JP4233932B2 - 作業機械の作業支援・管理システム - Google Patents
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- E02F9/26—Indicating devices
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル、地雷処理機、地盤改良機など、地形や地質の変更、地上、地中の状態の改善などを行う作業機械の３次元位置及び状態を計測して表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の作業機械には、作業効率を向上させるため、運転室内あるいは遠隔操縦の操作室内に作業を支援するための装置を備えるものがあり、特に、最近はＧＰＳによる３次元測位が容易にできるようになったため、作業機械の位置を３次元計測し、これと作業の目標位置などを合わせて表示するものが検討されている。
【０００３】
そのような支援装置の一例として、特表平０８−５０６８７０号公報に記載のものがある。この支援装置は、トラック式トラクター、地ならし機等の自走式の地形変更マシンにおいて、所望の場所地形（目標地形）と実際の場所地形（現在の場所地形）を重ね合わせて表示し、かつ所望の場所地形と実際の場所地形の差分から目標作業量を求め、マシンコントロールするものである。また、平面図で所望の場所地形と実際の場所地形の差をグラフ的に表示している。
【０００４】
また、特開平８−１３４９５８号公報では、遠隔施工の作業支援画像システムにおいて、運転用操作室に設けられた操作用ディスプレイに、作業中の地形データと目標値である設計データを重ねて表示している。
【０００５】
更に、特開２００１−９８５８５号公報では、掘削用の作業機を作動させて３次元の地形を３次元の目標地形にする掘削作業を行う建設機械の掘削作業ガイダンス装置において、現在のバケットの３次元位置を通過する平面と３次元目標地形の交線の位置と、バケットの位置を同一画面上に表示している。
【０００６】
【特許文献１】
特表平０８−５０６８７０号公報
【特許文献２】
特開平８−１３４９５８号公報
【特許文献３】
特開２００１−９８５８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、以下のような問題点がある。
【０００８】
地形や地質の変更、地上、地中の状態の改善などを行う作業機械には、掘削機（油圧ショベル）、地ならし機、地盤改良機、地雷処理機など、作業内容の異なる多種多様のものがある。
【０００９】
特表平０８−５０６８７０号公報に記載の発明はトラック式トラクター、地ならし機等の自走式の地形変更マシンに適用可能とされ、実施例としては、トラック式トラクターへの適用例が示されている。
【００１０】
しかし、所望の場所地形（目標地形）と実際の場所地形（現在の場所地形）を重ね合わせて表示したり、平面図で所望の場所地形と実際の場所地形の差をグラフ的に表示する場合、作業機械の種類が異なると作業内容も異なるため、特定の種類の作業機械で作成したシステムを他の作業機械に転用することが難しく、作業機械の種類毎に新たにシステムを作成しなければならず、システムの作成に多大の時間を要するという問題があった。
【００１１】
特開平８−１３４９５８号公報及び特開２００１−９８５８５号公報に記載のシステムは共に油圧ショベルへの適用例であり、これらにも同様の問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、種類の異なる作業機械への流用が容易であり、安価で容易に作成することのできる作業機械の操作支援・管理システムを提供することである。
【００２１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記作業機械が作業を行う作業領域の状態を表示用のデータとして記憶する表示用の第１記憶手段と、前記表示用の第 1 記憶手段に記憶した前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、前記作業領域の現在の状態を含む作業領域の状態を記憶する演算用の第３記憶手段と、前記作業領域の作業量データを記憶する第４記憶手段と、前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、作業中画面とそれ以外の画面を含む複数の作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段を有し、前記第３記憶手段は、前記作業領域の状態を前記複数の作業過程のそれぞれのに区分して記憶し、前記第１記憶手段は、前記第３記憶手段に記憶した前記作業領域の状態に基づいて、前記複数の作業過程のそれぞれのに区分して前記表示用のデータである作業領域の状態を所定サイズの平面を表すメッシュ毎の情報として記憶し、前記表示手段は、更に、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶した作業領域の状態を前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求めて、前記メッシュを構成単位として前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面のうち少なくとも前記それ以外の画面に切り換えられたときに、更に、前記第３記憶手段の該当する区分に記憶したデータを用いて前記作業領域の作業量を求め、その作業量を表示するとともに、その作業量を前記第４記憶手段に記憶する第２処理手段とを有するものとする。
【００２２】
これにより作業機械の種類が異なっても、第１及び第２記憶手段に記憶する作業領域の状態を表すパラメータの変更に合わせて第１処理手段で使用する作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで、作業領域の状態を同様に識別表示することができるため、その作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
また、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業量を演算処理するときとで記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
更に、第１処理手段は処理をメッシュ毎に行えばよいため、この点でもプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
また、作業過程に応じて複数の画面に切り換え表示可能であるとともに、作業過程に応じたそれぞれの画面において、作業領域の状態が識別表示されるとともに、少なくとも作業中画面以外の画面に作業量が表示されるので、その作業量を利用することで作業効率或いは管理効率を向上することができる。
【００２５】
（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業計画画面を含み、前記選択手段が前記作業計画画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータを用いて目標作業量を演算し表示するとともに、その目標作業量を前記第４記憶手段に記憶する。
【００２６】
これにより作業計画の作成が容易になり、作業効率、管理効率が向上する。
【００２７】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第５記憶手段を更に備え、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は前記作業中画面を含み、前記選択手段が前記作業中画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の現在の状態を識別表示するとともに、前記第５記憶手段に記憶したデータに基づいて前記作業領域の現在の状態に前記作業機械の位置及び状態を重ね合わせて表示し、前記第２処理手段は、前記第５記憶手段に記憶したデータに基づいて作業機械の位置及び状態に関するデータを演算し表示する。
【００２８】
これにより作業の進捗状況の把握が容易になり、同じ場所を繰り返し作業をしてしまうことが無くなるなど、作業効率を向上することができる。
【００２９】
（４）更に、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業後画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の作業後の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを用いてその日の作業量を演算し表示するとともに、その日の作業量を前記第４記憶手段に記憶する。
【００３０】
これにより日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【００３１】
（５）更に、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業完了画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業完了後の作業領域の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータを用いて全処理量を演算し表示するとともに、その品質管理情報を前記第４記憶手段に記憶する。
【００３２】
これにより作業完了後の全処理量を知ることができ、管理効率が向上する。
【００３３】
（６）また、上記目的を達成するために、本発明は、作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、前記作業機械が作業を行う作業領域の状態として、前記作業領域の現在の状態及び前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する表示用の第１記憶手段と、前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第３記憶手段と、前記作業領域の現在の状態を記憶する第４記憶手段と、前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する第５記憶手段と、前記作業領域の作業データを記憶する第６記憶手段と、前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段に記憶した作業領域の状態を前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１、第３、第４及び第５記憶手段のうちの関連するものに記憶したデータを用いて前記作業領域の作業データを求め、その作業データを表示するとともに、その作業データを前記第６記憶手段に記憶する第２処理手段とを有し、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業後画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段に記憶したデータを前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の作業後の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第４記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを用いてその日の作業量を演算し表示するとともに、その日の作業量を前記第６記憶手段に記憶するものとする。
（７）更に、上記目的を達成するために、本発明は、作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、前記作業機械が作業を行う作業領域の状態として、前記作業領域の現在の状態及び前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する表示用の第１記憶手段と、前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第３記憶手段と、前記作業領域の現在の状態を記憶する第４記憶手段と、前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する第５記憶手段と、前記作業領域の作業データを記憶する第６記憶手段と、前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段に記憶した作業領域の状態を前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１、第３、第４及び第５記憶手段のうちの関連するものに記憶したデータを用いて前記作業領域の作業データを求め、その作業データを表示するとともに、その作業データを前記第６記憶手段に記憶する第２処理手段とを有し、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業完了画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業完了後の作業領域の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第４記憶手段に記憶したデータと前記第５記憶手段に記憶したデータを用いて全処理量を演算し表示するとともに、その品質管理情報を前記第６記憶手段に記憶することを特徴とするものとする。
（８）また、上記（１）又は（２）又は（３）において、好ましくは、前記第２記憶手段は前記識別表示方法を色分け表示として記憶してあり、前記１処理手段は、前記作業領域の状態を色分け表示する。
【００３４】
（９）また、上記（１）〜（８）において、好ましくは、前記作業機械は油圧ショベルであり、前記作業領域の状態は作業領域の地形である。
【００３５】
（１０）上記（１）〜（８）において、前記作業機械は地雷処理機であり、前記作業領域の状態は作業領域の埋設地雷の有無及び種別であってもよい。
【００３６】
（１１）また、上記（１）〜（８）において、前記作業機械は地盤改良機であり、前記作業領域の状態は固化剤の投入位置及び投入量であってもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３８】
図１は、本発明をクローラー式の油圧ショベルに適用した場合の第１の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【００３９】
図１において、油圧ショベル１は旋回体２、運転室３、走行体４、フロント作業機５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タイプであってもよい。
【００４０】
フロント作業機５はブーム６とアーム７とバケット８を有し、ブーム６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７はブーム６の先端に前後方向に回転可能に取り付けられ、バケット８はアーム７の先端に前後方向に回動可能に取り付けられ、それぞれ図示しないブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダによって回転駆動される。
【００４１】
油圧ショベル１には車載システム１０が搭載され、この車載システム１０は、バケット８の先端位置を演算するためにブーム角度センサ１５、アーム角度センサ１６、バケット角度センサ１７、旋回角度センサ１８、傾斜センサ２４、ジャイロ１９、ＧＰＳ受信機２０，２１、無線機２２、コンピュータ２３を備えている。
【００４２】
また、緯度、経度が正しく計測された場所にＧＰＳ基準局２５が設置され、ＧＰＳ衛星２６からの信号を車載システム１０のＧＰＳ受信機２０，２１で受けるとともにＧＰＳ基準局２５に設置された受信機２６でも受信する。ＧＰＳ基準局２５では補正データを演算し、無線機２７で車載システム１０の無線機２１に補正データを送信する。車載システム１０のコンピュータ２３は、それらのＧＰＳ衛星データと補正データ、センサ１５〜１８，２４、ジャイロ１９による姿勢データを用いてバケット先端位置（３次元位置）を演算する。
【００４３】
車載システム１０のコンピュータ２３には掘削支援データベース（後述）が備えられており、このデータベースから必要なデータを選択して作業領域の現在の状態と油圧ショベル１の位置及び状態を重ね合わせて表示するなど、種々のデータを表示し、掘削中のオペレータの作業支援に用いる。
【００４４】
また、油圧ショベル１から遠方の場所に管理室３０が設置され、コンピュータ２３のデータベースの記憶データや演算した位置データを車載システム１０の無線機３１から管理室３０の無線機３２に送信することで、管理室３０のコンピュータ３３でも種々のデータを見ることができる。
【００４５】
図２は、車載システム１０のコンピュータ２３の構成を示す図である。
【００４６】
コンピュータ２３は、モニタ２３ａ、キーボード２３ｂ、マウス２３ｃと、キーボード２３ｂ及びマウス２３ｃからの操作信号を入力する入力装置（入力回路）２３１と、センサ１５〜１７，１８，２４、ジャイロ１９からの検出信号を入力する入力装置（Ａ／Ｄ変換器）２３２と、ＧＰＳ受信機２０，２１からの位置信号を入力するシリアル通信回路２３３と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２３４と、制御手順のプログラム格納したり掘削支援データベースを格納する主記憶装置（ハードディスク）２３５と、演算途中の数値を一時的に記憶するメモリ（ＲＡＭ）２３６と、モニタ２３ａの表示を制御する表示制御回路２３７と、無線機３１に位置情報を出力するシリアル通信回路２４８とを有している。
【００４７】
図３は、車載システム１０のコンピュータ２３に格納される掘削支援データベースの構成図である。
【００４８】
車載システム１０のコンピュータ２３には上記のように主記憶装置としてハードディスク２３５が備えられ、このハードディスク２３５に掘削支援データベース４０が格納されている。掘削支援データベース４０は、機械位置情報テーブル４１、機械寸法データテーブル４２、作業情報テーブル４３、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６、表示テーブル４７、表示内容テーブル４８から構成されている。
【００４９】
機械位置情報テーブル４１には測定した油圧ショベル１の３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）などが格納され、機械寸法データテーブル４２にはアームの長さ、ブームの長さ、バケット寸法など、フロント姿勢を演算するのに必要な機械寸法が格納され、作業情報テーブル４３にはオペレータ名、機械の種別、作業開始時刻、作業終了時刻、その日の土量（計算値；後述）などが格納され、作業対象物情報テーブル４４には作業領域の現在の状態が格納され、作業前対象物情報テーブル４５には作業領域の作業前の状態（原地形）が格納され、目標値情報テーブル４６には作業領域の目標地形が格納されている。
