JP2001234555A - Position measuring system for excavating machine - Google Patents

Position measuring system for excavating machine

Info

Publication number
JP2001234555A
JP2001234555A JP2000046109A JP2000046109A JP2001234555A JP 2001234555 A JP2001234555 A JP 2001234555A JP 2000046109 A JP2000046109 A JP 2000046109A JP 2000046109 A JP2000046109 A JP 2000046109A JP 2001234555 A JP2001234555 A JP 2001234555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excavator
measuring
horizontal position
wire
horizontal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000046109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3666568B2 (en
Inventor
Toshio Nakamura
俊男 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obayashi Corp filed Critical Obayashi Corp
Priority to JP2000046109A priority Critical patent/JP3666568B2/en
Publication of JP2001234555A publication Critical patent/JP2001234555A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3666568B2 publication Critical patent/JP3666568B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect parallel movement of an excavating machine. SOLUTION: The position measuring system for an excavating machine is substantially constituted of a torque reel 12, a measuring wire 13 let out of the reel, an encorder 14 measuring the wound off length of the built-in measuring wire in the torque reel, two CCD cameras 15 taking images of the measuring wire, and a computer 20 connected to the encorder. The computer 20 is provided with a image processing section 17 in which image data from the CCD cameras 15 are left to image processing to obtain the horizontal position of the measuring wire 13, a processor 18 operating the horizontal position of the excavating machine 1 by using the horizontal position and the wound of length of the measuring wire 13 measured by the encorder 14, and a CRT display 19 showing the horizontal position of the excavating machine 1 obtained in the processor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として水平多軸
式掘削機に適用される掘削機の位置計測システムに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excavator position measuring system mainly applied to a horizontal multi-axis excavator.

【0002】[0002]

【従来の技術】地盤を掘削する掘削機のうち、ハイドロ
フレーズ掘削機の名前で呼ばれている水平多軸式掘削機
は、100m程度の大深度掘削に適した掘削機である。
2. Description of the Related Art Among excavators for excavating the ground, a horizontal multi-shaft excavator called by the name of a hydrophrase excavator is an excavator suitable for deep excavation of about 100 m.

【0003】図8は、このような水平多軸式掘削機1を
吊下げ用ワイヤー2を介してクレーン3で吊り下げた様
子を示した側面図である。同図でわかるように、水平多
軸式掘削機1は、フレーム4の下端に油圧式のロータリ
ーカッター5を備えており、掘削の際には、水平多軸式
掘削機1を掘削溝7内に吊り降ろし、その状態でロータ
リーカッター5を作動させることにより、当該掘削溝7
の底部を掘り下げていくようになっている。
FIG. 8 is a side view showing a state where such a horizontal multi-shaft excavator 1 is suspended by a crane 3 via a suspension wire 2. As can be seen from the figure, the horizontal multi-shaft excavator 1 is provided with a hydraulic rotary cutter 5 at the lower end of a frame 4, and when excavating, the horizontal multi-shaft excavator 1 is By operating the rotary cutter 5 in this state, the excavation groove 7
The bottom of the is dug down.

【0004】ここで、掘削精度を管理するためには、水
平多軸式掘削機1の姿勢を計測制御することが不可欠で
あり、鉛直精度については、フレーム4に取り付けた傾
斜計を用いて管理していた。
Here, in order to control the excavation accuracy, it is indispensable to measure and control the attitude of the horizontal multi-axis excavator 1. The vertical accuracy is managed using an inclinometer attached to the frame 4. Was.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ここで、掘削地盤の土
質が例えば崩壊性地盤である場合には、水平多軸式掘削
機1と孔壁とのクリアランスが大きくなり、水平多軸式
掘削機1が鉛直姿勢を保ったまま、水平方向にずれやす
い状態となる。
Here, when the soil of the excavated ground is, for example, collapsible ground, the clearance between the horizontal multi-axial excavator 1 and the hole wall increases, and the horizontal multi-axial excavator 1 1 is in a state where it easily shifts in the horizontal direction while maintaining the vertical posture.

【0006】しかしながら、このような水平方向の平行
移動は、水平多軸式掘削機1が傾いているわけではない
ため、当然ながら傾斜計では計測することができない。
そのため、正常な掘削状態と水平方向にずれた状態との
区別がつかず、設計通りの掘削を行うことが困難になる
という問題を生じていた。
However, such horizontal translation cannot be measured by an inclinometer because the horizontal multi-axis excavator 1 is not inclined.
For this reason, a normal excavation state and a state shifted in the horizontal direction cannot be distinguished, and there has been a problem that it becomes difficult to perform the excavation as designed.

【0007】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、掘削機の平行移動を検出することが可能な掘
削機の位置計測システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an excavator position measuring system capable of detecting parallel movement of an excavator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る掘削機の位置計測システムは請求項1
に記載したように、地上に設置されたトルクリールと、
該トルクリールから繰り出され先端にて掘削機につなが
れた計測用ワイヤーと、該計測用ワイヤーの繰出し長さ
を計測する繰出し長さ計測手段と、所定の計測水平面に
おける前記計測用ワイヤーの水平位置を計測する水平位
置計測手段と、前記繰出し長さ計測手段で計測された繰
出し長さと前記水平位置計測手段で計測された水平位置
とから前記掘削機の水平位置を演算処理する演算処理手
段と、該演算処理手段で求められた前記掘削機の水平位
置を表示する表示手段とからなるものである。
To achieve the above object, a position measuring system for an excavator according to the present invention is defined in claim 1.
As described in, a torque reel installed on the ground,
A measuring wire fed from the torque reel and connected to an excavator at the tip, a feeding length measuring means for measuring a feeding length of the measuring wire, and a horizontal position of the measuring wire on a predetermined measurement horizontal plane. A horizontal position measuring means for measuring, an arithmetic processing means for arithmetically processing the horizontal position of the excavator from the dispensing length measured by the dispensing length measuring means and the horizontal position measured by the horizontal position measuring means, Display means for displaying the horizontal position of the excavator obtained by the arithmetic processing means.

