JP2017197942A - Slope spray method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリートやモルタル等の吹付材料をノズルから法面へ向けて吹き付ける法面吹付工法に関する。 The present invention relates to a slope spraying method in which a spraying material such as concrete or mortar is sprayed from a nozzle toward a slope.
従来、法面を補強し、その強度の安定化を図るために、ノズルからコンクリートやモルタル等の吹付材料を法面へと吹き付ける工法が用いられている。また、吹付けにより法枠を構築する工法も用いられている。この種の工法として、建設機械のブーム先端部に作業員が乗り込むゴンドラを設置し、そのゴンドラに乗り込んだ作業員が吹付用ノズルを操作して吹付材料の法面への吹付けを行う提案がされている(例えば、特許文献1を参照。)。 Conventionally, in order to reinforce the slope and stabilize its strength, a method of spraying spray material such as concrete or mortar from the nozzle onto the slope is used. Moreover, the construction method which constructs a method frame by spraying is also used. As this kind of construction method, there is a proposal to install a gondola where workers get on the tip of the boom of a construction machine, and the workers who get into the gondola operate the spray nozzle to spray the spray material onto the slope. (For example, see Patent Document 1).
しかしながら、作業員による吹付作業においては、目視により吹付け厚さを確認するのが一般的であり、作業員の熟練度合いに応じて吹付け厚さや仕上げ品質にばらつきを生じてしまうという課題がある。すなわち、作業員の熟練度合いによっては、吹付け厚さが少なく充分強固な法面形成がされない場合や、逆に必要以上の吹付け厚さとなってしまって吹付材料を無駄に使用してしまう場合がある。 However, in the spraying work by the worker, it is common to visually check the spraying thickness, and there is a problem that the spraying thickness and finish quality vary depending on the skill level of the worker. . In other words, depending on the level of skill of the operator, if the spray thickness is small and the slope is not sufficiently strong, or if the spray material is unnecessarily used and the spray material is wasted, There is.
本発明が解決しようとする主たる課題は、対象法面の凹凸形状を計測することにより、リアルタイムに対象法面の吹付厚さの状況を確認することができ、作業員の技能によらず安定的かつ高品質な吹付けを実現することのできる法面吹付工法を提供することにある。 The main problem to be solved by the present invention is that by measuring the uneven shape of the target slope, the state of the spray thickness of the target slope can be confirmed in real time, which is stable regardless of the skill of the operator. Another object of the present invention is to provide a slope spraying method capable of realizing high-quality spraying.
この課題を解決した本発明は、以下の趣旨に基づく。 This invention which solved this subject is based on the following meanings.
[趣旨1]
対象法面の凹凸形状を計測手段により計測する計測工程と、
表示手段に前記計測手段による計測結果を表示する表示工程と、
前記対象法面に向けて吹付材料をノズルから吹き付ける吹付工程と、を有する法面吹付工法。
[Purpose 1]
A measuring step of measuring the uneven shape of the target slope by a measuring means;
A display step of displaying a measurement result by the measurement unit on the display unit;
A slope spraying method comprising: a spraying step of spraying a spray material from a nozzle toward the target slope.
[趣旨2]
前記計測手段による計測が、前記対象法面をレーザスキャンすることにより、前記対象法面上の複数の点の3次元座標値を取得することにより行われてもよい。
[Purpose 2]
The measurement by the measurement unit may be performed by acquiring three-dimensional coordinate values of a plurality of points on the target slope by performing laser scanning on the target slope.
[趣旨3]
前記レーザスキャンが、
鉛直面内で放射状に所定角度ピッチで前記対象法面に向けて照射した複数本のレーザ光を水平面内で回転しつつ所定の計測周期で座標値を取得することによる3次元マッピングにより行われてもよい。
[Purpose 3]
The laser scan is
It is performed by three-dimensional mapping by acquiring coordinate values at a predetermined measurement period while rotating a plurality of laser beams irradiated radially toward the target slope at a predetermined angular pitch in a vertical plane. Also good.
[趣旨4]
前記計測工程が、
前記鉛直面内での前記複数本のレーザ光の照射方向をずらすために、当該照射方向を前記所定角度ピッチよりも小さい角度で傾斜させる傾斜工程を更に有してもよい。
[Purpose 4]
The measuring step is
In order to shift the irradiation direction of the plurality of laser beams in the vertical plane, it may further include a tilting step for tilting the irradiation direction at an angle smaller than the predetermined angular pitch.
[趣旨5]
前記対象法面を撮像手段により撮像する撮像工程を更に有し、
前記表示工程において、前記表示手段に、前記撮像手段により撮像された前記対象法面の映像と前記計測結果とを重畳表示してもよい。
[Purpose 5]
An imaging step of imaging the target slope by an imaging unit;
In the display step, an image of the target slope imaged by the imaging unit and the measurement result may be superimposed and displayed on the display unit.
[趣旨6]
前記表示工程において、
前記ノズルの吹付方向における前記対象法面の縦断面の計測結果を表示してもよい。
[Purpose 6]
In the display step,
You may display the measurement result of the longitudinal cross-section of the said target slope in the spraying direction of the said nozzle.
[趣旨7]
前記表示工程において、
使用者により特定された前記対象法面上の特定位置を通る鉛直断面における前記対象法面の縦断面の計測結果を表示してもよい。
[Purpose 7]
In the display step,
You may display the measurement result of the longitudinal cross-section of the said target slope in the vertical cross section which passes along the specific position on the said target slope specified by the user.
[趣旨8]
前記計測手段の位置を検出する第1位置検出工程と、
前記ノズルの位置を検出する第2位置検出工程と、を更に有してもよい。
[Purpose 8]
A first position detecting step for detecting the position of the measuring means;
A second position detecting step of detecting the position of the nozzle.
[趣旨9]
前記ノズルからの前記吹付材料の吹付方向を前記計測手段による計測結果に応じて調整する調整工程を更に有し、
前記調整工程が、前記ノズルの吹付方向を変更可能な駆動手段に対し、調整手段から調整指令を送出することにより行われてもよい。
[Purpose 9]
An adjustment step of adjusting the spray direction of the spray material from the nozzle according to the measurement result by the measuring means;
The adjustment step may be performed by sending an adjustment command from the adjustment means to the drive means capable of changing the spray direction of the nozzle.
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、対象法面の凹凸形状を計測することにより、リアルタイムに対象法面の吹付厚さの状況を確認することができ、作業員の技能によらず安定的かつ高品質な吹付けを実現することができる。 According to the present invention, by measuring the uneven shape of the target slope, the state of the spray thickness of the target slope can be confirmed in real time, and stable and high-quality blowing can be performed regardless of the skill of the worker. Can be realized.
[実施形態1]
以下、本発明の実施形態1について説明する。図1は、実施形態1に係る法面吹付工法を実現する装置構成の全体図である。図1は、対象法面Nを含む作業現場全体を俯瞰して示しており、作業現場には、計測装置(計測手段)M、カメラ(撮像手段)P、表示画面(表示手段)D、画像処理部F、法面吹付装置Sが設置されている。なお、実施形態1では、計測装置M及びカメラPが法面吹付装置Sの近傍位置に配置され、表示画面Dが建設機械3の運転席に装備された例について説明するが、配置位置は必ずしもこれらに限定されない。
[Embodiment 1]
Hereinafter,
まず、法面吹付装置Sの概略構成について説明し、その後に計測装置(計測手段)M、表示画面(表示手段)D、カメラ(撮像手段)Pの構成及び法面吹付工法の手順について説明する。なお、本発明に係る法面吹付工法の実現には、必ずしも法面吹付装置Sが必要ではない。例えば、後述するように、ブーム先端に設置されたゴンドラ台に乗り込んだ作業員がノズルを持って吹付作業を行う場合にも、この法面吹付工法を適用することが可能である。 First, the schematic configuration of the slope spray device S will be described, and then the configuration of the measurement device (measurement means) M, the display screen (display means) D, the camera (imaging means) P and the procedure of the slope spray method will be described. . Note that the slope spraying device S is not necessarily required to realize the slope spray construction method according to the present invention. For example, as will be described later, this slope spraying method can also be applied when an operator who gets on a gondola base installed at the tip of a boom performs a spraying operation with a nozzle.
<法面吹付装置の構造>
以下、法面吹付装置Sについて図面を用いて説明する。図2は、法面吹付装置Sの概略構造を示す模式図である。図2(a)は、法面吹付装置Sの平面図であり、図2(b)は側面図である。法面吹付装置Sは、中間アーム4、先端アーム6、ノズル8を有して大略構成される。なお、機械本体1とブーム2とを有する建設機械3のブーム2の先端に法面吹付装置Sが連結されてもよい。
<Structure of slope spray device>
Hereinafter, the slope spray apparatus S will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic structure of the slope spray apparatus S. As shown in FIG. Fig.2 (a) is a top view of the slope spray apparatus S, FIG.2 (b) is a side view. The slope spraying device S includes an intermediate arm 4, a tip arm 6, and a
建設機械3としては、走行クレーンやバックホー等を例示することができる。建設機械3の機械本体1は、キャタピラ等の走行装置と運転席を有し、施工現場における地面Gを自在に走行、停止することができる。
Examples of the
ブーム2は、機械本体1に連結された延長部材である。そのブーム2の先(端部近傍)に延長部材としての中間アーム4が連結されている。中間アーム4の先(端部近傍)に中継アーム10を介して先端アーム6が連結されている。中継アーム10は、その根元部における回転軸(第1軸、以下、軸と略す。)X1に対し、先端部における回転軸(第2軸、以下、軸と略す。)X2が所定角度αだけ傾斜している。その結果、中間アーム4に対する中継アーム10の回転面と中継アーム10に対する先端アーム6の回転面とが所定角度αだけ傾斜している。なお、実施形態1では、中間アーム4の延長方向と中継アーム10の延長方向とは実質的に平行であって回転軸X1に直交している。先端アーム6の延長方向は回転軸X2に直交している。したがって、中間アーム4の延長方向と先端アーム6の延長方向とが所定角度αだけ傾斜している。
The
先端アーム6の先(端部近傍)にノズル8が配置されている。ノズル8は、コンクリートやモルタル等の吹付材料をその噴射口から対象法面に向けて噴射(吹付け)可能である。ノズル8には、吹付材料を貯留する材料タンク(不図示)から圧送ポンプ(不図示)によってホース12を介して吹付材料が供給される。先端アーム6の先端側には、先端アーム6の延長方向に直交する傾動軸(第3軸、以下、軸と略す。)X3、その軸X3に直交する回転軸(第4軸、以下、軸と略す。)X4、軸X3に平行な傾動軸(第5軸、以下、軸と略す。)X5が配置されている。ノズル8は、軸X3、X4、X5を介して先端アーム6に連結されている。
A
なお、実施形態1では、軸X1、X2、X4は、その延長方向が地面Gに垂直な面(垂直面)Hに平行であり、軸X3、X5は、その延長方向が地面Gに平行である。 In the first embodiment, the axes X1, X2, and X4 are parallel to a surface (vertical surface) H whose extension direction is perpendicular to the ground G, and the axes X3 and X5 are parallel to the ground G. is there.
