JP2014055407A - Operation support apparatus - Google Patents

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Tadahiro Nakazato
肇宏 中里
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation support apparatus which allows a precise work to be performed easily regardless of a level of skill of an operator.SOLUTION: An operation support apparatus 100 comprises: a display part 25 which displays data that indicates an area in which an operation is performed and data that indicates an area in which the operation has been completed while overlapping both the data; an operation part 25 to which an operation of an operator, which designates a specific portion in the display part, is input; and control means 26 which sets the portion designated by the operation part 25 as a setting area, and makes a machine automatically work in the set area.

Description

本発明は、操作支援装置に関する。   The present invention relates to an operation support apparatus.

複雑な３次元地形を掘削する油圧ショベル等の掘削用建設機械が知られている。特許文献１は、より精度よく掘削作業を行うため、マシンガイダンスシステムを搭載した油圧ショベルを開示している。この油圧ショベルは、予め取得された掘削作業現場の測量データ及び施工データと現在のバケット位置とを、運転席に設置した表示装置に表示することで、オペレータの掘削作業をアシストする。   2. Description of the Related Art Excavation construction machines such as hydraulic excavators that excavate complicated three-dimensional terrain are known. Patent Document 1 discloses a hydraulic excavator equipped with a machine guidance system in order to perform excavation work with higher accuracy. This hydraulic excavator assists the operator's excavation work by displaying the survey data and construction data of the excavation work site acquired in advance and the current bucket position on a display device installed in the driver's seat.

オペレータは、表示装置に表示された測量データ及び施工データを確認しながら操作レバーを操作して、掘削するべき場所に車両を移動させるとともに、車体の向き、ブームの角度、アームの角度及びバケットの角度を調整して掘削作業を行う。   The operator operates the operation lever while confirming the survey data and the construction data displayed on the display device to move the vehicle to a place to be excavated, and also determines the direction of the vehicle body, the angle of the boom, the angle of the arm and the bucket. Adjust the angle and perform excavation work.

特開２００１−９８５８５号公報JP 2001-98585 A

しかし、このようなマシンガイダンスシステムを搭載した油圧ショベルであっても、実際に車体、ブーム、アーム、及びバケットを操作するのはオペレータであるので、その操作には熟練を要する。   However, even with a hydraulic excavator equipped with such a machine guidance system, since the operator actually operates the vehicle body, the boom, the arm, and the bucket, the operation requires skill.

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、オペレータの錬度にかかわらず精密な掘削作業を容易に行うことが可能な操作支援装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a technical problem, and an object thereof is to provide an operation support device capable of easily performing a precise excavation work regardless of the skill level of the operator.

本発明は、車体及び掘削用バケットを有する掘削車両の操作支援装置であって、掘削作業を行うエリアの地形を表わす測量データと、エリアの掘削完了後の地形を表わす施工データと、を重ねて表示する表示部と、表示部の特定の箇所を指定するオペレータの操作が入力される操作部と、操作部によって指定された箇所を掘削領域として設定し、車体及び掘削用バケットを制御して掘削領域の掘削を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。   The present invention is an operation support device for an excavating vehicle having a vehicle body and a bucket for excavation, in which survey data representing the topography of an area where excavation work is performed and construction data representing the topography after completion of excavation in the area are overlapped A display unit to display, an operation unit to which an operator's operation specifying a specific part of the display unit is input, and a part specified by the operation unit is set as an excavation area, and the body and excavation bucket are controlled to excavate And a control means for excavating the region.

本発明によれば、オペレータが、表示部に重ねて表示される測量データ及び施工データを見て掘削すべき箇所を操作部によって指定するだけで、車体及び掘削用バケットが制御されて当該箇所が掘削されるので、オペレータの錬度にかかわらず精密な掘削作業を容易に行うことができる。   According to the present invention, the operator simply controls the vehicle body and the excavation bucket by specifying the location to be excavated by looking at the surveying data and the construction data displayed on the display unit, and the location of the excavation bucket. Since excavation is performed, precise excavation work can be easily performed regardless of the skill level of the operator.

本発明の実施形態に係る操作支援装置を備えた掘削用建設機械を示す構成図である。It is a block diagram which shows the construction machine for excavation provided with the operation assistance apparatus which concerns on embodiment of this invention. 操作支援装置の制御システムを示す図である。It is a figure which shows the control system of an operation assistance apparatus. コントローラの処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of a controller. 測量データを表示したタッチパネルを示す図である。It is a figure which shows the touchscreen which displayed surveying data. 施工データを表示したタッチパネルを示す図である。It is a figure which shows the touchscreen which displayed construction data. 測量データと施工データとを重ねて表示したタッチパネルを示す図である。It is a figure which shows the touchscreen which displayed surveying data and construction data in piles. オペレータがタッチパネル上の一点にタッチし続けた様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the operator continued touching one point on a touchscreen. オペレータがタッチパネル上の一点にタッチし続けた様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the operator continued touching one point on a touchscreen. オペレータがタッチパネル上を下方へとドラッグした様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the operator dragged on the touchscreen downward. オペレータがタッチパネル上を斜め下方へとドラッグした様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the operator dragged on the touchscreen diagonally downward. 障害物を表示したタッチパネルを示す図である。It is a figure which shows the touchscreen which displayed the obstruction. オペレータがタッチパネル上で障害物の輪郭に沿ってドラッグした様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the operator dragged along the outline of an obstruction on a touch panel.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本実施形態における操作支援装置１００を備えた掘削用建設機械１を示す構成図である。掘削用建設機械１は油圧ショベルであり、車体２、ブーム３、アーム４及びバケット５を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing a construction machine 1 for excavation provided with an operation support apparatus 100 according to the present embodiment. The excavation construction machine 1 is a hydraulic excavator and includes a vehicle body 2, a boom 3, an arm 4, and a bucket 5.

