JPH11256619A - Side-face shape monitor for underwater backhoe - Google Patents

Side-face shape monitor for underwater backhoe

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Publication number
JPH11256619A
JPH11256619A JP5508998A JP5508998A JPH11256619A JP H11256619 A JPH11256619 A JP H11256619A JP 5508998 A JP5508998 A JP 5508998A JP 5508998 A JP5508998 A JP 5508998A JP H11256619 A JPH11256619 A JP H11256619A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
backhoe
face shape
underwater
stroke
underwater backhoe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5508998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Takahashi
義明 高橋
Satoshi Ueda
聡 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP5508998A priority Critical patent/JPH11256619A/en
Publication of JPH11256619A publication Critical patent/JPH11256619A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a side-face shape monitor for an underwater backhoe capable of surely monitoring the side face shape of the underwater backhoe at real time at low cost. SOLUTION: The side face shape of the underwater backhoe 10 is monitored in turbid water in the side-face shape monitor for the underwater backhoe in turbid water. The side-face shape monitor has stroke/angle converters 21, 22, 23 beforehand converting the stroke values of cylinders 16, 17, 18 driving a boom and a bucket for the backhoe 10 into values representing the relative angles of the broom, etc., a sectional-shape input means 26 beforehand drawing the basic side-face shape of the underwater backhoe 10 on the basis of 2 computer graphic together with a measured sea-bottom cross section, and a side-face shape display means 25 displaying the side-face shape changes of the boom, etc., on a display 24 on the basis of data from the stroke/angle converters 21, 22, 23 and the sectional-shape input means 26.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水中バックホウを
支援船から遠隔操縦する無人運転システムにおける濁水
中での水中バックホウ側面形状監視装置に関するもので
ある。
The present invention relates to an underwater backhoe side profile monitoring apparatus in muddy water in an unmanned operation system for remotely controlling an underwater backhoe from a support ship.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、海底や河底等の水底を掘削した
り、捨石を行って埋め立てたりする水底の均し作業を、
水中バックホウを遠隔操縦することによって行うように
する技術の研究,開発が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, water leveling work, such as excavating water bottoms such as the sea floor and river bottoms, and performing rubble and land reclamation, has been carried out.
Research and development of a technology for remotely controlling an underwater backhoe is underway.

【0003】本出願人は、先に特願平9−309472
号(発明の名称;水中作業機械の遠隔操縦装置)にて、
水面近くから放射したマルチナロービームにて水底の3
次元ワイヤメッシュ画像を作成すると共に水中バックホ
ウに搭載した水中レーザーテレビを用いたLVS(Lase
r Viewing System)により水底をモニターし、そのワイ
ヤメッシュ画像とモニター画面とを見ながら水中バック
ホウを遠隔操縦することを提案した。
[0003] The present applicant has previously filed Japanese Patent Application No. 9-309472.
No. (Title of Invention; Remote control device for underwater work machine)
Multi-narrow beam radiated from near the water surface
LVS (Lase) using an underwater laser television mounted on an underwater backhoe while creating a 3D wire mesh image
r Viewing System), and proposed to remotely control the underwater backhoe while watching the wire mesh image and the monitor screen.

【0004】この水中バックホウの無人運転は、濁水中
でも側面形状の監視ができることが不可欠である。
[0004] In the unmanned operation of the underwater backhoe, it is essential that the side shape can be monitored even in turbid water.

【0005】この水中バックホウの姿勢(側面形状)を
監視するには、バケットやブームの相対角度を検出して
行うが、バックホウが濁水中にあるため水中カメラで直
接見ることができない。
[0005] The attitude (side shape) of the underwater backhoe is monitored by detecting the relative angle of the bucket or boom. However, since the backhoe is in muddy water, it cannot be viewed directly by the underwater camera.

【0006】そこで、例えば、ROV等につけられてい
るマスター/スレーブ式マニピュレータで電気信号によ
りマスター通りの動きをスレーブすることになる。
Therefore, for example, a master / slave type manipulator attached to an ROV or the like slaves the movement according to the master by an electric signal.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この仕
掛けは極めて精密でかつ高価であり、濁水中の水中バッ
クホウに使用することは、事実上困難である。
However, this mechanism is extremely precise and expensive, and it is practically difficult to use it for an underwater backhoe in turbid water.

