JP7342294B1 - Caisson point cloud extraction system and program - Google Patents

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JP7342294B1 JP2023047408A JP2023047408A JP7342294B1 JP 7342294 B1 JP7342294 B1 JP 7342294B1 JP 2023047408 A JP2023047408 A JP 2023047408A JP 2023047408 A JP2023047408 A JP 2023047408A JP 7342294 B1 JP7342294 B1 JP 7342294B1
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晃久 岩崎
直人 根岸
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Abstract

【課題】アースバケットのワイヤの位置を自動的に算出することが可能なケーソン点群抽出システム及びプログラムを提供する。【解決手段】ケーソン点群抽出システムは、ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットを示す第2点群データを抽出する第1抽出手段と、前記第1抽出手段により抽出された第2点群データに基づいて、前記アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図4The present invention provides a caisson point cloud extraction system and program that can automatically calculate the position of a wire in an earth bucket. [Solution] A caisson point cloud extraction system includes an acquisition unit that acquires first point cloud data indicating distance information from the position of a point cloud sensor in a work room of a pneumatic caisson to an acquisition target, and acquisition by the acquisition unit. a first extracting means for extracting second point cloud data indicating an earth bucket located in the work chamber based on the first point cloud data extracted by the user; and a second point cloud data extracted by the first extracting means. and a second extraction means for extracting third point group data indicating a wire provided in the earth bucket. [Selection diagram] Figure 4

Description

本発明は、ケーソン点群抽出システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to a caisson point cloud extraction system and program.

橋梁や建物の基礎、シールドトンネルの発進立坑などの地下構造物を構築する工法として、ニューマチックケーソン工法が知られている。ニューマチックケーソン工法は、ケーソンの本体下部に作業室を設け、その中に圧縮空気を送って高気圧状態にし、掘削作業が行なわれている。この高気圧作業室は、高気圧状態であるため、作業員が立ち入ることができる時間が制限されている。このためニューマチックケーソン工法において、水中や高気圧下の工事においては、作業効率の向上や作業環境の安全性の観点から、地上からの遠隔操作によって施工を行なう無人化施工が採用されている。また、近年、建設業では、デジタル技術の活用による安全性や生産性向上を目指す「i-Construction」が政府や大企業を中心に推進されている。これに伴い、ニューマチックケーソン工法においても、ICT技術を活用した全自動化が必要とされている。 The pneumatic caisson construction method is known as a construction method for constructing underground structures such as bridges, building foundations, and starting shafts for shield tunnels. In the pneumatic caisson construction method, a working chamber is provided at the bottom of the caisson body, and compressed air is sent into the chamber to create a high-pressure state during excavation work. Since this high-pressure work room is under high-pressure conditions, the time that workers can enter is limited. For this reason, in the pneumatic caisson construction method, unmanned construction is used for construction under water or under high pressure, in which construction is performed by remote control from the ground, from the viewpoint of improving work efficiency and creating a safe work environment. Additionally, in recent years, in the construction industry, the government and large corporations have been promoting ``i-Construction,'' which aims to improve safety and productivity through the use of digital technology. Along with this, there is a need for full automation using ICT technology in the pneumatic caisson construction method as well.

一方、ニューマチックケーソン工法において、地下に存在するケーソン作業室にてケーソンショベルを用いて掘削を行った際に発生する掘削土を地上に搬出するアースバケットに積載する工程がある。この積載操作は、作業員の操作により行われている。このため、積載方向や操作タイミングの判断は作業員の経験に基づいて判断される。このことから、経験の浅い作業員が積載作業を行うことで、ケーソンショベルにワイヤを接触させる等により、設備を破損・故障させる可能性がある。 On the other hand, in the pneumatic caisson construction method, there is a step in which excavated soil generated when excavating using a caisson shovel in an underground caisson work room is loaded into an earth bucket that is carried above ground. This loading operation is performed by a worker. Therefore, the loading direction and operation timing are determined based on the experience of the worker. For this reason, if an inexperienced worker performs the loading work, there is a possibility that the equipment may be damaged or malfunction due to, for example, contacting the wire with the caisson shovel.

これらのことから、ニューマチックケーソン工法において、アースバケットへの積載工程の全自動化が求められている。このアースバケットへの積載工程の全自動化の一環として、アースバケットを検出し、自動的に認識することが求められている。このアースバケットを検出する技術として、例えば特許文献1に示すアースバケット認識システムの技術が開示されている。 For these reasons, there is a need for full automation of the loading process into the earth bucket in the pneumatic caisson construction method. As part of the full automation of the loading process into the earth bucket, it is required to detect and automatically recognize the earth bucket. As a technique for detecting this earth bucket, for example, an earth bucket recognition system technique disclosed in Patent Document 1 has been disclosed.

特許文献1の開示技術によれば、側面を示す方程式を満たす座標の集合からなる数学モデルと、変換手段によって座標変換された座標データとを重ね合わせたときの誤差に基づいて、アースバケットの姿勢を認識するについて開示されている。 According to the technology disclosed in Patent Document 1, the attitude of the earth bucket is determined based on the error when a mathematical model consisting of a set of coordinates that satisfies the equation representing the side surface is superimposed on the coordinate data converted by the conversion means. It is disclosed about recognizing.

特許第7014930号公報Patent No. 7014930

しかしながら、特許文献1の開示技術では、アースバケットのワイヤの認識を行うことを考慮していない。このため、特許文献1の開示技術では、アースバケットのワイヤを認識できず、ケーソンショベルにワイヤをぶつけてしまう問題点があった。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 does not consider recognizing the wire of the earth bucket. For this reason, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the wire of the earth bucket cannot be recognized and the wire hits the caisson shovel.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、アースバケットのワイヤの位置を自動的に算出することが可能なケーソン点群抽出システム及びプログラムを提供することにある。 Therefore, the present invention was devised in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a caisson point cloud extraction system and program that can automatically calculate the position of the wire of the earth bucket. The objective is to provide a

第1発明に係るケーソン点群抽出システムは、ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、前記取得手段により抽出された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出手段とを備えることを特徴とする。 A caisson point cloud extraction system according to a first aspect of the present invention includes an acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from a position of a point cloud sensor in a working chamber of a pneumatic caisson to an acquisition target; The present invention is characterized by comprising a second extracting means for extracting third point group data indicating a wire provided in a ground bucket in the work chamber based on the extracted first point group data.

第2発明に係るケーソン点群抽出システムは、ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットを示す第2点群データを抽出する第1抽出手段と、前記第1抽出手段により抽出された第2点群データに基づいて、前記アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出手段とを備えることを特徴とする。 A caisson point cloud extraction system according to a second invention includes an acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from a position of a point cloud sensor in a working room of a pneumatic caisson to an acquisition target; a first extraction means for extracting second point cloud data indicating an earth bucket located in the work chamber based on the acquired first point cloud data; and a second point cloud data extracted by the first extraction means. and a second extracting means for extracting third point group data indicating a wire provided in the earth bucket based on the ground bucket.

第3発明に係るケーソン点群抽出システムは、ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットを示す第2点群データを抽出する第1抽出手段と前記第1抽出手段により抽出された第2点群データに基づいて、前記アースバケットの上面に設けられたつるを示す第4点群データを抽出する第3抽出手段と前記第3抽出手段により抽出された第4点群データに基づいて、前記アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出手段とを備えることを特徴とする。 A caisson point cloud extraction system according to a third aspect of the present invention includes an acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from a position of a point cloud sensor in a working chamber of a pneumatic caisson to an acquisition target; a first extraction means for extracting second point cloud data indicating an earth bucket located in the work chamber based on the acquired first point cloud data; and based on the second point cloud data extracted by the first extraction means. a third extraction means for extracting fourth point cloud data indicating a temple provided on the upper surface of the earth bucket; and based on the fourth point cloud data extracted by the third extraction means, and second extraction means for extracting third point group data indicating the wires that have been drawn.

第4発明に係るケーソン点群抽出システムは、第1発明において、前記第2抽出手段により抽出された第3点群データに基づいて、前記ワイヤの位置を示すワイヤ位置情報を算出する算出手段をさらに備えることを特徴とする。 A caisson point group extraction system according to a fourth aspect of the invention is the first aspect, further comprising calculation means for calculating wire position information indicating the position of the wire based on the third point group data extracted by the second extraction means. It is further characterized by comprising:

第5発明に係るケーソン点群抽出システムは、第1発明において、前記第2抽出手段により抽出された第3点群データに基づいて、前記作業室内のケーソンショベルが前記アースバケットに土砂を積載可能な方向を示す方向情報を算出する算出手段をさらに備えることを特徴とする。 In the caisson point cloud extraction system according to a fifth aspect of the invention, in the first aspect, the caisson shovel in the work room can load earth and sand into the earth bucket based on the third point cloud data extracted by the second extraction means. The present invention is characterized by further comprising a calculation means for calculating direction information indicating a direction.

第6発明に係るケーソン点群抽出システムは、第5発明において、前記算出手段により算出された方向情報を提示する提示手段をさらに備えることを特徴とする。 A caisson point group extraction system according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the fifth aspect, the caisson point group extraction system further includes presentation means for presenting the direction information calculated by the calculation means.

第7発明に係るケーソン点群抽出システムは、第5発明において、前記算出手段により算出された方向情報に基づいて、前記ケーソンショベルが前記アースバケットに土砂を積載する軌跡を示す軌跡情報を生成する生成手段をさらに備えることを特徴とする。 The caisson point group extraction system according to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect, generates trajectory information indicating a trajectory of the caisson shovel loading earth and sand into the earth bucket based on the direction information calculated by the calculation means. It is characterized by further comprising a generating means.

第8発明に係るケーソン点群抽出システムは、第発明において、前記第1抽出手段により抽出された第2点群データに基づいて、前記アースバケットを認識する認識手段をさらに備えることを特徴とする。 The caisson point cloud extraction system according to an eighth aspect of the invention is characterized in that, in the second aspect, the system further comprises recognition means for recognizing the earth bucket based on the second point cloud data extracted by the first extraction means. do.

第9発明に係るケーソン点群抽出システムはニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットを示す第2点群データを抽出する第1抽出手段と、前記取得手段により取得された第1点群データと、前記第1抽出手段により抽出された第2点群データとの差分に基づいて、前記アースバケットの積載状態を示す積載情報を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。 A caisson point cloud extraction system according to a ninth aspect of the present invention includes an acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from the position of a point cloud sensor in a working room of a pneumatic caisson to an acquisition target; a first extracting means for extracting second point cloud data indicating an earth bucket located in the work chamber based on the first point cloud data obtained by the acquisition means; and calculation means for calculating loading information indicating the loading state of the earth bucket based on the difference with the second point group data extracted by the first extraction means.

第10発明に係るケーソン点群抽出システムは、第9発明において、前記算出手段により算出された積載情報に基づいて、前記アースバケットに土砂が積み込み可能かを判定する判定手段をさらに備えることを特徴とする。 The caisson point group extraction system according to a tenth invention is characterized in that, in the ninth invention, the system further comprises a determination means for determining whether earth and sand can be loaded into the earth bucket based on the loading information calculated by the calculation means. shall be.

第1発明に係るケーソン点群抽出プログラムは、ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得ステップと、前記取得ステップにより抽出された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。 1. A caisson point cloud extraction program according to the first invention includes an acquisition step of acquiring first point cloud data indicating distance information from a position of a point cloud sensor in a working chamber of a pneumatic caisson to an acquisition target, and the acquisition step. and a second extraction step of extracting third point cloud data indicating wires installed in the earth bucket in the work chamber based on the first point cloud data extracted by the computer. .

第1発明~第1発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、第1点群データに基づいて、アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する。これによって、アースバケットのワイヤを示す点群データを自動的に把握することが可能となり、アースバケットにケーソンショベルを用いて、より安全に自動的に土砂を積載することができる。 According to the first invention to the first invention, the caisson point cloud extraction system of the present invention extracts the third point cloud data indicating the wire provided in the earth bucket based on the first point cloud data. This makes it possible to automatically grasp the point cloud data indicating the wires of the earth bucket, and it is possible to more safely and automatically load earth and sand into the earth bucket using a caisson shovel.

特に、第2発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、第1点群データに基づいて、アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する。これによって、アースバケットを示す点群から一定範囲内にある直線上の点群を第3点群データとして抽出することが可能となるため、より高精度にアースバケットのワイヤを示す点群データを自動的に把握することができる。 In particular, according to the second invention, the caisson point cloud extraction system of the present invention extracts third point cloud data indicating wires provided in the earth bucket based on the first point cloud data. This makes it possible to extract points on a straight line within a certain range from the point cloud representing the earth bucket as third point cloud data, so the point cloud data representing the wires of the earth bucket can be extracted with higher accuracy. It can be automatically grasped.

特に、第3発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、第4点群データに基づいて、アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する。これによって、つるを示す点群に隣接する直線上の点群を第3点群データとして抽出することが可能となるため、より高精度にアースバケットのワイヤを示す点群データを自動的に把握することができる。 In particular, according to the third invention, the caisson point cloud extraction system of the present invention extracts third point cloud data indicating the wires provided in the earth bucket based on the fourth point cloud data. This makes it possible to extract the point cloud on a straight line adjacent to the point cloud indicating the vine as the third point cloud data, automatically grasping the point cloud data indicating the earth bucket wire with higher accuracy. can do.

特に、第4発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、第3点群データに基づいて、ワイヤの位置を示すワイヤ位置情報を算出する。これによって、ワイヤの位置を自動的に算出することが可能となる。 In particular, according to the fourth invention, the caisson point cloud extraction system of the invention calculates wire position information indicating the position of the wire based on the third point cloud data. This makes it possible to automatically calculate the position of the wire.

特に、第5発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、第3点群データに基づいて、作業室内のケーソンショベルがアースバケットに土砂を積載可能な方向を示す方向情報を算出する。これにより、自動的に作業室内のケーソンショベルがアースバケットに土砂を積載可能な方向を算出することが可能となる。 In particular, according to the fifth invention, the caisson point cloud extraction system of the invention calculates direction information indicating the direction in which the caisson shovel in the work room can load earth and sand into the earth bucket based on the third point cloud data. . This makes it possible to automatically calculate the direction in which the caisson shovel in the work room can load earth and sand into the earth bucket.

特に、第6発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、方向情報を提示する。これにより、ケーソン点群抽出システムを利用するユーザに方向情報を提示することが可能となる。 In particular, according to the sixth invention, the caisson point cloud extraction system of the invention presents directional information. This makes it possible to present directional information to the user who uses the caisson point cloud extraction system.

特に、第7発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、方向情報に基づいて、ケーソンショベルがアースバケットに土砂を積載する軌跡を示す軌跡情報を生成する。これにより、ケーソンショベルがアースバケットに土砂を積載する軌跡を自動的に生成することが可能となる。 In particular, according to the seventh aspect, the caisson point group extraction system of the present invention generates trajectory information indicating the trajectory of the caisson shovel loading earth and sand into the earth bucket based on the direction information. This makes it possible to automatically generate a trajectory for the caisson shovel to load earth and sand into the earth bucket.

特に、第8発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、第2点群データに基づいて、アースバケットを認識する。これにより、自動的にアースバケットの位置を認識することが可能となる。 In particular, according to the eighth invention, the caisson point cloud extraction system of the invention recognizes the earth bucket based on the second point cloud data. This makes it possible to automatically recognize the position of the earth bucket.

特に、第9発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、第1点群データと、第2点群データとに基づいて、アースバケットの積載状態を示す積載情報を算出する。これにより、例えば第1点群データから第2点群データを取り除くことで、アースバケットの積載物を示す点群データを抽出することが可能となる。このため、アースバケットの積載状態を自動的に算出することが可能となる。 In particular, according to the ninth invention, the caisson point cloud extraction system of the invention calculates loading information indicating the loading state of the earth bucket based on the first point cloud data and the second point cloud data. With this, for example, by removing the second point cloud data from the first point cloud data, it is possible to extract point cloud data indicating the load of the earth bucket. Therefore, it is possible to automatically calculate the loading state of the earth bucket.

特に、第10発明によれば、本発明のケーソン点群抽出システムは、積載情報に基づいて、アースバケットに土砂が積み込み可能かを判定する。これにより、自動的にアースバケットへの土砂の積み込みが完了したかを判断することが可能となる。 In particular, according to the tenth invention, the caisson point cloud extraction system of the invention determines whether earth and sand can be loaded into the earth bucket based on the loading information. This makes it possible to automatically determine whether loading of earth and sand into the earth bucket is complete.