<法面吹付装置の動作構造>
法面吹付装置Sは、更に、傾動部(第1傾動手段)R3、回転部(第1回転手段)R4、回転部(第2回転手段)R5、伸縮部(第1伸縮手段)R6、傾動部(第2傾動手段)R7、傾動部(第3傾動手段)R8、回転部(第3回転手段)R9、傾動部(第4傾動手段)R10、制御部(調整手段)Cを有している。建設機械3のブーム2は、回転部(第4回転手段)R1、傾動部(第5傾動手段)R2を有し、ブーム2の先端に連結された法面吹付装置S全体の回転及び傾動を実現する。
<Operation structure of slope spray device>
The slope spraying device S further includes a tilting part (first tilting means) R3, a rotating part (first rotating means) R4, a rotating part (second rotating means) R5, a telescopic part (first telescopic means) R6, and tilting. Part (second tilting means) R7, tilting part (third tilting means) R8, rotating part (third rotating means) R9, tilting part (fourth tilting means) R10, and control part (adjusting means) C. Yes. The
なお、図2では、各回転手段、傾動手段、伸縮手段の具体構成は図示を省略しているが、各々の回転部、傾動部、伸縮部の動作が、油圧シリンダ5によって実現される。すなわち中間アーム4、中継アーム10、先端アーム6等から側方に突出した突起部7に油圧シリンダ5の一端が連結され、油圧シリンダ5が後述する各回転部、傾動部、伸縮部の駆動手段(油圧シリンダの一部)によって駆動されることにより、回転、傾動、伸縮の動作が実現される。図2に、各回転部、傾動部、伸縮部の動作方向(回転方向、傾動方向、伸縮方向)を矢印で図示している。図3は、制御部Cと各傾動部、回転部、伸縮部との接続状態を示している。
In FIG. 2, the specific configurations of the rotation means, the tilting means, and the expansion / contraction means are not shown, but the operations of the rotation parts, the tilting part, and the expansion / contraction part are realized by the hydraulic cylinder 5. That is, one end of a hydraulic cylinder 5 is connected to a protruding
回転部R1は、機械本体1に対して、ブーム2を地面Gに平行な面内で回転可能とするものである。回転部R1は、ブーム2を回転させる駆動手段と、機械本体1に対するブームの回転位置を検出するセンサとを有している。
The rotating part R1 allows the
傾動部R2は、ブーム2を地面に垂直な面(垂直面)H内で傾動可能とするものである。つまり、傾動部R2は、ブーム2の地面Gに対する傾斜を調整可能とするものである。傾動部R2は、ブーム2を垂直面H内で傾動させる駆動手段と、ブーム2の地面Gに対する傾斜角度を検出するセンサとを有している。
The tilting portion R2 enables the
傾動部R3は、ブーム2に対して中間アーム4を垂直面H内で傾動可能とするものである。傾動部R3は、ブーム2に対して中間アーム4を傾動させる駆動手段と、ブーム2に対する中間アーム4の回転角度を検出するセンサとを有している。
The tilting portion R <b> 3 enables the intermediate arm 4 to tilt within the vertical plane H with respect to the
回転部R4は、中間アーム4の延長方向に直交する軸X1周りに先端アーム6を回転可能とするものである。実施形態1では、中間アーム4に対して中継アーム10を介して先端アーム6が連結されている。したがって、回転部R4は、実質的には軸X1周りに中継アーム10を回転可能とする。回転部R4は、中継アーム10を軸X1周りに回転させる駆動手段と、中間アーム4に対する中継アーム10の回転角度を検出するセンサとを有している。
The rotating portion R4 allows the tip arm 6 to rotate about an axis X1 orthogonal to the extending direction of the intermediate arm 4. In the first embodiment, the tip arm 6 is connected to the intermediate arm 4 via the
回転部R5は、軸X1と同一面内の軸であって、軸X1に対し所定角度α傾斜した軸X2周りに先端アーム6を回転可能とするものである。軸X2が軸X1と同一面内の軸であるとは、軸X1と軸X2とが「ねじれ」の関係にないことを意味する。また、所定角度αは、10°〜40°の範囲が好ましいが、実施形態1では、所定角度α=30°である。中継アーム10は、その根元部において軸X1を回転軸として中間アーム4と連結され、その先端部において軸X2を回転軸として先端アーム6が連結されている。したがって、中継アーム10を介しつつ、実質的には、中間アーム4に対して所定角度α傾斜した状態で先端アーム6が回転可能である。回転部R5は、軸X2周りに先端アーム6を回転させる駆動手段と、中継アーム10に対する先端アーム6の(所定角度α傾斜した状態での)回転角度を検出するセンサとを有している。
The rotating part R5 is an axis in the same plane as the axis X1, and allows the tip arm 6 to rotate about an axis X2 inclined by a predetermined angle α with respect to the axis X1. The axis X2 being an axis in the same plane as the axis X1 means that the axis X1 and the axis X2 are not in a “twist” relationship. Further, the predetermined angle α is preferably in the range of 10 ° to 40 °, but in the first embodiment, the predetermined angle α = 30 °. The
伸縮部R6は、先端アーム6をその延長方向に沿って伸縮可能とするものである。先端アーム6は伸縮動作を実現するために、例えばアンテナや油圧シリンダ等に用いられる二重管構造を有してもよい。伸縮部R6は、先端アーム6を伸縮させる駆動手段と、その伸縮長を検出するセンサとを有している。 The expansion / contraction part R6 enables the tip arm 6 to expand and contract along its extending direction. The tip arm 6 may have a double tube structure used for an antenna, a hydraulic cylinder, or the like, for example, in order to realize a telescopic operation. The expansion / contraction part R6 has a drive means for extending / contracting the tip arm 6 and a sensor for detecting the expansion / contraction length.
傾動部R7は、中間アーム4に対して先端アーム6を垂直面H内で傾動可能とするものである。実施形態1では、中継アーム10を介して中間アーム4と先端アーム6とが連結されているので、傾動部R7は、実質的に中継アーム10に対して先端アーム6を垂直面H内で傾動可能とする。傾動部R7は、中間アーム4に対して先端アーム6を傾動させる駆動手段と、中間アーム4に対する先端アーム6の傾斜角度を検出するセンサとを有している。
The tilting portion R7 allows the tip arm 6 to tilt within the vertical plane H with respect to the intermediate arm 4. In the first embodiment, since the intermediate arm 4 and the tip arm 6 are connected via the
傾動部R8は、先端アーム6の延長方向に直交する軸X3周りにノズル8の吹付方向を傾動可能とするものである。実施形態1では、軸X3は地面Gと平行である。したがって、傾動部R8はノズル8を地面に垂直に(垂直面H内で)傾動させることが可能である。実施形態1では、先端アーム6の先端側に軸X3を介して連結部材が連結されている。したがって、傾動部R8は、軸X3周りに連結部材を傾動させることにより、実質的にノズル8の吹付方向を傾動させる。傾動部R8は、先端アーム6に対して軸X3周りにノズル8の吹付方向を傾動させる駆動手段と、先端アーム6に対するノズル8の傾斜角度を検出するセンサとを有している。
The tilting portion R8 can tilt the spraying direction of the
回転部R9は、軸X3に直交する軸X4周りに前記ノズル8の吹付方向を回転可能とするものである。実施形態1では、軸X4は、垂直面Hに平行である。したがって、回転部R9はノズル8を地面Gに沿って(地面Gに平行に、又は地面Gに対してある程度傾斜した状態で)回転させることが可能である。実施形態1では、前述の連結部材に対して軸X4を介してノズル保持部14が連結され、そのノズル保持部14にノズル8が保持されている。したがって、回転部R9は、軸X4周りにノズル保持部14を回転させることにより、実質的にノズル8の吹付方向を回転させる。回転部R9は、連結部材6に対して軸X4周りにノズル8を回転させる駆動手段と、連結部材に対するノズル8の回転角度を検出するセンサとを有している。
The rotating part R9 is configured to rotate the spraying direction of the
傾動部R10は、軸X3と平行な軸X5周りにノズル8の吹付方向を傾動可能とするものである。実施形態1では、軸X5は軸X3と共に地面Gと平行である。したがって、傾動部R10はノズル8を地面に垂直に(垂直面H内で)傾動させることが可能である。実施形態1では、ノズル保持部14に対して、軸X5を介してノズル8が保持されている。したがって、傾動部R10は、ノズル保持部14に対してノズル8を傾動可能である。傾動部R10は、ノズル保持部14に対して軸X5周りにノズル8の吹付方向を傾動させる駆動手段と、ノズル保持部14に対するノズル8の傾斜角度を検出するセンサとを有している。
The tilting portion R10 can tilt the spraying direction of the
図4は、傾動部R10の内部構造図である。図4は、図2(b)と同方向で矢視している。傾動部R10は、揺動手段として機能するカム構造20と上下動手段として機能するスライド構造22の2つの駆動手段を有している。カム構造20は、リンク部材20aによってカム部材20bとノズル8とが連結された構造を有しており、カム部材20bが回転することにより軸X5周りにノズル8が繰り返し往復揺動的に傾動可能とされる。その揺動範囲は、例えば±15°の角度である(図4中の一点鎖線を参照)。
FIG. 4 is an internal structure diagram of the tilting portion R10. FIG. 4 is viewed in the same direction as FIG. The tilting portion R10 has two drive means, that is, a
スライド構造22は、カム構造20自体を油圧シリンダ又はモータ等により垂直面H内で上下に移動可能な構造を有しており、カム構造20を上下動させることにより軸X5周りにノズル8が傾動可能とされる。スライド構造22による傾動範囲は、例えば揺動範囲よりも大きく±45°である(図4中の破線を参照)。したがって、スライド構造22の動作により、ノズル8の吹付方向を決定した後に、カム構造20の動作によってノズル8を往復揺動させて、対象法面への広範囲への万遍のない吹付けを可能とする。なお、揺動手段としては、カム構造の他にクランク構造やその他の公知の往復揺動可能な構造を適用することができる。
The
なお、各回転部、傾動部、伸縮部R1〜R10が有する駆動手段としては、前述の油圧シリンダの他に、モータ、アクチュエータ等を適用することができる。これらR1〜R10が有するセンサとしては、公知の光学センサ、磁気センサ、機械式スイッチ等を適用することができる。 In addition to the above-described hydraulic cylinder, a motor, an actuator, or the like can be applied as a driving unit included in each rotating unit, tilting unit, and expansion / contraction units R1 to R10. As the sensors included in R1 to R10, known optical sensors, magnetic sensors, mechanical switches, and the like can be applied.