【0009】また、本発明に係る掘削機の位置計測シス
テムは、前記水平位置計測手段を、前記計測水平面内の
互いに平行でない相異なる二軸方向から前記計測用ワイ
ヤーを撮像する2台のCCDカメラと、該CCDカメラ
からの撮像データを画像処理して前記計測用ワイヤーの
水平位置を求める画像処理手段とから構成したものであ
る。
In the position measuring system for an excavator according to the present invention, the horizontal position measuring means may include two CCD cameras for imaging the measuring wires from two different directions not parallel to each other in the measuring horizontal plane. And image processing means for performing image processing on image data from the CCD camera to obtain a horizontal position of the measurement wire.

【0010】また、本発明に係る掘削機の位置計測シス
テムは、前記トルクリール、前記計測用ワイヤー、前記
繰出し長さ計測手段及び前記水平位置計測手段を2組備
えるとともに該各計測用ワイヤーの先端を前記掘削機の
相異なる二点につなぎ、前記演算処理手段を、前記掘削
機の水平位置が前記各計測用ワイヤー先端の二ヶ所にて
評価されるように構成したものである。
The position measuring system for an excavator according to the present invention comprises two sets of the torque reel, the measuring wire, the feeding length measuring means, and the horizontal position measuring means, and a tip of each measuring wire. Are connected to two different points of the excavator, and the arithmetic processing means is configured such that the horizontal position of the excavator is evaluated at two positions at the tip of each of the measuring wires.

【0011】本発明に係る掘削機の位置計測システムに
おいては、掘削作業中、掘削機が昇降しても計測用ワイ
ヤーにたるみが生じたり過度の張力が作用したりするこ
とがないよう、トルクリールを適宜操作し、計測用ワイ
ヤーに適度な張力を常時付与する。ここで、計測用ワイ
ヤーは、地上側にて不動点が形成されるように構成す
る。例えば、トルクリールから繰り出された計測用ワイ
ヤーを所定の固定プーリーに掛け、これを掘削機につな
ぐようにすれば、計測用ワイヤーは、繰出し長さや繰出
し方向(正常掘削状態では鉛直下方に繰り出されるが、
掘削機が水平移動する状態では斜め下方に繰り出され
る)に関わらず、必ず固定プーリーを通過するので、か
かる固定プーリーの取付け位置を不動点とみなすことが
できる。
In the excavator position measuring system according to the present invention, a torque reel is provided so that even if the excavator moves up and down during excavation work, the measuring wire is not slackened or excessive tension is applied. Is appropriately operated to constantly apply an appropriate tension to the measurement wire. Here, the measurement wire is configured so that a fixed point is formed on the ground side. For example, if the measuring wire fed from the torque reel is hung on a predetermined fixed pulley and connected to an excavator, the measuring wire is fed in the feeding length and feeding direction (in a normal digging state, the measuring wire is fed vertically downward). But,
Irrespective of whether the excavator moves horizontally, the excavator always passes through the fixed pulley, so that the mounting position of the fixed pulley can be regarded as a fixed point.

【0012】次に、掘削作業中、計測用ワイヤーの繰出
し長さを繰出し長さ計測手段でリアルタイムに計測す
る。計測用ワイヤーの繰出し長さは、例えばトルクリー
ルに内蔵されたエンコーダで直接計測することができる
し、場合によっては掘削機を吊持する吊下げ用ワイヤー
のウィンチに内蔵されたエンコーダから間接的に計測す
ることも可能である。
Next, during the excavation work, the feeding length of the measuring wire is measured in real time by the feeding length measuring means. The feeding length of the measuring wire can be measured directly by an encoder built in the torque reel, for example, or in some cases indirectly from the encoder built in the winch of the hanging wire that suspends the excavator. It is also possible to measure.

【0013】一方、計測用ワイヤーの所定の計測水平面
における水平位置を水平位置計測手段でリアルタイムに
計測する。水平位置を計測する計測水平面は、上述した
計測用ワイヤーの不動点から掘削機との間の地上空間に
任意に設定すればよい。例えば、計測用ワイヤーが掛け
られた固定プーリーと地上面との間に設定することがで
きる。
On the other hand, the horizontal position of the measuring wire on a predetermined measuring horizontal plane is measured in real time by horizontal position measuring means. The measurement horizontal plane for measuring the horizontal position may be set arbitrarily in the ground space between the fixed point of the measurement wire and the excavator. For example, it can be set between a fixed pulley on which a measuring wire is hung and the ground surface.

