JPH1194550A - Method and system for earth work management, and light reflecting device for optical wave range-finding - Google Patents
Method and system for earth work management, and light reflecting device for optical wave range-findingInfo
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- JPH1194550A JPH1194550A JP27647297A JP27647297A JPH1194550A JP H1194550 A JPH1194550 A JP H1194550A JP 27647297 A JP27647297 A JP 27647297A JP 27647297 A JP27647297 A JP 27647297A JP H1194550 A JPH1194550 A JP H1194550A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータを利
用して作業現場で直接、土工事の管理を行う土工事管理
システム又は土工事管理方法に関するものであり、詳し
くは、土工事現場で測量された地盤高さと計画高さとの
関係を、土工機械のオペレータにリアルタイムで表示
し、土工事の効率化、迅速化を図る土工事管理システム
又は土工事管理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an earth work management system or an earth work management method for directly managing an earth work at a work site using a computer. Field of the Invention The present invention relates to an earthwork management system or an earthwork management method for displaying the relationship between a ground height and a planned height to an operator of an earthworking machine in real time to improve the efficiency and speed of the earthwork.
【0002】[0002]
【従来の技術】建設現場等の造成工事においては、予め
計画された造成を行うため、土工機械のオペレータに地
盤の掘削位置や掘削量等を指示する必要がある。従来
は、造成現場において測量を行ない、計画された地盤高
さを、丁張、トンボ、杭等の指標で直接表示することに
よって土工機械のオペレータに指示する方法が一般的で
あった。つまり、図16に示すように設計された計画地
盤面に沿って丁張や杭等を間隔をおいて設置し、これを
指標として土工機械のオペレータが計画面を想定して地
盤の掘削、土の移動等の作業を行う方法である。2. Description of the Related Art In a construction work at a construction site or the like, it is necessary to instruct an operator of an earth-moving machine with an excavation position and an excavation amount of a ground in order to perform a pre-planned creation. Conventionally, there has been a general method of performing surveying at a construction site and instructing an operator of an earthmoving machine by directly displaying a planned ground height with an index such as a stake, a dragonfly, or a pile. In other words, stakes, piles, etc. are installed at intervals along the planned ground surface designed as shown in FIG. 16, and using this as an index, the operator of the earth-moving machine assumes the planned surface, excavates and excavates the ground. This is a method for performing operations such as moving the robot.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法では、次のような問題点がある。上記
方法では、作業開始前に綿密な測量作業を行い、丁張、
杭等を設置しなければならず、現場作業を効率的に行う
上で人員、時間の面で支障が生じる。また、地盤上に丁
張や杭等の指標を設置しても、土工事の進展に伴って地
盤面が変動するため、上記指標をそのまま維持できなか
ったり移動してしまうことになる。また、すべての丁張
を事前に設置することができない場合もある。このた
め、上記指標の設置は、土工事の進行に伴って何度か繰
り返す必要があり、多くの労力を費やすことになる。さ
らに、上記丁張等を設置するために多くの枚数の断面図
を作成する必要があり、準備の段階でも多くの作業が必
要となる。また、指標と指標の間の中間部の計画地盤高
さは表示されないため、指標間はオペレータの見当によ
って施工され、熟練したオペレータとそうでない場合と
で、仕上りに大きな差異を生じることになる。特に、複
雑な曲面等を造成する工事においては正確な施工が困難
になるという問題がある。However, the above-mentioned conventional method has the following problems. In the above method, a careful surveying work is performed before starting the work,
Pillars must be installed, which hinders personnel and time in performing on-site work efficiently. Also, even if an index such as a stake or a pile is installed on the ground, the index cannot be maintained or moved because the ground surface changes with the progress of earthwork. Also, it may not be possible to install all tenings in advance. For this reason, the setting of the above-mentioned index needs to be repeated several times as the earthwork progresses, and much labor is expended. Further, it is necessary to prepare a large number of cross-sectional views in order to install the above-mentioned tents and the like, and a lot of work is required even in the preparation stage. In addition, since the planned ground height of the intermediate portion between the indices is not displayed, the construction between the indices is performed according to the register of the operator, and there is a great difference in finish between a skilled operator and a non-skilled operator. In particular, there is a problem that it is difficult to perform accurate construction when constructing a complicated curved surface or the like.
【0004】さらに、近年の造成工事ではこれまでの平
地と法面の組み合わせによる単純な造成形態だけでな
く、散在する既存木を残しながら周辺自然と調和する自
然景観形態(曲面)にしたり、或いは安全や機能性に配
慮したきめの細かい美しい造成形態が望まれるようにな
ってきている。このため、従来方法の踏襲では工期が長
くなったり、コストが高騰するとともに、熟練したオペ
レータの不足等により、造成工事の質の低下も懸念され
る。Further, in recent construction work, not only a simple construction form by combining a flat land and a slope, but also a natural landscape form (curved surface) in harmony with the surrounding nature while leaving scattered existing trees, or There has been a growing demand for a beautiful and finely structured form that takes safety and functionality into consideration. For this reason, following the conventional method, the construction period is prolonged, the cost rises, and the quality of the construction work is likely to deteriorate due to a shortage of skilled operators.
【0005】また、現在における通信(GPS)、計
測、コンピュータ技術の進展は目覚ましいものがあり、
建設省や各地方自治体ではあらゆる業務において、デー
タの共有による効率化、組織化(建設CALS)を進め
ており、造成現場においてもCADデータの共有や必要
図面削減による測量、設計、施工の一連業務の効率化、
省力化、精度向上を積極的に導入する必要があった。[0005] The progress of communication (GPS), measurement, and computer technology at present is remarkable.
The Ministry of Construction and local governments are promoting efficiency and organization (construction CALS) by sharing data in all operations, and at the construction site, a series of surveying, design, and construction work by sharing CAD data and reducing required drawings Efficiency,
Labor saving and precision improvement had to be actively introduced.
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、土工事を行う現
場に丁張や杭等の指標を設置することを不要又は最小限
とし、土工機械のオペレータに現況の地盤高さと計画地
盤高さとの関係をリアルタイムで表示し、オペレータは
この表示に従って土工事を進めることができる土工事管
理システム又は土工事管理方法を提供することである。
また、上記土工事管理システム又は土工事管理方法で好
適に用いることができる光波測距用光反射装置を提供す
ることである。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to eliminate or minimize the installation of an index such as a stake or a pile at a site where earthwork is performed. An object of the present invention is to provide an earthwork management system or an earthwork management method that allows an operator of an earthwork machine to display the relationship between the current ground height and the planned ground height in real time, and the operator can proceed with the earthwork in accordance with the display.
Another object of the present invention is to provide a light reflecting device for lightwave distance measurement which can be suitably used in the earthwork management system or the earthwork management method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、 地盤の掘削又は土砂
の移動に用いられる土工機械の掘削部材又は移送部材に
取り付けられ、入射光を反射して、この入射光と平行で
逆方向に反射光を射出する光反射装置と、 前記光反射
装置に対して光を射出し、その反射光を検知して反射位
置までの距離並びに反射位置の基準点からの水平角度及
び鉛直角度を測定する光波測距装置と、土工事を行う現
場の計画高さを電子データとして記憶する記憶装置と、
前記光波測距装置で測定された値に基づいて測定時の
地盤の高さを演算し、前記記憶装置に記憶されている計
画高さに関するデータと比較する演算装置と、 前記光
波測距装置で測定された値を直ちに前記演算装置に入力
するデータ通信装置と、前記演算装置で得られた計画高
さと測定時の地盤高さとの関係を、前記土工機械上でこ
れを操作するオペレータに表示する表示装置とを有する
土工事管理システムを提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to an excavating member or a transferring member of an earth-moving machine used for excavating the ground or moving earth and sand, and is provided with an incident light. A light reflecting device that reflects light and emits reflected light in a direction opposite to the incident light in a reverse direction, emits light to the light reflecting device, detects the reflected light, and detects a distance to a reflection position and A light wave distance measuring device for measuring the horizontal angle and the vertical angle of the reflection position from the reference point, and a storage device for storing the planned height of the site where the earthwork is performed as electronic data,
An arithmetic unit that calculates the height of the ground at the time of measurement based on the value measured by the lightwave distance measuring device, and compares it with data on the planned height stored in the storage device; A data communication device for immediately inputting the measured value to the arithmetic device, and the relationship between the planned height obtained by the arithmetic device and the ground height at the time of measurement is displayed to an operator operating the earthwork machine. An earthwork management system having a display device is provided.
