JP2022064219A - Motion control system - Google Patents

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Abstract

To provide a motion control system capable of preventing delay of overall excavation work by avoiding collisions between multiple excavators during autonomous driving.SOLUTION: The motion control system controls the motion of multiple excavators 100 inside a workroom 2 used in the pneumatic caisson method. The motion control system includes: failure detection means that detects a failure of an excavator 100-2 out of the multiple excavators 100; and action control means that controls the other excavator 100 to avoid contact with the excavator 100-2 when the failure of the excavator 100-2 is detected by the failure detection means.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、ニューマチックケーソン工法において用いられる作業室内の複数のショベルの動作を制御する動作制御システムに関する。 The present invention relates to an operation control system for controlling the operation of a plurality of excavators in a work room used in the pneumatic caisson method.

近年、都市内の地下インフラ設備の増加に対するニーズに応えるためニューマチックケーソン工法が使用されている。ニューマチックケーソン工法では、ケーソン躯体に作業室を設け、作業室内で掘削・排土を行いながら徐々にケーソンを沈下させる。作業室内が地中深くなるにつれ、作業室内の気圧を高くする必要があり作業環境が悪くなる。そのため、作業員の気圧障害を防ぐために作業時間が制限されるという問題がある。この問題を解決するため、地上からの遠隔操作による自動掘削を含めた作業室内の無人化が一般的となっている。 In recent years, the pneumatic caisson method has been used to meet the needs for the increase in underground infrastructure equipment in the city. In the pneumatic caisson method, a work room is provided in the caisson frame, and the caisson is gradually subsided while excavating and excavating soil in the work room. As the work room becomes deeper in the ground, it is necessary to increase the air pressure in the work room, and the work environment deteriorates. Therefore, there is a problem that the working time is limited in order to prevent the atmospheric pressure disorder of the worker. In order to solve this problem, it is common to unmanned the work room including automatic excavation by remote control from the ground.

また、ニューマチックケーソン以外の分野において、作業現場での無人車両の使用に関する文献としては、例えば特許文献1が知られている。特許文献1には、複数の無人車両がコースエリア内を走行する例が開示されている。コースエリア内には、無人車両のみならず複数の有人車両が走行しており、走行中に無人・有人車両から積み荷が落下し、この落下した積み荷が無人車両にとっての障害物となることがある。あるいは、走行コース上に岩石が出現したりや穴やぬかるみが発生することにより、これらの路面状態の悪化も障害物となり得る。そこで、無人車両が障害物と干渉しないように障害物のデータを更新することで、走行コースの修正が行われてきた。 Further, in a field other than the pneumatic caisson, for example, Patent Document 1 is known as a document relating to the use of an automatic guided vehicle at a work site. Patent Document 1 discloses an example in which a plurality of unmanned vehicles travel in a course area. Not only unmanned vehicles but also multiple manned vehicles are running in the course area, and cargo may fall from unmanned or manned vehicles while driving, and the dropped cargo may become an obstacle for unmanned vehicles. .. Alternatively, the deterioration of these road surface conditions can be an obstacle due to the appearance of rocks, holes, and muddy areas on the traveling course. Therefore, the traveling course has been corrected by updating the obstacle data so that the automatic guided vehicle does not interfere with the obstacle.

特許第5162795号公報Japanese Patent No. 5162795

ところで、例えば地上に設けられた遠隔操作室から作業室内の複数のショベルを遠隔操作するニューマチックケーソン工法では、ショベルに設けられるカメラの台数には制限がある、また、カメラの視野も狭いという都合上、遠隔操作室からのショベルの操作に際しては、ショベル同士が衝突して一部のショベルが故障する可能性が高い。そのため、故障したショベルに、他のショベルが接触してしまい、掘削作業に遅延が発生するという問題点があった。 By the way, for example, in the pneumatic cason method in which a plurality of excavators in the work room are remotely controlled from a remote control room provided on the ground, the number of cameras installed in the excavator is limited and the field of view of the cameras is narrow. In addition, when operating excavators from the remote control room, there is a high possibility that the excavators will collide with each other and some excavators will break down. Therefore, there is a problem that another excavator comes into contact with the failed excavator, which causes a delay in the excavation work.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、自動運転中の複数のショベル同士の衝突を回避して掘削作業全体の遅延を防止することができる動作制御システムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to avoid a collision between a plurality of excavators during automatic operation and prevent a delay in the entire excavation work. The purpose is to provide an operation control system that can be used.

本発明を適用した動作制御システムは、ニューマチックケーソン工法において用いられる作業室内の複数のショベルの動作を制御する動作制御システムにおいて、上記複数のショベルのうちの一のショベルの故障を検知する故障検知手段と、上記故障検知手段により上記一のショベルの故障が検知された場合に、他のショベルを当該ショベルへの接触を回避するように制御する動作制御手段とを備えることを特徴とする。 The motion control system to which the present invention is applied is a motion control system that controls the motion of a plurality of excavators in a work room used in the pneumatic cason method, and is a failure detection that detects a failure of one of the plurality of excavators. It is characterized by comprising means and motion control means for controlling the other excavator so as to avoid contact with the excavator when the failure of the one excavator is detected by the failure detecting means.

上述した構成からなる本発明によれば、作業室内で一のショベルが故障した場合、他のショベルは故障したショベルを回避しながら作業を継続する。これにより、例えば、工場のようなオートメーションシステムにおいても、システム全体を停止することなく作業の遅延を防止することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, when one excavator fails in the work room, the other excavators continue the work while avoiding the failed excavator. As a result, even in an automation system such as a factory, it is possible to prevent work delays without stopping the entire system.

図1は、本発明の実施の形態に係るニューマチックケーソン工法の主要設備を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing the main equipment of the pneumatic caisson method according to the embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態に係る作業機の一例である掘削機の側面図である。FIG. 2 is a side view of an excavator which is an example of a working machine according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る掘削機における制御系統を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control system in the excavator according to the embodiment of the present invention. 図4は、作業室の側面図である。FIG. 4 is a side view of the work room. 図5は、作業室の平面図である。FIG. 5 is a plan view of the working room. 図6は、複数の領域に分割した作業室の模式図である。FIG. 6 is a schematic view of a work room divided into a plurality of areas. 図7は、本発明の実施の形態に係る動作制御システムの動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the operation control system according to the embodiment of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態に係る侵入禁止領域を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an intrusion prohibition region according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明を適用した動作制御システムについて、図面を参照しながら詳細に説明をする。 Hereinafter, the motion control system to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る作業機の一例である掘削機が用いられるニューマチックケーソン工法の主要設備の一例を示す図である。ニューマチックケーソン工法は、掘削設備E1、艤装設備E2、排土設備E3、送気設備E4及び予備・安全設備E5を用いて、鉄筋コンクリート製のケーソン1を地中に沈下させていくことにより、地下構造物を構築する。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a main facility of a pneumatic caisson method in which an excavator, which is an example of a working machine according to the present invention, is used. In the pneumatic caisson method, the reinforced concrete caisson 1 is submerged underground using the excavation equipment E1, the equipment equipment E2, the soil removal equipment E3, the air supply equipment E4, and the reserve / safety equipment E5. Build a structure.