【0008】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、安く、かつ確実に、しかもリアルタイムで水中バッ
クホウの側面形状を監視できる水中バックホウ側面形状
監視装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an underwater backhoe side profile monitoring device which solves the above-mentioned problems and can monitor the side shape of the underwater backhoe cheaply and reliably in real time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、濁水中で水中バックホウの側面
形状を監視する濁水中での水中バックホウ側面形状監視
装置において、バックホウのブームやバッケットを駆動
するシリンダーのストローク値を予めブーム等の相対角
度を現す値に変換するストローク/角度変換器と、予め
水中バックホウの基本的側面形状を、測定した海底断面
と共にコンピュターグラフィックを基に描く断面形状入
力手段と、ストローク/角度変換器と断面形状入力手段
からのデータを基にブーム等の側面形状変化をディスプ
レイに表示する側面形状表示手段とを備えたものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, an object of the present invention is to provide an underwater backhoe side profile monitoring apparatus for monitoring an underwater backhoe side profile in muddy water. A stroke / angle converter that converts the stroke value of the cylinder that drives the head and the bucket into a value that represents the relative angle of the boom and the like, and the basic side profile of the underwater backhoe is drawn based on the computer graphic together with the measured seafloor cross section. A cross-sectional shape input means, and a side shape display means for displaying a change in the side shape of a boom or the like on a display based on data from the stroke / angle converter and the cross-sectional shape input means.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1において、10は、水中バックホウ
で、海底Bを走行するための無限軌道帯11と、無限軌
道帯11上に回転自在に設けられた本体12と、その本
体12に俯仰自在な第1ブーム13と、その第1ブーム
13の先端に屈曲自在に設けられた第2ブーム14と、
その第2ブーム14の先端に屈曲自在に設けられたバッ
ケット15とからなり、第1ブーム13が、ストローク
センサー付き第1シリンダ16で俯仰自在にされ、第2
ブーム14が、ストロークセンサー付き第2シリンダ1
7で屈曲自在にされ、さらにバケット15が、ストロー
クセンサー付き第3シリンダ18で上下に回動するよう
になっている。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an underwater backhoe, an endless track zone 11 for traveling on the seabed B, a main body 12 rotatably provided on the endless track zone 11, and a body 12 capable of raising and lowering. A first boom 13, a second boom 14 that is provided at the tip of the first boom 13 so as to be freely bent,
The first boom 13 is made up of a first cylinder 16 with a stroke sensor.
The boom 14 is the second cylinder 1 with the stroke sensor
7, the bucket 15 can be turned up and down by a third cylinder 18 with a stroke sensor.

【0012】また、本体12の前方にはその前方の海底
面を撮像する水中カメラ19が設けられる。
An underwater camera 19 for imaging the sea bottom in front of the main body 12 is provided.

【0013】シリンダ16,17,18及び無限軌道帯
11,本体12は、本体12に設けた制御装置20によ
り駆動制御され、その制御装置20が、図には示してい
ないが、海上の支援船から遠隔操作信号でシリンダ等を
駆動制御するようになっている。
The cylinders 16, 17, 18 and the endless track zone 11, and the main body 12 are driven and controlled by a control device 20 provided in the main body 12, and the control device 20 is not shown in the drawing, but is a support ship on the sea. The drive of the cylinder and the like is controlled by a remote control signal.

【0014】制御装置20は、支援船内の操縦装置とケ
ーブル(図示せず)等でつながっており、遠隔操作信号
に基づいて無限軌道帯11やシリンダ16,17,18
等を駆動すると共に、各シリンダ16,17,18に内
蔵してあるストロークセンサからのストローク値が入力
され、これを支援船側に送るようになっており、支援船
側では、この制御装置20からのシリンダ16,17,
18等のストロークから各ブーム13,14やバッケッ
ト15の相対角度を割り出して水中バックホウ10の側
面形状を表示できるようになっている。
The control device 20 is connected to a control device in the support ship by a cable (not shown) or the like, and based on a remote control signal, the endless track zone 11 and the cylinders 16, 17, 18, and 18.
And the like, and a stroke value is input from a stroke sensor built in each of the cylinders 16, 17, and 18, and the stroke value is sent to the support ship. Cylinders 16, 17,
The side angle of the underwater backhoe 10 can be displayed by calculating the relative angle of each of the booms 13 and 14 and the bucket 15 from the strokes such as 18.

【0015】これを図2により説明する。This will be described with reference to FIG.