【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の土工事管理システムにおいて、 前記データ通
信装置が、 前記光波測距装置によって測定された値に
対応する信号を送信する無線送信手段と、 この送信手
段から送信された信号を受信し、前記演算手段に取り組
む無線受信手段とを有するものとする。[0008] The invention described in claim 2 is the first invention.
In the earthwork management system according to the above, the data communication device, a wireless transmission unit that transmits a signal corresponding to the value measured by the lightwave distance measuring device, and receives a signal transmitted from the transmission unit, Wireless receiving means working on the arithmetic means.
【0009】上記土工機械は、パワーシャベル、バック
ホー、ブルドーザー等、地盤の掘削や土の移動に用いら
れる様々なものに適用することができる。上記掘削部材
または移送部材は、地盤又は土砂に直接作用する部材で
あり、パワーシャベル、バックホー等ではバケットであ
り、ブルドーザーでは押土板等が該当する。また上記光
反射装置は、これらの掘削部材又は移送部材に直接取り
付けられる場合の他、これらの部材を支持するアームと
の接合部に取り付けてもよい。上記光反射装置は、任意
の方向から入射する光を反射し、入射光と平行に反射光
を射出するものであれば、プリズムを用いたものや鏡面
を組み合わせたもの等を用いることができる。上記光波
測距装置は、所定の周波数で強度が変動する光波(変調
光波)を射出し、この反射光を検知して、その位相のず
れから反射位置までの距離を測定するもの等が知られて
いるが、測定原理はこれに限定されるものではなく、光
を利用して距離を測定できるものであればよい。また、
水平角度及び鉛直角度の測定についても、様々な原理に
よって測定できることが知られているが、その測定原理
も限定されるものではない。[0009] The earthmoving machine can be applied to various things used for excavating the ground and moving soil, such as a power shovel, a backhoe, and a bulldozer. The excavation member or the transfer member is a member that directly acts on the ground or the earth and sand, and is a bucket in a power shovel, a backhoe, or the like, and corresponds to a pushing plate in a bulldozer. In addition to the case where the light reflecting device is directly attached to the excavating member or the transfer member, the light reflecting device may be attached to a joint with an arm supporting these members. As the light reflecting device, a device using a prism or a combination of mirror surfaces can be used as long as it reflects light incident from an arbitrary direction and emits reflected light in parallel with the incident light. The lightwave distance measuring device emits a lightwave (modulated lightwave) whose intensity fluctuates at a predetermined frequency, detects the reflected light, and measures the distance from the phase shift to the reflection position. However, the measurement principle is not limited to this, and any measurement principle may be used as long as the distance can be measured using light. Also,
It is known that the measurement of the horizontal angle and the vertical angle can be performed by various principles, but the measurement principle is not limited.
【0010】上記記憶装置、演算装置、表示措置はそれ
ぞれ独立した装置とし、表示装置のみをオペレータが携
帯するというように設置場所が異なるものであってもよ
いが、パーソナルコンピュータのようにこれらが一体と
され汎用化されたものに、適切な設定を施して用いるこ
とができる。上記データ通信装置は、ケーブルを用いて
信号を伝達するものでもよいが、請求項2に記載のよう
に、無線通信手段により電子データの送受信を行なうも
のが望ましい。The storage device, the arithmetic device, and the display device may be independent devices, and may be installed at different locations such that only the display device is carried by the operator. However, they are integrated like a personal computer. It can be used by making appropriate settings to generalized ones. The data communication device may transmit a signal using a cable, but preferably transmits and receives electronic data by wireless communication means.
【0011】上記のような構成の土工事管理システム
は、次のように動作する。光反射装置は地盤の掘削又は
土砂の移動に用いられる土工機械の地盤に接触する掘削
部材又は移送部材に取り付けられ、光波測距装置から射
出される光波を反射して、この入射光の方向に反射光を
射出する。光波測距装置は上記光反射装置からの反射光
を検知して反射位置までの距離並びに反射位置の基準点
からの水平角度及び鉛直角度を測定する。この測定値
は、データ通信装置によって演算装置に入力される。そ
して、光波測距装置の設置位置が特定されていれば、光
波の反射位置すなわち土工機械の掘削部材または移送部
材がある位置を、演算装置により特定することができ
る。また、掘削部材または移送部材を現地盤上においた
ときの光反射装置がある位置の高さがあらかじめ分かっ
ていれば、その位置の現地盤の高さを特定することがで
きる。The earth work management system configured as described above operates as follows. The light reflection device is attached to a digging member or a transfer member that comes into contact with the ground of an earth moving machine used for excavation of the ground or movement of earth and sand, and reflects a light wave emitted from the light wave distance measuring device, in a direction of the incident light. Emit reflected light. The lightwave distance measuring device detects the reflected light from the light reflecting device and measures the distance to the reflection position and the horizontal angle and the vertical angle of the reflection position from the reference point. This measured value is input to the arithmetic unit by the data communication device. If the installation position of the lightwave distance measuring device is specified, the calculation device can specify the lightwave reflection position, that is, the position where the excavation member or the transfer member of the earthmoving machine is located. In addition, if the height of the position where the light reflecting device is located when the excavating member or the transfer member is placed on the local board is known in advance, the height of the local board at that position can be specified.
【0012】記憶装置は土工事を行う現場の計画高さを
電子データとして記憶しておくことができる装置であ
り、演算装置は特定された光反射装置のある位置の計画
高さを、上記記憶されているデータから演算する。そし
て、この計画高さと上記測定値から特定された現況地盤
の高さとを比較する。すなわち、現況地盤の高さが計画
高さよりどの程度高いか、または低いかを演算し、これ
を表示装置に表示する。表示の態様は数値によって行な
うものであってもよいし、図によって表示するものであ
ってもよい。また、音声で表示するものであってもよ
い。このように計画高さと現況地盤の高さとの関係が表
示されることにより、土工機械のオペレータは測定時以
降に必要な掘削量または盛土量を知ることができ、これ
に基づいて作業を行なうことができる。また、データ通
信装置を、無線により送受信できるものとすることによ
って、土工機械の運転席に演算装置等を配設し、オペレ
ータが必要な操作をしながら土工機械の操縦をすること
が可能となる。The storage device is a device capable of storing, as electronic data, the planned height of the site where the earthwork is performed, and the arithmetic unit stores the planned height of the specified position of the light reflecting device. Calculate from the data that has been set. Then, the planned height is compared with the current ground height specified from the measured value. That is, it calculates how much the current ground height is higher or lower than the planned height, and displays this on the display device. The display may be performed by numerical values or may be displayed by figures. Also, it may be displayed by voice. By displaying the relationship between the planned height and the current ground height in this way, the operator of the earthmoving machine can know the amount of excavation or embankment necessary after the measurement, and perform work based on this. Can be. Further, by making the data communication device capable of transmitting and receiving wirelessly, it is possible to arrange an arithmetic unit or the like in the driver's seat of the earthmoving machine and allow the operator to operate the earthmoving machine while performing necessary operations. .
【0013】請求項3に記載の発明は、 地盤の掘削又
は土砂の移動に用いられる土工機械の掘削部材又は移送
部材に、入射光を反射してこの入射光と平行で逆方向に
反射光を射出する光反射装置を取り付けておき、 前記
光反射装置に対して光を射出し、その反射光を検知して
反射位置までの距離並びに反射位置の基準点からの水平
角度及び鉛直角度を測定し、 この測定値に基づいて、
前記掘削部材又は移送部材のある位置の測定時における
地盤高さを演算し、 この地盤高さを、予め記憶装置に
記憶されている土工事を行う現場の計画高さと比較し
て、両高さの関係を前記土工機械上でこれを操作するオ
ペレータに表示し、 オペレータがこの表示にしたがっ
て地盤の掘削又は土砂の移動を行う土工事管理方法を提
供する。According to a third aspect of the present invention, an incident light is reflected on an excavating member or a transfer member of an earthmoving machine used for excavating the ground or moving earth and sand, and reflected light is reflected in the opposite direction in parallel with the incident light. A light reflecting device to be emitted is attached, and light is emitted to the light reflecting device, and the reflected light is detected to measure a distance to a reflection position and a horizontal angle and a vertical angle of the reflection position from a reference point. , Based on this measurement,
Calculate the ground height at the time of measurement of a certain position of the excavating member or the transfer member, and compare the ground height with the planned height of the site where the earthwork is performed, which is stored in the storage device in advance. Is displayed on the earth-moving machine to an operator who operates the earth-moving machine, and the operator performs excavation of the ground or movement of earth and sand in accordance with the display to provide an earthwork management method.