車体２は、一対の履帯６の上部に支持され、履帯６に対して左右に旋回可能である。一対の履帯６は、それぞれ独立に回転可能であり、各回転速度を調整することで車体２をあらゆる方向へ移動させることができる。車体２の旋回及び履帯６の回転は、図示しない油圧モータを駆動させることで行われる。   The vehicle body 2 is supported on top of the pair of crawler belts 6 and can turn left and right with respect to the crawler belts 6. The pair of crawler belts 6 can rotate independently of each other, and the vehicle body 2 can be moved in all directions by adjusting the respective rotation speeds. The turning of the vehicle body 2 and the rotation of the crawler belt 6 are performed by driving a hydraulic motor (not shown).

ブーム３は、車体２の前方（図１の左側）に連結され、図示しない油圧シリンダの伸縮に伴って車体２に対して上下方向に回動する。アーム４は、ブーム３の前端に連結され、図示しない油圧シリンダの伸縮に伴って車体２に対して上下方向に回動する。バケット５は、アーム４の前端に連結され、図示しない油圧シリンダの伸縮に伴って車体２に対して上下方向に回動する。   The boom 3 is connected to the front of the vehicle body 2 (left side in FIG. 1) and rotates in the vertical direction with respect to the vehicle body 2 as the hydraulic cylinder (not shown) expands and contracts. The arm 4 is connected to the front end of the boom 3 and rotates up and down with respect to the vehicle body 2 as a hydraulic cylinder (not shown) expands and contracts. The bucket 5 is connected to the front end of the arm 4 and rotates up and down with respect to the vehicle body 2 as the hydraulic cylinder (not shown) expands and contracts.

掘削用建設機械１はさらに、ブーム３の傾斜を検出するブーム用チルトセンサ３１と、アーム４の傾斜を検出するアーム用チルトセンサ４１と、バケット５の傾斜を検出する傾斜検出器としてのバケット用チルトセンサ５１と、車体２の傾斜を検出する傾斜検出器としてのピッチセンサ２１と、衛星等から車体２の位置情報を受信する位置検出手段としてのＧＮＳＳ受信機２２と、車体２の上部からバケット方向を撮影する撮影手段としてのビデオカメラ２３と、オペレータが乗車する車体２上のキャビン２４内に設けられるタッチパネル２５と、掘削用建設機械１の移動及び掘削動作を制御する制御手段としてのコントローラ２６と、を備える。   The excavation construction machine 1 further includes a boom tilt sensor 31 that detects the tilt of the boom 3, an arm tilt sensor 41 that detects the tilt of the arm 4, and a bucket as a tilt detector that detects the tilt of the bucket 5. A tilt sensor 51, a pitch sensor 21 as a tilt detector for detecting the tilt of the vehicle body 2, a GNSS receiver 22 as a position detection means for receiving position information of the vehicle body 2 from a satellite, etc., and a bucket from the upper part of the vehicle body 2 A video camera 23 as a photographing means for photographing the direction, a touch panel 25 provided in a cabin 24 on the vehicle body 2 on which the operator gets on, and a controller 26 as a control means for controlling the movement and excavation operation of the excavating construction machine 1. And comprising.

コントローラ２６には、掘削作業を行うエリアの地形を表わす測量データと、エリアを掘削した後の完成状態を表わす施工データと、が予め保存されている。タッチパネル２５は、同一エリアの測量データと施工データとを重ねて表示する。さらに、タッチパネル２５は、ビデオカメラ２３が撮影した実際の映像と、バケット５の位置及び傾斜とを重ねて表示する。   The controller 26 stores in advance surveying data representing the topography of the area where excavation work is performed and construction data representing the completed state after excavating the area. The touch panel 25 displays survey data and construction data in the same area in an overlapping manner. Further, the touch panel 25 displays the actual video captured by the video camera 23 and the position and inclination of the bucket 5 in an overlapping manner.

図２は操作支援装置１００の制御システムを示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a control system of the operation support apparatus 100.