図3は回転部R1、R4、R5、R9、傾動部R2、R3、R7、R8、R10、伸縮部R6(以下、これらを総称して動作部ということもある。)と制御部Cとの接続状態を示すブロック図である。制御部Cは、各動作部R1〜R10の駆動手段、センサと接続されている。動作部R1〜R10の駆動手段に対し、駆動指令を出力することが可能であり、その各動作部R1〜R10のセンサからの検出値を入力することが可能である。 FIG. 3 shows the rotation parts R1, R4, R5, R9, the tilting parts R2, R3, R7, R8, R10, the expansion / contraction part R6 (hereinafter, these may be collectively referred to as the operation part) and the control part C. It is a block diagram which shows a connection state. The control unit C is connected to driving means and sensors of the operation units R1 to R10. A drive command can be output to the drive means of the operation units R1 to R10, and detection values from the sensors of the operation units R1 to R10 can be input.
制御部Cは、各動作部R1〜R10の動作を制御するためのものである。制御部Cは、内部に演算処理部(CPU)C1、メモリ(記憶手段)C2を有している。メモリC2内に記憶されたプログラムや動作モードに基づき、又は、操作部で操作された操作内容に基づき、演算処理部C1が主体的に各動作部R1〜R10の動作制御を行う。実施形態1では機械本体1内部に制御部Cが設けられ、運転席近傍に表示画面Dが配置されて、その表示画面Dに制御部Cによる制御状態が表示可能となっている。例えば、表示画面Dには各動作部R1〜R10のセンサ入力値に基づく位置情報や回転角度情報が表示され、各動作部R1〜R10の動作方向、動作速度等の情報が表示されるようになっている。もちろん、各動作部R1〜R10を動作させる駆動指令を出力するための操作部も運転席近傍に配置されている。
The control unit C is for controlling the operations of the operation units R1 to R10. The control unit C includes an arithmetic processing unit (CPU) C1 and a memory (storage unit) C2. Based on the program and operation mode stored in the memory C2, or based on the operation content operated by the operation unit, the arithmetic processing unit C1 mainly controls the operation of each of the operation units R1 to R10. In the first embodiment, a control unit C is provided inside the machine
<計測手段>
図5は、図1に示す計測装置Mの動作説明図である。図5(a)は作業現場を上方から矢視した平面図、図5(b)は作業平面に平行に矢視した側面図である。計測装置Mは、レーザを用いたスキャンにより、周囲の3次元マッピングデータを取得する機能を有する。別言すると、計測装置Mは、鉛直面内で放射状に所定角度ピッチで対象法面Nに向けて照射した複数本のレーザ光を水平面内で回転しつつ所定の計測周期で座標値を取得することによる3次元マッピングにより、レーザスキャンを行うことができる。計測装置Mは、法面吹付装置Sの近傍位置に配置され、又は法面吹付装置Sや建設機械3に取り付けて使用される。計測装置Mとしては、例えばVelodyne社の全方位レーザーライダーイメージングユニットLiDARを用いることができる。すなわち、計測装置Mは、鉛直面に沿って放射状に所定角度ピッチとされた複数のレーザ光L(実施形態1では、L1〜L32の32本のレーザ光)を周方向に沿って(すなわち、水平面内で)回転スキャンし、周囲をマトリックス状に分割した複数箇所の点の3次元座標値(XYZ座標値)を取得する。
<Measuring means>
FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the measuring apparatus M shown in FIG. 5A is a plan view of the work site as viewed from above, and FIG. 5B is a side view of the work site as viewed in parallel with the work plane. The measuring device M has a function of acquiring surrounding three-dimensional mapping data by scanning using a laser. In other words, the measuring apparatus M acquires coordinate values at a predetermined measurement period while rotating a plurality of laser beams irradiated toward the target slope N radially at a predetermined angular pitch in the vertical plane. Laser scanning can be performed by three-dimensional mapping. The measuring device M is disposed in the vicinity of the slope spraying device S or attached to the slope spraying device S or the
回転スキャンの際には、所定の時間間隔(計測周期)で座標値を取得する。例えば、360°の全方位回転周波数が5〜15Hzであって、測定ポイントが500,000ポイント/秒(=計測周期2μs)で計測することが考えられる。このときのレーザ光L1による計測ポイントを、図5にL(1,1)、L(1,2)、L(1,3)・・・で示している。レーザ光の本数やスキャンの回転周波数、計測周期は、計測対象に応じて適宜設定可能な数値である。計測対象としての対象法面Nの凹凸を高解像度で計測する場合には、レーザ光の本数を増加させ、及び/又はスキャンの回転周波数を低減し、及び/又は計測周期を短縮すればよい。実施形態1では、鉛直面に沿って所定角度ピッチで放射状に発振した32本のレーザ光L1〜L32を水平方向に360°全周回転させることにより、周囲の3次元マッピングデータの取得を実行する。
At the time of rotational scanning, coordinate values are acquired at a predetermined time interval (measurement cycle). For example, it is conceivable that 360 ° omnidirectional rotation frequency is 5 to 15 Hz and measurement points are measured at 500,000 points / second (=
計測装置Mによるレーザスキャンにより、対象法面N上にマッピングされた複数の点の3次元座標値が凹凸形状として計測される。レーザスキャンを繰り返し実行し、その計測結果を逐次演算処理することにより、対象法面Nの凹凸形状がリアルタイムに取得される。計測装置Mからの計測結果は、図6に示すように、画像処理部Fへ向けて送信可能とされている。 By the laser scan by the measuring device M, the three-dimensional coordinate values of a plurality of points mapped on the target slope N are measured as uneven shapes. By repeatedly performing laser scanning and sequentially calculating the measurement results, the uneven shape of the target slope N is acquired in real time. The measurement result from the measurement apparatus M can be transmitted to the image processing unit F as shown in FIG.
なお、計測装置Mの計測領域内にノズル8があるように設定すれば、ノズル8の位置(計測装置Mから見た相対位置)の3次元座標値も計測可能である。それにより、計測装置Mによる計測結果に基づき、ノズル8と対象法面Nとの位置関係、ノズル8が対象法面Nのどの部分に対して吹付けを行っているか(ノズル8の吹付方向)等が認識可能である。
If the
<撮像手段>
図1に示すカメラPは、例えばCCDカメラ、CMOSカメラ等の撮像手段であり、対象法面Nが視野内に収められている。このカメラPで撮像した映像は、画像処理部Fを介して表示画面Dへと送られるようになっている。画像処理や映像の重畳表示を行わず、単にリアルタイムな映像を表示画面Dに表示する場合には、画像処理部Fを介さずに直接表示画面Dへと送られてもよい。
<Imaging means>
The camera P shown in FIG. 1 is an imaging means such as a CCD camera or a CMOS camera, for example, and the target slope N is within the field of view. The video imaged by the camera P is sent to the display screen D via the image processing unit F. In a case where a real-time video is simply displayed on the display screen D without performing image processing or video superimposition display, the image may be sent directly to the display screen D without going through the image processing unit F.
カメラPで撮像された映像は、後述する画像処理部Fによって画像処理が施されて計測装置Mによる計測結果と重畳(スーパーインポーズ)されて表示画面Dに表示されるようになっている。映像と計測結果とが重畳される際には、両者の画像上の位置合わせが行われる。両者の位置合わせ容易のために、計測装置MとカメラPとは、近い位置又は略同一位置に配置されることが望ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。 The video imaged by the camera P is subjected to image processing by an image processing unit F, which will be described later, and is superimposed (superimposed) on the measurement result by the measuring device M and displayed on the display screen D. When the video and the measurement result are superimposed, the two images are aligned on the image. In order to facilitate the alignment of the two, it is desirable that the measuring device M and the camera P are arranged at a close position or substantially the same position, but this is not necessarily the case.
カメラPの視野内に対象法面Nだけでなくノズル8も収められていれば、計測結果と映像との位置合わせの精度は一層向上する。また、例えば対象法面N内の一部等に位置合わせ用の指標が1又は複数配置され、カメラPの視野にも計測装置Mの計測領域内にもその指標が入るようにすれば、位置合わせ精度の向上に一層寄与する。
If not only the target slope N but also the
<表示手段>
表示画面Dは、例えば建設機械3の運転席に配置され、又は、作業現場における計測装置Mの近くに配置されて、計測結果や映像を表示するためのものである。表示画面Dとしては、CRT、液晶表示装置、プラズマディスプレイ等の種々の表示装置が適用可能である。
<Display means>
The display screen D is, for example, arranged at the driver's seat of the
表示画面Dは、後述する画像処理部Fから取得した計測結果や映像を画面表示する機能を有する。なお、映像については、カメラPから直接取得する場合もある。表示画面D上には、画像処理部Fの画像処理によって、種々の画像表示が可能である。例えば、計測結果を数値で表示すること、計測結果をグラフ化して表示すること、計測結果を色分けして表示することが可能である。計測装置Mによる計測結果とカメラPによる映像とを重畳表示することも可能である。画面を複数に分割して計測結果のグラフと重畳された映像とを同時に表示することも可能である。表示画像をリアルタイム動画として表示することも、静止画像として表示することも可能である。 The display screen D has a function of displaying the measurement result and video acquired from the image processing unit F described later on the screen. Note that the video may be obtained directly from the camera P. Various images can be displayed on the display screen D by the image processing of the image processing unit F. For example, it is possible to display the measurement result numerically, display the measurement result in a graph, and display the measurement result in different colors. It is also possible to display the measurement result by the measuring apparatus M and the video by the camera P in a superimposed manner. It is also possible to display the measurement result graph and the superimposed video simultaneously by dividing the screen into a plurality of screens. The display image can be displayed as a real-time moving image or as a still image.