【0014】このような土工事管理方法では、土工機械
を操作するオペレータに、任意の位置で現況地盤の高さ
と計画高さとの関係が必要に応じて表示されるので、オ
ペレータはこれからどの程度掘削または盛土が必要か容
易に把握することができ、その必要土工量と現地盤の状
況とを見ながら作業を行なうことが可能となる。したが
って、丁張や杭等の指標がなくても、正確で効率のよい
作業が可能となる。[0014] In such an earthwork management method, the operator operating the earthworking machine is displayed at any position with the relationship between the current ground height and the planned height, if necessary. Alternatively, it is possible to easily grasp whether or not the embankment is necessary, and it is possible to perform the work while observing the required amount of earthwork and the situation of the local board. Therefore, accurate and efficient work can be performed without an index such as a stake or a pile.
【0015】請求項4に記載の発明は、 表面の一部ま
たは全部が曲面となるように形成された反射体基部と、
地盤の掘削または土砂の移動に用いられる土工機械の
掘削部材又は移送部材に前記反射体基部を固着する取り
付け部材とを有し、 前記曲面上に、3つの光反射面が
互いに直角に接合され、これらの光反射面が凹状に対向
するように組み合わされた微小な反射組み合わせ面が複
数形成されている光波測距用光反射装置を提供するもの
である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a reflector base formed such that a part or all of the surface is a curved surface;
An attachment member for fixing the reflector base to an excavation member or a transfer member of an earth moving machine used for excavation of the ground or movement of earth and sand, and three light reflection surfaces are joined at right angles to each other on the curved surface, An object of the present invention is to provide a light reflecting device for lightwave distance measurement in which a plurality of minute reflection combination surfaces formed by combining these light reflection surfaces in a concave shape are provided.
【0016】上記反射体基部を構成する材料は、金属・
合成樹脂・木材・石材等、定形性を有するものであれ
ば、様々なものを用いることができる。一方、上記取り
付け部材は、例えば前記反射体基部に固着された磁石又
はボルト等とすることができる。また、上記取り付け部
材を板状の部材とし、これを接着剤で掘削部材又は移送
部材に取り付けてもよい。さらに、反射体基部に固着さ
れた鋼製の板状部材又は棒状の部材とし、これを掘削部
材等に溶接で取り付けることもできる。The material forming the reflector base is metal.
Various materials such as synthetic resin, wood, stone, etc. can be used as long as they have a fixed shape. On the other hand, the attachment member can be, for example, a magnet or a bolt fixed to the reflector base. Further, the attachment member may be a plate-shaped member, and this may be attached to the excavation member or the transfer member with an adhesive. Furthermore, a steel plate-like member or a rod-like member fixed to the reflector base may be attached to a drilling member or the like by welding.
【0017】このような光波測距用光反射装置では、互
いに直交するように組み合わされた3つの光反射面によ
って、図15に示すように入射光と平行な方向に反射光
を射出できるようになっている。そして、この光反射装
置は様々の角度に変位するため、凹状となった上記3つ
の光反射面に光が入射しない角度になってしまうと反射
光は得られないが、上記のような反射組み合わせ面が曲
面上に複数設けられ、これらが広い角度に向いているの
で、光反射装置の位置や角度が大きく変動しても入射光
と平行な反射光を得ることができる。また、土工機械の
掘削部材又は移送部材へ固着するための取り付け部材を
備えているので、上記反射組み合わせ面を備えた反射体
基部を容易に取り付けることができ、土工機械の掘削部
材又は移送部材の位置を測定することが可能となる。In such a light-wave distance measuring light reflecting device, the reflected light can be emitted in a direction parallel to the incident light as shown in FIG. 15 by the three light reflecting surfaces combined so as to be orthogonal to each other. Has become. Since the light reflecting device is displaced at various angles, reflected light cannot be obtained at an angle at which light does not enter the three concave light reflecting surfaces. Since a plurality of surfaces are provided on a curved surface and are oriented at a wide angle, it is possible to obtain reflected light parallel to the incident light even if the position and angle of the light reflecting device greatly change. In addition, since a mounting member for fixing to the excavating member or the transfer member of the earth moving machine is provided, the reflector base having the reflection combination surface can be easily attached, and the excavating member or the transferring member of the earth moving machine can be mounted. The position can be measured.
【0018】請求項5に記載の発明は、 平坦な磁気吸
着面を有する磁石を備え、この磁石の一部又はこの磁石
に固着された部材に形成された曲面上に、3つの光反射
面が互いに直角に接合され、これらの光反射面が凹状に
対向するように組み合わされた微少な反射組み合わせ面
が複数設けられている光波測距用光反射装置を提供する
ものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a magnet having a flat magnetic attraction surface, and three light reflecting surfaces are formed on a curved surface formed on a part of the magnet or a member fixed to the magnet. An object of the present invention is to provide a light reflecting device for light wave distance measurement, which is provided with a plurality of minute reflection combination surfaces which are joined at right angles to each other and are combined such that these light reflection surfaces are concavely opposed.
【0019】このような光波測距用光反射装置では、請
求項4に記載の装置と同様に、この光反射装置の位置や
角度が大きく変動しても入射光と平行な反射光を得るこ
とができる。また、平坦な磁気吸着面を有する磁石を備
えているので、その磁力よって土工機械に容易に取り付
けることができ、土工機械の作動中に脱落しないように
しっかりと固定することができる。In such a light reflecting device for measuring the distance between light waves, as in the device according to the fourth aspect, even if the position and angle of the light reflecting device greatly change, reflected light parallel to the incident light can be obtained. Can be. Further, since the magnet having the flat magnetic attraction surface is provided, the magnet can be easily attached to the earth-moving machine by its magnetic force, and can be fixed firmly so as not to fall off during operation of the earth-moving machine.
【0020】請求項6に記載の光波測距用光反射装置
は、前記磁石が円柱状をなし、前記微少な反射組み合わ
せ面は、合成樹脂のシート状部材によって形成され、こ
の合成樹脂のシート状部材を前記磁石の周面上に貼着す
ることによって構成される。上記シート状部材は表面に
微小な凹部が多数設けられ、この凹部のそれぞれが直角
に接合される三つの平面を有する反射組み合わせ面とな
っており、これを円柱状の磁石の周面に貼着したもので
ある。また、上記シート状部材は裏面側に反射組み合わ
せ面を形成したものでもよいし、シート状部材を屈折率
の異なる二つの材料を重ねあわせた二層構造とし、これ
らの境界面に上記反射組み合わせ面を形成したものを用
いることもできる。このような光波測距装置では、水平
方向のいずれの方向から入射する光であってもその方向
に反射光を射出することができる。また、反射組み合わ
せ面が形成された合成樹脂シートを磁石に貼着すること
によって形成されているので、安価で簡単に製作するこ
とができるとともに、土工機械の掘削部材又は移送部材
に上記磁石の磁力によって容易に取り付けることができ
る。According to a sixth aspect of the present invention, the magnet has a cylindrical shape, and the minute reflection combination surface is formed by a synthetic resin sheet member. It is constituted by attaching a member on the peripheral surface of the magnet. The above-mentioned sheet-shaped member is provided with a large number of minute concave portions on the surface, and each of the concave portions is a reflection combination surface having three planes joined at right angles, and this is attached to the peripheral surface of the columnar magnet. It was done. Further, the sheet-like member may have a reflection combination surface formed on the back surface side, or the sheet-like member may have a two-layer structure in which two materials having different refractive indices are overlapped with each other, and the reflection combination surface may be formed on a boundary surface between these two members. Can be used. In such a lightwave distance measuring device, even if light is incident from any horizontal direction, reflected light can be emitted in that direction. In addition, since it is formed by sticking a synthetic resin sheet on which a reflection combination surface is formed to a magnet, it can be manufactured inexpensively and easily, and the magnetic force of the magnet is applied to an excavation member or a transfer member of an earth moving machine. Can be easily attached.