ブーム用チルトセンサ３１は、ブーム３の傾斜を検出してコントローラ２６へ出力する。アーム用チルトセンサ４１は、アーム４の傾斜を検出してコントローラ２６へ出力する。バケット用チルトセンサ５１は、バケット５の傾斜を検出してコントローラ２６へ出力する。ピッチセンサ２１は、車体２の傾斜を検出してコントローラ２６へ出力する。ＧＮＳＳ受信機２２は、衛星等から受信した車体２の位置情報をコントローラ２６へ出力する。ビデオカメラ２３は、車体２の上部からバケット方向を撮影した映像をコントローラ２６へ出力する。   The boom tilt sensor 31 detects the tilt of the boom 3 and outputs it to the controller 26. The arm tilt sensor 41 detects the tilt of the arm 4 and outputs it to the controller 26. The bucket tilt sensor 51 detects the inclination of the bucket 5 and outputs it to the controller 26. The pitch sensor 21 detects the inclination of the vehicle body 2 and outputs it to the controller 26. The GNSS receiver 22 outputs position information of the vehicle body 2 received from a satellite or the like to the controller 26. The video camera 23 outputs an image of the bucket direction taken from the upper part of the vehicle body 2 to the controller 26.

コントローラ２６は、ブーム用チルトセンサ３１から入力されるブーム３の傾斜と、アーム用チルトセンサ４１から入力されるアーム４の傾斜と、バケット用チルトセンサ５１から入力されるバケット５の傾斜と、ピッチセンサ２１から入力される車体２の傾斜と、ＧＮＳＳ受信機２２から入力される車体２の位置情報と、ビデオカメラ２３から入力される映像と、に基づいてタッチパネル２５に情報を表示させる。   The controller 26 includes the tilt of the boom 3 input from the tilt sensor 31 for the boom, the tilt of the arm 4 input from the tilt sensor 41 for the arm, the tilt of the bucket 5 input from the tilt sensor 51 for the bucket, and the pitch. Information is displayed on the touch panel 25 based on the inclination of the vehicle body 2 input from the sensor 21, the position information of the vehicle body 2 input from the GNSS receiver 22, and the video input from the video camera 23.

さらに、コントローラ２６は、上記入力信号と、タッチパネル２５に入力されたオペレータの操作と、に基づいて必要な車体２の移動量、掘削位置及び掘削動作を演算し、車体コントローラ２７に対して車体２の移動を指示するとともに、掘削コントローラ２８に対して掘削位置及び掘削動作を指示する。   Further, the controller 26 calculates a necessary movement amount, excavation position, and excavation operation of the vehicle body 2 based on the input signal and the operation of the operator input to the touch panel 25, and the vehicle body 2 is transmitted to the vehicle body controller 27. And the excavation position and excavation operation are instructed to the excavation controller 28.

図３は、コントローラ２６の処理内容を示すフローチャートである。このフローチャートによって示される処理は所定時間（例えば１０ｍｓ）毎に繰り返し実行される。   FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents of the controller 26. The processing shown by this flowchart is repeatedly executed every predetermined time (for example, 10 ms).

ステップＳ１においてコントローラ２６は、タッチパネル２５に測量データ及び施工データを表示させる。図４Ａは実際の地形を表わす測量データのみをポリゴンデータとして表示させた様子を示し、図４Ｂは掘削完了後の地形を表わす施工データのみをポリゴンデータとして表示させた様子を示している。測量データ及び施工データは、予め取得されてコントローラ２６に記憶されており、掘削エリアにおける各データの位置が合致するように測量データ及び施工データをタッチパネル２５上に重ねて表示する（図４Ｃ）。   In step S1, the controller 26 causes the touch panel 25 to display survey data and construction data. 4A shows a state in which only survey data representing actual landform is displayed as polygon data, and FIG. 4B shows a state in which only construction data representing landform after completion of excavation is displayed as polygon data. Surveying data and construction data are acquired in advance and stored in the controller 26, and the surveying data and construction data are displayed on the touch panel 25 so as to coincide with each other in the excavation area (FIG. 4C).

なお、ビデオカメラ２３が撮影した実際の映像とバケット５の位置及び傾斜とは、必要に応じて又はオペレータの操作に応じて、タッチパネル２５上に重ねて表示することが可能である。また、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃはそれぞれ別々のディスプレイ上に表示させてもよいし、図４Ｃのみを単一のディスプレイ上に表示させてもよい。   It should be noted that the actual image captured by the video camera 23 and the position and inclination of the bucket 5 can be displayed on the touch panel 25 as necessary or according to the operation of the operator. 4A, 4B, and 4C may be displayed on separate displays, or only FIG. 4C may be displayed on a single display.

ステップＳ２においてコントローラ２６は、タッチパネル２５からの入力が有ることを判定する。タッチパネル２５からの入力が有ると判定されると処理がステップＳ３へ進み、判定が成立しない場合には処理が終了する。オペレータがタッチパネル２５に対して何らかの操作を行った時、タッチパネル２５からの入力が有ると判定される。   In step S <b> 2, the controller 26 determines that there is an input from the touch panel 25. If it is determined that there is an input from the touch panel 25, the process proceeds to step S3. If the determination is not satisfied, the process ends. When the operator performs any operation on the touch panel 25, it is determined that there is an input from the touch panel 25.

ステップＳ３においてコントローラ２６は、入力情報を取得する。入力情報は、オペレータがタッチパネル２５上で操作した操作態様であり、タッチ、ドラッグなどの触れ方や、触れる速度などである。   In step S3, the controller 26 acquires input information. The input information is an operation mode operated by the operator on the touch panel 25, and includes a touch method such as touch and drag, a touch speed, and the like.

