JP2020094403A - 建設機械管理システム、建設機械管理プログラム、建設機械管理方法、建設機械および建設機械の外部管理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部と、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する位置認識部と、
を備える建設機械管理システムが提供される。
まず、本発明の基本的な技術思想について、その概要を説明する。
図1は、本発明の基本的な技術思想が適用される建設機械管理システムの概略構成例を示す機能ブロック図である。
図例の建設機械管理システムは、建設施工現場の施工現場エリア1で用いられる建設機械2について、その建設機械2が有する可動作業具3による施工箇所をモニタして、そのモニタ結果(すなわち、施工箇所についての認識結果)を取得するように構成されたものである。さらには、建設機械2による施工箇所のモニタ結果を取得したら、そのモニタ結果に基づいて施工中の作業管理等を行い得るように構成されたものである。
また、施工現場エリア1については、施工後の状態(例えば工事後の地形)についての設計データに相当する施工計画データが予め用意されているものとする。施工計画データは、施工後状態を特定し得るものであれば、データ形式等が特に限定されることはない。
なお、施工現場エリア1における施工前状態または施工中状態と、施工計画データによって特定される施工後状態とは、例えばその施工現場エリア1内に設定された基準点を利用することで、互いに対応付けられるようになっている。
ところで、建設機械2の可動作業具3による施工箇所のモニタにあたっては、そのモニタを簡便かつ高精度に行えることが好ましい。しかしながら、既述の従来技術によるモニタでは、外部システムを利用して他律的に行うため、必ずしもモニタを簡便かつ高精度に行えるとは限らない。
具体的には、図1に示すように、建設機械管理システムが以下のような構成を備えている。すなわち、建設機械管理システムは、少なくとも、建設機械に搭載される検出センサ部11と、外部管理装置20との間で情報授受を行う情報通信部12と、検出センサ部11および情報通信部12に接続されたコンピュータ部13と、を備えている。
このような検出センサ部11としては、例えば、イメージセンサ(カメラ)、傾斜計、加速度センサ、ジャイロセンサ(角加速度センサ)の少なくとも一つ、好ましくはこれらを適宜組み合わせて構成されたものが挙げられる。また、検出センサ部11として、単独計測タイプのGPS装置を複数用いることも考えられる。
情報通信部12の通信相手となる外部管理装置20としては、例えば、建設機械2とは離れて(施工現場エリア1内または施工現場エリア1外の別を問わず)配置されるコンピュータ装置が挙げられる。ただし、これに限定されることはなく、コンピュータ装置と同視できる機能を有していれば、例えば、可搬性を有するタブレット端末を外部管理装置20としてもよい。外部管理装置20が可搬性を有する場合、その外部管理装置20を持つ者は、建設機械2に搭乗した状態においても、その外部管理装置20を利用することが可能となる。
外部指標1aとしては、例えば、施工現場エリア1内の基準点に設置された標尺、またはこれに準ずるものを用いる。外部指標1aは、施工現場エリア1に単数が設置されていてもよいし、複数が設置されていてもよい。
外部指標1aを検出する検出センサ部11としては、例えば、外部指標1aの画像を撮像するイメージセンサ(カメラ)を用いる。その場合に、外部指標1aには、画像パターンで識別される二次元のマーカ図形、または、発光パターンで識別される二次元の発光面を有する発光器、若しくは、発光パターンの一例としての点滅パターンで識別される点光源を有する発光器が付設されていると、当該外部指標1aの識別が容易になる点で好ましい。ただし、外部指標1aを検出可能であれば、イメージセンサ以外の検出センサ部11を用いてもよい。
また、可動指標3aは、建設機械2の可動作業具3に予め付設されているものとする。
可動作業具3についての検出は、外部指標1aの場合と同様に、例えば、可動作業具3に関する画像を撮像するイメージセンサ(カメラ)を用いる。その場合に、可動作業具3には、可動指標3aとして、外部指標1aとは異なるパターンの二次元のマーカ図形、または、外部指標1aとは異なるパターンの二次元の発光面を有する発光器、若しくは、外部指標1aとは異なる点滅パターンの点光源を有する発光器が付設されていると、当該可動作業具3についての検出および当該可動指標3aの識別が容易になる点で好ましい。また、可動指標3aの検出は、外部指標1aの場合と同様に、イメージセンサ以外の検出センサ部11を用いて行ってもよい。
