JPH04290915A - 土工事の出来高測量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、造成工事などの土工事
における出来高測量装置に係り、特に地山の計画像と実
際の出来高像とをスーパインポーズしながら出来高状況
を把握できるようにした土工事の出来高測量装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】造成工事等の大規模土工事においては、
その掘削，整地などの施工状況が計画図に対し、どの程
度進行しているかを常に把握できることが必要である。 その方法としては、地山の出来高を測量し、計画図と比
較できるようにすることである。従来、このような地山
の出来高測量にさいしては、タキオメータや光波距離器
などの測量機器を用いて造成途中の地形を測量し、且つ
丁張り掛け、とんぼ掛けなどを行なうことによって、現
在の土工事施工状況を把握できるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、丁張り掛け、とんぼ掛けなどの測
量作業が依然として必要であるとともに、測量機器を用
いた人為的測量も行なわなければならないため、多くの
人手と時間を要する。また、掘削，整地などを行なうブ
ルトーザやバックフォー等の作業機械の能力が進歩して
いても、それに測量作業がついていかなければ土工事全
体の作業効率は向上できない。このため、測量業務が遅
れた場合には、その遅れを残業，休日出勤などで取り戻
すようにしているのが現状であり、測量作業者の負担が
更に増大するという問題があった。本発明は、このよう
な点に鑑みなされたもので、地山の出来高測量を無人化
し、地山の計画図に対する出来高状況を一目で把握でき
るようにした土工事の出来高測量装置を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、土工事される地山の造成地域を包囲するよ
うに設置され、造成地域を異なる方向から撮影する複数
のビデオカメラと、地山を造成する作業機械の造成地域
内での座標位置及び向きを検出する検出手段と、前記各
ビデオカメラで撮影された画像データ及び作業機械の座
標位置，向きデータを監視センタ側へ送信するとともに
監視センタからの信号を受信する送受信用通信手段と、
前記監視センタに設置され、前記通信手段を介して送ら
れてくる各方向の画像データ，座標位置及び向きデータ
を解析して地山の出来高測量画像を生成するとともに、
この各出来高測量画像とこれに対応する各計画画像とを
スーパインポーズ処理する中央処理手段と、前記中央処
理手段で処理されたスーパインポーズ画像を表示する手
段と、前記各ビデオカメラから見た画像に対応する各方
向の計画画像データを格納するデータベースとを備えた
ことを特徴とする。また、本発明は作業機械が中央処理
手段でスーパインポーズされた画像を表示する表示手段
を備えたことを特徴とする。

【０００５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
いて説明する。図１は、全体の構成図を示すもので、１
ａ，１ｂ・・・は造成される地山を撮影する複数台（例
えば５台）のビデオカメラであり、これらビデオカメラ
１ａ，１ｂ・・・は、図２に示すように造成される地域
２を周囲から包囲する状態に配設され、造成される地域
２をそれぞれの方向から予め決められた領域を撮影でき
るようになっている。即ち、各ビデオカメラ１ａ，１ｂ
・・・で撮影された画像を合成すれば造成地域全体が表
示できるようになる。また、各ビデオカメラ１ａ，１ｂ
・・・は、これから出力されるアナログ信号をデジタル
信号に変換するＡ−Ｄ変換回路３を介して多重変換回路
４に接続されている。

【０００６】５は造成地域２を掘削，整地するバックフ
ォーやブルトーザ等の作業機械６（図２参照）の位置を
検出するための位置座標測定装置であって、地磁気セン
サ，ＧＰＳ（グローバル・ポジション・システム）等か
ら構成される。そして、この位置座標測定装置５は、こ
れから出力される信号をデジタル量に変換するＡ−Ｄ変
換回路７を介して多重変換回路４に接続されている。

【０００７】８は作業機構６を操作する運転者９（図３
参照）の視線の向きを検出する方向検出器であり、この
方向検出器８の信号は、これから出力される信号をデジ
タル量に変換するＡ−Ｄ変換回路１０を介して多重変換
回路４に接続されている。多重変換回路４は、ビデオカ
メラ１ａ，１ｂ・・・及び位置座標測定装置５。方向検
出器８からのデータを時分割多重化するもので、この多
重化されたデータは送受信装置１１に出力される。送受
信装置１１は、多重化されたデータをＧＨＺ　帯の周波
数で送信するとともに、監視センサ１８から伝送されて
くる画像データ，制御データ等を受信するものであり、
この送受信装置１１には、衛星通信用のパラボラアンテ
ナ１２が接続されている。

【０００８】１３は送受信装置１１により受信した監視
センタ１８からの画像データ及び制御データを復号化し
、元の画像信号及び制御信号に変換する信号処理回路で
あり、この信号処理回路１３には、画像信号及び制御信
号を作業機械６側へＵＨＦ帯の周波数で送信する送信器
１４が接続されている。また、作業機械６には、送信器
１４から送られてくる信号を受信する受信器１５が設置
されており、この受信器１５には、造成地域２の撮影画
像にコンピュータグラフィック化された計画画像がスー
パインポーズされた画像を表示する表示装置１６及び作
業機械６をリモート操作する操作制御装置１７が接続さ
れている。表示装置１６は、作業機械６の前面ガラス等
に設置される。