<画像処理部>
画像処理部Fは、計測装置Mからの計測結果やカメラPからの映像を画像処理し、表示画面Dへと表示させる機能を有する。図6は、計測装置M、カメラP、測距センサQ(後述)、表示画面Dと画像処理部Fとの接続状態を示すブロック図である。画像処理部Fは、計測装置M、表示画面D、カメラPと接続され、計測装置Mから計測結果M1を取得し、カメラPから映像P1を取得する。
<Image processing unit>
The image processing unit F has a function of performing image processing on the measurement result from the measuring apparatus M and the video from the camera P and displaying the image on the display screen D. FIG. 6 is a block diagram illustrating a connection state of the measurement apparatus M, the camera P, the distance measurement sensor Q (described later), the display screen D, and the image processing unit F. The image processing unit F is connected to the measurement device M, the display screen D, and the camera P, acquires the measurement result M1 from the measurement device M, and acquires the video P1 from the camera P.
画像処理部Fは、取得した計測結果M1及び映像P1に基づき、表示画面Dに画像データD1を送信するように構成されている。表示画面Dは、取得した画像データD1に基づき、画面上に映像を表示する。画面上への映像表示は、表示切替えによって、また、画面を区分することにより複数映像を同時表示することによって、種々の映像表示が可能とされている。 The image processing unit F is configured to transmit the image data D1 to the display screen D based on the acquired measurement result M1 and the video P1. The display screen D displays an image on the screen based on the acquired image data D1. The video display on the screen can be displayed in various manners by switching the display and by simultaneously displaying a plurality of videos by dividing the screen.
画像処理部Fは、重畳表示手段F1を有している。重畳表示手段F1は、例えば、スーパーインポーズインターフェースユニットとも呼ばれ、実施形態1では、計測装置Mからの計測結果M1とカメラPからの映像P1とを重畳する機能を有している。より詳しくは、計測結果M1と映像P1とが表示画面D上で重畳表示されるように、計測結果M1のデータと映像P1のデータとに基づき画像データD1を生成する機能を有する。 The image processing unit F has superimposed display means F1. The superimposed display unit F1 is also called, for example, a superimpose interface unit. In the first embodiment, the superimposed display unit F1 has a function of superimposing the measurement result M1 from the measurement apparatus M and the video P1 from the camera P. More specifically, it has a function of generating the image data D1 based on the data of the measurement result M1 and the data of the video P1 so that the measurement result M1 and the video P1 are superimposed on the display screen D.
なお、制御部Cが画像処理部Fとしての機能を備えていてもよいし、制御部Cとは別体とされた画像処理部Fと制御部Cとが有線又は無線により通信可能とされていてもよい。例えば、タブレット端末、スマートフォン、パーソナルコンピュータ等の端末装置が画像処理部F及び表示画面Dとしての機能を果たし、制御部Cと通信可能となっていてもよい。この場合において、端末装置内の記憶装置に画像処理プログラムがインストールされ、この画像処理プログラムに基いて端末装置内のCPUが画像処理部Fとして機能してもよい。 The control unit C may have a function as the image processing unit F, and the image processing unit F and the control unit C separated from the control unit C can communicate with each other by wire or wirelessly. May be. For example, a terminal device such as a tablet terminal, a smartphone, or a personal computer may serve as the image processing unit F and the display screen D and be able to communicate with the control unit C. In this case, an image processing program may be installed in a storage device in the terminal device, and the CPU in the terminal device may function as the image processing unit F based on the image processing program.
<画面表示例>
図7は、表示画面Dでの表示例1である。表示例1では、対象法面Nを含む作業現場全体の地形を計測装置Mで計測した計測結果M1を表示画面Dに表示している。作業現場全体の3次元座標値が計測装置Mにより計測されるので、表示画面D上に作業現場全体の3次元画像が表現されている。図7において、水平方向に延びる線の1本1本がレーザ光L1〜L32に対応する。水平方向の線は、360°全周スキャンする間に所定周期で取得した3次元座標値を線で繋げて表現したものである。この計測装置Mでは、周囲の3次元座標値が計測されるので、表示画面D上に周囲の地形を表示する際には、その視点の位置を変更することができる。すなわち、計測装置Mの位置を中心とした周囲地形の表示のみならず、計測装置Mからずらした視点位置から俯瞰した周囲地形の表現を実現することができる。図7では、位置U1が計測装置Mの位置であり、位置U2がノズルの位置である。
<Example of screen display>
FIG. 7 is a display example 1 on the display screen D. In the display example 1, a measurement result M1 obtained by measuring the topography of the entire work site including the target slope N with the measuring device M is displayed on the display screen D. Since the three-dimensional coordinate value of the entire work site is measured by the measuring device M, a three-dimensional image of the entire work site is represented on the display screen D. In FIG. 7, each of the lines extending in the horizontal direction corresponds to the laser beams L1 to L32. The horizontal line represents a three-dimensional coordinate value acquired at a predetermined period during a 360 ° full-circle scan and connected by a line. In this measuring apparatus M, since the surrounding three-dimensional coordinate values are measured, when the surrounding terrain is displayed on the display screen D, the position of the viewpoint can be changed. That is, not only the display of the surrounding terrain centered on the position of the measuring device M but also the representation of the surrounding terrain viewed from the viewpoint position shifted from the measuring device M can be realized. In FIG. 7, the position U1 is the position of the measuring device M, and the position U2 is the position of the nozzle.
図8は、表示画面Dでの表示例2である。表示例2は、図7における対象法面N部分を拡大して示したものとなっている。図8では、レーザ光Lに対応する線を破線Laと実線Lbとで示している。実線Lbは、吹付け作業開始時点、すなわち、法面吹付装置Sによる吹付け作業を開始する前の時点での対象法面Nの計測結果M1であり、破線Laは現時点、すなわち法面吹付装置Sによる吹付け作業進行中における対象法面Nの計測結果M1である。 FIG. 8 is a display example 2 on the display screen D. Display example 2 is an enlarged view of the target slope N portion in FIG. In FIG. 8, the line corresponding to the laser beam L is indicated by a broken line La and a solid line Lb. The solid line Lb is the measurement result M1 of the target slope N at the time of starting the spraying work, that is, before starting the spraying work by the slope spraying apparatus S, and the broken line La is the current time, that is, the slope spraying apparatus. It is the measurement result M1 of the target slope N during the spraying work progressing by S.
この実線Lbと破線Laとの差分が、ノズル8からの吹付けによる対象法面Nの吹付け厚さを示している。このように、計測装置Mにより対象法面Nの凹凸(地形)を計測し、異なる時間における計測結果(吹付け作業開始前の計測結果M1と吹付け作業開始後の現時点における計測結果M1等)を表示画面Dに重畳表示することで、対象法面Nにおける各部分ごとの吹付け厚さを正確に把握することができる。吹付け作業が充分進行している箇所と、進行が不足している箇所とを正しく把握することができたり、吹付けの不足量を把握したりすることができる。吹付け不足の箇所に向けてノズル8の吹付け方向を調整することで、仕上げ品質の向上を図ることができる。
The difference between the solid line Lb and the broken line La indicates the spray thickness of the target slope N by the spray from the
図9は、表示画面Dでの表示例3である。表示例3は、図8と同様に図7における対象法面Nを拡大表示したものである。図9では、吹付け厚さを色分け表示している。実施形態1では、吹付け作業開始前の計測結果M1と吹付け作業開始後(現時点)の計測結果M1との差分としての吹付け厚さが、0以上2cm未満、2cm以上4cm未満、4cm以上6cm未満、6cm以上8cm未満、8cm以上10cm未満、10cm以上12cm未満、12cm以上の7段階で色分け表示している。図9では白黒表示のために、色分けの代わりにハッチングの種類を変更して表現している。このような色分け表示により、吹付け厚さが直感的に把握し易くなっている。吹付け厚さの不足箇所が直感的に迅速に把握されるので、ノズル8の吹付け方向をすぐに調整し、対象法面N全体としての吹付仕上げの品質向上を図ることができる。
FIG. 9 is a display example 3 on the display screen D. Display example 3 is an enlarged display of the target slope N in FIG. 7 as in FIG. In FIG. 9, the spraying thickness is displayed in different colors. In the first embodiment, the spray thickness as a difference between the measurement result M1 before the start of the spraying operation and the measurement result M1 after the start of the spraying operation (current time) is 0 or more and less than 2 cm, 2 cm or more and less than 4 cm, 4 cm or more. It is color-coded and displayed in seven levels: less than 6 cm, 6 cm or more and less than 8 cm, 8 cm or more and less than 10 cm, 10 cm or more and less than 12 cm, and 12 cm or more. In FIG. 9, for the black-and-white display, the type of hatching is changed instead of color coding. Such color-coded display makes it easy to intuitively grasp the spray thickness. Since the location where the spray thickness is insufficient can be grasped intuitively and quickly, the spray direction of the
図10は、表示画面Dでの表示例4である、表示例4は、計測結果M1と映像P1とを重畳表示したものである。計測結果M1については、図8と同様に吹付け厚さごとに色分け(図面上では、異なるハッチング態様ごとに分類)表示している。計測結果M1と映像P1とが位置合わせされた上で表示画面D上で重ねて表示されている。計測結果M1については、例えば50%の透過率等の透過処理がされ、その背後の映像P1が視認可能となるように調整されている。 FIG. 10 is a display example 4 on the display screen D. In the display example 4, the measurement result M1 and the video P1 are superimposed and displayed. The measurement result M1 is displayed by color for each spray thickness (classified for each different hatching mode in the drawing) as in FIG. The measurement result M1 and the image P1 are aligned and displayed on the display screen D in an overlapping manner. The measurement result M1 is adjusted so that a transmission process such as a transmittance of 50%, for example, is performed and the image P1 behind it is visible.
表示例4では、計測装置Mによる計測結果M1とカメラPによる映像P1とが、同一視点からの同一視野の画像として表示されている。そして、表示例4は、リアルタイム画像であり、常に現時点での映像及び計測結果としての吹付け厚さの色分け表示が重畳表示されている。したがって、対象法面N内で、どの位置の吹付け量が不足しているかが一目瞭然に把握可能である。 In the display example 4, the measurement result M1 by the measuring device M and the video P1 by the camera P are displayed as images of the same field of view from the same viewpoint. Display example 4 is a real-time image, in which a current image and a color-coded display of the spray thickness as a measurement result are always superimposed and displayed. Therefore, in the target slope N, it is possible to grasp at a glance which position of the spray amount is insufficient.
