JP2002294763A

JP2002294763A - 作業機の位置検出装置および表示装置

Info

Publication number: JP2002294763A
Application number: JP2001100589A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Fujisawa; 勤藤沢; Sumio Okawa; 澄男大河; Yoshiyuki Mizutani; 善行水谷; Toshimasa Kawahara; 敏正川原
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Okumura Corp
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Okumura Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成により作業車両の位置を検出す
る。【解決手段】作業車両ＹＳに作業装置３の位置計測用
のセンサ２２〜２５を設ける。作業車両ＹＳを予め設定
された複数の基準点Ａ〜Ｃの近傍に移動し、走行体１を
固定した状態で、旋回体２を旋回させるとともに、作業
装置３を駆動し、ノミ７ａの先端を順番に基準点Ａ〜Ｃ
に当接させる。演算装置４０の位置演算部４４Ａではセ
ンサ２２〜２５からの検出データにより旋回中心Ｐ1か
ら各基準点Ａ〜Ｃまでの距離ｒA〜ｒCを演算し、これら
の距離ｒA〜ｒCと基準点Ａ〜Ｃの座標に基づいて、作業
車両ＹＳの旋回中心Ｐ1を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブーム先端に例え
ば破砕機等の作業アタッチメントを備えた作業機の位置
を検出する位置検出装置および作業機の位置を表示する
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より作業機の位置を検出する装置と
して、例えばＧＰＳ測量機や自動追尾式トータルステー
ションなどが知られている。ＧＰＳ測量機は、衛星から
の信号を受信して、作業機の位置を割り出すものであ
る。自動追尾式トータルステーションは、トランシット
と光波距離計とが組み込まれた測量機であり、所定位置
に設置したトータルステーションと作業機との間でレー
ザー光を照射,受光して作業機の位置を計測する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧＰＳ
測量機や自動追尾式トータルステーションは高価であ
る。また、自動追尾式トータルステーションは設置が面
倒であり、トータルステーションと作業機との間に障害
物がある場合にはレーザー光が遮られ、位置計測が困難
となる。

【０００４】本発明の目的は、簡易な構成により作業機
の位置を検出することができる作業機の位置検出装置お
よび作業機の位置を表示することができる作業機の表示
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図面
を参照して説明する。（１）請求項１の発明は、旋回可能な作業機本体２と、
作業機本体２に回動可能に取り付けられた関節式のブー
ム４〜６と、ブーム４〜６の先端に装着された作業用ア
タッチメント７と、作業機本体２に対する作業用アタッ
チメント７の位置を検出する位置検出手段２２〜２５と
を備えた作業機の位置検出装置に適用される。そして、
位置検出手段２２〜２５により、作業機本体２と予め定
められた少なくとも３つの基準点Ａ〜Ｃとの距離ｒA〜
ｒCを検出し、この検出値ｒA〜ｒCと基準点Ａ〜Ｃの座
標(ｘA,ｙA),(ｘB,ｙB),(ｘC,ｙC)とに基づいて作業機
本体２の位置(ｘ,ｙ)を演算する演算手段４４Ａを備え
たことにより上述した目的が達成される。（２）請求項２の発明による表示装置は、請求項１に記
載の作業機の位置検出装置（４４Ａなど）と、作業対象
物１３の形状を記憶する記憶装置４６と、所定の基準角
度θ1に対する作業機本体２の旋回角度を検出する角度
検出手段２０と、記憶装置４６に記憶された作業対象物
１３の形状データと演算手段４４Ａで演算された作業機
本体２の位置データと角度検出手段２０で検出された作
業機本体２の旋回角度データと位置検出手段２２〜２５
で検出された作業用アタッチメント７の位置データとに
基づいて、作業対象物１３の形状と作業用アタッチメン
ト７の位置を表示する画像信号を生成する信号生成装置
４４Ｂと、画像信号に基づいて作業対象物１３と作業機
本体２と作業用アタッチメント７を表示する表示手段４
２とを備えることにより上述した目的が達成される。（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の作業機の表
示装置において、演算手段４４Ａにより作業機本体２の
位置が演算されると、信号生成装置４４Ｂは、その演算
された位置データに基づいて画像信号を更新するもので
ある。

【０００６】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１３を参照して本
発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の
実施の形態に係わる位置計測装置を有するショベル系作
業車両ＹＳの側面図である。本実施の形態では、このシ
ョベル系作業車両ＹＳを用いて後述するように水中構造
物たるフーチングの撤去作業を行う。