【０００９】監視センタ１８は、本店或いは支店等に設
置されるもので、上空の通信衛星１９を介して造成地域
２側と通信を行なうパラボラアンテナ２０、パラボラア
ンテナ２０に接続された送受信装置２１、送受信装置２
１に接続され造成地域２側から送られてくる画像データ
及び位置データ等の多重化データを分離するとともに監
視センタ側でスーパインポーズされた画像データ及び制
御データを多重化する多重変換回路２２、及びこの多重
変換回路２２に接続されたＣＰＵ等からなる中央処理回
路２３を備える。

【００１０】中央処理回路２３は、多重変換回路２２に
より分離された画像データ及び位置データ等を解析して
地山の出来高測量を行ない、且つデータベース２４に格
納された計画図データに基づいてスーパインポーズ処理
するとともに、スーパインポーズされた画像データ及び
制御データを多重変換回路２２へ出力するものであり、
この中央処理回路２３には、各ビデオカメラ１ａ，１ｂ
・・・の撮影方向に対応した各種の計画図を格納するレ
ーザディスク等のグラフィック用データベース２４が接
続されている。更に、中央処理装置２３には、Ｄ−Ａ変
換回路２５を介してモニタ表示装置２６が接続されてい
るとともに、入出力インターフェース２７を介して遠隔
制御用のジョイステック等からなるリモートコントロー
ラ２８及びキーボード２９がそれぞれ接続されている。

【００１１】次に動作について説明する。各ビデオカメ
ラ１ａ，１ｂ・・・によりそれぞれの方向から撮影され
た造成地域２の撮影画像は、Ａ−Ｄ変換回路３により穴
長分を除去したデジタル信号に変換されて多重変換回路
４に入力される。また、位置座標測定装置５により検出
された位置信号及び方向検出器８により検出された運転
者の視線の向き情報，即ち作業機械６の向き情報もそれ
ぞれのＡ−Ｄ変換回路７，１０によりデジタル信号に変
換されて多重変換回路４に入力される。多重変換回路４
では、デジタル化された各撮影画像データ及び座標位置
データ，方向データを時分割多重化し、送受信装置１１
に伝送する。そして、送受信装置１１は、これらの多重
化データを変調してＧＨＺ　帯の周波数でパラボラアン
テナ１２から上空にある通信衛星１９に向け送信する。

【００１２】通信衛星１９では、内蔵のトランスポンダ
により増幅した後、監視センタ１８のパラボラアンテナ
２０に向け送信する。パラボラアンテナ２０を介して送
受信装置２１により受信された多重化データは復調され
た後、多重変換回路２２により関連するデータ別に分離
されて中央処理回路２３に入力される。中央処理回路２
３では、各ビデオカメラ１ａ，１ｂ・・・で撮影された
画像を、これら画像毎に座標位置データ及び向きデータ
とともに解析して、各ビデオカメラ１ａ，１ｂ・・・か
ら見た向きの地山の出来高測量をリアルタイムに行なう
。そして、作業機械６の座標位置データと方向データに
基づいて、作業機械６から見た方向の計画図データをデ
ータベース２４から読み出し、この計画画像と作業機械
６から見た向きに対応するビデオカメラで見た出来高測
量画像とをスーパインポーズ処理する。

【００１３】スーパインポーズされた画像データはＤ−
Ａ変換回路２５を介してモニタ表示装置２６に出力する
ことにより、モニタ表示装置２６には、地山の出来高画
像と計画画像とが重合されて表示されることになる。従
って、地山の出来高状況を計画図と対比しながら監視セ
ンタ１８で把握できるとともに、土工事の施工状況を監
視し得る。

【００１４】一方、スーパインポーズされた画像データ
は、多重変換回路２２により多重化され、送受信装置２
１により変調されてパラボラアンテナ２０から通信衛星
１９に向け送信される。通信衛星１９で受信されたスー
パインポーズ画像は、内蔵のトランスポンダにより増幅
された後、造成地域２側のパラボラアンテナ１２に向け
送信される。そして、パラボラアンテナ１２を通して送
受信装置１１で受信されたスーパインポーズ画像データ
は復調された後、信号処理回路１３に出力される。信号
処理回路１３では、スーパインポーズ画像データをアナ
ログ量に変換して送信器１４に出力する。送信器１４は
スーパインポーズ画像信号を変調してＵＨＦ帯の周波数
で作業機械６の受信器１５に向け送信する。この画像信
号を受信した受信器１５は、画像信号を復調して表示装
置１６に出力し、これによってスーパインポーズされた
画像を表示装置１６に表示する。図３は、その表示画像
の一例を示すもので、３０は地山の出来高画像、３１は
計画画像である。従って、作業者は表示装置１６を見る
ことにより、作業機械６の運転席にいながら現在の地山
の出来高を計画図と対比して把握することができる。