【００５０】
作業対象物情報テーブル４４に格納される作業領域の現在の状態には、日々の作業前の状態（作業前の地形）、日々の作業中の状態（作業中の地形）、日々の作業後の状態（作業後の地形）及び作業完了後の状態が含まれ、それぞれが独立したエリア４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに記憶される。また、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６に格納される作業領域の現在の状態の状態、作業領域の作業前の状態（原地形）、作業領域の目標地形は、各々、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、そのメッシュ毎の高さ情報として記憶されている。
【００５１】
表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８はコンピュータ２３のモニタ２３ａに作業領域の状態を表示するのに用いるものであり、表示テーブル４７にはメッシュ毎の作業領域の状態が格納され、表示内容テーブル４８にはメッシュ毎の作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係が記憶されている。
【００５２】
表示テーブル４７に格納される作業領域の状態は、作業計画時の状態、作業中の状態、作業後の状態、作業完了後の状態を含み、作業計画時の状態は作業前対象物情報テーブル４５に記憶されている作業前の状態（原地形）の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、作業中の状態は作業対象物情報テーブル４４に記憶した作業中の状態の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、作業後の状態は作業対象物情報テーブル４４に記憶した作業後の状態の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、作業完了後の状態は作業対象物情報テーブル４４に記憶した作業完了後の状態の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、それぞれ表示テーブル４７内の該当するエリア４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄに、テーブル４４〜４６と同様にメッシュ毎の情報として記憶されている。
【００５３】
また、表示内容テーブル４８に記憶される作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係は、例えば高さ１ｍ未満：水色、高さ１ｍ以上２ｍ未満：青、高さ２ｍ以上３ｍ未満：黄色、高さ３ｍ以上４ｍ未満：茶色、高さ５ｍ以上：緑というように、作業領域の状態は高さ情報として記憶され、識別表示方法は色分け表示として記憶されている。なお、識別表示方法は色分けでなく、◎印、○印、●印、×印、△印などの記号であってもよい。
【００５４】
図４は、作業領域のメッシュ表示の概念を示す図である。
【００５５】
作業領域の左下を配列の原点として、１辺５０ｃｍの正方形のメッシュを１０００メッシュ生成し、表示する。ここで生成されるメッシュは個々の位置を識別するメッシュＮｏで管理される。メッシュＮｏのデータ形式は２次元の配列データであり、縦軸をｙ、横軸をｘとして、正方形左最下位のブロックを（１，１）とし、上方向と右方向に規則的にＮｏを付与し、管理する。作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６、表示テーブル４７には、上記メッシュの配列データ毎に作業領域の状態が高さデータで関連付けられて記憶されている。
【００５６】
作業領域の作業前の状態（原地形）は、衛星によるリモートセンシング結果、測量器による測定結果などにより得ることができ、それらのデータに上記のメッシュ処理を施した後、ＩＣカード等の記録媒体を用いてコンピュータ２３に入力し、作業前対象物情報テーブル４５及び表示テーブル４７に記憶される。作業領域の目標地形は、施工計画図のＣＡＤデータ、現在のバケット先端位置をコンピュータ２０に記憶させ、そこを目標面とするダイレクトティーチのデータなどにより得ることができ、同様にそれらのデータに上記のメッシュ処理を施した後、ＩＣカード等の記録媒体を用いてコンピュータ２３に入力し、目標値情報テーブル４６及び表示テーブル４７に記憶される。作業領域の現在の状態には上述したように日々の作業前の状態（地形）、日々の作業中の状態（地形）、日々の作業後の状態（地形）及び作業完了後の状態（地形）があり、このうち日々の作業中の状態は、掘削中のバケット先端位置を現在の高さとして記憶し、その前の現在の状態を更新することにより得ることができ、それらのデータはタイマー割り込みにより周期的に作業対象物情報テーブル４４及び表示テーブル４７に記憶される。また、日々の作業前の状態のうち全作業の初日の作業前については作業前対象物情報テーブル４５に記憶された作業前の状態（原地形）をコピーすることにより得ることができ、２日目以降の作業前については前日の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、日々の作業後の状態はその日の最後の作業中の状態をコピーすることにより得ることができ、それらのデータは作業対象物情報テーブル４４及び表示テーブル４７に記憶される。更に、作業完了後の状態は作業完了時の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、これも作業対象物情報テーブル４４及び表示テーブル４７に記憶される。なお、作業完了後の状態は、衛星によるリモートセンシング結果、バケット底を当ててその位置を現在の高さとして記憶した結果、測量器による測定結果などにより得てもよい。
【００５７】
また、上記テーブル４４〜４７に記憶される地形データには必要に応じ地図データを重ね合わせてもよく、これにより川や道路等の有無を知ることができ、作業効率を向上できる。この場合、図３に点線で示すように地図データベース５０を更に設け、この地図データベース５０に記憶した地図データを用いてもよい。
【００５８】
図５はモニタ２３ａに表示される画面例を示す図である。図５左上は作業計画時に用いる作業計画画面であり、作業前の状態（原地形）及び目標地形として、作業前の状態（原地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け（図面では便宜上斜線の濃淡分けで示している；以下同）表示されている。図５右上は掘削作業中にオペレータの支援に用いる作業中画面であり、作業中の状態（地形）として、作業中の状態（地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け表示されている。また、その作業中の状態に油圧ショベルの３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）が重ね合わせて表示される。図５左下は１日の作業終了時に用いる作業後画面であり、作業後の状態（地形）として、その日の作業後の状態（地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け表示されている。図５右下は作業計画をした作業領域全体の作業完了時に用いる作業完了画面であり、作業完了後の状態（高さ）として、作業完了後の状態（地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け表示されている。
【００５９】
図６はモニタ２３ａに表示される他の画面例を示す図である。図６左上は作業計画画面、図６右上は作業中画面、図６左下は作業後画面、図６右下は作業完了画面であり、作業計画画面には、作業前の状態（原地形）と目標地形が垂直断面図で表示され、作業中画面には、作業前の状態（原地形）と目標地形と作業中の状態（地形）が垂直断面図で表示されるとともに、作業中の状態に油圧ショベルの３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）が重ね合わせて表示され、作業後画面には、作業前の状態（原地形）と目標地形とその日の作業後の状態（地形）が垂直断面図で表示され、作業完了画面には、作業前の状態（原地形）と作業完了後の状態（地形）が垂直断面図で表示されている。
【００６０】
図７はコンピュータ２３の処理内容を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、オペレータは油圧ショベル１に乗り込み、エンジンを始動した後、車載システム１０の電源をＯＮし車載システム１０を立ち上げる。このとき、モニタ２３ａにはスタート画面が表示される。このスタート画面には、表示する画面を選択するためのメニューが表示されそのメニューの項目には「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」が含まれる。
【００６２】
次に、オペレータはキーボード２３ｂ又はマウス２３ｃを操作してメニュー上の「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」の１つを選択する（ステップＳ１００）。「作業計画画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業計画画面が表示されるとともに、作業計画時の詳細データが表示される（ステップＳ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１２）。表示する詳細データとしては作業計画領域全体の面積や作業計画領域全体の目標作業量（目標総掘削土量）などがある。作業計画領域全体の目標作業量（目標総掘削土量）は、作業領域の作業前の状態（原地形）と作業領域の目標地形との差分により計算し、それを数値で表示する。また、そのデータを作業情報テーブル４３に記憶する。
【００６３】
「作業中画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業中画面が表示されるとともに、作業中の詳細データが表示される（ステップＳ１０４，Ｓ１１４，Ｓ１１６）。表示する詳細データとしては現在作業中の作業領域の面積や油圧ショベルのバケットの角度や爪先の高さがある。油圧ショベルのバケットの角度や爪先の高さはセンサ値から適宜計算し、それを数値で表示する。また、そのデータを機械位置情報テーブル４１に記憶する。
【００６４】
「作業後画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業後画面が表示されるとともに、作業後の詳細データが表示される（ステップＳ１０６，Ｓ１１８，Ｓ１２０）。表示する詳細データとしてはその日の作業面積や作業量（掘削土量）がある。その日の作業量（掘削土量）は、その日の作業前の状態（地形）と作業後の状態（地形）との差分により計算し、それを数値で表示する。また、そのデータを作業情報テーブル４３に記憶する。
【００６５】
「作業完了画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業完了画面が表示されるとともに、作業完了時の詳細データが表示される（ステップＳ１０８，Ｓ１２２，Ｓ１２４）。表示する詳細データとしては作業を完了した領域の全面積や掘削精度、全掘削土量などがある。掘削精度は、作業領域の目標地形と作業完了後の状態（地形）の差分を演算し、それを数値で表示する。また、全作業完了後は、日々の作業量を合計することにより全掘削土量を計算することができ、それを数値で表示する。そしてそれらのデータを作業情報テーブル４３に記憶する。
【００６６】
各画面には画面切換ボタンが表示され、キーボード２３ｂ又はマウス２３ｃによりそボタンを操作することにより図６に示した画面に切り換えることができる。各画面に表示した終了ボタンを操作するまで上記処理は繰り返し実行される（ステップＳ１３０）。
【００６７】
図８は、作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップＳ１１０，Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ１２２の処理内容を示すフローチャートである。
【００６８】
作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面の任意の１つが選択されると、掘削支援データベース４０の表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８にアクセスし、まず、表示テーブル４７の該当するエリアからメッシュ毎の状態（高さ）を読み込み（ステップＳ１５０）、表示内容テーブル４８からその状態（高さ）に対応した表示色を読み込み（ステップＳ１５２）、対応するメッシュをその表示色で色づけする（ステップＳ１５４）。
【００６９】
以上のように構成した本実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００７０】
掘削支援データベース４０に表示専用の記憶手段である表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８を設け、表示テーブル４７にメッシュ毎の作業領域の状態を記憶するとともに、表示内容テーブル４８にそのメッシュ毎の状態に対応付けて識別表示方法（表示色）を記憶し、表示テーブル４７のメッシュ毎の状態（高さ）を表示内容テーブル４８に参照させ対応する表示色を読み込み、作業領域の状態を色分け表示するようにしたので、表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８に記憶する作業領域の状態を表すパラメータを作業機械の種類に応じて変更するとともに、この変更に合わせて、図７及び図８にフローチャートで示される処理ソフトの作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで異なる種類の作業機械に対しても作業領域の状態を同様に識別表示することができるようになり、これにより作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【００７１】
また、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５及び目標値情報テーブル４６とは別に表示専用の表示テーブル４７を設け、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業データを演算処理するときとで表示テーブル４７と作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５及び目標値情報テーブル４６とで記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【００７２】
更に、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６、表示テーブル４７に作業領域の状態をメッシュ毎に記憶し、図７及び図８にフローチャートで示される処理ソフトでは、メッシュ毎に表示処理や詳細データの演算処理を行うので、それぞれのプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【００７３】
また、本実施の形態によれば、作業計画画面を選択したときは、作業前の状態（原地形）が目標地形との差分により色分け表示されるとともに、作業計画領域全体の面積や目標作業量（目標総掘削土量）が数値で表示されるので、作業計画の作成が容易になり、作業効率、管理効率を向上することができる。
【００７４】
また、作業中画面を選択したときは、作業中の状態が目標地形との差分により色分け表示されるとともに、作業中の状態に油圧ショベルの３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）が重ね合わせて表示されるので、作業の進捗状況の把握が容易になり、同じ場所を繰り返し作業をしてしまうことが無くなり、作業効率を向上することができる。また、実作業において丁張りが不要になり、作業人員を減らすことができ、作業効率の向上とコスト低減につながる。
【００７５】
更に、作業後画面を選択したときは、その日の作業後の状態（地形）が目標地形との差分により色分け表示されるとともに、その日の作業面積や作業量（掘削土量）が数値で表示されので、日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【００７６】
また、作業完了画面を選択したときは、作業完了後の状態（地形）が作業領域の目標地形との差分により表示されるとともに、その差分が数値で表示されるので、品質管理情報を得ることができ、それを次の作業計画に利用することで、再施工、作業計画の見直しができ、作業効率の向上につながる。また、全掘削土量を知ることにより管理効率が向上する。
【００７７】
また、上記の各データや油圧ショベルの位置データを無線機３１から管理室３０の無線機３２に送信することで、遠方の管理室３０でも同様のデータを見ることができ、作業状態を把握することができる。
【００７８】
本発明の第２の実施の形態を図９〜図１２により説明する。
【００７９】
図９は、本発明を地雷処理機に適用した場合の第２の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【００８０】
図９において、地雷処理機１０１はクローラ式の油圧ショベルをベースマシンとしたものであり、基本構成は図１に示した油圧ショベルと同じである。図１に示したものと同等の部材には符号を１００番台に置き換えて示している。ただし、フロント作業機１０５はバケットに代えてロータリカッタ１０８を有し、アーム１０７の側部にはレーダ式の爆発物探査センサ１８１が取り付けられている。このセンサ１８１はテレスコ式の伸縮アーム１８２によりアーム１０７の側部に沿って移動可能であり、また、探査センサ用シリンダにより伸縮アーム１８２に対して回転可能である。
【００８１】
地雷処理機１０１には車載システム１１０が搭載され、別の場所にはＧＰＳ基準局１２５、管理室１３０が設置されている。これらの基本構成も図１に示したものと同じであり、図１に示したものと同等の部材には符号を１００番台に置き換えて示している。ただし、車載システム１１０には、ロータリカッタ１０８の動作をＯＮ／ＯＦＦする動作スイッチ、爆発物探査センサ１８１の動作をＯＮ／ＯＦＦする動作スイッチ、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、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、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、対人地雷を処理したことを入力するトリガスイッチ、対戦車地雷や不発弾を撤去したことを入力するトリガスイッチなどのスイッチ類が更に設けられている。