図1は、ニューマチックケーソン工法の主要設備を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the main equipment of the pneumatic caisson construction method. 図2は、掘削機を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an excavator. 図3は、掘削機における制御系統を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control system in the excavator. 図4は、マテリアルシャフトを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the material shaft. 図5は、マテリアルシャフトの搬入口を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the entrance of the material shaft. 図6(a)は、アースバケットを示す図である。図6(b)は、アースバケットの側面を示す図である。FIG. 6(a) is a diagram showing the earth bucket. FIG. 6(b) is a diagram showing the side surface of the earth bucket. 図7は、マテリアルロックを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a material lock. 図8は、アースバケットの土砂の積載を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the loading of earth and sand into the earth bucket. 図9は、ワイヤ固定装置を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a wire fixing device. 図10は、本発明を適用したアースバケット自動楊重システムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of an automatic earth bucket lifting system to which the present invention is applied. 図11(a)は、本発明を適用したアースバケット自動楊重システムのアースバケットを作業室に搬入する動作についてのフローチャートである。図11(b)は、本発明を適用したアースバケット自動楊重システムのアースバケットを地上に搬出する動作についてのフローチャートである。FIG. 11(a) is a flowchart of the operation of carrying the earth bucket into the work room in the earth bucket automatic lifting system to which the present invention is applied. FIG. 11(b) is a flowchart of the operation of transporting the earth bucket to the ground in the earth bucket automatic lifting system to which the present invention is applied. 図12は、数学モデルを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a mathematical model. 図13は、アースバケットの位置を判断するフローチャートを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a flowchart for determining the position of the earth bucket. 図14は、搬入口からマテリアルロックにアースバケットを搬入する様子を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing how the earth bucket is carried into the material lock from the carry-in port. 図15は、軌跡情報を生成する動作を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the operation of generating trajectory information. 図16(a)は、アースバケットを作業室に搬入する場合のワイヤ固定装置の動作を示す図である。図16(b)は、アースバケットを作業室から搬出する場合のワイヤ固定装置の動作を示す図である。FIG. 16(a) is a diagram showing the operation of the wire fixing device when carrying the earth bucket into the work room. FIG. 16(b) is a diagram showing the operation of the wire fixing device when carrying out the earth bucket from the work chamber. 図17は、マテリアルロックから搬入口にアースバケットを搬出する様子を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing how the earth bucket is carried out from the material lock to the carry-in entrance.

まず、本発明に係るアースバケット自動楊重システム6が用いられるニューマチックケーソン工法の主要設備について図を用いて説明する。図1は、本発明に係るアースバケット自動楊重システム6が用いられるニューマチックケーソン工法の主要設備の一例を示す図である。ニューマチックケーソン工法は、掘削設備E1、艤装設備E2、排土設備E3、送気設備E4及び予備・安全設備E5を用いて、鉄筋コンクリート製のケーソン1を地中に沈下させていくことにより、地下構造物を構築するように構成されている。 First, the main equipment of the pneumatic caisson construction method in which the earth bucket automatic lifting system 6 according to the present invention is used will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of the main equipment of the pneumatic caisson construction method in which the earth bucket automatic lifting system 6 according to the present invention is used. The pneumatic caisson construction method uses excavation equipment E1, outfitting equipment E2, earth removal equipment E3, air supply equipment E4, and backup/safety equipment E5 to sink caisson 1 made of reinforced concrete underground. Configured to build structures.

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

艤装設備E2は、例えば、マンシャフト21と、マンロック22(エアロック)と、マテリアルシャフト23と、マテリアルロック24(エアロック)とを備える。マンシャフト21は、作業者が作業室2へ出入りするために地上Tと作業室2とを繋ぐ円筒状の通路であり、例えば、螺旋階段25が設けられている。マンロック22は、マンシャフト21に設けられ地上Tの大気圧と作業室2内の圧力差を調節する二重扉構造の気密扉である。マテリアルシャフト23は、アースバケット31又は材料等を地上Tに搬出入するために、地上Tと作業室2とを繋ぐ円筒状の通路である。マテリアルロック24は、マテリアルシャフト23に設けられた地上Tの大気圧と作業室2内の圧力差を調節する二重扉構造の気密扉である。マンロック22及びマテリアルロック24は、作業室2内の気圧が変化することを抑えて作業者やアースバケット31を作業室2へ出入りさせることが可能になるように構成されている。 The outfitting equipment E2 includes, for example, a manshaft 21, a manlock 22 (airlock), a material shaft 23, and a material lock 24 (airlock). The man shaft 21 is a cylindrical passage connecting the ground T and the work room 2 for workers to enter and leave the work room 2, and is provided with a spiral staircase 25, for example. The manlock 22 is an airtight door with a double door structure that is provided on the manshaft 21 and adjusts the difference between the atmospheric pressure on the ground T and the pressure inside the work chamber 2. The material shaft 23 is a cylindrical passageway that connects the ground T and the work chamber 2 in order to carry the earth bucket 31 or materials into and out of the ground T. The material lock 24 is an airtight door with a double door structure that is provided in the material shaft 23 and adjusts the difference between the atmospheric pressure on the ground T and the pressure inside the work chamber 2. The manlock 22 and the material lock 24 are configured to allow workers and the earth bucket 31 to enter and leave the workroom 2 while suppressing changes in the atmospheric pressure within the workroom 2.

排土設備E3は、例えば、アースバケット31と、キャリア装置32と、土砂ホッパー33と、荷重計35とを備える。アースバケット31は、ケーソンショベル100により掘削された土砂が積み込まれる金属製の有底円筒状の筒容器である。キャリア装置32は、アースバケット31を、マテリアルシャフト23を介して地上まで引き上げて運び出す装置である。土砂ホッパー33は、アースバケット31およびキャリア装置32により地上に運び出された土砂を一時的に貯めておく設備である。荷重計35は、アースバケット31を吊る図示しないフックに係る負荷を計測することで、アースバケット31の質量を示す質量情報を取得するためのセンサである。また、排土設備E3は、アースバケット31を搬入出するためのクローラークレーン5を備えてもよい。 The earth removal equipment E3 includes, for example, an earth bucket 31, a carrier device 32, an earth and sand hopper 33, and a load meter 35. The earth bucket 31 is a metal cylindrical container with a bottom into which earth and sand excavated by the caisson shovel 100 is loaded. The carrier device 32 is a device that pulls up the earth bucket 31 to the ground via the material shaft 23 and carries it out. The earth and sand hopper 33 is a facility for temporarily storing earth and sand carried to the ground by the earth bucket 31 and the carrier device 32. The load meter 35 is a sensor for acquiring mass information indicating the mass of the earth bucket 31 by measuring the load on a hook (not shown) that suspends the earth bucket 31 . Further, the earth removal equipment E3 may include a crawler crane 5 for carrying in and out the earth bucket 31.

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

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

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

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

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

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

コントロールユニット165は、図3に示すように、メインコントローラ165aと、走行体用コントローラ165bと、ブーム・バケット用コントローラ165cとを備える。また、コントロールユニット165は、ケーソンショベル100と、遠隔操作装置12と接続されていてもよい。コントロールユニット165は、遠隔操作装置12に内蔵されていてもよい。メインコントローラ165aは、走行体用コントローラ165bと、ブーム・バケット用コントローラ165cとに接続され、遠隔操作装置12からの操作信号を受けて、その操作信号に応じた駆動制御信号を走行体用コントローラ165bと、ブーム・バケット用コントローラ165cとに出力する。走行体用コントローラ165bは、メインコントローラ165aから出力された駆動制御信号に応じて、走行体110を駆動させるように構成されている。メインコントローラ165aおよび走行体用コントローラ165bは、走行体110の旋回フレーム121に配設されている。ブーム・バケット用コントローラ165cは、メインコントローラ165aから出力された駆動制御信号に応じて、ブーム130及びバケットアタッチメント150を駆動させるように構成されている。ブーム・バケット用コントローラ165cは、ブーム130の基端ブーム131の側部に配設されている。 As shown in FIG. 3, the control unit 165 includes a main controller 165a, a traveling object controller 165b, and a boom/bucket controller 165c. Further, the control unit 165 may be connected to the caisson shovel 100 and the remote control device 12. Control unit 165 may be built into remote control device 12 . The main controller 165a is connected to the traveling body controller 165b and the boom/bucket controller 165c, and upon receiving an operation signal from the remote control device 12, sends a drive control signal corresponding to the operation signal to the traveling body controller 165b. and is output to the boom/bucket controller 165c. The traveling object controller 165b is configured to drive the traveling object 110 in accordance with a drive control signal output from the main controller 165a. The main controller 165a and the traveling body controller 165b are arranged on the revolving frame 121 of the traveling body 110. The boom/bucket controller 165c is configured to drive the boom 130 and the bucket attachment 150 in response to a drive control signal output from the main controller 165a. The boom/bucket controller 165c is disposed on the side of the proximal boom 131 of the boom 130.

ケーソンショベル100は、図3に示すように、走行体位置センサ201と、旋回角度センサ202と、ブーム起伏角度センサ203と、ブーム伸長量センサ204と、バケット揺動角度センサ205と、外界センサ206とを備える。走行体位置センサ201は、走行体110が走行レール4の何処の位置に位置しているかを検出する。旋回角度センサ202は、走行フレーム111に対する旋回フレーム121の旋回角度を検出する。ブーム起伏角度センサ203は、旋回フレーム121に対するブーム130の起伏角度を検出する。ブーム伸長量センサ204は、ブーム130の伸長量を検出する。バケット揺動角度センサ205は、ブーム130又はバケットアタッチメント150のベース部材151に対するバケット152の揺動角度を検出する。外界センサ206は、走行体110に設けられて作業室2内の掘削地面までの距離、地面の形状などの情報を取得する。また、ケーソンショベル100は、遠隔操作装置12と、コントロールユニット165と通信を行い、各センサ201~206で得たデータを、遠隔操作装置12と、コントロールユニット165とに送信してもよい。 As shown in FIG. 3, the caisson excavator 100 includes a traveling body position sensor 201, a turning angle sensor 202, a boom luffing angle sensor 203, a boom extension amount sensor 204, a bucket swing angle sensor 205, and an outside world sensor 206. Equipped with. The traveling object position sensor 201 detects where on the traveling rail 4 the traveling object 110 is located. The turning angle sensor 202 detects the turning angle of the turning frame 121 with respect to the traveling frame 111. The boom lifting angle sensor 203 detects the lifting angle of the boom 130 with respect to the rotating frame 121. Boom extension amount sensor 204 detects the amount of extension of boom 130. Bucket swing angle sensor 205 detects the swing angle of bucket 152 relative to base member 151 of boom 130 or bucket attachment 150 . The external sensor 206 is provided on the traveling body 110 and acquires information such as the distance to the excavated ground in the work chamber 2 and the shape of the ground. Further, the caisson excavator 100 may communicate with the remote operating device 12 and the control unit 165, and transmit data obtained by each of the sensors 201 to 206 to the remote operating device 12 and the control unit 165.

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

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

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

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

外界センサ206は、例えば、走行体110の旋回フレーム121に配設されたRGB-Dセンサによって構成される。外界センサ206は、掘削地面のRGB画像又はカラー画像および距離画像又は点群データを取得し、それらの画像に基づいて掘削地面までの距離情報、掘削地面の形状情報又はアースバケット31を含める作業室内2の点群データを取得する。外界センサ206は、RGB-Dセンサの他の例として、ステレオカメラや超音波距離計、レーザセンサなどを用いてもよい。 The external sensor 206 is configured by, for example, an RGB-D sensor disposed on the rotating frame 121 of the traveling object 110. The external sensor 206 acquires an RGB image or a color image and a distance image or point cloud data of the excavated ground, and based on these images, distance information to the excavated ground, shape information of the excavated ground, or information on the inside of the work room including the earth bucket 31. Obtain the point cloud data of 2. As other examples of the RGB-D sensor, the external sensor 206 may be a stereo camera, an ultrasonic distance meter, a laser sensor, or the like.

走行体位置センサ201、旋回角度センサ202、ブーム起伏角度センサ203、ブーム伸長量センサ204、バケット揺動角度センサ205及び外界センサ206により検出されたそれぞれの情報は、コントロールユニット165のメインコントローラ165aに送信される。メインコントローラ165aは、走行体位置測定部211と、バケット位置測定部212と、地盤形状測定部213とを備える。 The respective information detected by the traveling body position sensor 201, the turning angle sensor 202, the boom lifting angle sensor 203, the boom extension amount sensor 204, the bucket swing angle sensor 205, and the external environment sensor 206 is sent to the main controller 165a of the control unit 165. Sent. The main controller 165a includes a traveling body position measuring section 211, a bucket position measuring section 212, and a ground shape measuring section 213.

走行体位置測定部211は、走行体位置センサ201により検出された走行レール4の端部又は作業室2の壁部から走行体110までの距離情報と、当該走行レール4が作業室2内の何処の位置に設けられた走行レールであるかという情報とを用いて、走行体110が作業室2内のどこに位置しているかを算出する。また、走行レール4が作業室2内の何処の位置に設けられた走行レールであるかという情報は、走行体110が取り付けられた走行レール4の情報であり、走行体110が取り付けられたときに走行体位置測定部211に設定されてもよい。また、走行体位置センサ201による距離情報の検出を周囲複数箇所に対して検出することにより、走行体110の天井内における二次元的な位置又は走行体110の向きを含む位置を検出してもよい。 The traveling body position measurement unit 211 uses distance information from the end of the traveling rail 4 or the wall of the work chamber 2 to the traveling body 110 detected by the traveling body position sensor 201 and information on whether the traveling rail 4 is within the work chamber 2. The position of the running body 110 in the work room 2 is calculated using the information as to where the running rail is located. Further, the information about where the running rail 4 is installed in the work room 2 is information about the running rail 4 to which the running body 110 is attached, and when the running body 110 is attached. may be set in the traveling object position measuring section 211. Furthermore, by detecting distance information from multiple locations around the traveling body position sensor 201, the two-dimensional position of the traveling body 110 in the ceiling or the position including the direction of the traveling body 110 can be detected. good.

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

地盤形状測定部213は、走行体位置測定部211により求められた作業室2内における走行体110の位置と、旋回角度センサ202により検出された走行フレーム111に対する旋回フレーム121の旋回方向および位置を含める旋回角度とを用いて、旋回フレーム121に設けられた外界センサ206の位置と、外界センサ206により距離情報を取得する方向と、外界センサ206により距離情報を取得する掘削地面の位置とを算出する。 The ground shape measuring section 213 measures the position of the traveling object 110 in the work chamber 2 determined by the traveling object position measuring section 211 and the turning direction and position of the turning frame 121 relative to the traveling frame 111 detected by the turning angle sensor 202. Using the rotation angle to be included, calculate the position of the external sensor 206 provided on the rotating frame 121, the direction in which the external sensor 206 acquires distance information, and the position of the excavated ground from which the external sensor 206 acquires distance information. do.

次に、マテリアルシャフト23とアースバケット31とについて、図4を用いて説明する。図4は、マテリアルシャフトを示す図である。マテリアルシャフト23は、マテリアルロック24と、マテリアルロック24と地上Tとの間に設けられる第1センサ90と、作業室2の天井2aとマテリアルロック24との間に設けられる第2センサ91と、作業室2の天井2aに設けられる第3センサ92とを備える。 Next, the material shaft 23 and the earth bucket 31 will be explained using FIG. 4. FIG. 4 is a diagram showing the material shaft. The material shaft 23 includes a material lock 24, a first sensor 90 provided between the material lock 24 and the ground T, and a second sensor 91 provided between the ceiling 2a of the work room 2 and the material lock 24. A third sensor 92 provided on the ceiling 2a of the work room 2 is provided.

第1センサ90、第2センサ91、及び第3センサ92は、マテリアルシャフト23を通過したアースバケット31を検出するためのセンサである。第1センサ90、第2センサ91、及び第3センサ92は、例えば小型記録媒体34から情報を読み取るためのセンサであってもよい。第1センサ90、第2センサ91、及び第3センサ92は、ICと小型アンテナが組み込まれたタグやカード状の小型記録媒体から、電波を介して情報を読み取る非接触型の自動認識技術を用いたセンサであってもよい。また、第1センサ90、第2センサ91、及び第3センサ92は、ループコイルセンサであってもよい。ループコイルセンサは、ループしたコイルに電流が流されることにより発生した磁界に金属が侵入することにより変化するインダクタンスを検出することにより、非接触で金属を検出することが可能なセンサである。また、第1センサ90、第2センサ91、及び第3センサ92は、レーザ等を用いた光学センサであってもよい。また、第1センサ90、第2センサ91、及び第3センサ92は、これに限らず、非接触で金属を検出することが可能な任意のセンサを用いてもよい。 The first sensor 90, the second sensor 91, and the third sensor 92 are sensors for detecting the earth bucket 31 that has passed through the material shaft 23. The first sensor 90, the second sensor 91, and the third sensor 92 may be sensors for reading information from the small recording medium 34, for example. The first sensor 90, the second sensor 91, and the third sensor 92 use a non-contact automatic recognition technology that reads information via radio waves from a small recording medium such as a tag or card that has an integrated IC and a small antenna. It may be the sensor used. Further, the first sensor 90, the second sensor 91, and the third sensor 92 may be loop coil sensors. A loop coil sensor is a sensor that can detect metal without contact by detecting the inductance that changes when the metal enters the magnetic field generated by passing a current through a looped coil. Moreover, the first sensor 90, the second sensor 91, and the third sensor 92 may be optical sensors using a laser or the like. Moreover, the first sensor 90, the second sensor 91, and the third sensor 92 are not limited to these, and any sensor that can detect metal without contact may be used.

