JPS59195936A - 掘削機械の作業状態監視方法 - Google Patents
掘削機械の作業状態監視方法Info
- Publication number
- JPS59195936A JPS59195936A JP58070214A JP7021483A JPS59195936A JP S59195936 A JPS59195936 A JP S59195936A JP 58070214 A JP58070214 A JP 58070214A JP 7021483 A JP7021483 A JP 7021483A JP S59195936 A JPS59195936 A JP S59195936A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excavation
- working machine
- excavating
- locus
- operations
- 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
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、パワーショベル等の掘削機械の作業状態を監
視する方法に関する。
視する方法に関する。
パワーショベル等の掘削機械を用いて掘削作業を行なう
場合、掘削場所によっては掘削深度が制限される。なぜ
なら、土中には水道管やガス管、電話線等が埋設されて
いるので、掘削深度を誤まると上記埋設物を破損する虞
れがあるからである。
場合、掘削場所によっては掘削深度が制限される。なぜ
なら、土中には水道管やガス管、電話線等が埋設されて
いるので、掘削深度を誤まると上記埋設物を破損する虞
れがあるからである。
本発明の目的は、掘削機械の作業機の作動状態および作
動位置をテレビ画面に表示させることができる方法を提
供し、もって上記した埋設物の破損等を回避することに
ある。
動位置をテレビ画面に表示させることができる方法を提
供し、もって上記した埋設物の破損等を回避することに
ある。
そのため本発明においては、作業機乞支持する手段の適
所にマークを付し、掘削作業軍伴なう上記マークの動き
をテレビカメラで撮影し、該テレビカメラより出力され
る画像信号を演算処理することによって上記作業機の運
動軌跡を求め、この運動軌跡と掘削目標位置とをモニタ
テレビに表示させるようにしている。
所にマークを付し、掘削作業軍伴なう上記マークの動き
をテレビカメラで撮影し、該テレビカメラより出力され
る画像信号を演算処理することによって上記作業機の運
動軌跡を求め、この運動軌跡と掘削目標位置とをモニタ
テレビに表示させるようにしている。
以下、図面に示す実施例を参照しながら本発明の詳細な
説明する。
説明する。
第１図は掘削機械であるパワーショベルの掘削の態様を
例示したものである。いま、このパワーショベルの側方
にテレビカメラｌを設置した場合、このカメラｌによっ
てパワーショベルの作業機たるパケット２の作動位置２
よび作動状態を十分にとらえることは困難である。
例示したものである。いま、このパワーショベルの側方
にテレビカメラｌを設置した場合、このカメラｌによっ
てパワーショベルの作業機たるパケット２の作動位置２
よび作動状態を十分にとらえることは困難である。
なぜなら、上記パケット２は掘削時において掘削穴３内
圧位置しており、したがってとくにこの穴３の深度が大
ぎい場合には、それ自身を全く映像として写し出すこと
が不可能になるからである。
圧位置しており、したがってとくにこの穴３の深度が大
ぎい場合には、それ自身を全く映像として写し出すこと
が不可能になるからである。
そこで本発明の実施例では、っぎのようにして上記パケ
ット２の作動状態および作動位置を映像としてとらえる
ようにしている。
ット２の作動状態および作動位置を映像としてとらえる
ようにしている。
第２図に示す如く、上記パワーショベルのプーム３の先
端部とアーム４との回動連結点をＡ１アーム駆動用シリ
ンダ５のロッドとアーム４の基端部との回動連結点をＢ
、アーム４の先端部と前記パケットとの回動連結点をＣ
とすると、機構上、線分ＡＢの長さおよび該線分τ］と
線分丁τとのなす角ψは常に一定である。
端部とアーム４との回動連結点をＡ１アーム駆動用シリ
ンダ５のロッドとアーム４の基端部との回動連結点をＢ
、アーム４の先端部と前記パケットとの回動連結点をＣ
とすると、機構上、線分ＡＢの長さおよび該線分τ］と
線分丁τとのなす角ψは常に一定である。
したかつてＡ、Ｂおよび０点の座標を各々（ＸＡ。
ＹＡ） ｌ （ＸＢ、ＹＢ）および（Ｘａ 、 ＭＯ）
として、Ｂ Ｏ／、 、をに、と−すると、座標（Ｘｃ