ステップＳ４においてコントローラ２６は、入力情報が移動指示であることを判定する。移動指示であると判定されると処理がステップＳ５へ進み、判定が成立しない場合には処理がステップＳ７へ進む。オペレータがタッチパネル２５上の一点をタッチし続けた場合、この入力情報は移動指示であると判定される。判定成立を判断するタッチ操作の継続時間は、単なるタッチ操作と区別でき、なおかつ移動指示が判定されるまでの時間が長くなり過ぎない程度の時間に予め設定される。   In step S4, the controller 26 determines that the input information is a movement instruction. If it is determined that the instruction is a movement instruction, the process proceeds to step S5. If the determination is not satisfied, the process proceeds to step S7. When the operator continues to touch one point on the touch panel 25, this input information is determined to be a movement instruction. The duration of the touch operation for determining whether or not the determination is satisfied is set in advance to a time that can be distinguished from a simple touch operation and does not become too long until the movement instruction is determined.

ステップＳ５においてコントローラ２６は、車体２の移動方向及び移動量を演算する。車体２の移動方向及び移動量は、車体２の現在位置とオペレータが指示した位置とに基づいて演算される。   In step S5, the controller 26 calculates the movement direction and the movement amount of the vehicle body 2. The moving direction and moving amount of the vehicle body 2 are calculated based on the current position of the vehicle body 2 and the position instructed by the operator.

ステップＳ６においてコントローラ２６は、車体２を掘削位置まで移動させる。つまり、図５Ａに示すように、オペレータがタッチパネル２５上の一点２５１をタッチし続けた場合、この箇所が掘削可能となるように、上記点２５１がタッチパネル２５上の中央に位置するまで車体２を移動させる（図５Ｂ）。コントローラ２６は、車体コントローラ２７へ履帯６の回転及び車体２の旋回を指示し、車体コントローラ２７は、油圧モータへの油圧の給排を制御して履帯６の回転及び車体２の旋回を行う。   In step S6, the controller 26 moves the vehicle body 2 to the excavation position. That is, as shown in FIG. 5A, when the operator continues to touch one point 251 on the touch panel 25, the vehicle body 2 is moved until the point 251 is located at the center on the touch panel 25 so that this point can be excavated. Move (FIG. 5B). The controller 26 instructs the vehicle body controller 27 to rotate the crawler belt 6 and turn the vehicle body 2, and the vehicle body controller 27 controls the supply and discharge of hydraulic pressure to the hydraulic motor to rotate the crawler belt 6 and turn the vehicle body 2.

一方、ステップＳ４において入力情報が移動指示であると判定されなかった場合、ステップＳ７においてコントローラ２６は、入力情報が掘削指示であることを判定する。掘削指示であると判定されると処理がステップＳ８へ進み、判定が成立しない場合には処理がステップＳ１７へ進む。オペレータがタッチパネル２５上を直線状にドラッグ操作した場合、この入力情報は掘削指示であると判定される。   On the other hand, when it is not determined in step S4 that the input information is a movement instruction, in step S7, the controller 26 determines that the input information is a digging instruction. If it is determined that the instruction is an excavation instruction, the process proceeds to step S8. If the determination is not satisfied, the process proceeds to step S17. When the operator performs a drag operation on the touch panel 25 in a straight line, the input information is determined to be an excavation instruction.

ステップＳ８においてコントローラ２６は、掘削領域を演算する。オペレータによるドラッグ操作の始点から終点までが掘削領域として演算される。   In step S8, the controller 26 calculates the excavation area. From the start point to the end point of the drag operation by the operator is calculated as the excavation area.

図６Ａに示すように、オペレータが直下方向へとドラッグ操作した場合には、ドラッグ操作の始点から終点までの領域２５２が掘削領域として演算される。この掘削領域２５２は、幅がバケット５の幅とほぼ同一に設定されており、車体２の移動を伴うことなくブーム３、アーム４及びバケット５のみで掘削可能な領域である。   As shown in FIG. 6A, when the operator performs a drag operation in a downward direction, an area 252 from the start point to the end point of the drag operation is calculated as the excavation area. The excavation area 252 is set to have a width substantially the same as the width of the bucket 5 and can be excavated only by the boom 3, the arm 4, and the bucket 5 without moving the vehicle body 2.

図６Ｂに示すように、オペレータが斜め下方へとドラッグ操作した場合には、ドラッグ操作の始点と終点とを対角とする矩形領域２５３が掘削領域として演算される。この掘削領域２５３は図６Ａに示す掘削領域２５２より幅が広いので、車体２の移動を伴って掘削される。   As shown in FIG. 6B, when the operator performs a drag operation obliquely downward, a rectangular region 253 having the start point and end point of the drag operation as a diagonal is calculated as the excavation region. Since this excavation area 253 is wider than the excavation area 252 shown in FIG. 6A, the excavation area 253 is excavated with the movement of the vehicle body 2.