【０００８】図１に示すように、作業車両ＹＳは走行体
１と、走行体１上に旋回可能に搭載された旋回体２と、
旋回体２の車両前部に取り付けられた作業装置３とを有
する。作業装置３は、旋回体２に回動可能に軸支された
長尺ブーム４と、ブーム４の先端に回動可能に軸支され
たアーム５と、アーム５に沿ってスライド可能に取り付
けられたスライドアーム６と、スライドアーム６の先端
に回動可能に軸支されたブレーカ７とを有し、ブレーカ
先端には打撃用のノミ７ａが設けられている。ブーム４
はブームシリンダ８の伸縮によって回動し、アーム５は
アームシリンダ９の伸縮によって回動する。スライドア
ーム６はスライドシリンダ１０の伸縮によってスライド
し、ブレーカ７はチルトシリンダ１１の伸縮によって回
動する。シリンダ８〜１１の伸縮による作業装置３の作
業範囲は図示のとおりである。

【０００９】この作業車両ＹＳには、フーチングの撤去
作業の進行状況を表示する表示装置が搭載されている。
図２は、その表示装置の構成を示すブロック図である。
図１で図示は省略するが、旋回体２には、走行体１に対
する旋回体２の旋回角を検出する旋回センサ（ポテンシ
ョメータ）２０と、車両本体の傾斜角を検出する傾斜セ
ンサ２１が設けられている。ブーム４の基端部には旋回
体２に対するブーム４の角度を検出するブーム角度セン
サ２２が設けられ、ブームシリンダ８にはブームシリン
ダ８の圧力を検出する圧力センサ２６が設けられてい
る。アームシリンダ９,スライドシリンダ１０,チルトシ
リンダ１１にはシリンダ９,１０,１１のストローク量を
検出するアームストロークセンサ２３,スライドストロ
ークセンサ２４,ブレーカストロークセンサ２５がそれ
ぞれ設けられている。これらの各センサ２０〜２６は中
継ボックス４１を介して演算装置４０に接続され、各セ
ンサ２０〜２５からの検出データによりノミ７ａの先端
位置が演算される。また、演算装置４０には中継ボック
ス４１を介して電源４３と警報装置４８が接続されると
ともに、モニター４２とキーボード４７が接続されてい
る。

【００１０】作業車両ＹＳの位置（ｘ座標,Ｙ座標）は
次のように計測される。図３は、この位置計測方法を説
明するための概念図（平面図）である。はじめに、作業
対象物の近傍に３つの基準点Ａ〜Ｃを設定し、この基準
点Ａ〜Ｃの平面座標(ｘ,ｙ)をそれぞれ測量する。な
お、ここでは、作業対象物の角部近傍の位置を基準点Ａ
（ｘA,ｙA）として原点（０,０）に設定し、基準点Ａ
（原点）に対する基準点Ｂを座標（ｘB,ｙB）に、基準
点Ａ（原点）に対する基準点Ｃを座標（ｘC,ｙC）に設
定する。次に、ノミ７ａの先端が各基準点Ａ〜Ｃに当接
可能な位置まで作業車両ＹＳを移動し、走行体１の位置
すなわち旋回中心位置Ｐ1を固定する。その状態で旋回
体２を旋回させるとともに作業装置３を駆動しつつノミ
７ａの先端を順番に基準点Ａ〜Ｃに当接する。そのとき
の、角度センサ２２およびストロークセンサ２３〜２５
からの検出データと、予め定めたブーム長さ、アーム長
さ、ブーム基端部から旋回中心までの長さ等により、旋
回中心Ｐ1から各基準点Ａ〜Ｃまでの距離ｒA〜ｒCを演
算する。基準点Ａ〜Ｃの座標(ｘA,ｙA),(ｘB,ｙB),(ｘ
C,ｙC)と旋回中心Ｐ1の座標（ｘ,ｙ）および基準点Ａ〜
Ｃから旋回中心Ｐ1までの距離ｒA〜ｒCとの関係は次式
(I)のようになり、この連立方程式を解くことで作業車
両ＹＳの位置(ｘ,ｙ)が演算される。すなわち、図３に
おいて作業車両ＹＳの位置（ｘ,ｙ）は円Ａ〜Ｃの交点
となる。 (ｘ−ｘA)２＋(ｙ−ｙA)２＝ｒA２ (ｘ−ｘB)２＋(ｙ−ｙB)２＝ｒB２ (ｘ−ｘC)２＋(ｙ−ｙC)２＝ｒC２ (I)