【0021】さらに、請求項7に記載の光波測距用光反
射装置のように、 前記磁石もしくはこの磁石に固着さ
れた部材を球曲面またはこれに近似する曲面を有するも
のとし、これに上記合成樹脂シートを貼着することによ
って構成されるものでは、簡単な構造で、鉛直方向およ
び水平方向のいずれの方向から光波が入射しても平行に
反射光を射出することができる。Further, as in the light reflecting device for lightwave distance measurement according to claim 7, the magnet or a member fixed to the magnet has a spherical surface or a curved surface approximating the spherical surface, and the magnet is combined with the spherical surface. In the case where a resin sheet is attached, a reflected light can be emitted in parallel even if a light wave is incident from any of a vertical direction and a horizontal direction with a simple structure.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は請求項1に記載の土工事管理
システムの実施の形態を示す概略構成図である。また、
図2は、図1に示すシステムのブロック図である。この
土工事管理システム10は光波測距装置1と光反射装置
2と小型コンピュータ3とで主要部が構成されている。
この小型コンピュータ3は、図2に示すように、記憶装
置3a、演算装置3b、入力装置3c及び表示装置3d
を備えて構成されており、例えば、バックホー4の操作
室に設置されるか又はそのオペレータ6が携帯して使用
する。光反射装置2はバックホー4のバケット4a等
(掘削部材又は移送部材)の土砂等と接触しない位置、
すなわちアーム4bとの接合部付近に磁力により吸着さ
せて用いられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the earth work management system according to the first aspect. Also,
FIG. 2 is a block diagram of the system shown in FIG. The earthwork management system 10 is mainly composed of a lightwave distance measuring device 1, a light reflecting device 2, and a small computer 3.
As shown in FIG. 2, the small computer 3 includes a storage device 3a, an arithmetic device 3b, an input device 3c, and a display device 3d.
For example, it is installed in the operation room of the backhoe 4 or is carried and used by the operator 6. The light reflecting device 2 is located at a position where the light reflecting device 2 does not come into contact with earth and sand or the like of the bucket 4a or the like (digging member or transfer member) of the backhoe 4,
That is, it is used by being attracted to the vicinity of the joint with the arm 4b by magnetic force.
【0023】以下に、上記構成を詳細に説明する。上記
光波測距装置1は、図1に示すように、造成現場から少
し離れたところであって作業現場全体を見渡すことので
きる位置に設置され、そこからバケット4aに取り付け
られた光反射装置2に向けて変調された光波を射出し、
光反射装置2からの反射光を検知して反射位置までの距
離並びに基準点からの水平角度及び鉛直角度を測定す
る。この光波測距装置1は、正弦波状に振幅が変調され
た光を射出し、光反射装置からの反射波との位相差を検
出することによって反射位置までの距離を測定するもの
であるが、光を用いて距離および方位を正確に測定でき
るものであれば他の原理を用いるものであってもよい。Hereinafter, the above configuration will be described in detail. As shown in FIG. 1, the light wave distance measuring device 1 is installed at a position slightly away from the construction site and overlooking the entire work site, and from there to the light reflecting device 2 attached to the bucket 4a. Emits a lightwave modulated towards
The reflected light from the light reflection device 2 is detected, and the distance to the reflection position and the horizontal angle and the vertical angle from the reference point are measured. The lightwave distance measuring device 1 measures a distance to a reflection position by emitting light whose amplitude is modulated in a sine wave shape and detecting a phase difference from a reflected wave from the light reflection device. Other principles may be used as long as the distance and direction can be accurately measured using light.
【0024】また、この光波測距装置1は、操作者7が
光反射装置2を視準し、この状態で測定動作を開始する
信号を入力することによって測定が行なわれるものであ
るが、ターゲットとなる光反射装置2を自動的に追尾す
るものであってもよい。このような自動追尾機能を有す
るものであれば、光波測距装置のそばに操作者は不要と
なり、このときには、距離並びに水平角度及び鉛直角度
の測定を一定の時間間隔で自動的に行なう方法、または
土工機械のオペレータ6からの信号等を受信して測定動
作を開始するように設定しておく方法等を採用すること
ができる。The lightwave distance measuring device 1 performs measurement by an operator 7 collimating the light reflecting device 2 and inputting a signal for starting a measuring operation in this state. May automatically track the light reflection device 2 that is to be used. If it has such an automatic tracking function, an operator is not required beside the lightwave distance measuring device, and at this time, a method of automatically measuring the distance and the horizontal angle and the vertical angle at fixed time intervals, Alternatively, it is possible to adopt a method in which a signal or the like from the operator 6 of the earth moving machine is received and the measurement operation is set to start.
【0025】上記光反射装置2は、光波測距装置1から
の入射光をその入射光の方向と平行で逆方向に反射光を
射出する装置であり、図3に示すように、平坦な磁気吸
着面2bを有する磁石2aを備えており、バックホー4
のバケット4a等に吸着させて使用される。このため、
バックホー以外の土工機械にも使用可能であり、土工機
械の土の掘削や移送を行なう部材上又はこれと接合され
る部材との接合部付近であって、取付位置をオペレータ
が認識できる位置であれば取付場所に特に制限がない。
ただし、掘削や土の移送等によって土砂が接触しない位
置であること、および測定を行なうときには現地盤より
一定の高さに維持することができる位置とする必要があ
り、例えばバックホーであればそのバケットの天端部分
やアームとの接合部に、ブルドーザであれば排土板の天
端部分に装着することが望ましい。また、このような位
置は、掘削作業や土の移送作業による衝撃によって、光
反射装置が脱落するおそれを少なくすることができる位
置でもある。The light reflecting device 2 is a device that emits reflected light from the lightwave distance measuring device 1 in a direction parallel to the direction of the incident light and in a direction opposite to the direction of the incident light. As shown in FIG. The backhoe 4 includes a magnet 2a having an attraction surface 2b.
Is used by being adsorbed to the bucket 4a or the like. For this reason,
It can also be used for earth-moving machines other than backhoes, and it should be on a member that excavates or transfers soil of the earth-moving machine or near a joint with a member to be joined to the earth-moving machine so that the operator can recognize the mounting position. There is no particular limitation on the mounting location.
However, it must be a position where the earth and sand do not come into contact due to excavation, soil transfer, etc., and it must be a position where it can be maintained at a certain height from the local plate when performing measurements. It is desirable that the bulldozer be mounted on the top end of the earthing plate or the top end of the earth removal plate if it is a bulldozer. In addition, such a position is also a position where it is possible to reduce the risk of the light reflecting device falling off due to an impact due to an excavation operation or a soil transfer operation.
【0026】この光反射装置2は、図3に示すように、
平坦な磁気吸着面2bを有する磁石2aに球体2cをボ
ルト2dで固着したもので、この球体の表面部分が光反
射面となるが、この曲面は滑らかな球曲面ではなく、図
15に示すような3つの反射面が互いに直角に交わるよ
うに組み合わされた微小な反射組合せ面(コーナーキュ
ーブという)を複数設けることによって構成されてい
る。この反射組み合わせ面は、図4に示すように、ちょ
うど直方体11の隅を切り取って内側から見たように凹
状に対向して組み合わされたものであり、このようなコ
ーナーキューブ11aは、図15に示すように、いずれ
の方向から光が入射してもその方向に反射光を射出する
ことがよく知られている。このような微小な反射組合せ
面は、合成樹脂をシート状にしたものの表面に、図5に
示すように多数配列して形成することができ、上記光反
射装置2は、上記球体2cにこの合成樹脂シートを貼着
することによって形成されたものである。As shown in FIG. 3, the light reflecting device 2
A sphere 2c is fixed to a magnet 2a having a flat magnetic attraction surface 2b with bolts 2d, and the surface of the sphere becomes a light reflecting surface, but this curved surface is not a smooth spherical curved surface, as shown in FIG. It is configured by providing a plurality of minute reflection combination surfaces (corner cubes) in which three reflection surfaces are combined so as to cross each other at right angles. As shown in FIG. 4, the reflection combination surface is formed by cutting out the corners of the rectangular parallelepiped 11 and facing each other in a concave shape as viewed from the inside. Such a corner cube 11a is shown in FIG. As shown, it is well known that, even if light is incident from any direction, reflected light is emitted in that direction. Such a minute reflection combination surface can be formed by arranging a large number on the surface of a synthetic resin sheet as shown in FIG. It is formed by attaching a resin sheet.
