JP2022033592A - Contact prevention system of construction machine - Google Patents

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聡 小森
Satoshi Komori
浩昭 金
Hiroaki Kin
真則 若山
Masanori Wakayama
航 藤村
Wataru Fujiwara
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FORUM8 CO Ltd
Taisei Corp
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FORUM8 CO Ltd
Taisei Corp
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Abstract

To provide a contact prevention system of construction machines which securely avoids contact of construction machines with each other at a construction site with a simple configuration.SOLUTION: A contact prevention system of construction machines comprises: first display means 2 for drawing images of a construction site G in a virtual space; positional information acquisition means 3 for acquiring positional information of construction machines K1 to K4; second display means 4 for drawing images of the construction machines K1 to K4 in the virtual space based on the positional information; measurement means 5 for measuring a first distance in the virtual space; and operation control means 6 controlling an operation of the construction machines K1 to K4 based on the first distance. The operation control means 6: when the first distance becomes a first approach distance meaning an approach of the construction machines K1 to K4 to each other, performs a control of issuing a warning to the construction machines K1 to K4; and when the first distance is smaller than the first approach distance and becomes a first contact distance meaning a possibility of contact of the construction machines K1 to K4 with each other, performs a control of changing an operation of the construction machines K1 to K4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、建設機械接触防止システムに関する。 The present invention relates to a construction machine contact prevention system.

近年、建設現場の生産性向上を目的として建設機械の自動化の取り組みが推進されている。
一方、建設機械に関連した技術として特許文献1,2に開示されたものが知られている。特許文献1には、赤外線を用いて、建設機械とこの建設機械の周辺で作業する作業員との接触事故を防止する技術が開示されている。
また、特許文献2には、取得した画像により建設機械の周囲における警告や建設機械の停止を行う技術が開示されている。
In recent years, efforts to automate construction machinery have been promoted for the purpose of improving the productivity of construction sites.
On the other hand, as a technique related to construction machinery, those disclosed in Patent Documents 1 and 2 are known. Patent Document 1 discloses a technique for preventing a contact accident between a construction machine and a worker working in the vicinity of the construction machine by using infrared rays.
Further, Patent Document 2 discloses a technique for giving a warning around a construction machine and stopping the construction machine by using the acquired image.

特開2014-47607号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-47607 特開2014-181508号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-181508

ところで、建設現場の生産性向上を図るために、建設機械を複数自動化する試みが行われている。この場合、建設機械同士の接触を防止するために、特許文献1,2の技術に倣い、接触防止用のセンサ等を各建設機械に取り付けて、建設機械同士が所定の距離まで近づいた場合に、警報音を鳴らして注意喚起することが考えられる。
しかしながら、接触防止用のセンサ等を各建設機械に設置する場合、例えば建設機械の前部及び後部に左右2個ずつ、1つの建設機械に対して少なくとも4個のセンサを設置する必要があり、建設機械を複数自動化しようとするとコストが嵩むという問題が生じる。
本発明は、前記した問題を解決し、シンプルな構成により建設現場における建設機械同士の接触を確実に回避することができる建設機械接触防止システムを提供することを課題とする。
By the way, in order to improve the productivity of construction sites, attempts are being made to automate a plurality of construction machines. In this case, in order to prevent the construction machines from coming into contact with each other, following the techniques of Patent Documents 1 and 2, a contact prevention sensor or the like is attached to each construction machine, and the construction machines approach each other to a predetermined distance. , It is conceivable to sound an alarm to call attention.
However, when installing sensors for contact prevention in each construction machine, for example, it is necessary to install at least four sensors for one construction machine, two on each side on the front and rear of the construction machine. Attempting to automate multiple construction machines raises the problem of increased costs.
An object of the present invention is to provide a construction machine contact prevention system capable of solving the above-mentioned problems and surely avoiding contact between construction machines at a construction site by a simple configuration.

このような課題を解決するために、本発明は、建設現場で稼働する複数の建設機械の位置情報に基づいて前記建設機械同士の接触を回避する建設機械接触防止システムである。建設機械接触防止システムは、仮想空間内に前記建設現場の画像を描画する第一表示手段と、前記各建設機械の位置情報を取得する位置情報取得手段と、取得した前記各建設機械の位置情報に基づいて、前記仮想空間内に前記各建設機械の画像を描画する第二表示手段と、を備えている。また、建設機械接触防止システムは、前記建設機械同士の距離である第一距離を前記仮想空間内で計測する計測手段と、計測された前記第一距離に基づいて前記建設機械の動作を制御する動作制御手段と、を備えている。前記動作制御手段は、計測された前記第一距離が、前記建設機械同士の接近を意味する第一接近距離となった場合に、該当する前記建設機械に警告を発する制御を行うとともに、計測された前記第一距離が、前記第一接近距離よりも小さく、前記建設機械同士の接触の可能性を意味する第一接触距離となった場合に、該当する前記建設機械の動作を変更する制御を行う。 In order to solve such a problem, the present invention is a construction machine contact prevention system that avoids contact between the construction machines based on the position information of a plurality of construction machines operating at the construction site. The construction machine contact prevention system includes a first display means for drawing an image of the construction site in a virtual space, a position information acquisition means for acquiring the position information of each construction machine, and the acquired position information of each construction machine. Based on the above, a second display means for drawing an image of each of the construction machines in the virtual space is provided. Further, the construction machine contact prevention system controls the operation of the construction machine based on the measuring means for measuring the first distance, which is the distance between the construction machines, in the virtual space and the measured first distance. It is equipped with an operation control means. The motion control means controls to issue a warning to the corresponding construction machine when the measured first distance becomes the first approach distance meaning the approach between the construction machines, and is measured. When the first distance is smaller than the first approach distance and becomes the first contact distance which means the possibility of contact between the construction machines, the control for changing the operation of the corresponding construction machines is performed. conduct.

本発明の建設機械接触防止システムでは、建設機械同士の位置情報と距離情報とを取得するだけで、建設機械同士の接近に対する警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を実現できる。従来のように建設機械毎に複数のセンサ等を設置する必要がないので、構成がシンプルであり、コストの低減を図ることができる。 In the construction machine contact prevention system of the present invention, it is possible to realize warning for approaching construction machines and control (including stop of operation) to change the operation only by acquiring the position information and the distance information between the construction machines. Since it is not necessary to install a plurality of sensors or the like for each construction machine as in the conventional case, the configuration is simple and the cost can be reduced.

また、前記動作制御手段は、警告を発する制御を行うための基準となるバーチャル警告領域と、動作を変更する制御を行うための基準となるバーチャル接触領域と、を前記仮想空間内において前記各建設機械の周囲に設定することが好ましい。そして、前記動作制御手段は、前記各建設機械に設定したバーチャル警告領域同士が干渉した場合に、前記第一接近距離となったと判定して、該当する前記建設機械に警告を発する制御を行うとともに、前記各建設機械に設定したバーチャル接触領域同士が干渉した場合に、前記第一接触距離となったと判定して、該当する前記建設機械の動作を変更する制御を行うことが好ましい。
このように構成することで、建設機械同士の接近に対する警告や動作の変更の制御を、よりシンプルに実現できる。また、建設機械同士の接近状態を仮想空間内で容易に確認できる。
Further, the motion control means constructs a virtual warning area as a reference for performing control for issuing a warning and a virtual contact area as a reference for performing control for changing the motion in the virtual space. It is preferable to set it around the machine. Then, when the virtual warning areas set in each of the construction machines interfere with each other, the operation control means determines that the first approach distance has been reached, and controls to issue a warning to the corresponding construction machine. When the virtual contact areas set in each of the construction machines interfere with each other, it is preferable to determine that the first contact distance has been reached and perform control to change the operation of the corresponding construction machine.
With such a configuration, it is possible to realize a simpler control of warning of approach between construction machines and change of operation. In addition, the approaching state of construction machines can be easily confirmed in the virtual space.