なお、位置認識部13aは、施工箇所の位置に加えて、傾斜計やジャイロセンサ等といった検出センサ部11での検出結果を基に、建設機械2の姿勢または方位を認識するものであってもよい。つまり、位置認識部13aが認識する位置情報には、少なくとも建設機械2の位置に関する情報が含まれており、さらに好ましくは位置に加えて姿勢や方位等の情報が含まれているものとする。
続いて、上述した構成の建設機械管理システムにおける処理動作を説明する。ここで例に挙げる処理動作は、建設機械管理方法の一具体例に相当する。
以上に説明した建設機械管理システムにおいては、建設機械2に搭載される検出センサ部11を利用しつつ、外部指標1aおよび可動指標3aの検出結果を組み合わせ、これらの検出結果に基づく位置認識部13aでの認識処理を経ることで、建設機械2の可動作業具3による施工箇所のモニタ結果を得る。したがって、TSまたはGNSSといった外部システムを要することなく、建設機械2の可動作業具3による施工箇所を自律的にモニタすることが可能になる。
次に、上述の技術思想が具現化された実施形態について、具体例を挙げて説明する。
まず、建設機械2が油圧ショベルの一種であるバックホウである場合を、第一実施形態として説明する。
図2は、第一実施形態において施工現場エリアで用いられる建設機械の一例であるバックホウの概略構成例を模式的に示す説明図である。
建設機械の一例であるバックホウ2は、油圧ショベルと称される建設機械のうち、バケット(ショベル)をオペレータ側向きに取り付けたものであり、主として施工現場エリア1の掘削用途に用いられる。さらに詳しくは、バックホウ2は、走行装置としての右無限軌道2aおよび左無限軌道2bを有しており、施工現場エリア1内を移動可能に構成されている。また、バックホウ2は、走行装置に支持される旋回可能な機台2cを有しており、その機台2cにオペレータが搭乗して操作(操縦)を行うように構成されている。
さらに、バックホウ2が有する可動作業具3には、バケット3dの向き(傾き)を検出可能な傾斜センサ11dが取り付けられている。
なお、カメラ11a,11bおよび傾斜センサ11c,11dは、いずれも、公知のものを用いればよい。また、バックホウ2には、これらに加えて、さらに他の検出センサ部11が設けられていてもよい。
図3は、本実施形態に係る建設機械管理システムで用いられるマーカ図形の二次元パターンの例を示す説明図である。
例えば、図3(a)に示す二次元パターンをマーカ図形1bとして用いる場合には、図3(b)に示す二次元パターンをマーカ図形3aとして用いることが考えられる。このようにすれば、各マーカ図形1b,3aについての検出を、同一のイメージセンサ(カメラ)11a,11bを用いて行う場合であっても、それぞれの識別を容易かつ的確に行えるようになる。
次に、第一実施形態における建設機械管理システムの構成例を説明する。
図4は、第一実施形態に係る建設機械管理システムの構成例を示すブロック図である。
次に、上述した構成の建設機械管理システムにおける処理動作例、すなわち第一実施形態における建設機械管理方法を説明する。
図5は、第一実施形態に係る建設機械管理方法の処理手順の流れの一例を示すフロー図である。
図中において、A、Bは各カメラ11a,11bの位置を、またTは測量対象(例えば、マーカ図形1b)の位置を、AA´、BB´は各カメラ11a,11bの光軸を、それぞれ表している。また、QはABの中点を、Q´はA´B´の中点を、それぞれ表している。したがって、AQ=BQ、A´Q´=B´Q´、AA´‖QQ´‖、BB´の関係が成り立つ。なお、A´、O、Q´、B´の各点はQQ´に垂直な面上の仮想点であり、A´およびB´は各カメラ11a,11bで得られる撮像画像の中心点(原点)に相当することになる。
図中において、Sは第一アーム3bのサイズ、Rは第二アーム3cのサイズ、Pはバケット3dのサイズ、R1,R2は第二アーム3cにおけるマーカ図形3aの位置を、それぞれ表しており、いずれもバックホウ2の利用時点で既知の値である。したがって、上述した2カメラ画像による測量技術を利用しつつ、カメラ11a,11bのAB光軸面上の点Qからマーカ図形3aまでの水平距離Mおよび垂直距離Hを認識した上で、傾斜センサ11dによる検出結果を基にバケット3dの回転角(傾き)がわかれば、点Q(すなわち、バックホウ2の位置を特定する上で基準となる当該バックホウ2の所定部分)に対するバケット3dの剣先位置の三次元座標位置を算出して認識することができる。バケット3dの剣先位置は、当該バケット3dによる施工箇所の位置に相当する。つまり、このようにして認識した三次元座標位置は、バケット3dによる施工箇所についてのバックホウ2の所定部分に対する相対位置に相当することになる。