【0027】また、この光反射装置2は、球体の表面部
分に光反射面が形成されているので、図6に示すよう
に、バックホー4のバケット4a等に取り付けられたと
きに、視準範囲41,42が広くなるという利点があ
り、光反射装置2と光波測距装置1との高低差が大きく
なっても、又はバケット4aの上部に取り付けられたと
きに軸線が傾いていても、広い範囲からの光波の反射が
可能となる。Since the light reflecting device 2 has a light reflecting surface formed on the surface of a sphere, as shown in FIG. There is an advantage that the widths 41 and 42 are wide, and even if the height difference between the light reflecting device 2 and the lightwave distance measuring device 1 is large, or if the axis is inclined when mounted on the upper part of the bucket 4a, the width is wide. Light waves can be reflected from the area.
【0028】上記のように、光反射装置2に球体を用い
るものとした場合、光波は球体2cの表面で反射する
が、光波測距装置1でプリズム定数を所定の値に設定し
ておけば、球体2cの中心が測定点となり、光波測距装
置1の望遠鏡で球体2cの中心を視準することによって
正確な測定が可能となる。なお、この光反射装置2は、
請求項4、請求項5又は請求項7に記載の発明の一実施
形態である。As described above, when a sphere is used for the light reflecting device 2, the light wave is reflected on the surface of the sphere 2c. However, if the light wave distance measuring device 1 sets the prism constant to a predetermined value. The center of the sphere 2c is the measurement point, and accurate measurement is possible by collimating the center of the sphere 2c with the telescope of the lightwave distance measuring device 1. In addition, this light reflection device 2
This is an embodiment of the invention described in claim 4, claim 5, or claim 7.
【0029】また、光反射装置の形態は、上記のものに
限定されず様々な形状に構成することができるが、土工
機械の掘削部材又は移送部材等に取り付けられたとき
に、光波測距装置1との位置関係がどのようになっても
光波の反射が正確に行われるような形態とするのが望ま
しく、図7に示すような、円柱状の磁石21aに半球体
21bを接着したものや、図8に示すように、球体の一
部を平面で切除した形状の磁石22を用いるもの等を採
用することもできる。図7に示す光反射装置21は、円
柱状の磁石の側面および半球体の表面に、微小な反射組
合わせ面が形成された上記合成樹脂シートが貼着されて
いる。また、図8に示す光反射装置では、磁石22の球
曲面に上記合成樹脂シートが貼着されている。このよう
な装置は安価で製作することができ、土工機械に吸着さ
せて使用しているときに脱落して紛失しても、損害を最
小に留めることができる。Further, the form of the light reflecting device is not limited to the above-mentioned one, and it can be formed into various shapes. However, when the light reflecting device is attached to a digging member or a transfer member of an earth moving machine, the light wave distance measuring device is used. It is desirable to adopt a form in which the light wave is accurately reflected regardless of the positional relationship with the magnet 1. For example, as shown in FIG. 7, a hemispherical body 21b is adhered to a cylindrical magnet 21a. As shown in FIG. 8, a magnet using a magnet 22 in which a part of a sphere is cut off in a plane may be employed. In the light reflecting device 21 shown in FIG. 7, the above-mentioned synthetic resin sheet having a small reflective combination surface is attached to the side surface of the columnar magnet and the surface of the hemisphere. In the light reflecting device shown in FIG. 8, the synthetic resin sheet is adhered to the spherical surface of the magnet 22. Such a device can be manufactured inexpensively, and damage can be minimized even if the device is dropped and lost while being used by being sucked into an earth moving machine.
【0030】図9に示す光反射装置23は、請求項6に
記載の発明の一実施形態であり、円柱状磁石の周囲側面
上に合成樹脂シートを貼着して光反射面を形成したもの
であり、より安価に製作することができる。この光反射
装置23では、磁気吸着面23aとは反対の天端面に水
準器23bを設け、円柱状磁石の高さ方向の中央部には
側面を取り巻くように視準線23cを設けておくことが
できる。この光反射装置23では、入射する光波の方向
と円柱状磁石の軸線とが成す角度が小さくなると、反射
光が得られなくなるため、上記円柱状磁石の軸線がほぼ
鉛直となるように取り付けるのが望ましく、上記水準器
23bは取付位置の調整に用いるものである。また、視
準線23cは光波測距装置1から操作者7が視準する場
合の便宜を考慮したものである。A light reflecting device 23 shown in FIG. 9 is an embodiment of the invention according to claim 6, wherein a light reflecting surface is formed by sticking a synthetic resin sheet on a peripheral side surface of a cylindrical magnet. And can be manufactured at lower cost. In this light reflecting device 23, a level 23b is provided on the top end surface opposite to the magnetic attraction surface 23a, and a collimation line 23c is provided at the center in the height direction of the columnar magnet so as to surround the side surface. Can be. In the light reflecting device 23, if the angle formed between the direction of the incident light wave and the axis of the columnar magnet is reduced, reflected light cannot be obtained. Therefore, the light reflecting device 23 should be mounted so that the axis of the columnar magnet is substantially vertical. Desirably, the level 23b is used for adjusting the mounting position. Further, the collimation line 23c is provided for convenience when the operator 7 collimates from the lightwave distance measuring device 1.
【0031】また、図10に示す光反射装置24は、請
求項4に記載の発明の一実施形態であり、図3に示す光
反射装置と同様に球体24aの表面に、多数の微小な反
射組み合わせ面が形成された上記合成樹脂シートを貼着
したものであり、この球体に固着されたボルト24bが
取り付け部材となっている。この光反射装置24は、土
工機械の掘削部材又は移送部材に雌ねじが切削されたボ
ルト穴を穿設しておき、これにねじ込んで固定すること
ができる。また、取り付け位置は、バックホーやパワー
シャベルの場合、バケットの本体部に限らず、アームと
バケットとの接合部におけるヒンジ部材等であってもよ
い。The light reflecting device 24 shown in FIG. 10 is an embodiment of the invention described in claim 4, and a large number of minute reflections are formed on the surface of the sphere 24a similarly to the light reflecting device shown in FIG. The synthetic resin sheet on which the combination surface is formed is adhered, and the bolt 24b fixed to the sphere serves as an attachment member. The light reflecting device 24 can be fixed by screwing a bolt hole with a female screw cut in an excavating member or a transfer member of an earthmoving machine. In the case of a backhoe or a power shovel, the attachment position is not limited to the main body of the bucket, but may be a hinge member or the like at a joint between the arm and the bucket.
【0032】上記小型コンピュータ3は、図2に示すよ
うに、記憶装置3a、演算装置3b及び表示装置3dを
有するものであり、バックホー4のオペレータ6が作業
中に携帯して、又は上記バックホー4の運転席に据え付
けて使用する。この小型コンピュータ3は、汎用のノー
ト型パーソナルコンピュータ等を用いることができ、上
記記憶装置3aは、計画地盤高さを三角網図又は等高線
のデータ等として記憶しておくことができるものであ
り、このデータは随時演算装置に読み込むことができる
ように設定される。As shown in FIG. 2, the small computer 3 has a storage device 3a, a computing device 3b, and a display device 3d. Used in the driver's seat. The small computer 3 can be a general-purpose notebook personal computer or the like, and the storage device 3a can store the planned ground height as data of a triangular mesh diagram or contour lines, and the like. This data is set so that it can be read into the arithmetic unit at any time.
【0033】また、上記演算装置3bは、光波測距装置
1から入力される測定データに基づいて、次のような機
能を発揮するように設定されている。 a.既に位置が特定されている二つの基準点までの距離
および方向を測定した値から、光波測距装置1の設置位
置を特定する機能。 b.土工機械に取り付けられた光反射装置2までの距離
並びに基準点からの水平角度及び鉛直角度を測定した値
および上記光波測距装置の位置とから、土工機械の掘削
部材又は移送部材のある位置及びその点の現況地盤の高
さを算定する機能。 c.記憶装置に記憶されている計画地盤高さのデータか
ら、現況地盤高さが測定された位置の計画地盤高さを演
算し、上記現況地盤高さと比較する。そして、その差に
関するデータを表示装置3dに出力し、表示させる機
能。The arithmetic unit 3b is set to perform the following functions based on the measurement data input from the lightwave distance measuring device 1. a. A function of specifying the installation position of the lightwave distance measuring device 1 from a value obtained by measuring the distance and direction to two reference points whose positions have already been specified. b. From the distance to the light reflecting device 2 attached to the earthmoving machine and the value obtained by measuring the horizontal angle and the vertical angle from the reference point and the position of the lightwave distance measuring device, the position of the excavating member or the transfer member of the earthmoving machine and Function to calculate the current ground height at that point. c. From the data of the planned ground height stored in the storage device, the planned ground height at the position where the current ground height was measured is calculated and compared with the above-mentioned current ground height. And a function of outputting data relating to the difference to the display device 3d and displaying the data.