、Ｙｃ）は、と表わされる。
として、Ｂ Ｏ／、 、をに、と−すると、座標（Ｘｃ
、Ｙｃ）は、と表わされる。
いま線分Ｂｅが掘削目標ラインｌに対してなす角度なρ
とすると、この角度ρの変化に対応してとるべき最適な
パケットの回動角θは、掘削の効率等を考慮して、ある
いは熟練のオペレータが常に採用しているバケット角に
基づいて予め決定することができる。しかしてこのパケ
ット角θが与えられれば、上記０点とパケット２の先端
Ｐとを結ぶ線分ｎ−γが一定であることから、上記ノ（
ケラト先端ｐの座表は と表わされる。
とすると、この角度ρの変化に対応してとるべき最適な
パケットの回動角θは、掘削の効率等を考慮して、ある
いは熟練のオペレータが常に採用しているバケット角に
基づいて予め決定することができる。しかしてこのパケ
ット角θが与えられれば、上記０点とパケット２の先端
Ｐとを結ぶ線分ｎ−γが一定であることから、上記ノ（
ケラト先端ｐの座表は と表わされる。
つまり前記Ａ点およびＢ点の座標とパケット角θが与え
られれば、上記パケット２の先端Ｐの座標を得ることが
できる。
られれば、上記パケット２の先端Ｐの座標を得ることが
できる。
この実施例では、上記Ａ点とＢ点に互いに色彩の異なる
マークＭＩ、Ｍ７、たとえば赤と緑の円形状のマークＭ
、Ｍ２を付設し、これらのマークの位置変化に基づいて
上記パケット２の先端Ｐの運動軌跡を求めるよ５Ｋして
いる。
マークＭＩ、Ｍ７、たとえば赤と緑の円形状のマークＭ
、Ｍ２を付設し、これらのマークの位置変化に基づいて
上記パケット２の先端Ｐの運動軌跡を求めるよ５Ｋして
いる。
本発明の方法は、第３図に例示する装置を使用して実施
することができ、以下、同図および第４図、第５図を参
照しながら本発明の方法の具体的な実施の、態様を説明
する。
することができ、以下、同図および第４図、第５図を参
照しながら本発明の方法の具体的な実施の、態様を説明
する。
まず、第２図え示した掘削目標ラインｌをモニタ１ｉｆ
ｉｉ面の所定位置に表示させる方法について説明する。
ｉｉ面の所定位置に表示させる方法について説明する。
いま、掘削位置に黒白の色彩を交互に１０ｃｍ幅で付し
たポール（第１図には示していない）火車てると、第４
図に示す如（上記テレビカメラ１／Ｊ！−このポール６
をとうえこの画像はＡ／Ｄ変換器１０、画像用メモリｉ
ｌ 、Ｄ、／Ａ変換器１２を介してモニタテレビ１３
に写し出さ、ｌする。
たポール（第１図には示していない）火車てると、第４
図に示す如（上記テレビカメラ１／Ｊ！−このポール６
をとうえこの画像はＡ／Ｄ変換器１０、画像用メモリｉ
ｌ 、Ｄ、／Ａ変換器１２を介してモニタテレビ１３
に写し出さ、ｌする。
そこでキイボード１５を操作して上記モニタテレビ１３
に写し出されたポール６と地面との交叉点位置（Ｘｏ
＊ １６ ）にカーソルを移動させ、この位置（Ｘｏ
ｒ Ｙｏ ） ’ａ：モニタ画面の座標１ｇ、点として
演算用メモリ１６に記憶させるとともに、上記カーソル
を上記ポール６上のたとえば地上３０ｃｍの位置（Ｘ、
、 Ｙ、 ）まで移動させて、この位置（Ｘｔ＋Ｙｔ
）を上記メモリ１６に記憶させる。しかして中央処理装
置１’ ７ （，０ＰＵ）は、上記位置（ｘｏ、Ｙｏ）
、（Ｘ、、Ｙ、）間の距離 Ｃｘｓ’−ｘｏ）”十（Ｙｌ−ＹＯ）２が掘削現場にお
ゆる３０ｃｒｎの長さに相当することを認識して、モニ
タ画面における座標を掘削現場の座標に符合させる処理
ケ実行する。
に写し出されたポール６と地面との交叉点位置（Ｘｏ
＊ １６ ）にカーソルを移動させ、この位置（Ｘｏ
ｒ Ｙｏ ） ’ａ：モニタ画面の座標１ｇ、点として
演算用メモリ１６に記憶させるとともに、上記カーソル
を上記ポール６上のたとえば地上３０ｃｍの位置（Ｘ、
、 Ｙ、 ）まで移動させて、この位置（Ｘｔ＋Ｙｔ
）を上記メモリ１６に記憶させる。しかして中央処理装
置１’ ７ （，０ＰＵ）は、上記位置（ｘｏ、Ｙｏ）
、（Ｘ、、Ｙ、）間の距離 Ｃｘｓ’−ｘｏ）”十（Ｙｌ−ＹＯ）２が掘削現場にお
ゆる３０ｃｒｎの長さに相当することを認識して、モニ
タ画面における座標を掘削現場の座標に符合させる処理
ケ実行する。
しかるのち、キイーボード１５’＆−３０と操作すると
、ＣＸｏ ｒ Ｙｏ −（ｘ＋−Ｘｏ）２＋（Ｙ、−Ｙ
ｏ）２）なる位置にカーソルが移動され、予め作成され
たプログラムに従って同図に示すような掘削目標ライン
ｌがモニタ画面上に表示される。しかして、このモニタ
画面上の掘削目標ライン、ｌ！は、掘削現場における地
面下３０ ｃｍの個所に設定されたことになる。
、ＣＸｏ ｒ Ｙｏ −（ｘ＋−Ｘｏ）２＋（Ｙ、−Ｙ
ｏ）２）なる位置にカーソルが移動され、予め作成され
たプログラムに従って同図に示すような掘削目標ライン