【００１１】作業車両ＹＳの位置は、演算装置４０の位
置演算部４４Ａ（図２）で演算される。図４は、位置演
算部４４Ａで実行される処理の一例を示すフローチャー
トである。このフローチャートは、例えばキーボード４
７の「位置計測開始」キーの操作により開始される。ま
ず、ステップＳ１でノミ７ａの先端が第１の基準点Ａに
当接されたか否かを判定する。この判定は圧力センサ２
６により行われる。すなわち、ノミ７ａの先端を基準点
Ａに当接すると、そこから反力を受けて圧力センサ２６
の検出値が増加するので、この検出値の増加によりノミ
７ａの当接を判定する。なお、ノミ７ａの当接をオペレ
ータが目視により判定し、ノミ７ａの当接有りの信号を
オペレータのキーボード操作により入力するようにして
もよい。ステップＳ１が肯定されるとステップＳ２に進
み、角度センサ２２およびストロークセンサ２３〜２５
からの信号と旋回センサ２０からの信号を演算装置４０
のＲＡＭ４５（図２）に一時記憶する。ここで、ＲＡＭ
４５に記憶される旋回センサ２０からの信号は後述する
ように旋回角の基準となる値であり、基準旋回角θ1と
呼ぶ。すなわち、作業車両ＹＳの位置が特定されたと
き、後述するように旋回センサ２０の信号からこの基準
旋回角θ1を減じて、旋回体２の方向を特定する。

【００１２】次いで、ステップＳ３でノミ７ａの先端が
第２の基準点Ｂに当接されたか否かを判定し、肯定され
るとステップＳ４に進んで角度センサ２２およびストロ
ークセンサ２３〜２５からの信号をＲＡＭ４５に記憶す
る。さらに、ステップＳ５でノミ７ａの先端が第３の基
準点Ｃに当接されたか否かを判定し、肯定されるとステ
ップＳ６に進んで角度センサ２２およびストロークセン
サ２３〜２５からの信号をＲＡＭ４５に記憶する。次の
ステップＳ７では、ステップＳ２,ステップＳ４,ステッ
プＳ６で記憶された信号に基づいて旋回中心Ｐ1から各
基準点Ａ〜Ｃまでの距離ｒA〜ｒCを演算し、さらに、上
式(I)の関係を用いて旋回中心Ｐ1の位置（ｘ,ｙ）を演
算する。次いで、ステップＳ８でその位置データ（ｘ,
ｙ）をＲＡＭ４５に記憶し、処理を終了する。なお、ス
テップＳ２で旋回センサ２０からの信号の読込処理をし
ているが、旋回角は演算される作業車両ＹＳの位置Ｐ1
におけるノミ７ａの位置（旋回体２の方向）を設定する
ために必要な値であり、作業車両ＹＳの位置Ｐ1の演算
自体には関与しない値のため、ステップＳ２で旋回セン
サ２０の読込処理は必ずしも必要ではない。その代わり
に、例えば本演算処理の開始前に、走行体１の長さ方向
にブーム４の腕の方向を一致させ、その状態で旋回セン
サ２０の信号をゼロリセットするような処理（基準旋回
角度θ1の設定）を行うようにしてもよい。これにより
旋回センサ２０からはクローラ１の長さ方向に対する旋
回体２の方向が検出される。また、基準点をＡ〜Ｃの３
点設定することにしたが、４点以上の基準点を設定する
ことも可能である。その場合には、基準点に対する旋回
中心の演算値の残差平方和をとって旋回中心の位置Ｐ1
を決定すればよい。

【００１３】次に、本実施の形態で行われるフーチング
の撤去作業について説明する。図５は、フーチングの撤
去作業状態を示す側面図であり、図６はその平面図であ
る。図５，６に示すように、河川の底に打設された基礎
杭１２の上方には略台形断面を有するフーチング１３が
設けられている。フーチング１３の上部には旧橋脚１５
が立設されていたが、フーチング撤去作業を行う前に何
らかの方法で取り壊される。フーチング１３の撤去作業
を行う場合には、フーチング１３の周囲に架台１４を仮
設し、架台１４の上部に鋼板１６を敷設する。そして、
鋼板１６の上に作業車両ＹＳを載置し、その状態で作業
装置３を駆動して、主に鋼板１６より前側のフーチング
１３を撤去する。