掘削設備E1は、例えば、掘削機100(以下、ケーソンショベル100という)と、土砂自動積込装置11と、地上遠隔操作室13とを備える。ケーソンショベル100は、ケーソン1の底部に設けられた作業室2内に設置される。土砂自動積込装置11は、ケーソンショベル100により掘削された土砂を円筒状のアースバケット31に積み込む。地上遠隔操作室13は、ケーソンショベル100の作動を地上から遠隔操作する遠隔操作装置12を備える。 The excavation equipment E1 includes, for example, an excavator 100 (hereinafter referred to as a caisson excavator 100), an automatic earth and sand loading device 11, and a ground remote control room 13. The caisson excavator 100 is installed in the work room 2 provided at the bottom of the caisson 1. The earth and sand automatic loading device 11 loads the earth and sand excavated by the caisson excavator 100 into the cylindrical earth bucket 31. The ground remote control room 13 includes a remote control device 12 that remotely controls the operation of the caisson excavator 100 from the ground.

艤装設備E2は、例えば、マンシャフト21と、マンロック22(エアロック)と、マテリアルシャフト23と、マテリアルロック24(エアロック)とを備える。マンシャフト21は、作業者が作業室2へ出入りするために地上と作業室2とを繋ぐ円筒状の通路であり、例えば、螺旋階段25が設けられている。マンロック22は、マンシャフト21に設けられ地上の大気圧と作業室2内の圧力差を調節する二重扉構造の気密扉である。マテリアルシャフト23は、土砂自動積込装置11により土砂が積み込まれたアースバケット31を地上に運び出すために地上と作業室2とを繋ぐ円筒状の通路である。マテリアルロック24は、材料等を搬出入するためのマテリアルシャフト23に設けられた地上の大気圧と作業室2内の圧力差を調節する二重扉構造の気密扉である。マンロック22及びマテリアルロック24は、作業室2内の気圧が変化することを抑えて作業者やアースバケット31を作業室2へ出入りさせることが可能になるように構成されている。 The fitting equipment E2 includes, for example, a man shaft 21, a man lock 22 (airlock), a material shaft 23, and a material lock 24 (airlock). The man shaft 21 is a cylindrical passage connecting the ground and the work room 2 for an operator to enter and exit the work room 2, and is provided with, for example, a spiral staircase 25. The man lock 22 is an airtight door having a double door structure provided on the man shaft 21 to adjust the atmospheric pressure on the ground and the pressure difference in the work room 2. The material shaft 23 is a cylindrical passage connecting the ground and the work room 2 in order to carry the earth bucket 31 on which the earth and sand are loaded by the earth and sand automatic loading device 11 to the ground. The material lock 24 is an airtight door having a double door structure that adjusts the atmospheric pressure on the ground and the pressure difference in the work room 2 provided on the material shaft 23 for loading and unloading materials and the like. The man lock 22 and the material lock 24 are configured so that the worker and the earth bucket 31 can move in and out of the work room 2 while suppressing the change in the air pressure in the work room 2.

排土設備E3は、例えば、アースバケット31と、キャリア装置32と、土砂ホッパー33とを備える。アースバケット31は、ケーソンショベル100により掘削された土砂が積み込まれる有底円筒状の容器である。キャリア装置32は、アースバケット31を、マテリアルシャフト23を介して地上まで引き上げて運び出す装置である。土砂ホッパー33は、アースバケット31及びキャリア装置32により地上に運び出された土砂を一時的に貯めておく設備である。 The soil removal equipment E3 includes, for example, an earth bucket 31, a carrier device 32, and a soil hopper 33. The earth bucket 31 is a bottomed cylindrical container in which earth and sand excavated by the caisson excavator 100 are loaded. The carrier device 32 is a device that pulls up the earth bucket 31 to the ground via the material shaft 23 and carries it out. The earth and sand hopper 33 is a facility for temporarily storing the earth and sand carried to the ground by the earth bucket 31 and the carrier device 32.

送気設備E4は、例えば、空気圧縮機42と、空気清浄装置43と、送気圧力調整装置44と、自動減圧装置45とを備える。空気圧縮機42は、送気管41及びケーソン1に形成された送気路3を介して作業室2内に圧縮空気を送る装置である。空気清浄装置43は、空気圧縮機42により送り込む圧縮空気を浄化する装置である。送気圧力調整装置44は、作業室2内の気圧が地下水圧と略等しくなるように空気圧縮機42から作業室2内へ送る圧縮空気の量(圧力)を調整する装置である。自動減圧装置45は、マンロック22内の気圧を減圧する装置である。 The air supply equipment E4 includes, for example, an air compressor 42, an air purifier 43, an air supply pressure adjusting device 44, and an automatic depressurizing device 45. The air compressor 42 is a device that sends compressed air into the working room 2 through the air supply passage 3 formed in the air supply pipe 41 and the caisson 1. The air purifying device 43 is a device that purifies the compressed air sent by the air compressor 42. The air supply pressure adjusting device 44 is a device that adjusts the amount (pressure) of the compressed air sent from the air compressor 42 into the working room 2 so that the air pressure in the working room 2 becomes substantially equal to the ground water pressure. The automatic decompression device 45 is a device that decompresses the air pressure in the man lock 22.

予備・安全設備E5は、例えば、非常用空気圧縮機51と、ホスピタルロック53とを備える。非常用空気圧縮機51は、空気圧縮機42の故障又は点検などの時に空気圧縮機42に代わって作業室2内に圧縮空気を送ることが可能な装置である。ホスピタルロック53は、作業室2内で作業を行った作業者が入り、当該作業者の身体を徐々に大気圧に慣らしていくための減圧室である。 The spare / safety equipment E5 includes, for example, an emergency air compressor 51 and a hospital lock 53. The emergency air compressor 51 is a device capable of sending compressed air into the work room 2 in place of the air compressor 42 in the event of a failure or inspection of the air compressor 42. The hospital lock 53 is a decompression chamber for a worker who has worked in the work room 2 to enter and gradually acclimatize the worker's body to atmospheric pressure.

次に、本発明に係るケーソンショベル100について図2~図3を用いて説明する。ケーソンショベル100は、図2に示すように、例えば、走行体110と、ブーム130と、バケットアタッチメント150とを備える。走行体110は、作業室2の天井部に設けられた左右一対の走行レール4に取り付けられ、左右の走行レール4に懸下された状態で走行レール4に沿って走行移動する。ブーム130は、走行体110の旋回フレーム121に上下方向に揺動可能に枢結される。バケットアタッチメント150は、ブーム130の先端部に取り付けられる。 Next, the caisson excavator 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 3. As shown in FIG. 2, the caisson excavator 100 includes, for example, a traveling body 110, a boom 130, and a bucket attachment 150. The traveling body 110 is attached to a pair of left and right traveling rails 4 provided on the ceiling of the work room 2, and travels along the traveling rails 4 while being suspended from the left and right traveling rails 4. The boom 130 is pivotally connected to the turning frame 121 of the traveling body 110 so as to be swingable in the vertical direction. The bucket attachment 150 is attached to the tip of the boom 130.

走行体110は、走行フレーム111と、旋回フレーム121と、走行ローラ113とを備える。旋回フレーム121は、走行フレーム111の下面側に旋回自在に設けられる。走行ローラ113は、走行フレーム111の上面側前後に、設けられている前後左右の4個のローラである。走行体110は、前後左右の走行ローラ113を回転駆動させて左右の走行レール4に沿って走行移動するように構成されている。 The traveling body 110 includes a traveling frame 111, a turning frame 121, and a traveling roller 113. The swivel frame 121 is provided on the lower surface side of the traveling frame 111 so as to be swivelable. The traveling roller 113 is four rollers on the front, rear, left, and right provided on the front and rear on the upper surface side of the traveling frame 111. The traveling body 110 is configured to rotate and drive the traveling rollers 113 in the front-rear and left-right directions to travel along the left and right traveling rails 4.