図8は、第一実施形態に係る建設機械管理システムが出力する操作ガイダンス情報の例を示す説明図である。
以上に説明した第一実施形態によれば、バックホウ2に搭載される検出センサ部11の利用により、そのバックホウ2のバケット3dによる施工箇所を自律的にモニタし得るので、当該モニタを簡便かつ高精度に行うことが可能になる。
さらに、第一実施形態では、バックホウ2の第二アーム3cに可動指標としてのマーカ図形3a(または発光器)が付設されているので、外部指標1aにおけるマーカ図形1bの場合と同様に、マーカ図形3aの識別および抽出を容易かつ的確に行うことができる。しかも、マーカ図形1bとは異なるパターンのマーカ図形3aとすれば、これらを混同してしまうこともない。
次に、建設機械2が、いわゆるスリップフォーム工法で用いられるスリップフォーム機である場合を、第二実施形態として説明する。なお、ここでは、主として第一実施形態との相違点について説明し、第一実施形態の場合と同様の内容については説明を省略する。
図9は、第二実施形態において施工現場エリアで用いられる建設機械の一例であるスリップフォーム機の基本的な構成例を模式的に示す側面図である。
建設機械の一例であるスリップフォーム機2は、少なくとも、進行方向の前方側に配される前部切削機(以下、単に「切削機」ともいう。)2dと、進行方向の後方側に配される後部成型機(以下、単に「成型機」ともいう。)2eと、を備えて構成されている。切削機2dと成型機2eとは、互いに連結されて一体で移動するようになっているが、それぞれが別々の機械として移動するように構成されていてもよい。
図10は、スリップフォーム機を用いて行うスリップフォーム工法の施工状況を示す説明図である。
スリップフォーム工法による施工にあたっては、まず、切削機2dを用いて溝を掘削する掘削工程を行う。掘削溝を形成したら、続いて、その掘削溝の溝内に成型機2eが有する鋼製型枠(モールド)を配置する。そして、モールド内に生コンクリートを投入し、その内部で生コンクリートを所定形状に締固め、成型する成型工程を行う。これらの工程は、切削機2dおよび成型機2eを移動させながら行う。
このように、スリップフォーム工法では、自走機能を持つスリップフォーム機を用いて、同一断面のコンクリート構造物(例えばU字溝)を連続的に打設していくのである。
なお、コンクリート構造物は、内部に鉄筋が敷設されたものであってもよい。その場合には、切削機2dと成型機2eとを離して配置し、切削機2dと成型機2eとの間で鉄筋の敷設を行うようにすればよい。
図11(a)に示すように、切削機2dは、無限軌道(クローラ)やタイヤ等の走行装置2fと、その走行装置2fに支持される車体部2gとを有し、施工現場エリア内を移動可能に構成されている。車体部2gには、油圧で動作するアクチュエータ2hを介して、可動作業具3としての上部筐体3eおよび掘削ドラム3fが取り付けられている。掘削ドラム3fは、上部筐体3eに回転可能に支持されているとともに、その外周面に複数のカッタービット3gが設けられている。
このような構成の切削機2dでは、アクチュエータ2hが上部筐体3eを動かし、これにより掘削ドラム3fの位置および姿勢を制御するようになっている。また、図11(b)に示すように、掘削ドラム3fを回転させることで、地表面に対して掘削等の施工を行うようになっている。なお、掘削ドラム3fの回転によって生じる掘削物(土、砂、石、アスファルト片等)は、前方側に延びる搬送コンベア2iによって搬送されるものとする。
図12(a)に示すように、成型機2eは、上述した切削機2dと同様に、走行装置2jと、その走行装置2jに支持される車体部2kとを有し、施工現場エリア内を移動可能に構成されている。車体部2kには、油圧で動作するアクチュエータ2lを介して、可動作業具3としての上部筐体3hおよびモールド3iが取り付けられている。
モールド3iには、図12(b)に示すように、モールド内に生コンクリートを投入するためのコンクリート注入器2mが接続されている。さらに、モールド3iには、振動でモールド内に生コンクリートを充填させるためのバイブレータ3jが付設されている。
このような構成の成型機2eでは、アクチュエータ2lが上部筐体3hを動かし、これによりモールド3iの位置および姿勢を制御するようになっている。また、位置および姿勢が制御されるモールド3iへのコンクリート注入を行いつつ、そのモールド3iを進行方向に移動させることで、同一断面のコンクリート構造物を連続的に打設するようになっている。
図13は、第二実施形態において施工現場エリアで用いられる建設機械の一例であるスリップフォーム機の概略構成例を模式的に示す斜視図である。