計測結果M1と映像P1との表示画面D上での重畳表示の際には両者の位置合わせが行われる。この位置合わせは、種々の方法によって実現可能である。例えば、計測装置MとカメラPとが両方とも作業現場に配置されており(両者の相対位置関係が変動しない)、計測装置Mの視野内とカメラPの視野内とに同一対象物が存在する場合は、その同一対象物を基準として両者の位置合わせを行うことができる。同一対象物としては、例えばノズル8であってもよいし、対象法面N上又は対象法面Nの近傍に配置した基準指標であってもよい。
When the measurement result M1 and the image P1 are superimposed on the display screen D, the two are aligned. This alignment can be realized by various methods. For example, both the measuring device M and the camera P are arranged at the work site (the relative positional relationship between the two does not change), and the same object exists in the visual field of the measuring device M and the visual field of the camera P. In this case, both of the positions can be aligned based on the same object. The same object may be, for example, the
また、例えば、計測装置Mが作業現場に固定されており、カメラPが法面吹付装置Sに取り付けられていて、両者の相対位置関係が変動する場合には、吹付け作業開始前に予め基準指標等を用いて両者の視野のキャリブレーション(位置合わせ)を行う。その後、法面吹付装置Sの各動作部R1〜R10のセンサ出力に基づき、カメラPの視野がどの方向にどの程度移動したかを検出することにより、計測結果M1と映像P1との相対位置関係の維持を実現することができる。各動作部R1〜R10のセンサ出力を利用することで、計測装置Mの視野内とカメラPの視野内とに同一対象物が存在しない場合であっても、両者の視野の相対位置関係を維持することができる。 Further, for example, when the measuring device M is fixed at the work site, the camera P is attached to the slope spraying device S, and the relative positional relationship between the two fluctuates, a reference is made in advance before the spraying operation is started. Both fields of view are calibrated (aligned) using an index or the like. Then, based on the sensor output of each operation | movement part R1-R10 of the slope spray apparatus S, by detecting how much the visual field of the camera P moved to which direction, the relative positional relationship of measurement result M1 and image | video P1 Maintenance can be realized. By using the sensor outputs of the operating units R1 to R10, even when the same object does not exist in the field of view of the measuring device M and the field of view of the camera P, the relative positional relationship between the fields of view is maintained. can do.
上述の相対位置関係の計測は、位置計測装置Oによって計測装置Mの位置を継続的に計測することによって実現することもできる。位置計測装置Oは、例えば、全地球測位システム(GPS)、赤外線、レーザ距離計等によって、計測装置Mの位置を計測することができる。位置計測装置Oによる位置計測結果O1は、図6に示すように、画像処理部Fへ向けて送信される。位置計測装置Oは、計測装置Mの位置だけでなく、カメラP、測距センサQ、ノズル8等の位置を継続的に計測するものであってもよい。また、位置計測装置O自体の絶対位置をGPS等により取得することで、位置計測装置Oを基準とした相対位置関係を計測することもできる。このような位置計測装置Oを用いることにより、対象法面Nが広範囲に亘り、計測装置Mや法面吹付装置S、カメラPの移動が必要となった場合であっても、位置合わせを容易に行うことができる。
The above-described measurement of the relative positional relationship can also be realized by continuously measuring the position of the measuring device M by the position measuring device O. The position measuring device O can measure the position of the measuring device M using, for example, a global positioning system (GPS), infrared rays, a laser distance meter, or the like. The position measurement result O1 by the position measuring device O is transmitted toward the image processing unit F as shown in FIG. The position measuring device O may continuously measure not only the position of the measuring device M but also the positions of the camera P, the distance measuring sensor Q, the
図11は、表示画面Dでの表示例5である。表示例5は、対象法面Nの吹き付け方向における縦断面形状を示したものである。計測装置Mの計測結果M1により、ノズル8が現時点で対象法面N上のどの位置に対して吹付けを行っているか(吹付け位置とも吹付け方向ともいう。)を把握することができる。例えば、計測結果M1上で、ノズル8の延長方向を更に延長した仮想線と対象法面Nとの交点とを求めてもよいし、現時点での吹付け厚さの単位時間あたりの変化量(増加量)が最も大きい位置を吹付け位置としてもよい。
FIG. 11 is a display example 5 on the display screen D. Display example 5 shows a vertical cross-sectional shape in the blowing direction of the target slope N. From the measurement result M1 of the measuring device M, it is possible to grasp which position on the target slope N the
表示例5では、その吹付け位置を通る対象法面Nの鉛直断面の形状を示している。吹き付け方向における鉛直に沿った断面形状を表示することにより、吹付け量が不足している箇所や法面の仕上げ状況をリアルタイムに把握することができる。また、この吹付け方向における目標法面形状Tも併せて表示するようにすることで、より一層作業効率の向上を図ることができる。なお、図11では目標法面形状Tを直線状の二点鎖線で示しているが、目標法面形状Tは必ずしも直線表示とは限らず、実形状に応じて不規則に変化する曲線で表示してもよい。 In the display example 5, the shape of the vertical cross section of the target slope N passing through the spray position is shown. By displaying the cross-sectional shape along the vertical direction in the spraying direction, it is possible to grasp in real time the location where the spraying amount is insufficient and the finishing state of the slope. Further, by displaying the target slope shape T in this spraying direction together, the working efficiency can be further improved. In FIG. 11, the target slope shape T is indicated by a linear two-dot chain line, but the target slope shape T is not necessarily displayed as a straight line, and is displayed as a curve that changes irregularly according to the actual shape. May be.
なお、例えば、図2(b)に示すように、ノズル保持部14の近傍に測距センサQを取り付ければ、より簡便かつ確実に吹付け方向における対象法面Nの縦断面形状を計測することができる。この測距センサQが、自身と対象法面Nとの距離を、ノズル8の吹付け方向における縦方向に沿って計測することができるものであれば、吹付け方向における対象法面Nの縦断面形状を容易に計測することができる。この場合において、測距センサQは、画像処理部Fに接続され、画像処理部Fに向けて計測結果Q1を送信する。
For example, as shown in FIG. 2B, if the distance measuring sensor Q is attached in the vicinity of the
図12は、表示画面Dでの表示例6である。表示例6では、表示画面を複数の画面領域に分割し、各々の表示領域に表示例1,4,5での各々の表示画像E1、E4、E5を表示している。これにより、作業現場の全体地形、ノズル8の吹付け方向、対象法面Nの各位置の吹付け厚さ、目標吹付け厚さからの不足量等、種々の情報を把握することができ、吹付け作業効率の向上や仕上げ品質の向上に寄与することができる。なお、表示画像E6には、表示画像E1に対する視点移動や拡大、縮小等の指示ボタンが表示されており、これらの指示ボタンを選択することで、表示画像E1の視点移動、拡大、縮小が可能である。
FIG. 12 is a display example 6 on the display screen D. In display example 6, the display screen is divided into a plurality of screen areas, and display images E1, E4, and E5 in display examples 1, 4, and 5 are displayed in the respective display areas. Thereby, it is possible to grasp various information such as the overall terrain of the work site, the spraying direction of the
<法面吹付工法の説明>
続いて、実際の法面吹付工法の手順について説明する。対象法面Nのある作業現場に法面吹付装置Sを所定位置に設定する(S1)。その近傍位置に計測装置M及びカメラPを設置する(S2)。表示画面D及び画像処理部Fを備えたタブレット端末を計測装置M、カメラP、測距センサQ、及び制御部Cと通信可能な状態にセットする(S3)。
<Explanation of slope spraying method>
Then, the procedure of an actual slope spraying method is demonstrated. A slope spraying device S is set at a predetermined position at a work site having a target slope N (S1). The measuring device M and the camera P are installed in the vicinity position (S2). The tablet terminal including the display screen D and the image processing unit F is set in a state where it can communicate with the measuring device M, the camera P, the distance measuring sensor Q, and the control unit C (S3).
計測装置Mで周囲の地形の計測を開始し、計測結果M1をタブレット端末へと送信する(S4)。カメラPで対象法面Nを撮影し、その映像P1をタブレット端末へと送信する(S5)。また、測距センサQで吹付け方向における対象法面Nの縦断面形状を計測し、計測結果Q1をタブレット端末へと送信する(S6)。タブレット端末は、計測結果M1と映像P1との位置合わせを実行する(S7)。位置合わせは、例えば視野内のノズル8の位置に基づき、又は、対象法面Nの近傍位置に設置された基準指標を計測装置Mで計測し、カメラPで撮影することにより行う。
The measurement device M starts measuring the surrounding terrain, and transmits the measurement result M1 to the tablet terminal (S4). The target slope N is photographed by the camera P, and the video P1 is transmitted to the tablet terminal (S5). Further, the longitudinal sectional shape of the target slope N in the spraying direction is measured by the distance measuring sensor Q, and the measurement result Q1 is transmitted to the tablet terminal (S6). The tablet terminal executes alignment between the measurement result M1 and the video P1 (S7). The alignment is performed, for example, based on the position of the
タブレット端末は、計測結果M1と映像P1とに基づき画像データD1を生成し、画像データD1に基づき表示画面Dに画像表示を行う(S8)。画像表示は、表示例1〜6のうちいずれか、又はそれらの組合せによって行う。 The tablet terminal generates image data D1 based on the measurement result M1 and the video P1, and displays an image on the display screen D based on the image data D1 (S8). The image display is performed by any one of display examples 1 to 6 or a combination thereof.
タブレット端末は、計測結果M1を調整手段としての制御部Cへと送信する(S9)。制御部Cは、計測結果M1に基づき、対象法面Nのどの部分にどの程度の吹付け量が不足しているかを判断し(S10)、その判断に基づき各動作部R1〜R10へ調整指令を送出し、各動作部の駆動手段を動作させてノズル8の吹付け方向を調整する(S11)。 The tablet terminal transmits the measurement result M1 to the control unit C as an adjustment unit (S9). Based on the measurement result M1, the control unit C determines which portion of the target slope N is short of the amount of spraying (S10), and based on the determination, controls the operation units R1 to R10 to adjust. And the driving means of each operating unit is operated to adjust the spraying direction of the nozzle 8 (S11).