ステップＳ９においてコントローラ２６は、入力情報が掘削領域の一括指定であることを判定する。入力情報が一括指定であると判定されると処理がステップＳ１２へ進み、判定が成立しない場合には処理がステップＳ１０へ進む。掘削領域の一括指定とは、バケット５による１回の掘削動作だけでは掘削できない広範囲の領域を掘削領域として指定することである。ステップＳ８において演算された掘削領域が図６Ｂに示す領域である場合、掘削領域が一括指定であると判定され、図６Ａに示す領域である場合、一括指定であると判定されない。   In step S9, the controller 26 determines that the input information is a batch designation of the excavation area. If it is determined that the input information is batch designation, the process proceeds to step S12. If the determination is not satisfied, the process proceeds to step S10. The batch designation of the excavation area means that a wide area that cannot be excavated by only one excavation operation by the bucket 5 is designated as the excavation area. When the excavation area calculated in step S8 is the area shown in FIG. 6B, it is determined that the excavation area is batch designation. When the excavation area is the area shown in FIG. 6A, it is not determined that the excavation area is batch designation.

ステップＳ１０においてコントローラ２６は、掘削領域をタッチパネル２５に表示させる。本ステップが実行される場合、掘削領域は一括指定ではないので、図６Ａに示すように掘削領域２５２が表示される。   In step S <b> 10, the controller 26 displays the excavation area on the touch panel 25. When this step is executed, since the excavation area is not collectively designated, the excavation area 252 is displayed as shown in FIG. 6A.

ステップＳ１１においてコントローラ２６は、掘削領域２５２を掘削する。コントローラ２６は、ステップＳ１０において表示された掘削領域２５２に沿ってブーム３、アーム４及びバケット５を制御して車体２の移動を伴うことなく掘削を行う。   In step S <b> 11, the controller 26 excavates the excavation area 252. The controller 26 controls the boom 3, the arm 4, and the bucket 5 along the excavation area 252 displayed in step S <b> 10 to perform excavation without accompanying the movement of the vehicle body 2.

このとき、オペレータのドラッグ操作の速度に応じて１回の掘削で掘る深さが設定される。例えば、ドラッグ操作の速度が遅いほど掘る深さを深くするように設定することが可能である。   At this time, the depth to be dug in one excavation is set according to the speed of the drag operation of the operator. For example, it is possible to set the digging depth to be deeper as the drag operation speed is slower.

一方、ステップＳ９において掘削領域が一括指定であると判定されなかった場合、ステップＳ１２においてコントローラ２６は、掘削領域をタッチパネル２５に表示させる。本ステップが実行される場合、掘削領域は一括指定であるので、図６Ｂに示すように掘削領域２５３が表示される。   On the other hand, if it is not determined in step S9 that the excavation area is collectively designated, the controller 26 causes the touch panel 25 to display the excavation area in step S12. When this step is executed, since the excavation area is designated collectively, the excavation area 253 is displayed as shown in FIG. 6B.

ステップＳ１３においてコントローラ２６は、掘削領域２５３を掘削完了したことを判定する。掘削領域２５３を掘削完了したと判定されると処理が終了し、判定が成立しない場合には処理がステップＳ１４へ進む。掘削完了したことは、掘削領域２５３と掘削済み領域とを比較することで判断される。   In step S13, the controller 26 determines that the excavation area 253 has been excavated. If it is determined that the excavation area 253 has been excavated, the process ends. If the determination is not satisfied, the process proceeds to step S14. Completion of excavation is determined by comparing the excavation area 253 with the excavated area.

ステップＳ１４においてコントローラ２６は、車体２の移動方向及び移動量を演算する。車体２の移動方向及び移動量は、現在の車体位置と掘削領域２５３と掘削済み領域とに基づいて決定される掘削位置に応じて演算される。   In step S14, the controller 26 calculates the movement direction and the movement amount of the vehicle body 2. The moving direction and moving amount of the vehicle body 2 are calculated according to the excavation position determined based on the current vehicle body position, the excavation region 253, and the excavated region.

ステップＳ１５においてコントローラ２６は、車体２を掘削位置まで移動させる。   In step S15, the controller 26 moves the vehicle body 2 to the excavation position.

ステップＳ１６においてコントローラ２６は、掘削領域２５３を掘削する。コントローラ２６は、ステップＳ１２において表示された掘削領域２５３に沿ってブーム３、アーム４及びバケット５を制御して掘削を行う。なお、本ステップでもステップＳ１１と同様にオペレータのドラッグ操作の速度に応じて掘削深さを変化させてもよい。その後、処理がステップＳ１３へ戻る。   In step S <b> 16, the controller 26 excavates the excavation area 253. The controller 26 performs excavation by controlling the boom 3, the arm 4 and the bucket 5 along the excavation area 253 displayed in step S12. In this step as well, similarly to step S11, the excavation depth may be changed according to the speed of the drag operation by the operator. Thereafter, the process returns to step S13.

つまり、ステップＳ１３〜Ｓ１６を繰り返すことで、掘削と車体２の移動とが順次繰り返され、一括指定された掘削領域２５３が端から順に掘削される。   That is, by repeating steps S13 to S16, the excavation and the movement of the vehicle body 2 are sequentially repeated, and the excavated area 253 designated in a lump is excavated sequentially from the end.