また、前記第二表示手段は、前記各建設機械の画像を前記仮想空間内に立体表示することが好ましい。このように構成することで、建設機械同士の接近状態を仮想空間内でよりリアルに確認できる。 Further, it is preferable that the second display means stereoscopically displays an image of each construction machine in the virtual space. With this configuration, the approaching state of construction machines can be confirmed more realistically in the virtual space.

また、前記位置情報取得手段は、前記建設機械の位置情報とともに方位情報を取得可能であることが好ましい。このように構成することで、建設機械同士の接近に対する警告や動作を変更する制御を、より精度よく実現できる。 Further, it is preferable that the position information acquisition means can acquire direction information together with the position information of the construction machine. With such a configuration, it is possible to more accurately realize a warning for approaching construction machines and a control for changing the operation.

また、前記計測手段は、前記第一距離の計測に加えて、前記建設機械と作業者との第二距離、及び前記建設機械と建設現場に設定された進入禁止エリアとの第三距離を計測可能であることが好ましい。この構成では、前記動作制御手段は、前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接近を意味する第二接近距離、または前記第三距離が、前記建設機械と前記進入禁止エリアとの接近を意味する第三接近距離となった場合に、少なくとも該当する前記建設機械に警告を発する制御を行うことが好ましい。また、前記動作制御手段は、前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接触の可能性を意味する第二接触距離、または前記第三距離が、前記進入禁止エリアへの進入の可能性を意味する第三接触距離となった場合に、少なくとも該当する前記建設機械の動作を変更する制御を行うことが好ましい。
このように構成することで、作業者に対する建設機械の接近の警告や動作を変更する制御及び、進入禁止エリアに対する建設機械の接近の警告や動作を変更する制御を実現できる。
Further, in addition to the measurement of the first distance, the measuring means measures the second distance between the construction machine and the worker, and the third distance between the construction machine and the no-entry area set at the construction site. It is preferable that it is possible. In this configuration, in the motion control means, the second distance is a second approach distance meaning that the construction machine and the worker are close to each other, or the third distance is the construction machine and the entry prohibited area. It is preferable to perform control to issue a warning to at least the corresponding construction machine when the third approach distance, which means the approach of the above, is reached. Further, in the motion control means, the second contact distance means the possibility of contact between the construction machine and the worker, or the third distance is the entry into the prohibited area. When the third contact distance, which means the possibility, is reached, it is preferable to control at least to change the operation of the corresponding construction machine.
With this configuration, it is possible to realize a control for warning the worker of the approach of the construction machine and changing the operation, and a control for warning the approach of the construction machine to the prohibited area and changing the operation.

本発明の建設機械接触防止システムによれば、シンプルな構成により建設現場における建設機械同士の接触を確実に回避することができる。 According to the construction machine contact prevention system of the present invention, contact between construction machines at a construction site can be reliably avoided by a simple configuration.

本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムが適用される建設現場を模式的に示した平面図である。It is a top view schematically showing the construction site to which the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムで使用される建設機械に設定されるバーチャル領域を示した図であり、(a)はクローラダンプに設定されるバーチャル領域を示した模式平面図、(b)はバックホウに設定されるバーチャル領域を示した模式平面図である。It is a figure which showed the virtual area set in the construction machine used in the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention, (a) is the schematic plan view which showed the virtual area set in the crawler dump. (B) is a schematic plan view showing a virtual area set in the backhoe. 本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムで使用される建設機械としてのクローラダンプを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the crawler dump as a construction machine used in the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムで使用される建設機械としてのクローラダンプの制御ブロック図である。It is a control block diagram of a crawler dump as a construction machine used in the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムが適用される建設現場の作業ヤードを拡大して示した模式平面図である。It is a schematic plan view which expanded and showed the work yard of the construction site to which the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムが適用される建設現場の作業ヤードにおける土砂の積込み作業を視点を変えて示した模式斜視図である。It is a schematic perspective view which showed the loading work of earth and sand in the work yard of the construction site to which the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention is applied, from a different viewpoint. 本発明の実施形態に係る建設機械接触防止システムの動作制御の処理を示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the operation control processing of the construction machine contact prevention system which concerns on embodiment of this invention. 建設機械同士が接近した場合の例を示す図であり、(a)は建設機械に設定されたバーチャル警告領域同士が干渉しない状態を示した模式平面図、(b)はバーチャル警告領域同士が干渉する状態を示した模式平面図、(c)は建設機械に設定されたバーチャル接触領域同士が干渉する状態を示した模式平面図である。It is a figure which shows the example of the case where the construction machines approach each other, (a) is a schematic plan view which showed the state which the virtual warning area set in the construction machine does not interfere with each other, (b) is the figure which shows the state where virtual warning areas interfere with each other. It is a schematic plan view which showed the state of doing, and (c) is a schematic plan view which showed the state which the virtual contact areas set in the construction machine interfere with each other.

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照して説明する。
本実施形態の建設機械接触防止システムは、図2に示すような建設現場Gで稼働する複数の建設機械K1~K4の位置情報に基づいて建設機械K1~K4同士の接触を回避するシステムである。
建設機械接触防止システムは、図1に示すように、中央制御部1と、建設機械群Kとを備えている。建設機械群Kは、中央制御部1により制御される複数の建設機械からなる。以下では、建設機械群Kに、クローラダンプK1、バックホウK2、ブルドーザK3、振動ローラK4が含まれている例について説明するが、建設現場Gで稼働される建設機械の種類を限定する趣旨ではない。なお、以下の説明において、クローラダンプK1、バックホウK2、ブルドーザK3及び振動ローラK4をまとめて、建設機械K1~K4ということがある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
The construction machine contact prevention system of the present embodiment is a system for avoiding contact between construction machines K1 to K4 based on the position information of a plurality of construction machines K1 to K4 operating at the construction site G as shown in FIG. ..
As shown in FIG. 1, the construction machine contact prevention system includes a central control unit 1 and a construction machine group K. The construction machine group K is composed of a plurality of construction machines controlled by the central control unit 1. In the following, an example in which the construction machine group K includes a crawler dump K1, a backhoe K2, a bulldozer K3, and a vibration roller K4 will be described, but the purpose is not to limit the types of construction machines operated at the construction site G. .. In the following description, the crawler dump K1, backhoe K2, bulldozer K3, and vibrating roller K4 may be collectively referred to as construction machines K1 to K4.

中央制御部1は、第一表示手段2と、位置情報取得手段3と、第二表示手段4と、計測手段5と、動作制御手段6と、を備えて構成されている。中央制御部1には、仮想空間表示用モニタ7、制御用モニタ8及び俯瞰カメラ用モニタ9が接続されている。
第一表示手段2は、仮想空間内に建設現場G(図2参照)の地形面の画像を描画するものである。第一表示手段2は、ドローン等の測量により得られた点群データに、経度、緯度の座標情報を付与して建設現場Gの地形面の画像を作成し、これを実空間の建設現場Gの座標に合わせて仮想空間内に描画する。描画された建設現場Gの画像は、仮想空間表示用モニタ7に表示される。描画された建設現場Gの画像は、図示しない入力デバイスの操作等により、仮想空間表示用モニタ7上において拡大表示や縮小表示が可能であり、また、図7に示すように、仮想の視点からの表示や立体表示等も可能である。
なお、中央制御部1は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、I/F(インターフェイス)等を備えて構成される。そして、中央制御部1は、ROM又やHDD等の記憶手段に格納されている所定の制御プログラムがCPUによって実行されることにより具現化される。
The central control unit 1 includes a first display means 2, a position information acquisition means 3, a second display means 4, a measurement means 5, and an operation control means 6. A virtual space display monitor 7, a control monitor 8, and a bird's-eye camera monitor 9 are connected to the central control unit 1.
The first display means 2 draws an image of the topographical surface of the construction site G (see FIG. 2) in the virtual space. The first display means 2 adds longitude and latitude coordinate information to the point cloud data obtained by surveying such as a drone, creates an image of the topographical surface of the construction site G, and creates an image of the topographical surface of the construction site G, and uses this as the construction site G in the real space. Draw in the virtual space according to the coordinates of. The drawn image of the construction site G is displayed on the virtual space display monitor 7. The drawn image of the construction site G can be enlarged or reduced on the virtual space display monitor 7 by operating an input device (not shown), and as shown in FIG. 7, from a virtual viewpoint. Display and stereoscopic display are also possible.
Although not shown, the central control unit 1 includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an I / F (interface), and the like. Be prepared for it. The central control unit 1 is embodied by the CPU executing a predetermined control program stored in a storage means such as a ROM or an HDD.