【００１４】フーチング１３の形状データ（フーチング
データ）は不揮発性のフラッシュメモリ４６（図２）に
記憶される。この場合、フーチング形状は、図７に示す
ように、所定容積の３次元ブロック（例えば長さ２０cm
の立方形）の積み重ね（点線）によって表される。フー
チングデータはＣＳＶ形式で記憶され、このフーチング
データによってフーチング１３のＸＹ平面への投影図に
相当するスプレッドシートＳを作成する。スプレッドシ
ートＳにはフーチング１３のＸＹ平面の各ブロックに対
応してセルが設けられ、各セルの間隔はブロックの一辺
の長さ（２０cm）に相当している。すなわち、セルの配
置はブロックの配置に一致している。フラッシュメモリ
４６には所定ブロック（例えばＢ11）に対応する所定の
セルａ11の座標（ｘ,ｙ）が記憶されており、この座標
（ｘ,ｙ）の基準点ａ0（原点）は図３の基準点Ａに一致
している。すなわち、作業車両ＹＳの位置データの座標
系とフーチングデータの座標系は一致しており、これに
よりフーチング１３に対する作業車両ＹＳの相対位置を
求めることができる。各セルにそれぞれ表示される数値
は積み重ねられたブロックの高さ（ｚ座標）を表し、フ
ーチング撤去作業によりフーチング上面の一部が破砕さ
れるとシート上の数値が更新され、更新後のデータがフ
ラッシュメモリ４６に記憶される。なお、１つのブロッ
クの大きさは、１回のブレーカ７の押し付け作業により
破壊される容積を予め検証して決定される。

【００１５】演算装置４０の画像演算部４４Ｂ（図２）
では、画像表示に関する以下のような処理が実行され
る。なお、この処理は、前述したように位置演算部４４
Ａで作業車両ＹＳの旋回中心Ｐ1の位置を演算した後
に、走行体１を停止した状態で行われる。図８は、画像
演算部４４Ｂで実行される処理の一例を示すフローチャ
ートである。このフローチャートは、例えばキーボード
の「作業開始」キーまたは「作業再開」キーの操作によ
り開始される。まず、ステップＳ１１で、フーチングデ
ータをフラッシュメモリ４６から読み込む。次いで、ス
テップＳ１２で各センサ２０〜２６からの検出データを
読み込む。ステップＳ１１,ステップＳ１２で読み込ま
れたデータはＲＡＭ４５に一時記憶され、随時更新され
る。次のステップＳ１３では、予めＲＡＭ４５に記憶さ
れている作業車両ＹＳの旋回中心Ｐ1の位置データ（ｘ,
ｙ）と基準旋回角θ1、およびセンサ２０〜２５からの
検出データに基づいてブレーカ先端部のノミ７ａの位置
（ｘ,ｙ,ｚ）を演算する。すなわち、旋回センサ２０に
よる検出データθから基準旋回角θ1を減じて旋回体２
の旋回方向を算出し、角度センサ２２およびストローク
センサ２３〜２５からの検出データによりその方向にお
けるノミ７ａの位置を演算し、傾斜センサ２０からの検
出データにより作業車両ＹＳの傾斜姿勢に応じてノミ７
ａの位置データを補正する。

【００１６】キーボードには例えば「側面」キー,「平
面」キー,「拡大」キー,「縮小」キーが設けられてお
り、このキー操作により画像表示が切り換えられる。す
なわち、ステップＳ１４では「平面」キー,「側面」キ
ーの操作の有無を判定し、「平面」キーの操作と判定さ
れるとステップＳ１５に進み、「側面」キーの操作と判
定されるとステップＳ１６に進む。ステップＳ１５で
は、「拡大」キー,「縮小」キーの操作の有無を判定
し、「拡大」キーの操作と判定されるとステップＳ１８
に進み、「縮小」キーの操作と判定されるとステップＳ
１７に進む。