【００８２】
以上の地雷処理機１０１の構成及び動作は日本国特許第３０１６０１８号公報や特願２００３−０３１６２号に詳しい。
【００８３】
車載システム１１０のコンピュータ１２３の構成も図２に示した第１の実施の形態のものと同様である。ただし、本実施の形態では、入力装置（Ａ／Ｄ変換器）２３２（図２参照）には上述したトリガスイッチの信号も入力される。
【００８４】
車載システム１１０のコンピュータ１２３には図１０に示すように地雷処理支援データベース１４０が設けられている。地雷処理支援データベース１４０の基本構成も目標値テーブルがない点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと同じであり、図３に示したものと同等のもに符号を１００番台に置き換えて示している。つまり、地雷処理支援データベース１４０は、機械位置情報テーブル１４１、機械寸法データテーブル１４２、作業情報テーブル１４３、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５、表示テーブル１４７、表示内容テーブル１４８から構成されている。
【００８５】
また、各テーブル１４１〜１４８に記憶されるデータ内容は、下記の点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと実質的に同じである。
【００８６】
機械位置情報テーブル１４１、機械寸法データテーブル１４２にはアタッチメント情報としてバケットに代えロータリカッタ或いは爆発物探査センサに関する情報が記憶され、作業情報テーブル１４３には土量に代え地雷の処理数、ロータリカッタや爆発物探査センサのＯＮ／ＯＦＦ情報などが記憶され、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５、表示テーブル１４７には作業領域の状態として地形（高さ）に代え地雷の埋設データ（地雷の有無・種別）が記憶されている。
【００８７】
作業対象物情報テーブル１４４に格納される作業領域の現在の状態に日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態、及び作業完了後の状態が含まれ、それぞれが独立したエリア１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄに記憶されること、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５に格納される作業領域の現在の状態及び作業領域の作業前の状態が、各々、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、そのメッシュ毎の情報として記憶されていること、表示内容テーブル１４８にはメッシュ毎の作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係が記憶されていることは、図３に示した第１の実施の形態のものと同じである。
【００８８】
表示テーブル１４７に格納される作業領域の状態は、作業計画時の状態、作業中の状態、作業後の状態、作業完了後の状態を含み、作業計画時の状態は作業前対象物情報テーブル１４５に記憶されている作業前の状態をコピーしたものであり、作業中の状態は作業対象物情報テーブル１４４に記憶した作業中の状態をコピーしたものであり、作業後の状態は作業対象物情報テーブル１４４に記憶した作業後の状態をコピーしたものであり、作業完了後の状態は作業対象物情報テーブル１４４に記憶した作業完了後の状態をコピーしたものであり、それぞれ表示テーブル１４７内の該当するエリア１４７ａ，１４７ｂ，１４７ｃ，１４７ｄに記憶されている。
【００８９】
また、表示内容テーブル１４８に記憶される作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係は、例えば地雷無し：緑、対人地雷：黄色、対戦車地雷：赤、不発弾：紫というように、作業領域の状態は地雷の有無・種別情報として記憶され、識別表示方法は色分け表示として記憶されている。なお、識別表示方法は色分けでなく、◎印、○印、●印、×印、△印などの記号であってもよいことは前述した通りである。
【００９０】
作業領域の作業前の状態（地雷の埋設データ−地雷の有無・種別）は、衛星によるリモートセンシング結果、地雷処理機１０１の探査センサ１８１を用いトリガスイッチで入力した測定結果などにより得ることができ、それらのデータに上記のメッシュ処理を施した後、そのデータをＩＣカード等の記録媒体を用いてコンピュータ１２３に入力し、作業前対象物情報テーブル１４５に記憶される。作業領域の現在の状態には上述したように日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態及び作業完了後の状態があり、このうち日々の作業中の状態は、地雷を処理する都度、トリガスイッチで入力し、その前の状態を更新することにより得ることができ、それらのデータはタイマー割り込みにより周期的に作業対象物情報テーブル１４４に記憶され、更新される。また、日々の作業前の状態のうち全作業の初日の作業前については作業前対象物情報テーブル１４５に記憶された作業前の状態をコピーすることにより得ることができ、２日目以降の作業前については前日の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、日々の作業後の状態はその日の最後の作業中の状態をコピーすることにより得ることができ、それらのデータは作業対象物情報テーブル１４４に記憶される。更に、作業完了後の状態は作業完了時の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、これも作業対象物情報テーブル１４４に記憶される。なお、作業完了後の状態は、地雷の有無を再探査することにより得てもよい。
【００９１】
また、上記テーブル４４〜４７に記憶される埋設データには必要に応じ地図データを重ね合わせてもよいことも前述した通りであり、これにより川や道路等の有無を知ることができ、作業効率を向上できる。
【００９２】
図１１はモニタ１２３ａに表示される画面例を示す図であり、表示される作業領域の状態が地形（高さ）から地雷の埋設データ（地雷の有無・種別）に変わった点を除いて図５に示した第１の実施の形態のものと同じである。つまり、図１１左上が作業計画時に用いる作業計画画面、図１１右上が作業中にオペレータの支援に用いる作業中画面、図１１左下が１日の作業終了時に用いる作業後画面、図１１右下が作業計画をした作業領域全体の作業完了時に用いる作業完了画面であり、それぞれ、作業領域の状態を、平面図で、メッシュを構成単位として色分け（図面では便宜上斜線の濃淡分けで示している；以下同）表示している。また、図１１右上の作業中画面では、作業中の状態に地雷処理機１０１の３次元位置やフロント姿勢（ロータリカッタの３次元位置）を重ね合わせて表示している。
【００９３】
図１２はコンピュータ１２３の処理内容を示すフローチャートである。コンピュータ１２３の処理内容も、「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」の表示処理、詳細データの表示処理を除いて、図７に示した第１の実施の形態のものと同じである。図中、図７に示した手順に対応するものには同じ符号に添え字Ａを付して示している。
【００９４】
図１２において、「作業計画画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業計画画面が表示されるとともに、作業計画時の詳細データが表示される（ステップＳ１０２Ａ，Ｓ１１０Ａ，Ｓ１１２Ａ）。表示する詳細データとしては作業計画領域の面積や除去すべき地雷の総数などがある。除去すべき地雷の総数は作業領域の作業前の状態から得ることができる。また、そのデータを作業情報テーブル１４３に記憶する。
【００９５】
「作業中画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業中画面が表示されるとともに、作業中の詳細データが表示される（ステップＳ１０４Ａ，Ｓ１１４Ａ，Ｓ１１６Ａ）。表示する詳細データとしては現在作業中の作業領域の面積やロータリカッタの回転数などがある。また、そのデータを機械位置情報テーブル１４１に記憶する。
【００９６】
「作業後画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業後画面が表示されるとともに、作業後の詳細データが表示される（ステップＳ１０６Ａ，Ｓ１１８Ａ，Ｓ１２０Ａ）。表示する詳細データとしてはその日の作業面積や地雷の処理個数などがある。その日の地雷の処理個数は、その日の作業前の状態と作業後の状態との差分により計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル１４３に記憶する。
【００９７】
「作業完了画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業完了画面が表示されるとともに、作業完了時の詳細データが表示される（ステップＳ１０８Ａ，Ｓ１２２Ａ，Ｓ１２４Ａ）。表示する詳細データとしては作業を完了した領域の全面積や地雷の実際の処理個数などがある。地雷の全体処理個数は、日々の地雷の処理個数を合計することにより計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル１４３に記憶する。
【００９８】
作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップＳ１１０Ａ，Ｓ１１４Ａ，Ｓ１１８Ａ，Ｓ１２２Ａの処理内容は図８にフローチャートで示した第１の実施の形態のものと同じである。ただし、本実施の形態では、メッシュの状態としてメッシュ毎の地形の高さに代えメッシュ毎の埋設データ（地雷の有無・種別）が用いられる。
【００９９】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１００】
つまり、地雷処理支援データベース１４０に表示専用の記憶手段である表示テーブル１４７及び表示内容テーブル１４８を設け、表示テーブル１４７にメッシュ毎の作業領域の状態を記憶するとともに、表示内容テーブル１４８にそのメッシュ毎の状態に対応付けて識別表示方法（表示色）を記憶し、表示テーブル１４７のメッシュ毎の状態（地雷の有無・種別）を表示内容テーブル１４８に参照させ対応する表示色を読み込み、作業領域の状態を色分け表示するようにしたので、表示テーブル１４７及び表示内容テーブル１４８に記憶する作業領域の状態を表すパラメータを作業機械の種類に応じて変更する（例えば第１の実施の形態における高さから地雷の有無・種別に変更する）とともに、この変更に合わせて、図１２にフローチャートで示される処理ソフトの作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで異なる種類の作業機械に対しても作業領域の状態を同様に識別表示することができるようになり、これにより作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【０１０１】
また、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５とは別に表示専用の表示テーブル１４７を設け、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業データを演算処理するときとで表示テーブル１４７と作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５とで記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１０２】
更に、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５、表示テーブル１４７に作業領域の状態をメッシュ毎に記憶し、図１２にフローチャートで示される処理ソフトでは、メッシュ毎に表示処理や詳細データの演算処理を行うので、それぞれのプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１０３】
また、本実施の形態によれば、作業計画画面を選択したときは、作業前の状態が色分け表示されるとともに、作業計画領域の面積や除去すべき地雷の総数などが数値で表示されるので、作業計画の作成が容易になり、作業効率、管理効率を向上することができる。
【０１０４】
また、作業中画面を選択したときは、作業中の状態が色分け表示されるとともに、作業中の状態に地雷処理機の３次元位置やフロント姿勢が重ね合わせて表示されるので、作業の進捗状況の把握が容易になり、同じ場所を繰り返し作業をしてしまうことが無くなり、作業効率を向上することができる。また、誤って埋設物を破壊してしまうことを未然に防止することができるので、安全性の向上につながる。
【０１０５】
更に、作業後画面を選択したときは、その日の作業後の状態が色分け表示されるとともに、その日の作業面積や地雷の処理個数が数値で表示されので、日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【０１０６】
また、作業完了画面を選択したときは、作業完了後の状態が色分け表示されるとともに、作業を完了した領域の全面積や全地雷の処理個数を把握することができ、管理効率が向上する。
【０１０７】
本発明の第３の実施の形態を図１３〜図１６により説明する。
【０１０８】
図１３は、本発明を地盤改良機に適用した場合の第３の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【０１０９】
図１３において、地盤改良機２０１はクローラ式の油圧ショベルをベースマシンとしたものであり、基本構成は図１に示した油圧ショベルと同じである。図１に示したものと同等の部材には符号を２００番台に置き換えて示している。ただし、フロント作業機２０５はバケットに代えて軟弱地盤に固化剤を散布し、撹拌するための攪拌機２０８を有している。
【０１１０】
地盤改良機２０１には車載システム２１０が搭載され、別の場所にはＧＰＳ基準局２２５、管理室２３０が設置されている。これらの基本構成も図１に示したものと同じであり、図１に示したものと同等の部材には符号を２００番台に置き換えて示している。ただし、車載システム２１０には、攪拌機２０８の回転速度を検出する回転計２３０と攪拌機２０８の垂直度を計測する垂直度計測器２３１が更に設けられている。
【０１１１】
車載システム２１０のコンピュータ２２３の構成も図２に示した第１の実施の形態のものと同様である。ただし、本実施の形態では、入力装置（Ａ／Ｄ変換器）２３２（図２参照）には上述した回転計２３０と垂直度計測器２３１の信号も入力される。
【０１１２】
車載システム２１０のコンピュータ２２３には図１４に示すように地盤改良支援データベース２４０が設けられている。地盤改良支援データベース２４０の基本構成も作業前対象物情報テーブルがない点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと同じであり、図３に示したものと同等のもに符号を２００番台に置き換えて示している。つまり、地盤改良支援データベース２４０は、機械位置情報テーブル２４１、機械寸法データテーブル２４２、作業情報テーブル２４３、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７、表示内容テーブル２４８から構成されている。
【０１１３】
また、各テーブル１４１〜１４８に記憶されるデータ内容は、下記の点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと実質的に同じである。
【０１１４】
機械位置情報テーブル２４１、機械寸法データテーブル２４２にはアタッチメント情報としてバケットに代え攪拌機に関する情報が記憶され、作業情報テーブル２４３には土量に代え固化剤の投入位置数、攪拌機の回転数などが記憶され、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７には作業領域の状態として地形（高さ）に代え固化剤の投入位置・投入量が記憶されている。
【０１１５】
作業対象物情報テーブル２４４に格納される作業領域の現在の状態に日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態及び作業完了後の状態が含まれ、それぞれが独立したエリア２４４ａ，２４４ｂ，２４４ｃ，２４４ｄに記憶されること、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６に格納される作業領域の現在の状態及び作業領域の目標とする状態が、各々、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、そのメッシュ毎の情報として記憶されていること、表示内容テーブル２４８にはメッシュ毎の作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係が記憶されていることは、図３に示した第１の実施の形態のものと同じである。なお、所定サイズを表すメッシュはそれ自体が位置情報であるため、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７には作業領域の状態（固化剤の投入位置・投入量）としてメッシュの位置情報との組み合わせで固化剤の投入量が記憶されている。
【０１１６】
表示テーブル２４７に格納される作業領域の状態は、作業計画時の状態、作業中の状態、作業後の状態、作業完了後の状態を含み、作業計画時の状態は作業前対象物情報テーブル２４５に記憶されている作業前の状態をコピーしたものであり、作業中の状態は作業対象物情報テーブル１２４に記憶した作業中の状態をコピーしたものであり、作業後の状態は作業対象物情報テーブル１２４に記憶した作業後の状態をコピーしたものであり、作業完了後の状態は作業対象物情報テーブル２４４に記憶した作業完了後の状態をコピーしたものであり、それぞれ表示テーブル２４７内の該当するエリア２４７ａ，２４７ｂ，２４７ｃ，２４７ｄに記憶されている。
【０１１７】
また、表示内容テーブル２４８に記憶される作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係は、例えば固化剤投入量１０リットル未満：水色、固化剤投入量１０リットル以上２０リットル未満：青、固化剤投入量２０リットル以上３０リットル未満：緑、固化剤投入量３０リットル以上：赤というように、作業領域の状態は固化剤の投入量として記憶され、識別表示方法は色分け表示として記憶されている。なお、識別表示方法は色分けでなく、◎印、○印、●印、×印、△印などの記号であってもよいことは前述した通りである。