スリップフォーム機2には、検出センサ部11として、画像を撮像するイメージセンサ(カメラ)11e〜11hと、傾きを検出可能な傾斜センサ11i,11jと、が搭載されている。イメージセンサ11e〜11hは、切削機2dにおける上部筐体3eの側面に下方向を向いて並設された複数(例えば、二つ)のカメラ11e,11fと、成型機2eにおける上部筐体3hの側面に下方向を向いて並設された複数(例えば、二つ)のカメラ11g,11hと、によって構成されている。なお、切削機2dと成型機2eとが連結されている場合、切削機2dの上部筐体3eにおけるカメラ11fと成型機2eの上部筐体3hにおけるカメラ11gとは、必ずしも別体で備える必要はなく、一つのカメラで共用するようにしてもよい。また、傾斜センサ11i,11jは、切削機2dの上部筐体3eと成型機2eの上部筐体3hとのそれぞれに個別に配置されている。
なお、カメラ11e〜11hおよび傾斜センサ11i,11jは、いずれも、公知のものを用いればよい。また、スリップフォーム機2には、これらに加えて、さらに他の検出センサ部11が設けられていてもよい。
次に、第二実施形態における建設機械管理システムの構成例を説明する。
図14は、第二実施形態に係る建設機械管理システムの構成例を示すブロック図である。
次に、上述した構成の建設機械管理システムにおける処理動作例、すなわち第二実施形態における建設機械管理方法を説明する。
図15は、第二実施形態に係る建設機械管理方法の処理手順の流れの一例を示すフロー図である。
ここでは、図16(a)に示すように、カメラ11eでのマーカ図形1c,3kについての撮像画像を基に、切削機2dの上部筐体3eの側方距離および高さを測量する技術について説明する。なお、他のカメラ11f〜11hでの撮像画像に対しても、全く同様の測量技術を適用可能であることは言うまでもない。
図16(a)中において、Pはカメラ11eの位置を、A,Bは二つのマーカ図形1cのそれぞれの位置を、Rはマーカ図形3kの位置を、それぞれ表している。各マーカ図形1cの間の距離ABは、これらの設置時に規定されて既知であるものとする。カメラ11eとマーカ図形3kとの間の距離PRは、これらの上部筐体3eへの設置時に測定されて既知であるものとする。また、カメラ11eは、上部筐体3eが水平状態の場合に光軸が鉛直方向に沿い、かつ、光軸がマーカ図形3kの中心近傍を通るように、調整された状態で上部筐体3eに設置されているものとする。
そうすると、ACPとBCPとの按分により、AとBから実座標Cが求まる。なお、カメラ座標上で∠ACO´をθとする。また、光軸POに垂直でCを含む面上へのRの射影をR´とする。O´も同面上で扱う。
その場合、以下に示す関係式が成り立つ。
そして、距離CDおよび高さPDがわかれば、これらに基づいて、マーカ図形3kの位置である点Rを求めることが可能となる。マーカ図形3kの位置である点Rは、点Cから上部筐体3eに向け線分ABと角度θをなす直線上で、点Cから上部筐体3eに向けた距離CD−PRsin(d)に位置し、点Cからの高さPD−PRcos(d)に位置する点となる。
図17は、第二実施形態に係る建設機械管理システムが出力する操作ガイダンス情報の例を示す説明図である。
以上に説明した第二実施形態によれば、スリップフォーム機2に搭載される検出センサ部11の利用により、そのスリップフォーム機2の切削機2dおよび成型機2eによる施工箇所を自律的にモニタし得るので、上述した第一実施形態の場合とほぼ同様の作用効果が得られる。
以上に、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
建設機械が圧雪車である場合には、例えば、スキー場のゲレンデに外部指標を配置することで、その圧雪車のブレードによる施工箇所(圧雪箇所)を、当該圧雪車が自律的にモニタすることが可能になる。また、建設機械が自走型草刈機である場合には、例えば、ゴルフ場のコースに外部指標を配置することで、その自走型草刈機のカッタ刃による施工箇所(草刈箇所)を、当該自走型草刈機が自律的にモニタすることが可能になる。
例えば、他のセンサとして、赤外線カメラまたは赤外線センサを用いることが考えられる。赤外線を利用したものであれば、夜間やトンネル工事現場等といった特殊な環境下であっても、照明の影響等を抑制しつつ、高精度な位置認識を行うことが可能となる。
また、位置認識を行い得る他のセンサとしては、例えば、単独計測タイプのGPS装置を複数用いることが考えられる。単独計測タイプのGPS装置であれば近年安価なものが流通しており、またGPS装置同士の相対位置であれば高精度に認識し得るという特性を利用しつつ、複数のGPS装置を用いることで、少なくとも数cmオーダーの高精度な位置認識を行うことが可能となる。