ｌがモニタ画面上に表示される。しかして、このモニタ
画面上の掘削目標ライン、ｌ！は、掘削現場における地
面下３０ ｃｍの個所に設定されたことになる。
なお、この目標ラインｌについてのデータは演算用メモ
リ１６に記憶される。
リ１６に記憶される。
つぎに上記ポール６を抜去して、実際の掘削状態の撮影
を開始する。上記カメラｌはカラー用のものであり、上
記赤色のマークＭ８ と緑色のマークＭ２をとらえた場
合、内蔵された電子回路がそれらのマークの色彩のみを
抽出して出力する作用をなす。つまり上記マークＭ、、
Ｍ２をスポットとしてとらえる。しかして、上記パワー
ショベルの掘削に伴って位置変化する上記マークＭ、、
Ｍ２についての１面像信号は、画像用メモリｌｌに前記
座標（ＸＡ、ＹＡ）、（ＸＢｅＹＢ）の変化として記憶
される。処理装置１７は、メモリ１１の記憶内容と演算
用メモリ１６の記憶内容とに基づいて前記（１）式およ
び（２）式に示した演算乞実行して前記パケット２の先
端Ｐの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）を演算し、−画面毎の座標（
Ｘｐ、Ｙｐ）をその位置を示す画信号として上記画像用
メモリ１１に記憶させる。なお、前記（２）弐に示した
パケット角θは、上記演算用メモリ１６にテーブルとし
て記憶されており、上記処理装置１７が第２図に示した
角度ρを演算する毎に対応するパケット角θが上記テー
ブルから選択的に読出される。
を開始する。上記カメラｌはカラー用のものであり、上
記赤色のマークＭ８ と緑色のマークＭ２をとらえた場
合、内蔵された電子回路がそれらのマークの色彩のみを
抽出して出力する作用をなす。つまり上記マークＭ、、
Ｍ２をスポットとしてとらえる。しかして、上記パワー
ショベルの掘削に伴って位置変化する上記マークＭ、、
Ｍ２についての１面像信号は、画像用メモリｌｌに前記
座標（ＸＡ、ＹＡ）、（ＸＢｅＹＢ）の変化として記憶
される。処理装置１７は、メモリ１１の記憶内容と演算
用メモリ１６の記憶内容とに基づいて前記（１）式およ
び（２）式に示した演算乞実行して前記パケット２の先
端Ｐの座標（Ｘｐ、Ｙｐ）を演算し、−画面毎の座標（
Ｘｐ、Ｙｐ）をその位置を示す画信号として上記画像用
メモリ１１に記憶させる。なお、前記（２）弐に示した
パケット角θは、上記演算用メモリ１６にテーブルとし
て記憶されており、上記処理装置１７が第２図に示した
角度ρを演算する毎に対応するパケット角θが上記テー
ブルから選択的に読出される。
上記メモリ１１に記憶された一画面毎の座標値（ｘｐ、
ｙｐ）に対応する画信号および前記掘削目標ラインｌ！
を示す画信号は、Ｄ／Ａ変換器１２および映像信号送信
装置”１８を介してアンテナ１９．より送信される。し
かしてこの送信された画信号は、パワーショベルに設け
た受信アンテナ′２０を介して映像信号受信装置２１に
受信され、これによってパワーショベルのオペレータル
ームに配置すしたモニタテレビ２２に上記パケット２の
先端Ｐの運動軌跡および上記掘削目標ラインｚ１／ｌ″
−第５図に例示する態様で表示される。したがってオペ
レータはこのモニタテレビ２２の画面から掘削深度カ目
標ラインｌに対しどの程度になっているかを認識するこ
とができる。
ｙｐ）に対応する画信号および前記掘削目標ラインｌ！
を示す画信号は、Ｄ／Ａ変換器１２および映像信号送信
装置”１８を介してアンテナ１９．より送信される。し
かしてこの送信された画信号は、パワーショベルに設け
た受信アンテナ′２０を介して映像信号受信装置２１に
受信され、これによってパワーショベルのオペレータル
ームに配置すしたモニタテレビ２２に上記パケット２の
先端Ｐの運動軌跡および上記掘削目標ラインｚ１／ｌ″
−第５図に例示する態様で表示される。したがってオペ
レータはこのモニタテレビ２２の画面から掘削深度カ目
標ラインｌに対しどの程度になっているかを認識するこ
とができる。
なお本発明はパワーショベル以外の他の掘削機械にも当
然適用することができる。
然適用することができる。
また、上記実施例では画面上における掘削目標ラインｌ
！を掘削現場に立てた指標Ｃポール６）に基づいて設置
しているが、カメラｌの設置位置を特定しておげば、か
かる指標を用いることなく上記ラインｌの設定乞行なう
ことができる。さらにまた、上記ラインｌに勾配やＪ７
４！−ｑもたすことも当然可能である。
！を掘削現場に立てた指標Ｃポール６）に基づいて設置
しているが、カメラｌの設置位置を特定しておげば、か
かる指標を用いることなく上記ラインｌの設定乞行なう
ことができる。さらにまた、上記ラインｌに勾配やＪ７
４！−ｑもたすことも当然可能である。
本発明によれば、掘削機械の作業機の運動軌跡と掘削目
標位置とをモニタ画面に表示させているので、オペレー
タがこのモニタ画面を監視しながら作業を行なうことに
より、前記した埋設物の破損等を回避することができる
。また掘削状態をモニタ画面から把握しうるので、掘削
作業の能率化を図れる。
標位置とをモニタ画面に表示させているので、オペレー
タがこのモニタ画面を監視しながら作業を行なうことに
より、前記した埋設物の破損等を回避することができる
。また掘削状態をモニタ画面から把握しうるので、掘削
作業の能率化を図れる。
第１図はパワーショベルの掘削の態様を例示した斜視図
、第２図はパケット先端の軌跡を求めるだめの幾何的関
係を示した図、第３図は本発明の方法を実施するための
装置の一例を示したブロック図、第４図は掘削目標ライ
ンを画面上に表示するための方法を示した概念図、第５
図はバケット先端の運動軌跡と掘削目標ラインとをテレ
ビ画面上に表示させた場合の一態様を示す概念図。 １・・・テレビカメラ、２・・・パケット、３・・・ブ
ーム−４、。、アーム、Ｍ、 、 Ｍ３０．。マーク、
１１・・・画像用メモリ、１３，２２・・・モニタテレ
ビ、１５・・・キーボード、１７・・・中央処理装置、
１６・・・演算用メモリ、１８・・・映像信号送信装置
、２１・・・映像信号受信装置。 出・願人代理人 木 村 高 久 ｆ−・・。 （１−一−ゴ’：、：：１
、第２図はパケット先端の軌跡を求めるだめの幾何的関
係を示した図、第３図は本発明の方法を実施するための
装置の一例を示したブロック図、第４図は掘削目標ライ
ンを画面上に表示するための方法を示した概念図、第５
図はバケット先端の運動軌跡と掘削目標ラインとをテレ
ビ画面上に表示させた場合の一態様を示す概念図。 １・・・テレビカメラ、２・・・パケット、３・・・ブ
ーム−４、。、アーム、Ｍ、 、 Ｍ３０．。マーク、
１１・・・画像用メモリ、１３，２２・・・モニタテレ
ビ、１５・・・キーボード、１７・・・中央処理装置、
１６・・・演算用メモリ、１８・・・映像信号送信装置
、２１・・・映像信号受信装置。 出・願人代理人 木 村 高 久 ｆ−・・。 （１−一−ゴ’：、：：１
Claims (1)
- 作業機を支持する手段の適所にマークを付し、掘削作業
に伴なう上記マークの動きをテレビカメラで撮影し、該
テレビカメラより出力される画像信号を演算処理するこ
とによって上記作業機の運動軌跡を求め、この運動軌跡
と掘削目標位置とをモニタテレビに表示させることを特
徴とする作業状態監視方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58070214A JPS59195936A (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 掘削機械の作業状態監視方法 |
| DE19843414771 DE3414771A1 (de) | 1983-04-21 | 1984-04-18 | Verfahren zur ueberwachung des arbeitsfortschritts von baggern |
| US06/603,210 US4633383A (en) | 1983-04-21 | 1984-04-23 | Method of supervising operating states of digging machines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58070214A JPS59195936A (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 掘削機械の作業状態監視方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59195936A true JPS59195936A (ja) | 1984-11-07 |
Family
ID=13425049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58070214A Pending JPS59195936A (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 掘削機械の作業状態監視方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4633383A (ja) |
| JP (1) | JPS59195936A (ja) |
| DE (1) | DE3414771A1 (ja) |
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