【0016】図2において、各シリンダ16,17,1
8のストローク値がストローク/角度変換器21,2
2,23に入力されて相対角度に変換される。すなわち
第1シリンダ16では、そのストローク変化で、本体1
2に対する第1ブーム13の角度に変換され、第2シリ
ンダ17では、そのストローク変化で、第1ブーム13
に対する第2ブーム14の角度に変換され、第3シリン
ダ18では、そのストローク変化で、第2ブーム14に
対するバッケット15の角度に変換される。
In FIG. 2, each of the cylinders 16, 17, 1
8 are stroke / angle converters 21 and
2 and 23 are converted into relative angles. That is, in the first cylinder 16, the change in the stroke causes the main body 1 to move.
The angle of the first boom 13 with respect to the second boom 13 is converted into the angle of the first boom 13 by the change in the stroke of the second cylinder 17.
In the third cylinder 18, the angle of the bucket 15 with respect to the second boom 14 is converted by the change in the stroke.

【0017】これらストローク/角度変換器21,2
2,23の角度情報が、ディスプレイ24を備えた側面
形状表示手段25に入力される。
These stroke / angle converters 21 and 22
The angle information 2 and 23 are input to the side surface display means 25 having the display 24.

【0018】この側面形状表示手段25には、断面形状
入力手段26からの情報が入力される。断面形状入力手
段26には、予め水中バックホウの基本的側面形状が記
憶されると共に、上述した先願の、水面近くから放射し
たマルチナロービームにて測定した水底の3次元ワイヤ
メッシュ画像から水中バックホウ10の中心を結ぶ線、
すなわち第1ブーム13の旋回中心とバックホウ10の
左右方向中心とを結ぶ線で、海底の3次元画像を求める
と共に作業すべき目標海底面を切断した断面形状をコン
ピュターグラフィックを基に描くべく側面形状表示手段
25に入力する。
Information from the cross-sectional shape input means 26 is input to the side shape display means 25. The cross-sectional shape input means 26 stores the basic side shape of the underwater backhoe in advance, and obtains the underwater backhoe 10 from the three-dimensional wire mesh image of the water bottom measured by the multi-narrow beam radiated from near the water surface of the above-mentioned prior application. Line connecting the centers of
That is, a line connecting the center of rotation of the first boom 13 and the center of the backhoe 10 in the left-right direction is used to obtain a three-dimensional image of the sea bottom and to draw a sectional shape obtained by cutting a target sea bottom to be worked on based on computer graphics. Input to the display means 25.

【0019】側面形状表示手段25は、断面形状入力手
段26からの目標海底面を切断した断面形状をディスプ
レイ24に表示すると共に、バックホウ10の海底での
位置とストローク/角度変換器21,22,23の角度
情報を基にバックホウ10の側面形状を合わせて表示す
るようになっている。
The side shape display means 25 displays on the display 24 the cross-sectional shape obtained by cutting the target sea bottom from the cross-sectional shape input means 26, and also displays the position of the backhoe 10 on the sea bottom and the stroke / angle converters 21, 22, 22. The side shape of the backhoe 10 is displayed based on the angle information 23.

【0020】この側面形状表示手段25を図3によりさ
らに詳しく説明する。
The side shape display means 25 will be described in more detail with reference to FIG.

【0021】先ず、図3(a)に示すように、マルチナ
ロービームにて水底の3次元ワイヤメッシュ画像30が
作成されてディスプレイ24に表示され、その画像30
と水中バックホウ10の位置Pを基にした、海底断面形
状31が図3(b)のようにディスプレイ24に表示さ
れ、適宜、図3(c)に示すように平面上でのワイヤメ
ッシュ画像30Hとバックホウ10の平面図が表示さ
れ、さらにこれらを基に図3(d)に示すように、海底
断面形状31と水中バックホウ10の側面形状とが表示
され、さらに図3(e)に示すように海底の横断面形状
32と水中バックホウ10の横断面形状が表示される。
First, as shown in FIG. 3 (a), a three-dimensional wire mesh image 30 of the water bottom is created by a multi-narrow beam and displayed on the display 24.
3B is displayed on the display 24 as shown in FIG. 3B, and a wire mesh image 30H on a plane is appropriately displayed as shown in FIG. 3C. And a plan view of the backhoe 10 are displayed, and further, based on these, as shown in FIG. 3D, the seabed cross-sectional shape 31 and the side shape of the underwater backhoe 10 are displayed, and further as shown in FIG. The cross-sectional shape 32 of the seabed and the cross-sectional shape of the underwater backhoe 10 are displayed.