一方、ステップＳ７において入力情報が掘削指示であると判定されなかった場合、ステップＳ１７においてコントローラ２６は、入力情報が障害物掘り出し指示であることを判定する。障害物掘り出し指示であると判定されると処理がステップＳ１８へ進み、判定が成立しない場合には処理が終了する。掘削作業中に図７Ａに示すように障害物２５４が現れた場合、図７Ｂに示すようにオペレータがタッチパネル２５上で障害物２５４の輪郭を環状にドラッグ操作すると、この入力情報は障害物掘り出し指示であると判定される。   On the other hand, when it is not determined in step S7 that the input information is an excavation instruction, in step S17, the controller 26 determines that the input information is an obstacle digging instruction. If it is determined that the instruction is to dig out an obstacle, the process proceeds to step S18, and if the determination is not satisfied, the process ends. When an obstacle 254 appears as shown in FIG. 7A during excavation work, when the operator drags the outline of the obstacle 254 in a ring shape on the touch panel 25 as shown in FIG. 7B, this input information is an obstacle digging instruction. It is determined that

ステップＳ１８においてコントローラ２６は、掘削領域を演算する。オペレータによるドラッグ操作の環状の軌跡、すなわち障害物の外周が掘削領域２５５として演算される。   In step S18, the controller 26 calculates the excavation area. An annular trajectory of the drag operation by the operator, that is, the outer periphery of the obstacle is calculated as the excavation region 255.

ステップＳ１９においてコントローラ２６は、掘削領域２５５をタッチパネル２５に表示させる。掘削領域２５５は図７Ｂに示すように表示される。   In step S <b> 19, the controller 26 displays the excavation area 255 on the touch panel 25. The excavation area 255 is displayed as shown in FIG. 7B.

ステップＳ２０においてコントローラ２６は、掘削領域２５５を掘削完了したことを判定する。掘削領域２５５を掘削完了したと判定されると処理が終了し、判定が成立しない場合には処理がステップＳ２１へ進む。掘削完了したことは、掘削領域２５５と掘削済み領域とを比較することで判断される。   In step S20, the controller 26 determines that the excavation area 255 has been excavated. If it is determined that the excavation area 255 has been excavated, the process ends. If the determination is not satisfied, the process proceeds to step S21. Completion of excavation is determined by comparing the excavation area 255 and the excavated area.

ステップＳ２１においてコントローラ２６は、車体２の移動方向及び移動量を演算する。車体２の移動方向及び移動量は、現在の車体位置と掘削領域２５５と掘削済み領域とに基づいて決定される掘削位置に応じて演算される。   In step S21, the controller 26 calculates the moving direction and moving amount of the vehicle body 2. The movement direction and the movement amount of the vehicle body 2 are calculated according to the excavation position determined based on the current vehicle body position, the excavation area 255, and the excavated area.

ステップＳ２２においてコントローラ２６は、車体２を掘削位置まで移動させる。   In step S22, the controller 26 moves the vehicle body 2 to the excavation position.

ステップＳ２３においてコントローラ２６は、掘削領域２５５を掘削する。コントローラ２６は、ステップＳ１９において表示された掘削領域２５５に沿ってブーム３、アーム４及びバケット５を制御して掘削を行う。なお、本ステップでもステップＳ１１と同様にオペレータのドラッグ操作の速度に応じて掘削深さを変化させてもよい。その後、処理がステップＳ２０へ戻る。   In step S23, the controller 26 excavates the excavation area 255. The controller 26 performs excavation by controlling the boom 3, the arm 4 and the bucket 5 along the excavation area 255 displayed in step S19. In this step as well, similarly to step S11, the excavation depth may be changed according to the speed of the drag operation by the operator. Thereafter, the process returns to step S20.

つまり、ステップＳ２０〜Ｓ２３を繰り返すことで、掘削と車体２の移動又は旋回とが順次繰り返され、障害物の外周である掘削領域２５５が順に掘削される。   That is, by repeating steps S20 to S23, the excavation and the movement or turning of the vehicle body 2 are sequentially repeated, and the excavation area 255 that is the outer periphery of the obstacle is excavated in order.

以上のように、コントローラ２６は、タッチパネル２５に測量データ及び施工データを重ねて表示させ、タッチパネル２５上でのオペレータの操作に応じて掘削領域を設定する。コントローラ２６はさらに、掘削領域に基づいて履帯６及び車体２を制御する車体コントローラ２７に指示を出力するとともに、ブーム３、アーム４及びバケット５を制御する掘削コントローラ２８へ指示を出力する。   As described above, the controller 26 causes the touch panel 25 to display the surveying data and the construction data so as to overlap, and sets the excavation area according to the operation of the operator on the touch panel 25. The controller 26 further outputs an instruction to the vehicle body controller 27 that controls the crawler belt 6 and the vehicle body 2 based on the excavation area, and also outputs an instruction to the excavation controller 28 that controls the boom 3, the arm 4, and the bucket 5.

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。   According to the above embodiment, there exist the effects shown below.