第1センサ90は、マテリアルロック24と地上Tとの間に設けられるまた、第1センサ90は、例えばマテリアルシャフト23の搬入口23aに設けられてもよい。また、第1センサ90は、例えばマテリアルシャフト23の搬入口23aとマテリアルロック24との間に設けられてもよい。第2センサ91は、作業室2の天井2aとマテリアルロック24との間に設けられる。第2センサ91は、例えばマテリアルロック24の地下G方向の出口に設けられてもよい。第2センサ91は、後述する下ドア27の付近に設けられてもよい。第3センサ92は、作業室2の天井2aに設けられる。第3センサ92は、作業室2の天井2aのスラブ圧Mの間に設けられてもよい。 The first sensor 90 is provided between the material lock 24 and the ground T. Alternatively, the first sensor 90 may be provided, for example, at the entrance 23a of the material shaft 23. Further, the first sensor 90 may be provided, for example, between the loading port 23a of the material shaft 23 and the material lock 24. The second sensor 91 is provided between the ceiling 2a of the work room 2 and the material lock 24. The second sensor 91 may be provided, for example, at the exit of the material lock 24 in the underground G direction. The second sensor 91 may be provided near the lower door 27, which will be described later. The third sensor 92 is provided on the ceiling 2a of the work room 2. The third sensor 92 may be provided between the slab pressures M on the ceiling 2a of the work room 2.

また、アースバケット31の楊重開始点Pと第1センサ90との間をロック―横行開始点間とし、第1センサ90と第2センサ91との間をマテリアルロック上下間とし、第2センサ91と第3センサ92との間をロック―スラブ間とし、第3センサ92から地盤までをスラブ―地盤間とする。ロック―横行開始点間とマテリアルロック上下間とスラブ―地盤間の長さは一定に決められている。また、ニューマチックケーソン工法の過程により、ロック―スラブ間の長さは、変動する。 Further, the space between the lifting start point P of the earth bucket 31 and the first sensor 90 is defined as the lock-traverse start point, the space between the first sensor 90 and the second sensor 91 is defined as the material lock upper and lower space, and the second sensor The space between the third sensor 91 and the third sensor 92 is defined as the rock-slab space, and the space between the third sensor 92 and the ground is defined as the slab-slab space. The lengths between rock and traverse start point, between the top and bottom of material lock, and between slab and ground are fixed. Furthermore, the length between the rock and the slab varies due to the process of pneumatic caisson construction.

図5は、マテリアルシャフト23の搬入口23aを示す図である。マテリアルシャフト23は、図5に示すように、搬入口23aと地上センサ93とを備える。搬入口23aはアースバケット31をマテリアルシャフト23に搬入するために地上に設けられる入口である。 FIG. 5 is a diagram showing the entrance 23a of the material shaft 23. The material shaft 23 includes a loading port 23a and a ground sensor 93, as shown in FIG. The carry-in port 23a is an inlet provided on the ground for carrying the earth bucket 31 into the material shaft 23.

地上センサ93は、アースバケット31とマテリアルシャフト23の搬入口23aとのそれぞれの位置を示すバケット位置情報と入口位置情報とを検出する地上に設けられるセンサである。地上センサ93は、例えばLiDAR(Light Detection And Ranging)センサであってもよい。また、地上センサ93は、カメラであってもよい。また、地上センサ93は、アースバケット31とマテリアルシャフト23の搬入口23aとを撮像する角度が異なるように、複数設けられてもよい。LiDAR(Light Detection And Ranging)センサは、近赤外光や可視光、紫外線を使って対象物に光を照射し、その反射光を光センサでとらえ距離を測定するセンサである。 The ground sensor 93 is a sensor provided on the ground that detects bucket position information and entrance position information indicating the respective positions of the earth bucket 31 and the entrance 23a of the material shaft 23. The ground sensor 93 may be, for example, a LiDAR (Light Detection And Ranging) sensor. Moreover, the ground sensor 93 may be a camera. Further, a plurality of ground sensors 93 may be provided so that the angles at which images are taken of the earth bucket 31 and the entrance 23a of the material shaft 23 are different. A LiDAR (Light Detection And Ranging) sensor is a sensor that irradiates an object with light using near-infrared light, visible light, or ultraviolet light, and measures the distance by capturing the reflected light with an optical sensor.

また、キャリア装置32は、アースバケット31と、アースバケット31を吊るすワイヤ38と、ワイヤ38の長さを制御するリール39とを備える。リール39は、例えば遠隔操作装置12から送られた信号に応じて、ワイヤ38を巻き上げ、又は巻き下げを行うことにより、ワイヤ38の長さを制御する。 Further, the carrier device 32 includes an earth bucket 31, a wire 38 for hanging the earth bucket 31, and a reel 39 for controlling the length of the wire 38. The reel 39 controls the length of the wire 38 by winding it up or down in response to a signal sent from the remote control device 12, for example.

アースバケット31は、底面にチェーン36とチェーン36の先端に設けられるアンカー37とを備える。また、アースバケット31は、図6(a)に示すように、アースバケット31の上面31aにつる40と、つる40に設けられたワイヤ38とを備える。また、つる40とアースバケット31との接続箇所を支点Aとする。また、つる40とワイヤ38との接続箇所を支点Bとする。また、ワイヤ38上の点を支点Cとする。また、アースバケット31の上面31aの中心点Dから支点Bを中心として、角度θに含まれる範囲Eをショベル侵入不可範囲とする。角度θは、任意の値であってもよいが、例えば範囲Eに含まれるアースバケット31の上面31aの外周の弧の長さが、バケット152の寸法よりも大きくなるように、角度θが設定されてもよい。ショベル侵入不可範囲は、ケーソンショベル100がアースバケット31に土砂を積載する動作を行う際に、バケット152の侵入を禁止する範囲を示す。 The earth bucket 31 includes a chain 36 on the bottom surface and an anchor 37 provided at the tip of the chain 36. Further, the earth bucket 31 includes a temple 40 on the upper surface 31a of the earth bucket 31 and a wire 38 provided on the temple 40, as shown in FIG. 6(a). Further, the connection point between the temple 40 and the earth bucket 31 is defined as a fulcrum A. Further, the connection point between the temple 40 and the wire 38 is defined as a fulcrum B. Further, a point on the wire 38 is defined as a fulcrum C. Further, a range E included in the angle θ from the center point D of the upper surface 31a of the earth bucket 31 to the fulcrum B is defined as a range in which the shovel cannot enter. The angle θ may be any value, but for example, the angle θ is set so that the arc length of the outer circumference of the upper surface 31a of the earth bucket 31 included in the range E is larger than the dimension of the bucket 152. may be done. The range into which the shovel cannot enter indicates the range in which the bucket 152 is prohibited from entering when the caisson shovel 100 performs an operation of loading earth and sand into the earth bucket 31 .

図7は、マテリアルロック24を示す図である。マテリアルロック24は、地上Tの大気圧と作業室2内の圧力差を調節するための上ドア26と下ドア27との二重扉構造の気密扉が設けられる。マテリアルロック24は、マテリアルロック24内に搬入されたアースバケット31を検出するためのマテリアルセンサ95を備えていてもよい。また、マテリアルロック24は、マテリアルセンサ95間の間隔bよりがアースバケット31の側面の高さaよりも小さくなるように、2以上のマテリアルセンサ95を備えていてもよい。マテリアルセンサ95は、マテリアルロック24に搬入されたアースバケット31を検出するためのセンサである。マテリアルセンサ95は、例えば小型記録媒体34から情報を読み取るためのセンサであってもよい。マテリアルセンサ95は、ICと小型アンテナが組み込まれたタグやカード状の小型記録媒体から、電波を介して情報を読み取る非接触型の自動認識技術を用いたセンサであってもよい。また、マテリアルセンサ95は、ループコイルセンサであってもよい。また、マテリアルセンサ95は、レーザ等を用いた光学センサであってもよい。また、マテリアルセンサ95は、これに限らず、非接触で金属を検出することが可能な任意のセンサを用いてもよい。 FIG. 7 is a diagram showing the material lock 24. The material lock 24 is provided with an airtight door having a double door structure including an upper door 26 and a lower door 27 for adjusting the difference between the atmospheric pressure on the ground T and the pressure inside the work chamber 2. The material lock 24 may include a material sensor 95 for detecting the earth bucket 31 carried into the material lock 24. Further, the material lock 24 may include two or more material sensors 95 such that the distance b between the material sensors 95 is smaller than the height a of the side surface of the earth bucket 31. The material sensor 95 is a sensor for detecting the earth bucket 31 carried into the material lock 24. The material sensor 95 may be a sensor for reading information from the small recording medium 34, for example. The material sensor 95 may be a sensor that uses a non-contact automatic recognition technology that reads information via radio waves from a small recording medium in the form of a tag or card incorporating an IC and a small antenna. Moreover, the material sensor 95 may be a loop coil sensor. Further, the material sensor 95 may be an optical sensor using a laser or the like. Further, the material sensor 95 is not limited to this, and any sensor capable of detecting metal without contact may be used.

図8は、アースバケット31の土砂の積載を示す図である。作業室2は、例えばアースバケット31の積載状態を示す積載情報を取得するための作業室センサ94を備えていてもよい。作業室センサ94は、例えばLiDAR(Light Detection And Ranging)センサであってもよい。また、作業室センサ94は、カメラであってもよい。 FIG. 8 is a diagram showing the loading of earth and sand into the earth bucket 31. The work room 2 may include a work room sensor 94 for acquiring loading information indicating the loading state of the earth buckets 31, for example. The work room sensor 94 may be, for example, a LiDAR (Light Detection And Ranging) sensor. Further, the work room sensor 94 may be a camera.

図9は、ワイヤ固定装置240を示す図である。ワイヤ固定装置240は、マテリアルシャフト23の作業室2の天井2a側の開口部23bに画設される2以上のスライドレール241と、2以上のスライドレール241に架設されると共にスライドレール241上を移動可能なスライドバー242とを備える。また、ワイヤ固定装置240は、マテリアルシャフト23の任意の位置に設けられてもよい。スライドレール241は、例えば左右一対となるように作業室2の天井2aに設けられるレールである。2以上のスライドレール241は、例えば開口部23bを囲むと共に平行となるように設けられてもよいがこの限りではない。2以上のスライドレール241は、開口部23bを挟むように併設されてもよい。スライドバー242は、2以上のスライドレール241に架設されると共に開口部23bを跨ぐように設けられる。例えばスライドバー242は、2以上のスライドレール241に懸下された状態でスライドレール241に沿って走行移動する。ラック・アンド・ピニオン(rack and pinion)等のスライドバー242に設けられた図示しない小口径の円形歯車と、スライドレール241に設けられた平板状の棒に歯切りをした図示しないラックとを嵌合することにより、スライドレール241にスライドバー242を接続してもよい。スライドバー242は、例えば図示しないモータ等を用いて、スライドレール241上の任意の位置に走行できるようにしてもよい。また、スライドバー242は、開口部23bを通過するアースバケット31を吊るすワイヤ38を押し込み、固定させることが可能となるようにスライドレール241に取り付けられてもよい。 FIG. 9 is a diagram showing the wire fixing device 240. The wire fixing device 240 has two or more slide rails 241 that are installed in the opening 23b of the material shaft 23 on the ceiling 2a side of the working room 2, and is installed on the two or more slide rails 241 and extends over the slide rails 241. A movable slide bar 242 is provided. Further, the wire fixing device 240 may be provided at any position on the material shaft 23. The slide rails 241 are, for example, rails provided in a pair on the left and right sides of the ceiling 2a of the work room 2. The two or more slide rails 241 may be provided, for example, so as to surround the opening 23b and be parallel to each other, but this is not a limitation. Two or more slide rails 241 may be provided side by side so as to sandwich the opening 23b. The slide bar 242 is installed over two or more slide rails 241 and is provided so as to straddle the opening 23b. For example, the slide bar 242 travels along the slide rails 241 while being suspended from two or more slide rails 241. A small-diameter circular gear (not shown) provided on the slide bar 242 such as a rack and pinion, and a rack (not shown) provided with gears on a flat bar provided on the slide rail 241 are fitted. The slide bar 242 may be connected to the slide rail 241 by fitting them together. The slide bar 242 may be moved to any position on the slide rail 241 using, for example, a motor (not shown). Further, the slide bar 242 may be attached to the slide rail 241 so that the wire 38 for hanging the earth bucket 31 passing through the opening 23b can be pushed in and fixed.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図10は、本発明を適用したアースバケット自動楊重システム6の全体構成を示すブロック図である。アースバケット自動楊重システム6は、ニューマチックケーソン工法に使用されるアースバケット31の位置を検出する。アースバケット自動楊重システム6は、上述した第1センサ90と、第2センサ91と、第3センサ92と、地上センサ93と、作業室センサ94と、マテリアルセンサ95と、各種センサにより検出された情報を取得する遠隔操作装置12と、遠隔操作装置12から送信された信号に応じて、ワイヤ38を制御するリール39等の構成とを備える。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of the earth bucket automatic lifting system 6 to which the present invention is applied. The earth bucket automatic lifting system 6 detects the position of the earth bucket 31 used in the pneumatic caisson construction method. The earth bucket automatic lifting system 6 is detected by the above-mentioned first sensor 90, second sensor 91, third sensor 92, ground sensor 93, work room sensor 94, material sensor 95, and various sensors. The remote control device 12 includes a remote control device 12 that acquires the information, and a configuration such as a reel 39 that controls the wire 38 in accordance with a signal transmitted from the remote control device 12.

遠隔操作装置12は、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)等を始めとした電子機器で構成されているが、PC以外に、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末等、他のあらゆる電子機器で具現化されるものであってもよい。各種センサから入力されたデータに基づいて、遠隔操作装置12は、アースバケット31の位置を算出してもよい。遠隔操作装置12は、取得部80と、取得部80に接続された算出部81と、算出部81に接続された制御部82と提示部83との機能を備える。 The remote control device 12 is composed of, for example, an electronic device such as a personal computer (PC), but in addition to the PC, it can also be any other electronic device such as a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a wearable terminal, etc. It may be something that is materialized. The remote control device 12 may calculate the position of the earth bucket 31 based on data input from various sensors. The remote control device 12 includes the following functions: an acquisition section 80 , a calculation section 81 connected to the acquisition section 80 , a control section 82 connected to the calculation section 81 , and a presentation section 83 .

取得部80は、各種センサから検出された情報を取得する。取得部80は、例えば第1センサ90、第2センサ91、第3センサ92から検出された検出情報を取得する。また、取得部80は、荷重計35により計測されたワイヤ38に係る荷重に関する荷重情報を取得してもよい。取得部80は、例えば地上センサ93により検出されたアースバケット31とマテリアルシャフト23の搬入口23aとのそれぞれの位置を示すバケット位置情報と搬入口位置情報とを取得してもよい。取得部80は、例えば作業室センサ94から画像情報、第1点群データを取得してもよい。また、取得部80は、マテリアルセンサ95から、検出情報を取得してもよい。また、取得部80は、アースバケット自動楊重システム6を利用するユーザから入力された各種情報を取得してもよい。取得部80は、取得した各種データを算出部81に出力する。 The acquisition unit 80 acquires information detected from various sensors. The acquisition unit 80 acquires detection information detected from, for example, a first sensor 90, a second sensor 91, and a third sensor 92. Further, the acquisition unit 80 may acquire load information regarding the load related to the wire 38 measured by the load meter 35. The acquisition unit 80 may acquire, for example, bucket position information and loading port position information indicating the respective positions of the earth bucket 31 and the loading port 23a of the material shaft 23 detected by the ground sensor 93. The acquisition unit 80 may acquire image information and first point cloud data from the work room sensor 94, for example. Further, the acquisition unit 80 may acquire detection information from the material sensor 95. Further, the acquisition unit 80 may acquire various information input by a user who uses the Earth Bucket automatic switching system 6. The acquisition unit 80 outputs various acquired data to the calculation unit 81.

算出部81は、取得部80から入力された各種情報に基づいて、アースバケット31の位置を示す位置情報を算出する。算出部81は、算出した位置情報を制御部82に出力する。 The calculation unit 81 calculates position information indicating the position of the earth bucket 31 based on various information input from the acquisition unit 80 . The calculation unit 81 outputs the calculated position information to the control unit 82.

制御部82は、算出部81から入力された位置情報に基づいて、リール39を制御する。制御部82は、制御信号をリール39に出力してもよい。また、制御部82は、ケーソンショベル100、マテリアルロック24、ワイヤ固定装置240及びその他の構成を制御してもよい。 The control unit 82 controls the reels 39 based on the position information input from the calculation unit 81. The control unit 82 may output a control signal to the reels 39. Further, the control unit 82 may control the caisson shovel 100, the material lock 24, the wire fixing device 240, and other components.