【0014】次に、繰出し長さ計測手段で計測された計
測用ワイヤーの繰出し長さと水平位置計測手段で計測さ
れた計測水平面での計測用ワイヤーの水平位置とを用い
て掘削機の水平位置を演算処理手段で演算処理する。す
なわち、不動点と計測水平面との鉛直距離をD0、不動
点と掘削機との鉛直距離をD1、不動点を通る鉛直基準
線からの計測水平面における計測用ワイヤーの水平変位
をδ1、鉛直基準線からの掘削機の水平変位δ2とすれ
ば、掘削機の水平位置は、δ2=(D1/D0)・δ1なる
幾何学的関係を用いて鉛直基準線からの掘削機の水平変
位δ2として求めることができる。
Next, the horizontal position of the excavator is determined by using the feeding length of the measuring wire measured by the feeding length measuring means and the horizontal position of the measuring wire on the horizontal plane measured by the horizontal position measuring means. The arithmetic processing is performed by the arithmetic processing means. That is, the vertical distance between the fixed point and the measurement horizontal plane is D 0 , the vertical distance between the fixed point and the excavator is D 1 , the horizontal displacement of the measurement wire in the measurement horizontal plane from the vertical reference line passing through the fixed point is δ 1 , if the horizontal displacements [delta] 2 of the excavator from the vertical reference line, the horizontal position of the excavator, [delta] 2 = excavation from the vertical reference line by using a (D 1 / D 0) · δ 1 becomes geometric relationships It can be obtained as the horizontal displacement δ 2 of the machine.

【0015】次に、掘削機の水平位置を液晶ディスプレ
イ、CRTディスプレイ等の表示手段にリアルタイムに
表示する。
Next, the horizontal position of the excavator is displayed in real time on display means such as a liquid crystal display and a CRT display.

【0016】水平位置計測手段をどのように構成するか
は任意であり、例えば、計測水平面内の互いに平行でな
い相異なる二軸方向から前記計測用ワイヤーを撮像する
2台のCCDカメラと、該CCDカメラからの撮像デー
タを画像処理して前記計測用ワイヤーの水平位置を求め
る画像処理手段とから構成することができる。なお、か
かる構成以外にも、レーザー、受発光素子等で構成する
ことが可能である。
The configuration of the horizontal position measuring means is arbitrary. For example, two CCD cameras for imaging the measuring wire from two different directions that are not parallel to each other in a measuring horizontal plane, and the CCD cameras Image processing means for performing image processing on image data from a camera to obtain a horizontal position of the measurement wire. In addition, other than such a configuration, it is possible to configure with a laser, a light receiving / emitting element, and the like.

【0017】トルクリール、計測用ワイヤー、繰出し長
さ計測手段及び水平位置計測手段については、掘削機の
水平位置を1点に代表された位置として求めるのであれ
ば1組で足りるが、これらを2組備えるとともに各計測
用ワイヤーの先端を掘削機の相異なる二点につなぎ、演
算処理手段を、掘削機の水平位置が各計測用ワイヤー先
端の二ヶ所にて評価されるように構成した場合、掘削機
の水平位置を二ヶ所にて評価する、すなわち、全体位置
とねじれの2成分を求めることが可能となる。
As for the torque reel, the measuring wire, the feeding length measuring means and the horizontal position measuring means, one set is sufficient if the horizontal position of the excavator is determined as a position represented by one point. If the tip of each measurement wire is connected to two different points of the excavator while the combination is provided, and the arithmetic processing means is configured such that the horizontal position of the excavator is evaluated at two places at the tip of each measurement wire, It is possible to evaluate the horizontal position of the excavator at two places, that is, to obtain two components of the overall position and the twist.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る掘削機の位置
計測システムの実施の形態について、添付図面を参照し
て説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a position measuring system for an excavator according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It is to be noted that the same reference numerals are given to components and the like that are substantially the same as those in the conventional technology, and description thereof will be omitted.

【0019】(第1実施形態)(First Embodiment)

【0020】図1は、本実施形態に係る掘削機の位置計
測システムを示した全体図及びブロック図である。これ
らの図でわかるように、本実施形態に係る掘削機の位置
計測システムは、トルクリール12と、該トルクリール
から繰り出される計測用ワイヤー13と、トルクリール
12に内蔵され計測用ワイヤーの繰出し長さを計測する
繰出し長さ計測手段としてのエンコーダ14と、計測用
ワイヤー13を撮像する2台のCCDカメラ15、15
と該CCDカメラ及びエンコーダ14が接続されたコン
ピュータ20とから概ね構成してある。
FIG. 1 is an overall view and a block diagram showing a position measuring system for an excavator according to this embodiment. As can be seen from these figures, the position measuring system of the excavator according to the present embodiment includes a torque reel 12, a measuring wire 13 fed from the torque reel, and a feeding length of the measuring wire built in the torque reel 12. Encoder 14 as a feeding length measuring means for measuring the height, and two CCD cameras 15 and 15 for imaging the measuring wire 13
And a computer 20 to which the CCD camera and the encoder 14 are connected.

【0021】ここで、トルクリール12及びCCDカメ
ラ15、15は、掘削溝7の地上開口近傍に設置された
架台16に取り付けてあるとともに、トルクリール12
から繰り出された計測用ワイヤー13は、図示しない支
持部材を介して架台16で支持されている固定プーリー
11にいったん掛けられた後、その先端を掘削機1につ
ないである。架台16は、例えば掘削溝7又はその予定
場所に沿って敷設されたレール上を走行自在に構成して
おくのがよい。
Here, the torque reel 12 and the CCD cameras 15 and 15 are mounted on a gantry 16 installed near the ground opening of the excavation groove 7, and the torque reel 12
The measurement wire 13 drawn out from the cradle is once hung on a fixed pulley 11 supported by a gantry 16 via a support member (not shown), and then its tip is connected to the excavator 1. The gantry 16 is preferably configured to be able to run on a rail laid along, for example, the excavation groove 7 or the planned place.

【0022】コンピュータ20には、CCDカメラ1
5、15からの撮像データを画像処理して計測用ワイヤ
ー13の水平位置を求める画像処理手段としての画像処
理部17を設けてあり、かかる画像処理部17は、CC
Dカメラ15、15とともに所定の計測水平面における
計測用ワイヤー13の水平位置を計測する水平位置計測
手段として機能する。
The computer 20 has a CCD camera 1
An image processing unit 17 is provided as image processing means for obtaining the horizontal position of the measurement wire 13 by performing image processing on the image pickup data from 5 and 15.
Together with the D cameras 15, 15, it functions as a horizontal position measuring means for measuring the horizontal position of the measuring wire 13 on a predetermined measuring horizontal plane.