【0034】また、上記表示装置3dは、液晶画面等に
より、上記演算装置3bから入力されるデータに基づい
て、現況地盤高さと計画地盤高さの差を、計画平面上の
位置とともに表示するものである。この表示内容は、上
記に限定されるものではなく、数値のみで表示してもよ
いし、計画断面図とともに表示したり、平面図上で測定
位置とその周辺について同時に計画高さと現況地盤高さ
の差を表示するように設定してもよい。The display device 3d displays the difference between the present ground height and the planned ground height together with the position on the planning plane on the basis of data input from the arithmetic unit 3b on a liquid crystal screen or the like. It is. This display content is not limited to the above, and may be displayed only with numerical values, may be displayed together with the planned cross-sectional view, or the planned height and the present ground height may be simultaneously displayed on the measurement position and its surroundings on the plan view. May be set to be displayed.
【0035】また、上記小型コンピュータ3には、無線
通信用のモデム5bが設けられており、光波測距装置1
に設けられたモデム5aとの間で無線送受信が可能とな
っている。そして、光波測距装置1の測定データがリア
ルタイムで小型コンピュータ3に送信できるように構成
されている。なお、図1に示すように、この測定データ
をオペレータ6に送信するとともに、現場監督が携帯す
るパーソナルコンピュータや現場事務所に設置されるコ
ンピュータにも送信すれば、複数箇所で同時施工管理を
行うこともでき、管理がより容易となる。The small computer 3 is provided with a wireless communication modem 5b.
Wireless transmission / reception with the modem 5a provided in the server. The measurement data of the lightwave distance measuring device 1 is transmitted to the small computer 3 in real time. As shown in FIG. 1, when the measurement data is transmitted to the operator 6 and also transmitted to a personal computer carried by the site supervisor or a computer installed in the site office, simultaneous construction management is performed at a plurality of locations. Can be managed more easily.
【0036】次に、上記のような構成を有する土工事管
理システムの使用方法の一例を説明する。これは請求項
3に記載の発明の一実施形態でもある。施工前に、光波
測距装置1を用いて現場の現況測量を行う。例えば、図
11に示すように、現場の基準杭9にポールプリズム8
等を立て、距離および方向を測定するとともに、現場の
複数の位置に同様にポールプリズム8を立て、これに光
波測距装置1から変調光波を照射して、距離および方向
を測定する。そして、基準杭9についてのデータとの比
較により、複数の測定位置を特定するとともにその位置
の現況地盤高さを特定する。この測定位置および地盤高
さを特定する作業は、現場に小型のコンピュータ3を持
込み、モデム5a,5bを介して測定データを即時に入
力して現場で行なってもよいし、測定データを記録して
おき、時および場所を変えて行なうこともできる。この
ようにして、算定された現場の各位置における現況地盤
高さから、図12に示すように3次元ランダム三角網図
(現況三角網地形図)31を作成する。また、これに基
づいて、等高線図32を作成することもできる。Next, an example of a method of using the earthwork management system having the above configuration will be described. This is one embodiment of the invention described in claim 3. Before the construction, the current condition of the site is measured using the lightwave distance measuring device 1. For example, as shown in FIG.
In addition to measuring the distance and direction, the pole prism 8 is similarly set up at a plurality of positions on the site, and the distance and direction are measured by irradiating the pole prism 8 with a modulated light wave from the lightwave distance measuring device 1. Then, by comparing the data with the reference pile 9, a plurality of measurement positions are specified, and the current ground height at the positions is specified. The work of specifying the measurement position and the ground height may be carried out by bringing the small computer 3 to the site and immediately inputting the measurement data via the modems 5a and 5b, or recording the measurement data. It can be done at different times and places. In this manner, a three-dimensional random triangular net map (current triangular topographic map) 31 is created from the calculated current ground height at each position of the site as shown in FIG. Further, based on this, the contour map 32 can be created.
【0037】このようにして作成された現況地盤高さに
関するデータは設計部門に送られる。設計部門ではこの
現況三角網地形図31および等高線図32等に基づい
て、造成する地盤面すなわち計画地盤高さが決定され
る。この計画地盤高さは、計画等高線図33、計画三角
網図34として示され、コンピュータ上でCAD機能等
を用いて作成される。このような計画高さに関するデー
タは、必要に応じて3次元、又は2次元データに変換さ
れ、電子データとして記憶される。このデータは、現況
地盤の高さに関するデータとの対比により、土工量の計
算に用いることができる。また、CAD機能を利用して
簡単なパース図、例えば計画等高線パース図35、計画
高さ三角網パース図36として、プレゼンテーションや
設計の資料として利用することもできる。The data on the current ground height thus created is sent to the design department. In the design section, the ground surface to be developed, that is, the planned ground height is determined based on the current triangular net topographic map 31 and the contour map 32 and the like. The planned ground height is shown as a planned contour map 33 and a planned triangular mesh map 34, and is created using a CAD function or the like on a computer. Such data relating to the planned height is converted into three-dimensional or two-dimensional data as necessary, and stored as electronic data. This data can be used to calculate the amount of earthwork by comparing it with data on the height of the existing ground. Further, a simple perspective diagram such as a planned contour line perspective diagram 35 and a planned height triangular net perspective diagram 36 using the CAD function can be used as presentation or design data.
【0038】土工事を行う現場では、上記計画高さに関
するデータが記憶された小型コンピュータ3を、土工機
械のオペレータ6が携帯するか又は土工機械の運転席に
据え付けて用いる。上記計画地盤高さに関するデータ
は、例えば、計画三角網図(2次元又は3次元)として
記憶装置に記憶させておく。そして、現場における土工
事の管理は次のようにして行なわれる。At the site where the earthwork is performed, the small computer 3 in which the data on the planned height is stored is carried by the operator 6 of the earthmoving machine or is installed and used in the driver's seat of the earthmoving machine. The data relating to the planned ground height is stored in a storage device as a planned triangular mesh diagram (two-dimensional or three-dimensional), for example. Then, the management of the earthwork at the site is performed as follows.
【0039】まず、光波測距装置1を設置し、基準杭9
上に設置したポールプリズム等を視準し、基準杭までの
距離・方向を測定する。そして、二つの基準杭について
の測定値から上記光波測距装置1の設置位置を特定す
る。また、光反射装置2をバックホー4のバケット4a
の所定位置に取り付ける。このとき、バケットを所定の
姿勢で地表面に接触させたときの、光反射装置2の取付
位置の地表面からの高さ(図2中に示すh)を測定し、
この値と光波測距装置の位置(x,y)、標高を小型コ
ンピュータ3に初期条件として入力装置3cから入力す
る。First, the lightwave distance measuring device 1 is installed, and the reference pile 9 is mounted.
Collimate the pole prism installed above and measure the distance and direction to the reference pile. Then, the installation position of the lightwave distance measuring device 1 is specified from the measurement values of the two reference piles. Further, the light reflecting device 2 is connected to the bucket 4a of the backhoe 4.
Attach in place. At this time, when the bucket is brought into contact with the ground surface in a predetermined posture, the height (h shown in FIG. 2) of the mounting position of the light reflecting device 2 from the ground surface is measured.
This value, the position (x, y) of the lightwave distance measuring device, and the altitude are input to the small computer 3 from the input device 3c as initial conditions.
【0040】次に、作業を行う任意の点にバケット4a
を所定の姿勢で接触させ、光波測距装置1で上記光反射
装置2を視準して反射位置までの距離並びに基準点から
の水平角度及び鉛直角度を測定する。その測定データは
無線モデム5a,5bを経由してオペレータ6が携帯す
る小型コンピュータ3に転送される。Next, a bucket 4a is provided at an arbitrary point where the work is performed.