位置情報取得手段3は、実空間の建設機械K1~K4で測定される位置情報及び方位情報を含む座標情報を取得する。
第二表示手段4は、位置情報取得手段3が取得した座標情報に基づいて、各建設機械K1~K4の立体画像を仮想空間内に描画する。描画された各建設機械K1~K4の立体画像は、描画された建設現場Gの画像とともに仮想空間表示用モニタ7に表示される。この場合、各建設機械K1~K4の立体画像は、入力デバイスの操作等により、仮想空間表示用モニタ7上において建設現場Gの画像とともに拡大表示や縮小表示が可能であり、また、仮想の視点からの表示や立体表示等も可能である。
The position information acquisition means 3 acquires coordinate information including position information and direction information measured by construction machines K1 to K4 in real space.
The second display means 4 draws a stereoscopic image of each of the construction machines K1 to K4 in the virtual space based on the coordinate information acquired by the position information acquisition means 3. The drawn stereoscopic images of the construction machines K1 to K4 are displayed on the virtual space display monitor 7 together with the drawn images of the construction site G. In this case, the stereoscopic images of the construction machines K1 to K4 can be enlarged or reduced together with the image of the construction site G on the virtual space display monitor 7 by operating the input device or the like, and the virtual viewpoint can be displayed. It is also possible to display from or in 3D.

計測手段5は、建設機械K1~K4同士の距離である第一距離を仮想空間内で計測する。第一距離は、建設機械K1~K4の現在進行中の動作の継続、建設機械K1~K4同士の接近を意味する警報の発報、及び建設機械K1~K4同士の接触を回避する動作(現在進行中の動作の停止や方向転換等を含む)の開始を、それぞれ判定するための基準となる距離である。
また、計測手段5は、建設機械K1~K4のいずれかと作業者との距離である第二距離を仮想空間内で計測する。第二距離は、建設機械K1~K4の現在進行中の動作の継続、建設機械K1~K4のいずれかと作業者との接近を意味する警報の発報、及び建設機械K1~K4と作業者との接触を回避する動作(現在進行中の動作の停止や方向転換等を含む)の開始を、それぞれ判定するための基準となる距離である。
さらに、計測手段5は、建設機械K1~K4のいずれかと建設現場Gに設定された進入禁止エリア(例えば図6の符号A4で示されるエリア)との距離である第三距離を仮想空間内で計測する。第三距離は、建設機械K1~K4の現在進行中の動作の継続、建設機械K1~K4のいずれかと進入禁止エリアとの接近を意味する警報の発報、及び建設機械K1~K4と進入禁止エリアとの接触(進入禁止エリアへの進入)を回避する動作(現在進行中の動作の停止や方向転換等を含む)の開始を、それぞれ判定するための基準となる距離である。
The measuring means 5 measures the first distance, which is the distance between the construction machines K1 to K4, in the virtual space. The first distance is the continuation of the ongoing operation of the construction machines K1 to K4, the issuance of an alarm indicating the approach of the construction machines K1 to K4, and the operation of avoiding the contact between the construction machines K1 to K4 (currently). It is a reference distance for determining the start of (including the stop of the ongoing operation and the change of direction).
Further, the measuring means 5 measures the second distance, which is the distance between any of the construction machines K1 to K4 and the worker, in the virtual space. The second distance is the continuation of the ongoing operation of the construction machines K1 to K4, the issuance of an alarm indicating the approach of any of the construction machines K1 to K4 to the worker, and the construction machines K1 to K4 and the worker. It is a reference distance for determining the start of an operation (including a stop of an ongoing operation, a change of direction, etc.) to avoid contact with each other.
Further, the measuring means 5 sets a third distance in the virtual space, which is the distance between any of the construction machines K1 to K4 and the no-entry area (for example, the area indicated by the reference numeral A4 in FIG. 6) set at the construction site G. measure. The third distance is the continuation of the ongoing operation of the construction machines K1 to K4, the issuance of an alarm indicating the approach of any of the construction machines K1 to K4 to the restricted area, and the prohibition of entry with the construction machines K1 to K4. It is a reference distance for determining the start of an operation (including a stop or a change of direction of an operation currently in progress) for avoiding contact with an area (entering a prohibited area).

動作制御手段6は、計測されたこれらの第一距離~第三距離に基づいて建設機械K1~K4の動作を制御する。そして、動作制御手段6は、第一距離~第三距離に基づいて建設機械K1~K4の動作を制御するために、仮想空間内において、例えば、図3(a)に示す外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を設定する。
外枠S1は、平面視でクローラダンプK1の外側を囲むように形成された四角形状の枠である。バーチャル接触領域R1は、外枠S1を囲むように形成された四角枠状の領域である。バーチャル警告領域R2は、バーチャル接触領域R1の外側を囲むように形成された四角枠状の領域である。
動作制御手段6は、外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を、図3(b)に示したバックホウK2に対しても同様に設定する。また、動作制御手段6は、図示はしないが、ブルドーザK3、振動ローラK4に対しても同様に、外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を設定する。なお、外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2の大きさは、適宜設定変更することができる。
The motion control means 6 controls the motion of the construction machines K1 to K4 based on these measured first to third distances. Then, in order to control the operation of the construction machines K1 to K4 based on the first distance to the third distance, the motion control means 6, for example, in the virtual space, for example, the outer frame S1 shown in FIG. 3A, the virtual The contact area R1 and the virtual warning area R2 are set.
The outer frame S1 is a rectangular frame formed so as to surround the outside of the crawler dump K1 in a plan view. The virtual contact area R1 is a square frame-shaped area formed so as to surround the outer frame S1. The virtual warning area R2 is a square frame-shaped area formed so as to surround the outside of the virtual contact area R1.
The operation control means 6 sets the outer frame S1, the virtual contact area R1 and the virtual warning area R2 in the same manner for the backhoe K2 shown in FIG. 3B. Further, although not shown, the operation control means 6 similarly sets the outer frame S1, the virtual contact area R1 and the virtual warning area R2 for the bulldozer K3 and the vibrating roller K4. The sizes of the outer frame S1, the virtual contact area R1 and the virtual warning area R2 can be appropriately set and changed.