【0023】また、コンピュータ20には、エンコーダ
14で計測された計測用ワイヤー13の繰出し長さとC
CDカメラ15、15及び画像処理部17で計測された
計測水平面での計測用ワイヤー13の水平位置とを用い
て、掘削機1の水平位置を演算処理する演算処理手段と
しての演算処理部18と、該演算処理部で求められた掘
削機1の水平位置を表示する表示手段としてのCRTデ
ィスプレイ19とを設けてある。
Further, the computer 20 has a feed length of the measuring wire 13 measured by the encoder 14 and C
An arithmetic processing unit 18 as arithmetic processing means for arithmetically processing the horizontal position of the excavator 1 by using the horizontal positions of the measurement wires 13 on the measurement horizontal plane measured by the CD cameras 15, 15 and the image processing unit 17; And a CRT display 19 as display means for displaying the horizontal position of the excavator 1 obtained by the arithmetic processing unit.

【0024】図2は、CCDカメラ15、15の配置状
況を示したものである。同図でわかるように、CCDカ
メラ15、15は、互いに平行でない相異なる二軸2
1、22(同図では直交するx、y軸)の各方向から計
測用ワイヤー13を撮像することができるように架台1
6に据え付けてあり、相異なる二軸21、22は、固定
プーリー11と架台16に挟まれた計測水平面内に含ま
れる。
FIG. 2 shows the arrangement of the CCD cameras 15 and 15. As can be seen in the figure, the CCD cameras 15 and 15 have two different axes 2 that are not parallel to each other.
The gantry 1 is mounted so that the measurement wire 13 can be imaged from each of directions 1 and 22 (in the figure, x and y axes orthogonal to each other).
6, two different shafts 21 and 22 are included in a measurement horizontal plane sandwiched between the fixed pulley 11 and the gantry 16.

【0025】本実施形態に係る掘削機の位置計測システ
ムにおいては、掘削作業中、掘削機1が昇降しても計測
用ワイヤー13にたるみが生じたり過度の張力が作用し
たりすることがないよう、トルクリール12を適宜操作
し、計測用ワイヤー13に適度な張力を常時付与する。
In the excavator position measuring system according to the present embodiment, during the excavation operation, even if the excavator 1 moves up and down, the measuring wire 13 is not slackened or excessive tension is applied. Then, the torque reel 12 is appropriately operated to always apply an appropriate tension to the measurement wire 13.

【0026】ここで、計測用ワイヤー13は、トルクリ
ール12から繰り出された後、固定プーリー11に掛け
てから掘削機1につないである。したがって、計測用ワ
イヤー13は、繰出し長さや繰出し方向(正常掘削状態
では鉛直下方に繰り出されるが、掘削機1が水平移動す
る状態では斜め下方に繰り出される)に関わらず、必ず
固定プーリー11を通過することとなり、かかる固定プ
ーリー11の取付け位置が計測用ワイヤー13の不動点
となる。
Here, the measuring wire 13 is fed out from the torque reel 12, is hooked on a fixed pulley 11, and is connected to the excavator 1. Therefore, the measurement wire 13 always passes through the fixed pulley 11 irrespective of the feeding length and the feeding direction (they are fed vertically downward in a normal excavation state, but are fed obliquely downward when the excavator 1 moves horizontally). Therefore, the mounting position of the fixed pulley 11 becomes a fixed point of the measurement wire 13.

【0027】次に、掘削作業中、計測用ワイヤー13の
繰出し長さをエンコーダ14でリアルタイムに計測する
とともに、上述した計測水平面における計測用ワイヤー
13の水平位置をCCDカメラ15、15及び画像処理
部17でリアルタイムに計測する。
Next, during the excavation work, the feeding length of the measuring wire 13 is measured in real time by the encoder 14, and the horizontal position of the measuring wire 13 on the above-mentioned measuring horizontal plane is measured by the CCD cameras 15, 15 and the image processing unit. Measure in real time at 17.

【0028】次に、エンコーダ14で計測された繰出し
長さとCCDカメラ15、15及び画像処理部17で計
測された水平位置とを用いて、掘削機1の水平位置を演
算処理部18で演算処理する。
Next, the horizontal position of the excavator 1 is calculated by an arithmetic processing unit 18 using the feeding length measured by the encoder 14 and the horizontal position measured by the CCD cameras 15 and 15 and the image processing unit 17. I do.

【0029】すなわち、図3に示すように、不動点O
(固定プーリー11の設置位置)と計測水平面31との
鉛直距離をD0、不動点Oと掘削機1との鉛直距離を
1、不動点Oを通る鉛直基準線32からの計測水平面
31における計測用ワイヤー13の水平変位をδ1、鉛
直基準線32からの掘削機1の水平変位δ2とすれば、
掘削機1の水平位置は、δ2=(D1/D0)・δ1なる幾
何学的関係を用いて鉛直基準線32からの掘削機1の水
平変位δ2として求めることができる。
That is, as shown in FIG.
The vertical distance between the (installed position of the fixed pulley 11) and the measurement horizontal plane 31 is D 0 , the vertical distance between the fixed point O and the excavator 1 is D 1 , and the vertical distance between the fixed reference point 32 and the vertical reference line 32 passing through the fixed point O If the horizontal displacement of the measuring wire 13 is δ 1 and the horizontal displacement of the excavator 1 from the vertical reference line 32 is δ 2 ,
The horizontal position of the excavator 1 can be obtained as a horizontal displacement δ 2 of the excavator 1 from the vertical reference line 32 using a geometric relationship of δ 2 = (D 1 / D 0 ) · δ 1 .