ブーム130は、例えば、基端ブーム131と、先端ブーム132と、伸縮シリンダ133と、起伏シリンダ134とを備える。基端ブーム131は、旋回フレーム121に起伏自在(上下方向に揺動自在)に取り付けられる。先端ブーム132は、基端ブーム131に入れ子式に組み合わされ、構成される。伸縮シリンダ133は、基端ブーム131内に設けられている。起伏シリンダ134は、基端ブーム131の左右に2個設けられている。ブーム130は、伸縮シリンダ133を伸縮させると、基端ブーム131に対して先端ブーム132が長手方向に移動し、これによりブーム130が伸縮するように構成されている。2個の起伏シリンダ134の基端部は基端ブーム131の左右側部にそれぞれ回動自在に取り付けられている。 The boom 130 includes, for example, a base end boom 131, a tip end boom 132, a telescopic cylinder 133, and an undulating cylinder 134. The base end boom 131 is attached to the swivel frame 121 so as to be undulating (swingable in the vertical direction). The tip boom 132 is nested and configured with the proximal boom 131. The telescopic cylinder 133 is provided in the base end boom 131. Two undulating cylinders 134 are provided on the left and right sides of the base end boom 131. The boom 130 is configured such that when the telescopic cylinder 133 is expanded and contracted, the tip boom 132 moves in the longitudinal direction with respect to the proximal boom 131, whereby the boom 130 expands and contracts. The base ends of the two undulating cylinders 134 are rotatably attached to the left and right sides of the base end boom 131, respectively.

バケットアタッチメント150は、ベース部材151と、バケット152と、バケットシリンダ153とを備える。ベース部材151は、先端ブーム132に取り付けられる。バケット152は、ベース部材151の先端部に上下揺動自在に取り付けられる。バケットシリンダ153は、ベース部材151に対してバケット152を上下揺動させるように構成される。 The bucket attachment 150 includes a base member 151, a bucket 152, and a bucket cylinder 153. The base member 151 is attached to the tip boom 132. The bucket 152 is attached to the tip of the base member 151 so as to be swingable up and down. The bucket cylinder 153 is configured to swing the bucket 152 up and down with respect to the base member 151.

コントロールユニット165は、図3に示すように、メインコントローラ165aと、走行体用コントローラ165bと、ブーム・バケット用コントローラ165cとを備える。メインコントローラ165aは、遠隔操作装置12からの操作信号を受けて、その操作信号に応じた駆動制御信号を出力する。走行体用コントローラ165bは、メインコントローラ165aから出力された駆動制御信号に応じて、走行体110を駆動させるように構成されている。メインコントローラ165a及び走行体用コントローラ165bは、走行体110の旋回フレーム121に配設されている。ブーム・バケット用コントローラ165cは、メインコントローラ165aから出力された駆動制御信号に応じて、ブーム130及びバケットアタッチメント150を駆動させるように構成されている。ブーム・バケット用コントローラ165cは、ブーム130の基端ブーム131の側部に配設されている。 As shown in FIG. 3, the control unit 165 includes a main controller 165a, a traveling body controller 165b, and a boom / bucket controller 165c. The main controller 165a receives an operation signal from the remote control device 12 and outputs a drive control signal corresponding to the operation signal. The vehicle controller 165b is configured to drive the vehicle 110 in response to a drive control signal output from the main controller 165a. The main controller 165a and the traveling body controller 165b are arranged on the turning frame 121 of the traveling body 110. The boom / bucket controller 165c is configured to drive the boom 130 and the bucket attachment 150 in response to the drive control signal output from the main controller 165a. The boom bucket controller 165c is arranged on the side of the base end boom 131 of the boom 130.

ケーソンショベル100は、図3に示すように、例えば、走行体位置センサ201と、旋回角度センサ202と、ブーム起伏角度センサ203と、ブーム伸長量センサ204と、バケット揺動角度センサ205と、外界センサ206とを備える。走行体位置センサ201は、走行体110が走行レール4の何処の位置に位置しているかを検出する。旋回角度センサ202、走行フレーム111に対する旋回フレーム121の旋回角度を検出する。ブーム起伏角度センサ203は、旋回フレーム121に対するブーム130の起伏角度を検出する。ブーム伸長量センサ204は、ブーム130の伸長量を検出する。バケット揺動角度センサ205は、ブーム130(バケットアタッチメント150のベース部材151)に対するバケット152の揺動角度を検出する。外界センサ206は、走行体110に設けられて作業室2内の掘削地面Gまでの距離、掘削地面Gの形状などの情報を取得する。 As shown in FIG. 3, the cason excavator 100 includes, for example, a traveling body position sensor 201, a turning angle sensor 202, a boom undulation angle sensor 203, a boom extension amount sensor 204, a bucket swing angle sensor 205, and the outside world. It is equipped with a sensor 206. The traveling body position sensor 201 detects the position of the traveling body 110 on the traveling rail 4. The turning angle of the turning frame 121 with respect to the turning angle sensor 202 and the traveling frame 111 is detected. The boom undulation angle sensor 203 detects the undulation angle of the boom 130 with respect to the swivel frame 121. The boom extension amount sensor 204 detects the extension amount of the boom 130. The bucket swing angle sensor 205 detects the swing angle of the bucket 152 with respect to the boom 130 (base member 151 of the bucket attachment 150). The outside world sensor 206 is provided on the traveling body 110 and acquires information such as the distance to the excavated ground G in the work room 2 and the shape of the excavated ground G.

走行体位置センサ201は、例えば、走行体110の走行フレーム111に配設されたレーザセンサによって構成される。走行体位置センサ201は、レーザ光を走行レール4の端部(もしくは作業室2の壁部)に向けて照射して走行レール4の端部(もしくは作業室2の壁部)において反射して戻ってくるまでの時間を測定する。走行体位置センサ201は、この時間に基づいて走行レール4の端部(もしくは作業室2の壁部)から走行体110までの距離を検出する。旋回角度センサ202は、例えば、走行体110の旋回フレーム121に配設された光学式のロータリーエンコーダによって構成される。旋回角度センサ202は、走行フレーム111に対する旋回フレーム121の旋回量を電気信号に変換する。旋回角度センサ202は、その信号を演算処理して旋回フレーム121の旋回角度(旋回方向及び位置)を検出する。なお、走行体位置センサ201及び旋回角度センサ202は一例を説明したもので、走行体の二次元的な位置を検出する他のセンサ、旋回フレーム121の旋回角度を検出する他のセンサをそれぞれ用いてもよい。 The traveling body position sensor 201 is composed of, for example, a laser sensor arranged on the traveling frame 111 of the traveling body 110. The traveling body position sensor 201 irradiates the laser beam toward the end of the traveling rail 4 (or the wall of the working room 2) and reflects the laser light at the end of the traveling rail 4 (or the wall of the working room 2). Measure the time it takes to return. The traveling body position sensor 201 detects the distance from the end portion of the traveling rail 4 (or the wall portion of the work room 2) to the traveling body 110 based on this time. The turning angle sensor 202 is composed of, for example, an optical rotary encoder arranged on the turning frame 121 of the traveling body 110. The turning angle sensor 202 converts the turning amount of the turning frame 121 with respect to the traveling frame 111 into an electric signal. The turning angle sensor 202 calculates and processes the signal to detect the turning angle (turning direction and position) of the turning frame 121. The traveling body position sensor 201 and the turning angle sensor 202 have been described as an example, and other sensors for detecting the two-dimensional position of the traveling body and other sensors for detecting the turning angle of the turning frame 121 are used, respectively. You may.