次に、本発明を適用したアースバケット自動楊重システム6の動作について図11を用いて、説明をする。図11(a)は、本発明を適用したアースバケット自動楊重システム6のアースバケット31を作業室2に搬入する動作についてのフローチャートである。図11(b)は、本発明を適用したアースバケット自動楊重システム6のアースバケット31を地上Tに搬出する動作についてのフローチャートである。図11(a)に示すように、アースバケット31を作業室2に搬入する場合、まずステップS10において、楊重開始点Pにあるアースバケット31を地上センサ93が検出を行う。地上センサ93は、マテリアルシャフト23に搬入するアースバケット31とマテリアルシャフト23の搬入口23aとのそれぞれの位置を示すバケット位置情報と搬入口位置情報とを検出する。バケット位置情報は、アースバケット31の地上Tにおける位置を示す情報である。バケット位置情報は、例えばLiDARセンサにより検出されたアースバケット31を含む点群データであってもよい。点群データは、3次元空間上の座標を示す点群により構成されるデータである。点群データは、例えばセンサの位置から取得対象までの距離情報を示す点群からなるデータである。バケット位置情報は、例えばカメラにより撮像された画像であってもよい。搬入口位置情報は、マテリアルシャフト23の搬入口23aの位置を示す情報である。搬入口位置情報は、例えばLiDARセンサにより検出された搬入口23aを含む点群データであってもよい。また、搬入口位置情報は、例えばカメラにより撮像された画像であってもよい。かかる場合、搬入口位置情報は、アースバケット31とマテリアルシャフト23の搬入口23aとを撮像する角度が異なるように、複数設けられたカメラにより、それぞれ撮像された画像に基づいて、算出された搬入口23aの3次元空間上の位置を示す情報であってもよい。地上センサ93は、検出した情報を取得部80に送信する。 Next, the operation of the earth bucket automatic lifting system 6 to which the present invention is applied will be explained using FIG. 11. FIG. 11A is a flowchart of the operation of carrying the earth bucket 31 into the work room 2 of the earth bucket automatic lifting system 6 to which the present invention is applied. FIG. 11(b) is a flowchart regarding the operation of transporting the earth bucket 31 to the ground T of the earth bucket automatic lifting system 6 to which the present invention is applied. As shown in FIG. 11(a), when carrying the earth bucket 31 into the work room 2, first in step S10, the ground sensor 93 detects the earth bucket 31 located at the starting point P of the lift. The ground sensor 93 detects bucket position information and loading port position information indicating the respective positions of the earth bucket 31 to be transported into the material shaft 23 and the loading port 23a of the material shaft 23. The bucket position information is information indicating the position of the earth bucket 31 on the ground T. The bucket position information may be point cloud data including the earth bucket 31 detected by a LiDAR sensor, for example. Point cloud data is data composed of a point group indicating coordinates in a three-dimensional space. The point cloud data is, for example, data consisting of a point group indicating distance information from the position of the sensor to the acquisition target. The bucket position information may be, for example, an image captured by a camera. The loading port position information is information indicating the position of the loading port 23a of the material shaft 23. The loading port position information may be point cloud data including the loading port 23a detected by a LiDAR sensor, for example. Further, the loading port position information may be an image captured by a camera, for example. In such a case, the loading port position information is calculated based on images taken by a plurality of cameras so that the earth bucket 31 and the loading port 23a of the material shaft 23 are imaged at different angles. It may also be information indicating the position of the mouth 23a in three-dimensional space. The ground sensor 93 transmits the detected information to the acquisition unit 80.

次に、ステップS11において、取得部80は、地上センサ93から送信されたバケット位置情報及び搬入口位置情報を取得する。取得部80は、取得したバケット位置情報と搬入口位置情報とを算出部81に出力する。 Next, in step S11, the acquisition unit 80 acquires the bucket position information and the entrance position information transmitted from the ground sensor 93. The acquisition unit 80 outputs the acquired bucket position information and entrance position information to the calculation unit 81.

次に、ステップS12において、算出部81は、取得部80から送信されたバケット位置情報と搬入口位置情報とに基づいて、アースバケット31が搬入口23aに搬入可能かを判定する。例えば算出部81は、バケット位置情報がアースバケット31を含む点群データである場合、まず点群データからアースバケット31を示す点群を抽出する。かかる場合、3次元空間上の円筒の側面を示す方程式を満たす座標の集合からなる数学モデルを用いて、アースバケット31を示す点群を抽出する。 Next, in step S12, the calculation unit 81 determines whether the earth bucket 31 can be carried into the carry-in port 23a based on the bucket position information and the carry-in port position information transmitted from the acquisition unit 80. For example, when the bucket position information is point cloud data including the earth bucket 31, the calculation unit 81 first extracts a point group indicating the earth bucket 31 from the point cloud data. In such a case, a group of points representing the earth bucket 31 is extracted using a mathematical model consisting of a set of coordinates that satisfy an equation representing the side surface of a cylinder in three-dimensional space.

数学モデルについて、図12を用いて説明する。数学モデルは、3次元空間上の円筒の側面を示す方程式を満たす座標の集合からなるモデルである。図12に示すように、垂直に交わるxyz軸の3次元空間上で、xy面に平行な底面を有し、原点を底面の中心とする円筒を基準円筒220とする。xyz軸を軸とする3次元空間を、角度θだけビッチ回転(y軸回転)させた後、角度φだけロール回転(x軸回転)させたとき、x軸、y軸、z軸が変化したものをそれぞれx′軸、y′軸、z′軸とする。ヨー回転(z軸回転)については、円筒を回転しても変わらないため、考慮する必要がない。垂直に交わるx′軸、y′軸、z′軸の3次元空間上で、x′y′面に平行な底面を有し、上述した原点からさらにx方向、y方向、z方向にそれぞれX、Y、Zだけ並進させた点を底面の中心とす
る円筒を一般化円筒221とする。
The mathematical model will be explained using FIG. 12. The mathematical model is a model consisting of a set of coordinates that satisfy an equation representing the side surface of a cylinder in three-dimensional space. As shown in FIG. 12, in a three-dimensional space of xyz axes that intersect perpendicularly, a cylinder having a bottom parallel to the xy plane and having the origin as the center of the bottom is defined as a reference cylinder 220. When a three-dimensional space centered on the xyz axes is bit-rotated (y-axis rotation) by an angle θ and then roll-rotated (x-axis rotation) by an angle φ, the x-axis, y-axis, and z-axis change. Let these be the x', y', and z' axes, respectively. Yaw rotation (z-axis rotation) does not change even if the cylinder is rotated, so there is no need to consider it. In a three-dimensional space of perpendicularly intersecting x', y', and z' axes, the base is parallel to the x'y' plane, and further extends in the x, y, and z directions from the origin mentioned above. A generalized cylinder 221 is a cylinder whose bottom surface is centered at a point translated by , Y, and Z.

数学モデルは、例えば式1のような基準円筒220の側面の基本方程式を満たす座標の集合である。
The mathematical model is a set of coordinates that satisfy the basic equation of the side surface of the reference cylinder 220, such as Equation 1, for example.

rは、認識の対象となるアースバケット31の半径を表す定数であり、hは、上述したアースバケット31の軸方向の長さを表す定数である。 r is a constant representing the radius of the earth bucket 31 to be recognized, and h is a constant representing the length of the earth bucket 31 described above in the axial direction.

一般化円筒221上の点(x′、y′、z′)は、基準円筒220上の点(x、y、z)を用いて、式2のように表される。
A point (x', y', z') on the generalized cylinder 221 is expressed as in Equation 2 using a point (x, y, z) on the reference cylinder 220.

この一般化円筒221上の点(x′、y′、z′)を、座標データと仮定し、座標データをx方向、y方向、z方向に並進させ、座標軸を回転させ、上述した数学モデルと比較することで、アースバケット31の三次元空間上の位置及び姿勢を判断する。 Assuming that the points (x', y', z') on this generalized cylinder 221 are coordinate data, the coordinate data is translated in the x direction, y direction, and z direction, the coordinate axes are rotated, and the above-mentioned mathematical model is The position and orientation of the earth bucket 31 in the three-dimensional space are determined by comparing the position and orientation of the earth bucket 31 with the following.

この式1で表される数学モデルと、座標データとして点(xp、yp、zp)を用いて、図13で示すような手順で、アースバケット31の三次元空間上の位置及び姿勢を認識する。アースバケット31の認識は、例えば誤差関数を示す式3を用いて、座標データの点(xp、yp、zp)と、数学モデルを重ね合わせたときの誤差Eが最小となるX、Y、Z、θ、φの5変数を求めることによって可能となる。
Using the mathematical model expressed by Equation 1 and the points (x p , y p , z p ) as coordinate data, the position and orientation of the earth bucket 31 in three-dimensional space can be determined by following the steps shown in FIG. Recognize. The earth bucket 31 can be recognized by using, for example, Equation 3 which shows the error function, and determining the point X that minimizes the error E when the coordinate data point (x p , y p , z p ) and the mathematical model are superimposed. This is possible by determining five variables: Y, Z, θ, and φ.

具体的な手順としては、まずステップS110において、X、Y、Z、θ、φの5つの
変数を仮変数として、仮変数を設定する。次にステップS111において、例えば上述したような仮変数と式3を用いて、誤差Eを算出する。
As a specific procedure, first, in step S110, five variables, X, Y, Z, θ, and φ are set as temporary variables. Next, in step S111, the error E is calculated using, for example, the above-mentioned temporary variables and Equation 3.

次にステップS112において、先ほど算出した誤差Eに基づいて、誤差Eがより小さくなるように仮変数を補正する。ステップS112で仮変数を補正した後、再びステップS110に戻り、ステップS111で誤差Eを算出する。上記の手順を繰り返すことで、誤差Eが最小となるような仮変数を算出する。最も誤差が小さかった時の仮変数をアースバケット31の三次元空間上の位置及び姿勢としてもよい。 Next, in step S112, based on the error E calculated earlier, the temporary variable is corrected so that the error E becomes smaller. After correcting the temporary variables in step S112, the process returns to step S110, and the error E is calculated in step S111. By repeating the above procedure, a temporary variable that minimizes the error E is calculated. The temporary variables when the error is the smallest may be used as the position and orientation of the earth bucket 31 in the three-dimensional space.

例えば、式4のように誤差Eをそれぞれ算出したとすると、最小の誤差Eはt回目に補正をした仮変数であるから、t回目に補正した仮変数をアースバケット31の三次元空間上の位置及び姿勢としてもよい。例えば誤差Eが最小となったときの仮変数がそれぞれX
=Y=Z=2cm、θ=φ=5degであったならば、アースバケット31は、基準点からx方向、y方向、z方向にそれぞれ2cmずれた位置を底面の中心として、基準円筒220の状態から、5degビッチ回転し、5degロール回転した三次元空間上の位置及び姿勢であると判断できる。
For example, if each error E is calculated as in Equation 4, the smallest error E is the temporary variable corrected for the tth time, so the temporary variable corrected for the tth time is It may also be a position and posture. For example, when the error E is minimized, the temporary variables are
= Y = Z = 2 cm, θ = φ = 5 deg, the earth bucket 31 is located at the center of the bottom surface of the reference cylinder 220 at a position shifted by 2 cm from the reference point in the x direction, y direction, and z direction. From the state, it can be determined that the position and orientation in the three-dimensional space are a 5-deg pitch rotation and a 5-deg roll rotation.

最小の誤差Eを算出する方法として、例えば式5のように、最初の仮変数をX=Y=Z
=θ=φ=0として、目的関数を誤差Eとした最急降下法で計算を行ってもよい。また、式5において、Zを求める方法として、例えば座標データの最下点を0として、θ=φからZを推測してもよい。また、例えばθ=0のとき、Z=rcosφとなることから、Zを推定してもよい。
As a method to calculate the minimum error E, for example, as in equation 5, the first temporary variable is
=θ=φ=0 and calculation may be performed using the steepest descent method with error E as the objective function. Further, in Equation 5, as a method for calculating Z, for example, the lowest point of the coordinate data may be set as 0, and Z may be estimated from θ=φ. Further, for example, when θ=0, Z=rcosφ, so Z may be estimated.

また、数学モデル及びアースバケット31が円筒であることから、ヨー回転を無視することが可能なことにより、繰り返し計算を行う場合にかかる計算時間を短くすることができる。 Furthermore, since the mathematical model and the earth bucket 31 are cylindrical, yaw rotation can be ignored, thereby reducing the calculation time required for repeated calculations.

また、アースバケット31が、ワイヤ38に吊るされていることから、ビッチ回転及びロール回転がほとんど起こらないため、初期姿勢の推測が容易なことから、繰り返し計算を行う場合にかかる計算時間を短くすることができる。 In addition, since the ground bucket 31 is suspended from the wire 38, pitch rotation and roll rotation hardly occur, so it is easy to estimate the initial posture, which reduces the calculation time required for repeated calculations. be able to.

また、アースバケット31が、ワイヤ38に吊るされていることから、アースバケット31はワイヤ38の直下にあることが推測できる。このため、X及びYの並進の初期姿勢
の推測が容易なことから、繰り返し計算を行う場合にかかる計算時間を短くすることができる。
Further, since the earth bucket 31 is suspended from the wire 38, it can be inferred that the earth bucket 31 is located directly below the wire 38. Therefore, since it is easy to estimate the initial posture of the X and Y translations, the calculation time required for repeated calculations can be shortened.

上述した理由により、Z方向のみ、アースバケットの底面あるいは上面を認識して、正確に推定する必要がある。この場合、座標データのうち最もz座標の高い点をアースバケット31の上面と推定することで、繰り返し計算を行う場合にかかる計算時間を短くすることができる。 For the reasons mentioned above, it is necessary to recognize and accurately estimate the bottom or top surface of the earth bucket only in the Z direction. In this case, by estimating that the point with the highest z coordinate among the coordinate data is the upper surface of the earth bucket 31, the calculation time required for repeated calculations can be shortened.

上述した計算方法は、X、Y、Z、θ、φの5変数からなる5自由度の計算を繰り返し
行う必要があることから、計算に時間を要することが想定されるが、これらの方法によって、格段に計算を高速化することが可能となる。これにより、点群データからアースバケット31を示す点群を抽出することができる。
The calculation methods described above are expected to take time because it is necessary to repeatedly calculate the five degrees of freedom consisting of the five variables X, Y, Z, θ, and φ. , it becomes possible to significantly speed up calculation. Thereby, a point group indicating the earth bucket 31 can be extracted from the point group data.

また、ステップS12において、例えば算出部81は、搬入口位置情報が搬入口23aを含む点群データである場合、点群データから搬入口23aを示す点群を抽出する。かかる場合、点群データからアースバケット31を抽出するのと同様に、3次元空間上の円筒の側面を示す方程式を満たす座標の集合からなる数学モデルを用いて、搬入口23aを示す点群を抽出する。 Further, in step S12, for example, when the loading port position information is point cloud data including the loading port 23a, the calculation unit 81 extracts a point group indicating the loading port 23a from the point cloud data. In such a case, in the same way as extracting the earth bucket 31 from point cloud data, a mathematical model consisting of a set of coordinates that satisfies the equation representing the side surface of a cylinder in three-dimensional space is used to extract the point cloud representing the loading port 23a. Extract.

上述した方法により抽出されたアースバケット31を示す点群と搬入口23aを示す点群とのxy座標を比較し、アースバケット31を示す点群のxy座標が、搬入口23aを示す点群とのxy座標に含まれている場合、アースバケット31が搬入可能であると判断する。 The xy coordinates of the point group indicating the earth bucket 31 extracted by the method described above and the point group indicating the loading port 23a are compared, and the xy coordinates of the point group indicating the earth bucket 31 are compared with the point group indicating the loading port 23a. If it is included in the xy coordinates of , it is determined that the earth bucket 31 can be carried in.

また、ステップS12において、算出部81は、バケット位置情報がアースバケット31を含む複数の画像である場合、複数の画像からアースバケット31の位置を判定する。かかる場合、アースバケット31とマテリアルシャフト23の搬入口23aとを撮像する角度が異なるように設けられたカメラにより撮像された画像から、アースバケット31の位置を判定し、予め設定された基準位置内である場合、アースバケット31が搬入可能であると判断する。 Further, in step S12, when the bucket position information is a plurality of images including the earth bucket 31, the calculation unit 81 determines the position of the earth bucket 31 from the plurality of images. In such a case, the position of the earth bucket 31 is determined from images taken by cameras installed at different angles to image the earth bucket 31 and the loading port 23a of the material shaft 23, and the position is determined within a preset reference position If so, it is determined that the earth bucket 31 can be carried in.

ステップS12において、アースバケット31が搬入可能であると判断された場合、制御部82は、ワイヤ38を巻き下げるようにリール39に制御信号を送信する。これにより、自動的に安全にアースバケット31を搬入することが可能となる。 In step S12, if it is determined that the earth bucket 31 can be carried in, the control unit 82 transmits a control signal to the reel 39 so as to wind the wire 38 down. This makes it possible to automatically and safely transport the earth bucket 31.