オペレータが、タッチパネル２５上に重ねて表示される測量データ及び施工データを見ながら掘削すべき箇所をタッチ操作するだけで、車体２、ブーム３、アーム４及びバケット５が制御されて当該箇所が掘削されるので、オペレータの錬度にかかわらず精密な掘削作業を容易に行うことができる。   The operator controls the vehicle body 2, the boom 3, the arm 4, and the bucket 5 just by touching the location to be excavated while viewing the survey data and construction data displayed on the touch panel 25, and the location is excavated. Therefore, precise excavation work can be easily performed regardless of the skill level of the operator.

さらに、オペレータがタッチパネル２５上の一点をタッチし続けた場合、この入力情報は移動指示であると判定され、対応する箇所を掘削可能な位置まで車体２が移動するので、掘削用建設機械の移動を簡単な操作によって行うことができる。   Further, if the operator continues to touch one point on the touch panel 25, the input information is determined to be a movement instruction, and the vehicle body 2 moves to a position where excavation can be made at the corresponding location. Can be performed by a simple operation.

さらに、オペレータがタッチパネル２５上を直線状に直下方向へとドラッグ操作した場合、この入力情報は掘削指示であると判定され、掘削領域の掘削が行われる。よって、オペレータは掘削領域を指定するだけでコントローラ２６が掘削作業を自動的に行うので、掘削作業を容易に行うことができる。   Further, when the operator performs a drag operation on the touch panel 25 in a straight line direction, the input information is determined to be an excavation instruction, and excavation of the excavation area is performed. Therefore, since the controller 26 automatically performs the excavation work only by specifying the excavation area, the operator can easily perform the excavation work.

さらに、オペレータがタッチパネル２５上を直線状に斜め下方へとドラッグ操作した場合、この入力情報は掘削指示であり、掘削領域の一括指示であると判定され、掘削領域を掘削可能な位置まで車体２が移動して掘削領域の掘削と車体２の移動とが順次行われる。よって、オペレータは広範囲に及ぶ掘削領域であっても簡単なドラッグ操作を行うだけでコントローラ２６が車体２の移動及び掘削作業を自動的に行うので、掘削作業を容易に行うことができる。   Further, when the operator performs a drag operation on the touch panel 25 in a straight line and obliquely downward, this input information is an excavation instruction, and it is determined that the excavation area is a collective instruction. And the excavation of the excavation area and the movement of the vehicle body 2 are sequentially performed. Therefore, the operator can easily perform the excavation work because the controller 26 automatically moves and excavates the vehicle body 2 only by performing a simple drag operation even in a wide excavation area.

さらに、オペレータがタッチパネル２５上を環状にドラッグした場合、この入力情報は障害物掘り出し指示であると判定され、掘削領域を掘削可能な位置まで車体２が移動して掘削領域の掘削と車体２の移動とが順次行われる。よって、オペレータはタッチパネル２５上に表示される障害物２５４の輪郭をドラッグ操作するだけでコントローラ２６が障害物２５４を掘り出すように車体２の移動及び掘削作業を自動的に行うので、障害物２５４の掘り出し作業を容易に行うことができる。   Further, when the operator drags the touch panel 25 in a ring shape, this input information is determined to be an obstacle digging instruction, and the vehicle body 2 moves to a position where the excavation area can be excavated. The movement is performed sequentially. Therefore, the operator automatically moves and digs the vehicle body 2 so that the controller 26 digs out the obstacle 254 just by dragging the outline of the obstacle 254 displayed on the touch panel 25. Digging work can be easily performed.

さらに、オペレータのドラッグ操作の速度に応じて１回の掘削で掘る深さが設定されるので、オペレータは簡単な操作によって掘削作業で掘る深さを指定することができる。   Furthermore, since the digging depth is set by one excavation according to the speed of the drag operation of the operator, the operator can designate the digging depth by excavation work by a simple operation.

さらに、コントローラ２６は、車体２の位置及び傾斜並びにブーム３、アーム４及びバケット５の傾斜に基づいて車体コントローラ２７及び掘削コントローラ２８に指示を出力するので、オペレータの操作によらず自動的にかつ正確に車体２、ブーム３、アーム４及びバケット５が制御される。よって、オペレータの錬度にかかわらず精密な掘削作業を容易に行うことができる。   Furthermore, the controller 26 outputs instructions to the vehicle body controller 27 and the excavation controller 28 based on the position and inclination of the vehicle body 2 and the inclinations of the boom 3, the arm 4 and the bucket 5, so that The vehicle body 2, the boom 3, the arm 4 and the bucket 5 are accurately controlled. Therefore, precise excavation work can be easily performed regardless of the skill level of the operator.

