JP2017003448A - Ground surveying device, ground surveying system, ground surveying program, and ground surveying method - Google Patents
Ground surveying device, ground surveying system, ground surveying program, and ground surveying method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017003448A JP2017003448A JP2015118168A JP2015118168A JP2017003448A JP 2017003448 A JP2017003448 A JP 2017003448A JP 2015118168 A JP2015118168 A JP 2015118168A JP 2015118168 A JP2015118168 A JP 2015118168A JP 2017003448 A JP2017003448 A JP 2017003448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground
- surveying
- survey point
- point
- reference position
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 59
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 24
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Abstract
【課題】重機で地盤上を走行するだけで、地盤の正確な標高値を迅速かつ自動的に測量することができる地盤測量装置、地盤測量システム、地盤測量プログラムおよび地盤測量方法を提供する。【解決手段】重機10に設けられて地盤を測量する地盤測量装置1であって、重機10には、重機10における基準位置の3次元座標を測量するための3次元測量機器11と、重機10の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサ12と、重機10の後方に設定された地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計13とが備えられており、基準位置の3次元座標、傾斜データ、および地盤距離によって特定される地盤測量点の基準位置を基点とする相対位置に基づいて、地盤測量点の3次元座標を取得する地盤測量点取得部54を有する。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ground surveying device, a ground surveying system, a ground surveying program and a ground surveying method capable of quickly and automatically measuring an accurate altitude value of the ground only by traveling on the ground with a heavy machine. SOLUTION: The ground surveying device 1 is provided on a heavy machine 10 to measure the ground, and the heavy machine 10 includes a three-dimensional surveying device 11 for measuring three-dimensional coordinates of a reference position in the heavy machine 10 and a heavy machine 10. A tilt sensor 12 that detects tilt data indicating the attitude of the vehicle and a ground distance meter 13 that measures the ground distance to a ground survey point on the ground set behind the heavy machine 10 are provided, and the reference position is 3 It has a ground survey point acquisition unit 54 that acquires three-dimensional coordinates of a ground survey point based on a relative position with respect to a reference position of the ground survey point specified by dimensional coordinates, inclination data, and ground distance. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、地盤の測量技術に関し、特に、凹凸のある地盤の整地作業等に際して、地盤を正確に測量することができる地盤測量装置、地盤測量システム、地盤測量プログラムおよび地盤測量方法に関するものである。 The present invention relates to a ground surveying technique, and more particularly to a ground surveying apparatus, a ground surveying system, a ground surveying program, and a ground surveying method capable of accurately surveying the ground during leveling work of uneven ground. .
従来、農地開発や宅地開発等のように広範囲な地盤を整地する作業は、以下のような工程で行われている。
1.目標とする地盤の標高値(計画高)を含む施工計画を作成する。
2.施工前の地盤の標高値(現況高)を手動で測量する。
3.計画高を示す丁張りを現場に設置する。
4.丁張りを目印として切土(高い地盤を削り取って平坦にする作業)や盛土(低い地盤に土砂を盛り上げて平坦にする作業)を実施する。
5.施工後の地盤の標高値(出来形)を手動で測量する。
6.出来形を管理する帳票や測定簿を作成する。
Conventionally, work for leveling a wide range of ground such as farmland development and residential land development has been performed in the following processes.
1. Create a construction plan that includes the target ground elevation (planned height).
2. Manually measure the altitude (current height) of the ground before construction.
3. A stringer indicating the planned height will be installed on site.
4). Using the tension as a mark, cuts (work to flatten the ground by scraping the high ground) and embankments (work to level and smooth the soil on the low ground) are performed.
5. Manually measure the altitude (finished shape) of the ground after construction.
6). Create forms and measurement books to manage the results.
上記のとおり、地盤の整地作業等に際しては、施工の前後において地盤の標高値(現況高や出来形)を正確に測量する必要がある。しかしながら、従来、標高値の測量は作業員が手動で行っているため、現場が広範囲になるほど測量作業に膨大な時間とコストがかかっている。 As described above, when leveling the ground, it is necessary to accurately measure the ground elevation (current height and finished shape) before and after construction. Conventionally, however, the survey of altitude values is manually performed by an operator, so that the surveying work takes much time and cost as the site becomes wider.
以上のような問題を解決する技術として、例えば、特開2003−239328号公報には、GPSアンテナやロール傾斜センサからの信号に基づいて、重機の傾斜成分を相殺した重機の絶対高を算出し、実際の整地面高を自動的に算出する測定装置が提案されている(特許文献1)。 As a technique for solving the above problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-239328 calculates an absolute height of a heavy machine that cancels out the inclination component of the heavy machine based on a signal from a GPS antenna or a roll inclination sensor. A measuring device that automatically calculates the actual leveling height has been proposed (Patent Document 1).
しかしながら、図17に示すように、重機の自重により地盤が沈下した箇所や、土質により自重で沈下した箇所においては、重機が通過した後、地盤が元の高さに戻ろうとする性質を有している。このため、特許文献1に記載された発明のように、重機の中心点(前後左右方向における略中間位置)において地盤の標高値を算出した場合、当該標高値を算出した後に地盤が元の高さに戻ってしまうおそれがあり、正確な標高値を測量するのが困難である。 However, as shown in FIG. 17, in places where the ground has subsided due to the weight of heavy equipment or places where the ground has subsided due to its own weight, the ground tends to return to its original height after the heavy equipment has passed. ing. For this reason, when the ground elevation value is calculated at the center point of the heavy machinery (substantially intermediate position in the front-rear and left-right directions) as in the invention described in Patent Document 1, the ground is restored to the original height after calculating the elevation value. It is difficult to survey the accurate altitude value.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、重機で地盤上を走行するだけで、地盤の正確な標高値を迅速かつ自動的に測量することができる地盤測量装置、地盤測量システム、地盤測量プログラムおよび地盤測量方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and is capable of quickly and automatically surveying an accurate altitude value of the ground simply by traveling on the ground with heavy machinery. An object is to provide a device, a ground surveying system, a ground surveying program, and a ground surveying method.
本発明に係る地盤測量装置は、重機に設けられて地盤を測量する地盤測量装置であって、前記重機には、前記重機における基準位置の3次元座標を測量するための3次元測量機器と、前記重機の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサと、前記重機の後方に設定された地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計とが備えられており、前記基準位置の3次元座標、前記傾斜データ、および前記地盤距離によって特定される前記地盤測量点の前記基準位置を基点とする相対位置に基づいて、前記地盤測量点の3次元座標を取得する地盤測量点取得部を有する。 A ground surveying device according to the present invention is a ground surveying device that is provided in a heavy machine and surveys the ground, and the heavy machine includes a three-dimensional surveying instrument for surveying a three-dimensional coordinate of a reference position in the heavy machine, An inclination sensor that detects inclination data representing the attitude of the heavy machine, and a ground distance meter that measures a ground distance to a ground survey point on the ground set behind the heavy machine. A ground survey point acquisition unit that acquires a three-dimensional coordinate of the ground survey point based on a relative position based on the reference position of the ground survey point specified by the three-dimensional coordinate, the inclination data, and the ground distance Have
また、本発明の一態様として、前記地盤距離計が、その基端部が所定の固定位置に固定されているとともに、所定の取り付け角度で後方の斜め下向きに傾斜されており、その先端部から前記地盤測量点までの距離を前記地盤距離として計測する場合、前記地盤測量点取得部は、下記式(1)〜(3)によって前記相対位置(X', Y', Z')を特定するとともに、下記式(4)〜(6)によって前記地盤測量点の3次元座標(X, Y, Z)を取得してもよい。
X'=(L1*cos(α)-H1*sin(α))+((L*sin(θ))*cos(α)-(L*cos(θ))*sin(α)) …式(1)
Y'=(R*sin(β))+(S*sin(β)) …式(2)
Z'=(R*cos(β))+(S*cos(β)) …式(3)
X=G(x)+X'*cos(γ)-Y'*sin(γ) …式(4)
Y=G(y)+X'*sin(γ)+Y'*cos(γ) …式(5)
Z=G(z)+Z' …式(6)
ただし、上記各符号は以下を表すものである。
G(x):前記基準位置のx座標
G(y):前記基準位置のy座標
G(z):前記基準位置のz座標
R=(L1*sin(α)+H1*cos(α))
S=(L*sin(θ))*sin(α)+(L*cos(θ))*cos(α)
H1:前記基準位置から前記固定位置までの垂直方向長さ
L1:前記基準位置から前記固定位置までの水平方向長さ
L2:前記固定位置から前記地盤距離計の先端部までの長さ
L3:地盤距離(前記地盤距離計の計測値)
L=L2+L3
θ:前記地盤距離計の取り付け角度
α:前記重機のピッチ角
β:前記重機のロール角
γ:前記重機のヨー角
Further, as one aspect of the present invention, the ground distance meter has a base end portion fixed at a predetermined fixing position, and is inclined obliquely downward and rearward at a predetermined mounting angle. When measuring the distance to the ground survey point as the ground distance, the ground survey point acquisition unit specifies the relative position (X ′, Y ′, Z ′) by the following formulas (1) to (3). At the same time, the three-dimensional coordinates (X, Y, Z) of the ground survey point may be acquired by the following formulas (4) to (6).
X '= (L1 * cos (α) -H1 * sin (α)) + ((L * sin (θ)) * cos (α)-(L * cos (θ)) * sin (α)) (1)
Y '= (R * sin (β)) + (S * sin (β)) (2)
Z '= (R * cos (β)) + (S * cos (β)) (3)
X = G (x) + X ′ * cos (γ) −Y ′ * sin (γ) (Formula 4)
Y = G (y) + X ′ * sin (γ) + Y ′ * cos (γ) (5)
Z = G (z) + Z '(6)
However, each said code | symbol represents the following.
G (x): x coordinate of the reference position
G (y): y coordinate of the reference position
G (z): z coordinate of the reference position
R = (L1 * sin (α) + H1 * cos (α))
S = (L * sin (θ)) * sin (α) + (L * cos (θ)) * cos (α)
H1: Vertical length from the reference position to the fixed position
L1: Horizontal length from the reference position to the fixed position
L2: Length from the fixed position to the tip of the ground rangefinder
L3: Ground distance (measured value of the ground distance meter)
L = L2 + L3
θ: Mounting angle of the ground distance meter α: Pitch angle of the heavy machinery β: Roll angle of the heavy machinery γ: Yaw angle of the heavy machinery
さらに、本発明の一態様として、施工現場を複数のメッシュ領域に区分けするメッシュ内に、さらに細分化された細分メッシュ領域が設定されている場合、前記地盤測量点取得部によって3次元座標が取得された前記地盤測量点と、当該地盤測量点よりも一つ前に3次元座標が取得された地盤測量点との2点間に存在する全ての細分メッシュ領域の標高値を、前記2点間の標高値の差を按分して配分した値に更新する標高値更新部を有していてもよい。 Furthermore, as one aspect of the present invention, when a further subdivided mesh area is set in the mesh that divides the construction site into a plurality of mesh areas, the ground survey point acquisition unit acquires three-dimensional coordinates. The altitude values of all subdivided mesh areas existing between the two points of the ground survey point and the ground survey point for which the three-dimensional coordinates have been acquired immediately before the ground survey point are There may be provided an altitude value updating unit that apportions the difference between the altitude values and updates the values to the allocated values.
また、本発明の一態様として、前記細分メッシュ領域を識別する細分メッシュIDと、前記細分メッシュIDに対応する前記細分メッシュ領域の標高値と、前記細分メッシュ領域の標高値が更新された更新時刻とからなる更新データを管理サーバへ送信するとともに、他の重機から前記管理サーバへ送信された前記更新データを前記管理サーバから受信するネットワーク通信部を有し、前記標高値更新部は、前記更新時刻が最新の標高値に基づいて、前記細分メッシュIDに対応する前記細分メッシュ領域の標高値を更新してもよい。 Also, as one aspect of the present invention, a subdivision mesh ID that identifies the subdivision mesh region, an elevation value of the subdivision mesh region corresponding to the subdivision mesh ID, and an update time when the elevation value of the subdivision mesh region is updated And a network communication unit that receives the update data transmitted from another heavy machine to the management server from the management server, and the elevation value update unit includes the update data The altitude value of the subdivided mesh area corresponding to the subdivided mesh ID may be updated based on the altitude value with the latest time.
さらに、本発明の一態様として、施工現場を複数のメッシュ領域に区分けするメッシュの格子点同士を結ぶラインのうち、前記重機が走行しようとする走行ラインを推定する走行ライン推定部と、前記走行ラインに対する前記重機の走行方向、および前記重機から前記走行ラインまでの離隔距離を表示手段に表示させる画面表示制御部とを有していてもよい。 Furthermore, as one aspect of the present invention, a travel line estimation unit that estimates a travel line on which the heavy machinery is to travel among lines connecting mesh lattice points that divide a construction site into a plurality of mesh regions, and the travel You may have a screen display control part which displays on a display means the travel direction of the said heavy machine with respect to a line, and the separation distance from the said heavy machine to the said travel line.
また、本発明の一態様として、前記地盤測量点取得部によって取得された前記地盤測量点が、施工現場を複数のメッシュ領域に区分けするメッシュの格子点から所定の距離範囲内である場合、前記格子点を測量済として判断する測量済格子点判断部と、前記測量済格子点判断部によって測量済と判断された前記格子点の表示を変化させる画面表示制御部とを有していてもよい。 Further, as one aspect of the present invention, when the ground survey point acquired by the ground survey point acquisition unit is within a predetermined distance range from a lattice point of the mesh dividing the construction site into a plurality of mesh regions, A surveyed grid point determination unit that determines a grid point as surveyed and a screen display control unit that changes the display of the grid point determined to be surveyed by the surveyed grid point determination unit may be included. .