次に、ステップS13において、第1センサ90がアースバケット31を検出する。第1センサ90は、検出した検出情報を取得部80に送信する。検出情報は、第1センサ90、第2センサ91、又は第3センサ92等の何れかのセンサによりアースバケット31が検出された情報である。検出情報は、例えばアースバケット31がマテリアルシャフト23を通過した回数に関する回数情報を含んでもよい。検出情報は、例えば第1センサ90、第2センサ91、又は第3センサ92の何れかのセンサによりアースバケット31が検出された時間に関する時間情報を含んでもよい。検出情報は、例えばアースバケット31を識別する識別情報が記録されてもよい。回数情報は、例えば第1センサ90、第2センサ91、又は第3センサ92の何れかのセンサによりアースバケット31が検出した回数の情報であってもよい。時間情報は、例えば第1センサ90、第2センサ91、又は第3センサ92の何れかのセンサによりアースバケット31が検出した順番の情報であってもよい。識別情報は、例えばアースバケット31にそれぞれ付与された識別番号の情報であってもよい。また、識別情報は、アースバケット31の内部が空であることを示す空荷情報であってもよい。 Next, in step S13, the first sensor 90 detects the earth bucket 31. The first sensor 90 transmits the detected detection information to the acquisition unit 80. The detection information is information that the earth bucket 31 is detected by any sensor such as the first sensor 90, the second sensor 91, or the third sensor 92. The detection information may include, for example, information about the number of times the earth bucket 31 has passed through the material shaft 23. The detection information may include time information regarding the time when the earth bucket 31 was detected by any one of the first sensor 90, the second sensor 91, or the third sensor 92, for example. As the detection information, for example, identification information for identifying the earth bucket 31 may be recorded. The number of times information may be information on the number of times the earth bucket 31 is detected by any one of the first sensor 90, the second sensor 91, or the third sensor 92, for example. The time information may be, for example, information on the order in which the earth bucket 31 is detected by any one of the first sensor 90, the second sensor 91, or the third sensor 92. The identification information may be, for example, information on an identification number assigned to each earth bucket 31. Further, the identification information may be empty cargo information indicating that the inside of the earth bucket 31 is empty.

次に、ステップS14において、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入する。ステップS14において、取得部80は、ステップS13により送信された検出情報を算出部81に出力する。算出部81は、出力された検出情報に基づいて、アースバケット31の位置を示す位置情報を算出する。位置情報は、アースバケット31の位置を示す情報であり、例えばアースバケット31が地上Tにあること示す情報であってもよい。また、位置情報は、例えばアースバケット31がマテリアルロック上下間にあることを示す情報であってもよい。また、位置情報は、例えばアースバケット31がロック―スラブ間にあることを示す情報であってもよい。また、位置情報は、例えばアースバケット31がスラブ―地盤間にあることを示す情報であってもよい。また、位置情報は、アースバケット31が第1センサ90、第2センサ91、又は第3センサ92の何れかの位置にあることを示す情報であってもよい。算出部81は、算出した位置情報を制御部82に出力する。 Next, in step S14, the earth bucket 31 is carried into the material lock 24. In step S14, the acquisition unit 80 outputs the detection information transmitted in step S13 to the calculation unit 81. The calculation unit 81 calculates position information indicating the position of the earth bucket 31 based on the output detection information. The position information is information indicating the position of the earth bucket 31, and may be information indicating that the earth bucket 31 is on the ground T, for example. Further, the position information may be information indicating that the earth bucket 31 is located between the upper and lower material locks, for example. Further, the position information may be information indicating that the earth bucket 31 is located between a rock and a slab, for example. Further, the position information may be information indicating that the earth bucket 31 is located between the slab and the ground, for example. Further, the position information may be information indicating that the earth bucket 31 is located at any of the first sensor 90, the second sensor 91, or the third sensor 92. The calculation unit 81 outputs the calculated position information to the control unit 82.

制御部82は、算出部81から出力された位置情報に基づいて、リール39を制御する。かかる場合、制御部82は、位置情報が第1センサ90の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけ巻き下げるようにリール39を制御する。また、制御部82は、算出部81から出力された位置情報とアースバケット31の進行状況を示す進行情報とに基づいて、リール39を制御してもよい。進行情報は、例えばアースバケット31の目的位置を示す情報である。目的位置は、例えば地上T又は作業室2である。制御部82は、進行情報が、作業室2が目的位置であることを示し、位置情報が第1センサ90の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけ巻き下げるようにリール39を制御する。制御部82は、例えばアースバケット自動楊重システム6を利用するユーザにより入力された進行情報を取得してもよい。ステップS14により、アースバケット31をマテリアルロック24の特定の位置に自動的に搬入することが可能となる。 The control unit 82 controls the reels 39 based on the position information output from the calculation unit 81. In such a case, if the position information indicates the position of the first sensor 90, the control unit 82 controls the reel 39 to reel down by a preset length. Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on the position information output from the calculation unit 81 and progress information indicating the progress status of the earth bucket 31. The progress information is information indicating the target position of the earth bucket 31, for example. The target position is, for example, the ground T or the work room 2. When the progress information indicates that the work chamber 2 is at the target position and the position information indicates that the first sensor 90 is located, the control unit 82 causes the reel 39 to be reeled down by a preset length. control. The control unit 82 may obtain, for example, progress information input by a user who uses the Earth Bucket automatic switching system 6. Step S14 makes it possible to automatically transport the earth bucket 31 to a specific position of the material lock 24.

また、制御部82は、マテリアルロック24の状態に関するマテリアルロック情報に基づいて、リール39を制御してもよい。マテリアルロック情報は、例えばマテリアルロック24の内部の気圧に関する情報である。マテリアルロック情報は、例えば上ドア26及び下ドア27の開閉状態に関するである。制御部82は、上ドア26が開いており、下ドア27が閉まっていることを示すマテリアルロック情報が出力された場合、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入するようにリールを制御してもよい。また、制御部82は、例えばマテリアルロック24に設けられた図示しないセンサ、カメラ、マテリアルロック24内の気圧を測定する気圧計等により検出された情報から、マテリアルロック情報を取得してもよい。制御部82は、例えばマテリアルロック24に設けられた図示しない気圧計により検出された気圧の情報からマテリアルロック情報を取得してもよい。また、制御部82は、例えばマテリアルロック24に設けられた図示しないカメラ又はセンサにより検出された上ドア26及び下ドア2の情報からマテリアルロック情報を取得してもよい。制御部82は、例えばマテリアルロック24の上ドア26及び下ドア2の図示しない駆動機構に設けられた図示しない距離センサが検出した情報から上ドア26及び下ドア2が全開もしくは全閉め状態であるかを示すマテリアルロック情報を取得してもよい。これにより、マテリアルロックの状態に応じて適切な動作を自動的に行うことが可能となる。 Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on material lock information regarding the state of the material lock 24. The material lock information is information regarding the atmospheric pressure inside the material lock 24, for example. The material lock information relates to, for example, the open/close states of the upper door 26 and the lower door 27. If material lock information indicating that the upper door 26 is open and the lower door 27 is closed is output, the control unit 82 controls the reel to carry the earth bucket 31 into the material lock 24. good. Further, the control unit 82 may acquire material lock information from information detected by, for example, a sensor (not shown) provided in the material lock 24, a camera, a barometer that measures the atmospheric pressure inside the material lock 24, or the like. The control unit 82 may acquire material lock information from information on atmospheric pressure detected by a barometer (not shown) provided in the material lock 24, for example. Further, the control unit 82 may acquire material lock information from information on the upper door 26 and the lower door 2 detected by a camera or sensor (not shown) provided on the material lock 24, for example. The control unit 82 determines whether the upper door 26 and the lower door 2 are fully open or fully closed based on information detected by a distance sensor (not shown) provided in a drive mechanism (not shown) of the upper door 26 and lower door 2 of the material lock 24, for example. You may also obtain material lock information that indicates the material lock. This makes it possible to automatically perform appropriate operations depending on the state of the material lock.

また、制御部82は、検出情報に基づいて、アースバケットの位置を示す位置情報を算出し、位置情報に基づいて、マテリアルロック24の上ドア26又は下ドア27の開閉を制御してもよい。また、制御部82は、マテリアルロック情報とマテリアルセンサ95によりアースバケット31が検出された検出情報とに基づいて、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入出させるために、リール39及びマテリアルロック24を制御してもよい。かかる場合、制御部82は、例えば図14に示すように、まずステップS41において、マテリアルロック情報に基づいて、上ドア26が閉じている場合、上ドア26を開ける。かかる場合、制御部82は、下ドア27が閉じている場合、上ドア26を開けるように制御してもよい。 The control unit 82 may also calculate position information indicating the position of the earth bucket based on the detection information, and control opening/closing of the upper door 26 or the lower door 27 of the material lock 24 based on the position information. . Further, the control unit 82 controls the reel 39 and the material lock 24 in order to carry the earth bucket 31 into and out of the material lock 24 based on the material lock information and the detection information that the earth bucket 31 is detected by the material sensor 95. May be controlled. In this case, as shown in FIG. 14, for example, the control unit 82 first opens the upper door 26 in step S41 if the upper door 26 is closed based on the material lock information. In such a case, the control unit 82 may control the upper door 26 to be opened when the lower door 27 is closed.

次に、ステップS42において、制御部82は、リール39を巻き下げ、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入する。また、ステップS42において、マテリアルロック24にマテリアルセンサ95が設けられていない場合、制御部82は、予め設定された一定の長さだけリール39を巻き下げてもよい。 Next, in step S42, the control unit 82 lowers the reel 39 and carries the earth bucket 31 into the material lock 24. Further, in step S42, if the material sensor 95 is not provided in the material lock 24, the control unit 82 may wind down the reel 39 by a preset constant length.

次にステップS43において、取得部80は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出した検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得した検出情報に基づいて、位置情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報に基づいて、リール39の動作を停止させるように制御する。かかる場合、制御部82は、マテリアルセンサ95が2以上設けられている場合、2以上のマテリアルセンサ95が同時にアースバケット31を検出するまでリール39を巻き下げるように制御してもよい。これにより、アースバケット31をマテリアルロック24内の特定の位置に自動的に静止させることが可能となる。 Next, in step S43, the acquisition unit 80 acquires detection information that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 calculates position information based on the detection information acquired by the acquisition unit 80, The control unit 82 controls the reel 39 to stop its operation based on the calculated position information. In such a case, if two or more material sensors 95 are provided, the control unit 82 may control the reel 39 to be wound down until two or more material sensors 95 detect the earth bucket 31 at the same time. This makes it possible to automatically stop the earth bucket 31 at a specific position within the material lock 24.

次に、ステップS44において、取得部80は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出した検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得した検出情報に基づいて、位置情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報に基づいて、マテリアルロック24の上ドア26又は下ドア27の開閉を制御してもよい。かかる場合、例えば取得部80は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示す検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得した検出情報に基づいて、アースバケット31がマテリアルロック24内にあることを示す位置情報を算出し、制御部82は、算出部81が算出した位置情報に基づいて、上ドア26を閉じるように制御してもよい。また、このとき取得部80は、制御部82からマテリアルロック24に送られた制御信号に基づいて、上ドア26が閉じたことを示すマテリアルロック情報を取得してもよい。これにより、マテリアルロック24内のアースバケット31の位置を算出することが可能となる。また、アースバケット31の位置に応じて、適切なマテリアルロック24のドアの開閉の制御の自動化が可能となる。 Next, in step S44, the acquisition unit 80 acquires detection information that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 calculates position information based on the detection information acquired by the acquisition unit 80. The control unit 82 may control opening and closing of the upper door 26 or the lower door 27 of the material lock 24 based on the calculated position information. In such a case, for example, the acquisition unit 80 acquires detection information indicating that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 calculates whether the earth bucket 31 is detected based on the detection information acquired by the acquisition unit 80. The control unit 82 may calculate positional information indicating that the upper door 26 is within the material lock 24, and control the upper door 26 to close based on the positional information calculated by the calculation unit 81. Further, at this time, the acquisition unit 80 may acquire material lock information indicating that the upper door 26 is closed based on a control signal sent from the control unit 82 to the material lock 24. This makes it possible to calculate the position of the earth bucket 31 within the material lock 24. Further, depending on the position of the earth bucket 31, it is possible to appropriately control the opening and closing of the door of the material lock 24 automatically.

また、ステップS44において、取得部80は、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出したそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれ検出情報に基づいて、位置情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報に基づいて、マテリアルロック24の上ドア26又は下ドア27の開閉を制御してもよい。かかる場合、例えば取得部80は、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示すそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれの検出情報に基づいて、アースバケット31がマテリアルロック24内の2以上のマテリアルセンサ95により検出される位置にあることを示す位置情報を算出し、制御部82は、算出部81が算出した位置情報に基づいて、上ドア26を閉じるように制御してもよい。これにより、より高精度にマテリアルロック24内のアースバケット31の位置を算出することが可能となる。 Further, in step S44, the acquisition unit 80 acquires the detection information of each of the earth buckets 31 detected by the two or more material sensors 95, and the calculation unit 81 calculates, based on the respective detection information acquired by the acquisition unit 80, The position information may be calculated, and the control unit 82 may control opening and closing of the upper door 26 or the lower door 27 of the material lock 24 based on the calculated position information. In such a case, for example, the acquisition unit 80 acquires respective detection information indicating that two or more material sensors 95 have detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 acquires each detection information acquired by the acquisition unit 80. Based on the position information, the control unit 82 calculates position information indicating that the earth bucket 31 is at a position detected by two or more material sensors 95 in the material lock 24. Then, the upper door 26 may be controlled to close. This makes it possible to calculate the position of the earth bucket 31 within the material lock 24 with higher accuracy.

また、ステップS44において、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出したそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれ検出情報に基づいて、位置情報とアースバケット31がマテリアルロック24を通過する方向に関する通過方向情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報と通過方向情報とに基づいて、マテリアルロック24の上ドア26又は下ドア27の開閉を制御してもよい。通過方向情報は、アースバケット31が通過する方向を示す情報であり、例えばアースバケット31の通過方向が作業室2の方向又は地上Tの方向を示す情報である。かかる場合、例えば取得部80は、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示すそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれの検出情報が示すアースバケット31を検出した時間に基づいて、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出した順番を算出し、算出した順番からアースバケット31の通過方向が作業室2方向であることを示す通過方向情報を算出する。制御部82は、例えばマテリアルロック24に設けられた図示しない気圧計により検出された気圧の情報からマテリアルロック情報を取得してもよい。また、制御部82は、例えばマテリアルロック24に設けられた図示しないカメラ又はセンサにより検出された上ドア26及び下ドア2の情報からマテリアルロック情報を取得してもよい。制御部82は、例えばマテリアルロック24の上ドア26及び下ドア2の図示しない駆動機構に設けられた図示しない距離センサが検出した情報から上ドア26及び下ドア2が全開もしくは全閉め状態であるかを示すマテリアルロック情報を取得してもよい。制御部82は、位置情報と通過方向情報とに基づいて、上ドア26を閉じるようにマテリアルロック24を制御する。これにより、アースバケット31の通過方向を自動的に算出することが可能となるため、通過方向に応じた適切な制御が自動的に可能となる。 Further, in step S44, the two or more material sensors 95 acquire detection information for each of the earth buckets 31, and the calculation unit 81 calculates the position information and the earth bucket based on the detection information acquired by the acquisition unit 80. 31 passes through the material lock 24, and the control unit 82 controls the opening/closing of the upper door 26 or the lower door 27 of the material lock 24 based on the calculated position information and the passage direction information. You may. The passing direction information is information indicating the direction in which the earth bucket 31 passes, and is information indicating, for example, that the passing direction of the earth bucket 31 is the direction of the work room 2 or the direction of the ground T. In such a case, for example, the acquisition unit 80 acquires respective detection information indicating that two or more material sensors 95 have detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 acquires each detection information acquired by the acquisition unit 80. Based on the time at which the earth bucket 31 was detected, the order in which two or more material sensors 95 detected the earth bucket 31 is calculated, and from the calculated order, it is determined that the direction in which the earth bucket 31 passes is in the direction of the work room 2. Calculate the passing direction information shown. The control unit 82 may acquire material lock information from information on atmospheric pressure detected by a barometer (not shown) provided in the material lock 24, for example. Further, the control unit 82 may acquire material lock information from information on the upper door 26 and the lower door 2 detected by a camera or sensor (not shown) provided on the material lock 24, for example. The control unit 82 determines whether the upper door 26 and the lower door 2 are fully open or fully closed based on information detected by a distance sensor (not shown) provided in a drive mechanism (not shown) of the upper door 26 and lower door 2 of the material lock 24, for example. You may also obtain material lock information that indicates the material lock. The control unit 82 controls the material lock 24 to close the upper door 26 based on the position information and the passing direction information. Thereby, it becomes possible to automatically calculate the passing direction of the earth bucket 31, and thus it becomes possible to automatically perform appropriate control according to the passing direction.