【０１１８】
作業領域の現在の状態には上述したように日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態及び作業完了後の状態があり、このうち作業中の状態は、固化剤を投入する都度、その前の状態を修正することにより得ることができ、それらのデータはタイマー割り込みにより周期的に作業対象物情報テーブル２４４に記憶され、更新される。また、日々の作業前の状態のうち全作業の初日の作業前については作業前対象物情報テーブル２４５に記憶された作業前の状態をコピーすることにより得ることができ、２日目以降の作業前については前日の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、日々の作業後の状態はその日の最後の作業中の状態をコピーすることにより得ることができ、それらのデータは作業対象物情報テーブル２４４に記憶される。更に、作業完了後の状態は作業完了時の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、これも作業対象物情報テーブル２４４に記憶される。作業領域の目標とする状態のうち固化剤の投入位置は、固化剤の投入が要求される場所データから得ることができ、投入量は要求される地盤の硬さを固化剤投入量に換算することにより得ることができ、同様にそれらのデータにメッシュ処理を施した後、目標値情報テーブル２４６に記憶される。
【０１１９】
また、上記テーブル２４４〜２４７に記憶されるデータには必要に応じ地図データを重ね合わせてもよいことも前述した通りであり、これにより川や道路等の有無を知ることができ、作業効率を向上できる。
【０１２０】
図１５はモニタ２２３ａに表示される画面例を示す図であり、表示される作業領域の状態が地形（高さ）から固化剤の投入位置・投入量に変わった点を除いて図５に示した第１の実施の形態のものと同じである。つまり、図１５左上が作業計画時に用いる作業計画画面、図１５右上が作業中にオペレータの支援に用いる作業中画面、図１５左下が１日の作業終了時に用いる作業後画面、図１５右下が作業計画をした作業領域全体の作業完了時に用いる作業完了画面であり、それぞれ、作業領域の状態を、平面図で、メッシュを構成単位として色分け（図面では便宜上斜線の濃淡分けで示している；以下同）表示している。また、図１５右上の作業中画面では、作業中の状態に地盤改良機２０１の３次元位置やフロント姿勢（攪拌機の３次元位置）を重ね合わせて表示している。
【０１２１】
図１６はコンピュータ２２３の処理内容を示すフローチャートである。コンピュータ２２３の処理内容も、「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」の表示処理、詳細データの表示処理を除いて、図７に示した第１の実施の形態のものと同じである。図中、図７に示した手順に対応するものには同じ符号に添え字Ｂを付して示している。
【０１２２】
図１６において、「作業計画画面」が選択されると、モニタ２２３ａには図１５に示した作業計画画面が表示されるとともに、作業計画時の詳細データが表示される（ステップＳ１０２Ｂ，Ｓ１１０Ｂ，Ｓ１１２Ｂ）。表示する詳細データとしては作業計画領域の面積や固化剤の投入位置数、投入量などがある。固化剤の投入位置数、投入量は作業領域の目標とする状態から得ることができる。また、そのデータを作業情報テーブル２４３に記憶する。
【０１２３】
「作業中画面」が選択されると、モニタ２２３ａには図１５に示した作業中画面が表示されるとともに、作業中の詳細データが表示される（ステップＳ１０４Ｂ，Ｓ１１４Ｂ，Ｓ１１６Ｂ）。表示する詳細データとしては現在作業中の作業領域の面積や固化剤の投入量、攪拌機の垂直度、回転数などがある。また、そのデータを機械位置情報テーブル２４１に記憶する。
【０１２４】
「作業後画面」が選択されると、モニタ２２３ａには図１５に示した作業後画面が表示されるとともに、作業後の詳細データが表示される（ステップＳ１０６Ｂ，Ｓ１１８Ｂ，Ｓ１２０Ｂ）。表示する詳細データとしてはその日の作業面積や固化剤の投入位置数、投入量などがある。その日の固化剤の投入位置数、投入量は、その日の作業前の状態と作業後の状態との差分により計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル２４３に記憶する。
【０１２５】
「作業完了画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１５に示した作業完了画面が表示されるとともに、作業完了時の詳細データが表示される（ステップＳ１０８Ｂ，Ｓ１２２Ｂ，Ｓ１２４Ｂ）。表示する詳細データとしては作業を完了した領域の全面積や固化剤の実際の投入位置数、投入量などがある。固化剤の実際の投入位置数、投入量は、日々の投入位置数、投入量を合計することにより計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル２４３に記憶する。
【０１２６】
作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップＳ１１０Ｂ，Ｓ１１４Ｂ，Ｓ１１８Ｂ，Ｓ１２２Ｂの処理内容は図８にフローチャートで示した第１の実施の形態のものと同じである。ただし、本実施の形態では、メッシュの状態としてメッシュ毎の地形の高さに代えメッシュ毎の固化剤投入量が用いられる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
つまり、地盤改良支援データベース２４０に表示専用の記憶手段である表示テーブル２４７及び表示内容テーブル２４８を設け、表示テーブル２４７にメッシュ毎の作業領域の状態を記憶するとともに、表示内容テーブル２４８にそのメッシュ毎の状態に対応付けて識別表示方法（表示色）を記憶し、表示テーブル２４７のメッシュ毎の状態（固化剤の投入位置・投入量）を表示内容テーブル２４８に参照させ対応する表示色を読み込み、作業領域の状態を色分け表示するようにしたので、表示テーブル２４７及び表示内容テーブル２４８に記憶する作業領域の状態を表すパラメータを作業機械の種類に応じて変更する（例えば第１の実施の形態における高さから固化剤の投入位置・投入量に変更する）とともに、この変更に合わせて、図１２にフローチャートで示される処理ソフトの作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで異なる種類の作業機械に対しても作業領域の状態を同様に識別表示することができるようになり、これにより作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【０１２９】
また、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６とは別に表示専用の表示テーブル２４７を設け、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業データを演算処理するときとで表示テーブル２４７と作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６で記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１３０】
更に、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７に作業領域の状態をメッシュ毎に記憶し、図１６にフローチャートで示される処理ソフトでは、メッシュ毎に表示処理や詳細データの演算処理を行うので、それぞれのプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１３１】
また、本実施の形態によれば、作業計画画面を選択したときは、作業前の状態が固化剤の目標投入位置とともに色分け表示されるとともに、作業計画領域の面積や固化剤の投入位置数、投入量などが数値で表示されるので、事前に作業計画が適正なのか判断でき、計画作業の効率向上につながる。また、作業に必要な固化剤投入量が予測できるので、作業効率の向上につながる。
【０１３２】
また、作業中画面を選択したときは、作業中の状態が色分け表示されるとともに、作業中の状態に地盤改良機の３次元位置やフロント姿勢が重ね合わせて表示されるので、作業の進捗状況の把握が容易になり、次の作業の位置が迅速に分かりかつ位置決めが容易に出来るので、作業効率を向上することができる。また、位置決め作業員を減らせるのでコスト低減につながる。
【０１３３】
更に、作業後画面を選択したときは、その日の作業後の状態が色分け表示されるとともに、その日の作業面積や固化剤の投入位置数、投入量などが数値で表示されので、日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【０１３４】
また、作業完了画面を選択したときは、作業完了後の状態が色分け表示されるとともに、作業を完了した領域の全面積や固化剤の実際の投入位置数、投入量を把握することができ、管理効率が向上する。
【０１３５】
なお、上記実施の形態では、作業支援データベースに表示専用の表示テーブルを設け、表示用の作業領域の状態をその表示テーブルに記憶したが、場合によっては表示用の作業領域の状態を作業対象物情報テーブル、作業前対象物情報テーブルかつ／又は目標値情報テーブルに記憶するか、各テーブルの記憶データと兼用し、表示テーブルを省略しても良い。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明によれば、作業機械の種類が異なっても、第１及び第２記憶手段に記憶する作業領域の状態を表すパラメータの変更に合わせて第１処理手段で使用する作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで、作業領域の状態を同様に識別表示することができるため、その作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をクローラー式の油圧ショベルに適用した場合の第１の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【図２】作業支援・管理システムにおける車載システムのコンピュータ２３の構成を示す図である。
【図３】車載システムのコンピュータに格納される掘削支援データベースの構成図である。
【図４】作業領域のメッシュ表示の概念を示す図である。
【図５】コンピュータのモニタに表示される画面例を示す図である。
【図６】コンピュータのモニタに表示される他の画面例を示す図である。
【図７】コンピュータの処理内容を示すフローチャートである。
【図８】図７に示したフローチャートにおいて、作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップの処理内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明を地雷処理機に適用した場合の第２の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【図１０】車載システムのコンピュータに格納される掘削支援データベースの構成図である。
【図１１】コンピュータのモニタに表示される画面例を示す図である。
【図１２】コンピュータの処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明を地盤改良機に適用した場合の第３の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【図１４】車載システムのコンピュータに格納される掘削支援データベースの構成図である。
【図１５】コンピュータのモニタに表示される画面例を示す図である。
【図１６】コンピュータの処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 油圧ショベル
１０ 車載システム
１５ ブーム角度センサ
１６ アーム角度センサ
１７ バケット角度センサ
１８ 旋回角度センサ
１９ ジャイロ
２０，２１ ＧＰＳ受信機
２２ 無線機
２３ コンピュータ
２３ａ モニタ
２３ｂ キーボード
２３ｃ マウス
２４ 傾斜センサ
２５ ＧＰＳ基準局
２６ ＧＰＳ衛星
２７ 無線機
３０ 管理室
３１ 無線機
３２ 無線機
３３ コンピュータ
４０ 掘削支援データベース
４１ 機械位置情報テーブル
４２ 機械寸法データテーブル
４３ 作業情報テーブル
４４ 作業対象物情報テーブル
４５ 作業前対象物情報テーブル
４６ 目標値情報テーブル
４７ 表示テーブル
４８ 表示内容テーブル
１０１ 地雷処理機
１１０ 車載システム
１２０，１２１ ＧＰＳ受信機
１２２ 無線機
１２３ コンピュータ
１２５ ＧＰＳ基準局
１２６ ＧＰＳ衛星
１２７ 無線機
１３０ 管理室
１３１ 無線機
１３２ 無線機
１３３ コンピュータ
１４０ 掘削支援データベース
１４１ 機械位置情報テーブル
１４２ 機械寸法データテーブル
１４３ 作業情報テーブル
１４４ 作業対象物情報テーブル
１４５ 作業前対象物情報テーブル
１４６ 目標値情報テーブル
１４７ 表示テーブル
１４８ 表示内容テーブル
２０１ 地盤改良機
２１０ 車載システム
２２０，２２１ ＧＰＳ受信機
２２２ 無線機
２２３ コンピュータ
２２５ ＧＰＳ基準局
２２６ ＧＰＳ衛星
２２７ 無線機
２３０ 管理室
２３１ 無線機
２３２ 無線機
２３３ コンピュータ
２４０ 掘削支援データベース
２４１ 機械位置情報テーブル
２４２ 機械寸法データテーブル
２４３ 作業情報テーブル
２４４ 作業対象物情報テーブル
２４５ 作業前対象物情報テーブル
２４６ 目標値情報テーブル
２４７ 表示テーブル
２４８ 表示内容テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル、地雷処理機、地盤改良機など、地形や地質の変更、地上、地中の状態の改善などを行う作業機械の３次元位置及び状態を計測して表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル等の作業機械には、作業効率を向上させるため、運転室内あるいは遠隔操縦の操作室内に作業を支援するための装置を備えるものがあり、特に、最近はＧＰＳによる３次元測位が容易にできるようになったため、作業機械の位置を３次元計測し、これと作業の目標位置などを合わせて表示するものが検討されている。
【０００３】
そのような支援装置の一例として、特表平０８−５０６８７０号公報に記載のものがある。この支援装置は、トラック式トラクター、地ならし機等の自走式の地形変更マシンにおいて、所望の場所地形（目標地形）と実際の場所地形（現在の場所地形）を重ね合わせて表示し、かつ所望の場所地形と実際の場所地形の差分から目標作業量を求め、マシンコントロールするものである。また、平面図で所望の場所地形と実際の場所地形の差をグラフ的に表示している。
【０００４】
また、特開平８−１３４９５８号公報では、遠隔施工の作業支援画像システムにおいて、運転用操作室に設けられた操作用ディスプレイに、作業中の地形データと目標値である設計データを重ねて表示している。
【０００５】
更に、特開２００１−９８５８５号公報では、掘削用の作業機を作動させて３次元の地形を３次元の目標地形にする掘削作業を行う建設機械の掘削作業ガイダンス装置において、現在のバケットの３次元位置を通過する平面と３次元目標地形の交線の位置と、バケットの位置を同一画面上に表示している。
【０００６】
【特許文献１】
特表平０８−５０６８７０号公報
【特許文献２】
特開平８−１３４９５８号公報
【特許文献３】
特開２００１−９８５８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、以下のような問題点がある。
【０００８】
地形や地質の変更、地上、地中の状態の改善などを行う作業機械には、掘削機（油圧ショベル）、地ならし機、地盤改良機、地雷処理機など、作業内容の異なる多種多様のものがある。
【０００９】
特表平０８−５０６８７０号公報に記載の発明はトラック式トラクター、地ならし機等の自走式の地形変更マシンに適用可能とされ、実施例としては、トラック式トラクターへの適用例が示されている。
【００１０】
しかし、所望の場所地形（目標地形）と実際の場所地形（現在の場所地形）を重ね合わせて表示したり、平面図で所望の場所地形と実際の場所地形の差をグラフ的に表示する場合、作業機械の種類が異なると作業内容も異なるため、特定の種類の作業機械で作成したシステムを他の作業機械に転用することが難しく、作業機械の種類毎に新たにシステムを作成しなければならず、システムの作成に多大の時間を要するという問題があった。
【００１１】
特開平８−１３４９５８号公報及び特開２００１−９８５８５号公報に記載のシステムは共に油圧ショベルへの適用例であり、これらにも同様の問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、種類の異なる作業機械への流用が容易であり、安価で容易に作成することのできる作業機械の操作支援・管理システムを提供することである。
【００２１】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記作業機械が作業を行う作業領域の状態を表示用のデータとして記憶する表示用の第１記憶手段と、前記表示用の第 1 記憶手段に記憶した前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、前記作業領域の現在の状態を含む作業領域の状態を記憶する演算用の第３記憶手段と、前記作業領域の作業量データを記憶する第４記憶手段と、前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、作業中画面とそれ以外の画面を含む複数の作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段を有し、前記第３記憶手段は、前記作業領域の状態を前記複数の作業過程のそれぞれのに区分して記憶し、前記第１記憶手段は、前記第３記憶手段に記憶した前記作業領域の状態に基づいて、前記複数の作業過程のそれぞれのに区分して前記表示用のデータである作業領域の状態を所定サイズの平面を表すメッシュ毎の情報として記憶し、前記表示手段は、更に、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶した作業領域の状態を前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求めて、前記メッシュを構成単位として前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面のうち少なくとも前記それ以外の画面に切り換えられたときに、更に、前記第３記憶手段の該当する区分に記憶したデータを用いて前記作業領域の作業量を求め、その作業量を表示するとともに、その作業量を前記第４記憶手段に記憶する第２処理手段とを有するものとする。
【００２２】
これにより作業機械の種類が異なっても、第１及び第２記憶手段に記憶する作業領域の状態を表すパラメータの変更に合わせて第１処理手段で使用する作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで、作業領域の状態を同様に識別表示することができるため、その作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
また、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業量を演算処理するときとで記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
更に、第１処理手段は処理をメッシュ毎に行えばよいため、この点でもプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
また、作業過程に応じて複数の画面に切り換え表示可能であるとともに、作業過程に応じたそれぞれの画面において、作業領域の状態が識別表示されるとともに、少なくとも作業中画面以外の画面に作業量が表示されるので、その作業量を利用することで作業効率或いは管理効率を向上することができる。
【００２５】
（２）また、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業計画画面を含み、前記選択手段が前記作業計画画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータを用いて目標作業量を演算し表示するとともに、その目標作業量を前記第４記憶手段に記憶する。
【００２６】
これにより作業計画の作成が容易になり、作業効率、管理効率が向上する。
【００２７】
（３）また、上記（１）において、好ましくは、前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第５記憶手段を更に備え、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は前記作業中画面を含み、前記選択手段が前記作業中画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の現在の状態を識別表示するとともに、前記第５記憶手段に記憶したデータに基づいて前記作業領域の現在の状態に前記作業機械の位置及び状態を重ね合わせて表示し、前記第２処理手段は、前記第５記憶手段に記憶したデータに基づいて作業機械の位置及び状態に関するデータを演算し表示する。
【００２８】
これにより作業の進捗状況の把握が容易になり、同じ場所を繰り返し作業をしてしまうことが無くなるなど、作業効率を向上することができる。
【００２９】
（４）更に、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業後画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の作業後の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを用いてその日の作業量を演算し表示するとともに、その日の作業量を前記第４記憶手段に記憶する。
【００３０】
これにより日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【００３１】
（５）更に、上記（１）において、好ましくは、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業完了画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業完了後の作業領域の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータを用いて全処理量を演算し表示するとともに、その品質管理情報を前記第４記憶手段に記憶する。
【００３２】
これにより作業完了後の全処理量を知ることができ、管理効率が向上する。
【００３３】
（６）また、上記目的を達成するために、本発明は、作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、前記作業機械が作業を行う作業領域の状態として、前記作業領域の現在の状態及び前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する表示用の第１記憶手段と、前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第３記憶手段と、前記作業領域の現在の状態を記憶する第４記憶手段と、前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する第５記憶手段と、前記作業領域の作業データを記憶する第６記憶手段と、前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段に記憶した作業領域の状態を前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１、第３、第４及び第５記憶手段のうちの関連するものに記憶したデータを用いて前記作業領域の作業データを求め、その作業データを表示するとともに、その作業データを前記第６記憶手段に記憶する第２処理手段とを有し、前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業後画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段に記憶したデータを前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の作業後の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第４記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを用いてその日の作業量を演算し表示するとともに、その日の作業量を前記第６記憶手段に記憶するものとする。
（７）更に、上記目的を達成するために、本発明は、作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、前記作業機械が作業を行う作業領域の状態として、前記作業領域の現在の状態及び前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する表示用の第１記憶手段と、前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第３記憶手段と、前記作業領域の現在の状態を記憶する第４記憶手段と、前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する第５記憶手段と、前記作業領域の作業データを記憶する第６記憶手段と、前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、前記表示手段は、作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段に記憶した作業領域の状態を前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１、第３、第４及び第５記憶手段のうちの関連するものに記憶したデータを用いて前記作業領域の作業データを求め、その作業データを表示するとともに、その作業データを前記第６記憶手段に記憶する第２処理手段とを有し、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業完了画面を含み、前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業完了後の作業領域の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第４記憶手段に記憶したデータと前記第５記憶手段に記憶したデータを用いて全処理量を演算し表示するとともに、その品質管理情報を前記第６記憶手段に記憶することを特徴とするものとする。
（８）また、上記（１）又は（２）又は（３）において、好ましくは、前記第２記憶手段は前記識別表示方法を色分け表示として記憶してあり、前記１処理手段は、前記作業領域の状態を色分け表示する。
【００３４】
（９）また、上記（１）〜（８）において、好ましくは、前記作業機械は油圧ショベルであり、前記作業領域の状態は作業領域の地形である。
【００３５】
（１０）上記（１）〜（８）において、前記作業機械は地雷処理機であり、前記作業領域の状態は作業領域の埋設地雷の有無及び種別であってもよい。
【００３６】
（１１）また、上記（１）〜（８）において、前記作業機械は地盤改良機であり、前記作業領域の状態は固化剤の投入位置及び投入量であってもよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００３８】
図１は、本発明をクローラー式の油圧ショベルに適用した場合の第１の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【００３９】
図１において、油圧ショベル１は旋回体２、運転室３、走行体４、フロント作業機５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タイプであってもよい。
【００４０】
フロント作業機５はブーム６とアーム７とバケット８を有し、ブーム６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７はブーム６の先端に前後方向に回転可能に取り付けられ、バケット８はアーム７の先端に前後方向に回動可能に取り付けられ、それぞれ図示しないブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダによって回転駆動される。
【００４１】
油圧ショベル１には車載システム１０が搭載され、この車載システム１０は、バケット８の先端位置を演算するためにブーム角度センサ１５、アーム角度センサ１６、バケット角度センサ１７、旋回角度センサ１８、傾斜センサ２４、ジャイロ１９、ＧＰＳ受信機２０，２１、無線機２２、コンピュータ２３を備えている。
【００４２】
また、緯度、経度が正しく計測された場所にＧＰＳ基準局２５が設置され、ＧＰＳ衛星２６からの信号を車載システム１０のＧＰＳ受信機２０，２１で受けるとともにＧＰＳ基準局２５に設置された受信機２６でも受信する。ＧＰＳ基準局２５では補正データを演算し、無線機２７で車載システム１０の無線機２１に補正データを送信する。車載システム１０のコンピュータ２３は、それらのＧＰＳ衛星データと補正データ、センサ１５〜１８，２４、ジャイロ１９による姿勢データを用いてバケット先端位置（３次元位置）を演算する。
【００４３】
車載システム１０のコンピュータ２３には掘削支援データベース（後述）が備えられており、このデータベースから必要なデータを選択して作業領域の現在の状態と油圧ショベル１の位置及び状態を重ね合わせて表示するなど、種々のデータを表示し、掘削中のオペレータの作業支援に用いる。
【００４４】
また、油圧ショベル１から遠方の場所に管理室３０が設置され、コンピュータ２３のデータベースの記憶データや演算した位置データを車載システム１０の無線機３１から管理室３０の無線機３２に送信することで、管理室３０のコンピュータ３３でも種々のデータを見ることができる。
【００４５】
図２は、車載システム１０のコンピュータ２３の構成を示す図である。
【００４６】
コンピュータ２３は、モニタ２３ａ、キーボード２３ｂ、マウス２３ｃと、キーボード２３ｂ及びマウス２３ｃからの操作信号を入力する入力装置（入力回路）２３１と、センサ１５〜１７，１８，２４、ジャイロ１９からの検出信号を入力する入力装置（Ａ／Ｄ変換器）２３２と、ＧＰＳ受信機２０，２１からの位置信号を入力するシリアル通信回路２３３と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２３４と、制御手順のプログラム格納したり掘削支援データベースを格納する主記憶装置（ハードディスク）２３５と、演算途中の数値を一時的に記憶するメモリ（ＲＡＭ）２３６と、モニタ２３ａの表示を制御する表示制御回路２３７と、無線機３１に位置情報を出力するシリアル通信回路２４８とを有している。
【００４７】
図３は、車載システム１０のコンピュータ２３に格納される掘削支援データベースの構成図である。
【００４８】
車載システム１０のコンピュータ２３には上記のように主記憶装置としてハードディスク２３５が備えられ、このハードディスク２３５に掘削支援データベース４０が格納されている。掘削支援データベース４０は、機械位置情報テーブル４１、機械寸法データテーブル４２、作業情報テーブル４３、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６、表示テーブル４７、表示内容テーブル４８から構成されている。
【００４９】
機械位置情報テーブル４１には測定した油圧ショベル１の３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）などが格納され、機械寸法データテーブル４２にはアームの長さ、ブームの長さ、バケット寸法など、フロント姿勢を演算するのに必要な機械寸法が格納され、作業情報テーブル４３にはオペレータ名、機械の種別、作業開始時刻、作業終了時刻、その日の土量（計算値；後述）などが格納され、作業対象物情報テーブル４４には作業領域の現在の状態が格納され、作業前対象物情報テーブル４５には作業領域の作業前の状態（原地形）が格納され、目標値情報テーブル４６には作業領域の目標地形が格納されている。
【００５０】
作業対象物情報テーブル４４に格納される作業領域の現在の状態には、日々の作業前の状態（作業前の地形）、日々の作業中の状態（作業中の地形）、日々の作業後の状態（作業後の地形）及び作業完了後の状態が含まれ、それぞれが独立したエリア４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに記憶される。また、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６に格納される作業領域の現在の状態の状態、作業領域の作業前の状態（原地形）、作業領域の目標地形は、各々、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、そのメッシュ毎の高さ情報として記憶されている。
【００５１】
表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８はコンピュータ２３のモニタ２３ａに作業領域の状態を表示するのに用いるものであり、表示テーブル４７にはメッシュ毎の作業領域の状態が格納され、表示内容テーブル４８にはメッシュ毎の作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係が記憶されている。
【００５２】
表示テーブル４７に格納される作業領域の状態は、作業計画時の状態、作業中の状態、作業後の状態、作業完了後の状態を含み、作業計画時の状態は作業前対象物情報テーブル４５に記憶されている作業前の状態（原地形）の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、作業中の状態は作業対象物情報テーブル４４に記憶した作業中の状態の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、作業後の状態は作業対象物情報テーブル４４に記憶した作業後の状態の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、作業完了後の状態は作業対象物情報テーブル４４に記憶した作業完了後の状態の高さから目標値情報テーブル４６に記憶した目標地形の高さを差し引いた値であり、それぞれ表示テーブル４７内の該当するエリア４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄに、テーブル４４〜４６と同様にメッシュ毎の情報として記憶されている。
【００５３】
また、表示内容テーブル４８に記憶される作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係は、例えば高さ１ｍ未満：水色、高さ１ｍ以上２ｍ未満：青、高さ２ｍ以上３ｍ未満：黄色、高さ３ｍ以上４ｍ未満：茶色、高さ５ｍ以上：緑というように、作業領域の状態は高さ情報として記憶され、識別表示方法は色分け表示として記憶されている。なお、識別表示方法は色分けでなく、◎印、○印、●印、×印、△印などの記号であってもよい。
【００５４】
図４は、作業領域のメッシュ表示の概念を示す図である。
【００５５】
作業領域の左下を配列の原点として、１辺５０ｃｍの正方形のメッシュを１０００メッシュ生成し、表示する。ここで生成されるメッシュは個々の位置を識別するメッシュＮｏで管理される。メッシュＮｏのデータ形式は２次元の配列データであり、縦軸をｙ、横軸をｘとして、正方形左最下位のブロックを（１，１）とし、上方向と右方向に規則的にＮｏを付与し、管理する。作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６、表示テーブル４７には、上記メッシュの配列データ毎に作業領域の状態が高さデータで関連付けられて記憶されている。
【００５６】
作業領域の作業前の状態（原地形）は、衛星によるリモートセンシング結果、測量器による測定結果などにより得ることができ、それらのデータに上記のメッシュ処理を施した後、ＩＣカード等の記録媒体を用いてコンピュータ２３に入力し、作業前対象物情報テーブル４５及び表示テーブル４７に記憶される。作業領域の目標地形は、施工計画図のＣＡＤデータ、現在のバケット先端位置をコンピュータ２０に記憶させ、そこを目標面とするダイレクトティーチのデータなどにより得ることができ、同様にそれらのデータに上記のメッシュ処理を施した後、ＩＣカード等の記録媒体を用いてコンピュータ２３に入力し、目標値情報テーブル４６及び表示テーブル４７に記憶される。作業領域の現在の状態には上述したように日々の作業前の状態（地形）、日々の作業中の状態（地形）、日々の作業後の状態（地形）及び作業完了後の状態（地形）があり、このうち日々の作業中の状態は、掘削中のバケット先端位置を現在の高さとして記憶し、その前の現在の状態を更新することにより得ることができ、それらのデータはタイマー割り込みにより周期的に作業対象物情報テーブル４４及び表示テーブル４７に記憶される。また、日々の作業前の状態のうち全作業の初日の作業前については作業前対象物情報テーブル４５に記憶された作業前の状態（原地形）をコピーすることにより得ることができ、２日目以降の作業前については前日の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、日々の作業後の状態はその日の最後の作業中の状態をコピーすることにより得ることができ、それらのデータは作業対象物情報テーブル４４及び表示テーブル４７に記憶される。更に、作業完了後の状態は作業完了時の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、これも作業対象物情報テーブル４４及び表示テーブル４７に記憶される。なお、作業完了後の状態は、衛星によるリモートセンシング結果、バケット底を当ててその位置を現在の高さとして記憶した結果、測量器による測定結果などにより得てもよい。
【００５７】
また、上記テーブル４４〜４７に記憶される地形データには必要に応じ地図データを重ね合わせてもよく、これにより川や道路等の有無を知ることができ、作業効率を向上できる。この場合、図３に点線で示すように地図データベース５０を更に設け、この地図データベース５０に記憶した地図データを用いてもよい。
【００５８】
図５はモニタ２３ａに表示される画面例を示す図である。図５左上は作業計画時に用いる作業計画画面であり、作業前の状態（原地形）及び目標地形として、作業前の状態（原地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け（図面では便宜上斜線の濃淡分けで示している；以下同）表示されている。図５右上は掘削作業中にオペレータの支援に用いる作業中画面であり、作業中の状態（地形）として、作業中の状態（地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け表示されている。また、その作業中の状態に油圧ショベルの３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）が重ね合わせて表示される。図５左下は１日の作業終了時に用いる作業後画面であり、作業後の状態（地形）として、その日の作業後の状態（地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け表示されている。図５右下は作業計画をした作業領域全体の作業完了時に用いる作業完了画面であり、作業完了後の状態（高さ）として、作業完了後の状態（地形）の高さから目標地形の高さを差し引いた地形の高さが、平面図で、メッシュを構成単位として高さ範囲毎に色分け表示されている。
【００５９】
図６はモニタ２３ａに表示される他の画面例を示す図である。図６左上は作業計画画面、図６右上は作業中画面、図６左下は作業後画面、図６右下は作業完了画面であり、作業計画画面には、作業前の状態（原地形）と目標地形が垂直断面図で表示され、作業中画面には、作業前の状態（原地形）と目標地形と作業中の状態（地形）が垂直断面図で表示されるとともに、作業中の状態に油圧ショベルの３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）が重ね合わせて表示され、作業後画面には、作業前の状態（原地形）と目標地形とその日の作業後の状態（地形）が垂直断面図で表示され、作業完了画面には、作業前の状態（原地形）と作業完了後の状態（地形）が垂直断面図で表示されている。
【００６０】
図７はコンピュータ２３の処理内容を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、オペレータは油圧ショベル１に乗り込み、エンジンを始動した後、車載システム１０の電源をＯＮし車載システム１０を立ち上げる。このとき、モニタ２３ａにはスタート画面が表示される。このスタート画面には、表示する画面を選択するためのメニューが表示されそのメニューの項目には「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」が含まれる。
【００６２】
次に、オペレータはキーボード２３ｂ又はマウス２３ｃを操作してメニュー上の「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」の１つを選択する（ステップＳ１００）。「作業計画画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業計画画面が表示されるとともに、作業計画時の詳細データが表示される（ステップＳ１０２，Ｓ１１０，Ｓ１１２）。表示する詳細データとしては作業計画領域全体の面積や作業計画領域全体の目標作業量（目標総掘削土量）などがある。作業計画領域全体の目標作業量（目標総掘削土量）は、作業領域の作業前の状態（原地形）と作業領域の目標地形との差分により計算し、それを数値で表示する。また、そのデータを作業情報テーブル４３に記憶する。
【００６３】
「作業中画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業中画面が表示されるとともに、作業中の詳細データが表示される（ステップＳ１０４，Ｓ１１４，Ｓ１１６）。表示する詳細データとしては現在作業中の作業領域の面積や油圧ショベルのバケットの角度や爪先の高さがある。油圧ショベルのバケットの角度や爪先の高さはセンサ値から適宜計算し、それを数値で表示する。また、そのデータを機械位置情報テーブル４１に記憶する。
【００６４】
「作業後画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業後画面が表示されるとともに、作業後の詳細データが表示される（ステップＳ１０６，Ｓ１１８，Ｓ１２０）。表示する詳細データとしてはその日の作業面積や作業量（掘削土量）がある。その日の作業量（掘削土量）は、その日の作業前の状態（地形）と作業後の状態（地形）との差分により計算し、それを数値で表示する。また、そのデータを作業情報テーブル４３に記憶する。
【００６５】
「作業完了画面」が選択されると、モニタ２３ａには図５に示した作業完了画面が表示されるとともに、作業完了時の詳細データが表示される（ステップＳ１０８，Ｓ１２２，Ｓ１２４）。表示する詳細データとしては作業を完了した領域の全面積や掘削精度、全掘削土量などがある。掘削精度は、作業領域の目標地形と作業完了後の状態（地形）の差分を演算し、それを数値で表示する。また、全作業完了後は、日々の作業量を合計することにより全掘削土量を計算することができ、それを数値で表示する。そしてそれらのデータを作業情報テーブル４３に記憶する。
【００６６】
各画面には画面切換ボタンが表示され、キーボード２３ｂ又はマウス２３ｃによりそボタンを操作することにより図６に示した画面に切り換えることができる。各画面に表示した終了ボタンを操作するまで上記処理は繰り返し実行される（ステップＳ１３０）。
【００６７】
図８は、作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップＳ１１０，Ｓ１１４，Ｓ１１８，Ｓ１２２の処理内容を示すフローチャートである。
【００６８】
作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面の任意の１つが選択されると、掘削支援データベース４０の表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８にアクセスし、まず、表示テーブル４７の該当するエリアからメッシュ毎の状態（高さ）を読み込み（ステップＳ１５０）、表示内容テーブル４８からその状態（高さ）に対応した表示色を読み込み（ステップＳ１５２）、対応するメッシュをその表示色で色づけする（ステップＳ１５４）。
【００６９】
以上のように構成した本実施の形態によれば、次の効果が得られる。
【００７０】
掘削支援データベース４０に表示専用の記憶手段である表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８を設け、表示テーブル４７にメッシュ毎の作業領域の状態を記憶するとともに、表示内容テーブル４８にそのメッシュ毎の状態に対応付けて識別表示方法（表示色）を記憶し、表示テーブル４７のメッシュ毎の状態（高さ）を表示内容テーブル４８に参照させ対応する表示色を読み込み、作業領域の状態を色分け表示するようにしたので、表示テーブル４７及び表示内容テーブル４８に記憶する作業領域の状態を表すパラメータを作業機械の種類に応じて変更するとともに、この変更に合わせて、図７及び図８にフローチャートで示される処理ソフトの作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで異なる種類の作業機械に対しても作業領域の状態を同様に識別表示することができるようになり、これにより作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【００７１】
また、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５及び目標値情報テーブル４６とは別に表示専用の表示テーブル４７を設け、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業データを演算処理するときとで表示テーブル４７と作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５及び目標値情報テーブル４６とで記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【００７２】
更に、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、作業対象物情報テーブル４４、作業前対象物情報テーブル４５、目標値情報テーブル４６、表示テーブル４７に作業領域の状態をメッシュ毎に記憶し、図７及び図８にフローチャートで示される処理ソフトでは、メッシュ毎に表示処理や詳細データの演算処理を行うので、それぞれのプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【００７３】
また、本実施の形態によれば、作業計画画面を選択したときは、作業前の状態（原地形）が目標地形との差分により色分け表示されるとともに、作業計画領域全体の面積や目標作業量（目標総掘削土量）が数値で表示されるので、作業計画の作成が容易になり、作業効率、管理効率を向上することができる。
【００７４】
また、作業中画面を選択したときは、作業中の状態が目標地形との差分により色分け表示されるとともに、作業中の状態に油圧ショベルの３次元位置やフロント姿勢（バケット先端の３次元位置）が重ね合わせて表示されるので、作業の進捗状況の把握が容易になり、同じ場所を繰り返し作業をしてしまうことが無くなり、作業効率を向上することができる。また、実作業において丁張りが不要になり、作業人員を減らすことができ、作業効率の向上とコスト低減につながる。
【００７５】
更に、作業後画面を選択したときは、その日の作業後の状態（地形）が目標地形との差分により色分け表示されるとともに、その日の作業面積や作業量（掘削土量）が数値で表示されので、日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【００７６】
また、作業完了画面を選択したときは、作業完了後の状態（地形）が作業領域の目標地形との差分により表示されるとともに、その差分が数値で表示されるので、品質管理情報を得ることができ、それを次の作業計画に利用することで、再施工、作業計画の見直しができ、作業効率の向上につながる。また、全掘削土量を知ることにより管理効率が向上する。
【００７７】
また、上記の各データや油圧ショベルの位置データを無線機３１から管理室３０の無線機３２に送信することで、遠方の管理室３０でも同様のデータを見ることができ、作業状態を把握することができる。
【００７８】
本発明の第２の実施の形態を図９〜図１２により説明する。
【００７９】
図９は、本発明を地雷処理機に適用した場合の第２の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【００８０】
図９において、地雷処理機１０１はクローラ式の油圧ショベルをベースマシンとしたものであり、基本構成は図１に示した油圧ショベルと同じである。図１に示したものと同等の部材には符号を１００番台に置き換えて示している。ただし、フロント作業機１０５はバケットに代えてロータリカッタ１０８を有し、アーム１０７の側部にはレーダ式の爆発物探査センサ１８１が取り付けられている。このセンサ１８１はテレスコ式の伸縮アーム１８２によりアーム１０７の側部に沿って移動可能であり、また、探査センサ用シリンダにより伸縮アーム１８２に対して回転可能である。
【００８１】
地雷処理機１０１には車載システム１１０が搭載され、別の場所にはＧＰＳ基準局１２５、管理室１３０が設置されている。これらの基本構成も図１に示したものと同じであり、図１に示したものと同等の部材には符号を１００番台に置き換えて示している。ただし、車載システム１１０には、ロータリカッタ１０８の動作をＯＮ／ＯＦＦする動作スイッチ、爆発物探査センサ１８１の動作をＯＮ／ＯＦＦする動作スイッチ、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、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、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、対人地雷を処理したことを入力するトリガスイッチ、対戦車地雷や不発弾を撤去したことを入力するトリガスイッチなどのスイッチ類が更に設けられている。
【００８２】
以上の地雷処理機１０１の構成及び動作は日本国特許第３０１６０１８号公報や特願２００３−０３１６２号に詳しい。
【００８３】
車載システム１１０のコンピュータ１２３の構成も図２に示した第１の実施の形態のものと同様である。ただし、本実施の形態では、入力装置（Ａ／Ｄ変換器）２３２（図２参照）には上述したトリガスイッチの信号も入力される。
【００８４】
車載システム１１０のコンピュータ１２３には図１０に示すように地雷処理支援データベース１４０が設けられている。地雷処理支援データベース１４０の基本構成も目標値テーブルがない点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと同じであり、図３に示したものと同等のもに符号を１００番台に置き換えて示している。つまり、地雷処理支援データベース１４０は、機械位置情報テーブル１４１、機械寸法データテーブル１４２、作業情報テーブル１４３、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５、表示テーブル１４７、表示内容テーブル１４８から構成されている。
【００８５】
また、各テーブル１４１〜１４８に記憶されるデータ内容は、下記の点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと実質的に同じである。
【００８６】
機械位置情報テーブル１４１、機械寸法データテーブル１４２にはアタッチメント情報としてバケットに代えロータリカッタ或いは爆発物探査センサに関する情報が記憶され、作業情報テーブル１４３には土量に代え地雷の処理数、ロータリカッタや爆発物探査センサのＯＮ／ＯＦＦ情報などが記憶され、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５、表示テーブル１４７には作業領域の状態として地形（高さ）に代え地雷の埋設データ（地雷の有無・種別）が記憶されている。
【００８７】
作業対象物情報テーブル１４４に格納される作業領域の現在の状態に日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態、及び作業完了後の状態が含まれ、それぞれが独立したエリア１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄに記憶されること、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５に格納される作業領域の現在の状態及び作業領域の作業前の状態が、各々、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、そのメッシュ毎の情報として記憶されていること、表示内容テーブル１４８にはメッシュ毎の作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係が記憶されていることは、図３に示した第１の実施の形態のものと同じである。
【００８８】
表示テーブル１４７に格納される作業領域の状態は、作業計画時の状態、作業中の状態、作業後の状態、作業完了後の状態を含み、作業計画時の状態は作業前対象物情報テーブル１４５に記憶されている作業前の状態をコピーしたものであり、作業中の状態は作業対象物情報テーブル１４４に記憶した作業中の状態をコピーしたものであり、作業後の状態は作業対象物情報テーブル１４４に記憶した作業後の状態をコピーしたものであり、作業完了後の状態は作業対象物情報テーブル１４４に記憶した作業完了後の状態をコピーしたものであり、それぞれ表示テーブル１４７内の該当するエリア１４７ａ，１４７ｂ，１４７ｃ，１４７ｄに記憶されている。
【００８９】
また、表示内容テーブル１４８に記憶される作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係は、例えば地雷無し：緑、対人地雷：黄色、対戦車地雷：赤、不発弾：紫というように、作業領域の状態は地雷の有無・種別情報として記憶され、識別表示方法は色分け表示として記憶されている。なお、識別表示方法は色分けでなく、◎印、○印、●印、×印、△印などの記号であってもよいことは前述した通りである。
【００９０】
作業領域の作業前の状態（地雷の埋設データ−地雷の有無・種別）は、衛星によるリモートセンシング結果、地雷処理機１０１の探査センサ１８１を用いトリガスイッチで入力した測定結果などにより得ることができ、それらのデータに上記のメッシュ処理を施した後、そのデータをＩＣカード等の記録媒体を用いてコンピュータ１２３に入力し、作業前対象物情報テーブル１４５に記憶される。作業領域の現在の状態には上述したように日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態及び作業完了後の状態があり、このうち日々の作業中の状態は、地雷を処理する都度、トリガスイッチで入力し、その前の状態を更新することにより得ることができ、それらのデータはタイマー割り込みにより周期的に作業対象物情報テーブル１４４に記憶され、更新される。また、日々の作業前の状態のうち全作業の初日の作業前については作業前対象物情報テーブル１４５に記憶された作業前の状態をコピーすることにより得ることができ、２日目以降の作業前については前日の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、日々の作業後の状態はその日の最後の作業中の状態をコピーすることにより得ることができ、それらのデータは作業対象物情報テーブル１４４に記憶される。更に、作業完了後の状態は作業完了時の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、これも作業対象物情報テーブル１４４に記憶される。なお、作業完了後の状態は、地雷の有無を再探査することにより得てもよい。
【００９１】
また、上記テーブル４４〜４７に記憶される埋設データには必要に応じ地図データを重ね合わせてもよいことも前述した通りであり、これにより川や道路等の有無を知ることができ、作業効率を向上できる。
【００９２】
図１１はモニタ１２３ａに表示される画面例を示す図であり、表示される作業領域の状態が地形（高さ）から地雷の埋設データ（地雷の有無・種別）に変わった点を除いて図５に示した第１の実施の形態のものと同じである。つまり、図１１左上が作業計画時に用いる作業計画画面、図１１右上が作業中にオペレータの支援に用いる作業中画面、図１１左下が１日の作業終了時に用いる作業後画面、図１１右下が作業計画をした作業領域全体の作業完了時に用いる作業完了画面であり、それぞれ、作業領域の状態を、平面図で、メッシュを構成単位として色分け（図面では便宜上斜線の濃淡分けで示している；以下同）表示している。また、図１１右上の作業中画面では、作業中の状態に地雷処理機１０１の３次元位置やフロント姿勢（ロータリカッタの３次元位置）を重ね合わせて表示している。
【００９３】
図１２はコンピュータ１２３の処理内容を示すフローチャートである。コンピュータ１２３の処理内容も、「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」の表示処理、詳細データの表示処理を除いて、図７に示した第１の実施の形態のものと同じである。図中、図７に示した手順に対応するものには同じ符号に添え字Ａを付して示している。
【００９４】
図１２において、「作業計画画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業計画画面が表示されるとともに、作業計画時の詳細データが表示される（ステップＳ１０２Ａ，Ｓ１１０Ａ，Ｓ１１２Ａ）。表示する詳細データとしては作業計画領域の面積や除去すべき地雷の総数などがある。除去すべき地雷の総数は作業領域の作業前の状態から得ることができる。また、そのデータを作業情報テーブル１４３に記憶する。
【００９５】
「作業中画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業中画面が表示されるとともに、作業中の詳細データが表示される（ステップＳ１０４Ａ，Ｓ１１４Ａ，Ｓ１１６Ａ）。表示する詳細データとしては現在作業中の作業領域の面積やロータリカッタの回転数などがある。また、そのデータを機械位置情報テーブル１４１に記憶する。
【００９６】
「作業後画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業後画面が表示されるとともに、作業後の詳細データが表示される（ステップＳ１０６Ａ，Ｓ１１８Ａ，Ｓ１２０Ａ）。表示する詳細データとしてはその日の作業面積や地雷の処理個数などがある。その日の地雷の処理個数は、その日の作業前の状態と作業後の状態との差分により計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル１４３に記憶する。
【００９７】
「作業完了画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１１に示した作業完了画面が表示されるとともに、作業完了時の詳細データが表示される（ステップＳ１０８Ａ，Ｓ１２２Ａ，Ｓ１２４Ａ）。表示する詳細データとしては作業を完了した領域の全面積や地雷の実際の処理個数などがある。地雷の全体処理個数は、日々の地雷の処理個数を合計することにより計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル１４３に記憶する。
【００９８】
作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップＳ１１０Ａ，Ｓ１１４Ａ，Ｓ１１８Ａ，Ｓ１２２Ａの処理内容は図８にフローチャートで示した第１の実施の形態のものと同じである。ただし、本実施の形態では、メッシュの状態としてメッシュ毎の地形の高さに代えメッシュ毎の埋設データ（地雷の有無・種別）が用いられる。
【００９９】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１００】
つまり、地雷処理支援データベース１４０に表示専用の記憶手段である表示テーブル１４７及び表示内容テーブル１４８を設け、表示テーブル１４７にメッシュ毎の作業領域の状態を記憶するとともに、表示内容テーブル１４８にそのメッシュ毎の状態に対応付けて識別表示方法（表示色）を記憶し、表示テーブル１４７のメッシュ毎の状態（地雷の有無・種別）を表示内容テーブル１４８に参照させ対応する表示色を読み込み、作業領域の状態を色分け表示するようにしたので、表示テーブル１４７及び表示内容テーブル１４８に記憶する作業領域の状態を表すパラメータを作業機械の種類に応じて変更する（例えば第１の実施の形態における高さから地雷の有無・種別に変更する）とともに、この変更に合わせて、図１２にフローチャートで示される処理ソフトの作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで異なる種類の作業機械に対しても作業領域の状態を同様に識別表示することができるようになり、これにより作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【０１０１】
また、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５とは別に表示専用の表示テーブル１４７を設け、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業データを演算処理するときとで表示テーブル１４７と作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５とで記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１０２】
更に、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、作業対象物情報テーブル１４４、作業前対象物情報テーブル１４５、表示テーブル１４７に作業領域の状態をメッシュ毎に記憶し、図１２にフローチャートで示される処理ソフトでは、メッシュ毎に表示処理や詳細データの演算処理を行うので、それぞれのプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１０３】
また、本実施の形態によれば、作業計画画面を選択したときは、作業前の状態が色分け表示されるとともに、作業計画領域の面積や除去すべき地雷の総数などが数値で表示されるので、作業計画の作成が容易になり、作業効率、管理効率を向上することができる。
【０１０４】
また、作業中画面を選択したときは、作業中の状態が色分け表示されるとともに、作業中の状態に地雷処理機の３次元位置やフロント姿勢が重ね合わせて表示されるので、作業の進捗状況の把握が容易になり、同じ場所を繰り返し作業をしてしまうことが無くなり、作業効率を向上することができる。また、誤って埋設物を破壊してしまうことを未然に防止することができるので、安全性の向上につながる。
【０１０５】
更に、作業後画面を選択したときは、その日の作業後の状態が色分け表示されるとともに、その日の作業面積や地雷の処理個数が数値で表示されので、日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【０１０６】
また、作業完了画面を選択したときは、作業完了後の状態が色分け表示されるとともに、作業を完了した領域の全面積や全地雷の処理個数を把握することができ、管理効率が向上する。
【０１０７】
本発明の第３の実施の形態を図１３〜図１６により説明する。
【０１０８】
図１３は、本発明を地盤改良機に適用した場合の第３の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【０１０９】
図１３において、地盤改良機２０１はクローラ式の油圧ショベルをベースマシンとしたものであり、基本構成は図１に示した油圧ショベルと同じである。図１に示したものと同等の部材には符号を２００番台に置き換えて示している。ただし、フロント作業機２０５はバケットに代えて軟弱地盤に固化剤を散布し、撹拌するための攪拌機２０８を有している。
【０１１０】
地盤改良機２０１には車載システム２１０が搭載され、別の場所にはＧＰＳ基準局２２５、管理室２３０が設置されている。これらの基本構成も図１に示したものと同じであり、図１に示したものと同等の部材には符号を２００番台に置き換えて示している。ただし、車載システム２１０には、攪拌機２０８の回転速度を検出する回転計２３０と攪拌機２０８の垂直度を計測する垂直度計測器２３１が更に設けられている。
【０１１１】
車載システム２１０のコンピュータ２２３の構成も図２に示した第１の実施の形態のものと同様である。ただし、本実施の形態では、入力装置（Ａ／Ｄ変換器）２３２（図２参照）には上述した回転計２３０と垂直度計測器２３１の信号も入力される。
【０１１２】
車載システム２１０のコンピュータ２２３には図１４に示すように地盤改良支援データベース２４０が設けられている。地盤改良支援データベース２４０の基本構成も作業前対象物情報テーブルがない点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと同じであり、図３に示したものと同等のもに符号を２００番台に置き換えて示している。つまり、地盤改良支援データベース２４０は、機械位置情報テーブル２４１、機械寸法データテーブル２４２、作業情報テーブル２４３、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７、表示内容テーブル２４８から構成されている。
【０１１３】
また、各テーブル１４１〜１４８に記憶されるデータ内容は、下記の点を除いて図３に示した第１の実施の形態のものと実質的に同じである。
【０１１４】
機械位置情報テーブル２４１、機械寸法データテーブル２４２にはアタッチメント情報としてバケットに代え攪拌機に関する情報が記憶され、作業情報テーブル２４３には土量に代え固化剤の投入位置数、攪拌機の回転数などが記憶され、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７には作業領域の状態として地形（高さ）に代え固化剤の投入位置・投入量が記憶されている。
【０１１５】
作業対象物情報テーブル２４４に格納される作業領域の現在の状態に日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態及び作業完了後の状態が含まれ、それぞれが独立したエリア２４４ａ，２４４ｂ，２４４ｃ，２４４ｄに記憶されること、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６に格納される作業領域の現在の状態及び作業領域の目標とする状態が、各々、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、そのメッシュ毎の情報として記憶されていること、表示内容テーブル２４８にはメッシュ毎の作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係が記憶されていることは、図３に示した第１の実施の形態のものと同じである。なお、所定サイズを表すメッシュはそれ自体が位置情報であるため、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７には作業領域の状態（固化剤の投入位置・投入量）としてメッシュの位置情報との組み合わせで固化剤の投入量が記憶されている。
【０１１６】
表示テーブル２４７に格納される作業領域の状態は、作業計画時の状態、作業中の状態、作業後の状態、作業完了後の状態を含み、作業計画時の状態は作業前対象物情報テーブル２４５に記憶されている作業前の状態をコピーしたものであり、作業中の状態は作業対象物情報テーブル１２４に記憶した作業中の状態をコピーしたものであり、作業後の状態は作業対象物情報テーブル１２４に記憶した作業後の状態をコピーしたものであり、作業完了後の状態は作業対象物情報テーブル２４４に記憶した作業完了後の状態をコピーしたものであり、それぞれ表示テーブル２４７内の該当するエリア２４７ａ，２４７ｂ，２４７ｃ，２４７ｄに記憶されている。
【０１１７】
また、表示内容テーブル２４８に記憶される作業領域の状態と識別表示方法（表示色）との関係は、例えば固化剤投入量１０リットル未満：水色、固化剤投入量１０リットル以上２０リットル未満：青、固化剤投入量２０リットル以上３０リットル未満：緑、固化剤投入量３０リットル以上：赤というように、作業領域の状態は固化剤の投入量として記憶され、識別表示方法は色分け表示として記憶されている。なお、識別表示方法は色分けでなく、◎印、○印、●印、×印、△印などの記号であってもよいことは前述した通りである。
【０１１８】
作業領域の現在の状態には上述したように日々の作業前の状態、日々の作業中の状態、日々の作業後の状態及び作業完了後の状態があり、このうち作業中の状態は、固化剤を投入する都度、その前の状態を修正することにより得ることができ、それらのデータはタイマー割り込みにより周期的に作業対象物情報テーブル２４４に記憶され、更新される。また、日々の作業前の状態のうち全作業の初日の作業前については作業前対象物情報テーブル２４５に記憶された作業前の状態をコピーすることにより得ることができ、２日目以降の作業前については前日の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、日々の作業後の状態はその日の最後の作業中の状態をコピーすることにより得ることができ、それらのデータは作業対象物情報テーブル２４４に記憶される。更に、作業完了後の状態は作業完了時の作業後の状態をコピーすることにより得ることができ、これも作業対象物情報テーブル２４４に記憶される。作業領域の目標とする状態のうち固化剤の投入位置は、固化剤の投入が要求される場所データから得ることができ、投入量は要求される地盤の硬さを固化剤投入量に換算することにより得ることができ、同様にそれらのデータにメッシュ処理を施した後、目標値情報テーブル２４６に記憶される。
【０１１９】
また、上記テーブル２４４〜２４７に記憶されるデータには必要に応じ地図データを重ね合わせてもよいことも前述した通りであり、これにより川や道路等の有無を知ることができ、作業効率を向上できる。
【０１２０】
図１５はモニタ２２３ａに表示される画面例を示す図であり、表示される作業領域の状態が地形（高さ）から固化剤の投入位置・投入量に変わった点を除いて図５に示した第１の実施の形態のものと同じである。つまり、図１５左上が作業計画時に用いる作業計画画面、図１５右上が作業中にオペレータの支援に用いる作業中画面、図１５左下が１日の作業終了時に用いる作業後画面、図１５右下が作業計画をした作業領域全体の作業完了時に用いる作業完了画面であり、それぞれ、作業領域の状態を、平面図で、メッシュを構成単位として色分け（図面では便宜上斜線の濃淡分けで示している；以下同）表示している。また、図１５右上の作業中画面では、作業中の状態に地盤改良機２０１の３次元位置やフロント姿勢（攪拌機の３次元位置）を重ね合わせて表示している。
【０１２１】
図１６はコンピュータ２２３の処理内容を示すフローチャートである。コンピュータ２２３の処理内容も、「作業計画画面」、「作業中画面」、「作業後画面」、「作業完了画面」の表示処理、詳細データの表示処理を除いて、図７に示した第１の実施の形態のものと同じである。図中、図７に示した手順に対応するものには同じ符号に添え字Ｂを付して示している。
【０１２２】
図１６において、「作業計画画面」が選択されると、モニタ２２３ａには図１５に示した作業計画画面が表示されるとともに、作業計画時の詳細データが表示される（ステップＳ１０２Ｂ，Ｓ１１０Ｂ，Ｓ１１２Ｂ）。表示する詳細データとしては作業計画領域の面積や固化剤の投入位置数、投入量などがある。固化剤の投入位置数、投入量は作業領域の目標とする状態から得ることができる。また、そのデータを作業情報テーブル２４３に記憶する。
【０１２３】
「作業中画面」が選択されると、モニタ２２３ａには図１５に示した作業中画面が表示されるとともに、作業中の詳細データが表示される（ステップＳ１０４Ｂ，Ｓ１１４Ｂ，Ｓ１１６Ｂ）。表示する詳細データとしては現在作業中の作業領域の面積や固化剤の投入量、攪拌機の垂直度、回転数などがある。また、そのデータを機械位置情報テーブル２４１に記憶する。
【０１２４】
「作業後画面」が選択されると、モニタ２２３ａには図１５に示した作業後画面が表示されるとともに、作業後の詳細データが表示される（ステップＳ１０６Ｂ，Ｓ１１８Ｂ，Ｓ１２０Ｂ）。表示する詳細データとしてはその日の作業面積や固化剤の投入位置数、投入量などがある。その日の固化剤の投入位置数、投入量は、その日の作業前の状態と作業後の状態との差分により計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル２４３に記憶する。
【０１２５】
「作業完了画面」が選択されると、モニタ１２３ａには図１５に示した作業完了画面が表示されるとともに、作業完了時の詳細データが表示される（ステップＳ１０８Ｂ，Ｓ１２２Ｂ，Ｓ１２４Ｂ）。表示する詳細データとしては作業を完了した領域の全面積や固化剤の実際の投入位置数、投入量などがある。固化剤の実際の投入位置数、投入量は、日々の投入位置数、投入量を合計することにより計算することができる。また、そのデータを作業情報テーブル２４３に記憶する。
【０１２６】
作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップＳ１１０Ｂ，Ｓ１１４Ｂ，Ｓ１１８Ｂ，Ｓ１２２Ｂの処理内容は図８にフローチャートで示した第１の実施の形態のものと同じである。ただし、本実施の形態では、メッシュの状態としてメッシュ毎の地形の高さに代えメッシュ毎の固化剤投入量が用いられる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
つまり、地盤改良支援データベース２４０に表示専用の記憶手段である表示テーブル２４７及び表示内容テーブル２４８を設け、表示テーブル２４７にメッシュ毎の作業領域の状態を記憶するとともに、表示内容テーブル２４８にそのメッシュ毎の状態に対応付けて識別表示方法（表示色）を記憶し、表示テーブル２４７のメッシュ毎の状態（固化剤の投入位置・投入量）を表示内容テーブル２４８に参照させ対応する表示色を読み込み、作業領域の状態を色分け表示するようにしたので、表示テーブル２４７及び表示内容テーブル２４８に記憶する作業領域の状態を表すパラメータを作業機械の種類に応じて変更する（例えば第１の実施の形態における高さから固化剤の投入位置・投入量に変更する）とともに、この変更に合わせて、図１２にフローチャートで示される処理ソフトの作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで異なる種類の作業機械に対しても作業領域の状態を同様に識別表示することができるようになり、これにより作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【０１２９】
また、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６とは別に表示専用の表示テーブル２４７を設け、作業領域の状態を識別表示処理するときと作業データを演算処理するときとで表示テーブル２４７と作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６で記憶手段を使い分けて処理を行うため、プログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１３０】
更に、作業領域を所定サイズの平面を表すメッシュを構成単位として表現し、作業対象物情報テーブル２４４、目標値情報テーブル２４６、表示テーブル２４７に作業領域の状態をメッシュ毎に記憶し、図１６にフローチャートで示される処理ソフトでは、メッシュ毎に表示処理や詳細データの演算処理を行うので、それぞれのプログラムの作成が容易となり、作業支援・管理システムの作成が更に容易となる。
【０１３１】
また、本実施の形態によれば、作業計画画面を選択したときは、作業前の状態が固化剤の目標投入位置とともに色分け表示されるとともに、作業計画領域の面積や固化剤の投入位置数、投入量などが数値で表示されるので、事前に作業計画が適正なのか判断でき、計画作業の効率向上につながる。また、作業に必要な固化剤投入量が予測できるので、作業効率の向上につながる。
【０１３２】
また、作業中画面を選択したときは、作業中の状態が色分け表示されるとともに、作業中の状態に地盤改良機の３次元位置やフロント姿勢が重ね合わせて表示されるので、作業の進捗状況の把握が容易になり、次の作業の位置が迅速に分かりかつ位置決めが容易に出来るので、作業効率を向上することができる。また、位置決め作業員を減らせるのでコスト低減につながる。
【０１３３】
更に、作業後画面を選択したときは、その日の作業後の状態が色分け表示されるとともに、その日の作業面積や固化剤の投入位置数、投入量などが数値で表示されので、日報の作成が容易になり、管理効率が向上する。
【０１３４】
また、作業完了画面を選択したときは、作業完了後の状態が色分け表示されるとともに、作業を完了した領域の全面積や固化剤の実際の投入位置数、投入量を把握することができ、管理効率が向上する。
【０１３５】
なお、上記実施の形態では、作業支援データベースに表示専用の表示テーブルを設け、表示用の作業領域の状態をその表示テーブルに記憶したが、場合によっては表示用の作業領域の状態を作業対象物情報テーブル、作業前対象物情報テーブルかつ／又は目標値情報テーブルに記憶するか、各テーブルの記憶データと兼用し、表示テーブルを省略しても良い。
【０１３６】
【発明の効果】
本発明によれば、作業機械の種類が異なっても、第１及び第２記憶手段に記憶する作業領域の状態を表すパラメータの変更に合わせて第１処理手段で使用する作業領域の状態に関するパラメータを変更するだけで、作業領域の状態を同様に識別表示することができるため、その作業支援・管理システムの種類の異なる作業機械への流用が容易となり、作業支援・管理システムを安価で容易に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をクローラー式の油圧ショベルに適用した場合の第１の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【図２】作業支援・管理システムにおける車載システムのコンピュータ２３の構成を示す図である。
【図３】車載システムのコンピュータに格納される掘削支援データベースの構成図である。
【図４】作業領域のメッシュ表示の概念を示す図である。
【図５】コンピュータのモニタに表示される画面例を示す図である。
【図６】コンピュータのモニタに表示される他の画面例を示す図である。
【図７】コンピュータの処理内容を示すフローチャートである。
【図８】図７に示したフローチャートにおいて、作業計画画面、作業中画面、作業後画面、作業完了画面のそれぞれを選択したときの各画面を表示するステップの処理内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明を地雷処理機に適用した場合の第２の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【図１０】車載システムのコンピュータに格納される掘削支援データベースの構成図である。
【図１１】コンピュータのモニタに表示される画面例を示す図である。
【図１２】コンピュータの処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明を地盤改良機に適用した場合の第３の実施の形態に係わる作業支援・管理システムの全体構成を示す図である。
【図１４】車載システムのコンピュータに格納される掘削支援データベースの構成図である。
【図１５】コンピュータのモニタに表示される画面例を示す図である。
【図１６】コンピュータの処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 油圧ショベル
１０ 車載システム
１５ ブーム角度センサ
１６ アーム角度センサ
１７ バケット角度センサ
１８ 旋回角度センサ
１９ ジャイロ
２０，２１ ＧＰＳ受信機
２２ 無線機
２３ コンピュータ
２３ａ モニタ
２３ｂ キーボード
２３ｃ マウス
２４ 傾斜センサ
２５ ＧＰＳ基準局
２６ ＧＰＳ衛星
２７ 無線機
３０ 管理室
３１ 無線機
３２ 無線機
３３ コンピュータ
４０ 掘削支援データベース
４１ 機械位置情報テーブル
４２ 機械寸法データテーブル
４３ 作業情報テーブル
４４ 作業対象物情報テーブル
４５ 作業前対象物情報テーブル
４６ 目標値情報テーブル
４７ 表示テーブル
４８ 表示内容テーブル
１０１ 地雷処理機
１１０ 車載システム
１２０，１２１ ＧＰＳ受信機
１２２ 無線機
１２３ コンピュータ
１２５ ＧＰＳ基準局
１２６ ＧＰＳ衛星
１２７ 無線機
１３０ 管理室
１３１ 無線機
１３２ 無線機
１３３ コンピュータ
１４０ 掘削支援データベース
１４１ 機械位置情報テーブル
１４２ 機械寸法データテーブル
１４３ 作業情報テーブル
１４４ 作業対象物情報テーブル
１４５ 作業前対象物情報テーブル
１４６ 目標値情報テーブル
１４７ 表示テーブル
１４８ 表示内容テーブル
２０１ 地盤改良機
２１０ 車載システム
２２０，２２１ ＧＰＳ受信機
２２２ 無線機
２２３ コンピュータ
２２５ ＧＰＳ基準局
２２６ ＧＰＳ衛星
２２７ 無線機
２３０ 管理室
２３１ 無線機
２３２ 無線機
２３３ コンピュータ
２４０ 掘削支援データベース
２４１ 機械位置情報テーブル
２４２ 機械寸法データテーブル
２４３ 作業情報テーブル
２４４ 作業対象物情報テーブル
２４５ 作業前対象物情報テーブル
２４６ 目標値情報テーブル
２４７ 表示テーブル
２４８ 表示内容テーブル
Claims (11)
- 作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記作業機械が作業を行う作業領域の状態を表示用のデータとして記憶する表示用の第１記憶手段と、
前記表示用の第 1 記憶手段に記憶した前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、
前記作業領域の現在の状態を含む作業領域の状態を記憶する演算用の第３記憶手段と、
前記作業領域の作業量データを記憶する第４記憶手段と、
前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、
前記表示手段は、作業中画面とそれ以外の画面を含む複数の作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段を有し、
前記第３記憶手段は、前記作業領域の状態を前記複数の作業過程のそれぞれのに区分して記憶し、
前記第１記憶手段は、前記第３記憶手段に記憶した前記作業領域の状態に基づいて、前記複数の作業過程のそれぞれのに区分して前記表示用のデータである作業領域の状態を所定サイズの平面を表すメッシュ毎の情報として記憶し、
前記表示手段は、更に、
前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶した作業領域の状態を前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求めて、前記メッシュを構成単位として前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、
前記複数の画面のうち少なくとも前記それ以外の画面に切り換えられたときに、更に、前記第３記憶手段の該当する区分に記憶したデータを用いて前記作業領域の作業量を求め、その作業量を表示するとともに、その作業量を前記第４記憶手段に記憶する第２処理手段とを有することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 請求項１記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業計画画面を含み、
前記選択手段が前記作業計画画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータを用いて目標作業量を演算し表示するとともに、その目標作業量を前記第４記憶手段に記憶することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 請求項１記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第５記憶手段を更に備え、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は前記作業中画面を含み、
前記選択手段が前記作業中画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の現在の状態を識別表示するとともに、前記第５記憶手段に記憶したデータに基づいて前記作業領域の現在の状態に前記作業機械の位置及び状態を重ね合わせて表示し、前記第２処理手段は、前記第５記憶手段に記憶したデータに基づいて作業機械の位置及び状態に関するデータを演算し表示することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 請求項１記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業後画面を含み、
前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の作業後の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを用いてその日の作業量を演算し表示するとともに、その日の作業量を前記第４記憶手段に記憶することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 請求項１記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業完了画面を含み、
前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段の該当する区分に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記メッシュ毎に前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業完了後の作業領域の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第３記憶手段に記憶したデータを用いて全処理量を演算し表示するとともに、その品質管理情報を前記第４記憶手段に記憶することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記作業機械が作業を行う作業領域の状態として、前記作業領域の現在の状態及び前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する表示用の第１記憶手段と、
前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、
前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第３記憶手段と、
前記作業領域の現在の状態を記憶する第４記憶手段と、
前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する第５記憶手段と、
前記作業領域の作業データを記憶する第６記憶手段と、
前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、
前記表示手段は、作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段に記憶した作業領域の状態を前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１、第３、第４及び第５記憶手段のうちの関連するものに記憶したデータを用いて前記作業領域の作業データを求め、その作業データを表示するとともに、その作業データを前記第６記憶手段に記憶する第２処理手段とを有し、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業後画面を含み、
前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段に記憶したデータを前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業領域の作業後の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第４記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを用いてその日の作業量を演算し表示するとともに、その日の作業量を前記第６記憶手段に記憶することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 作業機械の３次元位置及び状態を計測表示し、作業機械の作業を支援・管理する作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記作業機械が作業を行う作業領域の状態として、前記作業領域の現在の状態及び前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する表示用の第１記憶手段と、
前記作業領域の状態と識別表示方法との関係を記憶する第２記憶手段と、
前記作業機械の３次元位置及び状態を記憶する第３記憶手段と、
前記作業領域の現在の状態を記憶する第４記憶手段と、
前記作業領域の作業前の状態と作業の目標値の少なくとも一方を記憶する第５記憶手段と、
前記作業領域の作業データを記憶する第６記憶手段と、
前記作業領域の状態を表示する表示手段とを備え、
前記表示手段は、作業過程に応じた複数の画面を切り換え表示する選択手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１記憶手段に記憶した作業領域の状態を前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、前記作業領域の状態を識別表示する第１処理手段と、前記複数の画面の各画面に切り換えられたときに、前記第１、第３、第４及び第５記憶手段のうちの関連するものに記憶したデータを用いて前記作業領域の作業データを求め、その作業データを表示するとともに、その作業データを前記第６記憶手段に記憶する第２処理手段とを有し、
前記選択手段で切り換え表示される複数の画面は作業完了画面を含み、
前記選択手段が前記作業後画面に切り換え表示するとき、前記第１処理手段は、前記第１記憶手段に記憶したデータのうち作業領域の現在の状態に関するデータを前記第２記憶手段に記憶した関係に参照して識別表示データを求め、作業完了後の作業領域の状態を識別表示し、前記第２処理手段は、前記第４記憶手段に記憶したデータと前記第５記憶手段に記憶したデータを用いて全処理量を演算し表示するとともに、その品質管理情報を前記第６記憶手段に記憶することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 請求項１又は７又は８記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、
前記第２記憶手段は前記識別表示方法を色分け表示として記憶してあり、
前記１処理手段は、前記作業領域の状態を色分け表示することを特徴とする作業機械の作業支援・管理システム。 - 請求項１〜８の何れか１項記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、前記作業機械は油圧ショベルであり、前記作業領域の状態は作業領域の地形であることを特徴とする作業機械の作業支援・システム。
- 請求項１〜８の何れか１項記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、前記作業機械は地雷処理機であり、前記作業領域の状態は作業領域の埋設地雷の有無及び種別であることを特徴とする作業機械の作業支援・システム。
- 請求項１〜８の何れか１項記載の作業機械の作業支援・管理システムにおいて、前記作業機械は地盤改良機であり、前記作業領域の状態は固化剤の投入位置及び投入量であることを特徴とする作業機械の作業支援・システム。
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