Are brought into contact with each other in a predetermined posture, and the light wave measuring device 1 collimates the light reflecting device 2 to measure the distance to the reflection position and the horizontal angle and the vertical angle from the reference point. The measurement data is transferred to the small computer 3 carried by the operator 6 via the wireless modems 5a and 5b.
【0041】この測定データと初期条件とに基づいて、
小型コンピュータ3の演算装置3bにより現況(測定
時)の地盤高さが演算され、記憶装置3aに記憶されて
いる地盤の計画高さと比較される。このとき、記憶装置
3aに記憶されている計画高さのデータは、任意の測定
点について記憶されてはおらず、測定点が特定されると
その位置の計画高さが、その周辺の位置のデータから演
算され、現況の地盤高さと比較される。そして、現況の
地盤高さと計画高さとの差が、図13(a)に示すよう
に、表示装置3dに計画三角網図34とともに表示され
る。このとき、測定点は図面のスケールである円34b
の中心として示すことができる。つまり、二つの円の半
径は計画三角網図上でそれぞれ5m、10mに相当して
いる。また、周辺位置の現況地盤高さと計画高さとの差
を、図13(b)に示すように、円34aの半径の大き
さで表示することができ、切取及び盛土は円の色を変え
て表示される。これによって周辺部の土量分布を把握す
ることができ、掘削した土をどこに移動し、盛土の土を
どこから持ってくるかということを容易に判断すること
ができる。さらに、図14に示すように、計画断面図上
で現況地盤の位置を表示してもよい。Based on the measured data and the initial conditions,
The ground height in the present situation (at the time of measurement) is calculated by the arithmetic unit 3b of the small computer 3, and is compared with the planned ground height stored in the storage device 3a. At this time, the data of the planned height stored in the storage device 3a is not stored for an arbitrary measurement point, and when the measurement point is specified, the planned height of the position is changed to the data of the surrounding position. And is compared with the current ground height. Then, the difference between the present ground height and the planned height is displayed on the display device 3d together with the planned triangular mesh diagram 34 as shown in FIG. At this time, the measurement point is a circle 34b which is the scale of the drawing.
Can be shown as the center of That is, the radii of the two circles correspond to 5 m and 10 m, respectively, on the planned triangular network diagram. Further, the difference between the current ground height at the peripheral position and the planned height can be displayed by the size of the radius of the circle 34a as shown in FIG. 13 (b). Is displayed. This makes it possible to grasp the soil volume distribution in the surrounding area, and to easily determine where to move the excavated soil and to bring the embankment soil from. Further, as shown in FIG. 14, the current ground position may be displayed on the planned sectional view.
【0042】土工機械上でこれを操作するオペレータ6
は小型コンピュータ3の表示装置に表示されたこれら数
値データ又は画像データ等を見ながら、計画高さまでの
掘削量又は盛土量を知ることができ、オペレータ6はこ
の表示に従って、地盤の掘削又は土砂の移動を行うこと
ができる。An operator 6 operating this on the earth moving machine
The operator 6 can know the excavation amount or the embankment amount up to the planned height while looking at these numerical data or image data displayed on the display device of the small computer 3, and the operator 6 can excavate the ground or remove the soil according to the display. You can make a move.
【0043】したがって、この土工事管理システム又は
土工事管理方法では、丁張や杭を現場に設けることなく
土工事を行い、正確な造成工事が可能となり、人員を削
減した省力化を実現することができる。また、このよう
な土工事管理システム10及び管理方法で使用される図
形データは、測量・設計時と同一のものを使用すること
ができ、データを共有することができることから、全体
的なコストの削減、設計から施工までの効率化、合理化
を同時に達成することができる。Therefore, according to the earth work management system or the earth work management method, the earth work can be performed without providing the stakes and the piles on the site, and the accurate construction work can be performed. Can be. In addition, the figure data used in the earthwork management system 10 and the management method can be the same as those used at the time of surveying and designing, and the data can be shared. Reduction, efficiency and rationalization from design to construction can be achieved at the same time.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る土工
事管理システム又は土工事管理方法によれば、リアルタ
イムで計画地盤高さと現況地盤高さとの関係を表示装置
に表示し、土工機械のオペレータはこれに基づいて土工
事を進めることができるので、従来のように指標とする
丁張や杭等を設置することを不要とするか、又は最小限
とすることができ、効率のよい作業が可能となる。ま
た、任意の位置において、実際の地盤高さを計画高さと
比較することができ、複雑な形状の造成工事であって
も、作業者の熟練度と関係なく正確な工事が可能とな
る。また、記憶装置に記憶させておく計画地盤高さは、
設計において作成されたデータをそのまま使用すること
ができ、データの共有による効率化を計ることができ
る。As described above, according to the earth work management system or the earth work management method of the present invention, the relationship between the planned ground height and the current ground height is displayed on the display device in real time, and Since the operator can proceed with the earthwork based on this, it is not necessary or necessary to install a stake or a stake as an index as in the past, and the work can be performed efficiently. Becomes possible. In addition, the actual ground height can be compared with the planned height at an arbitrary position, and accurate construction can be performed irrespective of the skill level of the operator, even if the construction work has a complicated shape. The planned ground height stored in the storage device is
The data created in the design can be used as it is, and the efficiency can be improved by sharing the data.
【0045】また、本願に係る発明の光波測距用光反射
装置では、曲面上に複数の反射組み合わせ面(コーナー
キューブ)が設けられているので、この光反射装置の位
置・姿勢が変化しても、入射光と平行で逆方向の反射光
を得ることができる。また、反射組み合わせ面が形成さ
れた合成樹脂シートを曲面上に貼着した構成とすること
によって、この光反射装置の製作費用が安価となる。さ
らに、磁石を用いて土工機械に取り付けるようにするこ
とで、取り付けが極めて簡単となり、他の土工機械への
付け替え等も容易となる。Further, in the light reflecting device for lightwave distance measurement according to the present invention, since a plurality of reflection combination surfaces (corner cubes) are provided on the curved surface, the position / posture of the light reflecting device changes. Also, it is possible to obtain reflected light parallel to and opposite to the incident light. Further, by adopting a configuration in which the synthetic resin sheet on which the reflection combination surface is formed is stuck on a curved surface, the manufacturing cost of the light reflection device is reduced. Further, by attaching the device to the earth-moving machine using a magnet, the attachment becomes extremely simple, and replacement with another earth-moving machine becomes easy.
【図1】請求項1又は請求項2に記載の発明の一実施形
態である土工事管理システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an earthwork management system according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す土工事管理システムのブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram of the earth work management system shown in FIG.
【図3】図1又は図2に示す土工事管理システムで使用
される光反射装置の一例を示す概略斜視図およびが概略
側面図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of a light reflecting device used in the earth work management system shown in FIG. 1 or FIG. 2, and FIG.
【図4】光反射装置の構成を説明するための形状説明図
である。FIG. 4 is a shape explanatory view for explaining a configuration of a light reflecting device.
【図5】図3に示す光反射装置で用いられる合成樹脂シ
ートの構成を示す部分拡大平面図である。5 is a partially enlarged plan view showing a configuration of a synthetic resin sheet used in the light reflecting device shown in FIG.
【図6】図3に示す光反射装置を視準することができる
範囲を示す概略側面図および概略平面図である。6 is a schematic side view and a schematic plan view showing a range in which the light reflecting device shown in FIG. 3 can be collimated.
【図7】請求項4、請求項5又は請求項7に記載の発明
の他の実施形態である光反射装置を示す概略斜視図およ
び概略側面図である。FIG. 7 is a schematic perspective view and a schematic side view showing a light reflection device according to another embodiment of the invention described in claim 4, 5 or 7.
【図8】請求項5又は請求項7に記載の発明の他の実施
形態である光反射装置を示す概略斜視図および概略側面
図である。FIG. 8 is a schematic perspective view and a schematic side view showing a light reflecting device according to another embodiment of the invention described in claim 5 or 7;
【図9】請求項6に記載の発明の一実施形態である光反
射装置を示す概略斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view showing a light reflecting device according to an embodiment of the present invention.
【図10】請求項4に記載の発明の他の実施形態である
光反射装置を示す概略斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view showing a light reflecting device according to another embodiment of the present invention.