そして、動作制御手段6は、仮想空間内において、各建設機械K1~K4に設定したバーチャル警告領域R2同士が干渉した場合に、第一距離が、建設機械K1~K4同士の接近を意味する第一接近距離となったと判定して、該当する建設機械K1~K4に警告を発する制御を行う。発報された警告は、仮想空間表示用モニタ7や制御用モニタ8、さらに、対象となる建設機械K1~K4に備わる各操作画面等に表示される。これにより、各モニタ7,8見ているオペレータや、建設機械K1~K4に搭乗している作業員に注意喚起がなされる。
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、各建設機械K1~K4に設定したバーチャル接触領域R1同士が干渉した場合に、第一距離が、建設機械K1~K4同士の接触の可能性を意味する第一接触距離となったと判定して、該当する建設機械K1~K4に対し、動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。これにより、各建設機械K1~K4同士の接触が好適に回避される。なお、バーチャル警告領域R2同士が干渉しているか否かの判定は、バーチャル警告領域R2の外側部R21同士の重なりの有無を座標に基づいて検出することで行うことができる。また、バーチャル接触領域R1同士が干渉しているか否かの判定は、バーチャル接触領域R1の外側部R11同士の重なりの有無を座標に基づいて検出することで行うことができる。
Then, in the virtual space, when the virtual warning areas R2 set in the construction machines K1 to K4 interfere with each other, the first distance means that the construction machines K1 to K4 approach each other. It is determined that one approach distance has been reached, and control is performed to issue a warning to the corresponding construction machines K1 to K4. The issued warning is displayed on the virtual space display monitor 7, the control monitor 8, and the operation screens of the target construction machines K1 to K4. As a result, the operators watching the monitors 7 and 8 and the workers on the construction machines K1 to K4 are alerted.
Further, in the motion control means 6, when the virtual contact areas R1 set in the construction machines K1 to K4 interfere with each other in the virtual space, the first distance may be the possibility of contact between the construction machines K1 to K4. It is determined that the meaning first contact distance has been reached, and control for changing the operation (for example, stopping the operation currently in progress) is performed on the corresponding construction machines K1 to K4. As a result, contact between the construction machines K1 to K4 is preferably avoided. It should be noted that it is possible to determine whether or not the virtual warning areas R2 are interfering with each other by detecting whether or not the outer portions R21 of the virtual warning area R2 are overlapped with each other based on the coordinates. Further, it is possible to determine whether or not the virtual contact regions R1 are interfering with each other by detecting whether or not the outer portions R11 of the virtual contact region R1 are overlapped with each other based on the coordinates.

また、動作制御手段6は、仮想空間内において、各建設機械K1~K4に設定したバーチャル警告領域R2のいずれかと作業者(不図示、以下同じ)の位置とが干渉した場合に、第二距離が、建設機械K1~K4と作業者との接近を意味する第二接近距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4と作業者とに警告を発する制御を行う。これにより、各モニタ7,8を見ているオペレータや、作業者に注意喚起がなされる。なお、バーチャル警告領域R2は、作業者に対する安全の観点から前記した建設機械K1~K4同士の場合に設定される領域よりも大きく設定されることが好ましい。作業者の位置情報は、位置情報を発信する機器を作業者に携行させることにより、位置情報取得手段3を介して取得可能である。取得された作業者の位置情報は、仮想空間内に描画可能であり、仮想空間表示用モニタ7に表示することも可能である。
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、建設機械K1~K4のバーチャル接触領域R1のいずれかと作業者の位置とが干渉した場合に、前記第二距離が、建設機械K1~K4と作業者との接触を意味する第二接触距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に対し、動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。これにより、建設機械K1~K4と作業者との接触が好適に回避される。
Further, the motion control means 6 has a second distance when any one of the virtual warning areas R2 set in each of the construction machines K1 to K4 interferes with the position of the worker (not shown, the same applies hereinafter) in the virtual space. However, it is determined that the second approach distance means the approach between the construction machines K1 to K4 and the worker. Then, the operation control means 6 controls to issue a warning to the corresponding construction machines K1 to K4 and the operator. As a result, the operator and the operator who are watching the monitors 7 and 8 are alerted. The virtual warning area R2 is preferably set larger than the area set in the case of the construction machines K1 to K4 described above from the viewpoint of safety for the operator. The position information of the worker can be acquired via the position information acquisition means 3 by having the worker carry a device for transmitting the position information. The acquired position information of the worker can be drawn in the virtual space and can be displayed on the virtual space display monitor 7.
Further, when the motion control means 6 interferes with any of the virtual contact areas R1 of the construction machines K1 to K4 and the position of the worker in the virtual space, the second distance works with the construction machines K1 to K4. It is determined that the second contact distance means contact with a person. Then, the motion control means 6 controls the corresponding construction machines K1 to K4 to change the motion (for example, stop the currently ongoing motion). As a result, contact between the construction machines K1 to K4 and the worker is preferably avoided.

また、動作制御手段6は、仮想空間内において、建設機械K1~K4に設定したバーチャル警告領域R2のいずれかと進入禁止エリアA4とが干渉した場合に、第三距離が、建設機械K1~K4と進入禁止エリアA4との接近を意味する第三接近距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に警告を発する制御を行う。これにより、各モニタ7,8を見ているオペレータに注意喚起がなされる。
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、建設機械K1~K4に設定したバーチャル接触領域R1のいずれかと進入禁止エリアA4とが干渉した場合に、第三距離が、進入禁止エリアA4への進入を意味する第三接触距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に対し、動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。これにより、進入禁止エリアA4へ建設機械K1~K4が進入することが好適に回避される。
なお、動作制御手段6は、土砂積込みエリアA1において、バーチャル警告領域R2同士の干渉及びバーチャル接触領域R1同士の干渉を判定しないように設定されている。動作制御手段6は、土砂積込みエリアA1に入っている建設機械(図6においてはクローラダンプK1とバックホウK2)に対しては、例えば、クローラダンプK1とバックホウK2との中心部(外枠S1の中心部)同士が干渉した場合に接触する可能性があるとして、両者の動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。
Further, when the operation control means 6 interferes with any of the virtual warning areas R2 set in the construction machines K1 to K4 and the entry prohibited area A4 in the virtual space, the third distance becomes the construction machines K1 to K4. It is determined that the third approach distance, which means the approach to the entry prohibited area A4, has been reached. Then, the operation control means 6 controls to issue a warning to the corresponding construction machines K1 to K4. As a result, the operator who is watching each of the monitors 7 and 8 is alerted.
Further, when the motion control means 6 interferes with any of the virtual contact areas R1 set in the construction machines K1 to K4 and the entry prohibited area A4 in the virtual space, the third distance to the entry prohibited area A4 is reached. It is determined that the third contact distance, which means approach, has been reached. Then, the motion control means 6 controls the corresponding construction machines K1 to K4 to change the motion (for example, stop the currently ongoing motion). As a result, it is preferably avoided that the construction machines K1 to K4 enter the entry prohibited area A4.
The operation control means 6 is set so as not to determine the interference between the virtual warning areas R2 and the interference between the virtual contact areas R1 in the earth and sand loading area A1. For the construction machine (crawler dump K1 and backhoe K2 in FIG. 6) in the earth and sand loading area A1, the operation control means 6 is, for example, the central portion of the crawler dump K1 and the backhoe K2 (outer frame S1). It is assumed that there is a possibility of contact between the central parts), and control for changing the movements of the two (for example, stopping the movement currently in progress) is performed.

