JP4053960B2 - Equipment for supporting disposal of mobile work machines - Google Patents
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Description
本発明は、移動式作業機により地雷等の爆発物を処理する地雷処理システム等に用いられ、移動式作業機による埋設物の処理を支援するための埋設物処理支援装置に関する。 The present invention relates to a buried object processing support device that is used in a landmine processing system or the like that processes explosives such as landmines using a mobile work machine, and supports the processing of buried objects by the mobile work machine.
移動式作業機による埋設物の処理作業の一例として地雷処理がある。例えば特許第3016018号公報には、植生及び崩壊土砂の除去作業等の準備作業も含めて、対戦車地雷、不発弾等の処理と区別して対人地雷の処理を行うことができる地雷処理装置が提案されている。これは油圧ショベルをベースマシンとした地雷処理機を用いて地雷処理を行うものであり、フロント作業機のアーム先端にレーキ付きのロータリカッタを設け、かつこのロータリカッタとスケルトンバケットが交換可能となっている。また、アーム横に地雷探査センサと、塗料噴射用の噴射ノズルを取り付けている。 Landmine disposal is an example of the disposal work for buried objects using a mobile work machine. For example, Japanese Patent No. 3016018 proposes a landmine treatment device that can perform antipersonnel landmine processing separately from antitank landmines, unexploded shells, etc., including preparatory work such as removal of vegetation and decayed sediment. Has been. This is a mine disposal system that uses a mine disposal machine based on a hydraulic excavator. A rotary cutter with a rake is provided at the tip of the arm of the front work machine, and this rotary cutter and skeleton bucket can be exchanged. ing. In addition, a landmine exploration sensor and a spray nozzle for spraying paint are attached to the side of the arm.
作業は次のように行う。まず、ロータリカッタで灌木、葦、草等の植生を除去し、また、スケルトンバケットで土壁、土塁、堤防等の崩壊土砂を除去する次いで、地雷探査センサで対人地雷と対戦車地雷・不発弾とを検出、区別して地上に塗料を噴射してマーキングする。そして、対戦車地雷・不発弾の場含はロータリカッタのレーキ又はスケルトンバケットで露出させ、人力等で別場所に運搬処理し、対人地雷の場合はロータリカッタの高速回転により破壊する。 Work is done as follows. First, remove vegetation such as shrubs, bushes, grass, etc. with a rotary cutter, and remove lands, sand, embankments, etc., with a skeleton bucket.Next, use landmine sensors to detect anti-personnel mines and anti-tank landmines / Detects and distinguishes bullets and marks by spraying paint on the ground. Anti-tank landmines and unexploded bombs are exposed with a rotary cutter rake or skeleton bucket and transported to another place by human power, etc. In the case of antipersonnel landmines, they are destroyed by high-speed rotation of the rotary cutter.
しかしながら、上記従来技術には次のような問題がある。 However, the above prior art has the following problems.
上記従来技術では、作業前に探査装置を用い、埋設物の位置を計測し、計測結果にマーキングを施し、そのマーキングを目印に作業を行う。しかし、地雷処理機に搭乗した作業者からはマーキングが見にくい場合が多い。また、マーキングがあっても実際の埋設物である地雷は見えないため、地雷の正確な位置は分からない。このため埋設された地雷をロータリカッタで破壊する場合は、作業者は、マーキングを探し当て、その付近を広めに処理する必要があり、時間がかかり、非効率的であった。また、地上に塗料を噴射したマーキングは、時間がたつと雨等で洗い流されたり、砂に埋もれてしまい、マーキングが見えなくなってしまう場合があった。このような場合は、再度探査をやり直す必要があり、作業効率が悪かった。 In the above-described prior art, the position of the buried object is measured using an exploration device before the work, the measurement result is marked, and the work is performed using the marking as a mark. However, it is often difficult to see the markings from workers who have boarded the landmine disposer. Also, even if there is a marking, you cannot see the actual landmine, so the exact location of the landmine is unknown. For this reason, when destroying buried landmines with a rotary cutter, it is necessary for an operator to find a marking and treat the vicinity of the marking widely, which is time consuming and inefficient. In addition, markings that have been sprayed with paint on the ground may be washed away by rain or the like or may be buried in sand over time, making the markings invisible. In such a case, it was necessary to redo the exploration again, and work efficiency was poor.
以上の問題は地雷処理に限られず、地中の水道管を掘り出す作業等、地中の埋設物を処理するその他の作業にも同様の問題がある。 The above problems are not limited to landmine disposal, but there are similar problems in other operations for processing underground objects such as excavating underground water pipes.
本発明の目的は、移動式作業機の作業者に処理すべき埋設物の位置を正確に伝えることができ、作業効率を向上することができる移動式作業機の埋設物処理支援装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a buried work processing support device for a mobile work machine that can accurately convey the position of a buried object to be processed to an operator of the mobile work machine and can improve work efficiency. That is.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、移動式作業機の埋設物処理支援装置において、埋設物の位置情報を記憶する記憶手段と、前記移動式作業機の位置と姿勢を計測する計測手段と、作業領域を撮像する撮像手段と、前記計測手段の計測値を用いて前記埋設物の位置情報を表示画面の位置情報に変換し、前記埋設物を前記撮像手段の映像に重ね合わせて表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、更に、前記移動式作業機の処理装置と埋設物の位置関係を示すマーカを表示するものとする。 (1) In order to achieve the above object, according to the present invention, in a buried object processing support apparatus for a mobile work machine, storage means for storing the position information of the buried object, and the position and orientation of the mobile work machine are measured. Measuring means for imaging, imaging means for imaging the work area, position information of the embedded object is converted into position information on the display screen using the measurement value of the measuring means, and the embedded object is overlaid on the image of the imaging means and display means for displaying together, wherein the display means further and shall be displayed the marker indicating the positional relationship between the processing device and buried objects of the mobile working machine.
このように記憶手段と、撮像手段と、計測手段と、表示手段とを設け、埋設物を撮像手段の映像に重ね合わせて表示することにより、作業者に対して埋設物の位置を正確に伝えることができ、作業効率が向上する。また、移動式作業機の処理装置と埋設物の位置関係を示すマーカを表示することにより、埋設物を処理する際の処理装置の移動軌跡を提示することができ、作業効率が更に向上する。 As described above, the storage unit, the imaging unit, the measurement unit, and the display unit are provided, and the embedded object is displayed on the image of the imaging unit so that the position of the embedded object is accurately transmitted to the operator. Work efficiency can be improved. Further, by displaying a marker indicating the positional relationship between the processing device of the mobile work machine and the embedded object, the movement trajectory of the processing device when processing the embedded object can be presented, and the work efficiency is further improved.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記埋設物の位置情報は前記移動式作業機の外部に設定された基準座標系の値として記憶されており、前記計測手段は、前記移動式作業機の位置と姿勢を前記基準座標系の値として計測する手段であり、前記表示手段は、前記計測手段で計測された移動式作業機の位置と姿勢の基準座標系の値を用いて前記埋設物の位置情報を前記移動式作業機に設定された第1座標系の値に変換する手段と、その変換値を前記撮像手段に設定された第2座標系の値に変換する手段と、更にその変換値を前記表示画面に設定された第3座標系の値に変換する手段とを有し、その第3座標系への変換値を用いて前記埋設物を前記撮像手段の映像に重ね合わせて表示する。 (2) In the above (1), preferably, the position information of the buried object is stored as a value of a reference coordinate system set outside the mobile work machine, and the measuring means is the mobile work Means for measuring the position and orientation of the machine as a value in the reference coordinate system, and the display means uses the value in the reference coordinate system for the position and orientation of the mobile work machine measured by the measuring means. Means for converting the position information of the object into a value in the first coordinate system set in the mobile work machine, means for converting the converted value into a value in the second coordinate system set in the imaging means, and Means for converting the converted value into a value of a third coordinate system set on the display screen, and using the converted value to the third coordinate system, the embedded object is superimposed on the image of the imaging means. To display.