【図11】土工事に先立って行なわれる測量を実施する
システムの概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram of a system for performing surveying performed prior to earthworks.
【図12】土工事を行うに先立って作成される図面を説
明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a drawing created before performing earthworks.
【図13】図1又は図2に示す土工事管理システムで、
表示装置に表示される画面の例を示す図である。FIG. 13 shows an earth work management system shown in FIG. 1 or FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a screen displayed on a display device.
【図14】図1又は図2に示す土工事管理システムで、
表示装置に表示される画面の他の例を示す図である。FIG. 14 shows an earth work management system shown in FIG. 1 or FIG.
It is a figure showing other examples of a screen displayed on a display.
【図15】光反射装置の機能を説明するための概略図で
ある。FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the function of the light reflecting device.
【図16】従来の土工事管理方法を説明するための概念
図である。FIG. 16 is a conceptual diagram for explaining a conventional earthwork management method.
1 光波測距装置 2 光反射装置 3 小型コンピュータ 3a 記憶装置 3b 演算装置 3c 入力装置 3d 表示装置 4 バックホー 5 無線通信モデム 6 バックホーのオペレータ 7 光波測距装置の操作者 8 ポールプリズム 9 基準杭 10 土工事管理システム 21,22,23,24 光反射装置 Reference Signs List 1 light wave distance measuring device 2 light reflecting device 3 small computer 3a storage device 3b computing device 3c input device 3d display device 4 backhoe 5 wireless communication modem 6 backhoe operator 7 operator of light wave distance measuring device 8 pole prism 9 reference pile 10 soil Construction management system 21, 22, 23, 24 Light reflection device
Claims (7)
土工機械の掘削部材又は移送部材に取り付けられ、入射
光を反射して、この入射光と平行で逆方向に反射光を射
出する光反射装置と、 前記光反射装置に対して光を射出し、その反射光を検知
して反射位置までの距離並びに反射位置の基準点からの
水平角度及び鉛直角度を測定する光波測距装置と、 土工事を行う現場の計画高さを電子データとして記憶す
る記憶装置と、 前記光波測距装置で測定された値に基づいて測定時の地
盤の高さを演算し、前記記憶装置に記憶されている計画
高さに関するデータと比較する演算装置と、 前記光波測距装置で測定された値を直ちに前記演算装置
に入力するデータ通信装置と、 前記演算装置で得られた計画高さと測定時の地盤高さと
の関係を、前記土工機械上でこれを操作するオペレータ
に表示する表示装置とを有することを特徴とする土工事
管理システム。1. A light reflector which is attached to a digging member or a transfer member of an earthmoving machine used for excavating ground or moving earth and sand, reflects incident light, and emits reflected light parallel to the incident light and in the opposite direction. A light-wave distance measuring device that emits light to the light reflecting device, detects the reflected light, and measures the distance to the reflecting position and the horizontal angle and the vertical angle of the reflecting position from a reference point; and A storage device that stores the planned height of the construction site as electronic data, and a height of the ground at the time of measurement based on a value measured by the lightwave distance measuring device, which is stored in the storage device. An arithmetic device for comparing the data with the planned height; a data communication device for immediately inputting the value measured by the lightwave distance measuring device to the arithmetic device; a planned height obtained by the arithmetic device and a ground height at the time of measurement; The relationship between the soil Earthworks management system characterized by having a display device for displaying to an operator to operate it on the machine.
を送信する無線送信手段と、 この送信手段から送信された信号を受信し、前記演算手
段に取り組む無線受信手段とを有することを特徴とする
請求項1に記載の土工事管理システム。2. The data communication device, comprising: a wireless transmission unit for transmitting a signal corresponding to a value measured by the lightwave distance measuring device; and receiving the signal transmitted from the transmission unit and working on the calculation unit. The earthwork management system according to claim 1, further comprising wireless receiving means.
土工機械の掘削部材又は移送部材に、入射光を反射して
この入射光と平行で逆方向に反射光を射出する光反射装
置を取り付けておき、 前記光反射装置に対して光を射出し、その反射光を検知
して反射位置までの距離並びに反射位置の基準点からの
水平角度及び鉛直角度を測定し、 この測定値に基づいて、前記掘削部材又は移送部材のあ
る位置の測定時における地盤高さを演算し、 この地盤高さを、予め記憶装置に記憶されている土工事
を行う現場の計画高さと比較して、両高さの関係を前記
土工機械上でこれを操作するオペレータに表示し、 オペレータがこの表示にしたがって地盤の掘削又は土砂
の移動を行うことを特徴とする土工事管理方法。3. A light reflecting device which reflects incident light and emits reflected light in a direction parallel to the incident light and in a reverse direction to the excavating member or the transfer member of the earthmoving machine used for excavating the ground or moving earth and sand. In advance, the light is emitted to the light reflection device, the reflected light is detected, and the distance to the reflection position and the horizontal angle and the vertical angle of the reflection position from the reference point are measured. Calculating the ground height at the time of measuring a certain position of the excavating member or the transfer member, and comparing the ground height with the planned height of the site where the earthwork is performed, which is stored in the storage device in advance; An earthwork management method comprising: displaying the relationship of the earthwork on an operator who operates the earthworks machine; and excavating the ground or moving earth and sand in accordance with the display.
うに形成された反射体基部と、 地盤の掘削または土砂の移動に用いられる土工機械の掘
削部材又は移送部材に前記反射体基部を固着する取り付
け部材とを有し、 前記曲面上に、3つの光反射面が互いに直角に接合さ
れ、これらの光反射面が凹状に対向するように組み合わ
された微小な反射組み合わせ面が複数形成されているこ
とを特徴とする光波測距用光反射装置。4. A reflector base formed so that a part or the whole of the surface is curved, and the reflector base is fixed to a digging member or a transfer member of an earth moving machine used for excavating the ground or moving earth and sand. On the curved surface, a plurality of minute reflection combination surfaces are formed in which three light reflection surfaces are joined at right angles to each other, and these light reflection surfaces are combined so as to face concavely. A light reflecting device for lightwave distance measurement.
この磁石の一部又はこの磁石に固着された部材に形成さ
れた曲面上に、3つの光反射面が互いに直角に接合さ
れ、これらの光反射面が凹状に対向するように組み合わ
された微少な反射組み合わせ面が複数形成されているこ
とを特徴とする光波測距用光反射装置。5. A magnet having a flat magnetic attraction surface,
On a curved surface formed on a part of the magnet or a member fixed to the magnet, three light reflecting surfaces are joined at right angles to each other, and these light reflecting surfaces are combined so that they face concavely. A light reflector for lightwave distance measurement, wherein a plurality of reflection combination surfaces are formed.
射組み合わせ面は、合成樹脂のシート状部材の表面、裏
面または二つの材料の境界面に多数の微小な反射組み合
わせ面を形成しておき、この合成樹脂のシート状部材を
前記磁石の周面上に貼着することによって構成されるこ
とを特徴とする請求項5に記載の光波測距用光反射装
置。6. The magnet has a cylindrical shape, and the minute reflection combination surface is formed by forming a large number of minute reflection combination surfaces on a front surface, a back surface, or a boundary surface between two materials of a synthetic resin sheet member. 6. The light reflecting device according to claim 5, wherein the sheet member made of synthetic resin is adhered to a peripheral surface of the magnet.
部材が球曲面またはこれに近似する曲面を有し、 前記
微小な反射組み合わせ面は、合成樹脂のシート状部材の
表面、裏面または二つの材料の境界面に多数の微小な反
射組み合わせ面を形成しておき、この合成樹脂のシート
状部材を前記曲面上に貼着することによって構成される
ことを特徴とする請求項5に記載の光波測距用光反射装
置。7. The magnet or a member fixed to the magnet has a spherical surface or a curved surface similar to the spherical surface, and the minute reflection combination surface is a front surface, a back surface, or two materials of a synthetic resin sheet member. 6. A light wave measuring method according to claim 5, wherein a large number of minute reflection combination surfaces are formed on the boundary surface of the surface, and the synthetic resin sheet member is attached on the curved surface. Light reflecting device for distance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27647297A JPH1194550A (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Method and system for earth work management, and light reflecting device for optical wave range-finding |
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-
1997
- 1997-09-24 JP JP27647297A patent/JPH1194550A/en not_active Withdrawn
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