仮想空間表示用モニタ7は、第一表示手段2で描画された建設現場Gの画像、各建設機械K1~K4の立体画像を表示する。また、仮想空間表示用モニタ7は、各建設機械K1~K4の外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を表示する。そして、仮想空間表示用モニタ7は、前記したように発報された警告の情報を表示するとともに、各建設機械K1~K4の動作が変更されたことを示す情報を表示する。
制御用モニタ8は、各建設機械K1~K4の稼働状況や管理タスク等を表示する。
俯瞰カメラ用モニタ9は、建設現場Gの実空間を表示する。実空間の画像は、図2に示すように、建設現場Gに設置された複数の俯瞰カメラ12からカメラ用中継器11を介して中央制御部1に取得される。オペレータは、俯瞰カメラ用モニタ9を通じて建設現場Gの実空間における建設機械K1~K4の稼働状況を確認できる。特に、遠隔操作で建設機械K1~K4を自動制御する場合に、仮想空間表示用モニタ7に表示される仮想空間内の建設機械K1~K4と、俯瞰カメラ用モニタ9に表示される実空間の建設機械K1~K4とのラグを容易に確認することができるため、作業の確実性を向上できる。
The virtual space display monitor 7 displays an image of the construction site G drawn by the first display means 2 and a stereoscopic image of each of the construction machines K1 to K4. Further, the virtual space display monitor 7 displays the outer frame S1, the virtual contact area R1 and the virtual warning area R2 of each of the construction machines K1 to K4. Then, the virtual space display monitor 7 displays the warning information issued as described above, and also displays the information indicating that the operations of the construction machines K1 to K4 have been changed.
The control monitor 8 displays the operating status, management tasks, and the like of the construction machines K1 to K4.
The monitor 9 for the bird's-eye view camera displays the real space of the construction site G. As shown in FIG. 2, the image of the real space is acquired by the central control unit 1 from the plurality of bird's-eye view cameras 12 installed at the construction site G via the camera repeater 11. The operator can confirm the operating status of the construction machines K1 to K4 in the real space of the construction site G through the monitor 9 for the bird's-eye view camera. In particular, when the construction machines K1 to K4 are automatically controlled by remote control, the construction machines K1 to K4 in the virtual space displayed on the virtual space display monitor 7 and the real space displayed on the bird's-eye view camera monitor 9 Since the lag with the construction machines K1 to K4 can be easily confirmed, the certainty of the work can be improved.

制御用中継器10は、中央制御部1側と建設機械群K側との間で制御信号を中継する装置である。制御用中継器10は、建設機械群Kの各建設機械K1~K4との間で、例えば通信規格として5G(5th Generation:第五世代移動通信システム)を利用して制御信号を通信する。 The control repeater 10 is a device that relays a control signal between the central control unit 1 side and the construction machine group K side. The control repeater 10 communicates a control signal with each of the construction machines K1 to K4 of the construction machine group K by using, for example, 5G (5th Generation: 5th generation mobile communication system) as a communication standard.

カメラ用中継器11は、中央制御部1側と建設機械群K側との間で映像信号を中継する装置である。カメラ用中継器11は、建設機械群Kの各建設機械K1~K4との間で、例えば5Gを利用して映像信号を通信する。また、カメラ用中継器11には、建設現場Gに設置される複数の俯瞰カメラ12が有線で接続されている。カメラ用中継器11は、複数の俯瞰カメラ12からの映像を光ケーブル等の通信手段を利用して中央制御部1側に送信する。 The camera repeater 11 is a device that relays a video signal between the central control unit 1 side and the construction machine group K side. The camera repeater 11 communicates a video signal with each of the construction machines K1 to K4 of the construction machine group K by using, for example, 5G. Further, a plurality of bird's-eye view cameras 12 installed at the construction site G are connected to the camera repeater 11 by wire. The camera repeater 11 transmits images from a plurality of bird's-eye view cameras 12 to the central control unit 1 side using a communication means such as an optical cable.

次に、建設機械K1~K4に搭載される機器について、クローラダンプK1に搭載される機器を例にとって説明する。
図4に示すように、クローラダンプK1には、送受信アンテナ20、車載制御部21、建設機械駆動部22、車載カメラ23、GPS方位計24、障害物検知装置25及び傾斜計26が備わる。なお、他の建設機械K2~K4についても、クローラダンプK1に搭載される機器と同等の機器が搭載される。
Next, the equipment mounted on the construction machines K1 to K4 will be described by taking the equipment mounted on the crawler dump K1 as an example.
As shown in FIG. 4, the crawler dump K1 includes a transmission / reception antenna 20, an in-vehicle control unit 21, a construction machine drive unit 22, an in-vehicle camera 23, a GPS directional meter 24, an obstacle detection device 25, and an inclinometer 26. The other construction machines K2 to K4 are also equipped with the same equipment as the equipment mounted on the crawler dump K1.

送受信アンテナ20は、制御用中継器10を介して中央制御部1と制御信号を送受信するためのアンテナであり、クローラダンプK1の上部に取り付けられている。例えば、送受信アンテナ20と制御用中継器10とは、前記したように5Gを利用して通信される。5Gを利用した通信は、4G(4th Generation:第四世代移動通信システム)を利用したものに比べて遅延時間を大幅に短くすることができるため、建設機械K1~K4の自動制御を実行することに適している。特に、5Gを利用することで、建設機械K1~K4の警告報知や接触回避を確実に実行することができる。なお、制御用中継器10と中央制御部1とは、光ケーブルにより通信されるので、建設機械K1~K4を遠隔で自動制御する場合にも、建設機械K1~K4の警告報知や接触回避を確実に実行することができる。
なお、中央制御部1側と建設機械群K側との通信は、5Gを利用したものに限られることはなく、LTE(Long Term Evolution)や4Gを利用してもよい。
The transmission / reception antenna 20 is an antenna for transmitting / receiving a control signal to / from the central control unit 1 via the control repeater 10, and is attached to the upper part of the crawler dump K1. For example, the transmission / reception antenna 20 and the control repeater 10 communicate with each other using 5G as described above. Communication using 5G can significantly shorten the delay time compared to communication using 4G (4th Generation: 4th generation mobile communication system), so automatic control of construction machines K1 to K4 should be executed. Suitable for. In particular, by using 5G, it is possible to reliably perform warning notification and contact avoidance of construction machines K1 to K4. Since the control repeater 10 and the central control unit 1 are communicated with each other by an optical cable, warning notification and contact avoidance of construction machines K1 to K4 are ensured even when the construction machines K1 to K4 are automatically controlled remotely. Can be run on.
The communication between the central control unit 1 side and the construction machine group K side is not limited to the one using 5G, and LTE (Long Term Evolution) or 4G may be used.

車載制御部21は、GPS方位計24からの位置情報や方位情報、障害物検知装置25からの障害物の検知情報等に基づいて、クローラダンプK1の自動走行や各種作業を行うための制御量を演算する。
建設機械駆動部22は、車載制御部21で演算された制御量に基づいて、クローラダンプK1の自動走行や各種作業を実行する。例えば、建設機械駆動部22は、車載制御部21で演算された制御量に基づいて、バックホウK2による土砂の積込みが最適に行われる位置にクローラダンプK1を駆動する。
車載カメラ23は、クローラダンプK1の周囲の実空間の映像を撮影するカメラである。例えば、車載カメラ23は、ハイビジョン映像や夜間赤外線LED映像を撮影可能であるとともに、水平方向に360度、垂直方向に180度旋回してクローラダンプK1の周囲を撮影可能である。車載カメラ23で撮影された映像は、車載制御部21及び送受信アンテナ20からカメラ用中継器11を介して中央制御部1側へ送信される。車載カメラ23で撮影された映像は、実空間における作業状況の把握に寄与する。
GPS方位計24は、クローラダンプK1の位置情報及び方位情報を取得し、その座標情報を車載制御部21に出力する。取得された座標情報は、車載制御部21の制御に利用されるとともに、送受信アンテナ20から制御用中継器10を介して中央制御部1側へ送信される。取得された座標情報は、クローラダンプK1の立体画像を仮想空間内に描画するために使用される。
The in-vehicle control unit 21 controls the amount of control for automatically traveling the crawler dump K1 and performing various operations based on the position information and direction information from the GPS azimuth meter 24, the obstacle detection information from the obstacle detection device 25, and the like. Is calculated.
The construction machine drive unit 22 executes automatic traveling and various operations of the crawler dump K1 based on the control amount calculated by the vehicle-mounted control unit 21. For example, the construction machine drive unit 22 drives the crawler dump K1 to a position where the loading of earth and sand by the backhoe K2 is optimally performed based on the control amount calculated by the vehicle-mounted control unit 21.
The in-vehicle camera 23 is a camera that captures an image of the real space around the crawler dump K1. For example, the in-vehicle camera 23 can capture a high-definition image and a nighttime infrared LED image, and can rotate 360 degrees in the horizontal direction and 180 degrees in the vertical direction to photograph the surroundings of the crawler dump K1. The image taken by the vehicle-mounted camera 23 is transmitted from the vehicle-mounted control unit 21 and the transmission / reception antenna 20 to the central control unit 1 side via the camera repeater 11. The image taken by the in-vehicle camera 23 contributes to grasping the working situation in the real space.
The GPS directional meter 24 acquires the position information and the directional information of the crawler dump K1 and outputs the coordinate information to the vehicle-mounted control unit 21. The acquired coordinate information is used for controlling the vehicle-mounted control unit 21, and is transmitted from the transmission / reception antenna 20 to the central control unit 1 side via the control repeater 10. The acquired coordinate information is used to draw a stereoscopic image of the crawler dump K1 in the virtual space.