ブーム起伏角度センサ203は、例えば、起伏シリンダ134のシリンダボトムの側部に配設されたレーザセンサによって構成される。ブーム起伏角度センサ203は、レーザ光を旋回フレーム121に向けて照射して旋回フレーム121において反射して戻ってくるまでの時間を測定する。ブーム起伏角度センサ203は、この時間に基づいて起伏シリンダ134の伸長量を検出し、その起伏シリンダ134の伸長量に基づいて旋回フレーム121に対するブーム130の起伏角度(起伏位置)を検出する。ブーム起伏角度センサ203も一例を説明したものであり、光学式ロータリーエンコーダ、ポテンショメータなどによりブーム130の起伏角を直接検出する他のセンサを用いてもよい。 The boom undulation angle sensor 203 is composed of, for example, a laser sensor arranged on the side of the cylinder bottom of the undulation cylinder 134. The boom undulation angle sensor 203 irradiates the laser beam toward the swivel frame 121 and measures the time until the laser beam is reflected by the swivel frame 121 and returned. The boom undulation angle sensor 203 detects the extension amount of the undulation cylinder 134 based on this time, and detects the undulation angle (undulation position) of the boom 130 with respect to the swivel frame 121 based on the extension amount of the undulation cylinder 134. The boom undulation angle sensor 203 also describes an example, and another sensor that directly detects the undulation angle of the boom 130 by an optical rotary encoder, a potentiometer, or the like may be used.

ブーム伸長量センサ204は、例えば、ブーム130の基端ブーム131に配設されたレーザセンサによって構成される。ブーム伸長量センサ204は、レーザ光を先端ブーム132の先端部に取り付けられたバケットアタッチメント150のベース部材151に向けて照射してベース部材151において反射して戻ってくるまでの時間を測定する。ブーム伸長量センサ204は、この時間に基づいてブーム130の伸長量(基端ブーム131に対する先端ブーム132の伸長量)を検出する。ブーム伸長量センサ204も一例を説明したものであり、ブーム伸縮とともに伸縮するケーブルの伸長量を直接測定する他のセンサを用いてもよい。 The boom extension amount sensor 204 is composed of, for example, a laser sensor disposed on the base end boom 131 of the boom 130. The boom extension amount sensor 204 irradiates a laser beam toward the base member 151 of the bucket attachment 150 attached to the tip of the tip boom 132, and measures the time until the laser beam is reflected by the base member 151 and returned. The boom extension amount sensor 204 detects the extension amount of the boom 130 (the extension amount of the tip boom 132 with respect to the proximal boom 131) based on this time. The boom extension amount sensor 204 also describes an example, and another sensor that directly measures the extension amount of the cable that expands and contracts with the expansion and contraction of the boom may be used.

バケット揺動角度センサ205は、例えば、バケットシリンダ153の油路に配設された流量センサによって構成される。バケット揺動角度センサ205は、バケットシリンダ153に供給される作動油の流量を検出し、その流量の積分値を算出する。バケット揺動角度センサ205は、この流量積分値に基づいてバケットシリンダ153のピストンロッドの伸長量を求め、そのバケットシリンダ153の伸長量に基づいて、バケットアタッチメント150のベース部材151(ブーム130)に対するバケット152の揺動角度(揺動位置)を検出する。バケット揺動角度センサ205も一例を説明したものであり、光学式ロータリーエンコーダ、ポテンショメータなどによりバケット152の揺動角度を直接検出する他のセンサや、レーザセンサによりバケットシリンダ153の伸長量を求める他のセンサを用いてもよい。 The bucket swing angle sensor 205 is composed of, for example, a flow rate sensor arranged in an oil passage of the bucket cylinder 153. The bucket swing angle sensor 205 detects the flow rate of the hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 153 and calculates the integrated value of the flow rate. The bucket swing angle sensor 205 obtains the extension amount of the piston rod of the bucket cylinder 153 based on this flow integral value, and based on the extension amount of the bucket cylinder 153, the extension amount with respect to the base member 151 (boom 130) of the bucket attachment 150. The swing angle (swing position) of the bucket 152 is detected. The bucket swing angle sensor 205 also explains an example, and another sensor that directly detects the swing angle of the bucket 152 by an optical rotary encoder, a potentiometer, etc., and a laser sensor that obtains the extension amount of the bucket cylinder 153. Sensor may be used.

外界センサ206は、例えば、走行体110の旋回フレーム121に配設されたRGB‐Dセンサによって構成される。外界センサ206は、掘削地面Gやケーソンショベル100のRGB画像(カラー画像)及び距離画像を取得し、それらの画像に基づいて掘削地面Gまでの距離情報及び掘削地面Gの形状情報を取得する。外界センサ206は、RGB‐Dセンサの他の例として、ステレオカメラや超音波距離計、レーザセンサなどを用いてもよい。 The external world sensor 206 is composed of, for example, an RGB-D sensor arranged on the turning frame 121 of the traveling body 110. The outside world sensor 206 acquires RGB images (color images) and distance images of the excavated ground G and the caisson excavator 100, and acquires distance information to the excavated ground G and shape information of the excavated ground G based on these images. As another example of the RGB-D sensor, the external world sensor 206 may use a stereo camera, an ultrasonic rangefinder, a laser sensor, or the like.

走行体位置センサ201、旋回角度センサ202、ブーム起伏角度センサ203、ブーム伸長量センサ204、バケット揺動角度センサ205及び外界センサ206により検出されたそれぞれの情報は、コントロールユニット165のメインコントローラ165aに送信される。メインコントローラ165aは、走行体位置測定部211と、バケット位置測定部212と、地盤形状測定部213と、画像分割部214と、故障検知部215とを備える。また、本実施の形態に係る動作制御システム200は、外界センサ206、画像分割部214と、故障検知部215とを含んで構成されている。 Information detected by the traveling body position sensor 201, the turning angle sensor 202, the boom undulation angle sensor 203, the boom extension amount sensor 204, the bucket swing angle sensor 205, and the outside world sensor 206 is transmitted to the main controller 165a of the control unit 165. Will be sent. The main controller 165a includes a traveling body position measuring unit 211, a bucket position measuring unit 212, a ground shape measuring unit 213, an image segmenting unit 214, and a failure detecting unit 215. Further, the motion control system 200 according to the present embodiment includes an external world sensor 206, an image segmentation unit 214, and a failure detection unit 215.

走行体位置測定部211は、走行体位置センサ201により検出された走行レール4の端部(もしくは作業室2の壁部)から走行体110までの距離情報と、当該走行レール4が作業室2内の何処の位置に設けられた走行レールであるかという情報(この情報は、走行体110が取り付けられた走行レール4の情報であり、走行体110が取り付けられたときに走行体位置測定部211に設定される)とを用いて、走行体110が作業室2内の何処に位置しているかを算出する。また、走行体位置センサ201による距離情報の検出を周囲複数箇所に対して検出することにより走行体110の天井内における二次元的な位置(走行体110の向きを含む位置)を検出してもよい。 The traveling body position measuring unit 211 includes distance information from the end portion (or the wall portion of the working room 2) of the traveling body 4 detected by the traveling body position sensor 201 to the traveling body 110, and the traveling body position 4 is the working room 2. Information on where the traveling rail is provided (this information is information on the traveling rail 4 to which the traveling body 110 is attached, and when the traveling body 110 is attached, the traveling body position measuring unit is used. (Set to 211) is used to calculate where the traveling body 110 is located in the work room 2. Further, even if the two-dimensional position (the position including the direction of the traveling body 110) in the ceiling of the traveling body 110 is detected by detecting the distance information detected by the traveling body position sensor 201 at a plurality of surrounding locations. good.