また、本発明に係る地盤測量システムは、前記3次元測量機器と、前記傾斜センサと、前記地盤距離計と、上記いずれかの態様を備えた前記地盤測量装置とを有する。 Moreover, the ground survey system which concerns on this invention has the said three-dimensional survey equipment, the said inclination sensor, the said ground distance meter, and the said ground survey apparatus provided with the said aspect.
また、本発明に係る地盤測量プログラムは、重機に設けられて地盤を測量する地盤測量プログラムであって、前記重機には、前記重機における基準位置の3次元座標を測量するための3次元測量機器と、前記重機の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサと、前記重機の後方に設定された地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計とが備えられており、前記基準位置の3次元座標、前記傾斜データ、および前記地盤距離によって特定される前記地盤測量点の前記基準位置を基点とする相対位置に基づいて、前記地盤測量点の3次元座標を取得する地盤測量点取得部としてコンピュータを機能させる。 The ground survey program according to the present invention is a ground survey program for surveying the ground provided in a heavy machine, and the heavy machine includes a three-dimensional survey instrument for surveying a three-dimensional coordinate of a reference position in the heavy machine. And an inclination sensor for detecting inclination data representing the attitude of the heavy equipment, and a ground distance meter for measuring a ground distance to a ground survey point on the ground set behind the heavy equipment, A ground survey point that obtains the three-dimensional coordinates of the ground survey point based on the relative position of the ground survey point specified by the three-dimensional coordinates of the position, the tilt data, and the ground distance as a base point Let the computer function as the acquisition unit.
また、本発明に係る地盤測量方法は、重機を用いて地盤を測量する地盤測量方法であって、前記重機には、前記重機における基準位置の3次元座標を測量するための3次元測量機器と、前記重機の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサと、前記重機の後方に設定された地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計とが備えられており、前記基準位置の3次元座標、前記傾斜データ、および前記地盤距離によって特定される前記地盤測量点の前記基準位置を基点とする相対位置に基づいて、前記地盤測量点の3次元座標を取得する地盤測量点取得ステップを有する。 A ground surveying method according to the present invention is a ground surveying method for surveying the ground using a heavy machine, and the heavy machine includes a three-dimensional surveying instrument for surveying a three-dimensional coordinate of a reference position in the heavy machine. An inclination sensor that detects inclination data representing an attitude of the heavy machine, and a ground distance meter that measures a ground distance to a ground survey point on the ground set behind the heavy machine, and the reference position Geodetic survey point acquisition that acquires the three-dimensional coordinates of the ground survey point based on the relative position of the ground survey point specified by the three-dimensional coordinate, the tilt data, and the ground distance as the base point Having steps.
本発明によれば、重機で地盤上を走行するだけで、地盤の正確な標高値を迅速かつ自動的に測量することができる。 According to the present invention, it is possible to quickly and automatically measure an accurate altitude value of the ground simply by traveling on the ground with a heavy machine.
以下、本発明に係る地盤測量装置、地盤測量システム、地盤測量プログラムおよび地盤測量方法の一実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a ground surveying device, a ground surveying system, a ground surveying program, and a ground surveying method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の地盤測量装置1および地盤測量プログラム1aは、図1に示すように、重機10に設けられて地盤を測量するものである。なお、本実施形態では、重機10としてブルドーザを用いているが、この構成に限定されるものではない。本発明において、重機10とは、パワーショベル、ロードローラー、トラック、トラクタ、耕うん機等のように、施工現場を走行可能な全ての車両を含む概念である。 As shown in FIG. 1, the ground surveying apparatus 1 and the ground surveying program 1 a according to the present embodiment are provided in the heavy machine 10 to survey the ground. In the present embodiment, a bulldozer is used as the heavy machine 10, but it is not limited to this configuration. In the present invention, the heavy machine 10 is a concept including all vehicles that can travel on a construction site such as a power shovel, a road roller, a truck, a tractor, and a tiller.
また、本実施形態の地盤測量システム100は、重機10に備えられており、図1に示すように、主として、所定位置の3次元座標を測量可能な3次元測量機器11と、重機10の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサ12と、所定位置から地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計13と、本実施形態の地盤測量装置1とを備えている。 In addition, the ground survey system 100 of the present embodiment is provided in the heavy machine 10, and as shown in FIG. 1, mainly the three-dimensional surveying instrument 11 capable of surveying the three-dimensional coordinates at a predetermined position and the posture of the heavy machine 10 Is provided with an inclination sensor 12 for detecting inclination data representing the position, a ground distance meter 13 for measuring a ground distance from a predetermined position to a ground survey point, and the ground surveying apparatus 1 of the present embodiment.
3次元測量機器11は、重機10における基準位置の3次元座標を測量するためのものである。本実施形態では、GPS(Global Positioning System)等に代表される全地球航法衛星システム(Global Navigation Satellite System:以下、GNSSという)を用いたRTK−GNSS(リアルタイムキネマティック法)という測量手法を採用している。このため、3次元測量機器11としては、GNSS衛星信号やGNSS補正信号を受信するGNSSアンテナ11aと、GNSSデータに基づいて3次元座標を解析するGNSS受信機(図示せず)とを有している。そして、図1に示すように、GNSSアンテナ11aの設置位置を基準位置として、GNSS受信機が当該基準位置の3次元座標を測量し、地盤測量装置1へ出力するようになっている。 The three-dimensional survey instrument 11 is for surveying the three-dimensional coordinates of the reference position in the heavy machine 10. In the present embodiment, a surveying technique called RTK-GNSS (Real Time Kinematic Method) using a Global Navigation Satellite System (hereinafter referred to as GNSS) represented by GPS (Global Positioning System) or the like is adopted. ing. For this reason, the three-dimensional survey instrument 11 includes a GNSS antenna 11a that receives a GNSS satellite signal and a GNSS correction signal, and a GNSS receiver (not shown) that analyzes three-dimensional coordinates based on the GNSS data. Yes. As shown in FIG. 1, with the installation position of the GNSS antenna 11 a as a reference position, the GNSS receiver measures the three-dimensional coordinates of the reference position and outputs it to the ground surveying apparatus 1.
なお、本実施形態では、3次元測量機器11としてGNSSを採用しているが、この構成に限定されるものではなく、トータルステーション(Total Station:以下、TSという)を使用してもよい。この場合、重機10の基準位置にはGNSSアンテナ11aの代わりに、TS用プリズムを設置する。そして、TSによって計測された基準位置の3次元座標が、重機10に搭載された地盤測量装置1へ直接送信されることとなる。 In the present embodiment, GNSS is adopted as the three-dimensional survey instrument 11, but the present invention is not limited to this configuration, and a total station (hereinafter referred to as TS) may be used. In this case, a TS prism is installed at the reference position of the heavy machine 10 instead of the GNSS antenna 11a. Then, the three-dimensional coordinates of the reference position measured by the TS are directly transmitted to the ground surveying device 1 mounted on the heavy machine 10.
傾斜センサ12は、重機10の姿勢を表す傾斜データを検出するものである。本実施形態では、傾斜センサ12としてジャイロセンサーを使用しており、図1に示すように、重機10の屋根上に設置されている。そして、傾斜センサ12は、重機10のピッチ角α(左右方向を軸とする前後方向の傾き)、ロール角β(前後方向を軸とする左右方向の傾き)、およびヨー角γ(上下方向を軸とする前後左右方向の傾き)を地盤測量装置1へ出力するようになっている。 The inclination sensor 12 detects inclination data representing the attitude of the heavy machine 10. In this embodiment, a gyro sensor is used as the tilt sensor 12 and is installed on the roof of the heavy machine 10 as shown in FIG. The tilt sensor 12 includes a pitch angle α of the heavy machine 10 (tilt in the front-rear direction with respect to the left-right direction), a roll angle β (tilt in the left-right direction with respect to the front-rear direction), and a yaw angle γ (the vertical direction (Tilt in the front / rear and left / right directions) is output to the ground surveying apparatus 1.
地盤距離計13は、地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測するものである。本実施形態では、重機10が地盤を通過した後の正確な標高値(Z座標)を取得するため、地盤測量点が重機10の後方の地盤上に設定されている。また、本実施形態では、地盤距離計13としてレーザー距離計を使用しており、図1に示すように、レーザー照射口を後方の斜め下向きに向けた状態で重機10の屋根上に固定されている。すなわち、地盤距離計13は、その基端部が所定の固定位置に固定されているとともに、所定の取り付け角度θで後方の斜め下向きに傾斜されており、その先端部(レーザー照射口)から地盤測量点までの距離を地盤距離として取得するようになっている。 The ground distance meter 13 measures the ground distance to the ground survey point on the ground. In the present embodiment, a ground survey point is set on the ground behind the heavy machine 10 in order to obtain an accurate elevation value (Z coordinate) after the heavy machine 10 passes through the ground. In the present embodiment, a laser distance meter is used as the ground distance meter 13, and as shown in FIG. 1, the laser irradiation port is fixed on the roof of the heavy machine 10 with the laser irradiation port facing obliquely downward on the rear side. Yes. That is, the ground distance meter 13 has a base end portion fixed at a predetermined fixing position and is inclined obliquely downward rearward at a predetermined mounting angle θ, and the ground portion from the front end portion (laser irradiation port) to the ground. The distance to the survey point is acquired as the ground distance.
このため、本実施形態では、図2に示すように、基準位置から固定位置までの変位量、固定位置から地盤距離計13の先端部までの長さ(地盤距離計13の長さ)、および地盤距離計13の先端部から地盤測量点までの地盤距離(地盤距離計13の計測値)に基づいて、前記基準位置を基点とする地盤測量点の相対位置が特定されるようになっている。 For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the amount of displacement from the reference position to the fixed position, the length from the fixed position to the tip of the ground distance meter 13 (the length of the ground distance meter 13), and Based on the ground distance from the tip of the ground distance meter 13 to the ground survey point (measured value of the ground distance meter 13), the relative position of the ground survey point based on the reference position is specified. .
なお、本実施形態では、地盤距離計13としてレーザー距離計を用いているが、この構成に限定されるものではなく、光学式レーザー距離計を使用してもよい。また、3次元測量機器11、傾斜センサ12および地盤距離計13の設置位置は、上記構成に限定されるものではなく、本発明に必要な機能を果たし得る限り、重機10のどこに設置してもよい。 In this embodiment, a laser distance meter is used as the ground distance meter 13, but the present invention is not limited to this configuration, and an optical laser distance meter may be used. In addition, the installation positions of the three-dimensional survey instrument 11, the inclination sensor 12, and the ground distance meter 13 are not limited to the above configuration, and can be installed anywhere in the heavy machine 10 as long as the functions necessary for the present invention can be achieved. Good.
地盤測量装置1は、パーソナルコンピュータやタブレット型コンピュータ等のコンピュータによって構成されている。また、地盤測量装置1は、図3に示すように、主として、タッチパネル等の表示手段2と、管理サーバ等との間でデータの送受信を行う通信手段3と、本実施形態の地盤測量プログラム1aや各種のデータ等を記憶する記憶手段4と、各種の演算処理を実行する演算処理手段5とから構成されている。以下、各構成手段について詳細に説明する。 The ground surveying apparatus 1 is configured by a computer such as a personal computer or a tablet computer. As shown in FIG. 3, the ground surveying apparatus 1 mainly includes a display unit 2 such as a touch panel, a communication unit 3 that transmits and receives data between the management server and the like, and a ground surveying program 1a according to the present embodiment. And storage means 4 for storing various data and arithmetic processing means 5 for executing various arithmetic processes. Hereinafter, each component will be described in detail.
表示手段2は、液晶パネル等による表示機能に加えて、タッチパッド等による位置入力機能とを兼ね備えたタッチパネル等によって構成されている。具体的には、表示手段2は、表示画面上におけるタッチ位置に基づいて、各種のデータや情報を入力するように構成されている。なお、タッチパネルの方式は限定されるものではなく、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式等のように、タッチ位置に基づいてデータ入力可能なものであればよい。また、キーボードやマウス等の入力手段を別途設ければ、表示機能のみ備えた表示手段2を用いてもよい。 The display means 2 is configured by a touch panel or the like having a position input function by a touch pad or the like in addition to a display function by a liquid crystal panel or the like. Specifically, the display unit 2 is configured to input various data and information based on the touch position on the display screen. Note that the touch panel method is not limited, and any method can be used as long as data can be input based on the touch position, such as a capacitance method, a resistive film method, and a surface acoustic wave method. Further, if input means such as a keyboard and a mouse are separately provided, the display means 2 having only a display function may be used.
通信手段3は、無線通信インターフェース等によって構成されており、Wi−Fi(Wireless Fidelity)回線や3G(3rd Generation)回線等を介してインターネットや各種のネットワークに接続可能に構成されている。本実施形態では、後述する施工モードにおいて、他の重機10に搭載された地盤測量装置1との間でデータを共有するための管理サーバ(図示せず)と接続するようになっている。なお、管理サーバとの通信に際しては、データを暗号化等することにより、セキュリティを高めてもよい。 The communication means 3 is configured by a wireless communication interface or the like, and is configured to be connectable to the Internet or various networks via a Wi-Fi (Wireless Fidelity) line, a 3G (3rd Generation) line, or the like. In the present embodiment, in a construction mode to be described later, a connection is made with a management server (not shown) for sharing data with the ground surveying device 1 mounted on another heavy machine 10. Note that when communicating with the management server, security may be enhanced by encrypting data or the like.