【0030】なお、かかる演算は、x軸及びy軸ごとに
個別に行い、算出された掘削機1の水平変位のうち、x
軸成分をδ2x、y軸成分をδ2yとする。
Note that such calculation is performed separately for each of the x-axis and the y-axis, and among the calculated horizontal displacements of the excavator 1, x
The axis component is δ 2x and the y-axis component is δ 2y .

【0031】次に、掘削機1の水平位置を、図4に示す
ようにCRTディスプレイ19にリアルタイムに表示す
る。
Next, the horizontal position of the excavator 1 is displayed on the CRT display 19 in real time as shown in FIG.

【0032】以上説明したように、本実施形態に係る掘
削機の位置計測システムによれば、掘削機1が水平方向
にずれたとき、斜めに傾いた計測ワイヤー13を計測
し、これを幾何学的に処理することによって、掘削機1
の水平移動を計測することが可能となる。
As described above, according to the excavator position measuring system according to the present embodiment, when the excavator 1 is displaced in the horizontal direction, the measuring wire 13 that is obliquely inclined is measured, and this is measured by the geometrical method. Excavator 1
Can be measured.

【0033】従来、掘削機1自体の傾きについては、傾
斜計で計測可能であったが、掘削機1の水平移動につい
てはこれを計測することができないため、掘削機1を掘
削溝7から引き上げては超音波で孔壁を計測するという
手順を繰り返さざるを得ず、掘削能率が低下するのを余
儀なくされていたが、本実施形態に係る掘削機の位置計
測システムによれば、掘削機1を引き上げずとも孔壁の
様子を推測することが可能となり、掘削能率を低下させ
ることなく掘削精度の向上を図ることが可能となる。
Conventionally, the inclination of the excavator 1 itself could be measured by an inclinometer, but it was not possible to measure the horizontal movement of the excavator 1. In this case, the procedure of measuring the hole wall with ultrasonic waves had to be repeated, and the excavation efficiency had to be reduced. However, according to the excavator position measurement system according to the present embodiment, the excavator 1 It is possible to estimate the state of the hole wall without raising the excavation, and it is possible to improve the excavation accuracy without lowering the excavation efficiency.

【0034】本実施形態では、掘削機1の水平移動をx
軸、y軸の両方で評価すべく、CCDカメラ15を2台
としたが例えばx軸方向に沿った水平移動だけ把握すれ
ば足りるのであれば、CCDカメラ15もこれに対応し
て1台で足りることは言うまでもない。
In this embodiment, the horizontal movement of the excavator 1 is x
In order to evaluate both the axis and the y-axis, two CCD cameras 15 are used. However, if it is sufficient to grasp only the horizontal movement along the x-axis direction, for example, one CCD camera 15 may be used correspondingly. Needless to say, it is enough.

【0035】(第2実施形態)(Second Embodiment)

【0036】次に、第2実施形態について説明する。な
お、従来技術や第1実施形態と実質的に同一の部品等に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described. In addition, the same reference numerals are given to components and the like that are substantially the same as those of the prior art and the first embodiment, and description thereof is omitted.

【0037】図5は、本実施形態に係る掘削機の位置計
測システムを示した全体図及びブロック図である。これ
らの図でわかるように、本実施形態に係る掘削機の位置
計測システムは、トルクリール12a、12bと、該各
トルクリールから繰り出される計測用ワイヤー13a、
13bと、トルクリール12a、12bに内蔵され各計
測用ワイヤーの繰出し長さを計測する繰出し長さ計測手
段としてのエンコーダ14a、14bと、計測用ワイヤ
ー13aを撮像する2台のCCDカメラ15a、15a
と、計測用ワイヤー13bを撮像する2台のCCDカメ
ラ15b、15bと、該各CCDカメラ及びエンコーダ
14a、14bが接続されたコンピュータ20とから概
ね構成してある。
FIG. 5 is an overall view and a block diagram showing the position measuring system of the excavator according to the present embodiment. As can be seen from these drawings, the position measuring system of the excavator according to the present embodiment includes torque reels 12a and 12b, and measurement wires 13a fed from the respective torque reels.
13b, encoders 14a and 14b, which are built in the torque reels 12a and 12b and measure the feeding length of each measuring wire, and two CCD cameras 15a and 15a for imaging the measuring wire 13a.
And two CCD cameras 15b and 15b for imaging the measurement wire 13b, and a computer 20 to which the CCD cameras and encoders 14a and 14b are connected.

【0038】ここで、トルクリール12a、b及びCC
Dカメラ15a、15bは、第1実施形態のトルクリー
ル12及びCCDカメラ15と同様、掘削溝7の地上開
口近傍に設置された架台16a、16bにそれぞれ取り
付けてあるとともに、トルクリール12a、12bから
それぞれ繰り出された計測用ワイヤー13a、13b
は、図示しない支持部材を介して架台16a、16bに
支持されている固定プーリー11a、11bにいったん
掛けられた後、それらの先端を掘削機1の相異なる二点
につないである。架台16a、16bは、例えば掘削溝
7又はその予定場所に沿って敷設されたレール上を走行
自在に構成しておくのがよい。
Here, the torque reels 12a, 12b and CC
The D cameras 15a and 15b are attached to mounts 16a and 16b installed near the ground opening of the excavation groove 7, respectively, like the torque reel 12 and the CCD camera 15 of the first embodiment. Measuring wires 13a, 13b which are respectively fed out
Is suspended once on fixed pulleys 11a and 11b supported on the gantry 16a and 16b via a support member (not shown), and then their ends are connected to two different points of the excavator 1. The gantry 16a, 16b is preferably configured to be able to run on a rail laid along, for example, the excavation groove 7 or its planned place.

