JPS61117409A - 建設機械の現在地検出方法 - Google Patents
建設機械の現在地検出方法Info
- Publication number
- JPS61117409A JPS61117409A JP23828584A JP23828584A JPS61117409A JP S61117409 A JPS61117409 A JP S61117409A JP 23828584 A JP23828584 A JP 23828584A JP 23828584 A JP23828584 A JP 23828584A JP S61117409 A JPS61117409 A JP S61117409A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- poles
- height
- actual
- pole
- camera
- 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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- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
（産業上の利用分野）
本発明は建設機械の現任地検出方法、詳しくは建設機械
の作業中の各時点における水平位置および高さを検出す
る現在地検出方法に関する。
の作業中の各時点における水平位置および高さを検出す
る現在地検出方法に関する。
（従来の技術および間頑点）
建設機械による作業においては建設機械の位置する情況
が常に変化するが、それにも拘らず作業すべき領域内の
平面位置を仕様に定められたとおりの高さや傾斜に仕上
げることが必要である。その場合建設機械のオペレータ
は通常作業領域の横に設置した丁張／）を目印にして作
業を行なうが。
が常に変化するが、それにも拘らず作業すべき領域内の
平面位置を仕様に定められたとおりの高さや傾斜に仕上
げることが必要である。その場合建設機械のオペレータ
は通常作業領域の横に設置した丁張／）を目印にして作
業を行なうが。
横にある目印、作業前方、機械の姿勢、作業機の情況等
に気を配りなから操向と作業機の操作を行なう必要かあ
、るため、建設機械による作業においては熟練オペレー
タに頼る必要があるという問題があった。
に気を配りなから操向と作業機の操作を行なう必要かあ
、るため、建設機械による作業においては熟練オペレー
タに頼る必要があるという問題があった。
この対策として建設機械の自動化が考えられており、例
えば道路の整地機械や溝掘削機械においては、その自動
化の手段として、作業路面の横に所定の高さに保持する
ように糸を張り、建設機械の作業機とこの糸の高ざの相
対高ざｔ一定に維持するように制御するか、糸の代りに
レーザ元を所定の高ざで水平面を形成するように回転さ
せて基準としているが、いずれの場合にも作業の進展に
よって基準を張り直す手間が必要でるる他、力一プや坂
道の多い地区の作業では基準設定が困難であってろまり
実用にはなっていない。
えば道路の整地機械や溝掘削機械においては、その自動
化の手段として、作業路面の横に所定の高さに保持する
ように糸を張り、建設機械の作業機とこの糸の高ざの相
対高ざｔ一定に維持するように制御するか、糸の代りに
レーザ元を所定の高ざで水平面を形成するように回転さ
せて基準としているが、いずれの場合にも作業の進展に
よって基準を張り直す手間が必要でるる他、力一プや坂
道の多い地区の作業では基準設定が困難であってろまり
実用にはなっていない。
（問題点を解決するための手段）
これらの問題の対策として、作業中の建設機械の各時点
における現在地、即ち水平位置および高さを明確に知る
ことができれば、予めそれらの水平位置に対応した司令
条件を記憶させておくことによって無人を含めた目動作
業を実現させることが容易になる。
における現在地、即ち水平位置および高さを明確に知る
ことができれば、予めそれらの水平位置に対応した司令
条件を記憶させておくことによって無人を含めた目動作
業を実現させることが容易になる。
本発明はこの目的のために、建設機械によって作業すべ
き領域の周辺にそれぞれ識別マークを付した少なくとも
２本のポールをそれらの各識別マークが予め定めた平面
位置および高さに保持されるように立てておき、前記建
設機械に取付ゆられた光学センナによって前記少なくと
も２個の識別マークを検知し立体幾何理論による演算手
段によって前記建設機械の作業中の各時点における水平
位置および高ｇｔ検出するようにしたものである。
き領域の周辺にそれぞれ識別マークを付した少なくとも
２本のポールをそれらの各識別マークが予め定めた平面
位置および高さに保持されるように立てておき、前記建
設機械に取付ゆられた光学センナによって前記少なくと
も２個の識別マークを検知し立体幾何理論による演算手
段によって前記建設機械の作業中の各時点における水平
位置および高ｇｔ検出するようにしたものである。
（実施例）
以下本発明による建設機械の現在地検出方法の実施例に
ついて図面を参照して説明する。
ついて図面を参照して説明する。
第１図は道路Ａを盛土によって建設する場合を示してい
る。建設機械によって作業すべき領域の周辺に、それぞ
れ識別マーク１ａ、２ａ、６ａ、４ａ・・・を付した多
数本のポール１．２．６．４・・・（第１図には４杢）
が、それらの各識別マークが予め定めた平面位置および
爾ざに保持されるように正しく立てられており、それら
の識別マークが第２図に示されるように建設機械１１に
取付けた光学セ／す、例えばテレビカメラ１２の画面内
に検知されるようになっている。また演算装置が建設機
械に塔ａされており、その演算装置はテレビ画面に検知
される識別マークから、後述するように建設機械の現任
地、即ち水平位置および高さを演算することができるよ
うになっている。
る。建設機械によって作業すべき領域の周辺に、それぞ
れ識別マーク１ａ、２ａ、６ａ、４ａ・・・を付した多
数本のポール１．２．６．４・・・（第１図には４杢）
が、それらの各識別マークが予め定めた平面位置および
爾ざに保持されるように正しく立てられており、それら
の識別マークが第２図に示されるように建設機械１１に
取付けた光学セ／す、例えばテレビカメラ１２の画面内
に検知されるようになっている。また演算装置が建設機
械に塔ａされており、その演算装置はテレビ画面に検知
される識別マークから、後述するように建設機械の現任
地、即ち水平位置および高さを演算することができるよ
うになっている。
まず２本のポール、ヒの識別マークから建設機械の現在
地を検出する方法について述べる。任意のポール例えば
１に付される識別マーク１ａは第３図に示されるような
所定の外径および厚みｆ：有する円板とすることもでき
、そのポール１の識別マーク、即ち円板１ａがテレビカ
メラ１２によって検知されるときは、その測定外径と既
知である冥外径との比からテレビカメラと円板との実距
離が分かり、且つ円板の厚み計測値と既知である喪淳み
の比および先に判定した実距離からテレビカメラと円板
との間の仰角（または俯角）が三角函数で算出できる。
地を検出する方法について述べる。任意のポール例えば
１に付される識別マーク１ａは第３図に示されるような
所定の外径および厚みｆ：有する円板とすることもでき
、そのポール１の識別マーク、即ち円板１ａがテレビカ
メラ１２によって検知されるときは、その測定外径と既
知である冥外径との比からテレビカメラと円板との実距
離が分かり、且つ円板の厚み計測値と既知である喪淳み
の比および先に判定した実距離からテレビカメラと円板
との間の仰角（または俯角）が三角函数で算出できる。
また円板の実レベルが既知であり且つ建設機械１１０作
業機１６とテレビカメラ１２との間の距離が既知である
ので、作業機１６の爽レベルおよび任意のポール１との
間の実距離が分かる。いまテレビカメラ１２によって２
本のポールの識別マークが検知される場合には、その２
本のポール間の距離の他にテレビカメラ１２と２本のポ
ールとの間の水平距離から作業機の現在地、即ち水平距
離および高さヲ知ることができる。
業機１６とテレビカメラ１２との間の距離が既知である
ので、作業機１６の爽レベルおよび任意のポール１との
間の実距離が分かる。いまテレビカメラ１２によって２
本のポールの識別マークが検知される場合には、その２
本のポール間の距離の他にテレビカメラ１２と２本のポ
ールとの間の水平距離から作業機の現在地、即ち水平距
離および高さヲ知ることができる。
第４図はテレビカメラ１２による画面上の映像の一例を
示したものである。作業域が広いときやカーブが多いと
きは、５不のポール１．２．３が建設機械の移動につれ
て画面上を移動し、例えば映像が左に移動してゆくとす
れば、最左端のポール３は左に隠れてしまうが最右端の
ポール１の右から新しいポールが画面上に現われてくる
。ポールの弁別は、作業の開始点から順次検知してゆく
ことによって、各ポールの平面位置や識別マークの高ｇ
ｔ−予め記憶させたデータから判定させることができる
が、更に確実にポールの識別をするには、ポール１に第
３図に示すように表示位置、幅等の異なった複数の横縞
の線１ｂを記すとか、識別マークに同様の手段でマーク
をつけることによってそのポールの区別を認識すること
ができ、また各ポールによって色を変えてもよい。色に
よる場合は、昼間においては昼光による色の差異を光学
セ、ンサによって識別することが可能でろジ、また夜間
においては識別マーク勿反射係数の高いものとして投光
器によりて照明したり、または識別マーク自身を発光素
子としたりすれば識別することが可能となる。
示したものである。作業域が広いときやカーブが多いと
きは、５不のポール１．２．３が建設機械の移動につれ
て画面上を移動し、例えば映像が左に移動してゆくとす
れば、最左端のポール３は左に隠れてしまうが最右端の
ポール１の右から新しいポールが画面上に現われてくる
。ポールの弁別は、作業の開始点から順次検知してゆく
ことによって、各ポールの平面位置や識別マークの高ｇ
ｔ−予め記憶させたデータから判定させることができる
が、更に確実にポールの識別をするには、ポール１に第
３図に示すように表示位置、幅等の異なった複数の横縞
の線１ｂを記すとか、識別マークに同様の手段でマーク
をつけることによってそのポールの区別を認識すること
ができ、また各ポールによって色を変えてもよい。色に
よる場合は、昼間においては昼光による色の差異を光学
セ、ンサによって識別することが可能でろジ、また夜間
においては識別マーク勿反射係数の高いものとして投光
器によりて照明したり、または識別マーク自身を発光素
子としたりすれば識別することが可能となる。
このように識別マークとしては本目的に合うものであれ
ばどのような形状のものでもよく、例えば単に所定の高
さを示すマークをポール上につけたものとし、その識別
マークのついた少なくとも６本のポールから立体幾何理
論によって建設機械（作業機）の現在地を算出してもよ
い。その場合の識別マークとしては、光源を取付けて夜
間等でも検知を容易にすることができ、また無線の発信
器を収付け（周波数が高い程ｎｔ度が上り特に高いとき
は高速で回転させる）これを識別マークとすれば霧の中
の作業も可能になる。光源は、ポール上には反射器をふ
らせ、地上の例えばレーザ投光器からの光をこれに当て
てその反射光を基準にすることができる。反射器の高さ
を工事の進度によって手動または、モータとスケールを
組み込んでおくことで既定の位置迄めげてゆくこともで
きる。
ばどのような形状のものでもよく、例えば単に所定の高
さを示すマークをポール上につけたものとし、その識別
マークのついた少なくとも６本のポールから立体幾何理
論によって建設機械（作業機）の現在地を算出してもよ
い。その場合の識別マークとしては、光源を取付けて夜
間等でも検知を容易にすることができ、また無線の発信
器を収付け（周波数が高い程ｎｔ度が上り特に高いとき
は高速で回転させる）これを識別マークとすれば霧の中
の作業も可能になる。光源は、ポール上には反射器をふ
らせ、地上の例えばレーザ投光器からの光をこれに当て
てその反射光を基準にすることができる。反射器の高さ
を工事の進度によって手動または、モータとスケールを
組み込んでおくことで既定の位置迄めげてゆくこともで
きる。
マークが光源の場合は、光字センサはテレビカメラでな
くて、光ファイバの束によってマークの映像をとらえて
もよいが、１個の受光器の場合は監視用の受光器は適当
な方法で（例えば機械的に）回転させて建設機械の移動
につれて光源を追尾させることが必要である。マークが
無線の場合は、センサは受信器となり、そのアンテナの
方向を発信器の方向にむけることで方位角とｆル角が分
かり、所定のポールの検知はその周波数を変えることで
可能になる。
くて、光ファイバの束によってマークの映像をとらえて
もよいが、１個の受光器の場合は監視用の受光器は適当
な方法で（例えば機械的に）回転させて建設機械の移動
につれて光源を追尾させることが必要である。マークが
無線の場合は、センサは受信器となり、そのアンテナの
方向を発信器の方向にむけることで方位角とｆル角が分
かり、所定のポールの検知はその周波数を変えることで
可能になる。
つぎに５本のポール上の識別マークから建設機械の現在
地を検出する方法について述べる。光学センサによりて
検知される要素は三つの識別マークの相互間の平面角お
よび立体角である。飼えば第５図に示されるように３本
のポール上の識別マークＰ、 、Ｐ、 、 Ｐ、がある
として、それらのポール間の千面角偽、α２、α３につ
いては、α、が所定値になる光学センサＣの平面位置は
無限にるるか、光学センサＣが完全に水平面に沿って計
測できる性能を有するとき、例えば傾斜計によって垂直
を検知し光学センサＣがこの垂直に対し℃正しく維持さ
れる機能を有するときは、α３、α１またはα８、α！
が所定値になると光学上／すＣの平面位置は特定される
。従って識別マーク）’、 、 Ｐｔ、 Ｐ３の平面位
置が既知であってα６、α２、α、のうちの二角が検知
されれば光学センサＣの平面位置は特定される。
地を検出する方法について述べる。光学センサによりて
検知される要素は三つの識別マークの相互間の平面角お
よび立体角である。飼えば第５図に示されるように３本
のポール上の識別マークＰ、 、Ｐ、 、 Ｐ、がある
として、それらのポール間の千面角偽、α２、α３につ
いては、α、が所定値になる光学センサＣの平面位置は
無限にるるか、光学センサＣが完全に水平面に沿って計
測できる性能を有するとき、例えば傾斜計によって垂直
を検知し光学センサＣがこの垂直に対し℃正しく維持さ
れる機能を有するときは、α３、α１またはα８、α！
が所定値になると光学上／すＣの平面位置は特定される
。従って識別マーク）’、 、 Ｐｔ、 Ｐ３の平面位
置が既知であってα６、α２、α、のうちの二角が検知
されれば光学センサＣの平面位置は特定される。
即ち、識別マーク）’、 、Ｐｔ、 Ｐ、に関する光学
センサＣの平面位置を演算して工事現場の図面上にプロ
ットすることができる。
センサＣの平面位置を演算して工事現場の図面上にプロ
ットすることができる。
つぎに第６図に示されるように、三つのポール間の立体
角β８、β１、β、については、同様にβ、が所定値に
なる光学センサＣの高さは無限にあるが、β３、β、ま
たはβ１、β３が所定値になると光学センサＣの高さは
特定される。従って識別マークＰ、 、Ｐ、、Ｐ、の高
ざ位置が既知でめりてβ１、β１、β、のうちの二角が
検知されれば光学セ／すＣの高さは特定される。即ち、
識別マークＰＩ 、Ｐｔ ％ Ｐ３に関する光学センサ
Ｃの高さを演算して工事現場の図面上にプロットするこ
とができる。
角β８、β１、β、については、同様にβ、が所定値に
なる光学センサＣの高さは無限にあるが、β３、β、ま
たはβ１、β３が所定値になると光学センサＣの高さは
特定される。従って識別マークＰ、 、Ｐ、、Ｐ、の高
ざ位置が既知でめりてβ１、β１、β、のうちの二角が
検知されれば光学セ／すＣの高さは特定される。即ち、
識別マークＰＩ 、Ｐｔ ％ Ｐ３に関する光学センサ
Ｃの高さを演算して工事現場の図面上にプロットするこ
とができる。
前記の平面角α、〜α３および立体角β、〜β、の計測
は常時連続的に行なわれ、演算も繰返し高速、即ち電子
回路／コンピュータの許す速度で行なわれる。テレビが
回いたとしても方向と高さで計測するので問題はなく、
またテレビと建設機械の車体が一体であるため車体の揺
れや進行方向等も検出できる。ポールの配置については
例えば直線道路のときは道路からの距離２置き、道路か
ら見易い位置にポールを配置すればよい。更にテレビカ
メラがその倍率が較正されたズーム機能を有することに
よって、その必要とする測定精度を保持することが可能
になる。
は常時連続的に行なわれ、演算も繰返し高速、即ち電子
回路／コンピュータの許す速度で行なわれる。テレビが
回いたとしても方向と高さで計測するので問題はなく、
またテレビと建設機械の車体が一体であるため車体の揺
れや進行方向等も検出できる。ポールの配置については
例えば直線道路のときは道路からの距離２置き、道路か
ら見易い位置にポールを配置すればよい。更にテレビカ
メラがその倍率が較正されたズーム機能を有することに
よって、その必要とする測定精度を保持することが可能
になる。
（発明の効果）
本発明による建設機械の現在地検出方法は、上述のよう
に構成されているので、作業中の各時点における建設機
械の現在地、即ち水平位置および高ざを明確に知ること
ができ、無人を含めた自動作業全実現させることがｏＪ
能になる。
に構成されているので、作業中の各時点における建設機
械の現在地、即ち水平位置および高ざを明確に知ること
ができ、無人を含めた自動作業全実現させることがｏＪ
能になる。
第１図は道路を盛土によって建設する場合の斜視図、
８ｇ２図は先４部に光学センナとしてのテレビカメラが
取付けられた建設機械の側面図、第６図は円板状の識別
マークが付されたポールの斜視図、 第４図はテレビカメラによる画面上の映像の一例を示す
正面図、 Ｗ、５図は三つの識別マーク間の平面角を示す平面図、 第６図は三つの識別マーク間の立体角を示す立面図であ
る。 １．２．６．４ ・・・ ポール １ａ、２ａ、６ａ、４ａ ・・・ 識別マーク１ｂ ・
・・ 横縞の線 １１ ・・・ 建設機械 １２ ・・・ 光学センナ １６ ・・・ 作業機 Ｐ ・・・ 識別マーク Ｃ・・・ 光学センサ 代理人 弁理士 藤 本 礒 代理人 弁理士 後 藤 武 夫 第１ 面 第 ２ｒｌ！Ｊ第５図
宵６図
取付けられた建設機械の側面図、第６図は円板状の識別
マークが付されたポールの斜視図、 第４図はテレビカメラによる画面上の映像の一例を示す
正面図、 Ｗ、５図は三つの識別マーク間の平面角を示す平面図、 第６図は三つの識別マーク間の立体角を示す立面図であ
る。 １．２．６．４ ・・・ ポール １ａ、２ａ、６ａ、４ａ ・・・ 識別マーク１ｂ ・
・・ 横縞の線 １１ ・・・ 建設機械 １２ ・・・ 光学センナ １６ ・・・ 作業機 Ｐ ・・・ 識別マーク Ｃ・・・ 光学センサ 代理人 弁理士 藤 本 礒 代理人 弁理士 後 藤 武 夫 第１ 面 第 ２ｒｌ！Ｊ第５図
宵６図
Claims (1)
- 建設機械によって作業すべき領域の周辺にそれぞれ識別
マークを付した少なくとも２本のポールをそれらの各識
別マークが予め定めた平面位置および高さに保持される
ように立てておき、前記建設機械に取付けられた光学セ
ンサによって前記少なくとも２個の識別マークを検知し
立体幾何理論による演算手段によって前記建設機械の作
業中の各時点における水平位置および高さを検出するよ
うにしたことを特徴とする建設機械の現在地検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23828584A JPS61117409A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 建設機械の現在地検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23828584A JPS61117409A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 建設機械の現在地検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117409A true JPS61117409A (ja) | 1986-06-04 |
Family
ID=17027916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23828584A Pending JPS61117409A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | 建設機械の現在地検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61117409A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03110219A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-10 | Komatsu Ltd | 地下埋設物掘削作業方法 |
| KR20040043559A (ko) * | 2002-11-19 | 2004-05-24 | 한국항공우주연구원 | 이동형 항공기 고도보정 방법 및 그 장치 |
| KR100654606B1 (ko) | 2005-04-08 | 2006-12-08 | 한국항공우주연구원 | 항공기 고도보정 방법 |
| JP2016536580A (ja) * | 2013-10-09 | 2016-11-24 | ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト | カメラによる位置及び方向測定のためのシステム及び方法 |
| JP2019045381A (ja) * | 2017-09-05 | 2019-03-22 | 日本電気株式会社 | 空間認識装置、空間認識方法、プログラム |
| JP2019045382A (ja) * | 2017-09-05 | 2019-03-22 | 日本電気株式会社 | 空間認識装置、空間認識方法、プログラム |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS58201080A (ja) * | 1982-05-19 | 1983-11-22 | Toshihiro Tsumura | 移動体の位置検出方法 |
| JPS59104503A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-16 | Kubota Ltd | 移動体の位置検出方法 |
-
1984
- 1984-11-14 JP JP23828584A patent/JPS61117409A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JPS58201080A (ja) * | 1982-05-19 | 1983-11-22 | Toshihiro Tsumura | 移動体の位置検出方法 |
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| JP2019015739A (ja) * | 2013-10-09 | 2019-01-31 | ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト | カメラによる位置及び方向測定のためのシステム及び方法 |
| US10197675B2 (en) | 2013-10-09 | 2019-02-05 | Hilti Aktiengesellschaft | System and method for camera based position and orientation measurement |
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| JP2019045382A (ja) * | 2017-09-05 | 2019-03-22 | 日本電気株式会社 | 空間認識装置、空間認識方法、プログラム |
| US11579296B2 (en) | 2017-09-05 | 2023-02-14 | Nec Corporation | Spatial recognition device, spatial recognition method, and program |
| US11585924B2 (en) | 2017-09-05 | 2023-02-21 | Nec Corporation | Spatial recognition device, spatial recognition method, and program |
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