記憶手段4は、各種のデータを記憶するとともに、演算処理手段5が演算処理を行う際のワーキングエリアとして機能するものである。本実施形態において、記憶手段4は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびフラッシュメモリ等によって構成されており、図3に示すように、プログラム記憶部41と、共通データ記憶部42と、細分メッシュデータ記憶部43と、地盤測量点座標記憶部44とを有している。以下、各構成部についてより詳細に説明する。 The storage unit 4 stores various data and functions as a working area when the arithmetic processing unit 5 performs arithmetic processing. In the present embodiment, the storage means 4 is configured by a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a flash memory, and the like. As shown in FIG. 3, a program storage unit 41 and a common data storage unit 42, a subdivided mesh data storage unit 43, and a ground survey point coordinate storage unit 44. Hereinafter, each component will be described in more detail.
プログラム記憶部41には、本実施形態の地盤測量プログラム1aがインストールされている。そして、演算処理手段5が、地盤測量プログラム1aを実行することにより、地盤測量装置1としてのコンピュータを後述する各構成部として機能させるようになっている。また、本実施形態において、地盤測量プログラム1aは、主として、施工前の地盤の標高値(現況高)を測量するための測量モード、地盤を施工しながら標高値(現況高)を測量するための施工モード、および施工後の地盤の標高値(出来形)を測量する出来形モードを備えている。 The program storage unit 41 is installed with the ground survey program 1a of the present embodiment. And the arithmetic processing means 5 makes the computer as the ground surveying apparatus 1 function as each component mentioned later by executing the ground surveying program 1a. Moreover, in this embodiment, the ground survey program 1a is mainly a survey mode for surveying the elevation value (current height) of the ground before construction, and for surveying the elevation value (current height) while constructing the ground. It has a work mode and a work mode that measures the altitude (work form) of the ground after construction.
なお、地盤測量プログラム1aの利用形態は、上記構成に限られるものではない。例えば、CD−ROMやUSBメモリ等のように、コンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に地盤測量プログラム1aを記憶させておき、当該記録媒体から直接読み出して実行してもよい。また、外部サーバ等からクラウドコンピューティング方式やASP(Application Service Provider)方式等で利用してもよい。 In addition, the utilization form of the ground survey program 1a is not restricted to the said structure. For example, the ground surveying program 1a may be stored in a non-transitory recording medium that can be read by a computer, such as a CD-ROM or a USB memory, and read directly from the recording medium and executed. Moreover, you may utilize by a cloud computing system, an ASP (Application Service Provider) system, etc. from an external server.
共通データ記憶部42は、他の重機10に搭載された地盤測量装置1や管理サーバとの間で共通して保有する共通データを記憶するものである。この共通データは、施工作業中に変更されないデータであって、本実施形態では、図4に示すように、格子点設定データと、格子点データと、色テーブルとを有している。なお、本実施形態において、共通データは、メモリーカードやUSBメモリ等を介して各重機10の地盤測量装置1にセットされているが、この構成に限定されるものではなく、作業開始時に管理サーバからダウンロードするようにしてもよい。 The common data storage unit 42 stores common data held in common with the ground surveying device 1 and the management server mounted on the other heavy equipment 10. This common data is data that is not changed during the construction work. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the common data includes lattice point setting data, lattice point data, and a color table. In the present embodiment, the common data is set in the ground surveying device 1 of each heavy machine 10 via a memory card, a USB memory, or the like. You may make it download from.
格子点設定データは、施工現場を複数のメッシュ領域に区分けするメッシュを規定する格子点を設定するためのデータである。具体的には、図4に示すように、格子点を位置決めするための格子点原点X,Y座標(緯度・軽度)、格子点の向きを設定する格子点角度、および各格子点同士の間隔を定める格子点間隔を有している。これらの格子点設定データに基づいて、図5に示すように、表示手段2には所望のメッシュが表示されるようになっている。 The grid point setting data is data for setting grid points that define a mesh that divides the construction site into a plurality of mesh regions. Specifically, as shown in FIG. 4, the lattice point origin X and Y coordinates (latitude / mild) for positioning the lattice points, the lattice point angle for setting the orientation of the lattice points, and the interval between the lattice points Has a lattice point interval. Based on these grid point setting data, a desired mesh is displayed on the display means 2 as shown in FIG.
なお、本実施形態では、格子点の間隔(メッシュ間隔)を5m、10mおよび20mの中から選択するようになっているが、この構成に限定されるものではなく、所望の間隔に設定してもよい。また、上記メッシュの背景画像として施工現場の平面図を表示手段2に表示させ、作業員の視認性を向上するようにしてもよい。 In this embodiment, the lattice point interval (mesh interval) is selected from 5 m, 10 m, and 20 m. However, the present invention is not limited to this configuration, and is set to a desired interval. Also good. Further, a plan view of the construction site may be displayed on the display means 2 as the mesh background image to improve the visibility of the worker.
格子点データは、メッシュの交点にあたる各格子点についてのデータである。具体的には、図4に示すように、各格子点を識別する格子点IDと、当該格子点IDに対応する格子点を文字列で特定する格子点名と、当該格子点IDに対応する格子点において目標とする地盤の標高値である計画高と、当該格子点IDに対応する格子点における施工前の地盤の標高値である現況高と、当該格子点IDに対応する格子点における施工後の地盤の標高値である出来形と、当該格子点IDに対応する格子点が測量済みか否かを示す測量済みフラグとを有している。 The grid point data is data about each grid point corresponding to the intersection of meshes. Specifically, as shown in FIG. 4, a grid point ID for identifying each grid point, a grid point name for specifying a grid point corresponding to the grid point ID by a character string, and a grid corresponding to the grid point ID The planned height, which is the altitude value of the target ground at the point, the current height, which is the altitude value of the ground before construction at the grid point corresponding to the grid point ID, and the post-construction at the grid point corresponding to the grid point ID And a surveyed flag indicating whether or not the grid point corresponding to the grid point ID has been surveyed.
なお、計画高は、施工モードによって施工作業を実施する前に、管理事務所の管理者等によって手入力される。一方、現況高および出来形は、測量モードや出来形モードによって測量された数値が自動入力されるようになっている。また、測量済みフラグは、測量モードや出来形モードにおいて、現況高や出来形が取得された格子点に立てられるようになっている。 Note that the planned height is manually input by the administrator of the management office before performing the construction work in the construction mode. On the other hand, as for the current height and the completed shape, the surveyed mode and the numerical value measured by the completed mode are automatically input. In addition, the surveyed flag is set at the grid point from which the current height or the completed shape is acquired in the surveying mode or the completed mode.
色テーブルは、計画高から現況高を差し引いた差分値を表示手段2に色分け表示するためのものである。本実施形態において、色テーブルは、図4に示すとおり、各種の色を識別する色IDと、当該色IDに対応する差分値の範囲(最小値以上、最大値未満)を有している。このため、例えば、白色の色IDに対応する差分値の範囲を0近傍に設定すると、切土や盛土が不要な領域が白色で表示される。また、差分値がマイナスの場合(切土が必要な場合)には、値が大きくなるにつれて赤系統のグラデーションが濃くなるように設定し、差分値がプラスの場合(盛土が必要な場合)には、値が大きくなるにつれて青系統のグラデーションが濃くなるように設定する。これにより、切土すべき場所か盛土すべき場所か、およびその度合いが一目で直感的に把握しうることとなる。 The color table is for displaying the difference value obtained by subtracting the current height from the planned height on the display means 2 in different colors. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the color table has a color ID for identifying various colors and a range of difference values (minimum value or more and less than the maximum value) corresponding to the color ID. For this reason, for example, when the range of the difference value corresponding to the white color ID is set to near 0, an area that does not require cut or fill is displayed in white. Also, if the difference value is negative (when cutting is necessary), set the red gradation to be darker as the value increases, and if the difference value is positive (when filling is required) Is set so that the blue gradation becomes darker as the value increases. As a result, it is possible to intuitively grasp at a glance whether the place should be cut or filled and the degree thereof.
細分メッシュデータ記憶部43は、メッシュ領域をさらに細分化した細分メッシュ領域についての細分メッシュデータを記憶するものである。本実施形態では、上述したとおり、メッシュサイズが5m、10mまたは20mに設定されるため、各メッシュ領域内部の計画高が不明となる。そこで、本実施形態では、図6に示すように、各メッシュ領域の内部に細分メッシュ領域を設定し、各細分メッシュ領域ごとに推定した標高値や差分値を細かく管理するようになっている。 The subdivided mesh data storage unit 43 stores subdivided mesh data for a subdivided mesh region obtained by further subdividing the mesh region. In the present embodiment, as described above, since the mesh size is set to 5 m, 10 m, or 20 m, the planned height inside each mesh region is unknown. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, a subdivided mesh region is set inside each mesh region, and the altitude value and the difference value estimated for each subdivided mesh region are finely managed.
具体的には、細分メッシュデータ記憶部43は、図7に示すとおり、各細分メッシュ領域を識別する細分メッシュIDと、当該細分メッシュ領域を含むメッシュ領域を特定する格子点IDと、自重機10で更新したか否かを示す更新フラグと、管理サーバへの送信対象となるメッシュ領域を特定する送信フラグと、細分メッシュ領域の標高値が更新された時刻を表す更新時刻と、当該細分メッシュIDに対応する細分メッシュ領域の標高値を示す細分メッシュ高さと、色テーブルの色IDにより特定される表示色とを有している。 Specifically, as shown in FIG. 7, the subdivided mesh data storage unit 43 includes a subdivided mesh ID that identifies each subdivided mesh region, a lattice point ID that identifies a mesh region including the subdivided mesh region, and the own machine 10. An update flag indicating whether or not the update is performed, a transmission flag for specifying a mesh region to be transmitted to the management server, an update time indicating the time when the altitude value of the subdivided mesh region is updated, and the subdivided mesh ID Has a subdivided mesh height indicating the altitude value of the subdivided mesh area, and a display color specified by the color ID of the color table.
本実施形態では、細分メッシュ領域を含むメッシュ領域の基点が左上の格子点に設定されており、当該格子点に対応する格子点IDが登録される。細分メッシュ領域は、メッシュ領域の内部に作成されるため、メッシュ領域の位置が特定できれば、細分メッシュ領域は配列番号だけで特定できることとなる。また、所定のポイントがどの細分メッシュ領域に該当するかは、メッシュ領域の基点からの相対位置(メッシュに対する縦・横)に基づいて配列番号が割り出される。 In the present embodiment, the base point of the mesh area including the subdivided mesh area is set as the upper left grid point, and the grid point ID corresponding to the grid point is registered. Since the subdivided mesh region is created inside the mesh region, if the position of the mesh region can be specified, the subdivided mesh region can be specified only by the array number. Also, an array number is determined based on a relative position (vertical / horizontal with respect to the mesh) from the base point of the mesh area as to which subdivision mesh area the predetermined point corresponds to.
送信フラグは、自重機10の測量によって細分メッシュ領域の標高値が変更されたときに立てられるものである。本実施形態では、送信フラグが立っている細分メッシュ領域を含むメッシュ領域全体についての更新データが管理サーバへ送信されるようになっている。ここで、更新データとは、送信対象となったメッシュ領域を識別するヘッダとしての格子点IDと、当該メッシュ領域に含まれる各細分メッシュ領域についての更新時刻および細分メッシュ高さである。 The transmission flag is set when the altitude value of the subdivided mesh region is changed by the survey of the own heavy machine 10. In the present embodiment, update data for the entire mesh area including the subdivided mesh area for which the transmission flag is set is transmitted to the management server. Here, the update data is a lattice point ID as a header for identifying a mesh area to be transmitted, an update time and a subdivided mesh height for each subdivided mesh area included in the mesh area.
なお、更新時刻として、重機10に搭載されているコンピュータの時刻を用いる場合は、他の重機10のコンピュータとの間で時間合わせを行う必要がある。しかしながら、本実施形態では、更新時刻がGPSの時刻を用いて生成されている。このため、各重機10における更新時刻がGPS時刻によって同期されるため、各重機10における更新時刻の整合性が確保される。 In addition, when using the time of the computer mounted in the heavy machine 10 as the update time, it is necessary to adjust the time with the computer of the other heavy machine 10. However, in this embodiment, the update time is generated using the GPS time. For this reason, since the update time in each heavy machine 10 is synchronized by the GPS time, the consistency of the update time in each heavy machine 10 is ensured.
地盤測量点座標記憶部44は、測量された地盤測量点の座標値を軌跡データとして記憶するものである。本実施形態において、地盤測量点座標記憶部44には、測量モードで測量された各地盤測量点は、測量軌跡リストとして保存される。また、出来形モードで測量された各地盤測量点は、出来形軌跡リストとして保存されるようになっている。なお、各地盤測量点の座標値は、X座標、Y座標およびZ座標の3次元座標として記憶される。 The ground survey point coordinate storage unit 44 stores the coordinate values of the surveyed ground survey points as trajectory data. In the present embodiment, the ground survey point coordinate storage unit 44 stores the local survey points measured in the survey mode as a survey trajectory list. In addition, the local survey points measured in the completed mode are stored as a completed trajectory list. In addition, the coordinate value of each place survey point is memorize | stored as a three-dimensional coordinate of X coordinate, Y coordinate, and Z coordinate.