また、第二実施形態では、主として切削機2dと成型機2eを連動させる場合について説明したが、切削機2dと成型機2eとが別々の建設機械として運転するようにしてもよい。その場合に、マシンガイダンス処理動作およびマシンコントロール処理動作は、それぞれに対して別々に行われることになる。
また、第二実施形態では、マシンコントロール処理動作にあたり、アクチュエータ2h,2lの油圧動作等を制御する場合を例に挙げたが、例えば、切削機2dの走行装置2fや成型機2eの走行装置2j等に対する動作制御を行うようにしてもよい。
また、第二実施形態では、スリップフォーム工法で用いられるスリップフォーム機2に本発明を適用した場合を例に挙げたが、進行方向に移動しながら施工を行う建設機械であれば、例えば、オープンシールド機(オープンピット機)の前筐体と後筐体等のように、別工法において用いられる建設機械であっても、全く同様に本発明を適用することが可能である。
例えば、本発明は、各実施形態で説明した建設機械の自律的なモニタ処理をコンピュータに実行させる「建設機械管理プログラム」としても成立し得る。つまり、本発明は、
「施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部に接続されたコンピュータを、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する位置認識手段、
として機能させる建設機械管理プログラム。」としても成立し得る。
「施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部を用い、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する
建設機械管理方法。」としても成立し得る。
「施工現場エリアを移動可能な建設機械であって、
前記建設機械に搭載される検出センサ部と、
前記検出センサ部に接続されたコンピュータ部と、を備え、
前記コンピュータ部は、前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する位置認識部を有する
建設機械。」としても成立し得る。
「施工現場エリアを移動可能な建設機械と離れて配置され、前記建設機械との間で情報授受を行うように構成された建設機械の外部管理装置であって、
施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部を用い、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識した認識結果について、
少なくとも前記認識結果または当該認識結果からの導出情報のいずれかを出力するように構成されている、
建設機械の外部管理装置。」としても成立し得る。
Claims (14)
- 施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部と、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する位置認識部と、
を備える建設機械管理システム。 - 前記位置認識部での認識結果を前記施工現場エリアについての施工計画データと対比して、前記施工計画データに対する前記施工箇所の差分を差分情報として抽出する差分情報抽出部
を備える請求項1に記載の建設機械管理システム。 - 前記差分情報抽出部が抽出した差分情報を基に生成した前記可動作業具の操作ガイダンス情報を出力するガイダンス出力部
を備える請求項2に記載の建設機械管理システム。 - 前記差分情報抽出部が抽出した差分情報を基に、前記施工箇所を前記施工計画データに合致させるための前記可動作業具の動作計画情報を生成する動作計画生成部と、
前記動作計画生成部が生成した動作計画情報を基に、前記建設機械が有する駆動制御部に対する動作指示を与える動作指示部と、
を備える請求項2または3に記載の建設機械管理システム。 - 前記建設機械と離れて配置される外部管理装置との間で情報授受を行う情報通信部を備え、
前記情報通信部が授受する情報には、少なくとも前記差分情報抽出部が抽出した差分情報または当該差分情報からの導出情報のいずれかが含まれる
請求項2から4のいずれか1項に記載の建設機械管理システム。 - 前記検出センサ部は、画像を撮像するイメージセンサを有しており、
前記位置認識部は、前記イメージセンサで得た画像に対する認識処理を行うことで、位置情報認識を行うように構成されている
請求項1から5のいずれか1項に記載の建設機械管理システム。 - 前記外部指標についての検出と前記可動指標についての検出とを、同一のイメージセンサを用いて行うように構成されている
請求項6に記載の建設機械管理システム。 - 前記イメージセンサは、前記建設機械に並設された複数のカメラによって構成されている