【００１７】ステップＳ１６〜ステップＳ１８では、ス
テップＳ１１,ステップＳ１３の処理に基づいてフーチ
ング１３およびブレーカ７を表示するようにモニター４
２に画像信号を出力する。すなわち、ステップＳ１６で
はフーチング１３およびブレーカ７の縮小側面図を、ス
テップＳ１７では縮小平面図を、ステップＳ１８では拡
大平面図をそれぞれ表示するように信号を出力する。こ
れにより、モニター４２にはフーチング１３の形状がブ
ロック単位で表示されるとともに、作業車両全体の姿勢
がフーチング１３の表示の上に重なり合って表示され
る。この場合、フーチング１３がモニター画面の中央に
位置するように信号出力が調整され、フーチング１３の
表示に合わせてブレーカ７が表示される。ステップＳ１
６〜ステップＳ１８の出力表示の一例を図９〜１１に示
す。なお、図９は図１０のIX-IX線断面に相当する。図
１０,１１においては、フーチング１３がフーチング上
面の高さに応じた色（図ではハッチングの種類）で表示
されており、ブロックの高さが低くなるほど表示色が薄
くなる（ハッチングが濃くなる）。

【００１８】次いで、ステップＳ１９において、ステッ
プＳ１３で算出されたノミ７ａの高さｚと、ノミ７ａで
破砕途中のフーチングブロックの上面に与えられている
高さとの差が、１ブロックの長さ（２０cm）を越えたか
否かを判定する。これは、フーチング１３の１ブロック
が破砕完了したか否かを判定するためのステップであ
り、ステップＳ１９が肯定されると、すなわち破砕完了
と判定されるとステップＳ２０に進み、否定されるとス
テップＳ２１に進む。

【００１９】ステップＳ２０では、破砕された１ブロッ
ク分だけスプレッドシート上の数値であるフーチング１
３の高さデータを更新し、ステップＳ２１で更新後のフ
ーチングデータをフラッシュメモリ４６に書き込む。次
いで、ステップＳ２２で例えばキーボード４７に設けら
れた「中断」キーの操作により作業の中断指令がなされ
たか否かを判定し、肯定されると処理を終了し、否定さ
れるとステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では例え
ばキーボードに設けられた「終了」キーの操作により作
業終了指令がなされた否かを判定し、肯定されると処理
を終了し、否定されるとステップＳ１１に戻る。

【００２０】次に、本実施の形態の動作をより具体的に
説明する。フーチング撤去作業にあたっては、まず、図
５，６に示すように、フーチング上方の鋼板１６の上に
車両ＹＳを移動する。そして、フラッシュメモリ４６を
演算装置４０に挿入し、電源をオンする。この電源オン
によりモニター４２には初期画面が表示される。初期画
面では、撤去作業の対象であるフーチング１３を特定す
るために現場名とフーチング番号を入力する。なお、現
場名とフーチング番号は予め数値化されており、テンキ
ー操作によってオペレータは現場名とフーチング番号を
入力する。

【００２１】続いて、デジタル式センサであるストロー
クセンサ２３〜２５の初期値リセット作業を行う。これ
は、図１の姿勢Ａに示すように、レバー操作によってア
ームシリンダ９を最大伸長させ、スライドシリンダ１０
を最大縮退させ、チルトシリンダ１１を最大伸長させた
状態で、例えばキーボードの「リセット」キーを操作す
ることにより行われる。これにより、センサ出力がゼロ
リセットされる。次いで、キーボード４７の「位置計測
開始」キーを操作して作業車両ＹＳの位置計測を開始す
る。この場合、例えば、図６に示すように基準点Ａ（原
点）を架台１４の左前角部に、基準点Ｂを架台１４の右
前角部に、基準点Ｃを地上にセットする。そして、走行
体１を停止した状態でレバー操作により作業装置３を駆
動するとともに旋回体２を旋回させ、ノミ７ａの先端を
基準点Ａ〜Ｃに順番に当接する。これにより、前述した
図４の処理が実行され、作業車両ＹＳの旋回中心Ｐ1の
位置（ｘ,ｙ）が演算されて、その位置データと基準旋
回角θ1がＲＡＭ４５に記憶される。なお、本実施の形
態では、基準点Ａを基準旋回角に設定し、作業対象物の
フーチング１３とノミ７ａとの水平方向の基準位置の設
定を行うようにしている。