障害物検知装置25は、自動走行路中等に障害物があるか否かを検知する。障害物検知装置25で検知した情報は、車載制御部21に出力されて、自動走行時の障害物回避走行を行う際の制御等に利用される。
傾斜計26は、荷台が傾斜しているか否かを検出する。荷台が傾斜しているか否かの検出情報は、土砂の積込み時や土砂の排出時の荷台の駆動制御に利用される。
The obstacle detection device 25 detects whether or not there is an obstacle in the automatic driving road or the like. The information detected by the obstacle detection device 25 is output to the in-vehicle control unit 21 and used for control when performing obstacle avoidance driving during automatic driving.
The inclinometer 26 detects whether or not the loading platform is tilted. The detection information of whether or not the loading platform is tilted is used for driving control of the loading platform at the time of loading the earth and sand and discharging the earth and sand.

次に、本実施形態の建設機械接触防止システムの動作制御処理について説明する。
図6は図2の建設現場の作業ヤードを拡大して示した模式平面図、図7は作業ヤードにおける土砂の積込み作業を視点を変えて示した模式斜視図である。また、図8は動作制御の処理を示したフローチャートであり、図9各図は建設機械に設定された領域の干渉状態を示した模式図である。
Next, the operation control process of the construction machine contact prevention system of the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a schematic plan view showing an enlarged work yard at the construction site of FIG. 2, and FIG. 7 is a schematic perspective view showing the work of loading earth and sand in the work yard from a different viewpoint. Further, FIG. 8 is a flowchart showing the operation control process, and each figure of FIG. 9 is a schematic diagram showing the interference state of the region set in the construction machine.

図6に示すように、作業ヤードAには、土砂積込みエリアA1と、土砂排出エリアA2,A2と、これらのエリアの間をつなぐ走行路A3と、が備わる。
クローラダンプK1は、走行路A3を走行して、土砂積込みエリアA1で積込んだ土砂を土砂排出エリアA2,A2に排出する運搬作業を自動制御で行うようにプログラムされている。
土砂積込みエリアA1には、クローラダンプK1の荷台に土砂を積込む作業を自動制御で行うようにプログラムされた複数のバックホウK2が配置されている。
なお、土砂積込みエリアA1では、図7に示すように、クローラダンプK1とバックホウK2とが接近して土砂の積込みが行われるため、以下に説明するようなクローラダンプK1とバックホウK2との接近に基づく領域干渉の判定はキャンセルされる。
As shown in FIG. 6, the work yard A is provided with a sediment loading area A1, sediment discharge areas A2 and A2, and a traveling path A3 connecting these areas.
The crawler dump K1 is programmed to travel along the traveling path A3 and automatically control the transportation work of discharging the earth and sand loaded in the earth and sand loading area A1 to the earth and sand discharge areas A2 and A2.
In the earth and sand loading area A1, a plurality of backhoes K2 programmed to automatically control the work of loading earth and sand on the loading platform of the crawler dump truck K1 are arranged.
In the earth and sand loading area A1, as shown in FIG. 7, the crawler dump K1 and the backhoe K2 are close to each other to load the earth and sand. Based on the region interference determination is cancelled.

図8に示すように、動作制御処理が開始されると、ステップST1で各種設定の入力が行われる。ステップST1において、中央制御部1は、建設機械K1~K4の制御処理に関する各種設定の入力、例えば予めROM等に記憶された点群データ、第一接近距離~第三接近距離及び第一接触距離~第三接触距離の各データを受け付ける。
ステップST2において、第一表示手段2は、仮想空間内に建設現場G(図2参照)の地形面の画像を描画する。
ステップST3において、位置情報取得手段3は、実空間の建設機械K1~K4で測定される位置情報及び方位情報を含む座標情報を取得する。
ステップST4において、第二表示手段4は、位置情報取得手段3が取得した座標情報に基づいて、各建設機械K1~K4の立体画像を仮想空間内に描画する。
As shown in FIG. 8, when the operation control process is started, various settings are input in step ST1. In step ST1, the central control unit 1 inputs various settings related to the control processing of the construction machines K1 to K4, for example, point cloud data previously stored in a ROM or the like, a first approach distance to a third approach distance, and a first contact distance. -Accepts each data of the third contact distance.
In step ST2, the first display means 2 draws an image of the topographical surface of the construction site G (see FIG. 2) in the virtual space.
In step ST3, the position information acquisition means 3 acquires coordinate information including position information and direction information measured by the construction machines K1 to K4 in the real space.
In step ST4, the second display means 4 draws stereoscopic images of the construction machines K1 to K4 in the virtual space based on the coordinate information acquired by the position information acquisition means 3.

ステップST5において、計測手段5は、仮想空間内における、建設機械K1~K4同士の距離である第一距離、建設機械K1~K4のいずれかと作業者との距離である第二距離、及び建設機械K1~K4のいずれかと建設現場Gの進入禁止エリアA4との距離である第三距離をそれぞれ計測する。
また、ステップST5において、動作制御手段6は、各建設機械K1~K4にバーチャル警告領域R2及びバーチャル接触領域R1をそれぞれ設定する。
In step ST5, the measuring means 5 has a first distance, which is the distance between the construction machines K1 to K4, a second distance, which is the distance between any of the construction machines K1 to K4 and the worker, and the construction machine in the virtual space. The third distance, which is the distance between any of K1 to K4 and the entry prohibited area A4 of the construction site G, is measured.
Further, in step ST5, the operation control means 6 sets a virtual warning area R2 and a virtual contact area R1 in each of the construction machines K1 to K4, respectively.

ステップST6において、動作制御手段6は、第一距離が第一接近距離以下であるか否かの判定を行う。第一距離が第一接近距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル警告領域R2同士が干渉していない場合(図9(a)参照)には、ステップST6においてNоと判定されて、ステップST7に移行する。ステップST6において、第一距離が第一接近距離以下である場合、すなわち、バーチャル警告領域R2同士が干渉している場合(図9(b)参照)には、ステップST6においてYesと判定されて、ステップST9に移行する。
ステップST7において、動作制御手段6は、第二距離が第二接近距離以下であるか否かの判定を行う。第二距離が第二接近距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と作業者の位置とが干渉していない場合には、ステップST7においてNоと判定されて、ステップST8に移行する。ステップST7において、第二距離が第二接近距離以下である場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と作業者の位置とが干渉している場合には、ステップST7においてYesと判定されて、ステップST9に移行する。
ステップST8において、動作制御手段6は、第三距離が第三接近距離以下であるか否かの判定を行う。第三距離が第三接近距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と進入禁止エリアA4とが干渉していない場合には、ステップST8においてNоと判定されてステップST5に移行する。そして、以下のステップST6を繰り返す。ステップST8において、第三距離が第三接近距離以下である場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と進入禁止エリアA4とが干渉している場合には、ステップST8においてYesと判定されて、ステップST9に移行する。
ステップST9において、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に警報を発報する。
In step ST6, the motion control means 6 determines whether or not the first distance is equal to or less than the first approach distance. When the first distance is larger than the first approach distance, that is, when the virtual warning areas R2 do not interfere with each other (see FIG. 9A), it is determined as Nо in step ST6, and the process proceeds to step ST7. do. In step ST6, when the first distance is equal to or less than the first approach distance, that is, when the virtual warning regions R2 interfere with each other (see FIG. 9B), it is determined to be Yes in step ST6. Move to step ST9.
In step ST7, the motion control means 6 determines whether or not the second distance is equal to or less than the second approach distance. When the second distance is larger than the second approach distance, that is, when the virtual warning area R2 and the position of the operator do not interfere with each other, it is determined as Nо in step ST7, and the process proceeds to step ST8. In step ST7, when the second distance is equal to or less than the second approach distance, that is, when the virtual warning area R2 and the position of the operator interfere with each other, Yes is determined in step ST7, and step ST9 is performed. Transition.
In step ST8, the motion control means 6 determines whether or not the third distance is equal to or less than the third approach distance. When the third distance is larger than the third approach distance, that is, when the virtual warning area R2 and the entry prohibited area A4 do not interfere with each other, it is determined as Nо in step ST8 and the process proceeds to step ST5. Then, the following step ST6 is repeated. In step ST8, when the third distance is equal to or less than the third approach distance, that is, when the virtual warning area R2 and the entry prohibition area A4 interfere with each other, Yes is determined in step ST8, and step ST9 is performed. Transition.
In step ST9, the motion control means 6 issues an alarm to the corresponding construction machines K1 to K4.