つぎに、演算処理手段5は、上述した表示手段2、通信手段3および記憶手段4を制御するとともに、各種の演算処理を実行するものである。本実施形態において、演算処理手段5は、CPU(Central Processing Unit)等によって構成されており、記憶手段4にインストールされた地盤測量プログラム1aを実行することにより、図3に示すように、共通データ取得部51と、3次元座標取得部52と、傾斜データ取得部53と、地盤距離取得部54と、地盤測量点取得部55と、自重機認識部56と、走行ライン推定部57と、測量済格子点判断部58と、ネットワーク通信部59と、標高値更新部60と、画面表示制御部61として機能するようになっている。以下、各構成部についてより詳細に説明する。 Next, the arithmetic processing means 5 controls the display means 2, the communication means 3, and the storage means 4 described above, and executes various arithmetic processes. In the present embodiment, the arithmetic processing means 5 is constituted by a CPU (Central Processing Unit) and the like, and by executing the ground survey program 1a installed in the storage means 4, as shown in FIG. An acquisition unit 51, a three-dimensional coordinate acquisition unit 52, an inclination data acquisition unit 53, a ground distance acquisition unit 54, a ground survey point acquisition unit 55, a self-weight machine recognition unit 56, a travel line estimation unit 57, and a survey It functions as a completed grid point determination unit 58, a network communication unit 59, an altitude value update unit 60, and a screen display control unit 61. Hereinafter, each component will be described in more detail.
共通データ取得部51は、地盤測量プログラム1aの起動時に共通データを取得するものである。本実施形態において、共通データ取得部51は、地盤測量プログラム1aが起動された際、共通データ記憶部42において予め設定された参照場所から共通データを読み込むようになっている。 The common data acquisition part 51 acquires common data at the time of starting of the ground survey program 1a. In the present embodiment, the common data acquisition unit 51 reads the common data from the reference location set in advance in the common data storage unit 42 when the ground survey program 1a is activated.
3次元座標取得部52は、3次元測量機器11から3次元座標を取得するものである。本実施形態では、上述したとおり、3次元測量機器11がGNSSアンテナ11aおよびGNSS受信機によって構成されている。よって、3次元座標取得部52は、GNSS受信機から出力される、GNSSアンテナ11aの設置位置(基準位置)の3次元座標を一定間隔で取得するようになっている。 The 3D coordinate acquisition unit 52 acquires 3D coordinates from the 3D survey instrument 11. In the present embodiment, as described above, the three-dimensional survey instrument 11 includes the GNSS antenna 11a and the GNSS receiver. Therefore, the three-dimensional coordinate acquisition unit 52 acquires the three-dimensional coordinates of the installation position (reference position) of the GNSS antenna 11a output from the GNSS receiver at regular intervals.
傾斜データ取得部53は、傾斜センサ12から重機10の傾斜データを取得するものである。本実施形態において、傾斜データ取得部53は、傾斜センサ12から出力される、重機10のピッチ角α、ロール角β、およびヨー角γを一定間隔で取得するようになっている。 The inclination data acquisition unit 53 acquires inclination data of the heavy machine 10 from the inclination sensor 12. In the present embodiment, the tilt data acquisition unit 53 acquires the pitch angle α, roll angle β, and yaw angle γ of the heavy machine 10 output from the tilt sensor 12 at regular intervals.
地盤距離取得部54は、地盤距離計13から地盤測量点までの地盤距離を取得するものである。本実施形態では、上述したとおり、地盤距離計13がレーザー距離計によって構成されている。よって、地盤距離取得部54は、レーザー距離計から出力される、レーザー距離計の先端部から地盤測量点までの地盤距離を一定間隔で取得するようになっている。 The ground distance acquisition unit 54 acquires the ground distance from the ground distance meter 13 to the ground survey point. In the present embodiment, as described above, the ground distance meter 13 is configured by a laser distance meter. Therefore, the ground distance acquisition part 54 acquires the ground distance from the front-end | tip part of a laser distance meter to a ground surveying point output from a laser distance meter at a fixed interval.
なお、本実施形態では、後述するとおり、各種作業中におけるリアルタイム表示を可能とするため、上記各機器からデータを取得する間隔が0.1秒間隔に設定されているが、この構成に限定されるものではない。すなわち、各機器や地盤測量装置1のスペック、または必要とされる表示更新頻度等に合わせて適宜増減してもよい。 In the present embodiment, as will be described later, in order to enable real-time display during various operations, the interval for acquiring data from each of the above devices is set at 0.1 second intervals. However, the present embodiment is limited to this configuration. It is not something. That is, you may increase / decrease suitably according to the specification of each apparatus or the ground surveying apparatus 1, or the required display update frequency.
地盤測量点取得部55は、基準位置の3次元座標、傾斜データ、および地盤距離によって特定される地盤測量点の基準位置を基点とする相対位置に基づいて、重機10の傾斜姿勢のみならず、重機10の自重による地盤沈下を加味した地盤測量点の3次元座標を取得するものである。 The ground survey point acquisition unit 55 is based not only on the inclination posture of the heavy machine 10 based on the three-dimensional coordinates of the reference position, the inclination data, and the relative position based on the reference position of the ground survey point specified by the ground distance, The three-dimensional coordinates of the ground survey point taking into account the ground subsidence due to the dead weight of the heavy machine 10 are acquired.
本実施形態では、重機10による地盤沈下がほぼ復元したと思われる、重機10の後方の地盤上に地盤測量点を設定し、地盤距離を直接計測する。このため、当該地盤距離に基づいて特定される、基準位置を基点とする地盤測量点の相対位置に、基準位置の3次元座標を足し合わせることで、重機10による地盤沈下の影響が極力低減された地盤測量点の標高値が取得される。また、傾斜データに基づいて重機10の傾斜成分を相殺することで、地盤測量点の3次元座標を高精度に補正するようになっている。以下、具体的に説明する。 In this embodiment, a ground survey point is set on the ground behind the heavy machine 10 where the ground subsidence caused by the heavy machine 10 is almost restored, and the ground distance is directly measured. For this reason, by adding the three-dimensional coordinates of the reference position to the relative position of the ground survey point that is specified based on the ground distance and is based on the reference position, the influence of ground subsidence by the heavy machine 10 is reduced as much as possible. The elevation value of the ground survey point is acquired. Further, the three-dimensional coordinates of the ground survey point are corrected with high accuracy by canceling the inclination component of the heavy machine 10 based on the inclination data. This will be specifically described below.
本実施形態では、上述したとおり、地盤距離計13の基端部が所定の固定位置に固定されているとともに、所定の取り付け角度θで後方の斜め下向きに傾斜されており、レーザー照射口から地盤測量点までの距離を地盤距離として取得するようになっている。このため、基準位置から固定位置までの変位量、固定位置から地盤距離計13の先端部までの長さ(地盤距離計13の長さ)、および地盤距離計13の先端部から地盤測量点までの地盤距離(地盤距離計13の計測値)に基づいて、基準位置を基点とする地盤測量点の相対位置が特定される。 In the present embodiment, as described above, the base end portion of the ground distance meter 13 is fixed at a predetermined fixing position, and is inclined obliquely downward and rearward at a predetermined attachment angle θ, and the ground from the laser irradiation port. The distance to the survey point is acquired as the ground distance. For this reason, the amount of displacement from the reference position to the fixed position, the length from the fixed position to the tip of the ground distance meter 13 (the length of the ground distance meter 13), and the tip of the ground distance meter 13 to the ground survey point The relative position of the ground survey point with the reference position as the base point is specified based on the ground distance (measured value of the ground distance meter 13).
地盤距離計13で計測する地盤距離が可変であるため、図2に示すように、重機10の基準位置から地盤距離計13の固定位置までの変位量と、当該固定位置から地盤測量点まで変位量とに分けて考える。基準位置を基点とする固定位置の座標をA(x, y, z)とし、当該固定位置を基点とする地盤測量点の座標をB(x, y, z)とする。そして、基準位置を基点とした場合の地盤測量点の相対位置をAns'(x, y, z)とする。なお、x軸、y軸およびz軸の向きは、それぞれ重機10の進行方向、右方向および上方向とする。 Since the ground distance measured by the ground distance meter 13 is variable, as shown in FIG. 2, the displacement amount from the reference position of the heavy machine 10 to the fixed position of the ground distance meter 13 and the displacement from the fixed position to the ground survey point. Think separately in quantity. Let A (x, y, z) be the coordinates of the fixed position with the reference position as the base point, and let B (x, y, z) be the coordinates of the ground survey point with the fixed position as the base point. Then, the relative position of the ground survey point when the reference position is the base point is defined as Ans ′ (x, y, z). The directions of the x axis, the y axis, and the z axis are the traveling direction, the right direction, and the upward direction of the heavy machine 10, respectively.
まず、図2に示すように、基準位置から固定位置までの垂直方向長さをH1、基準位置から固定位置までの水平方向長さをL1とし、重機10の姿勢角度であるピッチ角、ロール角およびヨー角をそれぞれα、β、γとすると、基準位置を基点とする固定位置の座標A(x, y, z)は、下記式により表される。
A(x, y, z)=(L1*cos(α)-H1*sin(α), R*sin(β), R*cos(β))
ただし、R=(L1*sin(α)+H1*cos(α))とする。
First, as shown in FIG. 2, the vertical length from the reference position to the fixed position is H1, the horizontal length from the reference position to the fixed position is L1, and the pitch angle and roll angle that are the attitude angles of the heavy machine 10 When the yaw angles are α, β, and γ, respectively, the coordinates A (x, y, z) of the fixed position with the reference position as the base point are expressed by the following equations.
A (x, y, z) = (L1 * cos (α) -H1 * sin (α), R * sin (β), R * cos (β))
However, R = (L1 * sin (α) + H1 * cos (α)).
また、図2に示すように、固定位置から地盤距離計13の先端部までの長さをL2、地盤距離(地盤距離計13の計測値)をL3とする。そして、これらL2およびL3の合計をLとし、地盤距離計13の取り付け角度をθとすると、固定位置を基点とした場合の座標L(x, y, z)は、下記式により表される。
L(x, y, z)=(L*sin(θ), 0, L*cos(θ))
よって、重機10の姿勢を考慮すると、固定位置を基点とする地盤測量点の座標B(x, y, z)は、下記式により表される。
B(x, y, z)=((L*sin(θ))*cos(α)-(L*cos(θ))*sin(α), S*sin(β), S*cos(β))
ただし、S=(L*sin(θ))*sin(α)+(L*cos(θ))*cos(α)とする。
In addition, as shown in FIG. 2, the length from the fixed position to the tip of the ground distance meter 13 is L2, and the ground distance (measured value of the ground distance meter 13) is L3. If the total of these L2 and L3 is L and the mounting angle of the ground distance meter 13 is θ, the coordinates L (x, y, z) when the fixed position is the base point are expressed by the following formula.
L (x, y, z) = (L * sin (θ), 0, L * cos (θ))
Therefore, considering the attitude of the heavy machine 10, the coordinates B (x, y, z) of the ground survey point with the fixed position as the base point are expressed by the following formula.
B (x, y, z) = ((L * sin (θ)) * cos (α)-(L * cos (θ)) * sin (α), S * sin (β), S * cos (β ))
However, S = (L * sin (θ)) * sin (α) + (L * cos (θ)) * cos (α).
ここで、基準位置を基点とした場合の地盤測量点の相対位置Ans'(x, y, z)は、座標Aと座標Bを足し合わせた座標であるから、Ans'(x, y, z)=(X', Y', Z')とすると、下記式(1)〜(3)により表される。
X'=(L1*cos(α)-H1*sin(α))+((L*sin(θ))*cos(α)-(L*cos(θ))*sin(α)) …式(1)
Y'=(R*sin(β))+(S*sin(β)) …式(2)
Z'=(R*cos(β))+(S*cos(β)) …式(3)
Here, since the relative position Ans '(x, y, z) of the ground survey point when the reference position is the base point is the coordinate obtained by adding coordinates A and B, Ans' (x, y, z ) = (X ′, Y ′, Z ′), it is expressed by the following formulas (1) to (3).
X '= (L1 * cos (α) -H1 * sin (α)) + ((L * sin (θ)) * cos (α)-(L * cos (θ)) * sin (α)) (1)
Y '= (R * sin (β)) + (S * sin (β)) (2)
Z '= (R * cos (β)) + (S * cos (β)) (3)
したがって、地盤測量点の3次元座標Ans(x, y, z)は、基準位置を基点とした場合の地盤測量点の相対位置Ans'(x, y, z)に、基準位置の3次元座標G(x, y, z)を足し合わせた座標であるから、Ans(x, y, z)=(X, Y, Z)とすると、下記式(4)〜(6)により表される。
X=G(x)+X'*cos(γ)-Y'*sin(γ) …式(4)
Y=G(y)+X'*sin(γ)+Y'*cos(γ) …式(5)
Z=G(z)+Z' …式(6)
Therefore, the three-dimensional coordinates Ans (x, y, z) of the ground survey point is the relative position Ans' (x, y, z) of the ground survey point when the reference position is the base point. Since it is a coordinate obtained by adding G (x, y, z), when Ans (x, y, z) = (X, Y, Z), it is expressed by the following equations (4) to (6).