バケット位置測定部212は、旋回角度センサ202により検出された走行フレーム111に対する旋回フレーム121の旋回角度(旋回方向及び位置)と、ブーム起伏角度センサ203により検出された旋回フレーム121に対するブーム130の起伏角度(起伏位置)と、ブーム伸長量センサ204により検出されたブーム130の伸長量と、バケット揺動角度センサ205により検出されたブーム130に対するバケット152の揺動角度(揺動位置)とを用いて、走行体110の走行フレーム111に対するバケット152の位置を算出する。 The bucket position measuring unit 212 determines the turning angle (turning direction and position) of the turning frame 121 with respect to the traveling frame 111 detected by the turning angle sensor 202, and the undulation of the boom 130 with respect to the turning frame 121 detected by the boom undulating angle sensor 203. Using the angle (undulation position), the extension amount of the boom 130 detected by the boom extension amount sensor 204, and the swing angle (swing position) of the bucket 152 with respect to the boom 130 detected by the bucket swing angle sensor 205. The position of the bucket 152 with respect to the traveling frame 111 of the traveling body 110 is calculated.

地盤形状測定部213は、走行体位置測定部211により求められた作業室2内における走行体110の位置と、及び旋回角度センサ202により検出された走行フレーム111に対する旋回フレーム121の旋回角度(旋回方向及び位置)とを用いて、旋回フレーム121に設けられた外界センサ206の位置と、外界センサ206により距離情報を取得する方向とを特定することにより、距離情報から地盤形状の情報に変換する。 The ground shape measuring unit 213 determines the position of the traveling body 110 in the work room 2 determined by the traveling body position measuring unit 211, and the turning angle (turning) of the turning frame 121 with respect to the traveling frame 111 detected by the turning angle sensor 202. By specifying the position of the outside world sensor 206 provided on the swivel frame 121 and the direction in which the distance information is acquired by the outside world sensor 206, the distance information is converted into the ground shape information. ..

画像分割部214は、外界センサ206により取得された掘削地面G及びケーソンショベル100等のRGB画像等を分割する。例えば、作業室2内における掘削地面G及びケーソンショベル100等の画像をxy平面上で複数の格子状の画像領域に分割する。なお、分割の対象となる作業室2の範囲及び画像領域の個数は特に限定されるものではない。 The image segmentation unit 214 divides RGB images such as the excavated ground G and the caisson excavator 100 acquired by the outside world sensor 206. For example, the image of the excavated ground G and the caisson excavator 100 in the work room 2 is divided into a plurality of grid-like image regions on the xy plane. The range of the work room 2 to be divided and the number of image areas are not particularly limited.

故障検知部215は、複数のケーソンショベル100のうち、特定のケーソンショベル100の故障を検知する。なお、故障検知部215は、複数のケーソンショベル100のうちの、特定のケーソンショベル100からの通信が途絶えた場合に、ケーソンショベル100の故障を検知してもよく、あるいは特定のケーソンショベル100の制御が不能である場合に、このケーソンショベル100の故障を検知してもよい。なお、ケーソンショベル100の故障の情報は、各ケーソンショベル100同士が通信することにより共有されてもよく、動作制御システム200が集中的に一元管理してもよい。 The failure detection unit 215 detects a failure of a specific caisson excavator 100 among the plurality of caisson excavators 100. The failure detection unit 215 may detect the failure of the caisson excavator 100 when the communication from the specific caisson excavator 100 among the plurality of caisson excavators 100 is interrupted, or the failure detection unit 215 may detect the failure of the specific caisson excavator 100. Failure of the caisson excavator 100 may be detected when control is not possible. Information on the failure of the caisson excavator 100 may be shared by communicating with each other, or the operation control system 200 may centrally and centrally manage the information.

コントロールユニット165は、故障検知部215により特定のケーソンショベル100の故障が検知された場合、作業室2内に侵入禁止領域を設定し、この侵入禁止領域に故障していないケーソンショベル100が侵入して故障したケーソンショベル100に接触することを回避するよう制御する。また、コントロールユニット165は、画像分割部214により分割された何れかの領域に、故障検知部215により故障が検知されたケーソンショベル100が含まれる場合に、他のケーソンショベル100の故障が検知されたケーソンショベル100が含まれる領域に対応する作業室2内の実空間への侵入を回避するように制御する。分割された何れかの領域に故障が検知されたケーソンショベル100が含まれるか否かは、例えば外界センサ206により撮像された作業室2の平面画像データに故障したケーソンショベル100が含まれているか否かに基づいて判定すればよい。さらに、コントロールユニット165は、他のケーソンショベル100の複数の領域に分割された作業室2の実空間に対応する領域のうち故障が検知されたケーソンショベル100の最大可動範囲が含まれる領域への侵入を回避するように制御する。 When the failure detection unit 215 detects a failure of a specific caisson excavator 100, the control unit 165 sets an intrusion prohibition area in the work room 2, and the non-failed caisson excavator 100 invades the intrusion prohibition area. It is controlled to avoid contact with the failed caisson excavator 100. Further, when the control unit 165 includes the caisson excavator 100 whose failure is detected by the failure detection unit 215 in any of the areas divided by the image segmentation unit 214, the failure of the other caisson excavator 100 is detected. It is controlled so as to avoid intrusion into the real space in the work room 2 corresponding to the area including the caisson excavator 100. Whether or not the failed caisson shovel 100 is included in any of the divided regions is determined by, for example, whether the failed caisson shovel 100 is included in the plane image data of the work room 2 captured by the outside world sensor 206. The judgment may be made based on whether or not. Further, the control unit 165 extends to the area corresponding to the real space of the work room 2 divided into a plurality of areas of the other caisson excavator 100, which includes the maximum movable range of the caisson excavator 100 in which the failure is detected. Control to avoid intrusion.

図4は、作業室2の側面図であり、図5は、作業室2の平面図である。以下の例では、2本の走行レール4にケーソンショベル100が2台ずつ懸下された場合を例に説明する。一方の走行レール4-1にはケーソンショベル100-1及びケーソンショベル100-2が懸下され、他方の走行レール4-2にはケーソンショベル100-3及びケーソンショベル100-4が懸下される。なお、作業室2に設けられる走行レール4の本数、走行レール4に懸下されるケーソンショベル100の台数は、特に限定されるものではない。 FIG. 4 is a side view of the work room 2, and FIG. 5 is a plan view of the work room 2. In the following example, a case where two caisson excavators 100 are suspended on two traveling rails 4 will be described as an example. A caisson excavator 100-1 and a caisson excavator 100-2 are suspended on one traveling rail 4-1 and a caisson excavator 100-3 and a caisson excavator 100-4 are suspended on the other traveling rail 4-2. .. The number of traveling rails 4 provided in the work room 2 and the number of caisson excavators 100 suspended from the traveling rails 4 are not particularly limited.

走行レール4に沿った走行及びブーム130の旋回に伴い、各ケーソンショベル100は、作業室2内の所定の範囲を占有する。例えば、領域X1はケーソンショベル100-1の最大可動範囲であり、領域X2はケーソンショベル100-2の最大可動範囲であり、領域X3はケーソンショベル100-3の最大可動範囲であり、領域X4はケーソンショベル100-4の最大可動範囲であるとする。ケーソンショベル100の最大可動範囲は、予めケーソンショベル100毎に設定されているものとする。なお、ケーソンショベル100の最大可動範囲は、全てのケーソンショベル100について同じ範囲であってもよいし、ケーソンショベル100毎に異なっていてもよい。 With traveling along the traveling rail 4 and turning of the boom 130, each caisson excavator 100 occupies a predetermined range in the work room 2. For example, the area X1 is the maximum movable range of the caisson excavator 100-1, the area X2 is the maximum movable range of the caisson excavator 100-2, the area X3 is the maximum movable range of the caisson excavator 100-3, and the area X4 is. It is assumed that the maximum movable range of the caisson excavator 100-4. It is assumed that the maximum movable range of the caisson excavator 100 is set in advance for each caisson excavator 100. The maximum movable range of the caisson excavator 100 may be the same range for all the caisson excavators 100, or may be different for each caisson excavator 100.

図6は、作業室2の画像データを複数の領域に分割した図である。図6に示すように、例えば作業室2を水平面に沿ってx方向に5分割、y方向に12分割した場合、予めケーソンショベル100毎に設定されている領域X1、領域X2、領域X3、領域X4が占める範囲を示す。領域X1はR(1、2)、R(2、2)、R(3、2)からR(1、7)、R(2、7)、R(3、7)までの領域を占め、領域X2はR(1、6)、R(2、6)、R(3、6)からR(1、11)、R(2、11)、R(3、11)までの領域を占め、領域X3はR(3、2)、R(4、2)、R(5、2)からR(3、7)、R(4、7)、R(5、7)までの領域を占め、領域X4はR(4、6)、R(5、6)、R(6、6)からR(3、11)、R(4、11)、R(5、11)までの領域を占める。 FIG. 6 is a diagram in which the image data of the work room 2 is divided into a plurality of areas. As shown in FIG. 6, for example, when the work room 2 is divided into 5 in the x direction and 12 in the y direction along the horizontal plane, the area X1, the area X2, the area X3, and the area set in advance for each caisson excavator 100 are formed. The range occupied by X4 is shown. Region X1 occupies regions from R (1, 2), R (2, 2), R (3, 2) to R (1, 7), R (2, 7), R (3, 7). Region X2 occupies the region from R (1,6), R (2,6), R (3,6) to R (1,11), R (2,11), R (3,11). Region X3 occupies the region from R (3, 2), R (4, 2), R (5, 2) to R (3, 7), R (4, 7), R (5, 7). Region X4 occupies regions from R (4, 6), R (5, 6), R (6, 6) to R (3, 11), R (4, 11), R (5, 11).

領域X1と領域X2は、R(1、6)、R(2、6)、R(3、6)、R(1、7)、R(2、7)、R(3、7)において重複している。これは、ケーソンショベル100-1とケーソンショベル100-2との作業領域が一部重なることを示している。また、領域X1と領域X3は、R(3、2)、R(3、3)、R(3、4)、R(3、5)、R(3、6)、R(3、7)において重複している。これは、ケーソンショベル100-1とケーソンショベル100-3との作業領域が一部重なることを示している。さらに、領域X1、領域X2、領域X3、領域X4は、R(3、6)、R(3、7)において重複している。これは、ケーソンショベル100-1、ケーソンショベル100-2、ケーソンショベル100-3、ケーソンショベル100-4との作業領域が一部重なることを示している。なお、作業室2の水平面に沿った分割は、これに限定されるものではない。 Region X1 and region X2 overlap in R (1,6), R (2,6), R (3,6), R (1,7), R (2,7), R (3,7). are doing. This indicates that the work areas of the caisson excavator 100-1 and the caisson excavator 100-2 partially overlap. Further, the regions X1 and the regions X3 are R (3, 2), R (3, 3), R (3, 4), R (3, 5), R (3, 6), R (3, 7). Overlaps in. This indicates that the work areas of the caisson excavator 100-1 and the caisson excavator 100-3 partially overlap. Further, the regions X1, the regions X2, the regions X3, and the regions X4 overlap in R (3, 6) and R (3, 7). This indicates that the work areas of the caisson excavator 100-1, the caisson excavator 100-2, the caisson excavator 100-3, and the caisson excavator 100-4 partially overlap. The division of the working room 2 along the horizontal plane is not limited to this.

次に、本実施形態に係る動作制御システム200の動作の一例について説明する。図7は、本実施形態に係る動作制御システム200の動作の一例を示すフローチャートである。 Next, an example of the operation of the operation control system 200 according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the operation of the operation control system 200 according to the present embodiment.

ステップS110において、外界センサ206は、作業室2の平面画像データを撮像する。具体的には、外界センサ206は、図5に示すような作業室2内における掘削地面G及びケーソンショベル100の平面画像データ(xy平面の画像データ)を撮像する。 In step S110, the outside world sensor 206 captures the plane image data of the work room 2. Specifically, the outside world sensor 206 captures the plane image data (image data of the xy plane) of the excavated ground G and the caisson shovel 100 in the work room 2 as shown in FIG.

ステップS120において、画像分割部214は、外界センサ206により取得された掘削地面GのRGB画像等を分割する。画像分割部214は、例えば、作業室2内における掘削地面G及びケーソンショベル100の平面画像データを図6に示すようなxy平面上における複数の格子状の画像領域に分割する。 In step S120, the image segmentation unit 214 divides the RGB image of the excavated ground G acquired by the outside world sensor 206 and the like. For example, the image dividing unit 214 divides the plane image data of the excavated ground G and the caisson shovel 100 in the work room 2 into a plurality of grid-like image regions on the xy plane as shown in FIG.

ステップS130において、故障検知部215は、作業室2内において何れかのケーソンショベル100に故障が発生した場合、このケーソンショベル100の故障を検知する。例えば、ケーソンショベル100-2からの通信が途絶えた場合、あるいはケーソンショベル100-2の制御が不能である場合、故障検知部215はケーソンショベル100-2の故障を検知する。 In step S130, when a failure occurs in any of the caisson excavators 100 in the work room 2, the failure detection unit 215 detects the failure of the caisson excavator 100. For example, when the communication from the caisson excavator 100-2 is interrupted, or when the caisson excavator 100-2 cannot be controlled, the failure detection unit 215 detects the failure of the caisson excavator 100-2.

ステップS140において、コントロールユニット165は、ケーソンショベル100が故障したケーソンショベル100に接触しないように制御する。具体的には、コントロールユニット165は、故障したケーソンショベル100-2の侵入禁止領域に他のケーソンショベル100が侵入しないよう制御する。 In step S140, the control unit 165 controls the caisson excavator 100 so as not to come into contact with the failed caisson excavator 100. Specifically, the control unit 165 controls the intrusion prohibited area of the failed caisson excavator 100-2 so that another caisson excavator 100 does not invade.

コントロールユニット165は、外界センサ206により撮像された掘削地面G及びケーソンショベル100の平面画像データを分析するとともに、画像分割部214により分割された複数の格子状の画像領域を照合して、ケーソンショベル100がどの位置を占めるか判定する。あるいは、走行体位置センサ201からの情報によりケーソンショベル100の位置情報を取得することにより、ケーソンショベル100がどの位置を占めるか判定してもよい。 The control unit 165 analyzes the plane image data of the excavated ground G and the caisson excavator 100 imaged by the outside world sensor 206, and collates a plurality of grid-like image regions divided by the image dividing unit 214 with the caisson excavator. Determine which position 100 occupies. Alternatively, it may be determined which position the caisson excavator 100 occupies by acquiring the position information of the caisson excavator 100 from the information from the traveling body position sensor 201.

いずれかのケーソンショベル100の走行体位置センサ201や旋回角度センサ202等により検出された情報がコントロールユニット165に送信されなくなった場合、コントロールユニット165は、そのケーソンショベル100の故障を検知する。コントロールユニット165は、ケーソンショベル100の故障を検知すると、外界センサ206から取得した画像データに基づいて画像分割部214により分割された複数の格子状の画像領域を照合して、故障したケーソンショベル100が占める領域を特定する。コントロールユニット165は、外界センサ206から逐次取得する他のケーソンショベル100の画像データと、故障したケーソンショベル100の画像データとを外界センサ206から画像データを取得する度に比較する。比較の結果、コントロールユニット165は、他のケーソンショベル100と故障したケーソンショベル100との距離が所定値以下になったと判定した場合、故障したケーソンショベル100に近づきつつあるケーソンショベル100に対し、侵入禁止領域への接近を通知する。なお、ケーソンショベル100同士の距離が所定値以下となった場合、あるいはケーソンショベル100の画像領域と侵入禁止領域との距離が所定値以下となった場合に、他のケーソンショベル100が故障したケーソンショベル100に接触する程度まで近づいたと判定すればよいが、これに限定されるものではない。コントロールユニット165は、侵入禁止領域への接近が通知されたケーソンショベル100があると判定した場合、このケーソンショベル100が故障したケーソンショベル100に衝突しないよう、走行体用コントローラ165bとブーム・バケット用コントローラ165cを制御する。 When the information detected by the traveling body position sensor 201, the turning angle sensor 202, or the like of any caisson excavator 100 is no longer transmitted to the control unit 165, the control unit 165 detects the failure of the caisson excavator 100. When the control unit 165 detects a failure of the caisson excavator 100, the control unit 165 collates a plurality of grid-like image areas divided by the image dividing unit 214 based on the image data acquired from the external sensor 206, and collates the failed caisson excavator 100. Identify the area occupied by. The control unit 165 compares the image data of another caisson excavator 100 sequentially acquired from the external world sensor 206 with the image data of the failed caisson excavator 100 each time the image data is acquired from the external world sensor 206. As a result of comparison, when the control unit 165 determines that the distance between the other caisson excavator 100 and the failed caisson excavator 100 is less than a predetermined value, the control unit 165 invades the caisson excavator 100 approaching the failed caisson excavator 100. Notify the approach to the prohibited area. When the distance between the caisson excavators 100 is less than or equal to a predetermined value, or when the distance between the image area of the caisson excavator 100 and the intrusion prohibited area is less than or equal to a predetermined value, another caisson excavator 100 has failed. It may be determined that the excavator has come into contact with the excavator 100, but the present invention is not limited to this. When the control unit 165 determines that there is a caisson excavator 100 notified of the approach to the intrusion prohibited area, the vehicle controller 165b and the boom bucket are used so that the caisson excavator 100 does not collide with the failed caisson excavator 100. It controls the controller 165c.

図8に、ケーソンショベル100-2が故障した場合の例を示す。例えば、ケーソンショベル100-2の走行体位置センサ201や旋回角度センサ202等により検出された情報がコントロールユニット165に送信されなくなった場合、コントロールユニット165は、ケーソンショベル100-2の故障を検知する。コントロールユニット165は、ケーソンショベル100-2の故障を検知すると、外界センサ206から取得した画像データに基づいて画像分割部214により分割された複数の格子状の画像領域を照合して、ケーソンショベル100-2が占める領域を特定する。即ち、コントロールユニット165は、複数の領域に分割された作業室2の画像データのうち、ケーソンショベル100-2が占める領域を特定する。例えば、コントロールユニット165は、領域R(2、9)、R(3、9)、R(2、10)、R(3、10)、R(2、11)をケーソンショベル100-2が占める領域であると特定し、これらの領域を侵入禁止領域P(図中ハッチング部分)に設定する。コントロールユニット165は、外界センサ206から逐次取得するケーソンショベル100の画像データと、ケーソンショベル100-2の画像データとを外界センサ206から画像データを取得する度に比較する。比較の結果、コントロールユニット165は、ケーソンショベル100と侵入禁止領域Pとの距離が所定値以下になったと判定した場合、侵入禁止領域Pに近づきつつあるケーソンショベル100に対し、侵入禁止領域Pへのそれ以上の接近を通知する。コントロールユニット165は、侵入禁止領域Pへの接近が通知されたケーソンショベル100が故障したケーソンショベル100-2に衝突しないよう、走行体用コントローラ165bとブーム・バケット用コントローラ165cを制御する。なお、コントロールユニット165は、ケーソンショベル100-2の最大可動範囲である領域X2を、侵入禁止領域Pとしてもよい。 FIG. 8 shows an example when the caisson excavator 100-2 fails. For example, when the information detected by the traveling body position sensor 201 of the caisson excavator 100-2, the turning angle sensor 202, or the like is no longer transmitted to the control unit 165, the control unit 165 detects the failure of the caisson excavator 100-2. .. When the control unit 165 detects a failure of the caisson excavator 100-2, the control unit 165 collates a plurality of grid-like image regions divided by the image segmentation unit 214 based on the image data acquired from the external sensor 206, and collates the caisson excavator 100. Identify the area occupied by -2. That is, the control unit 165 identifies an area occupied by the caisson excavator 100-2 among the image data of the work room 2 divided into a plurality of areas. For example, in the control unit 165, the caisson excavator 100-2 occupies the regions R (2, 9), R (3, 9), R (2, 10), R (3, 10), R (2, 11). It is specified as an area, and these areas are set as an intrusion prohibited area P (hatched part in the figure). The control unit 165 compares the image data of the caisson excavator 100 sequentially acquired from the outside world sensor 206 with the image data of the caisson excavator 100-2 each time the image data is acquired from the outside world sensor 206. As a result of comparison, when the control unit 165 determines that the distance between the caisson excavator 100 and the intrusion prohibited area P is equal to or less than a predetermined value, the caisson excavator 100 approaching the intrusion prohibited area P is moved to the intrusion prohibited area P. Notify any further approach. The control unit 165 controls the vehicle controller 165b and the boom / bucket controller 165c so that the caisson excavator 100 notified of the approach to the intrusion prohibited area P does not collide with the failed caisson excavator 100-2. The control unit 165 may use the region X2, which is the maximum movable range of the caisson excavator 100-2, as the intrusion prohibition region P.

なお、コントロールユニット165は、ケーソンショベル100-2が通常の動作を開始した場合には、侵入禁止領域Pの解除を行うよう作業データを更新する。また、他のケーソンショベル100が故障した場合には、そのケーソンショベル100に対応する領域が侵入禁止領域Pとなるようにデータを更新する。 The control unit 165 updates the work data so that the intrusion prohibited area P is released when the caisson excavator 100-2 starts normal operation. Further, when another caisson excavator 100 fails, the data is updated so that the area corresponding to the caisson excavator 100 becomes the intrusion prohibition area P.

上述した構成からなる本発明によれば、作業室内で一のケーソンショベル100が故障した場合、他のケーソンショベル100は故障したケーソンショベル100を回避しながら作業を継続することができる。これにより、例えば、複数のケーソンショベル100が自動運転により掘削作業を行っていた場合において、一のケーソンショベル100が故障した場合でも、システム全体を停止することなく掘削作業の遅延を防止することができる。また、複数のケーソンショベル100が設置される作業室2内の画像データを水平面上で複数の領域に分割し、コントロールユニット165は、他のケーソンショベル100の故障したケーソンショベル100が含まれる侵入禁止領域Pに対応する作業室2内の実空間への侵入を回避するように制御する。これにより、作業室2内におけるケーソンショベル100の動作の安全性を確保することができる。なお、一のケーソンショベル100からの通信が途絶えた場合に、このケーソンショベル100の故障を検知してもよい。これにより、故障したケーソンショベル100を容易に特定することができる。また、一のケーソンショベル100の制御が不能である場合に、このケーソンショベル100の故障を検知してもよい。これにより、故障したケーソンショベル100以外のケーソンショベル100の動作の安全性をより高めることができる。また、故障したケーソンショベル100の最大可動範囲を侵入禁止領域Pとしてもよい。これにより、一のケーソンショベル100の他のケーソンショベル100の接触をより確実に回避することができる。 According to the present invention having the above-described configuration, when one caisson excavator 100 fails in the work room, the other caisson excavator 100 can continue the work while avoiding the failed caisson excavator 100. Thereby, for example, when a plurality of caisson excavators 100 are performing excavation work by automatic operation, even if one caisson excavator 100 fails, it is possible to prevent the excavation work from being delayed without stopping the entire system. can. Further, the image data in the work room 2 in which the plurality of caisson excavators 100 are installed is divided into a plurality of areas on the horizontal plane, and the control unit 165 prohibits intrusion including the failed caisson excavator 100 of the other caisson excavators 100. It is controlled so as to avoid invasion into the real space in the work room 2 corresponding to the area P. As a result, the safety of operation of the caisson excavator 100 in the work room 2 can be ensured. When the communication from one caisson excavator 100 is interrupted, the failure of the caisson excavator 100 may be detected. This makes it possible to easily identify the failed caisson excavator 100. Further, when one caisson excavator 100 cannot be controlled, a failure of the caisson excavator 100 may be detected. Thereby, the safety of operation of the caisson excavator 100 other than the failed caisson excavator 100 can be further enhanced. Further, the maximum movable range of the failed caisson excavator 100 may be set as the intrusion prohibition area P. This makes it possible to more reliably avoid contact with the other caisson excavator 100 of one caisson excavator 100.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1 ケーソン
2 作業室
3 送気路
4 走行レール
11 土砂自動積込装置
12 遠隔操作装置
13 地上遠隔操作室
100 掘削機(ケーソンショベル)
110 走行体
130 ブーム
150 バケットアタッチメント
165 コントロールユニット
200 動作制御システム
206 外界センサ
214 画像分割部
215 故障検知部
G 掘削地面
P 侵入禁止領域
1 Caisson 2 Work room 3 Air supply path 4 Travel rail 11 Automatic sediment loading device 12 Remote control device 13 Ground remote control room 100 Excavator (caisson excavator)
110 Vehicle 130 Boom 150 Bucket attachment 165 Control unit 200 Operation control system 206 External world sensor 214 Image division part 215 Failure detection part G Excavation ground P Intrusion prohibition area

本発明を適用した動作制御システムは、ニューマチックケーソン工法において用いられる作業室内の複数のショベルの動作を制御する動作制御システムにおいて、上記複数のショベルのうちの一のショベルの故障を検知する故障検知手段と、上記故障検知手段により上記一のショベルの故障が検知された場合に、他のショベルを当該ショベルへの接触を回避するように制御する動作制御手段と、上記作業室の平面画像データを撮像する撮像手段と、上記撮像手段により撮像された上記平面画像データを複数の領域に分割する画像分割手段とを備え、上記動作制御手段は、上記画像分割手段により分割された何れかの領域に、上記故障検知手段により故障が検知された上記一のショベルが含まれる場合に、上記他のショベルを当該領域に対応する上記作業室内の実空間への侵入を回避するように制御することを特徴とする。 The motion control system to which the present invention is applied is a failure detection system for detecting the failure of one of the plurality of excavators in the motion control system for controlling the motion of a plurality of excavators in the work room used in the pneumatic cason method. The means, the operation control means for controlling the other shovel to avoid contact with the shovel when the failure of the one shovel is detected by the failure detection means , and the plan image data of the work room. The imaging means for imaging and the image dividing means for dividing the plane image data captured by the imaging means into a plurality of regions are provided, and the operation control means is divided into any of the regions divided by the image dividing means. When the one excavator whose failure is detected by the failure detection means is included, the other excavator is controlled so as to avoid intrusion into the real space in the work room corresponding to the area. And.

Claims (5)

ニューマチックケーソン工法において用いられる作業室内の複数のショベルの動作を制御する動作制御システムにおいて、
上記複数のショベルのうちの一のショベルの故障を検知する故障検知手段と、
上記故障検知手段により上記一のショベルの故障が検知された場合に、他のショベルを当該ショベルへの接触を回避するように制御する動作制御手段とを備えること
を特徴とする動作制御システム。
In the motion control system that controls the motion of multiple excavators in the work room used in the pneumatic caisson method.
A failure detection means for detecting the failure of one of the above-mentioned plurality of excavators, and
An operation control system including an operation control means for controlling another excavator so as to avoid contact with the excavator when the failure of the one excavator is detected by the failure detection means.
上記作業室の平面画像データを撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により撮像された上記平面画像データを複数の領域に分割する画像分割手段を備え、
上記動作制御手段は、上記画像分割手段により分割された何れかの領域に、上記故障検知手段により故障が検知された上記一のショベルが含まれる場合に、上記他のショベルを当該領域に対応する上記作業室内の実空間への侵入を回避するように制御すること
を特徴とする請求項1記載の動作制御システム。
An imaging means for capturing the planar image data of the work room, and
An image segmentation means for dividing the plane image data captured by the image pickup means into a plurality of regions is provided.
When the one shovel whose failure is detected by the failure detecting means is included in any of the regions divided by the image segmenting means, the motion control means corresponds to the other excavators in the area. The operation control system according to claim 1, wherein the operation control system is controlled so as to avoid intrusion into the real space in the work room.
上記故障検知手段は、上記一のショベルからの通信が途絶えた場合に、当該ショベルの故障を検知すること
を特徴とする請求項1又は2記載の動作制御システム。
The operation control system according to claim 1 or 2, wherein the failure detecting means detects a failure of the excavator when communication from the excavator is interrupted.
上記故障検知手段は、上記一のショベルの制御が不能である場合に、当該ショベルの故障を検知すること
を特徴とする請求項1又は2記載の動作制御システム。
The operation control system according to claim 1 or 2, wherein the failure detecting means detects a failure of the excavator when the excavator cannot be controlled.
上記動作制御手段は、上記他のショベルの上記複数の領域に分割された上記作業室の実空間に対応する領域のうち上記一のショベルの最大可動範囲が含まれる領域への侵入を回避するように制御すること
を特徴とする請求項2記載の動作制御システム。
The motion control means avoids intrusion into the area including the maximum movable range of the one excavator among the areas corresponding to the real space of the work room divided into the plurality of areas of the other excavator. 2. The operation control system according to claim 2, wherein the operation control system is controlled.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003096831A (en) * 2001-09-19 2003-04-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd Remote monitoring apparatus for working machine
JP2018111923A (en) * 2017-01-06 2018-07-19 オリエンタル白石株式会社 Work machine
JP2018128422A (en) * 2017-02-10 2018-08-16 オリエンタル白石株式会社 Terrain measuring machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003096831A (en) * 2001-09-19 2003-04-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd Remote monitoring apparatus for working machine
JP2018111923A (en) * 2017-01-06 2018-07-19 オリエンタル白石株式会社 Work machine
JP2018128422A (en) * 2017-02-10 2018-08-16 オリエンタル白石株式会社 Terrain measuring machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7180026B1 (en) 2022-06-14 2022-11-29 オリエンタル白石株式会社 Tsuchiyama evaluation system and program
JP2023182458A (en) * 2022-06-14 2023-12-26 オリエンタル白石株式会社 Earth mound evaluation system and program

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