請求項6または7に記載の建設機械管理システム。 - 前記外部視標には、画像パターンで識別される二次元のマーカ図形、または、発光パターンで識別される発光器が付設されている
請求項6から8のいずれか1項に記載の建設機械管理システム。 - 前記可動指標として、前記外部視標とは異なるパターンの前記マーカ図形または前記発光器が用いられる
請求項9に記載の建設機械管理システム。 - 施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部に接続されたコンピュータを、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する位置認識手段、
として機能させる建設機械管理プログラム。 - 施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部を用い、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する
建設機械管理方法。 - 施工現場エリアを移動可能な建設機械であって、
前記建設機械に搭載される検出センサ部と、
前記検出センサ部に接続されたコンピュータ部と、を備え、
前記コンピュータ部は、前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識する位置認識部を有する
建設機械。 - 施工現場エリアを移動可能な建設機械と離れて配置され、前記建設機械との間で情報授受を行うように構成された建設機械の外部管理装置であって、
施工現場エリアを移動可能な建設機械に搭載される検出センサ部を用い、
前記施工現場エリアに設置された外部指標についての前記検出センサ部での検出結果と、前記建設機械が有する可動作業具に付された可動指標についての前記検出センサ部での検出結果とを基に、前記施工現場エリアでの前記可動作業具による施工箇所の位置情報を認識した認識結果について、
少なくとも前記認識結果または当該認識結果からの導出情報のいずれかを出力するように構成されている、
建設機械の外部管理装置。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2010066117A (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械のステレオ画像処理装置 |
JP2014074317A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Serita Kensetsu Co Ltd | 工事支援装置、その方法及びプログラム |
JP2015224875A (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | Kyb株式会社 | 作業機の作動状態検出システム及び作業機 |
WO2017061516A1 (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 株式会社小松製作所 | 施工管理システム及び施工管理方法 |
JP2018184815A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-22 | 株式会社小松製作所 | 撮像装置の校正装置、作業機械および校正方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2010066117A (ja) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械のステレオ画像処理装置 |
JP2014074317A (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Serita Kensetsu Co Ltd | 工事支援装置、その方法及びプログラム |
JP2015224875A (ja) * | 2014-05-26 | 2015-12-14 | Kyb株式会社 | 作業機の作動状態検出システム及び作業機 |
WO2017061516A1 (ja) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 株式会社小松製作所 | 施工管理システム及び施工管理方法 |
JP2018184815A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-22 | 株式会社小松製作所 | 撮像装置の校正装置、作業機械および校正方法 |
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