【0022】側面形状表示手段25は、図3に示したよ
うに水中バックホウ10の作業状況に応じてこれら画像
を切り換えると共に変化する水中バックホウ10の側面
形状をディスプレイ24上に表示する。
As shown in FIG. 3, the side shape display means 25 switches these images in accordance with the working condition of the underwater backhoe 10, and displays on the display 24 the changing side shape of the underwater backhoe 10.

【0023】ワイヤメッシュの間隔は、数m間隔に設定
され、その画像30より水底の地形とその大きさをディ
スプレイ24上で判り、例えば水底を均すにはどの部分
をバックホウ10で均せばよいかが判別できると共にバ
ックホウ10の各部の動きも同時に判り、かつ水中カメ
ラ19からの画像も同時に表示できるため、ディスプレ
イ24を見ながら水中バックホウ10の海底での操作が
容易にできる。
The distance between the wire meshes is set to several meters, and the topography and size of the water bottom can be seen from the image 30 on the display 24. For example, in order to level the water bottom, which part should be leveled with the backhoe 10. Since it is possible to determine whether the backhoe is good or not, the movement of each part of the backhoe 10 can be recognized at the same time, and the image from the underwater camera 19 can also be displayed at the same time.

【0024】このように側面形状表示手段25のディス
プレイ24に画像を切り替えて表示することで、水底で
の水中バックホウの姿勢がリアルタイムで判ると共に監
視できるため、水底での進路方向の操作や状況に応じた
各ブーム13,14やバケット15の無人操作が可能と
なる。
By switching and displaying the image on the display 24 of the side surface display means 25 in this manner, the attitude of the underwater backhoe at the bottom can be recognized and monitored in real time, so that the operation and situation in the course direction at the bottom can be monitored. The unmanned operation of each of the booms 13 and 14 and the bucket 15 is enabled.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、シリンダ
ーのストローク値から、ブーム相互間などの角度に変換
し、これを基に水中バックホウの側面形状を表示するこ
とで、水中バックホウの側面形状がリアルタイムで判る
と共にその操縦が簡単に行える。
In summary, according to the present invention, the side shape of the underwater backhoe is displayed by converting the stroke value of the cylinder into an angle between the booms and displaying the side shape of the underwater backhoe based on this. You can understand it in real time and control it easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における水中バックホウの側面形状を示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a side shape of an underwater backhoe according to the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明において、側面形状表示手段のディスプ
レイで表示する画像の例を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image displayed on a display of a side surface display unit in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 水中バックホウ 13 第1ブーム 14 第2ブーム 15 バケット 16,17,18 シリンダー 21,22,23 ストローク/角度変換器 24 ディスプレイ 25 側面形状表示手段 26 断面形状入力手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Underwater backhoe 13 1st boom 14 2nd boom 15 Bucket 16, 17, 18 Cylinder 21, 22, 23 Stroke / angle converter 24 Display 25 Side shape display means 26 Sectional shape input means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 濁水中で水中バックホウの側面形状を監
視する濁水中での水中バックホウ側面形状監視装置にお
いて、バックホウのブームやバッケットを駆動するシリ
ンダーのストローク値を予めブーム等の相対角度を現す
値に変換するストローク/角度変換器と、予め水中バッ
クホウの基本的側面形状を、測定した海底断面と共にコ
ンピュターグラフィックを基に描く断面形状入力手段
と、ストローク/角度変換器と断面形状入力手段からの
データを基にブーム等の側面形状変化をディスプレイに
表示する側面形状表示手段とを備えたことを特徴とする
濁水中での水中バックホウ監視装置。
An underwater backhoe side profile monitoring device for monitoring underwater backhoe side profile in muddy water, wherein a stroke value of a cylinder for driving a boom of a backhoe or a bucket is a value representing a relative angle of a boom or the like in advance. Data from stroke / angle converter, stroke / angle converter, and cross-sectional shape input means that draws basic side profile of underwater backhoe based on computer graphic together with measured seabed cross section in advance An underwater backhoe monitoring device in muddy water, comprising: a side shape display means for displaying a change in side shape of a boom or the like on a display based on the above.
JP5508998A 1998-03-06 1998-03-06 Side-face shape monitor for underwater backhoe Pending JPH11256619A (en)

Priority Applications (1)

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JP5508998A JPH11256619A (en) 1998-03-06 1998-03-06 Side-face shape monitor for underwater backhoe

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001229384A (en) * 2000-02-17 2001-08-24 Keisei Electric Railway Co Ltd Work progress state display device and work machine having the same
JP2003529689A (en) * 2000-04-05 2003-10-07 ゲーテーオー−サブシー・アーエス Underwater dredging method and apparatus

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