<吹付け厚さの計算方法の説明>
吹付け厚さは、投影方向における吹付け作業開始前の計測装置Mによる計測結果M10と、吹付け作業開始後の特定の時点tにおける計測装置Mによる計測結果M1tとの距離(M1t−M10)として算出することができる。ここで、投影方向とは、対象法面Nを正面から水平に矢視したときの矢視方向を法線とする鉛直面である投影面N1(したがって、投影面N1は対象法面Nと地面との接線に大略沿って延びる)を想定した場合に、この投影面N1に対して垂直な方向とすることができる。図13は、対象法面Nの投影面N1の説明図である。図13中、吹付け作業開始前の対象法面Nを実線Lbで、吹付け作業開始後の特定の時点tにおける法面を破線Laで示している。吹付け作業開始前の計測結果M10を■で、吹付け作業開始後の時点tにおける計測結果M1tを●で示している。投影面N1はZX平面上にあり、投影方向はY軸方向に平行であり、吹付け厚さはY軸方向に平行な距離(M1t−M10)として算出することができる。
<Description of spray thickness calculation method>
Spraying thickness between a measurement result M1 0 through M of the measuring device before spraying work start in the projection direction, the distance between a measurement result M1 t by the measuring device M at a specific time t after the start spraying work (M1 t -M1 0 ). Here, the projection direction is a projection plane N1 that is a vertical plane whose normal is the arrow direction when the target slope N is viewed horizontally from the front (the projection plane N1 is therefore the target slope N and the ground). Is assumed to extend substantially along the tangent line to the projection plane N1. FIG. 13 is an explanatory diagram of the projection plane N1 of the target slope N. FIG. In FIG. 13, the target slope N before the start of the spraying operation is indicated by a solid line Lb, and the slope at a specific time t after the start of the spraying operation is indicated by a broken line La. Before spraying work start measurement result M1 0 to a ■, it shows the measurement result M1 t at the time t after the start of the spraying work in ●. The projection plane N1 is on the ZX plane, the projection direction is parallel to the Y-axis direction, and the spray thickness can be calculated as a distance (M1 t −M1 0 ) parallel to the Y-axis direction.
また、投影面N1を複数の四角形状の小区画に分画した場合に、レーザ光Lが照射された測定点の投影方向に位置する投影面N1上の小区画に、この測定点の測定結果を小区画の代表値として対応付けておくことができる。具体的には、測定点のX座標及びZ座標に対応する投影面N1上の小区画に測定結果のY座標値を小区画の代表値として対応付けることができる。その場合、小区画を代表する座標値としては、X座標及びZ座標については、小区画の中心点の座標とし、Y座標は、計測結果M10又はM1tのY座標値とすることができる。投影方向上に測定点が存在しない小区画については、近傍の代表値を有する2つ以上の小区画の代表値による線形補間(直線補間)によって、代表値を決定することができる。 In addition, when the projection surface N1 is divided into a plurality of quadrangular small sections, the measurement results of the measurement points are displayed on the small sections on the projection plane N1 positioned in the projection direction of the measurement points irradiated with the laser light L. Can be associated as representative values of the small sections. Specifically, the Y coordinate value of the measurement result can be associated with the small section on the projection plane N1 corresponding to the X coordinate and the Z coordinate of the measurement point as a representative value of the small section. In that case, the coordinate values representative of the cubicle, for X and Z coordinates, the coordinates of the center point of the cubicle, Y coordinates may be a Y-coordinate value of the measurement results M1 0 or M1 t . For a small section in which no measurement point exists in the projection direction, a representative value can be determined by linear interpolation (linear interpolation) using representative values of two or more small sections having neighboring representative values.
更に、吹付け厚さの精度を向上させるべく、下記(i)〜(v)の手順によって吹付け厚さを算出することができる。なお、以下の計算方法は図14を参照しながら説明する。図14は、吹付け厚さの計算方法の一例を示す概略説明図である。 Furthermore, in order to improve the accuracy of the spray thickness, the spray thickness can be calculated by the following procedures (i) to (v). The following calculation method will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of a method for calculating the spray thickness.
(i)レーザ光が照射された測定点の投影方向に位置する投影面N1上の小区画に対して、その代表座標値として、X座標に小区画の中心のX座標、Y座標に測定点のY座標、Z座標に小区画の中心のZ座標を設定する。代表座標値は、吹付け作業開始前の対象法面N上の測定点と、吹付け作業開始後の現時点での測定点との両方について設定する。これにより、レーザ光が照射された測定点の投影方向に位置する投影面N1上の小区画に対して、吹付け作業開始前の測定点に対応する代表座標値mi0と、吹付け作業開始後の時点tにおける測定点に対応する代表座標値mitとが設定される。ここで、iは、各小区画に1つずつ割り振られた番号であり、任意の自然数である。 (I) For the small section on the projection plane N1 positioned in the projection direction of the measurement point irradiated with the laser light, the X coordinate is the X coordinate of the center of the small section, and the Y coordinate is the measurement point as the representative coordinate value. The Z coordinate of the center of the small section is set to the Y coordinate and Z coordinate. The representative coordinate value is set for both the measurement point on the target slope N before the start of the spraying operation and the current measurement point after the start of the spraying operation. As a result, the representative coordinate value mi 0 corresponding to the measurement point before the start of the spraying operation and the spraying operation start for the small section on the projection plane N1 positioned in the projection direction of the measurement point irradiated with the laser light. the representative coordinates mi t corresponding to the measurement point at the time t after are set. Here, i is a number assigned to each small section, and is an arbitrary natural number.
(ii)投影方向上に測定点が存在しない小区画については、近傍の代表値を有する2つ以上の小区画の代表座標値を用いて、線形補間により代表座標値を決定する。 (Ii) For the small section where the measurement point does not exist in the projection direction, the representative coordinate value is determined by linear interpolation using the representative coordinate values of two or more small sections having neighboring representative values.
(iii)1点を共有する4つの小区画について、それぞれの吹付け作業開始前及び吹付け作業開始後の現時点における代表座標値計8点(m10、m20、m30、m40、m1t、m2t、m3t、m4t)から形成される六面体についてその体積を算出する。
(Iii) For the four sub-compartments sharing one point, there are 8 representative coordinate value points (m1 0 , m2 0 , m3 0 , m4 0 , m1) before the start of the spraying operation and after the start of the spraying operation. The volume of a hexahedron formed from t 1 ,
(iv)この六面体の体積を、点m10、m20、m30、m40で形成される四角形の面積で除して、六面体の高さとする。 (Iv) The volume of this hexahedron is divided by the area of a quadrangle formed by points m1 0 , m2 0 , m3 0 , m4 0 to obtain the height of the hexahedron.
(v)こうして求められた六面体の高さを、点m10、m20、m30、m40で形成される四角形で形成される領域における吹付け厚さとする。 (V) The height of the hexahedron thus obtained is set as the spray thickness in the region formed by the quadrangle formed by the points m1 0 , m2 0 , m3 0 , m4 0 .
[実施形態2]
次に、本発明の実施形態2について例示的に説明する。実施形態2としては、実施形態1における計測装置Mの設置角度を傾斜可能とした場合について説明する。計測装置Mの設置角度を傾斜させることにより、鉛直面内での複数本のレーザ光の照射方向をずらして計測の解像度を高めることができる。なお、計測装置Mの設置角度を変更可能とする構成以外の実施形態2の構成については、実施形態1の構成と同様とすることができる。
[Embodiment 2]
Next,
図15は、図1に示す計測装置Mの設置角度を変更した場合の概略説明図である。図15に示すように、計測装置Mは、水平方向に対する傾斜角度を調整可能に設置することができる。 FIG. 15 is a schematic explanatory diagram when the installation angle of the measuring device M shown in FIG. 1 is changed. As shown in FIG. 15, the measuring apparatus M can be installed so that the inclination angle with respect to the horizontal direction can be adjusted.
傾斜角度γは、上記所定角度ピッチβよりも小さな角度で調節可能であることが好ましい。すなわち、計測装置Mにおけるレーザ光の設計上の所定角度ピッチβよりも小刻みな角度で計測装置M自体の仰角が調整可能であることが好ましい。傾斜角度γは、例えば0.5°程度とすることができる。傾斜角度γの上限値は、所定角度ピッチβよりも小さな角度であり、例えば3°程度である。これにより、スキャンの際、対象法面Nにおける鉛直面内での測定ポイントの数を増加させ、より高解像度の3次元マッピングデータを取得することができる。特に、計測装置Mからの距離が長く傾斜が緩やかであるため測定ポイント間の距離が長い場合であっても、その測定ポイント間に測定ポイントを補うことが可能である。例えば、図15中、レーザ光LqとLrの測定ポイントの間にある対象法面上の凹凸は、傾斜角度γだけ計測装置Mを傾斜させることにより照射が可能となったレーザ光Lq1や、更に傾斜角度γだけ計測装置Mを傾斜させることにより照射が可能となったLq2によって測定することができる。 The inclination angle γ is preferably adjustable at an angle smaller than the predetermined angle pitch β. That is, it is preferable that the elevation angle of the measuring device M itself can be adjusted by a smaller angle than the predetermined angle pitch β in the design of the laser beam in the measuring device M. The inclination angle γ can be set to about 0.5 °, for example. The upper limit value of the inclination angle γ is an angle smaller than the predetermined angle pitch β, and is about 3 °, for example. Thereby, at the time of scanning, the number of measurement points in the vertical plane on the target slope N can be increased, and higher-resolution three-dimensional mapping data can be acquired. In particular, since the distance from the measuring device M is long and the inclination is gentle, even when the distance between the measurement points is long, the measurement points can be supplemented between the measurement points. For example, in FIG. 15, the unevenness on the target slope between the measurement points of the laser beams Lq and Lr can be irradiated with the laser beam Lq1 that can be irradiated by tilting the measuring device M by the tilt angle γ, Measurement can be performed with Lq2 that can be irradiated by inclining the measuring device M by the inclination angle γ.
図15では、計測装置Mの傾斜角度γが所定角度ピッチβを3等分する場合について説明している。図15中、所定角度ピッチβで発振されたレーザ光Lp、Lq、Lr、Lsを実線の矢印で示し、計測装置Mの仰角を上向きに傾斜角度γだけ傾斜させた場合のレーザ光Lp1、Lq1、Lr1を破線の矢印で、更に仰角を上向きに傾斜角度γだけ傾斜させた場合のレーザ光Lp2、Lq2、Lr2を二点鎖線の矢印で示している。傾斜角度γがγ=1/3βである場合のレーザ光Lp、Lq、Lrが、それぞれLp1、Lq1、Lr1であり、γ=2/3βである場合のレーザ光Lp、Lq、Lrが、それぞれLp2、Lq2、Lr2である。なお、p、q、r、sは、この順に連続した整数である。 FIG. 15 illustrates a case where the inclination angle γ of the measuring device M divides the predetermined angle pitch β into three equal parts. In FIG. 15, laser beams Lp, Lq, Lr, and Ls oscillated at a predetermined angle pitch β are indicated by solid arrows, and the laser beams Lp1 and Lq1 when the elevation angle of the measuring device M is tilted upward by the tilt angle γ. , Lr1 is indicated by a dashed arrow, and laser beams Lp2, Lq2, and Lr2 when the elevation angle is inclined upward by an inclination angle γ are indicated by two-dot chain arrows. The laser beams Lp, Lq, and Lr when the tilt angle γ is γ = 1 / 3β are Lp1, Lq1, and Lr1, respectively, and the laser beams Lp, Lq, and Lr when γ = 2 / 3β are respectively Lp2, Lq2, and Lr2. Note that p, q, r, and s are consecutive integers in this order.