【0039】コンピュータ20には、二組のCCDカメ
ラ15a、15bからの撮像データを画像処理して計測
用ワイヤー13a、13bの水平位置を求める画像処理
手段としての画像処理部17を設けてあり、かかる画像
処理部17は、二組のCCDカメラ15a、15bとと
もに所定の計測水平面における計測用ワイヤー13a、
13bの水平位置を計測する水平位置計測手段として機
能する。
The computer 20 is provided with an image processing section 17 as image processing means for processing the image data from the two sets of CCD cameras 15a and 15b to obtain the horizontal positions of the measuring wires 13a and 13b. The image processing unit 17 includes two sets of CCD cameras 15a and 15b and measurement wires 13a on a predetermined measurement horizontal plane.
It functions as horizontal position measuring means for measuring the horizontal position of 13b.

【0040】また、コンピュータ20には、エンコーダ
14a、14bで計測された計測用ワイヤー13a、1
3bの繰出し長さと二組のCCDカメラ15a、15b
及び画像処理部17で計測された計測水平面における計
測用ワイヤー13a、13bの水平位置とを用いて掘削
機1の水平位置を相異なる二ヶ所にて演算処理する演算
処理手段としての演算処理部18と、該演算処理部で求
められた掘削機1の水平位置を表示する表示手段として
のCRTディスプレイ19とを設けてある。
Also, the computer 20 includes measurement wires 13a, 1a, 1b,
3b payout length and two sets of CCD cameras 15a and 15b
And an arithmetic processing unit 18 as arithmetic processing means for arithmetically processing the horizontal position of the excavator 1 at two different positions using the horizontal positions of the measurement wires 13a and 13b on the measurement horizontal plane measured by the image processing unit 17. And a CRT display 19 as display means for displaying the horizontal position of the excavator 1 obtained by the arithmetic processing unit.

【0041】図6は、二組のCCDカメラ15a、15
bの配置状況を示したものであるが、その内容は第1実
施形態のものを左右対称に配置したものと同じであるの
で、詳細な説明はここでは省略する。
FIG. 6 shows two sets of CCD cameras 15a, 15
This figure shows the arrangement status of b, since the content is the same as that of the first embodiment arranged symmetrically, and a detailed description is omitted here.

【0042】本実施形態に係る掘削機の位置計測システ
ムにおいては、第1実施形態と同様、トルクリール12
a、12bを適宜操作して計測用ワイヤー13a、13
bに適度な張力を常時付与しておき、かかる状態で、計
測用ワイヤー13a、13bの繰出し長さをエンコーダ
14a、14bでリアルタイムにそれぞれ計測するとと
もに、上述した計測水平面における計測用ワイヤー13
a、13bの水平位置を二組のCCDカメラ15a、1
5b及び画像処理部17でリアルタイムに計測する。
In the excavator position measuring system according to the present embodiment, the torque reel 12
a, 12b are appropriately operated to measure wires 13a, 13
b, an appropriate tension is always applied thereto, and in this state, the extension lengths of the measurement wires 13a, 13b are measured in real time by the encoders 14a, 14b, respectively, and the measurement wires 13 in the measurement horizontal plane described above are measured.
The horizontal positions of a and 13b are determined by two sets of CCD cameras 15a and 1b.
5b and the image processing unit 17 measure in real time.

【0043】次に、エンコーダ14a、14bで計測さ
れた繰出し長さと二組のCCDカメラ15a、15b及
び画像処理部17で計測された計測水平面での水平位置
とを用いて、掘削機1の水平位置を演算処理部18で演
算処理する。
Next, the horizontal length of the excavator 1 is measured using the feeding length measured by the encoders 14a and 14b and the horizontal position on the horizontal plane measured by the two sets of CCD cameras 15a and 15b and the image processing unit 17. The position is calculated by the calculation processing unit 18.

【0044】次に、掘削機1の水平位置を、図7に示す
ようにCRTディスプレイ19にリアルタイムに表示す
る。なお、掘削機1の水平位置を演算処理するにあたっ
ては、第1実施形態の手順をそれぞれの計測用ケーブル
13a、13bに同様に適用すればよいだけであるの
で、ここではその説明を省略するが、その水平位置は同
図でわかるように、A点における水平位置δ2x、δ2y
び該A点とは異なるB点における水平位置δ′2x、δ′
2yとして評価される点が第1実施形態とは異なる。
Next, the horizontal position of the excavator 1 is displayed on the CRT display 19 in real time as shown in FIG. When the horizontal position of the excavator 1 is calculated, the procedure of the first embodiment only needs to be applied to the respective measuring cables 13a and 13b in the same manner, and the description thereof is omitted here. As can be seen from the figure, the horizontal positions δ 2x , δ 2y at the point A and the horizontal positions δ ′ 2x , δ ′ at the point B different from the point A can be seen.
It differs from the first embodiment in that it is evaluated as 2y .

【0045】以上説明したように、本実施形態に係る掘
削機の位置計測システムによれば、掘削機1が水平方向
にずれたとき、斜めに傾いた計測ワイヤー13a、13
bを計測し、これを幾何学的に処理することによって、
掘削機1の水平移動を計測することが可能となる。
As described above, according to the excavator position measuring system according to the present embodiment, when the excavator 1 is displaced in the horizontal direction, the measurement wires 13a, 13
By measuring b and geometrically processing it,
The horizontal movement of the excavator 1 can be measured.