これにより埋設物の位置情報と計測情報と撮像情報を用いて、埋設物を撮像手段の映像に重ね合わせて表示することができる。 As a result, the embedded object can be displayed superimposed on the image of the imaging means using the position information, the measurement information, and the imaging information of the embedded object.
(3)また、上記(1)において、好ましくは、前記撮影手段は2台のカメラを有し、前記表示手段は、前記前記2台のカメラの映像情報から立体視の画像を生成し表示する。 ( 3 ) In the above (1), preferably, the photographing unit has two cameras, and the display unit generates and displays a stereoscopic image from video information of the two cameras. .
これにより作業者に対してより正確に埋設物の位置を伝えることができる。 Thereby, the position of the buried object can be transmitted to the worker more accurately.
(4)更に、上記(1)において、好ましくは、前記表示手段は、前記移動式作業機から離れた場所に位置する操作室に設置されており、前記移動式作業機に設置され、前記撮像手段の画像情報及び前記計測手段の計測情報を前記操作室にそれぞれ無線で送信する第1及び第2無線手段と、前記操作室に設置され、前記無線で送信された画像情報及び計測情報をそれぞれ受信する第3及び第4無線手段と、前記操作室に設置され、前記移動式作業機を無線で操作する遠隔操縦装置とを更に備え、前記表示手段は前記第3及び第4無線手段で受信した画像情報及び計測情報を用いて前記埋設物を前記撮像手段の映像に重ね合わせて表示する。 ( 4 ) Furthermore, in the above (1), preferably, the display means is installed in an operation room located at a location distant from the mobile work machine, installed in the mobile work machine, and the imaging First and second wireless means for wirelessly transmitting the image information of the means and the measurement information of the measuring means to the operation room, respectively, and the image information and the measurement information transmitted in a wireless manner installed in the operation room, respectively. Third and fourth wireless means for receiving, and a remote control device installed in the operation room for operating the mobile work machine wirelessly, the display means is received by the third and fourth wireless means. Using the image information and measurement information, the embedded object is displayed superimposed on the image of the imaging means.
これにより危険地帯での作業においても作業者に対し正確に位置情報を伝えることができ、安全に効率良く作業を行うことができる。 As a result, the position information can be accurately transmitted to the worker even in the work in the danger zone, and the work can be performed safely and efficiently.
(5)また、上記(1)において、好ましくは、前記埋設物は爆発物である。 ( 5 ) In the above (1), preferably, the buried object is an explosive.
これにより爆発物の処理に際しても表示手段の画面を見ながら爆発物を処理することができるので、作業効率に加え安全性も向上する。 As a result, explosives can be treated while viewing the screen of the display means even when explosives are treated, so that safety is improved in addition to work efficiency.
本発明によれば、表示手段の画面に埋設物を撮像手段の映像に重ね合わせて表示するので、作業者に対して埋設物の位置を正確に伝えることができ、作業効率を向上することができる。 According to the present invention, since the embedded object is displayed on the screen of the display unit so as to be superimposed on the image of the imaging unit, the position of the embedded object can be accurately communicated to the operator, and work efficiency can be improved. it can.
また、マーカを表示するので、これによっても作業効率が向上する。 Moreover, since the marker is displayed, this also improves the work efficiency.
また、立体視の画像を表示するので、作業者に対してより正確に埋設物の位置を伝えることができ、これによっても作業効率が向上する。 In addition, since the stereoscopic image is displayed, the position of the embedded object can be more accurately transmitted to the worker, and this also improves the work efficiency.
更に、地雷処理機を遠隔操作で操縦するので、危険地帯での作業においても作業者に対し正確に位置情報を伝えることができ、効率良く安全に作業を行うことができる。 Furthermore, since the land mine disposer is operated by remote control, position information can be accurately transmitted to the worker even in work in a dangerous zone, and work can be performed efficiently and safely.
また、埋設物が爆発物である場合は、作業効率に加え安全性も向上する。 In addition, when the buried object is an explosive, safety is improved in addition to work efficiency.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、ここで示す実施の形態は地雷処理機を例として挙げているが、地雷以外の例えば水道管などが埋設されている作業においても、実施の形態で説明している探査センサやフロント作業機の構成を作業に適切なものに置き換えることで、同様に実施可能である。 In addition, although embodiment shown here has mentioned the landmine processing machine as an example, also in the operation | work in which a water pipe etc. other than landmine are embed | buried, the exploration sensor and front work machine which are demonstrated in embodiment are demonstrated. It can be implemented in the same manner by replacing the configuration of FIG.
図1は、本発明の一実施の形態に係わる埋設物処理支援装置を含む地雷処理システムを搭載した地雷処理機の外観を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing the external appearance of a land mine disposer equipped with a land mine disposal system including a buried object disposal support device according to an embodiment of the present invention.
図1において、1は油圧建設機械としてよく知られているクローラ式の油圧ショベルをべースマシンとした地雷処理機であり、地雷処理機1は旋回体2、運転室3、走行体4、フロント作業機80を有している。旋回体2は走行体4上に回転可能に装架され、旋回体2の前部左側に運転室3が位置している。走行体4はクローラ式であるが、車輪を有するホイールローダタイプであってもよい。運転室3の窓ガラスのうち、フロントガラスおよびフロアガラスには特殊防弾ガラス10が装着されている。また、運転室3の前面には鋼製網体によるガード11が設けられている。更に、図示は省略するが、旋回体2および走行体4の下部には、鉄製のアンダーカバーを設けて機械内部のガードをしている。
In FIG. 1,
フロント作業機80はブーム5とアーム6を有し、ブーム5は旋回体2の前部中央に上下方向に回転可能に取り付けられ、アーム6はブーム5の先端に前後方向に回転可能に取り付けられ、それぞれブームシリンダ7及びアームシリンダ8によって回転駆動される。
The
アーム6の先端にはロータリカッタ装置81が前後方向に回転可能に取り付けられ、アタッチメントシリンダ82によって回転駆動される。ロータリカッタ装置81はロータリカッタ14と、レーキ16と、フラップ式の飛散防止ブレード17とを有している。ロータリカッタ14は回転ドラム12の周面に適宜間隔でカッタビット13を植設して構成され、レーキ16はロータリカッタ14の横側に突設され、ブレード17はロータリカッタ14の背面側に設けられている。
A
アーム6の側部にはレーダ式の爆発物探査センサ18が取り付けられている。このセンサ18はテレスコ式の伸縮アーム19によりアーム6の側部に浴って移動可能であり、また、探査センサ用シリンダ20により伸縮アーム19に対して回転可能である。
A radar
以上の地雷処理機1の構成及び動作は日本国特許第3016018号公報に詳しい。地雷処理機1はクローラ式の油圧ショベル以外、ホイール式の油圧ショベル、ホイールローダ、ブルドーザ、特開平7−71898号公報に記載のような無限軌道車をべースマシンとしてもよい。
The structure and operation of the
地雷処理機1には、可動部センサとして、旋回体2とブーム5の回転角度(ブーム角度)を検出する角度センサ21(図2参照)、ブーム5とアーム6との回転角度(アーム角度)を検出する角度センサ22、アーム6とロータリカッタ14との回転角度(ロータリカッタ角度)を検出する角度センサ23、伸縮アーム19のストローク(伸縮アームストローク)を検出するストロークセンサ24(図2参照)、伸縮アーム19と爆発物探査センサ18との回転角度(爆発物探査センサ角度)を検出する角度センサ25、旋回体2の前後方向の傾斜角度(ピッチ角度)を検出する傾斜センサ26(図2参照)が設けられている。
In the
また、地雷処理機1にはGPS衛星からの信号を受信する2個のGPSアンテナ27,28、基準局からの補正データ(後述)を受信する無線アンテナ29、計測データを送信する無線アンテナ30が設けられている。2個のGPSアンテナ27,28は旋回体2の後部左右に所定間隔で設置されている。
Also, the
また、地雷処理機1には作業対象物や作業現場の状況を撮影するための2台のカメラ31,32が設置されている。2台のカメラ31,32はフロント作業機80の作業状態を確認することのできる位置、例えば、運転室3の上部や運転室3の内部に設置される。図示の例は、2台のカメラ31,32を運転室3の上部に設置した場合のものである。
In addition, the
図2は、本実施形態に係わる埋設物処理支援装置を含む地雷処理システムの全体構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the landmine treatment system including the buried object treatment support apparatus according to the present embodiment.