計測装置Mの設置角度を傾斜させる構成としては、傾斜角度γだけ調整できるような正確な位置決めが可能な構成であることが好ましい。更に、レーザ光によるスキャンの回転周期や計測周期に合わせて、特定の時点で傾斜角度γだけ変更できる構成であることが好ましい。例えば、ステッピングモータ等を傾斜駆動させることで傾斜角度を制御することができる。 The configuration for tilting the installation angle of the measuring device M is preferably a configuration capable of accurate positioning so that only the tilt angle γ can be adjusted. Further, it is preferable that the tilt angle γ can be changed at a specific point in time in accordance with the scanning rotation period and measurement period of the laser beam. For example, the tilt angle can be controlled by tilting a stepping motor or the like.
具体的には、レーザ光が360°回転する毎に、ステッピングモータ等を作動させて計測装置Mの設置角度を傾斜角度γだけレーザ光の鉛直面内で上方に傾斜することができる。レーザ光の360°回転と計測装置Mの傾斜角度γの傾斜とを繰り返し、傾斜角度γの合計が所定角度βを越える場合、計測装置Mの設置角度を傾斜前の角度(傾斜角度γが0°の状態)に戻り、その傾斜前の設置角度でレーザ光を360°回転スキャンするよう構成してもよい。このように計測装置Mの傾斜角度γを制御することにより、より高解像度で対象法面Nをスキャンすることができる。 Specifically, each time the laser beam rotates 360 °, the installation angle of the measuring device M can be tilted upward within the vertical plane of the laser beam by operating the stepping motor or the like. When the rotation of the laser beam 360 ° and the inclination of the inclination angle γ of the measuring device M are repeated, and the total inclination angle γ exceeds the predetermined angle β, the installation angle of the measuring device M is set to the angle before the inclination (the inclination angle γ is 0). The laser beam may be configured to scan 360 ° with the installation angle before the inclination. Thus, by controlling the inclination angle γ of the measuring device M, the target slope N can be scanned with higher resolution.
[実施形態3]
次に、本発明の実施形態3について説明する。図16は、実施形態3に係る法面吹付装置S’の概略構造を示す模式図である。実施形態3では、ブーム32の先端に作業員W用のゴンドラ33が設置された法面吹付装置S’を用い、そのゴンドラ33に作業員Wが乗り込んでノズル8を持って対象法面Nに対する吹付けを行う。以下、実施形態3に係る法面吹付工法及び法面吹付装置S’について、実施形態1に係る法面吹付工法及び法面吹付装置Sと異なる点を中心に説明するが、実施形態3の構成のうち以下で説明しない部分については実施形態1の構成と基本的に同様のものとすることができる。実施形態3に係る法面吹付装置S‘を実施形態2に適用することももちろん可能である。
[Embodiment 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a schematic structure of the slope spraying apparatus S ′ according to the third embodiment. In the third embodiment, the slope spraying device S ′ in which the
建設機械30のブーム32の先端には、上述の実施形態1における法面吹付装置Sの各種アームの代わりにゴンドラ33が設置されている。ゴンドラ33には作業員Wが乗り込むことができる。作業員Wは、ゴンドラ33に乗り込んだ状態で、ノズル8を手に持ち、対象法面Nに対して吹付け作業を行うことができる。建設機械30の機械本体31及びブーム32としては、実施形態1における機械本体1及びブーム2と同様の構成とすることができる。もちろん、ゴンドラ33は、ブーム32に直接取り付けられていなくてもよく、ブーム32に接続されたアームを介してブーム32に取り付けられていてもよい。
A
実施形態3においても測距センサQを取り付けることにより、より簡便かつ確実に吹付け方向における対象法面Nの縦断面形状を計測することができる。測距センサQは、例えば、ブーム32の先端、ノズル8、ゴンドラ33等に取り付けたり、作業員Wが装着したりしてもよい。作業員Wが装着する場合には、例えば、作業員Wが装着するヘルメットに測距センサQを取り付けることができる。
Also in the third embodiment, by attaching the distance measuring sensor Q, the longitudinal sectional shape of the target slope N in the blowing direction can be measured more easily and reliably. The distance measuring sensor Q may be attached to the tip of the
[実施形態4]
次に、本発明の実施形態4について例示的に説明する。実施形態4としては、実施形態1における表示手段を変更した場合について説明する。なお、表示手段以外の実施形態4の構成については、実施形態1の構成と同様とすることができる。実施形態4に係る表示手段を実施形態2、実施形態3に適用することももちろん可能である。
[Embodiment 4]
Next, the fourth embodiment of the present invention will be exemplarily described. As a fourth embodiment, a case where the display means in the first embodiment is changed will be described. The configuration of the fourth embodiment other than the display unit can be the same as the configuration of the first embodiment. Of course, the display means according to the fourth embodiment can be applied to the second and third embodiments.
図17は、表示画面Dでの表示例7を示す図である。表示例7では、表示画面を複数の画面領域に分割し、各々の表示領域に、カメラPが撮影した現場の映像P1の表示画像E7、対象法面Nの吹き付け方向における縦断面形状の表示画像E8、投影面N1上において、吹付け厚さを色分け表示した吹付け厚さグラフの表示画像E9、表示画像E9において任意の左右方向位置に対応する対象法面Nの縦断面の吹付け厚さグラフの表示画像E10を表示することができる。また、表示画像E7として表示される対象法面Nの位置及び範囲を表示画像E7aの指示ボタンにより調整することが可能である。表示画像E7の表示範囲と表示画像E9の表示範囲とを連動させて、表示画像E9の表示範囲を表示画像E7aの指示ボタンによる調整後に表示画像E7として表示された映像P1の表示範囲と一致させることができる。 FIG. 17 is a diagram illustrating a display example 7 on the display screen D. In the display example 7, the display screen is divided into a plurality of screen areas. In each display area, the display image E7 of the on-site video P1 captured by the camera P, and the display image of the vertical cross-sectional shape in the blowing direction of the target slope N E8, a spray thickness graph display image E9 in which the spray thickness is color-coded on the projection plane N1, and a spray thickness of the longitudinal section of the target slope N corresponding to an arbitrary left-right direction position in the display image E9 A display image E10 of the graph can be displayed. Further, the position and range of the target slope N displayed as the display image E7 can be adjusted by the instruction button of the display image E7a. The display range of the display image E7 and the display range of the display image E9 are linked to match the display range of the display image E9 with the display range of the video P1 displayed as the display image E7 after adjustment by the instruction button of the display image E7a. be able to.
表示画像E9上には、表示画像E9の上端から下端まで延長する縦カーソルE9bが表示画面D上での左右方向に移動可能に表示されており、縦カーソルE9bを左右に移動させることによって移動させた位置に対応する対象法面Nの縦断面における吹付け厚さグラフが表示画像E10として表示される。例えば、表示画面Dがタブレット端末のディスプレイに表示される場合、表示画像E9上の任意の箇所を使用者がタップしたり、縦カーソルE9bを選択した状態で横方向にドラッグすることで、縦カーソルE9bの位置に対応する対象法面Nの縦断面における吹付け厚さグラフを表示画像E10に表示させることができる。すなわち、使用者により特定された対象法面N上の特定位置を通る鉛直断面における対象法面Nの縦断面の計測結果M1を表示画像E10に表示させることができる。 On the display image E9, a vertical cursor E9b extending from the upper end to the lower end of the display image E9 is displayed so as to be movable in the left-right direction on the display screen D, and is moved by moving the vertical cursor E9b to the left and right. A spray thickness graph in the longitudinal section of the target slope N corresponding to the position is displayed as a display image E10. For example, when the display screen D is displayed on the display of the tablet terminal, the user can tap an arbitrary location on the display image E9 or drag it in the horizontal direction while the vertical cursor E9b is selected. The spray thickness graph in the longitudinal section of the target slope N corresponding to the position E9b can be displayed on the display image E10. That is, the measurement result M1 of the longitudinal section of the target slope N in the vertical section passing through the specific position on the target slope N specified by the user can be displayed on the display image E10.
表示画像E10には、表示画像E9上の縦カーソルE9bに対応する位置の縦断面における吹付け作業開始前と、吹付け作業開始後の現時点との両方の吹付け厚さグラフを重ねて表示させることができる。表示画像E10中、実線E10aが吹付け作業開始前の吹付け厚さグラフであり、破線E10bが吹付け作業開始後の現時点での吹付け厚さグラフである。これにより、表示画像E9において色分け表示された吹付け厚さグラフの任意の位置(縦カーソルE9bの位置)における対象法面Nの縦断面における吹付け状況を直感的に把握することができる。なお、表示例7において、表示画像E9における横方向及び縦方向は、それぞれ図14におけるX軸方向及びZ軸方向に対応し、表示画像E10における横方向及び縦方向は、それぞれ図14におけるY軸方向及びZ軸方向に対応する。 In the display image E10, both the spray thickness graphs before and after the start of the spray work in the vertical cross section at the position corresponding to the vertical cursor E9b on the display image E9 are displayed in an overlapping manner. be able to. In the display image E10, a solid line E10a is a spray thickness graph before the start of the spraying work, and a broken line E10b is a spray thickness graph at the present time after the start of the spraying work. Thereby, it is possible to intuitively grasp the spraying situation in the longitudinal section of the target slope N at an arbitrary position (position of the vertical cursor E9b) of the spraying thickness graph displayed in different colors in the display image E9. In the display example 7, the horizontal direction and the vertical direction in the display image E9 correspond to the X axis direction and the Z axis direction in FIG. 14, respectively, and the horizontal direction and the vertical direction in the display image E10 respectively correspond to the Y axis in FIG. This corresponds to the direction and the Z-axis direction.
また、表示例7においては、表示画像E7における映像P1の視点移動や拡大、縮小をするための指示ボタンが表示画像E7aとして表示されている。また、表示画像E9における吹付け厚さグラフの拡大、縮小や、選択範囲の移動のための指示ボタンが表示画像E9aとして表示されている。 Further, in the display example 7, an instruction button for moving the viewpoint of the video P1 in the display image E7, and enlarging / reducing it is displayed as the display image E7a. In addition, an instruction button for enlarging or reducing the spray thickness graph in the display image E9 or moving the selection range is displayed as the display image E9a.