【００２２】次いで、オペレータはキーボード４７の
「開始」キーを操作する。これにより前述した図８の処
理が実行され、フーチングデータに基づいて、フーチン
グ１３がモニター４２に表示されるとともに、ＲＡＭ４
５に記憶された作業車両の位置データと基準旋回角θ、
およびセンサ２０〜２５からの信号に基づいてブレーカ
７および作業車両ＹＳが表示される。「開始」キーの操
作直後においては、ステップＳ１４→ステップＳ１６に
進み、モニター４２には図９に示すような縮小側面図が
表示されるとともに、ノミ７ａの先端の作業半径（先端
作業半径）と深度（先端深度）がデジタル表示される。
なお、先端作業半径が所定値以上になると、警報装置４
８（図２）が作動して、作業半径が大きくなるような作
業装置３の駆動が禁止され、これによって、フーチング
以外の障害物との接触が防止される。

【００２３】図９の状態から「平面」キーを操作すると
ステップＳ１４→ステップＳ１７に進み、図１０に示す
ような縮小平面図が表示され、その状態から「拡大」キ
ーを操作するとステップＳ１８に進み、図１１に示すよ
うな拡大平面図が表示される。平面図においては、フー
チング各部の高さの差違が画面上で明らかとなるよう
に、フーチング上面のブロックの高さに応じてブロック
ごとに色分け表示（明暗表示）される。

【００２４】次いで、表示画面上でノミ７ａの先端をフ
ーチング１３の隅部に位置するようにレバー操作により
作業装置３を駆動し、ノミ７ａの先端をフーチング１３
の表面に押圧させる。これは、圧力センサ２６により検
出される。すなわち、オペレータは圧力センサの検出値
を不図示の計器盤によってモニターし、この検出値が増
加したときにノミ７ａとフーチング１３との接触有りと
判断する。このとき、モニター４２上に表示されるノミ
７ａの先端の位置と実際の位置とがずれている場合に
は、すなわち、ノミ７ａをフーチング１３の表面に当接
させたにも拘わらず画面上では当接していな場合には、
ノミ７ａの先端の位置を画面上で調整する。これは、キ
ーボード４７の「→」,「←」,「↑」,「↓」などの矢
印キーの操作により、車両全体の画像をフーチング１３
に対してシフトさせることで行われる。

【００２５】以上の手順の後、モニター４２を見ながら
レバー操作によって作業装置３を駆動し、ノミ７ａの先
端を破砕すべきフーチングブロックの表面中央部に垂直
にセットするとともに、圧力センサ２６からの検出値を
モニターする。そして、圧力センサ２６の検出値により
フーチング表面とノミ先端の当接を確認した後、スイッ
チ操作によってノミ７ａを駆動し、破砕作業を開始す
る。

【００２６】破砕作業時には作業装置３はフーチング１
３から反力を受けて作業車両ＹＳが傾斜するが、傾斜セ
ンサ２１によりノミ７ａの位置は補正されるので、常に
正確なノミ７ａの位置がモニター４２に表示される。ノ
ミ７ａの先端が所定長さだけ下方に移動すると、フーチ
ング１３の１ブロックが破砕されたと判定し、前述した
処理（ステップＳ１９→ステップＳ２０）によりスプレ
ッドシート上のフーチングデータが更新される。これに
よって、モニター４２に表示される画像は図１２,１３
に示すように変更される。

【００２７】図１２（ａ）,図１３（ａ）はデータ更新
前の側面図、平面図の画像表示を、図１２（ｂ）,図１
３（ｂ）はデータ更新後の側面図、平面図の画像表示を
それぞれ示す。図１２において、所定ブロック（例えば
Ｂ1）の破砕作業を行っているときに前述したようにフ
ーチングデータが更新されると、図１２（ａ）→（ｂ）
に示すように、所定ブロックＢ1に対応する表示が消去
される（ステップＳ１６）。また、図１３において、所
定ブロックＢ1のフーチングデータが更新されると、図
１３（ａ）→（ｂ）に示すように、所定ブロックＢ1に
対応する表示が１ブロック分、低輝度の色（斜線）に変
更される（ステップＳ１７,ステップＳ１８）。これに
より、オペレータはフーチング撤去作業の進行状況を容
易に認識することができる。フーチング１３の１ブロッ
クの破砕が完了すると、レバー操作によってノミ７ａの
先端を別のブロックに移動し、同様な作業を繰り返す。

【００２８】休憩や昼食等で破砕作業を一時中断する場
合には「中断」キーを操作する。これによって、ステッ
プＳ２２が肯定され、画像演算部４４Ｂでの処理が一時
終了する。その後、作業を再開する場合には「再開」キ
ーを操作する。これにより前述したのと同様な処理が画
像演算部４４Ｂで再開される。作業中断時に作業装置３
を動かしてしまった場合には、「再開」キーの操作後、
初期値リセット作業からやり直す。

【００２９】破砕するフーチング１３の箇所を大きく変
更する場合等で作業車両ＹＳを移動した場合には、車両
移動後に「位置計測開始」キーを操作し、前述したのと
同様にノミ７ａの先端を基準点Ａ〜Ｃに当接させて作業
車両ＹＳの位置を検出する。次いで、「作業開始」キー
を操作する。これにより、移動後の位置データに基づい
て作業車両ＹＳがモニター４２に表示される。これによ
り、作業車両ＹＳの位置が変化した場合であっても、フ
ーチング１３との位置関係を把握することができる。

【００３０】破砕作業が終了すると、「終了」キーを操
作する。これによって、ステップＳ２３が肯定され、画
像演算部４４Ｂでの処理が終了する。その後、演算装置
４０の電源をオフし、フラッシュメモリ４６を抜き取
る。フラッシュメモリ４６にはＣＳＶ形式のデータが保
存されており、パソコンなどによりデータを整理するこ
とができる。これにより、作業後のフーチング形状が詳
細に解析され、作業進行状況を評価できる。なお、上述
した破砕作業が終了すると、フーチング１３の破砕くず
はクラムシェルバケットなどによって地上に引き上げら
れ、残りのフーチング形状は、超音波ソナーでフーチン
グ表面を２次元的に走査することにより最終的に確認さ
れる。

【００３１】このように本実施の形態によると、作業車
両ＹＳに設けられたノミ７ａの位置計測用のセンサ２２
〜２５により作業車両ＹＳから予め定められた複数の基
準点Ａ〜Ｃまでの距離ｒA〜ｒCを演算し、この距離ｒA
〜ｒCと基準点Ａ〜Ｃの座標（ｘA,ｙA）,（ｘB,ｙB）,
（ｘC,ｙC）に基づいて作業車両ＹＳの位置（ｘ,ｙ）を
演算するようにした。すなわち、作業時に用いられるセ
ンサ２２〜２５により作業車両ＹＳの位置を計測するよ
うにした。これにより、トータルステーションなどの高
価な測量機を設置する必要がなく、簡易な構成により作
業車両ＹＳの位置を計測することができる。

【００３２】また、このようにして計測された作業車両
ＹＳの位置とセンサ２０〜２５からの検出値に基づい
て、ノミ７ａの位置（ｘ,ｙ,ｚ）を検出し、作業車両Ｙ
Ｓと作業装置３およびフーチング１３の位置をリアルタ
イムでモニター４２に重ねて表示するようにした。これ
により、オペレータはフーチング１３に対する作業装置
３の相対位置を把握することができ、目視が困難な水中
での作業も容易に行える。さらに、作業車両ＹＳの位置
を検出した際に、その位置データに基づいてモニター４
２上の作業車両ＹＳの位置を更新するようにしたので、
作業車両ＹＳが移動した場合であってフーチングに対す
る作業車両ＹＳの相対位置を容易に把握することができ
る。

【００３３】なお、上記実施の形態では、フーチング１
３を常にモニター４２の中央に表示するようにしたが、
作業車両ＹＳをモニター４２の中央に表示するように画
像信号を調整してもよい。また、上記実施の形態では、
基準点Ａ,Ｂを作業車両の前方の架台１４上に設けるよ
うにしたが（図６）、作業車両の周囲であれば、どの方
向に設けるようにしてもよい。さらにまた、上記実施の
形態では水中構造物の撤去作業を行うようにしたが、地
上での作業を行うようにしてもよい。さらに、上記実施
の形態の位置検出装置は、作業車両ＹＳの位置とノミ７
ａの位置を検出するために用いたが、作業車両の位置を
検出するためだけに用いてもよい。さらにまた、上記実
施の形態は、油圧ショベルに適用したが、他の建設機械
に適用するようにしてもよい。

【００３４】以上の実施の形態と請求項との対応におい
て、ブーム４とアーム５とスライドアーム６が関節式の
ブームを、ブーム角度センサ２２とアームストロークセ
ンサ２３とスライドストロークセンサ２４とブレーカス
トロークセンサ２５が位置検出手段を、旋回センサ２０
が角度検出手段を、位置演算部４４Ａが演算手段を、フ
ーチング１３が作業対象物を、フラッシュメモリ４６が
記憶装置を、画像演算部４４Ｂが信号生成装置を、モニ
ター４２が表示手段を、それぞれ構成する。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、作業機本体に設けられた検出手段により作業機本
体と予め定められた少なくとも３つの基準点との距離を
検出し、この距離検出値と基準点の座標とに基づいて作
業機本体の位置を演算するようにしたので、トータルス
テーションなどの測量機を設ける必要がなく、簡易な構
成により作業車両の位置を検出することがでる。とくに
請求項２の発明によれば、作業対象物の形状データと作
業機本体の位置データと作業機本体の旋回角度データと
作業装置の位置データに基づいて作業対象物と作業機本
体と作業用アタッチメントを画像表示するようにしたの
で、目視が困難な水中での作業も容易に行える。請求項
３の発明によれば、作業機本体の位置データに基づいて
画像表示を更新するので、作業機本体の位置が移動した
場合であっても作業対象物に対する作業車両の相対位置
を容易に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるショベル系作業車両の側面
図。

【図２】本実施の形態に係わるフーチング撤去作業の進
行状況を表示する表示装置のブロック図。

【図３】作業車両の位置計測方法を説明する概念図。

【図４】図２の表示装置の位置演算部で実行される処理
の一例を示すフローチャート。

【図５】フーチング撤去作業状態を示す側面図。

【図６】フーチング撤去作業状態を示す平面図。

【図７】フーチング形状とフーチングデータの対応関係
を模式的に示す図。

【図８】図２の表示装置の画像演算部で実行される処理
の一例を示すフローチャート。

【図９】フーチング撤去作業の表示装置を構成するモニ
ターの表示画像の一例を示すフーチングおよび作業装置
の縮小側面図。

【図１０】フーチング撤去作業の表示装置を構成するモ
ニターの表示画像の一例を示すフーチングおよび作業装
置の縮小平面図。

【図１１】フーチング撤去作業の表示装置を構成するモ
ニターの表示画像の一例を示すフーチングおよび作業装
置の拡大平面図。

【図１２】モニターに表示されるフーチングの画像の変
化の一例を示す側面図。

【図１３】モニターに表示されるフーチングの画像の変
化の一例を示す平面図。

【符号の説明】

１走行体２旋回体３作業装置４ブーム５アーム６スライドアー
ム７ブレーカ１３フーチング２０旋回センサ２１傾斜センサ２２ブーム角度センサ２３アームスト
ロークセンサ２４スライドストロークセンサ２５ブレーカス
トロークセンサ２６圧力センサ４０演算装置４２モニター４４Ａ位置演算
部４４Ｂ画像演算部４６フラッシュメ
モリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大河澄男大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号株式会社奥村組内 (72)発明者水谷善行大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号株式会社奥村組内 (72)発明者川原敏正大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号株式会社奥村組内Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB04 AC11 BA06 CA02 DA04 DB02 DB04 DB05 2D015 HA03 HB04 HB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回可能な作業機本体と、前記作業機本体に回動可能に取り付けられた関節式のブ
ームと、前記ブームの先端に装着された作業用アタッチメント
と、前記作業機本体に対する前記作業用アタッチメントの位
置を検出する位置検出手段とを備えた作業機の位置検出
装置において、前記位置検出手段により、前記作業機本体と予め定めら
れた少なくとも３つの基準点との距離を検出し、この検
出値と前記基準点の座標とに基づいて前記作業機本体の
位置を演算する演算手段を備えたことを特徴とする作業
機の位置検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の作業機の位置検出装置
と、作業対象物の形状を記憶する記憶装置と、所定の基準角度に対する前記作業機本体の旋回角度を検
出する角度検出手段と、前記記憶装置に記憶された前記作業対象物の形状データ
と前記演算手段で演算された前記作業機本体の位置デー
タと前記角度検出手段で検出された前記作業機本体の旋
回角度データと前記位置検出手段で検出された前記作業
用アタッチメントの位置データとに基づいて、前記作業
対象物の形状と前記作業用アタッチメントの位置を表示
する画像信号を生成する信号生成装置と、前記画像信号に基づいて前記作業対象物と前記作業機本
体と前記作業用アタッチメントを表示する表示手段とを
備えることを特徴とする作業機の表示装置。
【請求項３】請求項２に記載の作業機の表示装置にお
いて、前記演算手段により前記作業機本体の位置が演算される
と、前記信号生成装置は、その演算された位置データに
基づいて前記画像信号を更新することを特徴とする作業
機の表示装置。