さらに、タッチパネル２５上に、測量データ及び施工データに加えてビデオカメラ２３で撮影した映像とバケット５の位置及び傾斜とを重ねて表示するので、オペレータから掘削位置が直接目視できない状況であっても掘削領域を正確に指定することができ、より正確に掘削作業を行うことができる。   Furthermore, since the video image taken by the video camera 23 and the position and inclination of the bucket 5 are displayed on the touch panel 25 in addition to the survey data and the construction data, the excavation position cannot be directly seen from the operator. The excavation area can be specified accurately, and excavation work can be performed more accurately.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

例えば、上記実施形態では、掘削用建設機械１として油圧ショベルを例に挙げて説明したが、これに限らずその他の掘削用建設機械であってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the excavator is described as an example of the excavating construction machine 1. However, the excavating construction machine 1 is not limited to this and may be other excavating construction machines.

さらに、タッチパネル２５は、オペレータが直接画面にタッチするものに限らず、スタイラスペン等によって所望の位置を指定可能なタッチパネルであってもよい。   Furthermore, the touch panel 25 is not limited to the one that the operator directly touches the screen, and may be a touch panel that can specify a desired position with a stylus pen or the like.

さらに、タッチパネル２５に代えて通常の表示装置（ディスプレイ）を用いてもよい。この場合、オペレータの操作によって掘削領域を指定するため、例えばマウスやタッチパッド等のポインティングデバイスが用いられる。   Further, a normal display device (display) may be used instead of the touch panel 25. In this case, a pointing device such as a mouse or a touch pad is used to specify the excavation area by an operator's operation.

１ 掘削用建設機械（掘削車両）
２ 車体
５ バケット（掘削用バケット）
２１ チルトセンサ（傾斜検出器）
２２ ＧＮＳＳ受信機（位置検出手段）
２３ ビデオカメラ（撮影手段）
２５ タッチパネル（表示部、操作部）
２６ コントローラ（制御手段）
２５２ 掘削領域
２５３ 掘削領域
２５５ 掘削領域
５１ バケット用チルトセンサ（傾斜検出器）
１００ 操作支援装置 1 Construction machinery for excavation (excavation vehicles)
2 Car body 5 Bucket (Excavation bucket)
21 Tilt sensor (Tilt detector)
22 GNSS receiver (position detection means)
23 Video camera (photographing means)
25 Touch panel (display unit, operation unit)
26 controller (control means)
252 Excavation Area 253 Excavation Area 255 Excavation Area 51 Bucket Tilt Sensor (Tilt Detector)
100 Operation support device

Claims (5)

車体及び掘削用バケットを有する掘削車両の操作支援装置であって、
掘削作業を行うエリアの地形を表わす測量データと、前記エリアの掘削完了後の地形を表わす施工データと、を重ねて表示する表示部と、
前記表示部の特定の箇所を指定するオペレータの操作が入力される操作部と、
前記操作部によって指定された箇所を掘削領域として設定し、前記車体及び前記掘削用バケットを制御して前記掘削領域の掘削を行う制御手段と、
を備える操作支援装置。 An operation support device for an excavation vehicle having a vehicle body and an excavation bucket,
Surveying data representing the terrain of the area where excavation work is performed and construction data representing the terrain after completion of excavation of the area, and a display unit for displaying the data,
An operation unit to which an operator's operation for designating a specific portion of the display unit is input;
A control means for setting a location designated by the operation unit as an excavation area and controlling the vehicle body and the excavation bucket to excavate the excavation area;
An operation support apparatus comprising: 前記制御手段は、オペレータが前記操作部によって前記表示部上の一点を指定し続けた場合、前記一点に対応する箇所を掘削可能な位置まで前記車体を移動させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の操作支援装置。 When the operator continues to designate one point on the display unit by the operation unit, the control means moves the vehicle body to a position where excavation is possible at a location corresponding to the one point.
The operation support apparatus according to claim 1. 前記制御手段は、オペレータが前記操作部によって前記表示部上を直線状に指定した場合、指定部分の始点と終点とを対角とする矩形領域を掘削領域として設定する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の操作支援装置。 When the operator designates the display unit in a straight line by the operation unit, the control unit sets a rectangular region whose diagonal is the start point and the end point of the designated portion as an excavation region.
The operation support apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein 前記車体及び前記掘削用バケットにそれぞれ設けられ、前記車体及び前記掘削用バケットの傾斜を検出する傾斜検出器と、
前記車体の位置を検出する位置検出手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記車体の位置及び傾斜並びに前記掘削用バケットの傾斜に基づいて前記車体及び前記掘削用バケットを制御する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の操作支援装置。 An inclination detector provided on the vehicle body and the excavation bucket, respectively, for detecting an inclination of the vehicle body and the excavation bucket;
Position detecting means for detecting the position of the vehicle body;
Further comprising
The control means controls the vehicle body and the excavation bucket based on the position and inclination of the vehicle body and the inclination of the excavation bucket;
The operation support apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the operation support apparatus is configured as described above. 車体から掘削領域を見た映像を撮影する撮影手段をさらに備え、
前記表示部は、前記測量データ及び前記施工データに加えて、前記撮影手段によって撮影された映像と前記掘削用バケットの位置及び傾斜とを重ねて表示する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の操作支援装置。 The camera further includes a photographing means for photographing the excavation area from the vehicle body,
In addition to the surveying data and the construction data, the display unit displays the video imaged by the imaging unit and the position and inclination of the excavation bucket,
The operation support apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the operation support apparatus is configured as described above.
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