また、ステップS44において、制御部82は、上ドア26を閉め、マテリアルロック24内の気圧が作業室2内の気圧である作業気圧となるようにマテリアルロック24の気圧を制御する。かかる場合、制御部82は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示す検出情報と上ドア26と下ドア27とが閉まっていることを示すマテリアルロック情報とが入力された場合、マテリアルロック24内の気圧を制御するようにしてもよい。また、このとき取得部80は、制御部82からマテリアルロック24に送られた制御信号に基づいて、マテリアルロック24内の気圧が作業気圧であることを示すマテリアルロック情報を取得してもよい。 Further, in step S<b>44 , the control unit 82 closes the upper door 26 and controls the atmospheric pressure of the material lock 24 so that the atmospheric pressure inside the material lock 24 becomes the working atmospheric pressure that is the atmospheric pressure inside the work chamber 2 . In such a case, the control unit 82 receives detection information indicating that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31 and material lock information indicating that the upper door 26 and the lower door 27 are closed. , the air pressure inside the material lock 24 may be controlled. Further, at this time, the acquisition unit 80 may acquire material lock information indicating that the air pressure inside the material lock 24 is the working air pressure based on a control signal sent from the control unit 82 to the material lock 24.

次に、ステップS45において、制御部82は、下ドア27を開けるようにマテリアルロック24を制御する。かかる場合、制御部82は、上ドア26と下ドア27とが閉じていることを示すマテリアルロック情報が入力された場合、下ドア27を開くようにマテリアルロック24を制御してもよい。また、ステップS45において、制御部82は、マテリアルロック24内の気圧が作業気圧であることを示すマテリアルロック情報と、ステップS44において、算出した通過方向情報とに基づいて、下ドア27を開けるように制御してもよい。 Next, in step S45, the control unit 82 controls the material lock 24 to open the lower door 27. In such a case, the control unit 82 may control the material lock 24 to open the lower door 27 when material lock information indicating that the upper door 26 and the lower door 27 are closed is input. Further, in step S45, the control unit 82 causes the lower door 27 to be opened based on the material lock information indicating that the air pressure inside the material lock 24 is the working air pressure, and the passage direction information calculated in step S44. may be controlled.

次に、ステップS46において、制御部82は、アースバケット31をマテリアルロック24から搬出するようにリール39を制御する。上述したステップS41~S46を行うことにより、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入及び搬出する動作が終了する。これにより、自動的にマテリアルロック24にアースバケット31を搬入及び搬出することが可能となる。 Next, in step S46, the control unit 82 controls the reel 39 to carry out the earth bucket 31 from the material lock 24. By performing steps S41 to S46 described above, the operation of carrying the earth bucket 31 into and out of the material lock 24 is completed. This makes it possible to automatically carry the earth bucket 31 into and out of the material lock 24.

次に、ステップS15において、第2センサ91がアースバケット31を検出する。ステップS46により、マテリアルロック24から搬出されたアースバケット31が、マテリアルロック24内で圧力調整をした後、リール39が巻き下げられ、第2センサ91の位置に到達することで、第2センサ91は、アースバケット31を検出する。第2センサ91は、検出した検出情報を取得部80に送信する。 Next, in step S15, the second sensor 91 detects the earth bucket 31. In step S46, after the earth bucket 31 carried out from the material lock 24 adjusts the pressure inside the material lock 24, the reel 39 is wound down and reaches the position of the second sensor 91. detects the earth bucket 31. The second sensor 91 transmits the detected detection information to the acquisition unit 80.

次に、ステップS16において、取得部80は、ステップS15により送信された検出情報を算出部81に出力する。算出部81は、出力された検出情報に基づいて、位置情報を算出する。算出部81は、算出した位置情報を制御部82に出力する。 Next, in step S16, the acquisition unit 80 outputs the detection information transmitted in step S15 to the calculation unit 81. The calculation unit 81 calculates position information based on the output detection information. The calculation unit 81 outputs the calculated position information to the control unit 82.

制御部82は、算出部81から出力された位置情報に基づいて、リール39を制御する。かかる場合、制御部82は、位置情報が第2センサ91の位置であることを示す場合、第3センサ92によりアースバケット31が検出されるまで、ワイヤ38を巻き下げるようにリール39を制御する。また、制御部82は、算出部81から出力された位置情報と進行情報とに基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、進行情報が、作業室2が目的位置であることを示し、位置情報が第2センサ91の位置であることを示す場合、第3センサ92によりアースバケット31が検出されるまで、ワイヤ38を巻き下げるようにリール39を制御する。 The control unit 82 controls the reels 39 based on the position information output from the calculation unit 81. In such a case, if the position information indicates the position of the second sensor 91, the control unit 82 controls the reel 39 to wind down the wire 38 until the third sensor 92 detects the earth bucket 31. . Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on the position information and progress information output from the calculation unit 81. If the progress information indicates that the work chamber 2 is at the target position and the position information indicates that the second sensor 91 is at the position, the control unit 82 controls the progress until the third sensor 92 detects the earth bucket 31. , controls the reel 39 to wind down the wire 38.

次に、ステップS17において、アースバケット31の着地制御を行う。かかる場合、まず第3センサ93は、ステップS16により巻き下げられたアースバケット31を検出する。第3センサ93は、検出した検出情報を取得部80に送信し、取得部80は、出力された検出情報を算出部81に出力する。算出部81は、出力された検出情報に基づいて、位置情報を算出する。算出部81は、算出した位置情報を制御部82に出力する。制御部82は、算出部81から出力された位置情報に基づいて、リール39を制御する。かかる場合、制御部82は、位置情報が第3センサ92の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけワイヤ38を巻き下げるようにリール39を制御する。また、制御部82は、算出部81から出力された位置情報と進行情報とに基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、進行情報が、作業室2が目的位置であることを示し、位置情報が第3センサ92の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけワイヤ38を巻き下げるようにリール39を制御する。 Next, in step S17, landing control of the earth bucket 31 is performed. In such a case, the third sensor 93 first detects the ground bucket 31 that has been lowered in step S16. The third sensor 93 transmits the detected detection information to the acquisition section 80, and the acquisition section 80 outputs the output detection information to the calculation section 81. The calculation unit 81 calculates position information based on the output detection information. The calculation unit 81 outputs the calculated position information to the control unit 82. The control unit 82 controls the reels 39 based on the position information output from the calculation unit 81. In such a case, if the position information indicates the position of the third sensor 92, the control unit 82 controls the reel 39 to wind down the wire 38 by a preset length. Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on the position information and progress information output from the calculation unit 81. When the progress information indicates that the work chamber 2 is at the target position and the position information indicates that the third sensor 92 is at the position, the control unit 82 causes the wire 38 to be wound down by a preset length. The reel 39 is controlled to.

また、制御部82は、荷重計35から送信された荷重情報と位置情報とに基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、位置情報が第3センサ92の位置であることを示す場合、荷重情報が示すワイヤ38にかかる荷重が閾値以下となるまでワイヤ38を巻き下げるようにリール39を制御してもよい。また、制御部82は、荷重計35から送信された荷重情報に基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、例えば荷重計35から送信された荷重情報が示す荷重が基準値以下となる場合、予め設定された長さだけワイヤ38を巻き上げ、この後再び巻き下げを行うようにリール39を制御してもよい。これにより、巻き下げ中にアースバケット31が引っかかった場合においても、自動的に適切に対応することが可能となる。 Further, the control unit 82 may control the reel 39 based on the load information and position information transmitted from the load meter 35. When the position information indicates the position of the third sensor 92, the control unit 82 controls the reel 39 to wind down the wire 38 until the load on the wire 38 indicated by the load information becomes equal to or less than the threshold value. good. Further, the control unit 82 may control the reel 39 based on the load information transmitted from the load meter 35. For example, when the load indicated by the load information transmitted from the load cell 35 is below a reference value, the control unit 82 winds up the wire 38 by a preset length and then winds the reel 39 again. May be controlled. Thereby, even if the earth bucket 31 gets caught during lowering, it is possible to automatically and appropriately deal with the problem.

また、制御部82は、位置情報が第3センサ92の位置であることを示す場合、リール39によりワイヤ38を巻き下げる速度を低下させてもよい。 Furthermore, when the position information indicates the position of the third sensor 92, the control unit 82 may reduce the speed at which the wire 38 is wound down by the reel 39.

また、制御部82は、ステップS17において、ワイヤ固定装置240を制御してもよい。かかる場合、例えば制御部82は、図16(a)に示すように、スライドバー242をS1の方向に走行させ、マテリアルシャフト23の開口部23bの位置にあるワイヤ38を固定させてもよい。また、制御部82は、ステップS16により検出された検出情報に基づいて、スライドバー242を制御してもよい。かかる場合、例えばステップS16により検出されたアースバケット31が第3センサ92により検出されたことを示す検出情報を取得した場合、スライドバー242をS1に方向に制御してもよい。これにより、アースバケット31のつる40を特定の方向に倒すことが可能となる。このため、つる40及びワイヤ38を特定の方向に偏らせることが可能となるため、ケーソンショベル100により、アースバケット31に土砂を積載させる際に、ケーソンショベル100とワイヤ38とが衝突することを防止することが可能となる。 Further, the control unit 82 may control the wire fixing device 240 in step S17. In this case, for example, the control unit 82 may cause the slide bar 242 to travel in the direction S1 to fix the wire 38 at the opening 23b of the material shaft 23, as shown in FIG. 16(a). Further, the control unit 82 may control the slide bar 242 based on the detection information detected in step S16. In such a case, for example, if detection information indicating that the third sensor 92 has detected the earth bucket 31 detected in step S16 is obtained, the slide bar 242 may be controlled in the direction S1. This makes it possible to tilt the temples 40 of the earth bucket 31 in a specific direction. Therefore, since it is possible to bias the temple 40 and the wire 38 in a specific direction, collision between the caisson shovel 100 and the wire 38 is avoided when the caisson shovel 100 loads earth and sand into the earth bucket 31. It becomes possible to prevent this.

上述した各ステップを行うことにより、アースバケット31を作業室2に搬入する動作が終了する。これにより、自動的にかつ安全にアースバケット31を作業室2に搬入することが可能となる。 By performing each of the steps described above, the operation of carrying the earth bucket 31 into the work room 2 is completed. Thereby, it becomes possible to automatically and safely carry the earth bucket 31 into the work room 2.

次に、アースバケット31に土砂を積載する動作について説明する。アースバケット自動楊重システム6は、図15に示すように、ケーソンショベル100がアースバケット31に土砂を積載する軌跡を示す軌跡情報を生成してもよい。かかる場合、まず、ステップS30において、作業室センサ94がアースバケット31を含む作業室2内の第1点群データを検出する。第1点群データは、アースバケットを含む作業室2内の点群からなるデータである。作業室センサ94は、第1点群データを取得部80に送信する。 Next, the operation of loading earth and sand into the earth bucket 31 will be explained. The earth bucket automatic lifting system 6 may generate trajectory information indicating the trajectory of the caisson shovel 100 loading earth and sand into the earth bucket 31, as shown in FIG. In this case, first, in step S30, the work room sensor 94 detects first point group data in the work room 2 including the earth bucket 31. The first point group data is data consisting of a point group in the work room 2 including the earth bucket. The work room sensor 94 transmits the first point cloud data to the acquisition unit 80 .

次に、ステップS31において、取得部80は、第1点群データを取得する。取得部80は、送信された第1点群データを算出部81に出力する。 Next, in step S31, the acquisition unit 80 acquires first point cloud data. The acquisition unit 80 outputs the transmitted first point cloud data to the calculation unit 81.

次に、ステップS32において、算出部81は、出力された第1点群データから、作業室2内にあるアースバケット31を示す第2点群データを抽出する。第2点群データは、アースバケット31を示す点群からなるデータである。また、算出部81は、第2点群データからアースバケット31の位置を算出してもよい。 Next, in step S32, the calculation unit 81 extracts second point cloud data indicating the earth bucket 31 in the work room 2 from the output first point cloud data. The second point group data is data consisting of a point group indicating the earth bucket 31. Further, the calculation unit 81 may calculate the position of the earth bucket 31 from the second point group data.

次に、ステップS33において、算出部81は、アースバケット31に設けられたワイヤ38を示す第3点群データを抽出する。第3点群データは、ワイヤ38を示す点群からなるデータである。かかる場合、算出部81は、ステップS31により抽出した第1点群データにある直線上の点群を第3点群データとしてもよい。また、算出部81は、ステップS32により抽出した第2点群データが示すアースバケット31から閾値内の距離にある直線上の点群を第3点群データとしてもよい。また、図6(b)に示す推定直線230との差が閾値以下となる点群を第3点群データとしてもよい。推定直線230は、3次元空間上の直線を示す方程式を満たす座標の集合からなるモデルである。 Next, in step S33, the calculation unit 81 extracts third point group data indicating the wire 38 provided in the earth bucket 31. The third point group data is data consisting of a point group indicating the wire 38. In such a case, the calculation unit 81 may use the point group on the straight line in the first point group data extracted in step S31 as the third point group data. Further, the calculation unit 81 may use a group of points on a straight line at a distance within a threshold value from the earth bucket 31 indicated by the second point group data extracted in step S32 as the third point group data. Alternatively, a point group whose difference from the estimated straight line 230 shown in FIG. 6(b) is equal to or less than a threshold value may be used as third point group data. The estimated straight line 230 is a model consisting of a set of coordinates that satisfy an equation indicating a straight line in three-dimensional space.

また、ステップS33において、算出部81は、ステップS32により抽出した第2点群データに基づいて、アースバケット31のつる40を示す第4点群データを抽出し、抽出した第4点群データに基づいて、第3点群データを抽出してもよい。かかる場合、算出部81は、第2点群データから予め設定されたマッチング形状231のモデルと一致又は近似する点群データを第4点群データとして抽出してもよい。マッチング形状231のモデルは、3次元空間上のつる40を示す方程式を満たす座標の集合からなるモデルである。かかる場合、例えばRANSAC(Random Sample Consensus)等を用いて点群データを抽出してもよい。 Further, in step S33, the calculation unit 81 extracts fourth point cloud data indicating the vine 40 of the earth bucket 31 based on the second point cloud data extracted in step S32, and adds the extracted fourth point cloud data to Based on this, third point cloud data may be extracted. In such a case, the calculation unit 81 may extract point group data that matches or approximates the model of the matching shape 231 set in advance from the second point group data as the fourth point group data. The model of the matching shape 231 is a model consisting of a set of coordinates that satisfy an equation representing the vine 40 in a three-dimensional space. In such a case, point cloud data may be extracted using, for example, RANSAC (Random Sample Consensus).

ステップS33において、抽出した第4点群データに基づいて、第3点群データを抽出してもよい。かかる場合、第4点群データに隣接する推定直線230を満たす点群データを第3点群データとして抽出してもよい。また、各点群データから、アースバケット31の上面31aとつる40との接点を支点Aとし、つる40とワイヤ38との接点を支点Bとし、ワイヤ38の上端を支点Cとして抽出してもよい。 In step S33, third point group data may be extracted based on the extracted fourth point group data. In such a case, point group data that satisfies the estimated straight line 230 adjacent to the fourth point group data may be extracted as the third point group data. Also, from each point cloud data, it is possible to extract the contact point between the upper surface 31a of the earth bucket 31 and the temple 40 as the fulcrum A, the contact point between the temple 40 and the wire 38 as the fulcrum B, and the upper end of the wire 38 as the fulcrum C. good.

次に、ステップS34において、ステップS31により取得した第1点群データと、ステップS32により抽出した第2点群データとに基づいて、アースバケット31の積載状態を示す積載情報を算出する。算出部81は、例えば第1点群データから、抽出した第2点群データを消去することにより、アースバケット31の内部に積載された積載物を示す点群データを抽出し、抽出した積載物を示す点群データに基づいて、積載量を示す積載情報を取得してもよい。積載情報は、アースバケット31の積載状態を示す情報であり、例えばアースバケット31の内部に積載された土砂の量を示す情報であってもよい。 Next, in step S34, loading information indicating the loading state of the earth bucket 31 is calculated based on the first point group data acquired in step S31 and the second point group data extracted in step S32. The calculation unit 81 extracts point cloud data indicating the load loaded inside the earth bucket 31 by deleting the extracted second point cloud data from the first point cloud data, and calculates the extracted load. Loading information indicating the loading amount may be acquired based on point cloud data indicating the loading amount. The loading information is information indicating the loading state of the earth bucket 31, and may be information indicating the amount of earth and sand loaded inside the earth bucket 31, for example.

次に、ステップS35において、ステップS34により算出した積載情報に基づいて、アースバケット31に土砂が積み込み可能かを判定する。かかる場合、算出部81は、積載情報が示す土砂の量、又は高さが基準値以下の場合、積み込み可能と判定し、基準値以上の場合、積み込み不可と判定する。 Next, in step S35, it is determined whether earth and sand can be loaded into the earth bucket 31 based on the loading information calculated in step S34. In such a case, the calculation unit 81 determines that loading is possible when the amount or height of earth and sand indicated by the loading information is less than the reference value, and determines that loading is not possible when it is greater than or equal to the reference value.

次に、ステップS36において、ステップS33により抽出した第3点群データに基づいて、ワイヤの位置を示すワイヤ位置情報を算出する。ワイヤ位置情報は、3次元空間上のワイヤ38の位置を示す情報である。また、ワイヤ位置情報は、ワイヤ38のアースバケット31との相対位置を示す情報であってもよい。また、ワイヤ位置情報は、図6(b)に示すように、ワイヤ38が支点Aより方向x側にあるか、方向xの逆側にあるかを示す情報であってもよい。また、ステップS36において、提示部83は、ワイヤ位置情報等の各情報をユーザに提示してもよい。 Next, in step S36, wire position information indicating the position of the wire is calculated based on the third point group data extracted in step S33. The wire position information is information indicating the position of the wire 38 in three-dimensional space. Further, the wire position information may be information indicating the relative position of the wire 38 with respect to the earth bucket 31. Further, the wire position information may be information indicating whether the wire 38 is on the side of the direction x from the fulcrum A or on the opposite side of the direction x, as shown in FIG. 6(b). Further, in step S36, the presenting unit 83 may present each piece of information such as wire position information to the user.

次に、ステップS37において、第3点群データに基づいて、作業室2内のケーソンショベル100がアースバケット31に土砂を積載可能な方向を示す方向情報を算出する。方向情報は、例えば図6(b)に示すように、方向xからケーソンショベル100がアースバケット31に土砂が積載可能であることを示す情報であってもよい。かかる場合、例えば算出部81は、第3点群データに基づいて、ワイヤ位置情報を算出し、算出したワイヤ位置情報に基づいて、方向情報を算出してもよい。算出部81は、例えばワイヤ位置情報が、ワイヤ38が支点Aより方向x側にあることを示す場合、方向xに積載可能であることを示す方向情報を算出してもよい。また、ステップS37において、提示部83は、方向情報等の各情報をユーザに提示してもよい。これにより、ワイヤ38とケーソンショベル100とを接触させることなく、自動的にアースバケット31に土砂を積載することが可能となる。 Next, in step S37, direction information indicating a direction in which the caisson shovel 100 in the work room 2 can load earth and sand into the earth bucket 31 is calculated based on the third point group data. The direction information may be information indicating that the caisson shovel 100 can load earth and sand into the earth bucket 31 from the direction x, for example, as shown in FIG. 6(b). In such a case, for example, the calculation unit 81 may calculate wire position information based on the third point group data, and may calculate direction information based on the calculated wire position information. For example, when the wire position information indicates that the wire 38 is on the side of the direction x from the fulcrum A, the calculation unit 81 may calculate direction information indicating that the wire can be loaded in the direction x. Further, in step S37, the presenting unit 83 may present various pieces of information such as direction information to the user. This makes it possible to automatically load earth and sand into the earth bucket 31 without bringing the wire 38 into contact with the caisson shovel 100.

次に、ステップS38において、ステップS37において算出した方向情報に基づいて、ケーソンショベル100がアースバケット31に土砂を積載する軌跡を示す軌跡情報を生成する。軌跡情報は、例えばケーソンショベル100のバケット152の軌跡を示す情報であってもよい。また、軌跡情報は、例えば走行体110、ブーム130、及びバケットアタッチメント150等のケーソンショベル100の各構成の動作を示す情報であってもよい。算出部81は、方向情報が示すケーソンショベル100がアースバケット31に土砂を積載可能な方向からケーソンショベル100によりアースバケット31に土砂を積載するように軌道情報を生成する。 Next, in step S38, trajectory information indicating the trajectory of the caisson shovel 100 loading earth and sand into the earth bucket 31 is generated based on the direction information calculated in step S37. The trajectory information may be information indicating the trajectory of the bucket 152 of the caisson shovel 100, for example. Further, the trajectory information may be information indicating the operation of each component of the caisson excavator 100, such as the traveling body 110, the boom 130, and the bucket attachment 150. The calculation unit 81 generates trajectory information such that the caisson shovel 100 loads earth and sand into the earth bucket 31 from a direction indicated by the direction information in which the caisson shovel 100 can load earth and sand onto the earth bucket 31 .

上述したステップS30~ステップS38により、アースバケット31に土砂を積載する動作が終了する。これにより、アースバケット31に自動的に土砂を積載することが可能となる。 Through steps S30 to S38 described above, the operation of loading earth and sand into the earth bucket 31 is completed. This makes it possible to automatically load earth and sand into the earth bucket 31.

次に、アースバケット31を地上Tに搬出する動作について説明する。図11(b)に示すように、まずステップS20において、作業室センサ94がアースバケット31を検出する。作業室センサ94は、作業室2内の第1点群データを取得する。作業室センサ94は、取得した第1点群データを取得部80に送信する。 Next, the operation of transporting the earth bucket 31 to the ground T will be explained. As shown in FIG. 11(b), first in step S20, the work chamber sensor 94 detects the earth bucket 31. The work room sensor 94 acquires first point group data within the work room 2 . The work room sensor 94 transmits the acquired first point cloud data to the acquisition unit 80 .

次に、ステップS21において、取得部80は、送信された第1点群データを算出部81に出力する。算出部81は出力された第1点群データから、作業室2内にあるアースバケット31を示す第2点群データを抽出する。かかる場合、算出部81は、上述した数学モデルを用いて、アースバケット31を示す第2点群データを抽出してもよい。算出部81は、第1点群データと第2点群データとに基づいて、アースバケット31の積載状態を示す積載情報を算出する。算出部81は、算出した積載情報を制御部82に出力してもよい。 Next, in step S21, the acquisition unit 80 outputs the transmitted first point cloud data to the calculation unit 81. The calculation unit 81 extracts second point cloud data indicating the earth bucket 31 in the work room 2 from the output first point cloud data. In such a case, the calculation unit 81 may extract the second point group data indicating the earth bucket 31 using the above-described mathematical model. The calculation unit 81 calculates loading information indicating the loading state of the earth bucket 31 based on the first point group data and the second point group data. The calculation unit 81 may output the calculated loading information to the control unit 82.

次に、ステップS22において、制御部82は、第3センサ93の位置までワイヤを巻き上げるようにリール39を制御する。制御部82は、例えばステップS21又はステップS34により算出された積載情報に基づいて、ワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御する。かかる場合、制御部82は、積載情報が示す土砂の積載量が基準値以上を示す場合、ワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御してもよい。これにより、自動的にアースバケット31の搬出作業を適切に判断し、開始することが可能となる。 Next, in step S22, the control unit 82 controls the reel 39 to wind up the wire to the position of the third sensor 93. The control unit 82 controls the reel 39 to wind up the wire 38 based on the loading information calculated in step S21 or step S34, for example. In such a case, the control unit 82 may control the reel 39 to wind up the wire 38 if the loading amount of earth and sand indicated by the loading information is greater than or equal to the reference value. This makes it possible to automatically appropriately determine and start the work of carrying out the earth bucket 31.

また、ステップS22において、制御部82は、ワイヤを巻き上げるための制御信号が入力された場合、ワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御してもよい。かかる場合、制御信号は、ユーザにより入力されてもよい。 Further, in step S22, when a control signal for winding up the wire is input, the control unit 82 may control the reel 39 to wind up the wire 38. In such a case, the control signal may be input by the user.

また、制御部82は、ステップS22において、ステップS17により、ワイヤ固定装置240を制御していた場合、ワイヤ固定装置240を制御してもよい。かかる場合、例えば制御部82は、図16(b)に示すように、スライドバー242をS2の方向に走行させ、ワイヤ38を開口部23bの中心となるように制御してもよい。また、制御部82は、ステップS22において、ワイヤを巻き上げるための制御信号が入力された場合、スライドバー242をS2の方向に走行させ、ワイヤ38を開口部23bの中心となるように制御してもよい。また、制御部82は、ステップS22において、積載情報が示す土砂の積載量が基準値以上を示す場合、スライドバー242をS2の方向に走行させ、ワイヤ38を開口部23bの中心となるように制御してもよい。 Further, in step S22, the control unit 82 may control the wire fixing device 240 if it has been controlling the wire fixing device 240 in step S17. In such a case, for example, the control unit 82 may control the slide bar 242 to move in the direction S2 and to center the wire 38 in the opening 23b, as shown in FIG. 16(b). Further, in step S22, when a control signal for winding up the wire is input, the control unit 82 causes the slide bar 242 to travel in the direction S2, and controls the wire 38 to be centered in the opening 23b. Good too. Further, in step S22, if the loading amount of earth and sand indicated by the loading information is greater than or equal to the reference value, the control unit 82 causes the slide bar 242 to travel in the direction of S2, and moves the wire 38 to the center of the opening 23b. May be controlled.

次に、ステップS23において、制御部82は、第2センサ91により、アースバケット31が検出されるまでワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御する。ステップS23において、制御部82は、算出部81から出力された位置情報に基づいて、リール39を制御する。かかる場合、制御部82は、位置情報が第3センサ92の位置であることを示す場合、第2センサ91によりアースバケット31が検出されるまで、ワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御する。また、制御部82は、算出部81から出力された位置情報と進行情報とに基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、進行情報が、地上Tが目的位置であることを示し、位置情報が第3センサ92の位置であることを示す場合、第2センサ91によりアースバケット31が検出されるまで、ワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御する。また、制御部82は、荷重計35から送信された荷重情報に基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、例えば荷重計35から送信された荷重情報が示す荷重が基準値以上となる場合、予め設定された長さだけワイヤ38を巻き下げ、この後再び巻き上げを行うようにリール39を制御してもよい。これにより、巻き上げ中にアースバケット31が引っかかった場合においても、自動的に適切に対応することが可能となる。 Next, in step S23, the control unit 82 controls the reel 39 to wind up the wire 38 until the second sensor 91 detects the earth bucket 31. In step S23, the control unit 82 controls the reels 39 based on the position information output from the calculation unit 81. In such a case, if the position information indicates the position of the third sensor 92, the control unit 82 controls the reel 39 to wind up the wire 38 until the second sensor 91 detects the earth bucket 31. Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on the position information and progress information output from the calculation unit 81. When the progress information indicates that the ground T is the destination position and the position information indicates that the third sensor 92 is located, the control unit 82 continues until the second sensor 91 detects the earth bucket 31. The reel 39 is controlled to wind up the wire 38. Further, the control unit 82 may control the reel 39 based on the load information transmitted from the load meter 35. For example, when the load indicated by the load information transmitted from the load cell 35 exceeds a reference value, the control unit 82 lowers the wire 38 by a preset length and then controls the reel 39 to wind it up again. May be controlled. Thereby, even if the earth bucket 31 gets caught during hoisting, it is possible to automatically and appropriately deal with the problem.

次に、ステップS24において、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入する。ステップS24において、取得部80は、ステップS23により送信された検出情報を算出部81に出力する。算出部81は、出力された検出情報に基づいて、アースバケット31の位置を示す位置情報を算出する。算出部81は、算出した位置情報を制御部82に出力する。 Next, in step S24, the earth bucket 31 is carried into the material lock 24. In step S24, the acquisition unit 80 outputs the detection information transmitted in step S23 to the calculation unit 81. The calculation unit 81 calculates position information indicating the position of the earth bucket 31 based on the output detection information. The calculation unit 81 outputs the calculated position information to the control unit 82.

制御部82は、算出部81から出力された位置情報に基づいて、リール39を制御する。かかる場合、制御部82は、位置情報が第2センサ91の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけ巻き上げるようにリール39を制御する。また、制御部82は、算出部81から出力された位置情報と進行情報とに基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、進行情報が、地上Tが目的位置であることを示し、位置情報が第2センサ91の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけ巻き上げるようにリール39を制御する。ステップS24により、アースバケット31をマテリアルロック24の特定の位置に自動的に搬入することが可能となる。 The control unit 82 controls the reels 39 based on the position information output from the calculation unit 81. In such a case, if the position information indicates the position of the second sensor 91, the control unit 82 controls the reel 39 to wind up a preset length. Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on the position information and progress information output from the calculation unit 81. When the progress information indicates that the ground T is the target position and the position information indicates that the second sensor 91 is located, the control unit 82 controls the reel 39 to reel by a preset length. do. Step S24 makes it possible to automatically transport the earth bucket 31 to a specific position of the material lock 24.

また、制御部82は、マテリアルロック情報に基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、上ドア26が閉じており、下ドア27が開いていることを示すマテリアルロック情報が出力された場合、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入するようにリールを制御してもよい。これにより、マテリアルロックの状態に応じて適切な動作を自動的に行うことが可能となる。 Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on the material lock information. If material lock information indicating that the upper door 26 is closed and the lower door 27 is open is output, the control unit 82 controls the reel to carry the earth bucket 31 into the material lock 24. good. This makes it possible to automatically perform appropriate operations depending on the state of the material lock.

また、制御部82は、マテリアルロック情報とマテリアルセンサ95によりアースバケット31が検出された検出情報とに基づいて、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入出させるために、リール39及びマテリアルロック24を制御してもよい。かかる場合、制御部82は、例えば図17に示すように、まずステップS51において、マテリアルロック情報に基づいて、下ドア27が閉じている場合、下ドア27を開ける。かかる場合、制御部82は、上ドア26が閉じている場合、下ドア27を開けるように制御してもよい。 Further, the control unit 82 controls the reel 39 and the material lock 24 in order to carry the earth bucket 31 into and out of the material lock 24 based on the material lock information and the detection information that the earth bucket 31 is detected by the material sensor 95. May be controlled. In this case, as shown in FIG. 17, for example, the control unit 82 first opens the lower door 27 in step S51 if the lower door 27 is closed based on the material lock information. In such a case, the control unit 82 may control the lower door 27 to be opened when the upper door 26 is closed.

次に、ステップS52において、制御部82は、リール39を巻き上げ、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入する。また、ステップS52において、マテリアルロック24にマテリアルセンサ95が設けられていない場合、制御部82は、予め設定された一定の長さだけリール39を巻き上げてもよい。 Next, in step S52, the control unit 82 winds up the reel 39 and carries the earth bucket 31 into the material lock 24. Further, in step S52, if the material sensor 95 is not provided in the material lock 24, the control unit 82 may wind up the reel 39 by a preset constant length.

次にステップS53において、取得部80は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出した検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得した検出情報に基づいて、位置情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報に基づいて、リール39の動作を停止させるように制御する。かかる場合、制御部82は、マテリアルセンサ95が2以上設けられている場合、2以上のマテリアルセンサ95が同時にアースバケット31を検出するまでリール39を巻き上げるように制御してもよい。これにより、アースバケット31をマテリアルロック24内の特定の位置に自動的に静止させることが可能となる。 Next, in step S53, the acquisition unit 80 acquires detection information that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 calculates position information based on the detection information acquired by the acquisition unit 80, The control unit 82 controls the reel 39 to stop its operation based on the calculated position information. In such a case, if two or more material sensors 95 are provided, the control unit 82 may control the reel 39 to be wound up until the two or more material sensors 95 simultaneously detect the earth bucket 31. This makes it possible to automatically stop the earth bucket 31 at a specific position within the material lock 24.

次に、ステップS54において、取得部80は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出した検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得した検出情報に基づいて、位置情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報に基づいて、マテリアルロック24の上ドア26又は下ドア27の開閉を制御してもよい。かかる場合、例えば取得部80は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示す検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得した検出情報に基づいて、アースバケット31がマテリアルロック24内にあることを示す位置情報を算出し、制御部82は、算出部81が算出した位置情報に基づいて、下ドア27を閉じるように制御してもよい。また、このとき取得部80は、制御部82からマテリアルロック24に送られた制御信号に基づいて、下ドア27が閉じたことを示すマテリアルロック情報を取得してもよい。これにより、マテリアルロック24内のアースバケット31の位置を算出することが可能となる。また、アースバケット31の位置に応じて、適切なマテリアルロック24のドアの開閉の制御の自動化が可能となる。 Next, in step S54, the acquisition unit 80 acquires detection information that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 calculates position information based on the detection information acquired by the acquisition unit 80. The control unit 82 may control opening and closing of the upper door 26 or the lower door 27 of the material lock 24 based on the calculated position information. In such a case, for example, the acquisition unit 80 acquires detection information indicating that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 calculates whether the earth bucket 31 is detected based on the detection information acquired by the acquisition unit 80. The controller 82 may calculate position information indicating that the lower door 27 is inside the material lock 24, and control the lower door 27 to close based on the position information calculated by the calculation unit 81. Further, at this time, the acquisition unit 80 may acquire material lock information indicating that the lower door 27 is closed based on a control signal sent from the control unit 82 to the material lock 24. This makes it possible to calculate the position of the earth bucket 31 within the material lock 24. Further, depending on the position of the earth bucket 31, it is possible to appropriately control the opening and closing of the door of the material lock 24 automatically.

また、ステップS54において、取得部80は、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出したそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれ検出情報に基づいて、位置情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報に基づいて、マテリアルロック24の上ドア26又は下ドア27の開閉を制御してもよい。かかる場合、例えば取得部80は、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示すそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれの検出情報に基づいて、アースバケット31がマテリアルロック24内の2以上のマテリアルセンサ95により検出される位置にあることを示す位置情報を算出し、制御部82は、算出部81が算出した位置情報に基づいて、下ドア27を閉じるように制御してもよい。これにより、より高精度にマテリアルロック24内のアースバケット31の位置を算出することが可能となる。また、ステップS54において、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出したそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれ検出情報に基づいて、位置情報とアースバケット31がマテリアルロック24を通過する方向に関する通過方向情報を算出し、制御部82は、算出した位置情報と通過方向情報とに基づいて、マテリアルロック24の上ドア26又は下ドア27の開閉を制御してもよい。かかる場合、例えば取得部80は、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示すそれぞれの検出情報を取得し、算出部81は、取得部80が取得したそれぞれの検出情報が示すアースバケット31を検出した時間に基づいて、2以上のマテリアルセンサ95がアースバケット31を検出した順番を算出し、算出した順番からアースバケット31の通過方向が地上T方向であることを示す通過方向情報を算出する。制御部82は、位置情報と通過方向情報とに基づいて、下ドア27を閉じるようにマテリアルロック24を制御する。これにより、アースバケット31の通過方向を自動的に算出することが可能となるため、通過方向に応じた適切な制御が自動的に可能となる。 Further, in step S54, the acquisition unit 80 acquires the detection information of each of the earth buckets 31 detected by the two or more material sensors 95, and the calculation unit 81 calculates, based on the respective detection information acquired by the acquisition unit 80, The position information may be calculated, and the control unit 82 may control opening and closing of the upper door 26 or the lower door 27 of the material lock 24 based on the calculated position information. In such a case, for example, the acquisition unit 80 acquires respective detection information indicating that two or more material sensors 95 have detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 acquires each detection information acquired by the acquisition unit 80. Based on the position information, the control unit 82 calculates position information indicating that the earth bucket 31 is at a position detected by two or more material sensors 95 in the material lock 24. Then, the lower door 27 may be controlled to close. This makes it possible to calculate the position of the earth bucket 31 within the material lock 24 with higher accuracy. Further, in step S54, the two or more material sensors 95 acquire detection information for each of the earth buckets 31, and the calculation unit 81 calculates the position information and the earth bucket based on the detection information acquired by the acquisition unit 80. 31 passes through the material lock 24, and the control unit 82 controls the opening/closing of the upper door 26 or the lower door 27 of the material lock 24 based on the calculated position information and the passage direction information. You may. In such a case, for example, the acquisition unit 80 acquires respective detection information indicating that two or more material sensors 95 have detected the earth bucket 31, and the calculation unit 81 acquires each detection information acquired by the acquisition unit 80. The order in which two or more material sensors 95 detected the earth bucket 31 is calculated based on the time at which the earth bucket 31 was detected, and the calculated order indicates that the direction in which the earth bucket 31 passes is the T direction above the ground. Calculate passing direction information. The control unit 82 controls the material lock 24 to close the lower door 27 based on the position information and the passing direction information. Thereby, it becomes possible to automatically calculate the passing direction of the earth bucket 31, and thus it becomes possible to automatically perform appropriate control according to the passing direction.

また、ステップS54において、制御部82は、下ドア27を閉め、マテリアルロック24内の気圧が作業室2内の気圧である作業気圧となるようにマテリアルロック24の気圧を制御する。かかる場合、制御部82は、マテリアルセンサ95がアースバケット31を検出していることを示す検出情報と上ドア26と下ドア27とが閉まっていることを示すマテリアルロック情報とが入力された場合、マテリアルロック24内の気圧を制御するようにしてもよい。また、このとき取得部80は、制御部82からマテリアルロック24に送られた制御信号に基づいて、マテリアルロック24内の気圧が大気圧であることを示すマテリアルロック情報を取得してもよい。 Further, in step S54, the control unit 82 closes the lower door 27 and controls the atmospheric pressure of the material lock 24 so that the atmospheric pressure inside the material lock 24 becomes the working atmospheric pressure, which is the atmospheric pressure inside the work chamber 2. In such a case, the control unit 82 receives detection information indicating that the material sensor 95 has detected the earth bucket 31 and material lock information indicating that the upper door 26 and the lower door 27 are closed. , the air pressure inside the material lock 24 may be controlled. Further, at this time, the acquisition unit 80 may acquire material lock information indicating that the pressure inside the material lock 24 is atmospheric pressure based on a control signal sent from the control unit 82 to the material lock 24.

次に、ステップS45において、制御部82は、上ドア26を開けるようにマテリアルロック24を制御する。かかる場合、制御部82は、上ドア26と下ドア27とが閉じていることを示すマテリアルロック情報が入力された場合、上ドア26を開くようにマテリアルロック24を制御してもよい。また、ステップS45において、制御部82は、マテリアルロック24内の気圧が大気圧であることを示すマテリアルロック情報と、ステップS44において、算出した通過方向情報とに基づいて、上ドア26を開けるように制御してもよい。 Next, in step S45, the control unit 82 controls the material lock 24 to open the upper door 26. In such a case, the control unit 82 may control the material lock 24 to open the upper door 26 when material lock information indicating that the upper door 26 and the lower door 27 are closed is input. Further, in step S45, the control unit 82 causes the upper door 26 to open based on the material lock information indicating that the pressure inside the material lock 24 is atmospheric pressure and the passage direction information calculated in step S44. may be controlled.

上述したステップS51~S56を行うことにより、アースバケット31をマテリアルロック24に搬入及び搬出する動作が終了する。これにより、自動的にマテリアルロック24にアースバケット31を搬入及び搬出することが可能となる。 By performing steps S51 to S56 described above, the operation of carrying the earth bucket 31 into and out of the material lock 24 is completed. This makes it possible to automatically carry the earth bucket 31 into and out of the material lock 24.

次に、ステップS25において、第1センサ90がアースバケット31を検出する。ステップS56により、マテリアルロック24に搬出されたアースバケット31が、第1センサ90の位置に到達することで、第1センサ90は、アースバケット31を検出する。第1センサ90は、検出した検出情報を取得部80に送信する。取得部80は、送信された検出情報を算出部81に出力する。算出部81は、出力された検出情報に基づいて、位置情報を算出する。算出部81は、算出した位置情報を制御部82に出力する。 Next, in step S25, the first sensor 90 detects the earth bucket 31. When the earth bucket 31 carried out to the material lock 24 reaches the position of the first sensor 90 in step S56, the first sensor 90 detects the earth bucket 31. The first sensor 90 transmits the detected detection information to the acquisition unit 80. The acquisition unit 80 outputs the transmitted detection information to the calculation unit 81. The calculation unit 81 calculates position information based on the output detection information. The calculation unit 81 outputs the calculated position information to the control unit 82.

次に、ステップS26において、アースバケット31をマテリアルシャフト23から搬出する。ステップS26において、制御部82は、ステップS25において、算出部81から出力された位置情報に基づいて、リール39を制御する。かかる場合、制御部82は、位置情報が第1センサ90の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけ、ワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御する。また、制御部82は、算出部81から出力された位置情報と進行情報とに基づいて、リール39を制御してもよい。制御部82は、進行情報が、地上Tが目的位置であることを示し、位置情報が第1センサ90の位置であることを示す場合、予め設定された長さだけ、ワイヤ38を巻き上げるようにリール39を制御する。 Next, in step S26, the earth bucket 31 is carried out from the material shaft 23. In step S26, the control unit 82 controls the reels 39 based on the position information output from the calculation unit 81 in step S25. In such a case, if the position information indicates the position of the first sensor 90, the control unit 82 controls the reel 39 to wind up the wire 38 by a preset length. Further, the control unit 82 may control the reels 39 based on the position information and progress information output from the calculation unit 81. When the progress information indicates that the ground T is the target position and the position information indicates that the first sensor 90 is located, the control unit 82 causes the wire 38 to be wound up by a preset length. Controls the reel 39.

上述した各ステップを行うことにより、アースバケット31を地上Tに搬出する動作が終了する。これにより、自動的にかつ安全にアースバケット31を地上Tに搬出することが可能となる。 By performing each of the steps described above, the operation of transporting the earth bucket 31 to the ground T is completed. This makes it possible to automatically and safely transport the earth bucket 31 to the ground T.

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

1 ケーソン
2 作業室
3 送気路
4 走行レール
5 クローラークレーン
6 アースバケット自動楊重システム
11 土砂自動積込装置
12 遠隔操作装置
13 地上遠隔操作室
21 マンシャフト
22 マンロック
23 マテリアルシャフト
24 マテリアルロック
25 螺旋階段
26 上ドア
27 下ドア
31 アースバケット
32 キャリア装置
33 土砂ホッパー
34 小型記録媒体
35 荷重計
36 チェーン
37 アンカー
38 ワイヤ
39 リール
41 送気管
42 空気圧縮機
43 空気清浄装置
44 送気圧力調整装置
45 自動減圧装置
51 非常用空気圧縮機
53 ホスピタルロック
80 取得部
81 算出部
82 制御部
83 提示部
90 第1センサ
91 第2センサ
92 第3センサ
93 地上センサ
94 作業室センサ
95 マテリアルセンサ
100 ケーソンショベル
110 走行体
111 走行フレーム
113 走行ローラ
121 旋回フレーム
130 ブーム
131 基端ブーム
132 先端ブーム
133 伸縮シリンダ
134 起伏シリンダ
150 バケットアタッチメント
151 ベース部材
152 バケット
153 バケットシリンダ
165 コントロールユニット
165a メインコントローラ
165b 走行体用コントローラ
165c ブーム・バケット用コントローラ
201 走行体位置センサ
202 旋回角度センサ
203 ブーム起伏角度センサ
204 ブーム伸長量センサ
205 バケット揺動角度センサ
206 外界センサ
211 走行体位置測定部
212 バケット位置測定部
213 地盤形状測定部
220 基準円筒
221 一般化円筒
230 推定直線
231 マッチング形状
240 ワイヤ固定装置
241 スライドレール
242 スライドバー
1 Caisson 2 Working room 3 Air supply path 4 Running rail 5 Crawler crane 6 Earth bucket automatic lifting system 11 Automatic earth and sand loading device 12 Remote control device 13 Ground remote control room 21 Manshaft 22 Manlock 23 Material shaft 24 Material lock 25 Spiral staircase 26 Upper door 27 Lower door 31 Earth bucket 32 Carrier device 33 Earth and sand hopper 34 Small recording medium 35 Load cell 36 Chain 37 Anchor 38 Wire 39 Reel 41 Air supply pipe 42 Air compressor 43 Air purifier 44 Air supply pressure adjustment device 45 Automatic pressure reduction device 51 Emergency air compressor 53 Hospital lock 80 Acquisition unit 81 Calculation unit 82 Control unit 83 Presentation unit 90 First sensor 91 Second sensor 92 Third sensor 93 Ground sensor 94 Work room sensor 95 Material sensor 100 Caisson shovel 110 Traveling body 111 Traveling frame 113 Traveling roller 121 Swivel frame 130 Boom 131 Base end boom 132 Tip boom 133 Telescopic cylinder 134 Luffing cylinder 150 Bucket attachment 151 Base member 152 Bucket 153 Bucket cylinder 165 Control unit 165a Main controller 165b Traveling body controller 165c Boom - Bucket controller 201 Traveling body position sensor 202 Rotation angle sensor 203 Boom heave angle sensor 204 Boom extension amount sensor 205 Bucket swing angle sensor 206 External world sensor 211 Traveling body position measurement section 212 Bucket position measurement section 213 Ground shape measurement section 220 Standard Cylinder 221 Generalized cylinder 230 Estimated straight line 231 Matching shape 240 Wire fixing device 241 Slide rail 242 Slide bar

Claims (11)

ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、
前記取得手段により抽出された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出手段とを備えること
を特徴とするケーソン点群抽出システム。
Acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from the position of the point cloud sensor in the work chamber of the pneumatic caisson to the acquisition target;
and a second extraction means for extracting third point cloud data indicating a wire provided in an earth bucket in the work chamber based on the first point cloud data extracted by the acquisition means. Caisson point cloud extraction system.
ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットを示す第2点群データを抽出する第1抽出手段と、
前記第1抽出手段により抽出された第2点群データに基づいて、前記アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出手段とを備えること
を特徴とするケーソン点群抽出システム。
Acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from the position of the point cloud sensor in the work chamber of the pneumatic caisson to the acquisition target;
a first extraction means for extracting second point cloud data indicating an earth bucket located in the work chamber based on the first point cloud data acquired by the acquisition means;
A caisson point characterized by comprising: a second extracting means for extracting third point group data indicating a wire provided in the earth bucket based on the second point group data extracted by the first extracting means. Group sampling system.
ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットを示す第2点群データを抽出する第1抽出手段と
前記第1抽出手段により抽出された第2点群データに基づいて、前記アースバケットの上面に設けられたつるを示す第4点群データを抽出する第3抽出手段と
前記第3抽出手段により抽出された第4点群データに基づいて、前記アースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出手段とを備えること
を特徴とするケーソン点群抽出システム。
Acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from the position of the point cloud sensor in the work chamber of the pneumatic caisson to the acquisition target;
a first extraction means for extracting second point cloud data indicating an earth bucket in the work chamber based on the first point cloud data acquired by the acquisition means; and a second point extracted by the first extraction means. a third extraction means for extracting fourth point group data indicating a vine provided on the upper surface of the earth bucket based on the group data; A caisson point cloud extraction system comprising: second extraction means for extracting third point cloud data indicating wires installed in the earth bucket.
前記第2抽出手段により抽出された第3点群データに基づいて、前記ワイヤの位置を示すワイヤ位置情報を算出する算出手段をさらに備えること
を特徴とする請求項1に記載のケーソン点群抽出システム。
The caisson point group extraction according to claim 1, further comprising calculation means for calculating wire position information indicating the position of the wire based on the third point group data extracted by the second extraction means. system.
前記第2抽出手段により抽出された第3点群データに基づいて、前記作業室内のケーソンショベルが前記アースバケットに土砂を積載可能な方向を示す方向情報を算出する算出手段をさらに備えること
を特徴とする請求項1に記載のケーソン点群抽出システム。
The method further comprises calculation means for calculating direction information indicating a direction in which the caisson shovel in the work room can load earth and sand into the earth bucket based on the third point cloud data extracted by the second extraction means. The caisson point group extraction system according to claim 1.
前記算出手段により算出された方向情報を提示する提示手段をさらに備えること
を特徴とする請求項5に記載のケーソン点群抽出システム。
The caisson point group extraction system according to claim 5, further comprising presentation means for presenting the direction information calculated by the calculation means.
前記算出手段により算出された方向情報に基づいて、前記ケーソンショベルが前記アースバケットに土砂を積載する軌跡を示す軌跡情報を生成する生成手段をさらに備えること
を特徴とする請求項5に記載のケーソン点群抽出システム。
The caisson according to claim 5, further comprising a generating means for generating trajectory information indicating a trajectory of the caisson shovel loading earth and sand into the earth bucket based on the direction information calculated by the calculating means. Point cloud extraction system.
前記第1抽出手段により抽出された第2点群データに基づいて、前記アースバケットの位置を算出する算出手段をさらに備えること
を特徴とする請求項に記載のケーソン点群抽出システム。
The caisson point group extraction system according to claim 2 , further comprising calculation means for calculating the position of the earth bucket based on the second point group data extracted by the first extraction means.
ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットを示す第2点群データを抽出する第1抽出手段と、
前記取得手段により取得された第1点群データと、前記第1抽出手段により抽出された第2点群データとの差分に基づいて、前記アースバケットの積載状態を示す積載情報を算出する算出手段とを備えること
を特徴とするケーソン点群抽出システム。
Acquisition means for acquiring first point cloud data indicating distance information from the position of the point cloud sensor in the work chamber of the pneumatic caisson to the acquisition target;
a first extraction means for extracting second point cloud data indicating an earth bucket located in the work chamber based on the first point cloud data acquired by the acquisition means;
Calculation means for calculating loading information indicating the loading state of the earth bucket based on the difference between the first point cloud data acquired by the acquisition means and the second point cloud data extracted by the first extraction means. A caisson point cloud extraction system comprising:
前記算出手段により算出された積載情報に基づいて、前記アースバケットに土砂が積み込み可能かを判定する判定手段をさらに備えること
を特徴とする請求項9に記載のケーソン点群抽出システム。
The caisson point group extraction system according to claim 9, further comprising determining means for determining whether earth and sand can be loaded into the earth bucket based on the loading information calculated by the calculating means.
ニューマチックケーソンの作業室内にある点群センサの位置から取得対象までの距離情報を示す第1点群データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにより抽出された第1点群データに基づいて、前記作業室内にあるアースバケットに設けられたワイヤを示す第3点群データを抽出する第2抽出ステップとをコンピュータに実行させること
を特徴とするケーソン点群抽出プログラム。
an acquisition step of acquiring first point cloud data indicating distance information from the position of the point cloud sensor in the work room of the pneumatic caisson to the acquisition target;
and a second extraction step of extracting third point cloud data indicating a wire provided in an earth bucket in the work chamber based on the first point cloud data extracted in the acquisition step. A featured caisson point cloud extraction program.
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