【0046】また、本実施形態に係る掘削機の位置計測
システムによれば、2つのトルクリール12a、12
b、二本の計測用ワイヤー13a、13b、2つのエン
コーダ14a、14b及び二組のCCDカメラ15a、
15b及び画像処理部17を備えるとともに該各計測用
ワイヤー13a、13bの先端を掘削機1の相異なる二
点につなぎ、演算処理部18を、掘削機1の水平位置が
各計測用ワイヤー13a、13b先端の二ヶ所にて評価
されるように構成したので、掘削機1の全体移動のみな
らず、鉛直軸線廻りのねじれ成分をも計測することが可
能となり、掘削精度をさらに向上させることができる。
Further, according to the excavator position measuring system according to this embodiment, the two torque reels 12a and 12a
b, two measurement wires 13a, 13b, two encoders 14a, 14b and two sets of CCD cameras 15a,
15b and an image processing unit 17 and the ends of the measurement wires 13a and 13b are connected to two different points of the excavator 1, and the arithmetic processing unit 18 is connected to the excavator 1 so that the horizontal position of the measurement wire 13a is Since it is configured to be evaluated at two places at the tip of 13b, not only the entire movement of the excavator 1 but also the torsion component around the vertical axis can be measured, and the excavation accuracy can be further improved. .

【0047】[0047]

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る掘削機
の位置計測システムによれば、掘削機が水平方向にずれ
たとき、斜めに傾いた計測ワイヤーを計測して幾何学的
に処理することにより、掘削機の水平移動を計測するこ
とができる。そのため、掘削機を引き上げずとも孔壁の
様子を推測することが可能となり、掘削能率を低下させ
ることなく掘削精度の向上を図ることができる。
As described above, according to the position measuring system for an excavator according to the present invention, when the excavator is displaced in the horizontal direction, the obliquely inclined measuring wire is measured and processed geometrically. By doing so, the horizontal movement of the excavator can be measured. Therefore, the state of the hole wall can be estimated without raising the excavator, and the excavation accuracy can be improved without lowering the excavation efficiency.

【0048】[0048]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係る掘削機の位置計測システム
の図であり、(a)は全体図、(b)はブロック図。
FIG. 1 is a diagram of a position measuring system of an excavator according to a first embodiment, (a) is an overall view, and (b) is a block diagram.

【図2】CCDカメラの配置状況を示した図であり、
(a)は斜視図、(b)は平面図。
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement state of a CCD camera;
(a) is a perspective view, (b) is a plan view.

【図3】水平にずれた掘削機の水平位置を求める手順を
示した図であり、(a)は全体図、(b)は詳細図。
3A and 3B are diagrams showing a procedure for obtaining a horizontal position of an excavator shifted horizontally, wherein FIG. 3A is an overall view and FIG. 3B is a detailed view.

【図4】掘削機1の水平位置を表示手段であるCRTデ
ィスプレイ19に表示した様子を示したものであり、
(a)は表示画面の正面図、(b)は座標系を示した斜視図。
FIG. 4 shows a state in which the horizontal position of the excavator 1 is displayed on a CRT display 19 which is a display means;
(a) is a front view of a display screen, (b) is a perspective view showing a coordinate system.

【図5】第2実施形態に係る掘削機の位置計測システム
の図であり、(a)は全体図、(b)はブロック図。
FIG. 5 is a diagram of an excavator position measuring system according to a second embodiment, where (a) is an overall view and (b) is a block diagram.

【図6】CCDカメラの配置状況を示した斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing an arrangement state of a CCD camera.

【図7】掘削機1の水平位置を表示手段であるCRTデ
ィスプレイ19に表示した様子を示したものであり、
(a)は表示画面の正面図、(b)は座標系を示した斜視図。
FIG. 7 shows a state where the horizontal position of the excavator 1 is displayed on a CRT display 19 which is a display means;
(a) is a front view of a display screen, (b) is a perspective view showing a coordinate system.