X = G (x) + X ′ * cos (γ) −Y ′ * sin (γ) (Formula 4)
Y = G (y) + X ′ * sin (γ) + Y ′ * cos (γ) (5)
Z = G (z) + Z '(6)
以上のとおり、地盤測量点取得部55は、下記式(1)〜(3)によって前記相対位置(X',Y',Z')を特定するとともに、下記式(4)〜(6)によって地盤測量点の3次元座標(X,Y,Z)を取得する。
X'=(L1*cos(α)-H1*sin(α))+((L*sin(θ))*cos(α)-(L*cos(θ))*sin(α)) …式(1)
Y'=(R*sin(β))+(S*sin(β)) …式(2)
Z'=(R*cos(β))+(S*cos(β)) …式(3)
X=G(x)+X'*cos(γ)-Y'*sin(γ) …式(4)
Y=G(y)+X'*sin(γ)+Y'*cos(γ) …式(5)
Z=G(z)+Z' …式(6)
ただし、上記各符号は以下を表すものである。
G(x):前記基準位置のx座標
G(y):前記基準位置のy座標
G(z):前記基準位置のz座標
R=(L1*sin(α)+H1*cos(α))
S=(L*sin(θ))*sin(α)+(L*cos(θ))*cos(α))
H1:前記基準位置から前記固定位置までの垂直方向長さ
L1:前記基準位置から前記固定位置までの水平方向長さ
L2:前記固定位置から前記地盤距離計13の先端部までの長さ
L3:地盤距離(前記地盤距離計13の計測値)
L=L2+L3
θ:前記地盤距離計13の取り付け角度
α:前記重機10のピッチ角
β:前記重機10のロール角
γ:前記重機10のヨー角
As described above, the ground survey point acquisition unit 55 specifies the relative position (X ′, Y ′, Z ′) by the following formulas (1) to (3), and by the following formulas (4) to (6). Get the three-dimensional coordinates (X, Y, Z) of the ground survey point.
X '= (L1 * cos (α) -H1 * sin (α)) + ((L * sin (θ)) * cos (α)-(L * cos (θ)) * sin (α)) (1)
Y '= (R * sin (β)) + (S * sin (β)) (2)
Z '= (R * cos (β)) + (S * cos (β)) (3)
X = G (x) + X ′ * cos (γ) −Y ′ * sin (γ) (Formula 4)
Y = G (y) + X ′ * sin (γ) + Y ′ * cos (γ) (5)
Z = G (z) + Z '(6)
However, each said code | symbol represents the following.
G (x): x coordinate of the reference position
G (y): y coordinate of the reference position
G (z): z coordinate of the reference position
R = (L1 * sin (α) + H1 * cos (α))
S = (L * sin (θ)) * sin (α) + (L * cos (θ)) * cos (α))
H1: Vertical length from the reference position to the fixed position
L1: Horizontal length from the reference position to the fixed position
L2: Length from the fixed position to the tip of the ground distance meter 13
L3: Ground distance (measured value of the ground distance meter 13)
L = L2 + L3
θ: mounting angle of the ground distance meter 13 α: pitch angle of the heavy machine 10 β: roll angle of the heavy machine 10 γ: yaw angle of the heavy machine 10
なお、上述した本実施形態では、地盤距離計13が後方の斜め下向きに傾斜された状態で取り付けられているが、この構成に限定されるものではない。例えば、重機10の後端部から地盤測量点の直上位置近傍まで水平アームを延出し、当該水平アームの先端に地盤距離計13の先端部を真下に向けて取り付けてもよい。すなわち、地盤距離計13によって取得された地盤距離に基づいて、基準位置を基点とする地盤測量点の相対位置が算出できる構成であればよい。 In addition, in this embodiment mentioned above, although the ground distance meter 13 is attached in the state inclined in the back diagonally downward, it is not limited to this structure. For example, the horizontal arm may be extended from the rear end portion of the heavy machine 10 to the vicinity of the position immediately above the ground survey point, and attached to the front end of the horizontal arm with the front end portion of the ground distance meter 13 facing directly below. In other words, any configuration that can calculate the relative position of the ground survey point based on the reference position based on the ground distance acquired by the ground distance meter 13 may be used.
また、本実施形態において、地盤測量点取得部55は、測量モードおよび出来形モードにおいては、取得した各地盤測量点をそれぞれ測量軌跡リストおよび出来形軌跡リストとして、地盤測量点座標記憶部44に別ファイルで保存するようになっている。一方、施工モードにおいて、地盤測量点取得部55は、取得した各地盤測量点を標高値更新部60へと提供し、各細分メッシュ領域を更新させるようになっている。 In the present embodiment, in the surveying mode and the ready-made mode, the ground survey point acquiring unit 55 stores the acquired local survey points as the surveying trajectory list and the ready-made trajectory list in the ground surveying point coordinate storage unit 44, respectively. It is to be saved as a separate file. On the other hand, in the construction mode, the ground survey point acquisition unit 55 provides the acquired local survey point to the elevation value update unit 60 to update each subdivided mesh region.
自重機認識部56は、地盤測量装置1が搭載されている自重機10の現在地および方向(機体の向き)を認識するものである。本実施形態において、自重機認識部56は、3次元座標取得部52によって取得された3次元座標によって自重機10の現在地(緯度・経度)を認識する。また、自重機認識部56は、傾斜データ取得部53によって取得されたヨー角に基づいて、自重機10の方向を認識するようになっている。 The own weight machine recognition unit 56 recognizes the current location and direction (the direction of the machine body) of the own weight machine 10 on which the ground surveying device 1 is mounted. In this embodiment, the own weight machine recognition unit 56 recognizes the current location (latitude / longitude) of the own weight machine 10 based on the three-dimensional coordinates acquired by the three-dimensional coordinate acquisition unit 52. Further, the self-weight machine recognition unit 56 recognizes the direction of the self-weight machine 10 based on the yaw angle acquired by the inclination data acquisition unit 53.
走行ライン推定部57は、測量モードまたは出来形モードの実行中に、施工現場において重機10が走行しようとする走行ラインを推定するものである。本実施形態において、走行ライン推定部57は、自重機認識部56によって認識された自重機10の現在地および方向に基づいて、各格子点を同士を結ぶラインのうち、重機10の進行方向において最も近いメッシュラインを走行ラインとして推定するようになっている。 The travel line estimation unit 57 estimates a travel line on which the heavy equipment 10 is to travel on the construction site during execution of the surveying mode or the ready-made mode. In the present embodiment, the traveling line estimation unit 57 is the most in the traveling direction of the heavy machine 10 among the lines connecting the lattice points based on the current location and direction of the heavy machine 10 recognized by the own machine recognition unit 56. A near mesh line is estimated as a running line.
測量済格子点判断部58は、メッシュ内の各格子点が測量済か否かを判断するものである。本実施形態において、測量済格子点判断部58は、地盤測量点取得部55によって取得された地盤測量点の緯度・経度と、各格子点の位置座標とを比較する。そして、図8に示すように、地盤測量点が所定の格子点から所定の距離範囲内(例:半径25cm以内)である場合、当該格子点を測量済として判断し、格子点データ中の測量済みフラグを立てるようになっている。 The surveyed grid point determination unit 58 determines whether or not each grid point in the mesh has been surveyed. In the present embodiment, the surveyed grid point determination unit 58 compares the latitude / longitude of the ground survey point acquired by the ground survey point acquisition unit 55 with the position coordinates of each grid point. Then, as shown in FIG. 8, when the ground survey point is within a predetermined distance range (eg, within a radius of 25 cm) from a predetermined grid point, the grid point is determined as being surveyed, and the survey in the grid point data is performed. A flag is set up.
ネットワーク通信部59は、施工モード時において、管理サーバとの間で各種データの送受信を行うものである。本実施形態において、ネットワーク通信部59は、施工モードを開始すると、管理サーバに保存されている全ての細分メッシュデータを取得するとともに、管理サーバへ全ての細分メッシュデータを送信するようになっている。 The network communication unit 59 transmits and receives various data to and from the management server in the construction mode. In this embodiment, when starting the construction mode, the network communication unit 59 acquires all the subdivided mesh data stored in the management server, and transmits all the subdivided mesh data to the management server. .
また、ネットワーク通信部59は、施工モードを実行している間、所定の送信間隔(例:1秒間隔)で更新データを管理サーバへ送信するとともに、所定の要求間隔(例:10秒間隔)で管理サーバに更新データを要求するようになっている。なお、本実施形態において、更新データとは、細分メッシュ領域を識別する細分メッシュIDと、当該細分メッシュIDに対応する細分メッシュ領域の標高値と、当該細分メッシュ領域の標高値が更新された更新時刻とからなるデータである。 In addition, the network communication unit 59 transmits update data to the management server at a predetermined transmission interval (for example, an interval of 1 second) while executing the construction mode, and at a predetermined request interval (for example, an interval of 10 seconds). It requests the update data from the management server. In the present embodiment, the update data includes a subdivision mesh ID for identifying a subdivision mesh region, an elevation value of the subdivision mesh region corresponding to the subdivision mesh ID, and an update in which the elevation value of the subdivision mesh region is updated. Data consisting of time.
標高値更新部60は、各細分メッシュ領域の標高値を最新の標高値によって更新するものである。本実施形態において、標高値更新部60は、施工モードを実行している間、自重機10によって測定された施工後の標高値である現況高を逐次更新する。具体的には、標高値更新部60は、図9に示すように、地盤測量点取得部55によって3次元座標が取得された地盤測量点と、当該地盤測量点よりも一つ前に3次元座標が取得された地盤測量点との2点間に存在する全ての細分メッシュ領域の標高値を、当該2点間の標高値の差を按分して配分した値に更新するようになっている。 The altitude value update unit 60 updates the altitude value of each subdivided mesh area with the latest altitude value. In the present embodiment, the altitude value updating unit 60 sequentially updates the current altitude, which is the altitude value after construction, measured by the self-weight machine 10 while executing the construction mode. Specifically, as shown in FIG. 9, the elevation value update unit 60 has a ground survey point from which the three-dimensional coordinates have been acquired by the ground survey point acquisition unit 55, and a three-dimensional one before the ground survey point. The altitude values of all the subdivided mesh areas existing between the two points with the ground survey point from which the coordinates were acquired are updated to values distributed by dividing the difference in altitude values between the two points. .
なお、本実施形態では、重機10としてブルドーザを使用しているため、標高値更新部60は、図9に示すように、排土板の横幅データを用いて、排土板が通過する全ての細分メッシュ領域の標高値を更新するようになっている。ただし、重機10が傾斜している場合は、排土板の両端と地盤測量点とで標高値が異なるため、傾斜センサ12のロール角βを用いて当該両端の高さを算出している。 In the present embodiment, since the bulldozer is used as the heavy machine 10, the altitude value updating unit 60 uses all the width data of the earth removal board as shown in FIG. The altitude value of the subdivision mesh area is updated. However, when the heavy machine 10 is inclined, since the altitude values are different between the both ends of the earth removal board and the ground survey point, the heights of the both ends are calculated using the roll angle β of the inclination sensor 12.
また、本実施形態において、標高値更新部60は、ネットワーク通信部59で受信される他の重機10からの更新データを常時監視する。そして、細分メッシュデータ記憶部43内の細分メッシュデータの更新時刻と、更新データの更新時刻とを比較し、最新の標高値に基づいて、各細分メッシュ領域の標高値を更新するようになっている。すなわち、他の重機10で測量された標高値が、自重機10の標高値よりも新しい場合、当該標高値を採用して細分メッシュデータ記憶部43内の細分メッシュデータを更新する。 In the present embodiment, the altitude value update unit 60 constantly monitors update data from other heavy equipment 10 received by the network communication unit 59. Then, the update time of the subdivided mesh data in the subdivided mesh data storage unit 43 is compared with the update time of the update data, and the altitude value of each subdivided mesh area is updated based on the latest altitude value. Yes. That is, when the altitude value measured by another heavy machine 10 is newer than the altitude value of the own heavy machine 10, the altitude value is adopted and the subdivided mesh data in the subdivided mesh data storage unit 43 is updated.
画面表示制御部61は、表示手段2上に表示画面を表示させ、その表示内容を逐次更新するものである。本実施形態において、画面表示制御部61は、地盤測量プログラム1aが起動して各機器との接続が完了すると、共通データおよび自重機10の位置・方向データに基づいて、図10に示すように、メッシュ上の対応する位置に自重機10をアイコン表示する。また、画面表示制御部61は、自重機10の向きを固定とし、メッシュ全体を相対回転させることで、自重機10の向きを表現するようになっている。さらに、本実施形態では、地盤測量点の標高値をリアルタイム表示する。 The screen display control part 61 displays a display screen on the display means 2, and updates the display content sequentially. In the present embodiment, when the ground survey program 1a is activated and the connection with each device is completed, the screen display control unit 61, as shown in FIG. 10, is based on the common data and the position / direction data of the own heavy machine 10. The own machine 10 is displayed as an icon at a corresponding position on the mesh. In addition, the screen display control unit 61 expresses the direction of the self-weight machine 10 by fixing the direction of the self-weight machine 10 and relatively rotating the entire mesh. Furthermore, in this embodiment, the elevation value of the ground survey point is displayed in real time.
また、画面表示制御部61は、測量モードまたは出来形モードの実行中は、図11に示すように、走行ライン推定部57によって推定された走行ラインに対する重機10の走行方向、および重機10から当該走行ラインまでの離隔距離からなる走行ガイドを表示手段2にリアルタイムで表示させる。また、画面表示制御部61は、測量済格子点判断部58によって測量済みと判断された格子点の表示を変化させる。なお、本実施形態では、図11に示すように、測量済みの格子点に赤丸を表示させているが、この構成に限定されるものではなく、未測量の格子点と区別がつくような表示であればよい。 Further, during the execution of the surveying mode or the ready-made mode, the screen display control unit 61 performs the traveling direction of the heavy machine 10 relative to the traveling line estimated by the traveling line estimation unit 57 and the heavy machine 10 from the heavy machine 10 as shown in FIG. A travel guide consisting of a separation distance to the travel line is displayed on the display means 2 in real time. Further, the screen display control unit 61 changes the display of grid points determined to have been surveyed by the surveyed grid point determination unit 58. In this embodiment, as shown in FIG. 11, red circles are displayed at the surveyed grid points, but the present invention is not limited to this configuration, and the display can be distinguished from the unmeasured grid points. If it is.