【００１５】次に、作業機械６を監視センタ１８から遠
隔操作する場合について述べる。例えば、リモートコン
トローラ２８がジョイステックである場合、このジョイ
ステックを前後左右に操作すると、その操作に応じて発
生する制御信号が入出力インターフェース２７を通して
中央処理装置２３に取り込まれ、所定の処理が行なわれ
た後、多重変換回路２２を通して送受信装置２１に送出
される。更に、送受信装置２１からパラボラアンテナ２
０を通して通信衛星１９に向け送信される。

【００１６】通信衛星１９及びパラボラアンテナ１２を
介して送受信装置１１で受信された制御データは信号処
理回路１３によりアナログ信号に変換され、送信器１４
に出力される。送信器１４は制御信号を変調して作業機
械６の受信器１５に向け送信する。この制御信号を受信
した受信器１５は、制御信号を復調して操作制御回路１
７に出力し、これによって作業機械６をジョイステック
の操作に応じて前後左右に走行させるとともに、掘削或
いは整地動作させる。尚、造成地域における作業機械６
の位置は、その座標位置データを使用してモニタ表示装
置２６の画面上に表示することで把握し得る。

【００１７】このような本実施例においては、造成され
つつある地山の出来高測量画像と計画画像とをスーパイ
ンポーズして作業機械６の表示装置１６及び監視センタ
１８のモニタ表示装置２６上に表示させるようになって
いるから、計画図に対する地山の出来高状況を一目で把
握することができるとともに、複数のビデオカメラ１ａ
，１ｂ・・・で撮影した画像を解析することにより地山
の出来高測量を行なうようにしたので、地山の出来高測
量に人手を要せず、測量作業者の負担が大幅に軽減でき
るとともに、土工事の作業効率も向上できる。また、作
業機械６の遠隔操作も可能になる。尚、上記実施例では
、造成地域２と監視センタ１８間の通信に通信衛星を用
いた場合について述べたが、これに限らず、例えば双方
向送受信用の簡易無線機（商品名パソリンク）を用いて
も良い。また、本発明は上記実施例に示す構成のものに
限らず、請求項に記載した範囲を逸脱しない限り種々変
形し得る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、構
成される地山を複数台のビデオカメラで異なる方向から
撮影し、この各撮影画像と作業機械の位置データ及び向
きデータを解析することにより地山の出来高測量を可能
にしたので、人手を要することなく出来高測量を行なう
ことができるとともに、各ビデオカメラで撮影した画像
を処理して得た各方向の出来高測量画像と、これに対応
する各方向の計画画像とをスーパインポーズして監視セ
ンタ或いは作業機械側に表示するようにしたので、一目
で計画図に対する出来高を把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の構成図である。

【図２】本実施例における造成地域と作業機械及びビデ
オカメラ等の配置関係を示す概略図である。

【図３】本実施例における計画画像と出来高測量画像と
がスーパインポーズされた状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ　　ビデオカメラ ２　　造成地域 ４　　多重変換回路 ５　　位置座標測定装置 ６　　作業機械 ８　　方向検出器 １１　　送受信装置 １２　　パラボラアンテナ １３　　信号処理回路 １４　　送信器 １５　　受信器 １６　　表示装置 １７　　操作制御装置 １８　　監視センタ １９　　通信衛星 ２０　　パラボラアンテナ ２１　　送受信装置 ２２　　多重変換回路 ２３　　中央処理回路 ２４　　データベース ２６　　モニタ表示装置 ２８　　リモートコントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　土工事される地山の造成地域を包囲す
   るように設置され、造成地域を異なる方向から撮影する
   複数のビデオカメラと、地山を造成する作業機械の造成
   地域内での座標位置及び向きを検出する検出手段と、前
   記各ビデオカメラで撮影された画像データ及び作業機械
   の座標位置，向きデータを監視センタ側へ送信するとと
   もに監視センタからの信号を受信する送受信用通信手段
   と、前記監視センタに設置され、前記通信手段を介して
   送られてくる各方向の画像データ，座標位置及び向きデ
   ータを解析して地山の出来高測量画像を生成するととも
   に、この各出来高測量画像とこれに対応する各計画画像
   とをスーパインポーズ処理する中央処理手段と、前記中
   央処理手段で処理されたスーパインポーズ画像を表示す
   る手段と、前記各ビデオカメラから見た画像に対応する
   各方向の計画画像データを格納するデータベースと、を
   備えたことを特徴とする土工事の出来高測量装置。
2. 【請求項２】　　作業機械が中央処理手段でスーパイン
   ポーズされた画像を表示する表示手段を備えたことを特
   徴とする請求項１記載の土工事の出来高測量装置。