【図8】掘削機1をクレーン3で吊持した様子を示した
側面図。
FIG. 8 is a side view showing a state where the excavator 1 is suspended by the crane 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 掘削機 12、12a、12b トルクリール 13、13a、13b 計測用ワイヤー 14、14a、14b エンコーダ(繰出し長さ
計測手段) 15、15a、15b CCDカメラ(水平位置
計測手段) 17 画像処理部(水平位置計
測手段) 18 演算処理部(演算処理手
段) 19 CRTディスプレイ(表
示手段)
Reference Signs List 1 excavator 12, 12a, 12b torque reel 13, 13a, 13b measuring wire 14, 14a, 14b encoder (extending length measuring means) 15, 15a, 15b CCD camera (horizontal position measuring means) 17 image processing section (horizontal) (Position measuring means) 18 Arithmetic processing unit (arithmetic processing means) 19 CRT display (display means)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地上に設置されたトルクリールと、該ト
ルクリールから繰り出され先端にて掘削機につながれた
計測用ワイヤーと、該計測用ワイヤーの繰出し長さを計
測する繰出し長さ計測手段と、所定の計測水平面におけ
る前記計測用ワイヤーの水平位置を計測する水平位置計
測手段と、前記繰出し長さ計測手段で計測された繰出し
長さと前記水平位置計測手段で計測された水平位置とか
ら前記掘削機の水平位置を演算処理する演算処理手段
と、該演算処理手段で求められた前記掘削機の水平位置
を表示する表示手段とからなることを特徴とする掘削機
の位置計測システム。
1. A torque reel installed on the ground, a measuring wire fed from the torque reel and connected to an excavator at a tip, and a feeding length measuring means for measuring a feeding length of the measuring wire. A horizontal position measuring means for measuring a horizontal position of the measuring wire on a predetermined measurement horizontal plane, and the excavation from a dispensing length measured by the dispensing length measuring means and a horizontal position measured by the horizontal position measuring means. An excavator position measuring system, comprising: an arithmetic processing means for arithmetically processing the horizontal position of the excavator; and a display means for displaying the horizontal position of the excavator obtained by the arithmetic processing means.
【請求項2】 前記水平位置計測手段を、前記計測水平
面内の互いに平行でない相異なる二軸方向から前記計測
用ワイヤーを撮像する2台のCCDカメラと、該CCD
カメラからの撮像データを画像処理して前記計測用ワイ
ヤーの水平位置を求める画像処理手段とから構成した請
求項1記載の掘削機の位置計測システム。
2. The CCD camera according to claim 1, wherein said horizontal position measuring means comprises: two CCD cameras for imaging said measurement wires from two different directions which are not parallel to each other in said measurement horizontal plane;
The excavator position measuring system according to claim 1, further comprising image processing means for performing image processing on image data from a camera to obtain a horizontal position of the measurement wire.
【請求項3】 前記トルクリール、前記計測用ワイヤ
ー、前記繰出し長さ計測手段及び前記水平位置計測手段
を2組備えるとともに該各計測用ワイヤーの先端を前記
掘削機の相異なる二点につなぎ、前記演算処理手段を、
前記掘削機の水平位置が前記各計測用ワイヤー先端の二
ヶ所にて評価されるように構成した請求項1記載の掘削
機の位置計測システム。
3. The excavator includes two sets of the torque reel, the measuring wire, the payout length measuring means, and the horizontal position measuring means, and connects the tip of each measuring wire to two different points of the excavator; The arithmetic processing means,
The excavator position measuring system according to claim 1, wherein a horizontal position of the excavator is evaluated at two positions at a tip of each of the measurement wires.
JP2000046109A 2000-02-23 2000-02-23 Excavator position measurement system Expired - Fee Related JP3666568B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000046109A JP3666568B2 (en) 2000-02-23 2000-02-23 Excavator position measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000046109A JP3666568B2 (en) 2000-02-23 2000-02-23 Excavator position measurement system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001234555A true JP2001234555A (en) 2001-08-31
JP3666568B2 JP3666568B2 (en) 2005-06-29

Family

ID=18568586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000046109A Expired - Fee Related JP3666568B2 (en) 2000-02-23 2000-02-23 Excavator position measurement system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3666568B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058136A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Tamaya Keisoku Syst Kk Displacement measuring device and displacement measuring method for dam body
JP2016075670A (en) * 2014-10-07 2016-05-12 野沢 有 Position measurement system for suspended excavator, surveying device and execution method for the same, and position measurement system for suspending object
JP2016113806A (en) * 2014-12-15 2016-06-23 株式会社奥村組 Estimation method for form of drilled hole
JP2018163114A (en) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社新技術総研 Measuring device and measurement system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058136A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Tamaya Keisoku Syst Kk Displacement measuring device and displacement measuring method for dam body
JP2016075670A (en) * 2014-10-07 2016-05-12 野沢 有 Position measurement system for suspended excavator, surveying device and execution method for the same, and position measurement system for suspending object
JP2016113806A (en) * 2014-12-15 2016-06-23 株式会社奥村組 Estimation method for form of drilled hole
JP2018163114A (en) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社新技術総研 Measuring device and measurement system
JP2022097559A (en) * 2017-03-27 2022-06-30 株式会社新技術総研 Measuring device and measurement system
JP7371874B2 (en) 2017-03-27 2023-10-31 株式会社新技術総研 Measuring device, measuring system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3666568B2 (en) 2005-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6017782B2 (en) Information system for height information of objects around suspended loads
JP2007015814A (en) Equipment carrying-in-and-out system
JP5642409B2 (en) Crane control device and crane
JP2011079648A (en) Stationary image display system
JP2008121280A (en) Excavation machine with excavating state display device
JP2001234555A (en) Position measuring system for excavating machine
JP6097063B2 (en) Height measuring device and height measuring method
JP2982890B2 (en) Attitude measurement device and attitude control method for ground excavator
JP3742936B2 (en) Method and apparatus for measuring excavation accuracy of underground excavator
JP3318322B2 (en) Underground diaphragm wall excavator position detector
JP6955198B2 (en) Equipment for estimating the ground strength of the out-trigger ground of the work vehicle and the method of estimating the ground strength of the out-trigger ground of the work vehicle
JP2022178057A (en) System to detect obstacle around heavy machine
JPH06108456A (en) Position measurement apparatus for excavator for underground continuous wall
JPH01137093A (en) Excavation monitor
JP2022062629A (en) System for specifying unwound length of cable, program, and method of managing unwinding of cable
JP7322548B2 (en) Hanging rope deflection determination method, data processing device, crane
JP6596622B2 (en) Suspended excavator position measurement system, surveying device and construction method used therefor, and suspended object position measurement system
JP3072402B2 (en) Construction management method of wrap length of soil column pile
JPH1193202A (en) Channel excavating device
JPH0772690B2 (en) Underground excavator excursion measurement system
JP3538685B2 (en) Excavator displacement measurement device
JPH1060943A (en) Work execution management system for grab dredger
JPH0829165A (en) Method and device for detecting position of underground boring machine
JP2017125744A (en) Ultrasonic groove wall measurement device
JP3062027B2 (en) Rolling measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040929

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050316

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050329

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080415

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees