JP2011157187A - Raw material heap measuring system of raw material yard, raw material heap measuring method of raw material yard and computer program - Google Patents

Raw material heap measuring system of raw material yard, raw material heap measuring method of raw material yard and computer program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately measure a state of a raw material heap in a raw material yard more than conventional measurement. <P>SOLUTION: A laser beam is irradiated to the raw material heap 100 from 2D laser range finders 101a and 101b installed on a boom 106a, and the reflected light from the raw material heap 100 is received, and coordinates of a surface of the raw material heap 100 determined from the received reflected light and the irradiation direction of the laser beam at that time, are changed based on an attitude of the boom 106a measured by an IMU (Inertial Measurement Unit) 103 and a GPS (Global Positioning System) compass 104, and a three-dimensional shape of the raw material heap 100 and the volume of the raw material heap 100 are calculated and displayed based on the changed coordinates of the surface of the raw material heap 100. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、原料ヤードの原料山計測システム、原料ヤードの原料山計測方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、原料ヤードの原料山について形状の計測を行うために用いて好適なものである。   The present invention relates to a raw material yard measuring system, a raw material yard measuring method, and a computer program, and is particularly suitable for measuring the shape of a raw material hill in a raw material yard.

製鉄所では、大型船で運ばれてきた鉄鉱石や石炭等の原料を原料岸壁で荷揚げし、荷揚げした原料を、スタッカー（積付機）により、種類及び銘柄が混ざらないように別々の原料山として原料ヤードに積み付けるようにしている。原料ヤードに積み付けられた原料は、操業スケジュールに応じて、リクレーマ（払出機）により、原料山から払い出され、焼結工場、高炉工場等の後工程に渡される。このように原料ヤードでは、操業スケジュールに応じて原料の積み付けと払い出しが行われ、原料山の形状が時々刻々と変わるので、原料山の形状をリアルタイムで監視できるようにすることは、在庫管理および原料ヤードを効率よく運用するために重要である。   At steelworks, raw materials such as iron ore and coal that have been transported by large ships are unloaded at the raw material quay, and the unloaded raw materials are stacked in separate raw material piles so that the types and brands are not mixed by a stacker. I am trying to load it as a raw material yard. The raw material stacked in the raw material yard is discharged from the raw material pile by a reclaimer (dispensing machine) according to the operation schedule, and is passed to a subsequent process such as a sintering factory or a blast furnace factory. In this way, in the raw material yard, raw material is loaded and discharged according to the operation schedule, and the shape of the raw material mountain changes from time to time, so it is possible to monitor the raw material mountain shape in real time. It is important to operate the material yard efficiently.

このように原料山の形状を管理する技術として特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、原料ヤードに積み付けた原料山の高さと、原料山の安息角とを用いて、原料山の推定を行う。このとき、原料山は円錐状に積み付けられるものと見做し、原料ヤードの長手方向に平行な長軸線と、原料山の表面との交点（始点及び終点）を求めて記憶する。その後、新たに原料山が積み付けられた場合にも、原料ヤードの長手方向に平行な長軸線と、その原料山の表面との交点（始点及び終点）を求める。このとき、既に積み付けられている原料山の始点及び終点により定まる区間と、新たに積み付けた原料山の始点及び終点により定まる区間の一部が相互に重なり合う場合、それら２つの原料山（の一部）を１つに合わせるために、重なり合っていない側の２つの交点を新たな始点及び終点として記憶する。特許文献１では、このようにして原料山の形状を推測するようにしている。   As a technique for managing the shape of the raw material stack as described above, there is a technique described in Patent Document 1. In the technique described in Patent Document 1, a raw material mountain is estimated using the height of the raw material mountain stacked in the raw material yard and the angle of repose of the raw material mountain. At this time, it is assumed that the raw material piles are stacked in a conical shape, and the intersection points (start point and end point) between the long axis parallel to the longitudinal direction of the raw material yard and the surface of the raw material mountain are obtained and stored. Thereafter, even when a raw material pile is newly stacked, an intersection (start point and end point) between the long axis parallel to the longitudinal direction of the raw material yard and the surface of the raw material pile is obtained. At this time, if the section determined by the starting point and end point of the raw material pile already stacked and the part of the section determined by the starting point and end point of the newly stacked raw material pile overlap each other, these two raw material peaks ( In order to match one part) to one, the two intersections on the non-overlapping side are stored as new start points and end points. In Patent Document 1, the shape of the raw material mountain is estimated in this way.

特開２００７−２１０７７１号公報JP 2007-210771 A

ところで、原料ヤードにおける原料山の形状は、雨や風等の自然現象により積み付け時から変化する。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、原料山が積み付け時の理想的な形状であることを前提として原料山の形状を推測している。したがって、特許文献１に記載の技術では、原料山の経時変化を考慮することができず、推測した原料山の形状と、実際の原料山の形状とが相違する虞がある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、原料ヤードにおける原料山の状態・形状を従来よりも高精度に計測できるようにすることを目的とする。 By the way, the shape of the raw material mountain in the raw material yard changes from the time of loading due to natural phenomena such as rain and wind. However, in the technique described in Patent Document 1, the shape of the raw material pile is estimated on the assumption that the raw material pile has an ideal shape at the time of stacking. Therefore, the technology described in Patent Document 1 cannot take into account the change in the raw material peak over time, and the estimated raw material peak shape may be different from the actual raw material peak shape.
This invention is made | formed in view of such a problem, and it aims at enabling it to measure the state and shape of the raw material peak in a raw material yard with higher precision than before.

本発明の原料ヤードの原料山計測システムは、原料ヤードに積み付けられている原料山の上方にブームを位置させることが可能な重機であって、当該原料山の長手方向に移動することが可能な重機と、前記ブームの所定の位置から前記原料山に対して光を照射して、前記原料山からの反射光を受光し、当該反射光と、そのときの光の照射方向とに基づいて、前記原料山の表面の位置を示す情報を取得する第１の取得手段と、前記所定の位置を示す情報を取得する第２の取得手段と、前記ブームの姿勢を示す情報を取得する第３の取得手段と、前記第１の取得手段により取得された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記第２の取得手段により取得された、前記所定の位置を示す情報と、前記第３の取得手段により取得された、前記ブームの姿勢を示す情報とを用いて変更する変更手段と、前記変更手段により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報から、前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の形状を計測する計測手段と、を有することを特徴とする。   The raw material yard measuring system of the raw material yard of the present invention is a heavy machine capable of positioning a boom above the raw material hill stacked in the raw material yard, and can move in the longitudinal direction of the raw material hill. Light is applied to the raw material pile from a predetermined position of the heavy machinery and the boom, the reflected light from the raw material mountain is received, and based on the reflected light and the irradiation direction of the light at that time, First acquisition means for acquiring information indicating the position of the surface of the raw material mountain, second acquisition means for acquiring information indicating the predetermined position, and third information for acquiring information indicating the posture of the boom Information indicating the position of the surface of the raw material pile acquired by the acquisition means, the first acquisition means, information indicating the predetermined position acquired by the second acquisition means, and the third Obtained by the obtaining means. And changing the information using the information indicating the posture of the material, and extracting the shape of the raw material mountain from the information indicating the position of the surface of the raw material mountain changed by the changing unit, the shape of the raw material mountain And measuring means for measuring.

また、本発明の原料ヤードの原料山計測方法は、原料ヤードに積み付けられている原料山の上方にブームを位置させることが可能な重機であって、当該原料ヤードの長手方向に移動することが可能な重機を用いて、原料山の形状を計測する原料ヤードの原料山計測方法であって、前記ブームの所定の位置から前記原料山に対して光を照射して、前記原料山からの反射光を受光し、当該反射光と、そのときの光の照射方向とに基づいて、前記原料山の表面の位置を示す情報を取得する第１の取得工程と、前記ブームの所定の位置を示す情報を取得する第２の取得工程と、前記ブームの姿勢を示す情報を取得する第３の取得工程と、前記第１の取得工程により取得された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記第２の取得工程により取得された、前記所定の位置を示す情報と、前記第３の取得工程により取得された、前記ブームの姿勢を示す情報とを用いて変更する変更工程と、前記変更工程により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報から、前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の表面の形状を計測する計測工程と、を有することを特徴とする。   The raw material yard measuring method of the raw material yard according to the present invention is a heavy machine capable of positioning the boom above the raw material hill stacked in the raw material yard, and can move in the longitudinal direction of the raw material yard. A raw material yard measuring method of a raw material yard for measuring the shape of a raw material hill using a possible heavy machine, wherein the raw material hill is irradiated with light from a predetermined position of the boom, and reflected from the raw material hill A first acquisition step of receiving light and acquiring information indicating the position of the surface of the raw material mountain based on the reflected light and the irradiation direction of the light at that time, and a predetermined position of the boom A second acquisition step for acquiring information, a third acquisition step for acquiring information indicating the posture of the boom, and information indicating the position of the surface of the raw material pile acquired by the first acquisition step. , Acquired by the second acquisition step In addition, a change step for changing using the information indicating the predetermined position and the information indicating the posture of the boom acquired by the third acquisition step, and the raw material pile changed by the change step A measuring step of extracting the shape of the raw material mountain from information indicating the position of the surface of the raw material and measuring the shape of the surface of the raw material mountain.

また、本発明のコンピュータプログラムは、原料ヤードに積み付けられている原料山の上方にブームを位置させることが可能な重機であって、当該原料ヤードの長手方向に移動することが可能な重機を用いて、原料山の形状を計測することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記ブームの所定の位置から前記原料山に対して光が照射されて、前記原料山からの反射光が受光されると、当該反射光と、そのときの光の照射方向とに基づいて、前記原料山の表面の位置を示す情報を取得する第１の取得工程と、前記ブームの所定の位置を示す情報を取得する第２の取得工程と、前記ブームの姿勢を示す情報を取得する第３の取得工程と、前記第１の取得工程により取得された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記第２の取得工程により取得された、前記所定の位置を示す情報と、前記第３の取得工程により取得された、前記ブームの姿勢を示す情報とを用いて変更する変更工程と、前記変更工程により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報から、前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の表面の形状を計測する計測工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   The computer program of the present invention is a heavy machine capable of positioning the boom above the raw material pile stacked in the raw material yard, and uses a heavy machine capable of moving in the longitudinal direction of the raw material yard. A computer program for causing a computer to measure the shape of the raw material pile, wherein the raw material mountain is irradiated with light from a predetermined position of the boom, and reflected light from the raw material mountain is generated. When the light is received, based on the reflected light and the irradiation direction of the light at that time, a first acquisition step of acquiring information indicating the position of the surface of the raw material mountain, and a predetermined position of the boom A second acquisition step for acquiring information, a third acquisition step for acquiring information indicating the posture of the boom, and information indicating the position of the surface of the raw material pile acquired by the first acquisition step. And changing the information using the second acquisition step and changing the information using the information indicating the predetermined position and the information indicating the posture of the boom acquired by the third acquisition step. Causing the computer to execute a measurement step of extracting the shape of the raw material mountain from the information indicating the position of the surface of the raw material mountain changed by the changing step, and measuring the shape of the surface of the raw material mountain. It is characterized by.

本発明によれば、ブームの所定の位置から原料山に対して光を照射して、原料山からの反射光を受光し、当該反射光に基づいて原料山の表面の位置を示す情報を取得し、取得した原料山の表面の位置を示す情報を、ブームの所定の位置を示す情報と、ブームの姿勢を示す情報とを用いて変更した。このように、光の照射元となる位置と、ブームの姿勢とを考慮して、原料山の表面の位置を求めるので、原料山の表面の位置を可及的に高精度に計測できる。よって、原料ヤードにおける原料山の状態・形状を従来よりも高精度に計測できる。   According to the present invention, light is irradiated to the raw material mountain from a predetermined position of the boom, the reflected light from the raw material mountain is received, and information indicating the position of the surface of the raw material mountain is obtained based on the reflected light. And the information which shows the position of the surface of the acquired raw material pile was changed using the information which shows the predetermined position of a boom, and the attitude | position of a boom. Thus, since the position of the surface of the raw material mountain is determined in consideration of the position of the light irradiation source and the posture of the boom, the position of the surface of the raw material mountain can be measured as accurately as possible. Therefore, the state and shape of the raw material pile in the raw material yard can be measured with higher accuracy than before.

本発明の実施形態を示し、原料ヤードの原料山計測システムの構成の配置例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment of this invention and shows the example of arrangement | positioning of the structure of the raw material pile measuring system of a raw material yard. 本発明の実施形態を示し、リクレーマの動きの一例を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and shows an example of the movement of a reclaimer. 本発明の実施形態を示し、リクレーマのブームに２Ｄレーザ距離計が取り付けられた様子を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and shows a mode that the 2D laser rangefinder was attached to the boom of the reclaimer. 本発明の実施形態を示し、原料山計測装置の機能的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and shows an example of a functional structure of a raw material pile measuring device. 本発明の実施形態を示し、仮想センサ位置を原点とした２次元直交座標系（局所座標）を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and shows the two-dimensional orthogonal coordinate system (local coordinate) which made the virtual sensor position the origin. 本発明の実施形態を示し、２Ｄレーザ距離計から原料山までの距離と、２Ｄレーザ距離計を基準とした原料山の方向の一例を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and shows an example of the direction of a raw material peak on the basis of the distance from a 2D laser distance meter to a raw material peak, and a 2D laser distance meter. 本発明の実施形態を示し、図５に示した２次元直交座標を３次元直交座標（局所座標）に拡張した様子を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and shows a mode that the two-dimensional orthogonal coordinate shown in FIG. 5 was expanded to the three-dimensional orthogonal coordinate (local coordinate). 本発明の実施形態を示し、図７に示した３次元直交座標を現場座標に変換した様子を示す図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and shows a mode that the three-dimensional orthogonal coordinate shown in FIG. 7 was converted into the field coordinate. 本発明の実施形態を示し、原料山の形状を切り出す方法の一例を説明する図である。It is a figure which shows embodiment of this invention and demonstrates an example of the method of cutting out the shape of a raw material peak. 本発明の実施形態を示し、原料山計測装置の動作の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart which shows embodiment of this invention and demonstrates an example of operation | movement of a raw material pile measuring apparatus.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、原料ヤードの原料山計測システムの構成の一例を示す斜視図である。尚、以下の説明では、原料ヤードの原料山計測システムを必要に応じて、原料山計測システムと略称する。また、各図では、各構成部を簡略化して示している。
［原料山計測システム］
図１において、原料山計測システムは、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂと、ＧＰＳ（Global Positioning System）１０２ａ、１０２ｂと、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測システム）１０３と、ＧＰＳコンパス１０４と、機体制御装置１０５と、リクレーマ１０６と、走行レール１０７と、原料山計測装置１１０と、を有している。
図１に示すように、原料ヤードには、原料山１００が積み付けられている。本実施形態では、原料は、鉄鉱石や石炭等、鉄鋼を製造するための原料であるが、原料は、このようなものに限定されない。尚、図１では、説明の都合上、原料山１００を１つだけ示しているが、原料山は、長手方向（ｘ方向）に複数並べられている。また、原料山は、幅方向（ｙ方向）にも複数並べられている。尚、図１に示すｘ、ｙ、ｚ座標系を現場座標系と称する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of a raw material pile measuring system in a raw material yard. In the following description, the raw material yard measuring system in the raw material yard is abbreviated as the raw material hill measuring system as necessary. Moreover, in each figure, each structure part is simplified and shown.
[Raw material measurement system]
In FIG. 1, the raw material mountain measurement system includes 2D laser distance meters 101a and 101b, GPS (Global Positioning System) 102a and 102b, IMU (Inertial Measurement Unit) 103, GPS compass 104, and airframe control. An apparatus 105, a reclaimer 106, a traveling rail 107, and a raw material pile measuring apparatus 110 are included.
As shown in FIG. 1, a raw material pile 100 is stacked in the raw material yard. In the present embodiment, the raw material is a raw material for producing steel such as iron ore and coal, but the raw material is not limited to this. In FIG. 1, only one raw material stack 100 is shown for convenience of explanation, but a plurality of raw material stacks are arranged in the longitudinal direction (x direction). A plurality of raw material mountains are also arranged in the width direction (y direction). The x, y, z coordinate system shown in FIG. 1 is referred to as an on-site coordinate system.

原料山１００の脇には、その長手方向（ｘ方向）と平行に走行レール１０７が敷設されている。この走行レール１０７上を、スタッカー・リクレーマが走行し、原料の積み付け・払い出しを行う。
スタッカーは、図示しないベルトコンベアで運ばれた原料を原料ヤード上に落下させて積み付けて、原料山１００を形成するためのものである。一方、リクレーマは、原料山１００から原料を掻き取って原料の払い出しを行い、図示しないベルトコンベアにより後工程へ運ぶものである。
スタッカー・リクレーマは、何れも原料の積み付け・掻き取り時に原料山１００の上方に位置するブーム（腕）を有する。スタッカーは、ブームの先端から原料を原料ヤード上に落下させる。リクレーマは、ブームの先端部に設けられた掻き取り装置（ホイル）で原料を掻き取る。 A traveling rail 107 is laid on the side of the raw material pile 100 in parallel with the longitudinal direction (x direction). A stacker / reclaimer travels on the traveling rail 107 to load and discharge the raw materials.
The stacker is used for forming a material pile 100 by dropping and stacking materials conveyed by a belt conveyor (not shown) onto a material yard. On the other hand, the reclaimer scrapes the raw material from the raw material pile 100 to discharge the raw material and carries it to a subsequent process by a belt conveyor (not shown).
Each of the stacker and reclaimer has a boom (arm) positioned above the material stack 100 when the material is stacked and scraped. The stacker drops the raw material from the tip of the boom onto the raw material yard. The reclaimer scrapes the raw material with a scraping device (foil) provided at the tip of the boom.

本実施形態の原料山計測システムでは、スタッカー及びリクレーマの何れを用いても実現できるが、図１に示すように、本実施形態では、リクレーマを用いた場合を例に挙げて説明する。
（リクレーマ）
図１において、リクレーマ１０６には、機体制御装置１０５が通信可能に接続されている。機体制御装置１０５は、パーソナルコンピュータ等を用いることにより実現され、リクレーマ１０６に対して動作指示信号を送信すると共に、リクレーマ１０６の動作状態を示す動作状態信号を受信して、原料ヤードの操業を管理する。
図２は、リクレーマ１０６の動きの一例を示す図である。
図２（ａ）は、リクレーマ１０６をその上方（ｚ方向）から見た図である。図２（ａ）に示すように、リクレーマ１０６は、走行レール１０７に沿って、原料山１００の長手方向（ｘ方向）に移動する。
図２（ｂ）も、リクレーマ１０６をその上方（ｚ方向）から見た図である。図２（ｂ）に示すように、リクレーマ１０６のブーム１０６ａは、リクレーマ１０６の高さ方向（ｚ方向）の軸２１を回転軸として、ｘｙ平面内で回転（旋回）する。このようなリクレーマ１０６のブーム１０６ａの動きをヨーイングと称し、所定の基準方向に対するヨーイングの角度をヨーイング角と称する。尚、本実施形態では、ブーム１０６ａの延設方向（長手方向）がｙ方向と一致するときのヨーイング角をヨーイング角の基準（ヨーイング角＝０°）とする（すなわち、ｙ方向を基準方向とする）。 The raw material pile measuring system of the present embodiment can be realized by using either a stacker or a reclaimer. However, as shown in FIG. 1, in the present embodiment, a case where a reclaimer is used will be described as an example.
(Reclaimer)
In FIG. 1, an airframe control device 105 is connected to a reclaimer 106 so as to be communicable. The body control device 105 is realized by using a personal computer or the like, and transmits an operation instruction signal to the reclaimer 106 and receives an operation state signal indicating the operation state of the reclaimer 106 to manage the operation of the raw material yard. To do.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the movement of the reclaimer 106.
FIG. 2A is a view of the reclaimer 106 as viewed from above (z direction). As shown in FIG. 2A, the reclaimer 106 moves in the longitudinal direction (x direction) of the raw material stack 100 along the traveling rail 107.
FIG. 2B is also a view of the reclaimer 106 viewed from above (z direction). As shown in FIG. 2B, the boom 106a of the reclaimer 106 rotates (turns) in the xy plane with the shaft 21 in the height direction (z direction) of the reclaimer 106 as a rotation axis. Such movement of the boom 106a of the reclaimer 106 is referred to as yawing, and the yawing angle with respect to a predetermined reference direction is referred to as a yawing angle. In the present embodiment, the yawing angle when the extending direction (longitudinal direction) of the boom 106a coincides with the y direction is used as a reference of the yawing angle (yaw angle = 0 °) (that is, the y direction is the reference direction). To do).

図２（ｃ）は、リクレーマ１０６をその側方（ｘ方向）から見た図である。図２（ｃ）に示すように、リクレーマ１０６のブーム１０６ａは、リクレーマ１０６の移動方向（ｘ方向）の軸２２を回転軸として、ｙｚ面内で回転（腑仰）する。このようなリクレーマ１０６のブーム１０６ａの動きをローリングと称し、所定の基準方向に対するローリングの角度をローリング角と称する。尚、本実施形態では、ブーム１０６ａの延設方向（長手方向）がｙ方向と一致するときのローリング角をローリング角の基準（ローリング角＝０°）とする（すなわち、ｙ方向を基準方向とする）。
図２（ｄ）は、リクレーマ１０６をその側方（ｙ方向）から見た図である。図２（ｄ）に示すように、リクレーマ１０６のブーム１０６ａは、振動等によって、ブーム１０６ａの延設方向（ｙ方向）の軸２３を回転軸として、ｚｘ平面内で回転する。このようなリクレーマ１０６のブーム１０６ａの動きをピッチングと称し、所定の基準方向に対するピッチングの角度をピッチング角と称する。ピッチングは、リクレーマ１０６の本来の動き（原料の掻き出しに必要な動作）ではない。尚、本実施形態では、ブーム１０６ａの厚み方向がｚ方向と一致するときのピッチング角をピッチング角の基準（ピッチング角＝０°）とする（すなわち、ｚ方向を基準方向とする）。 FIG. 2C is a view of the reclaimer 106 viewed from the side (x direction). As shown in FIG. 2C, the boom 106 a of the reclaimer 106 rotates (elevates) in the yz plane with the axis 22 in the moving direction (x direction) of the reclaimer 106 as a rotation axis. Such movement of the boom 106a of the reclaimer 106 is referred to as rolling, and a rolling angle with respect to a predetermined reference direction is referred to as a rolling angle. In the present embodiment, the rolling angle when the extending direction (longitudinal direction) of the boom 106a coincides with the y direction is set as a reference for the rolling angle (rolling angle = 0 °) (that is, the y direction is the reference direction). To do).
FIG. 2D is a view of the reclaimer 106 viewed from the side (y direction). As shown in FIG. 2 (d), the boom 106a of the reclaimer 106 rotates in the zx plane about the axis 23 in the extending direction (y direction) of the boom 106a as a rotation axis by vibration or the like. Such movement of the boom 106a of the reclaimer 106 is referred to as pitching, and a pitching angle with respect to a predetermined reference direction is referred to as a pitching angle. Pitching is not the original movement of the reclaimer 106 (operation necessary for scraping out the raw material). In the present embodiment, the pitching angle when the thickness direction of the boom 106a coincides with the z direction is set as a reference for the pitching angle (pitching angle = 0 °) (that is, the z direction is set as the reference direction).

（２Ｄレーザ距離計１０１）
２Ｄレーザ距離計１０１は、原料山１００に対してレーザ光（細いビーム状の光線）を照射し、原料山１００からの反射光を受光して、距離を測定する距離計を有する。２Ｄレーザ距離計１０１は、リクレーマ１０６の高さ方向とブーム１０６ａの延設方向とにより定まる仮想的な平面（ｙｚ平面）に沿ってレーザ光の照射方向を３６０°変えて走査することができる。２Ｄレーザ距離計１０１が受光した反射光と、そのときのレーザ光の照射方向とに基づいて、２Ｄレーザ距離計１０１を基準とした原料山１００の方向それぞれにおける原料山１００までの距離が求まる。 (2D laser distance meter 101)
The 2D laser distance meter 101 includes a distance meter that irradiates the raw material mountain 100 with laser light (a thin beam-like light beam), receives reflected light from the raw material mountain 100, and measures the distance. The 2D laser rangefinder 101 can scan by changing the irradiation direction of the laser light by 360 ° along a virtual plane (yz plane) determined by the height direction of the reclaimer 106 and the extending direction of the boom 106a. Based on the reflected light received by the 2D laser distance meter 101 and the irradiation direction of the laser light at that time, the distance to the material peak 100 in each direction of the material peak 100 with respect to the 2D laser distance meter 101 is obtained.

図１に示すように、本実施形態では、２つの２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂは、ブーム１０６ａの軸方向（延設方向）で間隔を空けてリクレーマ１０６のブーム１０６ａの別々の部分に取り付けられている。図３は、リクレーマ１０６のブーム１０６ａに２Ｄレーザ距離計１０１が取り付けられた様子を示す図である。例えば、図３（ｂ）に示すように、２Ｄレーザ距離計１０１が１つであると、原料山１００の側面（図３（ｂ）で薄いグレーの線で示している領域）には、２Ｄレーザ距離計１０１により照射されるレーザ光が当たらない（すなわち、２Ｄレーザ距離計１０１の視野に死角が生じる）場合がある。このような場合、原料山１００の表面の位置に関する情報を得ることができず、原料山１００の形状を正確に決定することができなくなる。そこで、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、少なくとも、原料山１００の形状を決定するのに重要な領域にレーザ光を当てることができるように、２つの２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂを、ブーム１０６ａの軸方向（延設方向）で間隔を空けて当該リクレーマ１０６のブーム１０６ａに取り付けている。ここで、原料山１００の形状を決定するのに重要な領域とは、原料山１００の表面の領域のうち、原料山１００の形状を実用上要求される精度で決定するのに不要な部分を除く領域である。例えば、原料山１００の表面には凹凸があり、この凹凸の領域の全てにレーザ光を当てなくても、実用上要求される精度で原料山１００の形状を決定することができるので、この領域にはレーザ光を当てる必要なないものとする。このように本実施形態では、必ずしも原料山１００の表面の全てにレーザ光を当てる必要はないものとしている。しかしながら、原料山１００の表面の全てにレーザ光を当てるようにするのが、より好ましいことは勿論である。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, the two 2D laser rangefinders 101a and 101b are attached to separate parts of the boom 106a of the reclaimer 106 with an interval in the axial direction (extension direction) of the boom 106a. ing. FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the 2D laser rangefinder 101 is attached to the boom 106 a of the reclaimer 106. For example, as shown in FIG. 3B, if there is one 2D laser rangefinder 101, the side surface of the raw material pile 100 (the region indicated by the light gray line in FIG. 3B) is 2D. There are cases where the laser light emitted by the laser distance meter 101 does not hit (that is, a blind spot occurs in the field of view of the 2D laser distance meter 101). In such a case, information regarding the position of the surface of the raw material stack 100 cannot be obtained, and the shape of the raw material stack 100 cannot be determined accurately. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3A, at least two 2D laser distance meters 101a can be applied so that a laser beam can be applied to a region important for determining the shape of the raw material pile 100. , 101b are attached to the boom 106a of the reclaimer 106 at intervals in the axial direction (extending direction) of the boom 106a. Here, the region important for determining the shape of the raw material pile 100 is a portion of the surface region of the raw material mountain 100 that is unnecessary for determining the shape of the raw material mountain 100 with a practically required accuracy. Excluded area. For example, the surface of the raw material pile 100 has irregularities, and the shape of the raw material pile 100 can be determined with the accuracy required for practical use without applying laser light to all of the uneven regions. It is not necessary to irradiate with a laser beam. Thus, in this embodiment, it is not necessarily required to irradiate the entire surface of the raw material pile 100 with the laser beam. However, as a matter of course, it is more preferable to apply the laser beam to the entire surface of the raw material stack 100.

また、前述したように、２Ｄレーザ距離計１０１は、原料山１００からの反射光を受光する必要がある。したがって、２Ｄレーザ距離計１０１は、この反射光を確実に受光することができるようにするために、２Ｄレーザ距離計１０１から照射されたレーザ光の原料山１００への入射角（レーザ光の出射方向と、原料山１００の測定部分表面とのなす角度）α（の最小値）が、原料山１００（原料の色）によって定まる所定の値よりも大きくなる位置に２Ｄレーザ距離計１０１を配置する。
尚、本実施形態では、２つの２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂを配置する場合を例に挙げて説明したが、少なくとも、原料山１００の形状を決定するのに重要な領域にレーザ光を当てることができれば、２Ｄレーザ距離計１０１の数は１つであってもよい。また、２つの２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂでは、原料山１００の形状を決定するのに重要な領域にレーザ光を当てることができない場合には、２Ｄレーザ距離計１０１の数は３つ以上になるということは勿論である。 Further, as described above, the 2D laser rangefinder 101 needs to receive the reflected light from the raw material mountain 100. Accordingly, the 2D laser rangefinder 101 can receive the reflected light with certainty, so that the incident angle (laser beam emission) of the laser beam emitted from the 2D laser rangefinder 101 to the source mountain 100 The 2D laser distance meter 101 is arranged at a position where the angle between the direction and the measurement portion surface of the raw material peak 100 (a minimum value) α is larger than a predetermined value determined by the raw material peak 100 (raw material color). .
In the present embodiment, the case where two 2D laser distance meters 101a and 101b are arranged has been described as an example. However, at least a laser beam is applied to a region important for determining the shape of the raw material mountain 100. If possible, the number of 2D laser distance meters 101 may be one. In addition, when the two 2D laser distance meters 101a and 101b cannot irradiate the laser beam to the region important for determining the shape of the raw material pile 100, the number of the 2D laser distance meters 101 is three or more. Of course.

（ＧＰＳ）
ＧＰＳ１０２は、２Ｄレーザ距離計の原料ヤード内での位置を計測するためのものであり、２Ｄレーザ距離計のＧＰＳ座標（緯度，経度，高さ）を計測する。本実施形態では、ＧＰＳ１０２ａは、２Ｄレーザ距離計１０１ａの近傍で、リクレーマ１０６のブーム１０６ａに取り付けられており、自身の位置を２Ｄレーザ距離計１０１ａの位置として計測する。一方、ＧＰＳ１０２ｂは、２Ｄレーザ距離計１０１ｂの近傍で、リクレーマ１０６のブーム１０６ａに取り付けられており、自身の位置を２Ｄレーザ距離計１０１ｂの位置として計測する。
本実施形態では、ＧＰＳとして、ＲＴＫ−ＧＰＳ（Real Time Kinematic GPS）を採用している。ＲＴＫ−ＧＰＳでは、基地局として固定局と移動局とが必要になるが、図１では移動局のみを示し、固定局の図示を省略している。 (GPS)
The GPS 102 is for measuring the position of the 2D laser rangefinder in the raw material yard, and measures the GPS coordinates (latitude, longitude, height) of the 2D laser rangefinder. In the present embodiment, the GPS 102a is attached to the boom 106a of the reclaimer 106 in the vicinity of the 2D laser distance meter 101a, and measures its own position as the position of the 2D laser distance meter 101a. On the other hand, the GPS 102b is attached to the boom 106a of the reclaimer 106 in the vicinity of the 2D laser distance meter 101b, and measures its own position as the position of the 2D laser distance meter 101b.
In this embodiment, RTK-GPS (Real Time Kinematic GPS) is adopted as GPS. In RTK-GPS, a fixed station and a mobile station are required as base stations. In FIG. 1, only the mobile station is shown, and the fixed station is not shown.

以上のように本実施形態では、各２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂに対応してＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂを配置し、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂにより２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置を個別に計測するようにした。したがって、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置を高精度で計測することができる。特に、ＲＴＫ−ＧＰＳを採用すれば、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置を数ｃｍ程度の誤差で計測することができる。ただし、ＧＰＳは、ＲＴＫ−ＧＰＳでなくてもよい。また、各２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂに対応してＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂを配置する必要もない（２つの２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置が同じであるとして、１つのＧＰＳ１０２を配置してもよい）。
すなわち、前記において、ＧＰＳ１０２の位置を２Ｄレーザ距離計１０１の位置とした場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、ＧＰＳ１０２による位置の計測値と、ＧＰＳ１０２および各２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの取り付け位置並びにブーム１０６ａの形状寸法情報等とに基づいて、各２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置を演算するようにしても良い。 As described above, in this embodiment, the GPSs 102a and 102b are arranged corresponding to the 2D laser distance meters 101a and 101b, and the positions of the 2D laser distance meters 101a and 101b are individually measured by the GPSs 102a and 102b. Therefore, the positions of the 2D laser distance meters 101a and 101b can be measured with high accuracy. In particular, if RTK-GPS is employed, the positions of the 2D laser distance meters 101a and 101b can be measured with an error of about several centimeters. However, the GPS may not be RTK-GPS. Further, it is not necessary to arrange the GPSs 102a and 102b corresponding to the 2D laser distance meters 101a and 101b (assuming that the positions of the two 2D laser distance meters 101a and 101b are the same, one GPS 102 may be arranged). ).
That is, in the above description, the case where the position of the GPS 102 is the position of the 2D laser distance meter 101 has been described as an example. However, this is not always necessary. For example, the position of each 2D laser distance meter 101a, 101b is calculated based on the measured value of the position by the GPS 102, the mounting position of the GPS 102 and each 2D laser distance meter 101a, 101b, the shape dimension information of the boom 106a, and the like. Anyway.

（ＩＭＵ）
ＩＭＵ１０３は、リクレーマ１０６のブーム１０６ａの前記ローリング角、及び前記ピッチング角（すなわちブーム１０６ａの姿勢（の一部））を計測する。本実施形態では、ＩＭＵ１０３は、リクレーマ１０６のブーム１０６ａにおける、現場座標系の３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の加速度及び角速度を計測し、リクレーマ１０６のブーム１０６ａの現場座標系におけるローリング角とピッチング角とを求める。本実施形態では、ＩＭＵ１０３は、カルマンフィルターを内蔵しており、カルマンフィルターを用いて、前述したリクレーマ１０６のブーム１０６ａの姿勢の計測値を求めるようにしている。
（ＧＰＳコンパス）
ＧＰＳコンパス１０４は、リクレーマ１０６のブーム１０６ａの現場座標系におけるヨーイング角（すなわちブーム１０６ａの姿勢（の一部））を計測する。ＧＰＳコンパス１０４では、ＧＰＳ受信機と２つのＧＰＳアンテナとが必要であるが、図１では、ＧＰＳアンテナのみを示し、ＧＰＳ受信機の図示を省略している。 (IMU)
The IMU 103 measures the rolling angle of the boom 106a of the reclaimer 106 and the pitching angle (that is, the posture (a part of the boom 106a)). In this embodiment, the IMU 103 measures the acceleration and angular velocity of the three axes (x-axis, y-axis, and z-axis) of the field coordinate system in the boom 106a of the reclaimer 106, and rolls the boom 106a of the reclaimer 106 in the field coordinate system. Find the angle and pitching angle. In this embodiment, the IMU 103 has a built-in Kalman filter, and uses the Kalman filter to obtain the measured value of the posture of the boom 106a of the reclaimer 106 described above.
(GPS compass)
The GPS compass 104 measures the yawing angle in the field coordinate system of the boom 106a of the reclaimer 106 (that is, the attitude (a part of) the boom 106a). The GPS compass 104 requires a GPS receiver and two GPS antennas, but in FIG. 1, only the GPS antenna is shown and the GPS receiver is not shown.

機体制御装置１０５は、ブーム１０６ａを所定の姿勢にした上で（例えばブーム１０６ａの延設方向が略ｙ方向になるようにした上で）、走行レール１０７上を所定の速度で走行することをリクレーマ１０６に対して指示すると共に、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４に対して動作指示を行う。そして、機体制御装置１０５は、リクレーマ１０６が走行レール１０７を走行しているときに、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４で得られたデータと、そのときのリクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータとを相互に関連付けて記憶する。そして、機体制御装置１０５は、リクレーマ１０６が走行レール１０７全体を走行すると、記憶したデータを原料山計測装置１１０に送信すると共に、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４に対して動作停止指示を行う。   The body control device 105 sets the boom 106a to a predetermined posture (for example, the extension direction of the boom 106a is substantially the y direction) and travels on the traveling rail 107 at a predetermined speed. An instruction is given to the reclaimer 106 and an operation instruction is given to the 2D laser rangefinders 101a and 101b, the GPSs 102a and 102b, the IMU 103, and the GPS compass 104. Then, the airframe control device 105, when the reclaimer 106 is traveling on the traveling rail 107, the data obtained by the 2D laser distance meters 101a, 101b, GPS 102a, 102b, IMU 103, and GPS compass 104, and the data at that time The data of the position of the reclaimer 106 in the x direction are stored in association with each other. When the reclaimer 106 travels on the entire travel rail 107, the airframe control device 105 transmits the stored data to the raw material mountain measuring device 110, and at the same time, the 2D laser distance meters 101a and 101b, the GPS 102a and 102b, the IMU 103, and the GPS compass An operation stop instruction is issued to 104.

（原料山計測装置）
図４は、原料山計測装置１１０の機能的な構成の一例を示す図である。尚、前述したように本実施形態では、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４で得られたデータは、リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータと共に機体制御装置１０５から原料山計測装置１１０に送信されるが、図４では、説明の便宜上、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４から、原料山計測装置１１０にデータが入力されるようにしている。尚、後述するように、原料山計測装置１１０はこのようにしてデータを取得してもよい（変形例６を参照）。 (Raw material measuring device)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the raw material pile measuring apparatus 110. As described above, in the present embodiment, the data obtained by the 2D laser rangefinders 101a and 101b, the GPSs 102a and 102b, the IMU 103, and the GPS compass 104 are combined with the data of the position of the reclaimer 106 in the x direction, and the body control device 105. In FIG. 4, for convenience of explanation, data is input to the raw material mountain measuring device 110 from the 2D laser distance meters 101a, 101b, the GPS 102a, 102b, the IMU 103, and the GPS compass 104. I try to do it. As will be described later, the raw material pile measuring apparatus 110 may acquire data in this way (see Modification 6).

図４に示すように、原料山計測装置１１０は、データ収集部１１１と、座標変換部１１２と、２次元直交座標変換部１１３と、３次元直交座標変換部１１５と、データサンプル部１１６と、データ補間部１１７と、原料山形状切出部１１８と、原料山体積計算部１１９と、表示部１２０と、を有している。原料山計測装置１１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、及び各種インターフェースを備えたパーソナルコンピュータ等により実現することができる。   As shown in FIG. 4, the raw material mountain measuring apparatus 110 includes a data collection unit 111, a coordinate conversion unit 112, a two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113, a three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115, a data sample unit 116, The data interpolation unit 117, the raw material mountain shape cutout unit 118, the raw material mountain volume calculation unit 119, and the display unit 120 are included. The raw material pile measuring apparatus 110 can be realized by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, and a personal computer equipped with various interfaces.

＜データ収集部１１１＞
データ収集部１１１は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４で得られたデータを、それらが得られたときのリクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータと共に、機体制御装置１０５から収集する。機体制御装置１０５が、データ収集部１１１からの問い合わせに基づいて、これらのデータを原料山計測装置１１０に送信しても、機体制御装置１０５が、自発的にこれらのデータを原料山計測装置１１０に送信してもよい。
データ収集部１１１は、例えば、原料山計測装置１１０が備える通信インターフェースが、前述したデータを受信し、ＣＰＵが、受信されたデータをＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 <Data collection unit 111>
The data collection unit 111 includes the data obtained by the 2D laser rangefinders 101a and 101b, the GPSs 102a and 102b, the IMU 103, and the GPS compass 104 together with the data of the position in the x direction of the reclaimer 106 when they are obtained. Collected from the control device 105. Even if the body control device 105 transmits these data to the raw material pile measuring device 110 based on the inquiry from the data collecting unit 111, the airframe control device 105 voluntarily sends these data to the raw material pile measuring device 110. May be sent to.
The data collection unit 111 can be realized, for example, when the communication interface included in the raw material pile measuring apparatus 110 receives the above-described data, and the CPU stores the received data in a RAM or the like.

＜座標変換部１１２＞
座標変換部１１２は、ＧＰＳ１０２で得られた、ＧＰＳ座標系のデータを、現場座標系のデータに変換し、変換したデータに基づいて、仮想センサ位置Ｐ3を求める。このとき、座標変換部１１２は、仮想センサ位置Ｐ3を、現場座標系の座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）で表す。
図５は、仮想センサ位置Ｐ3を原点とした２次元直交座標系（局所座標）を示す図である。後述するように、２次元直交座標変換部１１３によって、２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂのｂｃ平面上の位置（ｂ軸の座標，ｃ軸の座標）が求められる。仮想センサ位置Ｐ3は、この位置を求めるために必要なものである。ここで、ｂ軸は、ブーム１０６ａの延設方向（第１の方向）の軸に対応する。また、ｃ軸は、ブーム１０６ａの延設方向に対して垂直な方向のうち、ブーム１０６ａの延設方向と厚み方向（ブーム１０６ａのピッチング角が０°のときのブーム１０６ａの高さ方向）とを含む平面に沿う方向（第２の方向）の軸に対応する。ここで、図５に示すような、仮想センサ位置Ｐ3を原点とした２次元直交座標系は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂが取り付けられているリクレーマ１０６の走行レール１０７上の移動や、ブーム１０６ａの旋回・腑仰に合わせて回転、移動する。よって、仮想センサ位置Ｐ3は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂが取り付けられているリクレーマ１０６の動作に従って動くことになる。
座標変換部１１２は、例えば、ＣＰＵが、ＲＡＭ等に記憶されたＧＰＳ座標系のデータを読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って仮想センサ位置Ｐ3を求め、求めた仮想センサ位置Ｐ3の座標のデータをＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 <Coordinate converter 112>
The coordinate conversion unit 112 converts the data of the GPS coordinate system obtained by the GPS 102 into the data of the field coordinate system, and obtains the virtual sensor position P 3 based on the converted data. At this time, the coordinate conversion unit 112 represents the virtual sensor position P 3 with coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) in the field coordinate system.
FIG. 5 is a diagram showing a two-dimensional orthogonal coordinate system (local coordinates) with the virtual sensor position P 3 as the origin. As will be described later, the two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113 obtains the positions (b-axis coordinates, c-axis coordinates) of the 2D laser distance meters 101a and 101b on the bc plane in the two-dimensional orthogonal coordinate system. The virtual sensor position P 3 is necessary for obtaining this position. Here, the b-axis corresponds to an axis in the extending direction (first direction) of the boom 106a. The c-axis is the direction in which the boom 106a extends and the thickness direction (the height direction of the boom 106a when the pitching angle of the boom 106a is 0 °) among the directions perpendicular to the direction in which the boom 106a extends. This corresponds to an axis in a direction (second direction) along a plane including. Here, as shown in FIG. 5, the two-dimensional orthogonal coordinate system with the virtual sensor position P 3 as the origin is the movement of the reclaimer 106 on which the 2D laser distance meters 101a and 101b are attached on the traveling rail 107, the boom, It rotates and moves in accordance with the turning / resting of 106a. Therefore, the virtual sensor position P 3 moves according to the operation of the reclaimer 106 to which the 2D laser distance meters 101a and 101b are attached.
Coordinate conversion unit 112, for example, CPU reads the data stored GPS coordinates in the RAM or the like, obtains a virtual sensor position P 3 by performing arithmetic processing according to a computer program, the virtual sensor position P 3 obtained coordinates This data can be realized by storing the data in a RAM or the like.

＜２次元直交座標変換部１１３＞
２次元直交座標変換部１１３は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂで得られた極座標系におけるデータ（２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂから原料山１００までの距離ｒのデータと、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置を基準とした原料山１００の方向θのデータ）に基づいて、前述した２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置（ｂ軸の座標，ｃ軸の座標）を求める。
図６は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂから原料山１００までの距離ｒと、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂを基準とした原料山１００の方向θの一例を示す図である。
図６において、Ｐ1は、前記２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ａの位置である。また、Ｐ2は、前記２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ｂの位置である。
Ｑ1は、２Ｄレーザ距離計１０１ａの計測結果に基づいて得られた「前記２次元直交座標系における原料山１００の表面の位置」である。また、Ｑ2は、２Ｄレーザ距離計１０１ｂの計測結果に基づいて得られた「前記２次元直交座標系における原料山１００の表面の位置」である。 <Two-dimensional Cartesian coordinate transformation unit 113>
The two-dimensional Cartesian coordinate conversion unit 113 includes data in the polar coordinate system obtained by the 2D laser rangefinders 101a and 101b (data on the distance r from the 2D laser rangefinders 101a and 101b to the raw material mountain 100, the 2D laser rangefinder 101a, The position of the 2D laser distance meters 101a and 101b (b-axis coordinates, c-axis coordinates) in the above-described two-dimensional orthogonal coordinate system is determined based on the data of the direction θ of the raw material mountain 100 with reference to the position of 101b. .
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the distance r from the 2D laser distance meters 101a and 101b to the material peak 100 and the direction θ of the material peak 100 with reference to the 2D laser distance meters 101a and 101b.
In FIG. 6, P 1 is the position of the 2D laser distance meter 101a in the two-dimensional orthogonal coordinate system. P 2 is the position of the 2D laser distance meter 101b in the two-dimensional orthogonal coordinate system.
Q 1 is “the position of the surface of the raw material mountain 100 in the two-dimensional orthogonal coordinate system” obtained based on the measurement result of the 2D laser distance meter 101a. Q 2 is “the position of the surface of the raw material mountain 100 in the two-dimensional orthogonal coordinate system” obtained based on the measurement result of the 2D laser distance meter 101b.

ｒ1は、２Ｄレーザ距離計１０１ａの計測結果に基づいて得られた「２Ｄレーザ距離計１０１ａから原料山１００までの距離」である。また、ｒ2は、２Ｄレーザ距離計１０１ｂの計測結果に基づいて得られた「２Ｄレーザ距離計１０１ｂから原料山１００までの距離」である。
θ1は、２Ｄレーザ距離計１０１ａの計測結果に基づいて得られた「２Ｄレーザ距離計１０１ａの位置を基準とした原料山１００の方向」である。図６に示す例では、θ1は、２Ｄレーザ距離計１０１ａの位置Ｐ1を基点とした「基準の方向（図６では鉛直下方の方向）と、原料山１００の表面の位置Ｑ1の方向」のなす角度である。また、θ2は、２Ｄレーザ距離計１０１ｂの計測結果に基づいて得られた「２Ｄレーザ距離計１０１ｂの位置を基準とした原料山１００の方向」である。図６に示す例では、θ2は、２Ｄレーザ距離計１０１ｂの位置Ｐ2を基点とした「基準の方向（図６では鉛直下方の方向）と、原料山１００の表面の位置Ｑ2の方向」のなす角度である。 r 1 is “a distance from the 2D laser distance meter 101 a to the raw material mountain 100” obtained based on the measurement result of the 2D laser distance meter 101 a. Further, r 2 is “a distance from the 2D laser distance meter 101b to the raw material mountain 100” obtained based on the measurement result of the 2D laser distance meter 101b.
θ 1 is “the direction of the raw material peak 100 based on the position of the 2D laser distance meter 101a” obtained based on the measurement result of the 2D laser distance meter 101a. In the example shown in FIG. 6, theta 1 is to have a base point position P 1 of the 2D laser rangefinder 101a "reference direction (direction in FIG. 6 vertically downward), the direction of the position to Q 1 surface of the raw material pile 100 Is the angle formed by Further, θ 2 is “the direction of the raw material mountain 100 with respect to the position of the 2D laser distance meter 101b” obtained based on the measurement result of the 2D laser distance meter 101b. In the example shown in FIG. 6, theta 2 is to have the base point position P 2 of the 2D laser rangefinder 101b "reference direction (direction of the vertically downward in FIG. 6), the direction of the position Q 2 of the surface of the raw material pile 100 Is the angle formed by

具体的に、前記２次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2は、それぞれ以下の（１）式、（２）式のようになる。
Ｑ1＝（ｂ1−ｒ1cosθ1，ｃ1−ｒ1sinθ1） ・・・（１）
Ｑ2＝（ｂ2−ｒ2cosθ2，ｃ2−ｒ2sinθ2） ・・・（２）
（１）式、（２）式において、ｂ1は、前記２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ａのｂ軸の座標であり、ｃ1は、前記２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ａのｃ軸の座標である（Ｐ1＝（ｂ1，ｃ1））。また、ｂ2は、前記２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ｂのｂ軸の座標であり、ｃ2は、前記２次元直交座標系における２Ｄレーザ距離計１０１ｂのｃ軸の座標である（Ｐ2＝（ｂ2，ｃ2））。 Specifically, the coordinates Q 1 and Q 2 of the surface of the raw material mountain 100 in the two-dimensional orthogonal coordinate system are as shown in the following expressions (1) and (2), respectively.
Q 1 = (b 1 −r 1 cos θ 1 , c 1 −r 1 sin θ 1 ) (1)
Q 2 = (b 2 −r 2 cos θ 2 , c 2 −r 2 sin θ 2 ) (2)
In equations (1) and (2), b 1 is the coordinate of the b-axis of the 2D laser distance meter 101a in the two-dimensional orthogonal coordinate system, and c 1 is the 2D laser distance meter in the two-dimensional orthogonal coordinate system. It is the coordinate of the c-axis of 101a (P 1 = (b 1 , c 1 )). Further, b 2 is the coordinate of the b axis of the 2D laser distance meter 101b in the two-dimensional orthogonal coordinate system, and c 2 is the coordinate of the c axis of the 2D laser distance meter 101b in the two-dimensional orthogonal coordinate system ( P 2 = (b 2 , c 2 )).

そして、２次元直交座標変換部１１３は、求めた原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2のデータを、当該座標Ｑ1、Ｑ2の算出元である「２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂのデータ」に対応する「リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータ」と関連付けてＲＡＭ等に記憶する。
２次元直交座標変換部１１３は、例えば、ＣＰＵが、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂで得られたデータをＲＡＭ等から読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、前記２次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2を求め、求めた座標Ｑ1、Ｑ2のデータを、リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータと関連付けてＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 Then, two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113, the data of the material surface coordinates Q1 mountains 100, Q 2 obtained are the coordinates Q1, Q 2 calculated source "2D laser rangefinder 101a, data 101b" Is stored in the RAM or the like in association with “data of the position of the reclaimer 106 in the x direction” corresponding to
For example, the CPU reads out the data obtained by the 2D laser distance meters 101a and 101b from the RAM or the like and performs arithmetic processing according to a computer program, so that the two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113 performs a raw material peak in the two-dimensional orthogonal coordinate system. 100 obtains the coordinates Q1, Q 2 of the surface of the data of the coordinates Q1, Q 2 obtained can be realized by storing in the RAM or the like in association with the data in the x-direction position of the reclaimer 106.

＜３次元直交座標拡張部１１４＞
３次元直交座標拡張部１１４は、２次元直交座標変換部１１３で得られたデータ（前記２次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2のデータ）を読み出す。そして、３次元直交座標拡張部１１４は、読み出したデータを、３次元直交座標（局所座標）のデータに変換する。 <Three-dimensional Cartesian coordinate extension unit 114>
Three-dimensional orthogonal coordinate extension unit 114 reads data obtained by the two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113 (data of the coordinate Q1, Q 2 of the surface of the raw material pile 100 in the two-dimensional orthogonal coordinate system). Then, the three-dimensional orthogonal coordinate extension unit 114 converts the read data into data of three-dimensional orthogonal coordinates (local coordinates).

図７は、図５に示した２次元直交座標を３次元直交座標（局所座標）に拡張した様子を示す図である。
図７に示すように、図５に示した、ｂ軸及びｃ軸からなる２次元直交座標系を、ａ軸、ｂ軸、及びｃ軸からなる３次元直交座標系であるａｂｃ空間に拡張すると、ｂｃ平面上での点Ｑ3、点Ｑ4（のｂｃ平面上の座標（ｄ1，ｅ1）、（ｄ2，ｅ2））は、それぞれ以下の（３）式、（４）式で表される。ここで、ａ軸は、ｂ軸及びｃ軸に垂直な方向（第３の方向）の軸に対応する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the two-dimensional orthogonal coordinates illustrated in FIG. 5 are expanded to three-dimensional orthogonal coordinates (local coordinates).
As illustrated in FIG. 7, when the two-dimensional orthogonal coordinate system including the b-axis and the c-axis illustrated in FIG. 5 is expanded to an abc space that is a three-dimensional orthogonal coordinate system including the a-axis, the b-axis, and the c-axis. , Bc plane point Q 3 , point Q 4 (coordinates (d 1 , e 1 ), (d 2 , e 2 )) on the bc plane are the following formulas (3) and (4), respectively. It is represented by Here, the a-axis corresponds to an axis in a direction (third direction) perpendicular to the b-axis and the c-axis.

Figure 2011157187
Figure 2011157187

ここで、ｄ1、ｅ1、ｄ2、ｅ2は、それぞれ以下の（５）式〜（８）式で表される。 ｄ1＝ｂ1−ｒ1cosθ1 ・・・（５）
ｅ1＝ｃ1−ｒ1sinθ1 ・・・（６）
ｄ2＝ｂ2−ｒ2cosθ2 ・・・（７）
ｅ2＝ｃ2−ｒ2sinθ2 ・・・（８）
３次元直交座標拡張部１１４は、このように、図５に示した２次元直交座標系を３次元直交座標系に拡張し、前記２次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2のデータを、（３）式、（４）式のように、３次元直交座標系における座標のデータに変換する。そして、３次元直交座標拡張部１１４は、求めた原料山１００の表面の座標Ｑ3、Ｑ4のデータを、当該座標Ｑ3、Ｑ4の算出元である「２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂのデータ」に対応する「リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータ」と関連付けてＲＡＭ等に記憶する。
３次元直交座標拡張部１１４は、例えば、ＣＰＵが、２次元直交座標変換部１１３で得られたデータをＲＡＭ等から読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、前記３次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ3、Ｑ4を求め、求めた座標Ｑ3、Ｑ4のデータを、リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータと関連付けてＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 Here, d 1 , e 1 , d 2 , and e 2 are represented by the following formulas (5) to (8), respectively. d 1 = b 1 −r 1 cos θ 1 (5)
e 1 = c 1 −r 1 sin θ 1 (6)
d 2 = b 2 −r 2 cos θ 2 (7)
e 2 = c 2 −r 2 sin θ 2 (8)
Thus, the three-dimensional orthogonal coordinate extension unit 114 extends the two-dimensional orthogonal coordinate system shown in FIG. 5 to the three-dimensional orthogonal coordinate system, and coordinates Q1, Q of the surface of the raw material mountain 100 in the two-dimensional orthogonal coordinate system. The data of 2 is converted into coordinate data in a three-dimensional orthogonal coordinate system as shown in equations (3) and (4). Then, three-dimensional orthogonal coordinate extension 114, the data of the material surface coordinates Q3 mountain 100, Q 4 obtained are the coordinates Q3, Q 4 of the calculated source "2D laser rangefinder 101a, data 101b" Is stored in the RAM or the like in association with “data of the position of the reclaimer 106 in the x direction” corresponding to
In the three-dimensional orthogonal coordinate extension unit 114, for example, the CPU reads out the data obtained by the two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113 from a RAM or the like, performs arithmetic processing according to a computer program, and performs the raw material stack in the three-dimensional orthogonal coordinate system. 100 obtains the coordinates Q3, Q 4 of the surface of the data of the coordinates Q3, Q 4 obtained can be realized by storing in the RAM or the like in association with the data in the x-direction position of the reclaimer 106.

＜３次元直交座標変換部１１５＞
３次元直交座標変換部１１５は、３次元直交座標拡張部１１４で得られたデータ（前記３次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ3、Ｑ4のデータ）と、座標変換部１１２で得られたデータ（現場座標系における仮想センサ位置Ｐ3の座標のデータ）と、ＩＭＵ１０３で得られたデータ（ブーム１０６ａの現場座標系における前記ローリング角と前記ピッチング角のデータ）と、ＧＰＳコンパス１０４で得られたデータ（ブーム１０６ａの現場座標系における前記ヨーイング角のデータ）のうち、リクレーマ１０６のｘ方向の位置が同一であるデータを読み出す。そして、３次元直交座標変換部１１５は、読み出したデータを用いて、現場座標系における原料山１００の表面の座標を求める。 <Three-dimensional Cartesian coordinate conversion unit 115>
Three-dimensional orthogonal coordinate converting unit 115, the data obtained in three-dimensional orthogonal coordinate extension 114 (data of the coordinate Q3, Q 4 of the surface of the raw material pile 100 in the three-dimensional orthogonal coordinate system), the coordinate transformation unit 112 The obtained data (data of the coordinate of the virtual sensor position P 3 in the field coordinate system), the data obtained by the IMU 103 (the data of the rolling angle and the pitching angle in the field coordinate system of the boom 106a), and the GPS compass 104 Among the data obtained in step (the yawing angle data in the field coordinate system of the boom 106a), data having the same position in the x direction of the reclaimer 106 is read out. Then, the three-dimensional orthogonal coordinate transformation unit 115 obtains the coordinates of the surface of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system using the read data.

図８は、図７に示した３次元直交座標を現場座標に変換した様子を示す図である。図８に示すように、本実施形態では、原料山１００の長手方向における端面であって、リクレーマ１０６の走行開始位置側の端面の底辺中央付近の位置を、現場座標系の原点Ｏとしている。図８に示すように現場座標系（ｘｙｚ空間）を定義すると、図７に示した３次元直交座標系における任意の点Ｑの位置は、以下の（９）式で表される。そうすると、現場座標系における点Ｑの座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、以下の（１０）式で表される。   FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the three-dimensional orthogonal coordinates illustrated in FIG. 7 are converted into on-site coordinates. As shown in FIG. 8, in this embodiment, the position in the longitudinal direction of the raw material stack 100 and in the vicinity of the center of the bottom of the end face on the travel start position side of the reclaimer 106 is set as the origin O of the field coordinate system. When the on-site coordinate system (xyz space) is defined as shown in FIG. 8, the position of an arbitrary point Q in the three-dimensional orthogonal coordinate system shown in FIG. 7 is expressed by the following equation (9). Then, the coordinates (x, y, z) of the point Q in the on-site coordinate system are expressed by the following equation (10).

Figure 2011157187
Figure 2011157187

ただし、（１０）式において、仮想センサ位置Ｐ3の現場座標系における座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）は、（１１）式で表されるものとし、本実施形態では、座標変換部１１２で得られたデータから定まる。
また、（１０）式において、ρ、φ、σは、それぞれ図８のａ軸回り、ｂ軸回り、ｃ軸回りの回転角度であり、仮想センサ位置Ｐ3から各座標軸の正の方向を見て時計回りに回転する方向を正の方向としている。 However, in the equation (10), the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) in the on-site coordinate system of the virtual sensor position P 3 are represented by the equation (11). In this embodiment, the coordinate conversion unit It is determined from the data obtained at 112.
In equation (10), ρ, φ, and σ are rotation angles around the a-axis, b-axis, and c-axis in FIG. 8, respectively, and the positive direction of each coordinate axis is viewed from the virtual sensor position P 3. The clockwise direction is the positive direction.

本実施形態では、ρは、ＩＭＵ１０３で得られた「リクレーマ１０６のブーム１０６ａの現場座標系における前記ローリング角のデータ」から定まる。φは、ＩＭＵ１０３で得られた「リクレーマ１０６のブーム１０６ａの現場座標系における前記ピッチング角のデータ」から定まる。σは、ＧＰＳコンパス１０４で得られた「リクレーマ１０６のブーム１０６ａの現場座標系における前記ヨーイング角のデータ」から定まる。また、（０，ｄ，ｅ）は、３次元直交座標拡張部１１４で得られた点Ｑ3、Ｑ4の座標のデータ（（３）式、（４）式を参照）から定まる。
３次元直交座標変換部１１５は、以上のようにして（１０）式の右辺に値を代入することにより、現場座標系における原料山１００の表面の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を求めることができる。３次元直交座標変換部１１５は、以上の処理を、データ収集部１１１で得られた全てのデータについて行う。 In the present embodiment, ρ is determined from “the rolling angle data in the field coordinate system of the boom 106 a of the reclaimer 106” obtained by the IMU 103. φ is determined from “the data of the pitching angle in the field coordinate system of the boom 106 a of the reclaimer 106” obtained by the IMU 103. σ is determined from “the yawing angle data in the field coordinate system of the boom 106 a of the reclaimer 106” obtained by the GPS compass 104. Further, (0, d, e) is determined from the coordinate data (see equations (3) and (4)) of the points Q 3 and Q 4 obtained by the three-dimensional orthogonal coordinate expansion unit 114.
The three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115 obtains the coordinates (x, y, z) of the surface of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system by assigning a value to the right side of the equation (10) as described above. it can. The three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115 performs the above processing for all data obtained by the data collection unit 111.

尚、（１０）式の右辺第１項の行列は、３次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ3、Ｑ4を、ＧＰＳ１０２で得られた、ＧＰＳ座標系のデータに基づいて計算した仮想センサ位置Ｐ3の座標を用いて、ブーム１０６ａと共に回転・並進する３次元直交座標系から現場座標系に変換するための並進処理を行うものである。
また、（１０）式の右辺第２項の１番目〜３番目の行列は、３次元直交座標拡張部１１４で得られた点Ｑ3、Ｑ4の座標（（１０）式の右辺第２項の４番目の行列）を、ブーム１０６ａと共に回転・並進する３次元直交座標系から現場座標系に変換するための回転処理を行うものである。
また、（１０）式の右辺第２項の４番目の行列は、ＧＰＳ座標系のデータに基づいて求められた仮想センサ位置Ｐ3を原点とした、３次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ3、Ｑ4のデータである。すなわち、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂで得られたデータから定まる「原料山１００の表面の位置」を、ブーム１０６ａと共に回転・並進する３次元直交座標系に変換したものである。 Note that the matrix of the first term on the right side of equation (10) calculates the coordinates Q 3 and Q 4 of the surface of the raw material mountain 100 in the three-dimensional orthogonal coordinate system based on the GPS coordinate system data obtained by the GPS 102. Using the coordinates of the virtual sensor position P 3 , a translation process is performed for converting from a three-dimensional orthogonal coordinate system that rotates and translates with the boom 106 a to an on-site coordinate system.
Further, the first to third matrices of the second term on the right side of the equation (10) are the coordinates of the points Q 3 and Q 4 obtained by the three-dimensional orthogonal coordinate expansion unit 114 (the second term on the right side of the equation (10)). (4th matrix) is rotated to convert from the three-dimensional orthogonal coordinate system that rotates and translates with the boom 106a to the field coordinate system.
The fourth matrix of the second term on the right side of the equation (10) is the surface of the raw material mountain 100 in the three-dimensional orthogonal coordinate system with the virtual sensor position P 3 obtained based on the GPS coordinate system data as the origin. it is the data of the coordinates of Q3, Q 4. That is, the “position of the surface of the raw material mountain 100” determined from the data obtained by the 2D laser distance meters 101a and 101b is converted into a three-dimensional orthogonal coordinate system that rotates and translates together with the boom 106a.

本実施形態では、以上のようにして、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂで得られた位置と、リクレーマ１０６のブーム１０６ａの姿勢とに基づいて、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂで得られた「原料山１００の表面の座標」を変更するようにしている。
３次元直交座標変換部１１５は、以上のような処理を、リクレーマ１０６のｘ方向の位置が同一のデータのそれぞれについて実行する。
３次元直交座標変換部１１５は、例えば、ＣＰＵが、３次元直交座標拡張部１１４、座標変換部１１２、ＩＭＵ１０３、ＧＰＳコンパス１０４で得られたデータのうち、リクレーマ１０６のｘ方向の位置が同一であるデータをＲＡＭ等から読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、現座座標系における原料山１００の表面の座標を求め、求めた座標のデータをＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 In the present embodiment, as described above, based on the position obtained by the GPS 102a, 102b and the attitude of the boom 106a of the reclaimer 106, the “surface of the raw material mountain 100” obtained by the 2D laser distance meters 101a, 101b. "Coordinates" are changed.
The three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115 performs the above-described processing for each piece of data having the same position in the x direction of the reclaimer 106.
In the three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115, for example, among the data obtained by the CPU using the three-dimensional orthogonal coordinate expansion unit 114, the coordinate conversion unit 112, the IMU 103, and the GPS compass 104, the position of the reclaimer 106 in the x direction is the same. This can be realized by reading certain data from the RAM, performing arithmetic processing according to a computer program, obtaining the coordinates of the surface of the raw material mountain 100 in the current coordinate system, and storing the obtained coordinate data in the RAM or the like.

＜データサンプル部１１６＞
データサンプル部１１６は、３次元直交座標変換部１１５で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」から、現場座標系の所定の仮想空間に配置した３次元格子の各格子点に最も近いデータを抽出（選択）し、その他のデータを排除する。このようにするのは、３次元直交座標変換部１１５で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」が多すぎるために、処理負荷が大きくなり過ぎるからである。ここで、３次元格子は、原料山が形成されると想定される仮想空間全体に配置される。また、本実施形態では、３次元格子の一辺の長さを１０ｃｍとする。尚、３次元直交座標変換部１１５で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」の一部を抽出する方法は、「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」を代表するものを抽出するようにしていれば、このような方法に限定されない。
データサンプル部１１６は、例えば、３次元直交座標変換部１１５で得られたデータをＲＡＭ等がから読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、読み出したデータから、原料山１００の形状を評価するために使用するデータを抽出し、抽出したデータをＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 <Data sample part 116>
The data sample unit 116 calculates each of the three-dimensional lattices arranged in a predetermined virtual space of the site coordinate system from the “coordinate data of the surface of the raw material mountain 100 in the site coordinate system” obtained by the 3D orthogonal coordinate conversion unit 115. The data closest to the grid point is extracted (selected), and other data is excluded. This is because the processing load becomes too large because the “coordinate data of the surface of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system” obtained by the three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115 is too much. Here, the three-dimensional lattice is arranged in the entire virtual space where the raw material pile is assumed to be formed. In the present embodiment, the length of one side of the three-dimensional lattice is 10 cm. Note that a method for extracting a part of the “coordinate data of the surface of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system” obtained by the three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115 is “ As long as a representative of “data” is extracted, the present invention is not limited to such a method.
For example, the data sample unit 116 reads out the data obtained by the three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115 from a RAM or the like, performs arithmetic processing according to a computer program, and evaluates the shape of the raw material pile 100 from the read data. It can be realized by extracting data used for the storage and storing the extracted data in a RAM or the like.

＜データ補間部１１７＞
データ補間部１１７は、データサンプル部１１６で抽出されたデータに対応する「３次元格子の格子点」を参照し、データが欠落している格子点があるか否かを判定する。例えば、対応するデータがない１つ又は相互に隣り合う複数の格子点であって、当該格子点の周囲の格子点の全てに対応するデータがある場合、当該格子点についてはデータが欠落していると判定する。この判定の結果、データが欠落している格子点がある場合、データ補間部１１７は、当該格子点の周囲の格子点に対応するデータを用いて線形補間を行い、当該格子点に対応するデータを求める。尚、データの補間方法は、線形補間に限定されるものではない。
データ補間部１１７は、データサンプル部１１６で抽出されたデータをＲＡＭ等がから読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、欠落しているデータを求め、求めたデータをＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 <Data interpolation unit 117>
The data interpolation unit 117 refers to the “three-dimensional lattice point” corresponding to the data extracted by the data sample unit 116 and determines whether there is a lattice point with missing data. For example, if there is data corresponding to all of the lattice points around the lattice point that is one or a plurality of lattice points adjacent to each other with no corresponding data, the data is missing for the lattice point. It is determined that As a result of the determination, when there is a grid point where data is missing, the data interpolation unit 117 performs linear interpolation using data corresponding to the grid points around the grid point, and data corresponding to the grid point. Ask for. The data interpolation method is not limited to linear interpolation.
The data interpolation unit 117 reads out the data extracted by the data sample unit 116 from a RAM or the like, performs arithmetic processing according to a computer program, obtains missing data, and stores the obtained data in the RAM or the like. realizable.

＜原料山形状切出部１１８＞
原料山形状切出部１１８は、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」に基づいて、原料山の形状を個別に切り出し、切り出した原料山を識別するためのデータを、切り出した原料山のそれぞれに対して与える。図９は、原料山の形状を切り出す方法の一例を説明する図である。原料山形状切出部１１８は、例えば、現場座標系のｚ軸の値である閾値Ｔｈ１をユーザからの指示に従って予め記憶しておき、この閾値Ｔｈ１以下になるところで、データを切り分けることにより、原料山１００ａ、１００ｂの形状を個別に切り出して抽出し、原料山１００ａ、１００ｂの３次元形状を個別に計測することができる（図９では、斜線で示す領域が切り出される）。 <Raw material shape cut out part 118>
The raw material mountain shape cutout unit 118 individually cuts out the shape of the raw material mountain based on the “data of the surface coordinates of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system” obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117. Data for identifying the cut material pile is given to each cut raw material pile. FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a method of cutting out the shape of the raw material pile. The raw material mountain shape cutout unit 118 stores, for example, a threshold value Th1 that is the value of the z-axis of the site coordinate system in advance according to an instruction from the user, and cuts the data when the threshold value Th1 is equal to or lower than the threshold value Th1. The shapes of the peaks 100a and 100b can be individually cut out and extracted, and the three-dimensional shapes of the raw material peaks 100a and 100b can be individually measured (in FIG. 9, regions shown by hatching are cut out).

ただし、原料山１００ａ、１００ｂの形状を切り出す方法は、このような方法に限定されない。例えば、予めユーザによって指定された現場座標系の座標のところでデータを切り分けるようにしてもよい。また、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」を３次元的に表示し、表示した結果からユーザによって指定された箇所でデータを切り分けてもよい。この他、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」から、原料山の間の平地を（勾配等に基づいて）自動的に認識し、認識した箇所でデータを切り分けてもよい。
原料山形状切出部１１８は、例えば、ＣＰＵが、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られたデータをＲＡＭ等から読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、データを原料山１００ａ、１００ｂ毎に分け、分けたデータを、当該データが属する原料山１００ａ、１００ｂを識別するためのデータと関連付けてＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 However, the method of cutting out the shape of the raw material mountains 100a and 100b is not limited to such a method. For example, the data may be separated at the coordinates of the site coordinate system designated in advance by the user. In addition, the “data of the surface coordinates of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system” obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117 is three-dimensionally displayed, and data is displayed at a location designated by the user from the displayed result. May be carved. In addition, from the “data of the surface coordinates of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system” obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117, the flat ground between the raw material mountains is automatically (based on the gradient or the like). It may be recognized and data may be separated at the recognized location.
In the raw material mountain shape cutout unit 118, for example, the CPU reads data obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117 from a RAM or the like, performs arithmetic processing according to a computer program, and stores the data in the raw material mountain 100a, 100b. It can be realized by dividing each data and storing the divided data in a RAM or the like in association with data for identifying the raw material mountains 100a and 100b to which the data belongs.

＜原料山体積計算部１１９＞
原料山体積計算部１１９は、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られた「現場座標系における原料山１００ａ、１００ｂの表面の座標のデータ」に基づいて、各原料山１００ａ、１００ｂの体積を個別に計算する。このとき、原料山体積計算部１１９は、現場座標系のｚ軸の値である閾値Ｔｈ２をユーザからの指示に従って予め記憶しておき、その閾値Ｔｈ２を基準として（地面と見なして）各原料山１００ａ、１００ｂの体積を計算する。このときに使用する閾値Ｔｈ２は、原料山形状切出部１１８で使用する閾値Ｔｈ１よりも小さな値になるようにするのが好ましい。また、このとき、原料山体積計算部１１９は、原料山形状切出部１１８で得られた「原料山１００ａ、１００ｂを識別するためのデータ」に基づいて、体積を計算した各原料山１００ａ、１００ｂを識別する。尚、原料山１００ａ、１００ｂの体積を計算する方法は、公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
原料山体積計算部１１９は、例えば、ＣＰＵが、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られた「現場座標系における原料山１００ａ、１００ｂの表面の座標のデータ」と、原料山形状切出部１１８で得られた「原料山１００ａ、１００ｂを識別するためのデータ」をＲＡＭ等から読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、各原料山１００ａ、１００ｂの体積を計算し、計算した原料山１００ａ、１００ｂの体積のデータを、当該データが属する原料山１００ａ、１００ｂを識別するためのデータと関連付けてＲＡＭ等に記憶することにより実現できる。 <Raw material volume calculation unit 119>
The raw material mountain volume calculation unit 119 calculates the volume of each raw material mountain 100a, 100b based on the “data of the surface coordinates of the raw material mountain 100a, 100b in the field coordinate system” obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117. Are calculated individually. At this time, the raw material mountain volume calculation unit 119 stores in advance a threshold value Th2 that is the value of the z-axis of the site coordinate system in accordance with an instruction from the user, and each raw material mountain is based on the threshold value Th2 as a reference (considering the ground). The volume of 100a, 100b is calculated. The threshold value Th2 used at this time is preferably set to a value smaller than the threshold value Th1 used in the raw material mountain shape cutout portion 118. Further, at this time, the raw material pile volume calculation unit 119 calculates each raw material pile 100a, the volume of which is calculated based on the “data for identifying the raw material piles 100a and 100b” obtained by the raw material pile shape cutting unit 118. 100b is identified. In addition, since the method of calculating the volume of the raw material mountains 100a and 100b is realizable with a well-known technique, the detailed description is abbreviate | omitted here.
The raw material mountain volume calculation unit 119, for example, the CPU obtains the “data of the surface coordinates of the raw material mountain 100a, 100b in the field coordinate system” obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117, and the raw material mountain shape cutting out. The “data for identifying the raw material piles 100a, 100b” obtained in the section 118 is read from the RAM or the like, and the arithmetic processing according to the computer program is performed to calculate the volume of each raw material pile 100a, 100b. This can be realized by storing the volume data of 100a and 100b in a RAM or the like in association with data for identifying the raw material mountains 100a and 100b to which the data belongs.

＜表示部１２０＞
表示部１２０は、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られた「現場座標系における原料山１００ａ、１００ｂの表面の座標のデータ」を読み出す。そして、表示部１２０は、読み出したデータと、原料山体積計算部１１９で計算された各原料山１００ａ、１００ｂの体積のデータとに基づいて、各原料山１００ａ、１００ｂの３次元形状と、当該原料山１００ａ、１００ｂのそれぞれの体積とを示す画像を生成し、コンピュータディスプレイに表示する。このとき、表示部１２０は、３次元形状で表されているどの原料山１００ａ、１００ｂがどのくらいの体積であるのかをユーザが認識できるように画像を表示する。例えば、３次元形状で表されているどの原料山１００ａ、１００ｂと、当該原料山１００ａ、１００ｂの体積とに同じ番号を付すようにすることができる。また、表示部１２０は、３次元形状の画像と体積を示す画像とを原料山１００ａ、１００ｂ毎に個別に表示するようにしてもよい。尚、本実施形態では、２Ｄレーザ距離計１０１を用いているので、２次元形状をｘ方向に合成することにより３次元形状が得られる。
表示部１２０は、例えば、ＣＰＵが、データサンプル部１１６及びデータ補間部１１７で得られたデータと、原料山体積計算部１１９で得られたデータとをＲＡＭ等から読み出し、コンピュータプログラムに従う演算処理を行って、原料山の３次元形状と、当該原料山の体積とをコンピュータディスプレイに表示するための処理を行うことにより実現できる。 <Display unit 120>
The display unit 120 reads “the data of the coordinates of the surface of the raw material mountains 100a and 100b in the on-site coordinate system” obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117. And the display part 120 is based on the read data and the data of the volume of each raw material mountain 100a, 100b calculated by the raw material mountain volume calculation part 119, and the three-dimensional shape of each raw material mountain 100a, 100b, Images showing the respective volumes of the raw material mountains 100a and 100b are generated and displayed on a computer display. At this time, the display unit 120 displays an image so that the user can recognize which volume of the raw material mountains 100a and 100b represented by the three-dimensional shape is. For example, the same number can be given to any of the raw material peaks 100a and 100b represented by a three-dimensional shape and the volume of the raw material peaks 100a and 100b. Further, the display unit 120 may individually display a three-dimensional shape image and an image showing the volume for each of the raw material mountains 100a and 100b. In this embodiment, since the 2D laser distance meter 101 is used, a three-dimensional shape can be obtained by synthesizing the two-dimensional shape in the x direction.
In the display unit 120, for example, the CPU reads out the data obtained by the data sample unit 116 and the data interpolation unit 117 and the data obtained by the raw material peak volume calculation unit 119 from the RAM or the like, and performs arithmetic processing according to the computer program. This can be realized by performing a process for displaying the three-dimensional shape of the raw material mountain and the volume of the raw material mountain on the computer display.

（原料山計測装置の動作フローチャート）
次に、図１０のフローチャートを参照しながら、原料山計測装置１１０の動作の一例を説明する。
まず、ステップＳ１において、データ収集部１１１は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４で得られたデータを、それらが得られたときのリクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータと共に、機体制御装置１０５から収集するまで待機する。データ収集部１１１がデータを収集すると、ステップＳ２に進む。 (Operation flowchart of raw material pile measuring device)
Next, an example of the operation of the raw material pile measuring apparatus 110 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S1, the data collection unit 111 reads the data obtained by the 2D laser rangefinders 101a and 101b, the GPSs 102a and 102b, the IMU 103, and the GPS compass 104 in the x direction of the reclaimer 106 when they are obtained. It waits until it collects from the body control apparatus 105 with the data of a position. When the data collection unit 111 collects data, the process proceeds to step S2.

ステップＳ２に進むと、座標変換部１１２は、ＧＰＳ１０２で得られた、ＧＰＳ座標系のデータを、現場座標系のデータに変換し、変換したデータに基づいて、仮想センサ位置Ｐ3の現場座標系における座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）を求める。
次に、ステップＳ３において、２次元直交座標変換部１１３は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂで得られた極座標のデータ（（ｒ1，θ1）、（ｒ2，θ2））を、仮想センサ位置Ｐ3を原点とした２次元直交座標のデータに変換し、２次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2を求める（（１）式、（２）式を参照）。そして、２次元直交座標変換部１１３は、当該２次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2のデータ、当該座標Ｑ1、Ｑ2の算出元である「２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂのデータ」に対応する「リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータ」と関連付ける。 In step S2, the coordinate converter 112, obtained in GPS102, the data of the GPS coordinate system, is converted into the data of the scene coordinate system, based on the converted data, the site coordinate system of the virtual sensor position P 3 Find the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) at.
Next, in step S3, the two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113 uses the polar coordinate data ((r 1 , θ 1 ), (r 2 , θ 2 )) obtained by the 2D laser distance meters 101a and 101b as virtual data. the sensor position P 3 is converted into data of two-dimensional orthogonal coordinates whose origin, the surface of the coordinate Q1 ingredients mountain 100 in the two-dimensional orthogonal coordinate system, determine the Q 2 ((see 1), the equation (2)) . Then, the two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 113, the two-dimensional orthogonal coordinates Q1 of the surface of the raw material pile 100 in a coordinate system, Q 2 of data is the coordinates Q1, Q 2 calculated source "2D laser rangefinder 101a, Corresponding to “data of the position of the reclaimer 106 in the x direction” corresponding to “data of 101b”.

次に、ステップＳ４において、３次元直交座標拡張部１１４は、ステップＳ３で得られた２次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ1、Ｑ2のデータを、３次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ3、Ｑ4のデータに拡張する（（３）式、（４）式を参照）。そして、３次元直交座標拡張部１１４は、当該３次元直交座標系における原料山１００の表面の座標Ｑ3、Ｑ4のデータを、当該座標Ｑ3、Ｑ4の算出元である「２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂのデータ」に対応する「リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータ」と関連付ける。
次に、ステップＳ５において、３次元直交座標変換部１１５は、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４で得られたデータを、（１０）式に代入して、現場座標系における原料山１００の表面の座標（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する。
次に、ステップＳ６において、データサンプル部１１６は、ステップＳ５で得られた、現場座標系における原料山１００の表面の座標（ｘ，ｙ，ｚ）のデータから、現場座標系の所定の仮想空間に配置した３次元格子の各格子点に最も近いデータを抽出する。
次に、ステップＳ７において、データ補間部１１７は、ステップＳ６で抽出されたデータに対応する「３次元格子の格子点」を参照し、データが欠落している格子点があるか否かを判定する。この判定の結果、データが欠落している格子点がない場合には、ステップＳ８を省略して後述するステップＳ９に進む。一方、データが欠落している格子点がある場合には、ステップＳ８に進む。 Next, in step S4, the three-dimensional orthogonal coordinate extension 114, the data of the coordinates Q1, Q 2 of the surface of the raw material pile 100 in the two-dimensional orthogonal coordinate system obtained in step S3, the raw material in a three-dimensional orthogonal coordinate system coordinates Q3 of the surface of the mountain 100, extended to Q 4 of the data ((3), see (4)). Then, three-dimensional orthogonal coordinate extension 114, the data of the coordinates Q3, Q 4 of the surface of the raw material pile 100 in the three-dimensional orthogonal coordinate system is the coordinate Q3, Q 4 of the calculated source "2D laser rangefinder 101a , 101b data ”and“ data of the position of the reclaimer 106 in the x direction ”.
Next, in step S5, the three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 115 substitutes the data obtained in steps S1, S2, and S4 into the equation (10), and coordinates of the surface of the raw material mountain 100 in the field coordinate system ( x, y, z) is calculated.
Next, in step S6, the data sample unit 116 obtains a predetermined virtual space of the site coordinate system from the data of the surface coordinates (x, y, z) of the raw material mountain 100 in the site coordinate system obtained in step S5. The data closest to each grid point of the three-dimensional grid arranged in (1) is extracted.
Next, in step S7, the data interpolation unit 117 refers to the “three-dimensional lattice point” corresponding to the data extracted in step S6, and determines whether there is a lattice point with missing data. To do. As a result of the determination, if there is no lattice point with missing data, step S8 is omitted and the process proceeds to step S9 described later. On the other hand, if there is a grid point with missing data, the process proceeds to step S8.

ステップＳ８に進むと、データ補間部１１７は、データが欠落している格子点の周囲の格子点に対応するデータを用いて線形補間を行い、当該格子点に対応するデータを求める。
そして、ステップＳ９に進むと、原料山形状切出部１１８は、ステップＳ６、Ｓ８で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」を原料山１００毎に分け、それらのデータを、当該データが属する原料山１００を識別するためのデータと関連付ける。
次に、ステップＳ１０において、原料山体積計算部１１９は、ステップＳ６、Ｓ８で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」と、ステップＳ９で得られた「原料山１００を識別するためのデータ」とに基づいて、各原料山の体積を計算する。
最後に、ステップＳ１１において、表示部１２０は、ステップＳ６、Ｓ８で得られた「現場座標系における原料山１００の表面の座標のデータ」と、ステップＳ１０で得られた「各原料山１００の体積」とに基づいて、原料山１００の３次元形状と、当該原料山１００の体積とを示す画像をコンピュータディスプレイに表示する。 In step S8, the data interpolation unit 117 performs linear interpolation using data corresponding to lattice points around the lattice point where data is missing, and obtains data corresponding to the lattice point.
Then, when proceeding to step S9, the raw material mountain shape cut-out section 118 divides the “data of the surface coordinates of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system” obtained in steps S6 and S8 for each raw material mountain 100, and The data is associated with data for identifying the raw material stack 100 to which the data belongs.
Next, in step S10, the raw material peak volume calculation unit 119 performs the “data of the surface coordinates of the raw material peak 100 in the on-site coordinate system” obtained in steps S6 and S8 and the “raw material peak 100” obtained in step S9. The volume of each raw material pile is calculated based on “data for identifying“.
Finally, in step S11, the display unit 120 displays the “data of the surface coordinates of the raw material mountain 100 in the on-site coordinate system” obtained in steps S6 and S8 and the “volume of each raw material mountain 100” obtained in step S10. ”On the computer display, an image showing the three-dimensional shape of the raw material pile 100 and the volume of the raw material pile 100 is displayed.

以上のように本実施形態では、ブーム１０６ａに取り付けられた２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂから原料山１００にレーザ光を照射し、原料山１００からの反射光を受光し、受光した反射光と、そのときのレーザ光の照射方向とから求められる原料山１００の表面の座標を、ＩＭＵ１０３及びＧＰＳコンパス１０４で測定されるブーム１０６ａの姿勢に基づいて変更し、変更した原料山１００の表面の座標に基づいて、原料山１００の３次元形状と、原料山１００の体積とを計算し表示するようにした。したがって、原料山１００の形状が経時変化した場合であっても、原料山１００の状態・形状をリアルタイムで自動的に且つ従来よりも高精度に計測できる。   As described above, in the present embodiment, the 2D laser distance meters 101a and 101b attached to the boom 106a irradiate the raw material mountain 100 with the laser light, receive the reflected light from the raw material mountain 100, The coordinates of the surface of the raw material pile 100 obtained from the irradiation direction of the laser light at that time are changed based on the attitude of the boom 106a measured by the IMU 103 and the GPS compass 104, and the changed surface coordinates of the raw material mountain 100 are changed. Based on this, the three-dimensional shape of the raw material pile 100 and the volume of the raw material pile 100 are calculated and displayed. Therefore, even when the shape of the raw material pile 100 changes with time, the state and shape of the raw material pile 100 can be measured automatically in real time and with higher accuracy than before.

尚、本実施形態では、例えば、リクレーマ１０６が重機の一例であり、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂが第１の取得手段の一例であり、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ（及び座標変換部１１２）が第２の取得手段の一例であり、ＩＭＵ１０３及びＧＰＳコンパス１０４が第３の取得手段の一例である。また、例えば、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂが取り付けられている位置が所定の位置の一例である。また、例えば、図１０のステップＳ３〜Ｓ５の処理を行うことにより、変更手段の一例が実現される（具体的にステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５の処理により、それぞれ２次元直交座標変換手段、３次元直交座標拡張手段、３次元直交座標変換手段の一例が実現される）。また、例えば、図１０のステップＳ６の処理を行うことにより、データサンプル手段の一例が実現され、ステップＳ７、Ｓ８の処理を行うことにより、データ補間手段の一例が実現され、ステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１１の処理を行うことにより、計測手段の一例が実現される。   In the present embodiment, for example, the reclaimer 106 is an example of a heavy machine, the 2D laser distance meters 101a and 101b are examples of a first acquisition unit, and the GPSs 102a and 102b (and the coordinate conversion unit 112) are the second ones. The acquisition unit is an example, and the IMU 103 and the GPS compass 104 are an example of a third acquisition unit. Further, for example, the position where the 2D laser distance meters 101a and 101b are attached is an example of the predetermined position. Further, for example, an example of the changing unit is realized by performing the processing of steps S3 to S5 in FIG. 10 (specifically, the processing of steps S3, S4, and S5 is performed as a two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit, An example of orthogonal coordinate expansion means and three-dimensional orthogonal coordinate conversion means is realized). Further, for example, by performing the process of step S6 in FIG. 10, an example of the data sampling unit is realized, and by performing the processes of steps S7 and S8, an example of the data interpolation unit is realized, and steps S9, S10, By performing the process of S11, an example of a measuring unit is realized.

［変形例１］
本実施形態では、ブーム１０６ａの振動を考慮して、ブーム１０６ａのローリング角、ヨーイング角、及びピッチング角により、ブーム１０６ａの姿勢を定義した。しかしながら、必ずしも、これらの全てを用いてブーム１０６ａの姿勢を定義する必要はない。例えば、ブーム１０６ａの振動が小さく、ピッチング角が変化しないと仮定すれば、必ずしもブーム１０６ａの姿勢にピッチング角を含めなくてもよい。 [Modification 1]
In the present embodiment, considering the vibration of the boom 106a, the posture of the boom 106a is defined by the rolling angle, yawing angle, and pitching angle of the boom 106a. However, it is not always necessary to define the posture of the boom 106a using all of them. For example, if it is assumed that the vibration of the boom 106a is small and the pitching angle does not change, it is not always necessary to include the pitching angle in the posture of the boom 106a.

［変形例２］
また、本実施形態では、ＧＰＳ１０２、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４を用いて、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置と、ブーム１０６ａの前記ローリング角、前記ピッチング角、及び前記ヨーイング角とを測定するようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、機体制御装置１０５からリクレーマ１０６に対して行う指示の内容（ブーム１０６ａの姿勢（ブーム１０６ａの腑仰の角度・旋回の角度）と、リクレーマ１０６の走行位置）と、予め記憶しておいた２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置とに基づいて、ＧＰＳ１０２、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４で得られるデータを代用するデータを生成することができる。すなわち、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂの位置と、ブーム１０６ａの前記ローリング角、前記ピッチング角、及び前記ヨーイング角との少なくとも何れか１つは、専用の測定器で測定せずに、リクレーマ１０６を動作させるための情報で代用することができる。 [Modification 2]
In the present embodiment, the GPS 102, the IMU 103, and the GPS compass 104 are used to measure the positions of the 2D laser distance meters 101a and 101b, the rolling angle, the pitching angle, and the yawing angle of the boom 106a. I made it. However, this is not always necessary. For example, the contents of instructions given to the reclaimer 106 from the airframe control device 105 (the attitude of the boom 106a (the angle of elevation of the boom 106a and the turning angle of the boom 106a, the travel position of the reclaimer 106)) are stored in advance. Based on the positions of the 2D laser distance meters 101a and 101b, data substituting data obtained by the GPS 102, the IMU 103, and the GPS compass 104 can be generated. That is, at least one of the positions of the 2D laser distance meters 101a and 101b and the rolling angle, the pitching angle, and the yawing angle of the boom 106a is not measured by a dedicated measuring instrument, and the reclaimer 106 is measured. Information for operation can be substituted.

［変形例３］
また、ＩＭＵ１０３の代わりに慣性航法装置を用いるようにしてもよい。慣性航法装置は、ジャイロスコープで方角を、加速度計で加速度をそれぞれ求め、外部からの電波による支援を得ることなく、自らの位置や速度を計測するものである。慣性航法装置は、ＩＭＵ１０３に比べ、ローリング角、ピッチング角を高精度に計測することが可能である。また、慣性航法装置は、ＩＭＵ１０３が搭載している磁気コンパスより高精度なコンパスを搭載しているので、ヨーイング角についてもＩＭＵ１０３より高精度に計測することが可能である。 [Modification 3]
Further, an inertial navigation device may be used instead of the IMU 103. The inertial navigation device measures the position and velocity of the vehicle without obtaining assistance from an external radio wave by obtaining the direction with a gyroscope and the acceleration with an accelerometer. The inertial navigation apparatus can measure the rolling angle and the pitching angle with higher accuracy than the IMU 103. In addition, since the inertial navigation apparatus is equipped with a compass with higher accuracy than the magnetic compass mounted on the IMU 103, the yawing angle can be measured with higher accuracy than the IMU 103.

［変形例４］
また、本実施形態では、ＧＰＳ１０２、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４からのデータを、リクレーマ１０６が走行レール１０７上を走行している間収集するようにしたが、必ずしもこのようにする必要はない。これらのデータを初期位置（現場座標系のｘ座標が０の位置）だけで収集し、以降、これらのデータは変化しないものとしてもよい。また、例えば、原料山１００の高さ等により、リクレーマ１０６のブーム１０６ａを腑仰させながらリクレーマ１０６を走行させる場合、ＧＰＳ１０２、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４からのデータのうち、ローリング角のデータについては、リクレーマ１０６が走行レール１０７上を走行している間収集するようにしてもよい。このことは、ヨーイング角についても同じである。 [Modification 4]
In this embodiment, the data from the GPS 102, the IMU 103, and the GPS compass 104 are collected while the reclaimer 106 is traveling on the traveling rail 107. However, this is not always necessary. These data may be collected only at the initial position (the position where the x coordinate of the site coordinate system is 0), and thereafter, these data may not change. Further, for example, when the reclaimer 106 is driven while raising the boom 106a of the reclaimer 106 due to the height of the raw material pile 100, the rolling angle data among the data from the GPS 102, the IMU 103, and the GPS compass 104 is as follows. The reclaimer 106 may be collected while traveling on the traveling rail 107. The same applies to the yawing angle.

［変形例５］
また、本実施形態では、２Ｄレーザ距離計１０１を用い、２次元形状のデータを合成して３次元形状を得るようにしたが、２Ｄレーザ距離計の代わりに、３次元形状の情報が直接的に得られる３Ｄレーザを用いてもよい。このようにした場合、３Ｄレーザ距離計で３次元形状の情報を得るのに時間を要するため、測定地点でリクレーマ１０６の走行を一時的に停止させる必要がある。尚、本実施形態においても、測定地点でリクレーマ１０６の走行を一時的に停止させ、停止させた位置でのデータが２Ｄレーザ距離計１０１等で得られたら、次の測定地点にリクレーマ１０６を移動させる構成にしてもよい。ただし、２Ｄレーザ距離計１０１によるスキャンのピッチが数十ｃｍであるため、このようにすると、測定時間が長くなる。よって、本実施形態のように、測定地点でリクレーマ１０６の走行を停止させずに測定を行うのが好ましい。 [Modification 5]
In this embodiment, the 2D laser distance meter 101 is used to combine the two-dimensional shape data to obtain a three-dimensional shape. However, instead of the 2D laser distance meter, the three-dimensional shape information is directly obtained. Alternatively, a 3D laser obtained as described above may be used. In this case, since it takes time to obtain the information of the three-dimensional shape with the 3D laser distance meter, it is necessary to temporarily stop the travel of the reclaimer 106 at the measurement point. Also in this embodiment, when the travel of the reclaimer 106 is temporarily stopped at the measurement point, and the data at the stopped position is obtained by the 2D laser distance meter 101 or the like, the reclaimer 106 is moved to the next measurement point. You may make it the structure to make. However, since the scanning pitch by the 2D laser distance meter 101 is several tens of centimeters, this increases the measurement time. Therefore, it is preferable to perform measurement without stopping the travel of the reclaimer 106 at the measurement point as in this embodiment.

［変形例６］
また、本実施形態のように、ＧＰＳコンパス１０４によりヨーイング角のデータを得るようにすれば、ヨーイング角を高精度に測定することができるので好ましいが、ＧＰＳコンパス１０４の代わりにＩＭＵ１０３を用いて、ヨーイング角のデータを得るようにしてもよい。
［変形例７］
また、機体制御装置１０５の機能の一部又は全部を原料山計測装置１１０に含めてもよい。例えば、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４に対する動作指示を原料山計測装置１１０が行うことができる。また、原料山計測装置１１０は、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４から直接データを収集することができる。このようにした場合、原料山計測装置１１０は、例えば、リクレーマ１０６の走行速度と走行開始時刻の情報を機体制御装置１０５から受け取ることで、２Ｄレーザ距離計１０１ａ、１０１ｂ、ＧＰＳ１０２ａ、１０２ｂ、ＩＭＵ１０３、及びＧＰＳコンパス１０４からデータを収集したときのリクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータを得ることができる。また、このようにする代わりに、原料山計測装置１１０は、リクレーマ１０６のｘ方向の位置のデータそのものを機体制御装置１０５から得るようにしてもよい。 [Modification 6]
Further, if the yawing angle data is obtained by the GPS compass 104 as in the present embodiment, it is preferable because the yawing angle can be measured with high accuracy, but the IMU 103 is used instead of the GPS compass 104, You may make it acquire the data of a yawing angle.
[Modification 7]
In addition, part or all of the functions of the body control device 105 may be included in the raw material pile measuring device 110. For example, the raw material mountain measuring device 110 can issue an operation instruction to the 2D laser distance meters 101a and 101b, the GPSs 102a and 102b, the IMU 103, and the GPS compass 104. In addition, the raw material mountain measuring apparatus 110 can collect data directly from the 2D laser rangefinders 101a and 101b, the GPSs 102a and 102b, the IMU 103, and the GPS compass 104. In such a case, the raw material mountain measuring device 110 receives, for example, information on the traveling speed and traveling start time of the reclaimer 106 from the airframe control device 105, so that the 2D laser distance meters 101a, 101b, GPS 102a, 102b, IMU 103, And the data of the position of the reclaimer 106 in the x direction when data is collected from the GPS compass 104 can be obtained. Instead of doing this, the raw material pile measuring device 110 may obtain the data of the position of the reclaimer 106 in the x direction from the machine control device 105.

尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The embodiment of the present invention described above can be realized by a computer executing a program. Further, a means for supplying the program to the computer, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM recording such a program, or a transmission medium for transmitting such a program may be applied as an embodiment of the present invention. it can. A program product such as a computer-readable recording medium that records the program can also be applied as an embodiment of the present invention. The programs, computer-readable recording media, transmission media, and program products are included in the scope of the present invention.
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

１００ 原料山
１０１ ２Ｄレーザ距離計
１０２ ＧＰＳ
１０３ ＩＭＵ
１０４ ＧＰＳコンパス
１０５ 機体制御装置
１０６ リクレーマ
１０６ａ ブーム
１０７ 走行レール
１１０ 原料山計測装置
１１１ データ収集部
１１２ 座標変換部
１１３ ２次元直交座標変換部
１１４ ３次元直交座標拡張部
１１５ ３次元直交座標変換部
１１６ データサンプル部
１１７ データ補間部
１１８ 原料山形状切出部
１１９ 原料山体積計算部
１２０ 表示部 100 Raw material mountain 101 2D laser rangefinder 102 GPS
103 IMU
104 GPS compass 105 Airframe control device 106 Reclaimer 106a Boom 107 Traveling rail 110 Raw material mountain measuring device 111 Data collection unit 112 Coordinate conversion unit 113 Two-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 114 Three-dimensional orthogonal coordinate extension unit 115 Three-dimensional orthogonal coordinate conversion unit 116 Data Sample part 117 Data interpolation part 118 Raw material mountain shape cutout part 119 Raw material mountain volume calculation part 120 Display part

Claims (11)

原料ヤードに積み付けられている原料山の上方にブームを位置させることが可能な重機であって、当該原料山の長手方向に移動することが可能な重機と、
前記ブームの所定の位置から前記原料山に対して光を照射して、前記原料山からの反射光を受光し、当該反射光と、そのときの光の照射方向とに基づいて、前記原料山の表面の位置を示す情報を取得する第１の取得手段と、
前記所定の位置を示す情報を取得する第２の取得手段と、
前記ブームの姿勢を示す情報を取得する第３の取得手段と、
前記第１の取得手段により取得された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記第２の取得手段により取得された、前記所定の位置を示す情報と、前記第３の取得手段により取得された、前記ブームの姿勢を示す情報とを用いて変更する変更手段と、
前記変更手段により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報から、前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の形状を計測する計測手段と、を有することを特徴とする原料ヤードの原料山計測システム。 A heavy machine capable of positioning the boom above the raw material pile stacked in the raw material yard, and capable of moving in the longitudinal direction of the raw material pile;
The raw material mountain is irradiated with light from a predetermined position of the boom, the reflected light from the raw material mountain is received, and the raw material mountain is based on the reflected light and the irradiation direction of the light at that time. First acquisition means for acquiring information indicating the position of the surface of
Second acquisition means for acquiring information indicating the predetermined position;
Third acquisition means for acquiring information indicating the posture of the boom;
The information indicating the position of the surface of the raw material pile acquired by the first acquisition means, the information indicating the predetermined position acquired by the second acquisition means, and the third acquisition means Change means for changing using the acquired information indicating the posture of the boom;
A raw material comprising: measuring means for extracting the shape of the raw material mountain from the information indicating the position of the surface of the raw material mountain changed by the changing unit, and measuring the shape of the raw material mountain. Yard raw material pile measuring system. 前記変更手段により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報から当該情報を代表する情報を抽出するデータサンプル手段を有し、
前記計測手段は、前記データサンプル手段により抽出された、前記原料山の表面の位置を示す情報から前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の形状を計測することを特徴とする請求項１に記載の原料ヤードの原料山計測システム。 Data sample means for extracting information representative of the information from the information indicating the position of the surface of the raw material pile changed by the changing means,
The measuring means extracts the shape of the raw material peak from information indicating the position of the surface of the raw material peak extracted by the data sample means, and measures the shape of the raw material peak. The raw material pile measuring system of the raw material yard according to 1. 前記データサンプル手段により抽出された情報に基づいて、欠落している情報があるか否かを判定し、欠落している情報がある場合には、当該欠落している情報を補間するデータ補間手段を有し、
前記計測手段は、前記データサンプル手段により抽出された、前記原料山の表面の位置を示す情報と、前記データ補間手段により補間された、前記原料山の表面の位置を示す情報とから前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の形状を計測することを特徴とする請求項２に記載の原料ヤードの原料山計測システム。 Data interpolating means for determining whether there is missing information based on the information extracted by the data sampling means and interpolating the missing information if there is missing information Have
The measuring unit is configured to extract the raw material peak from the information indicating the position of the surface of the raw material peak extracted by the data sampling unit and the information indicating the position of the surface of the raw material peak interpolated by the data interpolating unit. 3. The raw material hill measuring system for a raw material yard according to claim 2, wherein the shape of the raw material hill is measured by extracting the shape of the raw material yard. 前記計測手段は、前記変更手段により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、原料山毎に分け、当該分けたそれぞれの前記原料山の表面の位置を示す情報から、前記原料山の形状を個別に抽出して、前記原料山の体積を個別に計算すると共に、前記原料山の３次元形状を個別に求めることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の原料ヤードの原料山計測システム。   The measuring means divides the information indicating the position of the surface of the raw material mountain, which has been changed by the changing means, for each raw material mountain, and from the information indicating the position of the surface of each of the divided raw material peaks, the raw material The shape of a mountain is extracted individually, the volume of the raw material mountain is calculated individually, and the three-dimensional shape of the raw material mountain is obtained individually. Raw material pile measuring system in the raw material yard. 前記変更手段は、前記第１の取得手段により極座標系の情報として取得された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記所定の位置を示す情報に基づいて得られる仮想センサ位置を原点とし、前記ブームの延設方向である第１の方向と、前記ブームの延設方向に対して垂直な方向のうち、前記ブームの延設方向及び厚み方向を含む平面に沿う方向である第２の方向とを軸とする２次元直交座標系の情報に変換する２次元直交座標変換手段と、
前記２次元直交座標系の情報に変換された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記仮想センサ位置を原点とし、前記第１の方向と、前記第２の方向と、前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な方向である第３の方向とを軸とする３次元直交座標系の情報に拡張する３次元直交座標拡張手段と、
前記３次元直交座標系の情報に拡張された、前記原料山の表面の位置を示す情報と、現場座標系の情報として表現された、前記仮想センサ位置の情報と、現場座標系の情報として取得された、前記ブームの姿勢を示す情報とに基づいて、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記現場座標系の情報として求める３次元直交座標変換手段と、を更に有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の原料ヤードの原料山計測システム。 The changing means uses the virtual sensor position obtained based on the information indicating the predetermined position, the information indicating the position of the surface of the raw material mountain acquired as the information of the polar coordinate system by the first acquiring means as the origin. And a second direction that is a plane along the plane including the extending direction and the thickness direction of the boom among the first direction that is the extending direction of the boom and the direction perpendicular to the extending direction of the boom. Two-dimensional orthogonal coordinate conversion means for converting into information of a two-dimensional orthogonal coordinate system with the direction of
Information indicating the position of the surface of the raw material mountain converted into information of the two-dimensional orthogonal coordinate system, with the virtual sensor position as the origin, the first direction, the second direction, and the first And a three-dimensional Cartesian coordinate extension means for extending the information to information of a three-dimensional Cartesian coordinate system with the third direction that is a direction perpendicular to the second direction and the third direction as the axis,
Acquired as information indicating the position of the surface of the raw material mountain, information on the virtual sensor position expressed as information on the field coordinate system, and information on the field coordinate system expanded to information on the three-dimensional orthogonal coordinate system And three-dimensional orthogonal coordinate transformation means for obtaining information indicating the position of the surface of the raw material mountain as information on the field coordinate system based on the information indicating the posture of the boom. The raw material pile measuring system of the raw material yard according to any one of claims 1 to 4. 前記第１の取得手段は、前記ブームの延設方向において間隔を有して前記ブームに取り付けられた複数の２Ｄレーザ距離計であり、
前記２Ｄレーザ距離計は、前記原料山に対してレーザ光を照射し、
前記所定の位置は、前記２Ｄレーザ距離計が取り付けられている位置であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の原料ヤードの原料山計測システム。 The first acquisition means is a plurality of 2D laser rangefinders attached to the boom with an interval in the extending direction of the boom,
The 2D laser distance meter irradiates the raw material mountain with a laser beam,
The raw material yard measuring system for a raw material yard according to any one of claims 1 to 5, wherein the predetermined position is a position where the 2D laser rangefinder is attached. 前記第２の取得手段は、前記ブームに取り付けられた計測装置であって、自身の位置に基づいて前記所定の位置を計測する計測装置であり、
前記第３の取得手段は、前記ブームに取り付けられた計測装置であって、前記ブームの姿勢を計測する計測装置であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の原料ヤードの原料山計測システム。 The second acquisition means is a measurement device attached to the boom, and is a measurement device that measures the predetermined position based on its own position,
The raw material according to any one of claims 1 to 6, wherein the third acquisition unit is a measuring device attached to the boom, and is a measuring device that measures the posture of the boom. Yard raw material pile measuring system. 前記ブームの姿勢は、前記ブームの旋回の角度であるヨーイング角と、前記ブームの腑仰の角度であるローリング角とを含むことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の原料ヤードの原料山計測システム。   The posture of the boom includes a yawing angle that is an angle of turning of the boom and a rolling angle that is an angle of raising and lowering of the boom. Raw material yard measuring system for raw material yard. 前記ブームの姿勢は、前記ブームの当該ブームの延設方向の軸を回転軸とする回転の角度であるピッチング角を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の原料ヤードの原料山計測システム。   The raw material pile measuring system of the raw material yard according to claim 8, wherein the posture of the boom further includes a pitching angle that is an angle of rotation about an axis of the boom in the extending direction of the boom. . 原料ヤードに積み付けられている原料山の上方にブームを位置させることが可能な重機であって、当該原料ヤードの長手方向に移動することが可能な重機を用いて、原料山の形状を計測する原料ヤードの原料山計測方法であって、
前記ブームの所定の位置から前記原料山に対して光を照射して、前記原料山からの反射光を受光し、当該反射光と、そのときの光の照射方向とに基づいて、前記原料山の表面の位置を示す情報を取得する第１の取得工程と、
前記ブームの所定の位置を示す情報を取得する第２の取得工程と、
前記ブームの姿勢を示す情報を取得する第３の取得工程と、
前記第１の取得工程により取得された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記第２の取得工程により取得された、前記所定の位置を示す情報と、前記第３の取得工程により取得された、前記ブームの姿勢を示す情報とを用いて変更する変更工程と、
前記変更工程により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報から、前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の表面の形状を計測する計測工程と、を有することを特徴とする原料ヤードの原料山計測方法。 Using a heavy machine capable of positioning the boom above the raw material pile stacked in the raw material yard and capable of moving in the longitudinal direction of the raw material yard, the shape of the raw material pile is measured. A method for measuring a raw material pile in a raw material yard,
The raw material mountain is irradiated with light from a predetermined position of the boom, the reflected light from the raw material mountain is received, and the raw material mountain is based on the reflected light and the irradiation direction of the light at that time. A first acquisition step of acquiring information indicating the position of the surface of
A second acquisition step of acquiring information indicating a predetermined position of the boom;
A third acquisition step of acquiring information indicating the posture of the boom;
Information indicating the position of the surface of the raw material pile acquired by the first acquisition step, information indicating the predetermined position acquired by the second acquisition step, and the third acquisition step A change step to change using the acquired information indicating the posture of the boom;
A measurement step of extracting the shape of the raw material mountain from the information indicating the position of the surface of the raw material mountain, which has been changed by the changing step, and measuring the shape of the surface of the raw material mountain. Raw material pile measuring method of the raw material yard. 原料ヤードに積み付けられている原料山の上方にブームを位置させることが可能な重機であって、当該原料ヤードの長手方向に移動することが可能な重機を用いて、原料山の形状を計測することをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記ブームの所定の位置から前記原料山に対して光が照射されて、前記原料山からの反射光が受光されると、当該反射光と、そのときの光の照射方向とに基づいて、前記原料山の表面の位置を示す情報を取得する第１の取得工程と、
前記ブームの所定の位置を示す情報を取得する第２の取得工程と、
前記ブームの姿勢を示す情報を取得する第３の取得工程と、
前記第１の取得工程により取得された、前記原料山の表面の位置を示す情報を、前記第２の取得工程により取得された、前記所定の位置を示す情報と、前記第３の取得工程により取得された、前記ブームの姿勢を示す情報とを用いて変更する変更工程と、
前記変更工程により変更された、前記原料山の表面の位置を示す情報から、前記原料山の形状を抽出して、前記原料山の表面の形状を計測する計測工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。 Using a heavy machine capable of positioning the boom above the raw material pile stacked in the raw material yard and capable of moving in the longitudinal direction of the raw material yard, the shape of the raw material pile is measured. A computer program for causing a computer to execute
When the raw material mountain is irradiated with light from a predetermined position of the boom and the reflected light from the raw material mountain is received, based on the reflected light and the irradiation direction of the light at that time, A first acquisition step of acquiring information indicating the position of the surface of the raw material pile,
A second acquisition step of acquiring information indicating a predetermined position of the boom;
A third acquisition step of acquiring information indicating the posture of the boom;
Information indicating the position of the surface of the raw material pile acquired by the first acquisition step, information indicating the predetermined position acquired by the second acquisition step, and the third acquisition step A change step to change using the acquired information indicating the posture of the boom;
Causing the computer to execute a measurement step of extracting the shape of the raw material mountain from the information indicating the position of the surface of the raw material mountain changed by the changing step, and measuring the shape of the surface of the raw material mountain. A computer program characterized by the above.
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