ステップST10において、動作制御手段6は、第一距離が第一接触距離以下であるか否かの判定を行う。第一距離が第一接触距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル接触領域R1同士が干渉していない場合(図9(a)(b)参照)には、ステップST10においてNоと判定されて、ステップST11に移行する。ステップST10において、第一距離が第一接触距離以下である場合、すなわち、バーチャル接触領域R1同士が干渉している場合(図9(c)参照)には、ステップST10においてYesと判定されて、ステップST13に移行する。 In step ST10, the motion control means 6 determines whether or not the first distance is equal to or less than the first contact distance. When the first distance is larger than the first contact distance, that is, when the virtual contact regions R1 do not interfere with each other (see FIGS. 9A and 9B), it is determined as Nо in step ST10, and the step is taken. Move to ST11. In step ST10, when the first distance is equal to or less than the first contact distance, that is, when the virtual contact regions R1 interfere with each other (see FIG. 9C), it is determined to be Yes in step ST10. The process proceeds to step ST13.

ステップST11において、動作制御手段6は、第二距離が第二接触距離以下であるか否かの判定を行う。第二距離が第二接触距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル接触領域R1と作業者の位置とが干渉していない場合には、ステップST11においてNоと判定されて、ステップST12に移行する。ステップST11において、第二距離が第二接触距離以下である場合、すなわち、バーチャル接触領域R1と作業者の位置とが干渉している場合には、ステップST11においてYesと判定されて、ステップST13に移行する。
ステップST12において、動作制御手段6は、第三距離が第三接触距離以下であるか否かの判定を行う。第三距離が第三接触距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル接触領域R1と進入禁止エリアA4とが干渉していない場合には、ステップST12においてNоと判定されてステップST5に移行する。そして、以下のステップST6を繰り返す。ステップST12において、第三距離が第三接触距離以下である場合、すなわち、バーチャル接触領域R1が進入禁止エリアA4に進入している場合には、ステップST12においてYesと判定されて、ステップST13に移行する。
ステップST13において、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4の動作を変更する制御(例えば停止する制御)を行う。これにより、動作制御処理は終了となる。
ステップST13において、動作を停止する制御を実行した場合には、手動制御により、動作の停止された建設機械K1~K4を、接触回避のための退避位置に移動させる。
In step ST11, the motion control means 6 determines whether or not the second distance is equal to or less than the second contact distance. When the second distance is larger than the second contact distance, that is, when the virtual contact area R1 and the position of the operator do not interfere with each other, it is determined as Nо in step ST11, and the process proceeds to step ST12. In step ST11, when the second distance is equal to or less than the second contact distance, that is, when the virtual contact area R1 and the position of the operator interfere with each other, Yes is determined in step ST11, and step ST13 is performed. Transition.
In step ST12, the motion control means 6 determines whether or not the third distance is equal to or less than the third contact distance. When the third distance is larger than the third contact distance, that is, when the virtual contact area R1 and the entry prohibited area A4 do not interfere with each other, it is determined as Nо in step ST12 and the process proceeds to step ST5. Then, the following step ST6 is repeated. In step ST12, when the third distance is equal to or less than the third contact distance, that is, when the virtual contact area R1 has entered the entry prohibited area A4, it is determined to be Yes in step ST12, and the process proceeds to step ST13. do.
In step ST13, the motion control means 6 controls to change the motion of the corresponding construction machines K1 to K4 (for example, stop control). As a result, the operation control process is completed.
When the control for stopping the operation is executed in step ST13, the construction machines K1 to K4 whose operation has been stopped are moved to the retracted position for avoiding contact by manual control.

以上説明した本実施形態の建設機械接触防止システムでは、建設機械K1~K4同士の位置情報と距離情報とを取得するだけで、建設機械K1~K4同士の接近に対する警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を実現できる。従来のように建設機械K1~K4毎に複数のセンサ等を設置する必要がないので、構成がシンプルであり、コストの低減を図ることができる。 In the construction machine contact prevention system of the present embodiment described above, only by acquiring the position information and the distance information between the construction machines K1 to K4, the control for changing the warning and the operation for the approach between the construction machines K1 to K4 (control (Including stop of operation) can be realized. Since it is not necessary to install a plurality of sensors or the like for each of the construction machines K1 to K4 as in the conventional case, the configuration is simple and the cost can be reduced.

また、動作制御手段6は、警告を発する制御を行うための基準となるバーチャル警告領域R2と、動作を変更する制御を行うための基準となるバーチャル接触領域R1と、を仮想空間内において各建設機械K1~K4の周囲に設定する。そして、バーチャル警告領域R2同士の干渉に基づいて警告を発報し、バーチャル接触領域R1同士の干渉に基づいて該当する建設機械K1~K4に対して動作を変更する制御を行うので、警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を、よりシンプルに実現できる。また、建設機械K1~K4同士の接近状態を仮想空間内で容易に確認できる。 Further, the motion control means 6 constructs a virtual warning area R2 as a reference for performing control for issuing a warning and a virtual contact area R1 as a reference for performing control for changing the motion in the virtual space. Set around machines K1 to K4. Then, a warning is issued based on the interference between the virtual warning areas R2, and control is performed to change the operation of the corresponding construction machines K1 to K4 based on the interference between the virtual contact areas R1. The control to change (including the stop of operation) can be realized more simply. In addition, the approaching state of the construction machines K1 to K4 can be easily confirmed in the virtual space.

また、第二表示手段4は、各建設機械K1~K4の画像を仮想空間内に立体表示するので、建設機械K1~K4同士の接近状態を仮想空間内でよりリアルに確認できる。
また、位置情報取得手段3は、建設機械K1~K4の位置情報とともに方位情報を取得可能であるので、建設機械K1~K4同士の接近に対する警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を、より精度よく実現できる。
Further, since the second display means 4 displays the images of the construction machines K1 to K4 in three dimensions in the virtual space, the approaching state of the construction machines K1 to K4 can be confirmed more realistically in the virtual space.
Further, since the position information acquisition means 3 can acquire the direction information together with the position information of the construction machines K1 to K4, the warning for the approach between the construction machines K1 to K4 and the control to change the operation (including the stop of the operation) Can be realized more accurately.