なお、表示例7においては、映像P1と計測装置Mによる計測結果M1とを重畳表示していないため、カメラPが必ずしも定位置に固定されていなくてもよい。例えば、カメラPは、法面吹付装置Sのアーム先端部のノズル保持部14等に設置されていてもよい。
In the display example 7, since the video P1 and the measurement result M1 by the measuring device M are not superimposed and displayed, the camera P does not necessarily have to be fixed at a fixed position. For example, the camera P may be installed in the
[実施形態5]
次に、本発明の実施形態5について例示的に説明する。実施形態5としては、実施形態1における表示手段を変更した場合について説明する。なお、表示手段以外の実施形態5の構成については、実施形態1の構成と同様とすることができる。実施形態5に係る表示手段を実施形態2、実施形態3、実施形態4に適用することももちろん可能である。
[Embodiment 5]
Next, Embodiment 5 of the present invention will be exemplarily described. As a fifth embodiment, a case where the display means in the first embodiment is changed will be described. The configuration of the fifth embodiment other than the display unit can be the same as the configuration of the first embodiment. Of course, the display means according to the fifth embodiment can be applied to the second, third, and fourth embodiments.
図18は、表示画面Dでの表示例8a〜8cを示す図である。図18(a)に示す表示例8aは、計測装置Mにより対象法面Nを計測した計測結果M1の一部を点群で表示したものである。図18(b)に示す表示例8bは、計測装置Mにより対象法面Nを計測した計測結果M1の一部を点群で表示したものであるが、対象法面Nの計測を、表示例8aの場合よりも高い解像度で行ったものである。計測の解像度を高める方法としては、例えば、実施形態2で説明したように、計測装置Mを傾斜させる方法や、計測における計測周期を短くする方法が考えられる。図18(c)は、表示例8bでの計測結果M1を点群で表示するのでなく、計測結果M1同士を結ぶ複数の三角形を用いて表現したポリゴン表現によるものである。これら表示例の比較からも明らかなように、計測点の数をより多く表示させることで、より対象法面Nの表面形状が把握し易くなる。また、ポリゴン表現を採用することにより、より対象法面Nの表面の凹凸の様子を把握し易くすることができる。これら表示例8a〜8cは、カメラPによる映像P1の代わりとして対象法面Nの表面形状を把握するために、表示例6における表示画像E4の代わりとして表示することもできる。 FIG. 18 is a diagram illustrating display examples 8a to 8c on the display screen D. A display example 8a illustrated in FIG. 18A is a display of a part of the measurement result M1 obtained by measuring the target slope N by the measuring device M as a point cloud. In the display example 8b shown in FIG. 18B, a part of the measurement result M1 obtained by measuring the target slope N by the measuring device M is displayed as a point cloud. This is performed at a higher resolution than in the case of 8a. As a method for increasing the measurement resolution, for example, as described in the second embodiment, a method of inclining the measurement device M or a method of shortening the measurement cycle in the measurement can be considered. FIG. 18C is based on a polygon expression expressed by using a plurality of triangles connecting the measurement results M1 instead of displaying the measurement results M1 in the display example 8b as a point cloud. As is clear from the comparison of these display examples, the surface shape of the target slope N can be more easily grasped by displaying more measurement points. Further, by adopting the polygon expression, it is possible to make it easier to grasp the unevenness of the surface of the target slope N. These display examples 8a to 8c can be displayed instead of the display image E4 in the display example 6 in order to grasp the surface shape of the target slope N as a substitute for the image P1 obtained by the camera P.
以上、実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。また、例示的に実施形態1〜実施形態5について説明したが、本発明を実施するにあたり、適宜、実施形態の一部同士を組み合わせて本発明を実施してもよい。 As mentioned above, although embodiment was described, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. Moreover, although Embodiment 1-Embodiment 5 were demonstrated exemplarily, in implementing this invention, you may implement this invention combining some parts of embodiment suitably.
C:制御部 C1:演算処理部(CPU)
C2:メモリ(記憶手段) D:表示画面(表示手段)
D1:画像データ
E1,E4,E5,E6,E7,E7a,E8,E9,E9a,E10:表示画像
E7a,E9a:指示ボタン E9b:縦カーソル
E10a:実線 E10b:破線
F:画像処理部 F1:重畳表示手段
G:地面 H:垂直面
L(L1〜L32),Lp,Lq,Lr,Ls:レーザ光
La:破線 Lb:実線
M:計測装置(計測手段) M1:計測結果
N:対象法面 N1:投影面
O:位置計測装置 O1:位置計測結果
P:カメラ(撮像手段) P1:映像
Q:測距センサ Q1:計測結果
R1:回転部(第4回転手段) R2:傾動部(第5傾動手段)
R3:傾動部(第1傾動手段) R4:回転部(第1回転手段)
R5:回転部(第2回転手段) R6:伸縮部(第1伸縮手段)
R7:傾動部(第2傾動手段) R8:傾動部(第3傾動手段)
R9:回転部(第3回転手段) R10:傾動部(第4傾動手段)
S,S’:法面吹付装置 T:目標法面形状
U1,U2:位置 W:作業員
X1:回転軸(第1軸) X2:回転軸(第2軸)
X3:傾動軸(第3軸) X4:回転軸(第4軸)
X5:傾動軸(第5軸) α:(アームの)所定角度
β:(レーザ光の)所定角度 γ:傾斜角度
1,31:機械本体 2,32:ブーム
3,30:建設機械 4:中間アーム
5:油圧シリンダ 6:先端アーム
7:突起部 8:ノズル
10:中継アーム 12:ホース
14:ノズル保持部 16:吹付け軌跡
20:カム構造(揺動手段) 20a:リンク部材
20b:カム部材 22:スライド構造(上下動構造)
33:ゴンドラ
C: Control unit C1: Arithmetic processing unit (CPU)
C2: Memory (storage means) D: Display screen (display means)
D1: Image data E1, E4, E5, E6, E7, E7a, E8, E9, E9a, E10: Display image E7a, E9a: Instruction button E9b: Vertical cursor E10a: Solid line E10b: Dashed line F: Image processing unit F1: Superposition Display means G: Ground H: Vertical plane L (L1 to L32), Lp, Lq, Lr, Ls: Laser light La: Broken line Lb: Solid line M: Measuring device (measuring means) M1: Measurement result N: Target slope N1 : Projection plane O: Position measuring device O1: Position measurement result P: Camera (imaging means) P1: Video Q: Distance sensor Q1: Measurement result R1: Rotating part (fourth rotating means) R2: Tilt part (fifth tilting) means)
R3: tilting part (first tilting means) R4: rotating part (first rotating means)
R5: rotating part (second rotating means) R6: extendable part (first extending means)
R7: Tilt part (second tilting means) R8: Tilt part (third tilting means)
R9: Rotating part (third rotating means) R10: Tilt part (fourth tilting means)
S, S ': Slope spraying device T: Target slope shape U1, U2: Position W: Worker X1: Rotating axis (first axis) X2: Rotating axis (second axis)
X3: Tilt axis (third axis) X4: Rotation axis (fourth axis)
X5: Tilt axis (fifth axis) α: Predetermined angle of (arm) β: Predetermined angle of (laser beam) γ:
33: Gondola
Claims (9)
表示手段に前記計測手段による計測結果を表示する表示工程と、
前記対象法面に向けて吹付材料をノズルから吹き付ける吹付工程と、を有する法面吹付工法。 A measuring step of measuring the uneven shape of the target slope by a measuring means;
A display step of displaying a measurement result by the measurement unit on the display unit;
A slope spraying method comprising: a spraying step of spraying a spray material from a nozzle toward the target slope.
鉛直面内で放射状に所定角度ピッチで前記対象法面に向けて照射した複数本のレーザ光を水平面内で回転しつつ所定の計測周期で座標値を取得することによる3次元マッピングにより行われる、請求項2に記載の法面吹付工法。 The laser scan is
It is performed by three-dimensional mapping by acquiring coordinate values at a predetermined measurement period while rotating a plurality of laser beams irradiated radially toward the target slope at a predetermined angular pitch in a vertical plane, The slope spraying method according to claim 2.
前記鉛直面内での前記複数本のレーザ光の照射方向をずらすために、当該照射方向を前記所定角度ピッチよりも小さい角度で傾斜させる傾斜工程を更に有する請求項3に記載の法面吹付工法。 The measuring step is
The slope spraying method according to claim 3, further comprising a tilting step of tilting the irradiation direction at an angle smaller than the predetermined angular pitch in order to shift the irradiation direction of the plurality of laser beams in the vertical plane. .
前記表示工程において、前記表示手段に、前記撮像手段により撮像された前記対象法面の映像と前記計測結果とを重畳表示する、請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載の法面吹付工法。 An imaging step of imaging the target slope by an imaging unit;
5. The method according to claim 1, wherein, in the display step, the display unit displays the image of the target slope imaged by the imaging unit and the measurement result in a superimposed manner. Surface spraying method.
前記ノズルの吹付方向における前記対象法面の縦断面の計測結果を表示する、請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載の法面吹付工法。 In the display step,
The slope spraying method according to any one of claims 1 to 5, wherein a measurement result of a longitudinal section of the target slope in the spraying direction of the nozzle is displayed.
使用者により特定された前記対象法面上の特定位置を通る鉛直断面における前記対象法面の縦断面の計測結果を表示する、請求項1から請求項5のうちいずれか1項に記載の法面吹付工法。 In the display step,
The method according to any one of claims 1 to 5, wherein a measurement result of a longitudinal section of the target slope in a vertical section passing through a specific position on the target slope specified by a user is displayed. Surface spraying method.
前記ノズルの位置を検出する第2位置検出工程と、を更に有する請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載の法面吹付工法。 A first position detecting step for detecting the position of the measuring means;
The slope spraying method according to any one of claims 1 to 7, further comprising a second position detection step of detecting a position of the nozzle.
前記調整工程が、前記ノズルの吹付方向を変更可能な駆動手段に対し、調整手段から調整指令を送出することにより行われる、請求項1から請求項8のうちいずれか1項に記載の法面吹付工法。 An adjustment step of adjusting the spray direction of the spray material from the nozzle according to the measurement result by the measuring means;
The slope according to any one of claims 1 to 8, wherein the adjustment step is performed by sending an adjustment command from the adjustment means to a drive means capable of changing a spraying direction of the nozzle. Spraying method.
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