図2において、地雷処理システムは地雷処理機1に搭載される車載装置400と、GPS基準局100と、地雷処理機1の位置や作業管理を行う、建物や自動車などを利用した作業管理所200で構成されている。
In FIG. 2, the landmine disposal system is an in-
車載装置400は、上述した可動部センサ21〜26と、GPS基準局100からの補正データ(後述)をアンテナ29を介して受信する無線機33と、無線機33で受信した補正データを分配する分配機34と、分配機34で分配された補正データとGPSアンテナ27及び28により受信されるGPS衛星からの信号に基づいてGPSアンテナ27,28の3次元位置をリアルタイムに計測するGPS受信機35,36と、爆発物探査センサ18の動作をON/OFFする動作スイッチ37と、ロータリカッタ装置81の動作をON/OFFする動作スイッチ38と、探査の結果対人地雷が検出されたことを入力するトリガスイッチ39と、探査の結果対戦車地雷が検出されたことを入力するトリガスイッチ40と、探査の結果不発弾が検出されたことを入力するトリガスイッチ41と、対戦車地雷や不発弾の撤去が完了したことを入力するトリガスイッチ42と、GPS受信機35及び36からの位置データと上記の各種稼動センサ21〜26からのデータ、各動作スイッチ37,38、各トリガスイッチ39〜42から得られるデータを集約するコントローラ43と、コントローラ43で集約されたデータに基づき、地雷処理機1の位置及び姿勢と、爆発物探査センサ18の位置と、ロータリカッタ14の位置を演算し、この演算結果に基づいて作業領域の状態及び地雷処理機1の状態を表示するタブレットコンピュータなどの車載コンピュータ401と、車載コンピュータ401からの計測データをアンテナ30を介して送信する無線機44とを備えている。車載コンピュータ401としては、タブレットコンピュータ以外に、例えばノートPCやボックスコンピュータ、パネルコンピュータなどであっても良い。
The in-
また、車載装置400は、上記の爆発物探査センサ18と、その探査結果として地下埋設物の形状や材質及び種別などを表示する爆発物探査センサ用モニタ45とを備えている。
The in-
また、車載装置400は、上記のカメラ31,32と、カメラ31,32で撮像した画像を入力し、画像処理を施すことにより立体視を可能とする操作支援画像を生成する画像処理装置46と、画像処理装置46により生成された操作支援画像を地雷処理機1の操作者に提示する操作支援モニタ47を有している。また、画像処理装置46は、車載コンピュータ401より地雷処理機1の位置と、探査済みの対人地雷、対戦車地雷、不発弾の位置を取得し生成した画像に重ね合わせる機能を有している。
The in-
GPS基地局は100は、あらかじめ計測された3次元位置データとGPSアンテナ102により受信されるGPS衛星からの信号に基づき、上述した地雷処理機1に搭載されているGPS受信機35及び36でRTK(リアルタイムキネマティック)測位を行うための補正データを生成するGPS基準局受信機101と、GPS基準局受信機101で生成された補正データをアンテナ104を介して送信するための無線機103とを備えている。
The
作業管理所200は、アンテナ203を介して地雷処理機1の計測データを受信する無線機202と、無線機202により受信した計測データに基づき作業領域の状態や地雷処理機1の状態を表示及び管理するための演算を行うサーバPC201と、サーバPC201の演算結果を表示する作業モニタ84と、サーバPC201での管理データに基づき作業日誌などを出力するためのプリンタ204とを備えている。また、サーバPCには地図データ、地雷埋設データ及び作業履歴データなどからなるデータベースが構築されており、これらのデータに基づいて地雷処理機1の作業計画も行う。
The
301はサーバPC201で計画された計画データと、車載コンピュータ401で記録された作業データをサーバPC201と車載コンピュータ401間で交換するためのICカードである。
車載コンピュータ401はICカード301が接続可能な入出力装置85、作業データや計測データ及び操作データを記憶する主記憶装置としてのハードディスク86、演算結果を表示する作業モニタ87を有し、サーバPC201はICカード301が接続可能な入出力装置88及び上記データベースを構築するための主記憶装置としてハードディスク89を備えている。なお、ハードディスク86,89に代え、シリコンディスク等の可動部分のない記憶装置を用いてもよい。
The in-
以上において、車載コンピュータ401のハードディスク86は埋設物の位置情報を記憶する記憶手段を構成し、GPSアンテナ27,28及びGPS受信機35,36と画像処理装置46の演算処理の一部(後述する図15に示すフローチャートのステップS100〜S110の変換行列sHwを算出するまで処理)は移動式作業機である地雷処理機1の位置と姿勢を計測する計測手段を構成し、カメラ31,32は作業領域を撮像する撮像手段を構成し、画像処理装置46の演算処理の他部分(後述する図15に示すフローチャートのステップS120〜S210の処理)及び操作支援モニタ47は計測手段(GPSアンテナ27,28及びGPS受信機35,36)の計測値を用いて埋設物の位置情報を表示画面の位置情報に変換し、埋設物を撮像手段(カメラ31,32)の映像に重ね合わせて表示する表示手段を構成し、これら記憶手段、計測手段、撮像手段、表示手段により本実施の形態に係わる埋設物処理支援装置が構成される。その詳細は後述する。
In the above, the
図3は本システムを用いた地雷処理管理方法の処理手順を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a landmine management method using this system.
まず、サーバPC201を用いて、データベース上の地図データ、地雷埋設データ及び作業履歴データなどに基づき、当日の作業ブロックを選択して作業計画を行い、作業計画終了後、選択されたブロック作業データをICカード301に保存する(ステップS1)。ここで作業ブロックとは、地雷処理を行う領域において未処理領域や処理済み領域などを管理するための区画である。
First, using the
次に地雷処理機1のオペレータはICカード301を持って地雷処理機に乗り込み、地雷処理機1及び車載装置400を起動後、ICカード301から対象ブロックの作業データを車載コンピュータ401に読み込んでハードディスク86に記憶し、作業を開始する(ステップS100)。
Next, the operator of the
次にオペレータは車載コンピュータ401の作業モニタ87の画面と、カメラ31及び32で撮像された画像に画像処理装置46によって操作支援情報を重ね合わせた操作支援モニタ47の画面を見ながら地雷処理作業を行う(ステップS200)。操作支援情報については後述する。作業中は、対象ブロックの計測データ及び操作データや更新後の作業データがハードディスク86に記憶される。
Next, the operator performs the mine disposal work while viewing the screen of the work monitor 87 of the in-
作業が終了するとハードディスク86に記憶された対象ブロックの計測データ及び操作データと作業データをICカード301へ保存して、車載装置400を停止後、地雷処理機1のエンジンを停止する。
When the work is completed, the measurement data, operation data, and work data of the target block stored in the
オペレータはICカード301を持って作業管理所200へ戻る。ICカード301から対象ブロックの計測データ及び操作データと作業データをサーバPC201に読み込み、作業集計及び作業日報の出力を行う(ステップS400)。
The operator returns to the
図4は、ステップS200で行われる作業の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing details of the work performed in step S200.
作業は目視確認工程と、伐採工程と、探査工程と、撤去工程と、処理工程と、再探査工程とからなる。 The work consists of a visual confirmation process, a logging process, an exploration process, a removal process, a treatment process, and a re-exploration process.