さらに、測量モードまたは出来形モードの実行中において、画面表示制御部61は、図11に示すように、排土板の刃先(下端部)の標高値をガイドスケールによって表示するようになっている。一方、施工モードの実行中は、図12に示すように、画面表示制御部61は、計画高から現況高(施工後の標高値)を差し引いた差分値に応じて、各細分メッシュ領域をグラデーションで色分けし、リアルタイムで表示するようになっている。 Further, during the execution of the surveying mode or the ready-made mode, the screen display control unit 61 displays the altitude value of the cutting edge (lower end) of the earth discharging board with a guide scale as shown in FIG. . On the other hand, during execution of the construction mode, as shown in FIG. 12, the screen display control unit 61 gradations each subdivided mesh area according to the difference value obtained by subtracting the current height (elevation value after construction) from the planned height. Colors are displayed in real time and displayed in real time.
例えば、図13(a)に示すような差分値を有する細分メッシュ領域については、色テーブルによって設定された図13(b)に示すような色凡例に基づいて、図13(c)に示すように、差分値に応じた色分け表示がなされる。 For example, for a subdivided mesh region having a difference value as shown in FIG. 13 (a), as shown in FIG. 13 (c) based on the color legend as shown in FIG. 13 (b) set by the color table. In addition, color-coded display according to the difference value is performed.
つぎに、本実施形態の地盤測量装置1、地盤測量システム100、地盤測量プログラム1aおよび地盤測量方法による作用について説明する。 Below, the effect | action by the ground survey apparatus 1, the ground survey system 100, the ground survey program 1a, and the ground survey method of this embodiment is demonstrated.
まず、本実施形態の地盤測量装置1、地盤測量システム100、地盤測量プログラム1aおよび地盤測量方法を用いて地盤を測量する場合、重機10に搭載されている地盤測量プログラム1aを起動する。これにより、図14に示すように、共通データ取得部51が共通データ記憶部42から共通データを取得する(ステップS1)。また、3次元座標取得部52が3次元測量機器11から3次元座標を取得し(ステップS2)、傾斜データ取得部53が傾斜センサ12から傾斜データを取得し(ステップS3)、地盤距離取得部54が地盤距離計13から地盤距離を取得する(ステップS4)。これにより、各機器やセンサとの接続状態が確認される。 First, when surveying the ground using the ground surveying apparatus 1, the ground surveying system 100, the ground surveying program 1a, and the ground surveying method of the present embodiment, the ground surveying program 1a mounted on the heavy machine 10 is activated. Thereby, as shown in FIG. 14, the common data acquisition part 51 acquires common data from the common data storage part 42 (step S1). The three-dimensional coordinate acquisition unit 52 acquires three-dimensional coordinates from the three-dimensional surveying instrument 11 (step S2), the inclination data acquisition unit 53 acquires inclination data from the inclination sensor 12 (step S3), and the ground distance acquisition unit. 54 acquires the ground distance from the ground distance meter 13 (step S4). Thereby, the connection state with each apparatus and sensor is confirmed.
つぎに、ステップS1〜ステップS4で取得された各データに基づき、地盤測量点取得部55が、上記式(4)〜(6)によって地盤測量点の3次元座標を取得する(ステップS5)。このとき、本実施形態では、地盤距離計13が重機10の後方に地盤測量点を設定している。このため、当該地盤測量点の地盤距離は、重機10が通過した後のタイミングで測定されることとなる。よって、重機10の自重によって沈下するような地盤であっても、当該沈下がほぼ復元した状態で標高値の測定が行われるため、地盤測量点の3次元座標が正確に測定される。また、本実施形態では、地盤測量点取得部55が、傾斜データに基づいて重機10の傾斜成分を相殺するため、地盤測量点の3次元座標の正確性が向上する。このため、重機10で地盤上を走行するだけで、地盤の正確な標高値が迅速かつ自動的に測量される。 Next, based on the data acquired in steps S1 to S4, the ground survey point acquisition unit 55 acquires the three-dimensional coordinates of the ground survey points by the above formulas (4) to (6) (step S5). At this time, in the present embodiment, the ground distance meter 13 sets a ground survey point behind the heavy machine 10. For this reason, the ground distance of the ground survey point is measured at the timing after the heavy machine 10 passes. Therefore, even if the ground sinks due to its own weight, the altitude value is measured with the subsidence almost restored, so the three-dimensional coordinates of the ground survey point are accurately measured. Moreover, in this embodiment, since the ground survey point acquisition part 55 cancels | increases the inclination component of the heavy machine 10 based on inclination data, the accuracy of the three-dimensional coordinate of a ground survey point improves. For this reason, the accurate altitude value of the ground is quickly and automatically measured only by traveling on the ground with the heavy equipment 10.
つづいて、自重機認識部56が自重機10の現在地および方向を認識すると(ステップS6)、画面表示制御部61が、図10に示すように、メッシュで区分けされた施工現場における自重機10の現在地・方向、および地盤測量点の標高値をガイドスケールとともに表示し(ステップS7)、測量モード、施工モードまたは出来形モードのいずれかを選択しうる状態となる。 Subsequently, when the own machine recognizer 56 recognizes the current location and direction of the own machine 10 (Step S6), the screen display controller 61, as shown in FIG. The current location / direction and the elevation value of the ground survey point are displayed together with the guide scale (step S7), and the survey mode, construction mode or ready-made mode can be selected.
そして、測量モードが選択されると(ステップS8:YES)、測量モードが実行され、施工モードが選択されると(ステップS9:YES)、施工モードが実行され、出来形モードが選択されると(ステップS10:YES)、出来形モードが実行される。一方、いずれのモードも選択されない場合(ステップS8〜S10:いずれもNO)、またはいずれかのモードが終了した場合には、地盤測量プログラム1aが終了されない限り(ステップS11:NO)、ステップS8からの処理を繰り返す。 When the surveying mode is selected (step S8: YES), the surveying mode is executed. When the construction mode is selected (step S9: YES), the construction mode is executed and the ready-made mode is selected. (Step S10: YES), the ready-made mode is executed. On the other hand, if any mode is not selected (steps S8 to S10: all NO), or if any mode is ended, the ground survey program 1a is not ended (step S11: NO), from step S8. Repeat the process.
つぎに、測量モードまたは出来形モードを選択した場合の処理について、図15を用いて説明する。なお、本実施形態において、測量モードと出来形モードとの違いは、地盤の標高値を施工前に測定するか、施工後に測定するかの違いのみであり、両者の処理内容は同様である。 Next, the processing when the surveying mode or the ready-made mode is selected will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the difference between the surveying mode and the ready-made mode is only the difference in whether the ground elevation value is measured before construction or after construction, and the processing contents of both are the same.
測量モードまたは出来形モードを選択すると、図15に示すように、まず、自重機認識部56が、自重機10の現在地および方向を認識するとともに(ステップS21)、走行ライン推定部57が、施工現場において重機10が走行しようとする走行ラインを推定する(ステップS22)。つぎに、3次元座標取得部52が3次元測量機器11から3次元座標を取得し(ステップS23)、傾斜データ取得部53が傾斜センサ12から傾斜データを取得し(ステップS24)、地盤距離取得部54が地盤距離計13から地盤距離を取得する(ステップS25)。 When the surveying mode or the ready-made mode is selected, as shown in FIG. 15, first, the own heavy machine recognition unit 56 recognizes the current location and direction of the own heavy machine 10 (step S21), and the traveling line estimation unit 57 executes the construction. A travel line on which the heavy machine 10 is to travel on the site is estimated (step S22). Next, the three-dimensional coordinate acquisition unit 52 acquires three-dimensional coordinates from the three-dimensional surveying instrument 11 (step S23), the inclination data acquisition unit 53 acquires inclination data from the inclination sensor 12 (step S24), and acquires the ground distance. The unit 54 acquires the ground distance from the ground distance meter 13 (step S25).
そして、これらのデータに基づき、地盤測量点取得部55が上記式(4)〜(6)によって地盤測量点の3次元座標を取得し、地盤測量点座標記憶部44に記録する(ステップS26)。このとき、本実施形態では、上述したとおり、重機10が通過した後の、自重による沈下がほぼ復元した状態で地盤測量点の地盤距離が測定されるため、地盤測量点の標高値(現況高・出来形)が正確に測定される。また、本実施形態では、地盤測量点取得部55が、傾斜データに基づいて重機10の傾斜成分を相殺するため、地盤測量点の3次元座標が正確に補正される。すなわち、重機10で地盤上を走行するだけで、地盤の正確な標高値が迅速かつ自動的に測量される。 And based on these data, the ground survey point acquisition part 55 acquires the three-dimensional coordinate of a ground survey point by said Formula (4)-(6), and records it on the ground survey point coordinate memory | storage part 44 (step S26). . At this time, in the present embodiment, as described above, the ground distance of the ground survey point is measured in a state where the subsidence due to its own weight is almost restored after the heavy machine 10 passes, so the elevation value of the ground survey point (current height)・ Finished shape) is accurately measured. Moreover, in this embodiment, since the ground survey point acquisition part 55 cancels the inclination component of the heavy machinery 10 based on inclination data, the three-dimensional coordinate of a ground survey point is correct | amended correctly. That is, just by traveling on the ground with the heavy equipment 10, the accurate altitude value of the ground is quickly and automatically measured.
つぎに、測量済格子点判断部58が、ステップS26で取得された地盤測量点が、所定の格子点から所定の距離範囲内であるか否かを判断する(ステップS27)。そして、当該距離範囲内であった場合のみ(ステップS27:YES)、測量済格子点判断部58は当該格子点を測量済として判断し、格子点データ中の測量済みフラグを立てる(ステップS28)。これにより、重機10が格子点における標高値を取得するに際して、当該格子点の真上を走行する必要がなく、ある程度近くを走行するだけでよい。 Next, the surveyed grid point determination unit 58 determines whether or not the ground survey point acquired in step S26 is within a predetermined distance range from the predetermined grid point (step S27). Then, only when the distance is within the distance range (step S27: YES), the surveyed grid point determination unit 58 determines that the grid point has been surveyed and sets the surveyed flag in the grid point data (step S28). . Thereby, when the heavy machine 10 acquires the elevation value at the lattice point, it is not necessary to travel directly above the lattice point, and it is only necessary to travel near to some extent.
なお、所定の距離範囲内において、複数の標高値が取得された場合には、それらの平均値や、格子点からの距離に応じた加重平均値を当該格子点の標高値として取得するようにしてもよい。 In addition, when a plurality of elevation values are acquired within a predetermined distance range, an average value thereof or a weighted average value corresponding to the distance from the grid point is acquired as the elevation value of the grid point. May be.
その後、画面表示制御部61が、上述した各ステップで得られたデータや結果に基づいて、表示画面を更新する(ステップS29)。具体的には、画面表示制御部61は、重機10の現在地および方向を表示するとともに、走行ラインに対する重機10の走行方向、および重機10から当該走行ラインまでの離隔距離を走行ガイドとして表示する。これにより、重機10のオペレータは、走行ラインに対する方向および走行ラインまでの距離が一目で把握でき、当該走行ラインに沿って走行するだけで測量作業が完了する。 Thereafter, the screen display control unit 61 updates the display screen based on the data and results obtained in the above steps (step S29). Specifically, the screen display control unit 61 displays the current location and direction of the heavy machine 10, and displays the travel direction of the heavy machine 10 relative to the travel line and the separation distance from the heavy machine 10 to the travel line as a travel guide. Thereby, the operator of the heavy machine 10 can grasp at a glance the direction to the travel line and the distance to the travel line, and the surveying operation is completed only by traveling along the travel line.
また、本実施形態において、画面表示制御部61は、測量済と判断された格子点については、表示画面上での表示態様を変化させる。これにより、重機10のオペレータは、未測量の格子点と測量済の測量点とが一目で把握でき、効率的かつ漏れなく格子点を測量することが可能となる。 Moreover, in this embodiment, the screen display control part 61 changes the display mode on a display screen about the lattice point judged to be surveyed. As a result, the operator of the heavy machine 10 can grasp the unmeasured grid points and the surveyed survey points at a glance, and can survey the grid points efficiently and without omission.
その後、測量モードまたは出来形モードの終了が指示されない限り(ステップS30:NO)、ステップS21からの処理を繰り返す。一方、測量モードまたは出来形モードの終了が指示された場合(ステップS30:YES)、図14のステップS11へ戻る。 Thereafter, the process from step S21 is repeated unless the end of surveying mode or ready-made mode is instructed (step S30: NO). On the other hand, when the end of the surveying mode or the ready-made mode is instructed (step S30: YES), the process returns to step S11 in FIG.
一方、施工モードを実行する場合、本実施形態では、複数台の重機10によって標高値を共有しながら施工する場合について説明する。図16に示すように、まず、ネットワーク通信部59が、管理サーバに保存されている全ての細分メッシュデータを取得するとともに、管理サーバへ全ての細分メッシュデータを送信する(ステップS31)。これにより、管理サーバ側で管理されている最新の現況高が、地盤測量装置1の細分メッシュデータ記憶部43に登録される。一方、管理サーバでは、当該重機10で測量された現況高のうち、更新時刻が管理サーバで保存されている標高値よりも新しい標高値を採用する。 On the other hand, when executing construction mode, this embodiment demonstrates the case where it constructs, sharing an altitude value with the multiple heavy machine 10. As shown in FIG. 16, first, the network communication unit 59 acquires all the subdivided mesh data stored in the management server and transmits all the subdivided mesh data to the management server (step S31). As a result, the latest current status managed on the management server side is registered in the subdivided mesh data storage unit 43 of the ground surveying apparatus 1. On the other hand, the management server adopts an altitude value that is newer than the altitude value stored in the management server among the current levels measured by the heavy machine 10.