また、作業者に対する建設機械K1~K4の接近の警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)及び、進入禁止エリアA4に対する建設機械K1~K4の接近の警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を容易に実現できる。 In addition, the warning of the approach of the construction machines K1 to K4 to the worker and the control to change the operation (including the stop of the operation) and the warning of the approach of the construction machines K1 to K4 to the entry prohibited area A4 and the control to change the operation (including the stop of the operation). (Including stop of operation) can be easily realized.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、バーチャル警告領域R2同士の干渉に基づいて警告を発報し、バーチャル接触領域R1同士の干渉に基づいて該当する建設機械K1~K4の動作を変更する制御を行う構成としたが、これに限られることはない。例えば、第一~第三接近距離及び第一~第三接触距離をそれぞれ数値で設定し、これらを第一~第三距離と比べて、警報の発報や動作を変更する制御を行うように構成してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each component can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a warning is issued based on the interference between the virtual warning areas R2, and the operation of the corresponding construction machines K1 to K4 is changed based on the interference between the virtual contact areas R1. However, it is not limited to this. For example, the first to third approach distances and the first to third contact distances are set numerically, respectively, and these are compared with the first to third distances to perform control to issue an alarm or change the operation. It may be configured.

また、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2は、いずれも四角枠状のものを示したが、これに限られることはなく、円形枠状や楕円形枠状等、種々の形状とされたものを採用することができる。円形枠状の領域とした場合には、一方の建設機械と他方の建設機械との中心部(外枠S1の中心部)同士の距離が、建設機械ごとに設定された領域の半径の合計値を下回るか否かで、干渉しているか否かを判定することができる。
また、建設機械K1~K4の動作を変更する制御は、オペレータの操作で送信される変更コマンドによって行われるように構成してもよい。
また、建設機械K1~K4は、全てが無人で作動するものに限られず、有人で作動するものを組み合わせてもよい。
Further, the virtual contact area R1 and the virtual warning area R2 both have a square frame shape, but are not limited to these, and have various shapes such as a circular frame shape and an elliptical frame shape. Can be adopted. In the case of a circular frame-shaped area, the distance between the center of one construction machine and the center of the other (center of the outer frame S1) is the total value of the radius of the area set for each construction machine. Whether or not there is interference can be determined based on whether or not the value is below.
Further, the control for changing the operation of the construction machines K1 to K4 may be configured to be performed by the change command transmitted by the operation of the operator.
Further, the construction machines K1 to K4 are not limited to those that operate unmanned, and may be combined with those that operate by manned.

1 中央制御部
2 第一表示手段
3 位置情報取得手段
4 第二表示手段
5 計測手段
6 動作制御手段
A4 進入禁止エリア
G 建設現場
K1 クローラダンプ
K2 バックホウ
K3 ブルドーザ
K4 振動ローラ
R1 バーチャル接触領域
R2 バーチャル警告領域
R11 外側部
R21 外側部
1 Central control unit 2 1st display means 3 Position information acquisition means 4 2nd display means 5 Measuring means 6 Operation control means A4 No entry area G Construction site K1 Crawler dump K2 Backhoe K3 Bulldozer K4 Vibration roller R1 Virtual contact area R2 Virtual warning Area R11 outer part R21 outer part

Claims (5)

建設現場で稼働する複数の建設機械の位置情報に基づいて前記建設機械同士の接触を回避する建設機械接触防止システムであって、
仮想空間内に前記建設現場の画像を描画する第一表示手段と、
前記各建設機械の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段により取得した前記各建設機械の位置情報に基づいて、前記仮想空間内に前記各建設機械の画像を描画する第二表示手段と、
前記建設機械同士の距離である第一距離を前記仮想空間内で計測する計測手段と、
計測された前記第一距離に基づいて前記建設機械の動作を制御する動作制御手段と、を備え、
前記動作制御手段は、計測された前記第一距離が前記建設機械同士の接近を意味する第一接近距離となった場合に、該当する前記建設機械に警告を発する制御を行うとともに、前記第一距離が前記第一接近距離よりも小さく、前記建設機械同士の接触の可能性を意味する第一接触距離となった場合に、該当する前記建設機械の動作を変更する制御を行うことを特徴とする建設機械接触防止システム。
It is a construction machine contact prevention system that avoids contact between the construction machines based on the position information of a plurality of construction machines operating at the construction site.
The first display means for drawing an image of the construction site in the virtual space,
The position information acquisition means for acquiring the position information of each construction machine and
A second display means for drawing an image of each construction machine in the virtual space based on the position information of each construction machine acquired by the position information acquisition means.
A measuring means for measuring the first distance, which is the distance between the construction machines, in the virtual space,
A motion control means for controlling the motion of the construction machine based on the measured first distance is provided.
The motion control means controls to issue a warning to the corresponding construction machine when the measured first distance becomes the first approach distance meaning the approach between the construction machines, and the first. When the distance is smaller than the first approach distance and becomes the first contact distance which means the possibility of contact between the construction machines, the control is performed to change the operation of the corresponding construction machines. Construction machinery contact prevention system.
前記動作制御手段は、
警告を発する制御を行うための基準となるバーチャル警告領域と、動作を変更する制御を行うための基準となるバーチャル接触領域と、を前記仮想空間内において前記各建設機械の周囲に設定し、
前記各建設機械に設定したバーチャル警告領域同士が干渉した場合に、前記第一接近距離となったと判定して、該当する前記建設機械に警告を発する制御を行うとともに、
前記各建設機械に設定したバーチャル接触領域同士が干渉した場合に、前記第一接触距離となったと判定して、該当する前記建設機械の動作を変更する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の建設機械接触防止システム。
The operation control means is
A virtual warning area, which is a reference for controlling to issue a warning, and a virtual contact area, which is a reference for controlling to change the operation, are set around each construction machine in the virtual space.
When the virtual warning areas set for each construction machine interfere with each other, it is determined that the first approach distance has been reached, and a warning is issued to the corresponding construction machine.
Claim 1 is characterized in that when the virtual contact areas set in each of the construction machines interfere with each other, it is determined that the first contact distance has been reached, and control is performed to change the operation of the corresponding construction machine. Construction machinery contact prevention system described in.
前記第二表示手段は、前記各建設機械の画像を前記仮想空間内に立体表示することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の建設機械接触防止システム。 The construction machine contact prevention system according to claim 1 or 2, wherein the second display means displays an image of each construction machine in a three-dimensional manner in the virtual space. 前記位置情報取得手段は、前記建設機械の位置情報とともに方位情報を取得可能であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の建設機械接触防止システム。 The construction machine contact prevention system according to any one of claims 1 to 3, wherein the position information acquisition means can acquire direction information together with the position information of the construction machine. 前記計測手段は、前記第一距離の計測に加えて、前記建設機械と作業者との距離である第二距離、及び前記建設機械と建設現場に設定された進入禁止エリアとの距離である第三距離を計測可能であり、
前記動作制御手段は、
前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接近を意味する第二接近距離、または前記第三距離が、前記建設機械と前記進入禁止エリアとの接近を意味する第三接近距離となった場合に、少なくとも該当する前記建設機械に警告を発する制御を行うとともに、
前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接触の可能性を意味する第二接触距離、または前記第三距離が、前記進入禁止エリアへの進入の可能性を意味する第三接触距離となった場合に、少なくとも該当する前記建設機械の動作を変更する制御を行うことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の建設機械接触防止システム。
In addition to the measurement of the first distance, the measuring means is a second distance, which is the distance between the construction machine and the worker, and a second distance between the construction machine and the no-entry area set at the construction site. It is possible to measure three distances,
The operation control means is
The second distance is the second approach distance which means the approach between the construction machine and the worker, or the third distance is the third approach distance which means the approach between the construction machine and the no-entry area. In the event of such a situation, at least control is performed to issue a warning to the relevant construction machine, and at the same time.
The second distance means the possibility of contact between the construction machine and the worker, or the third distance means the possibility of entry into the prohibited area. The construction machine contact prevention system according to any one of claims 1 to 4, wherein control is performed to change at least the operation of the construction machine when the distance is reached.
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