目視確認工程では、地表の対戦車地雷、不発弾及び対人地雷の有無を確認し、それらが発見されると地表の対戦車地雷と不発弾を撤去し、地表の対人地雷は破壊する。樹木が茂って地表が見えにくい場合は、図5に示すようにロータリカッタ14により地表の一定高さ、例えば地上高30〜40cm程度まで伐採し、図6に示すようにレーキ16で後片付けを行った後、同様の作業を行う。この工程で、地表の安全を確認する。
In the visual confirmation process, the presence or absence of anti-tank mines, unexploded bombs and anti-personnel mines on the surface is confirmed. If they are detected, anti-tank mines and unexploded bombs on the surface are removed, and anti-personnel mines on the surface are destroyed. When it is hard to see the ground due to the trees, the
伐採工程では、図7に示すように、爆発物探査センサ18により地中の爆発物が探査可能となる高さまでロータリカッタ14によりブッシュや樹木を伐採し、レーキ16で後片付けを行う。これは、高さ20cm以上のブッシュや樹木は探査作業に影響を及ぼすためである。この時、樹木に隠れている対人地雷はロータリカッタ14で伐採しながら破壊する。
In the felling process, as shown in FIG. 7, bushes and trees are felled by the
探査工程では、爆発物探査センサ18により地中の対人地雷、対戦車地雷及び不発弾を探査する。この時、図8に示すように、爆発物探査センサ18の底面を地上5〜10cmの一定高に保ち、地雷処理機1のフロント作業機80を動作させて探査作業を行う。
In the exploration process, the
探査工程で対戦車地雷又は不発弾が発見されると、撤去工程に進み、何も見つからない場合、あるいは対人地雷は見つかったが対戦車地雷及び不発弾は見つからない場合は、処理工程に進む。 If an anti-tank mine or unexploded bomb is found in the exploration process, the process proceeds to a removal process, and if nothing is found, or if an anti-personnel mine is found but no anti-tank mine and unexploded bomb is found, the process proceeds to a processing process.
撤去工程では、探査工程により発見された地中の対戦車地雷または不発弾をレーキ16を用いて撤去する。これは、その後のロータリカッタに14による対人地雷処理の安全確保のためである。作業モニタ87と操作支援モニタ47に表示される探査結果で位置を確認し、地中にある不発弾及び対戦車地雷を爆発させないように慎重に掘り出し、例えば爆発地点に運搬し処理する。撤去後は直ちに撤去領域の再探査を行う。再探査により地中に別の対戦車地雷または不発弾が発見されると、再び撤去作業を行う。対戦車地雷及び不発弾のいずれも発見されなくなると撤去工程を終了し、処理工程へと進む。
In the removal process, the underground anti-tank mine or unexploded bomb discovered in the exploration process is removed using the
処理工程では、探査工程により発見された対人地雷をロータリカッタ14で破壊する。図9はその状況を示す。作業モニタ87と操作支援モニタ47に表示される探査結果で位置を確認しながら、探査工程で明らかになった対人地雷の存在位置を重点に、ロータリカッタ14により処理する。処理作業はロータリカッタ14のガイド底面を地表に接触させながら旋回し、カッタビット13の刃先が地下30cmまで達するようにする。
In the processing step, the antipersonnel mine discovered in the exploration step is destroyed by the
再探査工程では、ロータリカッタ14で処理を行った領域を、安全確認のために再探査を行う。作業内容は探査工程と同じである。ここで、爆発物が発見された場合は、再度、撤去工程、処理工程及び再探査工程を行う。再探査構成で何も発見されなくなった時点で作業完了となる。
In the re-exploration process, the region processed by the
目視確認工程では目視モード及び撤去モード、伐採工程は伐採モード、探査工程は探査モード、撤去工程は撤去モード及び探査モード、処理工程は処理モード、再探査工程は探査モードとして車載コンピュータ401の作業モニタ87の画面上からモード選択可能となっている。これらの各モードでは、各トリガスイッチ39〜42からの信号に基づいて爆発物の検出、処理の記録、更新を行う。例えば、探査モードでは、対人地雷、対戦車地雷、不発弾のいずれかが発見されると、トリガスイッチ39〜41の対応するものを押し、爆発物の種別、位置情報等をハードディスク86に記憶することで作業データを更新する。
In the visual confirmation process, the monitoring mode of the in-
作業中は各動作スイッチ37,38と、GPS受信機35及び36からの位置データと、各可動部センサ21〜26からのデータに基づいて、車載コンピュータ401で地雷処理機1の位置及び姿勢と爆発物探査センサ18の位置及びロータリカッタ14の位置を演算している。演算結果により、車載コンピュータ401の作業モニタ87に対象ブロックの状態及び地雷処理機1の状態が表示される。
During the work, based on the position data from the operation switches 37 and 38, the
車載コンピュータ401による計測データ及び操作データは時系列データとして車載コンピュータ401のハードディスク86に記憶されると同時に無線機44によりサーバPC201へと送信される。サーバPC201でもこの計測データ及び操作データを用いて車載コンピュータ401と同様の演算を行い、作業モニタ84に対象ブロックの状態及び地雷処理機1の状態を表示する。
Measurement data and operation data by the in-
図10は、車載コンピュータ401の作業モニタ87及びサーバPC201の作業モニタ84に表示される画面の一例を示す。
FIG. 10 shows an example of a screen displayed on the work monitor 87 of the in-
図10において、402には詳細表示画面である。詳細表示画面402は作業モード選択ボタン領域403、アタッチメント動作表示領域404、作業状態表示領域405、メッシュ状態表示領域406を有している。作業モード選択ボタン表示領域403には、目視モード、伐採モード、探査モード、撤去モード、処理モードの各ボタンが表示され、マウスやキーボードまたはタッチパネル等により所望のモードを選択可能になっている。現在選択されている作業モードは反転表示される。探査センサ及びアタッチメント動作表示領域404には、各動作スイッチ37及び38による爆発物探査センサ18及びロータリカッタ14の動作状況が示され、動作中の部材名は反転表示される。作業状態表示領域405には、日時、車体やアタッチメントの位置、車載GPSの計測状態、爆発物の探査及び処理状況等が表示される。メッシュ状態表示領域406には、作業ブロックがメッシュの状態と共に表示される。その表示方法は、各メッシュの状態に応じて各メッシュが色分け、模様分けまたは記号分けによって区別されて表示されている。ここでメッシュとは、作業ブロックの中を作業状態の管理の目的で、更に分割した領域のことを言う。
In FIG. 10,
図10では明細書というモノクロ表示でも解りやすいように模様分けの例で示しており、作業不要領域を黒の塗りつぶし、作業初期状態を白の塗りつぶし、伐採済み領域を黒丸、探査済み領域を二重丸、処理済み領域を丸、対人地雷存在領域を三角、対戦車地雷存在領域を四角、不発弾存在領域をバツで示してある。また、メッシュ状態表示領域406の画面に重ねて地雷処理機1のワイヤーフレーム画像407が表示される。詳細表示画面402ではマウス等の操作により、表示領域の拡大縮小、平行移動及び回転が可能である。
FIG. 10 shows an example of pattern division so that it can be easily understood even in the monochrome display of the description. The work unnecessary area is filled with black, the work initial state is filled with white, the cut area is filled with black circles, and the searched area is doubled. Circle, treated area circle, anti-personnel mine presence area triangle, anti-tank mine presence area square, unexploded bomb presence area X. In addition, a
ワイヤーフレーム画像407は、大きな四角407aが車体(旋回体2、運転室3、走行体4)を示す画像、小さな四角407bがアタッチメント(ロータリカッタ装置81)もしくは爆発物探査センサ18を表す画像、大きな四角407aから小さな四角407bへ伸びる線407Cがブーム5とアーム6を表す画像である。小さな四角407bの画像は、探査モード以外の動作モードではアタッチメント(ロータリカッタ装置81)を表し、探査モードでは爆発物探査センサ18を表す。
In the
図11に操作支援モニタ47に表示される画像の一例を示す。図11において501は操作支援の画面であり、画面501には、カメラ31,32で撮像された実像と、探査工程と再探査工程で検出した対人地雷、対戦車地雷、不発弾(以下、適宜「埋設物」と総称する)の位置情報を基にしたコンピュータグラフィックスとが重ね合わせて表示されている。図示の例では、カメラ31,32の実像はブーム5、アーム6、ロータリカッタ装置81であり、コンピュータグラフィックスは探査工程や再探査工程で検出された位置情報を基に演算した対人地雷の写像502と、地雷処理機1のロータリカッタ14と対人地雷との位置関係を示すマーカ503〜506である。マーカ503〜505は作業機座標系のXs,Ys,Zs軸方向の距離情報を示すロータリカッタ14の誘導用補助線であり、マーカ506はロータリカッタ装置81の高さを示すロータリカッタ14の誘導用補助線である。これらのコンピュータグラフィックス502〜506は、地雷処理機1の位置からカメラ31と32の画角(視野角)内に映る範囲を算出し、探査工程や再探査工程で発見されている対人地雷、対戦車地雷、不発弾がカメラ31と32の画角内に含まれる時に表示される。
FIG. 11 shows an example of an image displayed on the
操作支援モニタ47の表示制御は画像処理装置46によりなされる。以下、画像処理装置46の演算処理について説明する。
Display control of the operation support monitor 47 is performed by the
図12及び図13は画像処理装置46の演算処理で使用する座標系を示す図であり、図12は基準座標系(グローバル座標系)、作業機座標系、カメラ座標系を示し、図13は表示座標系を示している。
12 and 13 are diagrams showing a coordinate system used in the arithmetic processing of the
図12において、画像処理装置46の演算処理にはGPSの準拠楕円体の中心に原点を持つ基準座標系(グローバル座標系)Σw、地雷処理機1の旋回体2に固定され、旋回べースフレームと旋回中心との交点に原点を持つ作業機座標系Σs、カメラ31又は32のレンズ中心に原点を持つカメラ座標系Σcが用いられる。カメラ座標系Σcはカメラ31,32のそれぞれに設定されたカメラ座標系Σc1,Σc2を代表したものもである。
In FIG. 12, the calculation processing of the
基準座標系(グローバル座標系)ΣwはXw軸、Yw軸、Zw軸の3軸を持つ直交座標系であり、Xw軸は準拠楕円体の赤道と子午線の交点と準拠楕円体の中心とを通る線上に位置し、Zw軸は準拠楕円体の中心から南北に伸ばした線上に位置し、Yw軸はXw軸とZw軸に直交する線上に位置している。GPSでは、地球上の位置を緯度及び経度と、準拠楕円体に対する高さ(深さ)で表現するので、このように基準座標系Σwを設定することで、GPSの位置情報を基準座標系Σwの値に容易に変換することができる。 The reference coordinate system (global coordinate system) Σw is an orthogonal coordinate system having three axes, the Xw axis, the Yw axis, and the Zw axis. The Xw axis passes through the intersection of the equator of the reference ellipsoid and the meridian and the center of the reference ellipsoid. The Zw axis is located on a line extending from the center of the reference ellipsoid to the north and south, and the Yw axis is located on a line orthogonal to the Xw axis and the Zw axis. In GPS, the position on the earth is expressed by latitude and longitude, and the height (depth) with respect to the reference ellipsoid. By setting the reference coordinate system Σw in this way, the GPS position information is converted to the reference coordinate system Σw. Can be easily converted to
作業機座標系ΣsもXs軸、Ys軸、Zs軸の3軸を持つ直交座標系であり、Zs軸は旋回べースフレームと旋回中心との交点から旋回体2の高さ方向に伸ばした線上に位置し、Ys軸は旋回べースフレームと旋回中心との交点からフロント作業機80と平行な平面内においてZs軸に対して直角に伸ばした線上に位置し、Xs軸はZs軸とYs軸に直交する線上に位置している。画像501に示されるマーカ(誘導用補助線)503は作業機座標系ΣsのYs軸に平行な直線であり、マーカ(誘導用補助線)504はXs軸に平行な直線であり、マーカ(誘導用補助線)505,506はZs軸に平行な直線である。
The work machine coordinate system Σs is also an orthogonal coordinate system having three axes, the Xs axis, the Ys axis, and the Zs axis. The Zs axis is on a line extending in the height direction of the
カメラ座標系ΣcもXc軸、Yc軸、Zc軸の3軸を持つ直交座標系であり、Zc軸はレンズ中心からカメラ31又は32の高さ方向に伸ばした線上に位置し、Yc軸はカメラ31又は32の光軸上に位置し、Xc軸はZc軸とYc軸に直交する線上に位置している。
The camera coordinate system Σc is also an orthogonal coordinate system having three axes of the Xc axis, the Yc axis, and the Zc axis. The Zc axis is located on a line extending from the lens center in the height direction of the
図13において、画像処理装置46の演算処理には、また、画面501の一点(図示の例では左上コーナ部)に原点を持つ表示座標系Σiが用いられる。表示座標系ΣiはU軸とV軸の2軸を持つ平面直交座標系であり、U軸は画面501の左上コーナ部から横方向(図示右方)に伸ばした線上に位置し、V軸は画面501の左上コーナ部から縦方向(図示下方)に伸ばした線上に位置している。
In FIG. 13, the display coordinate system Σi having an origin at one point on the screen 501 (upper left corner portion in the illustrated example) is used for the arithmetic processing of the
作業機座標系Σsの原点(旋回べースフレームと旋回中心との交点)に対するGPSアンテナ27,28の位置関係は既知であるので、基準座標系ΣwでのGPSアンテナ27,28の3次元位置と地雷処理機1のピッチ角度が分かれば、基準座標系から作業機座標系への変換行列sHwを求めることができる。また、作業機座標系Σsの原点(旋回べースフレームと旋回中心との交点)とカメラ31,32の位置関係も既知であるので、作業機座標系からカメラ座標系Σc(Σc1,Σc2)への変換行列cHs(c1Hs,c2Hs)は固定値として予め求めておくことができる。同様に、カメラ座標系Σcとカメラの画角(視野角)との位置関係も既知であるので、カメラ座標系Σcから表示画面座標系Σiへの変換行列iHc(i1Hc1,i2Hc2)も固定値として予め求めておくことができる。変換行列sHw,cHs(c1Hs,c2Hs)を用いることにより基準座標系Σwでの埋設物の位置(座標値)をカメラ座標系Σc(Σc1,Σc2)での座標値に変換することができる。更に、変換行列iHc(i1Hc1,i2Hc2)を用いることによりカメラ座標系Σc(Σc1,Σc2)での埋設物の位置(座標値)を表示座標系Σiでの座標値に変換することができる。
Since the positional relationship of the
前述したように、起動時はIC301カードから読み込まれた作業データがハードディスク86に記憶され、作業中は、トリガスイッチ39〜42からの信号に基づいて処理、交信された作業データがハードディスク86に記憶される。これらの作業データは埋設物の位置情報を含み、この位置情報は上述した基準座標系(グローバル座標系)の値として記憶されている。また、作業中はGPS受信機35及び36の位置情報を用いて車載コンピュータ401で地雷処理機1の位置及び姿勢と爆発物探査センサ18の位置及びロータリカッタ14の位置を演算しているが、この演算ではそれらの位置は基準座標系の値として求められ、その位置情報を利用することにより埋設物の位置を基準座標系の値として求めることができる。
As described above, the work data read from the
図14はカメラ31,32のそれぞれの光軸及び画角と表示画面での表示範囲との関係を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the optical axes and angles of view of the
図14に示される符号はそれぞれ次のものを意味している。
Yc1:カメラ31の光軸(カメラ31の座標系Σc1のYc1軸)
Yc2:カメラ32の光軸(カメラ32の座標系Σc2のYc2軸)
Lc11:カメラ31の画角の左端
Lc12:カメラ31の画角の右端
Lc21:カメラ32の画角の左端
Lc22:カメラ32の画角の右端
O1:カメラ31の座標系Σc1の原点
O2:カメラ32の座標系Σc2の原点
P:埋設物(爆発物)
θ1:Yc1とLc11の成す角(半画角:カメラ31の特性によって固定の値)
θ2:Yc2とLc21の成す角(半画角:カメラ32の特性によって固定の値)
α1:Yc1とP−O1との成す角
α2:Yc2とP−O2との成す角
カメラ31とカメラ32の共通の画角はLc11とLc22の成す角であり、この共通の画角範囲の映像情報を用いることにより立体視の画像を生成することができる。また、角度θ1とα1とを比較し、角度θ2とα2とを比較することにより、埋設物が表示画面の範囲内に位置するかどうかを判定することができ、その結果、爆発物を表示画面に表示するかどうかを判定することができる。
The symbols shown in FIG. 14 mean the following.
Yc1: Optical axis of the camera 31 (Yc1 axis of the coordinate system Σc1 of the camera 31)
Yc2: Optical axis of the camera 32 (Yc2 axis of the coordinate system Σc2 of the camera 32)
Lc11: Left end of the angle of view of the
θ1: Angle formed by Yc1 and Lc11 (half angle of view: a fixed value depending on the characteristics of the camera 31)
θ2: Angle formed by Yc2 and Lc21 (half angle of view: fixed value depending on the characteristics of the camera 32)
α1: Angle formed by Yc1 and P-O1 α2: Angle formed by Yc2 and P-O2 A common angle of view of the
図15は、上記の考えに基づいてカメラ31,32で撮像した画像に埋設物及びマーカの画像を重ね合わて表示する演算処理を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing a calculation process for displaying the image of the embedded object and the marker superimposed on the image captured by the
図15において、まず、GPS受信機35,36からの位置データを基に基準座標系(グローバル座標系)でのGPSアンテナ27,28の位置(座標値)を演算する(ステップS100)。次いで、その位置情報と傾斜センサ26により検出した地雷処理機1のピッチ角度を用いて基準座標系から作業機座標系への変換行列sHwを算出する(ステップS110)。次いで、上記のように基準座標系の値として記憶されている埋設物の位置情報を、上記変換行列sHwを用いて作業機座標系Σsの座標値に変換する(ステップS120)。次いで、その作業機座標系Σsでの埋設物の座標値を予め求めておいた作業機座標系からカメラ31の座標系Σc1への変換行列c1Hsを用いてカメラ座標系Σc1での埋設物の座標値に変換して、カメラ座標系Σc1での埋設物の座標値を算出し(ステップS130)、カメラ31の座標系Σc1での埋設物の座標値を用いて図14に示すカメラ31の光軸Yc1とP−O1との成す角α1を算出し(ステップS140)、その角度α1がカメラ31の半画角(Yc1とLc11の成す角)θ1より小さい(α1<θ1)かどうかを判定する(ステップS150)。その判定結果が真、つまりα1<θ1であれば、同様に、作業機座標系Σsでの埋設物の位置情報を予め求めておいた作業機座標系からカメラ32の座標系Σc2への変換行列c2Hsを用いてカメラ座標系Σc2での埋設物の座標値に変換して、カメラ座標系Σc2での埋設物の座標値を算出し(ステップS160)、カメラ座標系Σc2での埋設物の座標値を用いて図14に示すカメラ32の光軸Yc2とP−O2との成す角α2を算出し(ステップS170)、その角度α2がカメラ32の半画角(Yc2とLc21の成す角)θ2より小さい(α2<θ2)かどうかを判定する(ステップS180)。
In FIG. 15, first, the positions (coordinate values) of the
その判定結果も真、つまり、α1<θ1でかつα2<θ2であれば、埋設物はカメラ31,32の共通の画角の範囲内に含まれるので、画面501に埋設物を表示するため表示座標系での埋設物の座標値を算出する(ステップS190)。図13では、表示座標系での埋設物の座標値が(Pxi,Pyi)で示されている。この表示座標系での埋設物の座標値の演算はカメラ31,32毎に行う。つまり、カメラ31に対しては、カメラ座標系Σc1での埋設物の座標値を、予め求めておいたカメラ座標系Σc1から表示座標系Σiへの変換行列i1Hc1を用いて表示座標系Σiでの埋設物の座標値に変換する。カメラ32に対しては、カメラ座標系Σc2での埋設物の座標値を、予め求めておいたカメラ座標系Σc2から表示座標系Σiへの変換行列i2Hc2を用いて表示座標系Σiでの埋設物の座標値に変換する。
If the determination result is also true, that is, if α1 <θ1 and α2 <θ2, the embedded object is included in the common field angle range of the
次いで、画像501にマーカ503〜506を表示するための表示座標系でのマーカ503〜506の座標値を算出する(ステップS200)。この演算はステップS120で求めた作業機座標系での埋設物の座標値を用いて次のように行う。
Next, the coordinate values of the
フロント作業機80と作業機座標系Σsとの位置関係は既知であり、一例として、フロント作業機80の縦方向(前後方向)の中心線が作業機座標系のYs軸とZs軸を含む平面内に位置する場合を考える。この場合、作業機座標系のYs軸に平行で地面上に位置する直線を想定すると、この直線上にはロータリカッタ14の真下に位置する点が存在する。この点の作業機座標系の座標値は、ロータリカッタ14のYs軸座標値をrsとし、作業座標系の原点(旋回べースフレームと旋回中心との交点)の地面からの高さをhsとすると、(0,rs,−hs)と表せる。その座標値を埋設物の位置の場合と同様に表示座標系の値に変換する。図11中、A点がその点である。また、作業機座標系での埋設物の座標値を(xs,ys,zs)とし、作業機座標系での座標値(0,ys、−hs)の点を想定する。この点についても作業機座標系での座標値を表示座標系の値に変換する。図11中、B点がその点である。更に、作業座標系で座標値(xs,0,−hs)の点を想定し、この点の座標値も表示座標系の値に変換する。図11中、C点がその点である。マーカ503はA点とB点を通りB点を終点とする直線であり、マーカ504はB点とC点を結ぶ直線であり、マーカ505は埋設物とC点を結ぶ直線であり、マーカ506はロータリカッタ14とA点を結ぶ直線である。よって、A点、B点、C点の表示座標系での座標値を演算することでマーカ503〜506を表示することができる。
The positional relationship between the
そして、以上のようにして求めたカメラ31,32毎の表示座標系での埋設物の座標値とA点、B点、C点の座標値を用いて埋設物の写像502及びマーカ503〜506のコンピュータグラフィックスを生成し、カメラ31,32のそれぞれの画像にそれらを重ね合わせて表示する(ステップS210)。
The embedded
なお、以上の演算処理において、ステップS100〜S120の処理は、作業領域の状態及び地雷処理機1の状態を作業モニタ87に表示するために車載コンピュータ401側でも行われており、画像処理装置46ではステップS100〜S120の処理を省略し、車載コンピュータ401の演算データを用いてもよい。
In the above arithmetic processing, the processing of steps S100 to S120 is also performed on the in-
次に、図11及び図13〜図18を用いて、操作補助画面を用いた地雷処理の手順を説明する。 Next, a mine processing procedure using the operation assistance screen will be described with reference to FIGS. 11 and 13 to 18.
初めに、図10に示す作業モニタ87の画面を見ながら検出されている対人地雷が地雷処理機1の正面付近に来る位置まで移動する。地雷処理機1の正面付近であれば、対人地雷がカメラ31,32の画角範囲に含まれるので、操作支援モニタ47の画面501上には図11のように対人地雷の写像502が現れる。
First, the antipersonnel mine detected while looking at the screen of the work monitor 87 shown in FIG. 10 moves to a position near the front of the
次に、Xs軸方向の誘導用補助線504が表示されなくなる位置まで地雷処理機1を旋回する。その時の操作支援モニタ47の画面501は図16のようになり、Xs軸方向のマーカ504は消失する。
Next, the
次に、フロント作業機80を操作し、対人地雷の写像502にロータリカッタ装置81を移動する。すなわち、図17に示すように、Zs軸方向で対人地雷の埋設深さを示すマーカ505とロータリカッタ14の高さを示すマーカ506が一直線になる位置まで移動する。
Next, the
この位置からロータリカッタ14を下げるようにフロント作業機80を操作すると、ロータリカッタ14は徐々に地中に入り込み、対人地雷を処理することができる。
When the
実際に処理を行う場合には、計測誤差などを考慮して上記手順で移動した位置付近を中心にして、図9で示すように一定範囲を処理することになる。 When processing is actually performed, a certain range is processed as shown in FIG. 9 with the vicinity of the position moved by the above procedure taking into account measurement errors and the like.
以上のように構成した本実施の形態においては、埋設物の位置情報を含む作業データや計測データ及び操作データを車載コンピュータ401のハードディスク86に記憶するとともに、作業終了時はそれらのデータをICカード301へ保存し、作業管理所200のサーバPC201に読み込むため、爆発物の探査、処理データが記録として残り、作業の連続性が保たれ、効率良く作業を行うことができる。
In the present embodiment configured as described above, work data, measurement data, and operation data including the position information of the buried object are stored in the
また、作業支援モニタ47の画面501にカメラ31,32の映像を表示するとともに、その映像に埋設物の写像502を重ね合わせて表示するので、作業者に対して埋設物の位置を正確に伝えることができ、効率良く安全に爆発物を処理することができる。
In addition, since the images of the
更に、作業支援モニタ47の画面501にロータリカッタ14と埋設物との位置関係を示すマーカ503〜506を表示するので、埋設物を処理する際のロータリカッタ14の移動軌跡を提示することができ、作業者はマーカ503〜506に沿ってロータリカッタ14を移動することでロータリカッタ14を容易に埋設物の真上に位置決めすることができるようになり、作業効率が向上する。
Furthermore, since the
また、2台のカメラ31,32を用い、作業支援モニタ47に立体視の画像を表示するので、作業者に対してより正確に埋設物の位置を伝えることができ、作業効率が向上する。
Further, since the stereoscopic image is displayed on the work support monitor 47 using the two
本発明の他の実施の形態を図19を用いて説明する。図中、図2に示すものと同等の部分には同じ符号を付している。本実施の形態は、地雷処理機を遠隔操作で操縦する地雷処理システムに本発明を適用した場合のものである。 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same parts as those shown in FIG. In the present embodiment, the present invention is applied to a landmine disposal system in which a landmine disposal machine is operated by remote control.
図19において、本実施の形態に係わる地雷処理システムは地雷処理機1に搭載される車載装置500と、建物や自動車などを利用し地雷処理機1から離れた遠隔地から地雷処理機1を操作する操作室600と、GPS基準局100と、作業管理所200とで構成される。操作室600と作業管理所200は同一の場所に設けても、別々の場所に設けてもよい。
In FIG. 19, the landmine disposal system according to the present embodiment operates the in-vehicle device 500 mounted on the
車載装置500は、車載装置400と同様、可動部センサ21〜26と、GPS基準局100からの補正データをアンテナ29を介して受信する無線機33と、無線機33で受信した補正データを分配する分配機34と、分配機34で分配された補正データとGPSアンテナ27,28により受信されるGPS衛星からの信号に基づいてGPSアンテナ27,28の3次元位置をリアルタイムに計測するGPS受信機35,36と、爆発物探査センサ18と、カメラ31,32とを備えている。
Similarly to the in-
また、車載装置500は、操作室600から送信され地雷処理機1を操作する操作装置66の信号と各動作スイッチ37及び38の信号をアンテナ55を介して受信する無線機54と、無線機54で受信した操作信号に基づいて各可動部の動作を制御する車体制御コントローラ67と、GPS受信機35,36からの位置データと各可動部センサ21〜26の信号と爆発物探査センサ18からの出力信号を集約するコントローラ43Aと、コントローラ43Aで集約した信号を操作室600と作業管理所200ヘアンテナ53を介して送信する無線機52と、カメラ31及び32で撮像した画像を操作室600ヘアンテナ49,51を介して送信する無線機48,50とを備えている。
The in-vehicle device 500 includes a radio 54 that receives the signals of the
操作室600は、車載装置500のカメラ31,32で撮像した画像をアンテナ57,59を介して受信する無線機56,58と、コントローラ43Aで集約されたデータをアンテナ61を介して受信する無線機60と、無線機60で受信したコントローラ43Aでの集約データに基づき、地雷処理機1の位置及び姿勢と、爆発物探査センサ18の位置と、ロータリカッタ14の位置を演算するコンピュータ(PC)64と、その演算結果に基づいて図10に示した作業領域の状態及び地雷処理機1の状態を表示するPCモニタ65と、無線機56,58で受信したカメラ31,32の画像と無線機60で受信したコントローラ43Aでの集約データを元に、撮像した現場の画像に探査済みの対人地雷、対戦車地雷、不発弾の位置をグラフィカルに重ね合わせた操作支援画像を生成する画像処理装置46Aと、画像処理装置46Aで生成された操作支援画像を表示する操作支援モニタ47とを備えている。コンピュータ64は作業データや計測データ及び操作データを記憶する主記憶装置としてのハードディスク86を有している。PCモニタ65には探査モードの際には、爆発物探査センサ18の出力が表示される。
The
また、操作室600は、探査の結果対人地雷が検出されたことを入力するトリガスイッチ39と、探査の結果対戦車地雷が検出されたことを入力するトリガスイッチ40と、探査の結果不発弾が検出されたことを入力するトリガスイッチ41と、対戦車地雷や不発弾の撤去が完了したことを入力するトリガスイッチ42とを備えている。トリガスイッチ39〜42の信号はコンピュータ64に入力され、地雷処理機1から送信されてくる位置情報と合わせてハードディスク86に記録される。
The
更に、操作室600は、遠隔地より地雷処理機1の操作を行う操作装置66と、爆発物センサ18の動作をON/OFFする動作スイッチ37と、ロータリカッタ装置81の動作をON/OFFする動作スイッチ38とを備えている。操作装置66と動作スイッチ37及び38の信号は無線機62で集約し、アンテナ63を介して地雷処理機1へ送信される。
Furthermore, the
以上の構成のシステムを用いて、地雷処理作業を行う場合、地雷処理機1の操作を地雷処理機上で行うのではなく、遠隔地にある操作室600からモニタ47,65を見ながら作業を行う。処理の手順は前述手順と同じである。
When the landmine disposal work is performed using the system having the above configuration, the operation of the
以上のように構成した本実施の形態によっても第1の実施の形態と同様の効果が得られる。 According to the present embodiment configured as described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
また、本実施の形態によれば、地雷処理機1から離れた操作室600で操作支援モニタ47の画像を見ながら遠隔で操作して爆発物を処理するので、危険地帯での作業においても作業者に対し正確に位置情報を伝え、効率良く安全に作業を行うことができる。
In addition, according to the present embodiment, explosives are processed by operating remotely in the
なお、上記の実施の形態では、地雷処理機1へ搭載する撮像手段として2台のカメラを用い立体視の画像を生成したが、1台だけのカメラを搭載し二次元的な画像を生成してもよく、この場合は作業効率は落ちるが、より簡便な装置構成とすることができる。
In the above embodiment, the stereoscopic image is generated by using two cameras as the imaging means mounted on the
1 地雷処理機
2 旋回体
3 運転室
4 走行体
5 ブーム
6 アーム
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
10 特殊防弾ガラス
11 ガード
12 回転ドラム
13 カッタビット
14 ロータリカッタ
16 レーキ
17 飛散防止ブレード
18 爆発物探査センサ
19 伸縮アーム
20 探査センサ用シリンダ
21 角度センサ(ブーム)
22 角度センサ(アーム)
23 角度センサ(ロータリカッタ)
24 ストロークセンサ(伸縮アーム)
25 角度センサ(爆発物探査センサ)
26 傾斜センサ(ピッチ)
27 GPSアンテナ(A)
28 GPSアンテナ(B)
29 無線アンテナ(補正データ受信)
30 無線アンテナ(計測データ送信)
31,32 カメラ
33 無線機(補正データ受信)
34 分配機
35 GPS受信機A
36 GPS受信機B
37 動作スイッチ(爆発物探査センサ)
38 動作スイッチ(ロータリカッタ)
39 トリガスイッチ(対人地雷)
40 トリガスイッチ(対戦車地雷)
41 トリガスイッチ(不発弾)
42 トリガスイッチ(撤去)
43 コントローラ
44 無線機(計測データ送信)
45 爆発物探査用モニタ
46 画像処理装置
47 操作支援モニタ
48,50 無線機(画像電送)
49,51 アンテナ(画像電送)
52 無線機(車体情報電送)
53 アンテナ(車体情報電送)
54 無線機(遠隔操縦用)
55 アンテナ(遠隔操縦用)
56,58 無線機(画像受信)
57,59 アンテナ(画像受信)
60 無線機(車体情報受信)
61 アンテナ(車体情報受信)
62 無線機(遠隔操縦)
63 アンテナ(無線操縦)
64 PC
65 PCモニタ
66 遠隔操縦装置
67 車体制御コントローラ
80 フロント作業機
81 ロータリカッタ装置
82 アタッチメントシリンダ
84 作業モニタ
85 入出力装置
86 ハードディスク
87 作業モニタ
88 入出力装置
89 ハードディスク
100 基準局装置
101 GPS基準局受信機
102 GPS基準局アンテナ
103 無線機
104 アンテナ
200 作業管理所
201 サーバPC
202 無線機
203 アンテナ
204 プリンタ
301 ICカード
400 車載装置
401 車載コンピュータ
402 詳細表示画面
403 作業モード選択ボタン領域
404 アタッチメント動作表示領域
405 作業状態表示領域
406 メッシュ状態表示領域
407 ワイヤーフレーム画像
500 車載装置
501 操作支援画面
502 対人地雷の写像(グラフィックス)
503 Ys軸方向誘導用補助線
504 Xs軸方向誘導用補助線
505 Zs軸方向誘導用補助線
506 Zs軸方向誘導用補助線
600 操作室
DESCRIPTION OF
22 Angle sensor (arm)
23 Angle sensor (rotary cutter)
24 Stroke sensor (extensible arm)
25 Angle sensor (explosive exploration sensor)
26 Tilt sensor (pitch)
27 GPS antenna (A)
28 GPS antenna (B)
29 Wireless antenna (correction data reception)
30 Wireless antenna (measurement data transmission)
31, 32
34
36 GPS receiver B
37 Operation switch (explosive exploration sensor)
38 Operation switch (rotary cutter)
39 Trigger switch (anti-personnel mine)
40 Trigger switch (anti-tank mine)
41 Trigger switch (unexploded)
42 Trigger switch (removal)
43
45 Explosives exploration monitor 46
49, 51 Antenna (image transmission)
52 Radio (Body information transmission)
53 Antenna (Body information transmission)
54 Radio (for remote control)
55 Antenna (for remote control)
56,58 Radio (image reception)
57,59 Antenna (image reception)
60 Radio (Receiving body information)
61 Antenna (Body information reception)
62 Radio (remote control)
63 Antenna (Radio control)
64 PC
65 PC monitor 66
202
503 Ys axial direction
Claims (5)
埋設物の位置情報を記憶する記憶手段と、
前記移動式作業機の位置と姿勢を計測する計測手段と、
作業領域を撮像する撮像手段と、
前記計測手段の計測値を用いて前記埋設物の位置情報を表示画面の位置情報に変換し、前記埋設物を前記撮像手段の映像に重ね合わせて表示する表示手段とを備え、
前記表示手段は、更に、前記移動式作業機の処理装置と埋設物の位置関係を示すマーカを表示することを特徴とする移動式作業機の埋設物処理支援装置。 In the buried object processing support device of the mobile work machine,
Storage means for storing the position information of the buried object;
Measuring means for measuring the position and orientation of the mobile work machine;
Imaging means for imaging the work area;
Using the measurement value of the measuring means, converting the position information of the embedded object into position information of a display screen, and comprising a display means for displaying the embedded object superimposed on the image of the imaging means ,
Wherein the display means further the mobile working machine processor and buried object processing support device of a mobile working machine, characterized in you to view the marker indicating the positional relationship of the buried object.
前記埋設物の位置情報は前記移動式作業機の外部に設定された基準座標系の値として記憶されており、
前記計測手段は、前記移動式作業機の位置と姿勢を前記基準座標系の値として計測する手段であり、
前記表示手段は、前記計測手段で計測された移動式作業機の位置と姿勢の基準座標系の値を用いて前記埋設物の位置情報を前記移動式作業機に設定された第1座標系の値に変換する手段と、その変換値を前記撮像手段に設定された第2座標系の値に変換する手段と、更にその変換値を前記表示画面に設定された第3座標系の値に変換する手段とを有し、その第3座標系への変換値を用いて前記埋設物を前記撮像手段の映像に重ね合わせて表示することを特徴とする移動式作業機の埋設物処理支援装置。 In the buried object processing support apparatus of the mobile work machine according to claim 1,
The position information of the buried object is stored as a value of a reference coordinate system set outside the mobile work machine,
The measuring means is means for measuring the position and orientation of the mobile work machine as values of the reference coordinate system,
The display means uses the reference coordinate system values of the position and orientation of the mobile work machine measured by the measurement means to provide position information of the embedded object in the first coordinate system set in the mobile work machine. Means for converting to a value, means for converting the converted value into a value in the second coordinate system set in the imaging means, and further converting the converted value into a value in the third coordinate system set in the display screen An embedded processing support apparatus for a mobile work machine, characterized in that the embedded object is superimposed on the image of the imaging means using the converted value to the third coordinate system.
前記撮影手段は2台のカメラを有し、前記表示手段は、前記前記2台のカメラの映像情報から立体視の画像を生成し表示することを特徴とする移動式作業機の埋設物処理支援装置。 In the buried object processing support apparatus of the mobile work machine according to claim 1,
The photographing means has two cameras, and the display means generates and displays a stereoscopic image from video information of the two cameras, and supports the embedded object processing of the mobile work machine apparatus.
前記表示手段は、前記移動式作業機から離れた場所に位置する操作室に設置されており、
前記移動式作業機に設置され、前記撮像手段の画像情報及び前記計測手段の計測情報を前記操作室にそれぞれ無線で送信する第1及び第2無線手段と、
前記操作室に設置され、前記無線で送信された画像情報及び計測情報をそれぞれ受信する第3及び第4無線手段と、
前記操作室に設置され、前記移動式作業機を無線で操作する遠隔操縦装置とを更に備え、
前記表示手段は前記第3及び第4無線手段で受信した画像情報及び計測情報を用いて前記埋設物を前記撮像手段の映像に重ね合わせて表示することを特徴とする移動式作業機の埋設物処理支援装置。 In the buried object processing support apparatus of the mobile work machine according to claim 1,
The display means is installed in an operation room located away from the mobile work machine,
First and second wireless means installed in the mobile work machine and wirelessly transmitting image information of the imaging means and measurement information of the measurement means to the operation room;
Third and fourth wireless means installed in the operation room and receiving the wirelessly transmitted image information and measurement information, respectively;
A remote control device installed in the operation room and operating the mobile work machine wirelessly;
The display means displays the embedded object superimposed on the image of the imaging means using the image information and measurement information received by the third and fourth wireless means and displays the embedded object of the mobile work machine Processing support device.
前記埋設物は爆発物であることを特徴とする移動式作業機の埋設物処理支援装置。 In the buried object processing support apparatus of the mobile work machine according to claim 1,
The buried object processing support apparatus for a mobile work machine, wherein the buried object is an explosive.
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