つづいて、他のモードと同様、自重機認識部56が、自重機10の現在地および方向を認識するとともに(ステップS32)、3次元座標取得部52が3次元測量機器11から3次元座標を取得し(ステップS33)、傾斜データ取得部53が傾斜センサ12から傾斜データを取得し(ステップS34)、地盤距離取得部54が地盤距離計13から地盤距離を取得する(ステップS35)。 Subsequently, as in the other modes, the own machine recognition unit 56 recognizes the current location and direction of the own machine 10 (step S32), and the three-dimensional coordinate acquisition unit 52 acquires the three-dimensional coordinates from the three-dimensional surveying instrument 11. (Step S33), the inclination data acquisition unit 53 acquires the inclination data from the inclination sensor 12 (Step S34), and the ground distance acquisition unit 54 acquires the ground distance from the ground distance meter 13 (Step S35).
そして、これらのデータに基づき、地盤測量点取得部55が上記式(4)〜(6)によって地盤測量点の3次元座標を取得し、地盤測量点座標記憶部44に記録する(ステップS36)。このとき、本実施形態では、重機10が通過した後の、自重による沈下がほぼ復元した状態で地盤測量点の地盤距離が測定されるため、当該重機10によって施工された後の標高値が正確に測定される。また、地盤測量点取得部55が、傾斜データに基づいて重機10の傾斜成分を相殺するため、地盤測量点の3次元座標が正確に補正される。このため、重機10で地盤上を走行するだけで、地盤の正確な標高値が迅速かつ自動的に測量される。 And based on these data, the ground survey point acquisition part 55 acquires the three-dimensional coordinate of a ground survey point by said Formula (4)-(6), and records it on the ground survey point coordinate memory | storage part 44 (step S36). . At this time, in the present embodiment, since the ground distance of the ground survey point is measured in a state where the subsidence due to its own weight is almost restored after the heavy machine 10 passes, the altitude value after being constructed by the heavy machine 10 is accurate. Is measured. In addition, since the ground survey point acquisition unit 55 cancels the tilt component of the heavy machine 10 based on the tilt data, the three-dimensional coordinates of the ground survey point are accurately corrected. For this reason, the accurate altitude value of the ground is quickly and automatically measured only by traveling on the ground with the heavy equipment 10.
つぎに、標高値更新部60が、ステップS36で取得された地盤測量点が最初の地盤測量点である場合のみ(ステップS37:YES)、ステップS32へ戻る。一方、標高値更新部60は、ステップS36で取得された地盤測量点が最初の地盤測量点でなければ(ステップS37:NO)、当該地盤測量点と、当該地盤測量点よりも一つ前に3次元座標が取得された地盤測量点との2点間に存在する全ての細分メッシュ領域の標高値を、当該2点間の標高値の差を按分して配分した値に更新する(ステップS38)。これにより、各細分メッシュ領域の標高値が、施工に十分な精度で推定されるため、標高値を細かく管理することが可能となる。 Next, the altitude value updating unit 60 returns to step S32 only when the ground survey point acquired in step S36 is the first ground survey point (step S37: YES). On the other hand, if the ground survey point acquired in step S36 is not the first ground survey point (step S37: NO), the altitude value updating unit 60 is immediately before the ground survey point and the ground survey point. The altitude values of all subdivided mesh regions existing between the two points with the ground survey point from which the three-dimensional coordinates have been acquired are updated to values distributed by apportioning the difference in altitude values between the two points (step S38). ). Thereby, since the altitude value of each subdivided mesh area is estimated with sufficient accuracy for construction, the altitude value can be managed finely.
つづいて、ネットワーク通信部59が、所定の送信間隔が経過したか否かを判断し(ステップS39)、経過した場合(ステップS39:YES)、管理サーバへ更新データを送信する(ステップS40)。これにより、各重機10で測量された最新の標高値が管理サーバへ逐次集約される。 Subsequently, the network communication unit 59 determines whether or not a predetermined transmission interval has elapsed (step S39), and when it has elapsed (step S39: YES), transmits update data to the management server (step S40). As a result, the latest elevation values measured by each heavy machine 10 are sequentially collected in the management server.
また、ネットワーク通信部59は、所定の要求間隔が経過したか否かを判断し(ステップS41)、経過した場合(ステップS41:YES)、管理サーバへ更新データを要求する(ステップS42)。そして、ネットワーク通信部59が、更新データの受信に成功すると(ステップS43:YES)、標高値更新部60が、更新時刻が新しい標高値によって現況高を更新する(ステップS45)。これにより、他の重機10で測量された最新の標高値が自重機10の細分メッシュデータ記憶部43に反映される。 Further, the network communication unit 59 determines whether or not a predetermined request interval has elapsed (step S41), and when it has elapsed (step S41: YES), requests update data from the management server (step S42). Then, when the network communication unit 59 has successfully received the update data (step S43: YES), the altitude value update unit 60 updates the current altitude with the altitude value with the new update time (step S45). Thereby, the latest altitude value measured by another heavy machine 10 is reflected in the subdivided mesh data storage unit 43 of the own heavy machine 10.
また、更新データには、現況高とともに更新時刻が含まれているため、通信ネットワークの障害等に起因するタイムラグによる誤測量が防止される。例えば、2台の重機10が縦列で走行しながら施工する場合、後方の重機10が、前方の重機10によって施工された地盤測量点の標高値を受信するのは、後方の重機10によって当該地盤測量点を施工した後である。しかしながら、後方の重機10は、自らの標高値の更新時刻の方が新しいため、施工後に受信した前方の標高値によって更新してしまうことがない。 In addition, since the update data includes the update time as well as the current status, erroneous measurement due to a time lag due to a communication network failure or the like is prevented. For example, when construction is performed while two heavy machines 10 are traveling in parallel, the rear heavy machine 10 receives the altitude value of the ground survey point constructed by the front heavy machine 10 by the rear heavy machine 10. After construction of the survey point. However, since the rear heavy machine 10 has a newer altitude value update time, it is not updated by the front altitude value received after construction.
なお、ネットワーク通信部59が、更新データの受信に失敗した場合(ステップS43:NO)、更新データをロストする(ステップS44)。これにより、一旦、ネットワークとの接続が切断され、再度ネットワークに接続されたとき、管理サーバに蓄積されている更新データが一括で受信される。 When the network communication unit 59 fails to receive the update data (step S43: NO), the update data is lost (step S44). As a result, once the connection with the network is disconnected and the connection with the network is made again, the update data stored in the management server is received in a batch.
その後、画面表示制御部61が、上述した各ステップで得られたデータや結果に基づいて、表示画面を更新する(ステップS46)。具体的には、画面表示制御部61は、重機10の現在地および方向を表示するとともに、計画高から現況高(施工後の標高値)を差し引いた差分値に応じて、各細分メッシュ領域をグラデーションで色分けし、リアルタイム表示する。これにより、重機10のオペレータは、どの程度切土すべき場所なのか、あるいはどの程度盛土すべき場所なのかが一目で直感的に把握しうることとなる。 Thereafter, the screen display control unit 61 updates the display screen based on the data and results obtained in the above steps (step S46). Specifically, the screen display control unit 61 displays the current location and direction of the heavy machinery 10 and gradations each subdivided mesh area according to the difference value obtained by subtracting the current height (elevation value after construction) from the planned height. Colors and displays in real time. As a result, the operator of the heavy machine 10 can intuitively grasp how much the place should be cut or how much the place should be filled.
その後、施工モードの終了が指示されない限り(ステップS47:NO)、ステップS32からの処理を繰り返す。一方、施工モードの終了が指示された場合(ステップS47:YES)、図14のステップS11へ戻る。 Thereafter, unless the end of the construction mode is instructed (step S47: NO), the processing from step S32 is repeated. On the other hand, when the end of the construction mode is instructed (step S47: YES), the process returns to step S11 in FIG.
なお、上述したステップS5、ステップS26およびステップS36が、本発明に係る地盤測量点取得ステップに相当する。また、上述したステップS2〜S5、ステップS23〜S26およびステップS33〜S36における処理順序は、上述した順序に限定されるものではなく、マルチタスク方式によって同時並行で実行してもよい。 In addition, step S5, step S26, and step S36 mentioned above correspond to the ground survey point acquisition step which concerns on this invention. In addition, the processing order in steps S2 to S5, steps S23 to S26, and steps S33 to S36 described above is not limited to the order described above, and may be executed concurrently by a multitask method.
以上のような本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
1.重機10で地盤上を走行するだけで、重機10の自重による測量誤差が低減された、地盤の正確な標高値を迅速かつ自動的に測量することができる。
2.測量作業に係る労力や時間を低減し、効率化および省力化を図ることができる。
3.施工中において、各細分メッシュ領域の標高値をリアルタイムで表示することができる。
4.更新データに更新時刻を含めることで、通信ネットワークが遅延や断絶等した場合であっても、他の重機10との間で正確な標高値を共有することできる。
5.重機10の運転手に走行ガイドを提供し、簡単かつ迅速に現況高や出来形を測量することができる。
6.測量済みの格子点については表示態様を変更し、重複測量を防止することができる。
7.施工中のオペレータに対して、どの程度切土すべきか、あるいはどの程度盛土すべきかを一目で直感的に把握させ、施工品質を均一化することができる。
8.優れた操作性と理解しやすいユーザーインターフェースによって、作業訓練に要する時間を削減することができる。
9.計画高、現況高、出来形および差分値(計画高−現況高)等がまとめられた帳票を自動的に出力し、事務作業を軽減することができる。
10.ネットワーク化することで、施工現場では、オペレータ同士が互いの施工状況を確認・共有することができ、管理事務所では、施工の進捗状況を容易に把握することができる。
According to the present embodiment as described above, the following effects can be obtained.
1. By simply traveling on the ground with the heavy equipment 10, it is possible to quickly and automatically survey the accurate altitude value of the ground in which the measurement error due to the weight of the heavy equipment 10 is reduced.
2. Labor and time for surveying work can be reduced, and efficiency and labor saving can be achieved.
3. During construction, the elevation value of each subdivided mesh area can be displayed in real time.
4). By including the update time in the update data, an accurate altitude value can be shared with other heavy equipment 10 even if the communication network is delayed or disconnected.
5. A travel guide is provided to the driver of the heavy machine 10, and the current height and the completed shape can be surveyed easily and quickly.
6). For surveyed grid points, the display mode can be changed to prevent duplicate surveys.
7). It is possible to make the operator under construction intuitively grasp at a glance how much the earth should be cut or how much the earth should be filled, so that the construction quality can be made uniform.
8). With excellent operability and an easy-to-understand user interface, the time required for work training can be reduced.
9. It is possible to automatically output a form in which the planned height, current status, completed form, difference value (planned height-current status), etc. are summarized, thereby reducing office work.
10. By networking, operators can confirm and share each other's construction status at the construction site, and the management office can easily grasp the progress of construction.
なお、本発明に係る地盤測量装置1、地盤測量システム100、地盤測量プログラム1aおよび地盤測量方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。 In addition, the ground surveying apparatus 1, the ground surveying system 100, the ground surveying program 1a, and the ground surveying method according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed.
例えば、上述した本実施形態では、施工モード時に複数台の重機10で標高値を共有しながら施工する場合について説明したが、この構成に限定されるものではなく、一台の重機10で施工モードを使用して施工してもよい。 For example, in the present embodiment described above, a case where construction is performed while sharing an altitude value with a plurality of heavy machines 10 in the construction mode is not limited to this configuration, and the construction mode is performed with one heavy machine 10. You may construct using.
また、上述した本実施形態では、施工モード時にのみ、ネットワーク接続して他の重機10と標高値を共有しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、複数台の重機10で施工前の現況高や施工後の出来形を測量する場合には、測量モードまたは出来形モードの実行中にネットワーク接続し、他の重機10と測量済フラグを共有するようにしてもよい。これにより、他の重機10によって測量された格子点について、再度測量してしまうことが防止される。 In the present embodiment described above, the altitude value is shared with the other heavy equipment 10 by connecting to the network only in the construction mode, but is not limited to this configuration. For example, when surveying the current height before construction and the finished shape after construction with multiple heavy machines 10, connect to the network during execution of survey mode or finished mode and share surveyed flags with other heavy machines 10 You may make it do. Thereby, it is prevented that the grid points measured by the other heavy equipment 10 are measured again.
1 地盤測量装置
1a 地盤測量プログラム
2 表示手段
3 通信手段
4 記憶手段
5 演算処理手段
10 重機
11 3次元測量機器
11a GNSSアンテナ
12 傾斜センサ
13 地盤距離計
41 プログラム記憶部
42 共通データ記憶部
43 細分メッシュデータ記憶部
44 地盤測量点座標記憶部
51 共通データ取得部
52 3次元座標取得部
53 傾斜データ取得部
54 地盤距離取得部
55 地盤測量点取得部
56 自重機認識部
57 走行ライン推定部
58 測量済格子点判断部
59 ネットワーク通信部
60 標高値更新部
61 画面表示制御部
100 地盤測量システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground survey apparatus 1a Ground survey program 2 Display means 3 Communication means 4 Storage means 5 Arithmetic processing means 10 Heavy machine 11 Three-dimensional survey equipment 11a GNSS antenna 12 Inclination sensor 13 Ground distance meter 41 Program storage part 42 Common data storage part 43 Subdivision mesh Data storage unit 44 Ground survey point coordinate storage unit 51 Common data acquisition unit 52 Three-dimensional coordinate acquisition unit 53 Inclination data acquisition unit 54 Ground distance acquisition unit 55 Ground survey point acquisition unit 56 Self-machine weight recognition unit 57 Traveling line estimation unit 58 Surveyed Grid point determination unit 59 Network communication unit 60 Elevation value update unit 61 Screen display control unit 100 Ground surveying system
Claims (9)
前記重機には、
前記重機における基準位置の3次元座標を測量するための3次元測量機器と、
前記重機の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサと、
前記重機の後方に設定された地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計とが備えられており、
前記基準位置の3次元座標、前記傾斜データ、および前記地盤距離によって特定される前記地盤測量点の前記基準位置を基点とする相対位置に基づいて、前記地盤測量点の3次元座標を取得する地盤測量点取得部を有する、地盤測量装置。 A ground surveying device that is installed in a heavy machine and surveys the ground,
The heavy machinery includes
A three-dimensional surveying instrument for surveying three-dimensional coordinates of a reference position in the heavy machinery;
An inclination sensor for detecting inclination data representing the attitude of the heavy machine;
A ground distance meter that measures the ground distance to the ground survey point on the ground set behind the heavy machinery,
The ground for acquiring the three-dimensional coordinates of the ground survey point based on the relative position of the ground survey point specified by the three-dimensional coordinates of the reference position, the inclination data, and the ground distance, with the reference position as a base point A ground surveying device having a survey point acquisition unit.
X'=(L1*cos(α)-H1*sin(α))+((L*sin(θ))*cos(α)-(L*cos(θ))*sin(α)) …式(1)
Y'=(R*sin(β))+(S*sin(β)) …式(2)
Z'=(R*cos(β))+(S*cos(β)) …式(3)
X=G(x)+X'*cos(γ)-Y'*sin(γ) …式(4)
Y=G(y)+X'*sin(γ)+Y'*cos(γ) …式(5)
Z=G(z)+Z' …式(6)
ただし、上記各符号は以下を表すものである。
G(x):前記基準位置のx座標
G(y):前記基準位置のy座標
G(z):前記基準位置のz座標
R=(L1*sin(α)+H1*cos(α))
S=(L*sin(θ))*sin(α)+(L*cos(θ))*cos(α)
H1:前記基準位置から前記固定位置までの垂直方向長さ
L1:前記基準位置から前記固定位置までの水平方向長さ
L2:前記固定位置から前記地盤距離計の先端部までの長さ
L3:地盤距離(前記地盤距離計の計測値)
L=L2+L3
θ:前記地盤距離計の取り付け角度
α:前記重機のピッチ角
β:前記重機のロール角
γ:前記重機のヨー角 The ground distance meter has a base end portion fixed at a predetermined fixing position and is inclined obliquely downward and rearward at a predetermined attachment angle, and the distance from the distal end portion to the ground survey point is calculated as described above. When measuring the ground distance, the ground survey point acquisition unit specifies the relative position (X ′, Y ′, Z ′) by the following formulas (1) to (3), and the following formulas (4) to ( The ground surveying device according to claim 1, wherein the three-dimensional coordinates (X, Y, Z) of the ground surveying point are acquired by 6);
X '= (L1 * cos (α) -H1 * sin (α)) + ((L * sin (θ)) * cos (α)-(L * cos (θ)) * sin (α)) (1)
Y '= (R * sin (β)) + (S * sin (β)) (2)
Z '= (R * cos (β)) + (S * cos (β)) (3)
X = G (x) + X ′ * cos (γ) −Y ′ * sin (γ) (Formula 4)
Y = G (y) + X ′ * sin (γ) + Y ′ * cos (γ) (5)
Z = G (z) + Z '(6)
However, each said code | symbol represents the following.
G (x): x coordinate of the reference position
G (y): y coordinate of the reference position
G (z): z coordinate of the reference position
R = (L1 * sin (α) + H1 * cos (α))
S = (L * sin (θ)) * sin (α) + (L * cos (θ)) * cos (α)
H1: Vertical length from the reference position to the fixed position
L1: Horizontal length from the reference position to the fixed position
L2: Length from the fixed position to the tip of the ground rangefinder
L3: Ground distance (measured value of the ground distance meter)
L = L2 + L3
θ: Mounting angle of the ground distance meter α: Pitch angle of the heavy machinery β: Roll angle of the heavy machinery γ: Yaw angle of the heavy machinery
前記標高値更新部は、前記更新時刻が最新の標高値に基づいて、前記細分メッシュIDに対応する前記細分メッシュ領域の標高値を更新する、請求項3に記載の地盤測量装置。 Update data consisting of a subdivided mesh ID for identifying the subdivided mesh region, an elevation value of the subdivided mesh region corresponding to the subdivided mesh ID, and an update time at which the elevation value of the subdivided mesh region is updated is sent to the management server. A network communication unit for transmitting and receiving the update data transmitted from another heavy machine to the management server from the management server;
The ground survey device according to claim 3, wherein the elevation value updating unit updates the elevation value of the subdivided mesh area corresponding to the subdivided mesh ID based on the altitude value with the latest update time.
前記走行ラインに対する前記重機の走行方向、および前記重機から前記走行ラインまでの離隔距離を表示手段に表示させる画面表示制御部とを有する、請求項1から請求項4のいずれかに記載の地盤測量装置。 Of the lines connecting the lattice points of the mesh that divides the construction site into a plurality of mesh regions, the traveling line estimation unit that estimates the traveling line that the heavy machinery is to travel,
The ground surveying according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a screen display control unit configured to display a traveling direction of the heavy machinery with respect to the traveling line and a separation distance from the heavy machinery to the traveling line on a display unit. apparatus.
前記測量済格子点判断部によって測量済と判断された前記格子点の表示を変化させる画面表示制御部とを有する、請求項1から請求項5のいずれかに記載の地盤測量装置。 Surveying to determine that the grid point has been surveyed when the ground survey point acquired by the ground survey point acquisition unit is within a predetermined distance range from a grid point of the mesh dividing the construction site into a plurality of mesh regions A grid point determination unit;
The ground surveying apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a screen display control unit that changes a display of the grid points determined to be surveyed by the surveyed grid point determination unit.
前記重機には、
前記重機における基準位置の3次元座標を測量するための3次元測量機器と、
前記重機の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサと、
前記重機の後方に設定された地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計とが備えられており、
前記基準位置の3次元座標、前記傾斜データ、および前記地盤距離によって特定される前記地盤測量点の前記基準位置を基点とする相対位置に基づいて、前記地盤測量点の3次元座標を取得する地盤測量点取得部としてコンピュータを機能させる、地盤測量プログラム。 A ground surveying program for surveying the ground installed in heavy machinery,
The heavy machinery includes
A three-dimensional surveying instrument for surveying three-dimensional coordinates of a reference position in the heavy machinery;
An inclination sensor for detecting inclination data representing the attitude of the heavy machine;
A ground distance meter that measures the ground distance to the ground survey point on the ground set behind the heavy machinery,
The ground for acquiring the three-dimensional coordinates of the ground survey point based on the relative position of the ground survey point specified by the three-dimensional coordinates of the reference position, the inclination data, and the ground distance, with the reference position as a base point A geodetic survey program that allows a computer to function as a survey point acquisition unit.
前記重機には、
前記重機における基準位置の3次元座標を測量するための3次元測量機器と、
前記重機の姿勢を表す傾斜データを検出する傾斜センサと、
前記重機の後方に設定された地盤上の地盤測量点までの地盤距離を計測する地盤距離計とが備えられており、
前記基準位置の3次元座標、前記傾斜データ、および前記地盤距離によって特定される前記地盤測量点の前記基準位置を基点とする相対位置に基づいて、前記地盤測量点の3次元座標を取得する地盤測量点取得ステップを有する、地盤測量方法。 A ground surveying method for surveying the ground using heavy machinery,
The heavy machinery includes
A three-dimensional surveying instrument for surveying three-dimensional coordinates of a reference position in the heavy machinery;
An inclination sensor for detecting inclination data representing the attitude of the heavy machine;
A ground distance meter that measures the ground distance to the ground survey point on the ground set behind the heavy machinery,
The ground for acquiring the three-dimensional coordinates of the ground survey point based on the relative position of the ground survey point specified by the three-dimensional coordinates of the reference position, the inclination data, and the ground distance, with the reference position as a base point A ground surveying method comprising a survey point acquisition step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015118168A JP5878664B1 (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Ground surveying device, ground surveying system, ground surveying program, and ground surveying method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015118168A JP5878664B1 (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Ground surveying device, ground surveying system, ground surveying program, and ground surveying method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5878664B1 JP5878664B1 (en) | 2016-03-08 |
JP2017003448A true JP2017003448A (en) | 2017-01-05 |
Family
ID=55440611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015118168A Active JP5878664B1 (en) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | Ground surveying device, ground surveying system, ground surveying program, and ground surveying method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5878664B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018200274A (en) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 株式会社クボタ | Satellite positioning system for automatic travelling work vehicle |
WO2021124671A1 (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 株式会社神戸製鋼所 | Work assist device for work machine and method for recognizing construction surface at work site |
JP2021161710A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | コベルコ建機株式会社 | Work machine, and management program, and management method of attachment |
JP7602405B2 (en) | 2020-04-28 | 2024-12-18 | 株式会社竹中土木 | Management System |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114459430B (en) * | 2022-04-14 | 2022-07-12 | 厚普清洁能源股份有限公司 | Storage tank settlement and inclination monitoring method and system |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04106206A (en) * | 1990-08-24 | 1992-04-08 | Niigata Eng Co Ltd | Flatness reference straight line former in construction machine |
JPH0748809A (en) * | 1993-08-09 | 1995-02-21 | Mitsui Constr Co Ltd | Rolling compactor |
JPH0821714A (en) * | 1994-05-06 | 1996-01-23 | Tokimec Inc | Road-surface shape measuring device |
JP2002328022A (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Komatsu Ltd | System for measuring topographical form and guidance system |
JP2003130643A (en) * | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Toa Harbor Works Co Ltd | Method and device for ground survey |
JP2013113702A (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Asuko:Kk | Three-dimensional laser measuring system and method for creating longitudinal section profile of road surface |
-
2015
- 2015-06-11 JP JP2015118168A patent/JP5878664B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04106206A (en) * | 1990-08-24 | 1992-04-08 | Niigata Eng Co Ltd | Flatness reference straight line former in construction machine |
JPH0748809A (en) * | 1993-08-09 | 1995-02-21 | Mitsui Constr Co Ltd | Rolling compactor |
JPH0821714A (en) * | 1994-05-06 | 1996-01-23 | Tokimec Inc | Road-surface shape measuring device |
JP2002328022A (en) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Komatsu Ltd | System for measuring topographical form and guidance system |
JP2003130643A (en) * | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Toa Harbor Works Co Ltd | Method and device for ground survey |
JP2013113702A (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Asuko:Kk | Three-dimensional laser measuring system and method for creating longitudinal section profile of road surface |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018200274A (en) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 株式会社クボタ | Satellite positioning system for automatic travelling work vehicle |
WO2021124671A1 (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 株式会社神戸製鋼所 | Work assist device for work machine and method for recognizing construction surface at work site |
JP2021161710A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | コベルコ建機株式会社 | Work machine, and management program, and management method of attachment |
JP7318581B2 (en) | 2020-03-31 | 2023-08-01 | コベルコ建機株式会社 | Work machine and attachment management program and management method |
JP7602405B2 (en) | 2020-04-28 | 2024-12-18 | 株式会社竹中土木 | Management System |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5878664B1 (en) | 2016-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5878664B1 (en) | Ground surveying device, ground surveying system, ground surveying program, and ground surveying method | |
US5996702A (en) | System for monitoring movement of a vehicle tool | |
AU2019203748A1 (en) | Construction management system and construction management method | |
WO2017119517A1 (en) | Working-machine control system, working machine, and working-machine control method | |
KR20170093092A (en) | Construction planning system | |
US20050027420A1 (en) | Excavation teaching apparatus for construction machine | |
US20170275854A1 (en) | Shovel and method of controlling shovel | |
JP4012448B2 (en) | Construction machine excavation work teaching device | |
KR20200036006A (en) | Construction management device, display device and construction management method | |
KR101144727B1 (en) | Excavation supporting system using stereo vision technology | |
AU2014274647A1 (en) | Determining terrain model error | |
US20150153456A1 (en) | Integrated machine guidance system | |
JP7494429B2 (en) | Surveying system, method for supporting installation of stakes, and program for supporting installation of stakes | |
JP2020117982A (en) | Work machine | |
KR102104653B1 (en) | System and method for surveying correction using mobile device | |
JP2006200185A (en) | Work progress information processing system of construction machine | |
KR20220010220A (en) | Excavator EARTH VOLUME EVALUATION SYSTEM USING BLOCK GROUND MODELING AND METHOD THEREOF | |
JP2021128003A (en) | Surveying terminal device and surveying terminal program | |
US11761173B2 (en) | Systems and methods for building a pad | |
JP6553702B2 (en) | Work machine control system, work machine, work machine control method and navigation controller | |
CN222313705U (en) | Self-propelled construction machine and system comprising a self-propelled construction machine | |
AU2014274649A1 (en) | System and method for modelling worksite terrain | |
JP6626475B2 (en) | Civil engineering method and civil engineering program | |
JP2020041358A (en) | Construction machine | |
JP2023172957A (en) | Survey system, survey method, and survey program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160113 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160128 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5878664 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |