JP7580702B2 - Construction machinery contact prevention system - Google Patents
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Description
本発明は、建設機械接触防止システムに関する。 The present invention relates to a construction machinery contact prevention system.
近年、建設現場の生産性向上を目的として建設機械の自動化の取り組みが推進されている。
一方、建設機械に関連した技術として特許文献1,2に開示されたものが知られている。特許文献1には、赤外線を用いて、建設機械とこの建設機械の周辺で作業する作業員との接触事故を防止する技術が開示されている。
また、特許文献2には、取得した画像により建設機械の周囲における警告や建設機械の停止を行う技術が開示されている。
In recent years, efforts to automate construction machinery have been progressing with the aim of improving productivity at construction sites.
On the other hand, known technologies related to construction machinery are disclosed in
Furthermore,
ところで、建設現場の生産性向上を図るために、建設機械を複数自動化する試みが行われている。この場合、建設機械同士の接触を防止するために、特許文献1,2の技術に倣い、接触防止用のセンサ等を各建設機械に取り付けて、建設機械同士が所定の距離まで近づいた場合に、警報音を鳴らして注意喚起することが考えられる。
しかしながら、接触防止用のセンサ等を各建設機械に設置する場合、例えば建設機械の前部及び後部に左右2個ずつ、1つの建設機械に対して少なくとも4個のセンサを設置する必要があり、建設機械を複数自動化しようとするとコストが嵩むという問題が生じる。
本発明は、前記した問題を解決し、シンプルな構成により建設現場における建設機械同士の接触を確実に回避することができる建設機械接触防止システムを提供することを課題とする。
Meanwhile, in order to improve the productivity at construction sites, attempts are being made to automate multiple construction machines. In this case, in order to prevent contact between the construction machines, it is conceivable to attach a contact prevention sensor or the like to each construction machine following the techniques of
However, when installing contact prevention sensors on each construction machine, it is necessary to install at least four sensors on each construction machine, for example, two sensors on the left and two on the front and rear of the construction machine, which results in the problem of increased costs when attempting to automate multiple construction machines.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a construction machine contact prevention system that can reliably prevent contact between construction machines at a construction site with a simple configuration.
このような課題を解決するために、本発明は、建設現場で稼働する複数の建設機械の位置情報に基づいて前記建設機械同士の接触を回避する建設機械接触防止システムである。建設機械接触防止システムは、仮想空間内に前記建設現場の画像を描画する第一表示手段と、前記各建設機械の位置情報を取得する位置情報取得手段と、取得した前記各建設機械の位置情報に基づいて、前記仮想空間内に前記各建設機械の画像を描画する第二表示手段と、を備えている。また、建設機械接触防止システムは、前記建設機械同士の距離である第一距離を前記仮想空間内で計測する計測手段と、計測された前記第一距離に基づいて前記建設機械の動作を制御する動作制御手段と、を備えている。前記動作制御手段は、計測された前記第一距離が前記建設機械同士の接近を意味する第一接近距離となった場合に、前記第一接近距離となった前記各建設機械に警告を発する制御を行うとともに、前記第一距離が前記第一接近距離よりも小さく、前記建設機械同士の接触の可能性を意味する第一接触距離となった場合に、前記第一接触距離となった前記各建設機械の動作を変更する制御を行う。前記動作制御手段は、平面視で建設機械の外側を囲むように形成された四角形状の外枠と、平面視で前記外枠の外側を囲むように形成され、警告を発する制御を行うための基準となる四角形状のバーチャル警告領域と、平面視で前記外枠の外側を囲むように形成され、動作を変更する制御を行うための基準となる四角形状のバーチャル接触領域と、を前記仮想空間内において前記各建設機械の周囲に設定する。そして、前記動作制御手段は、前記各建設機械に設定した前記バーチャル警告領域同士が干渉した場合に、前記第一接近距離となったと判定して、前記バーチャル警告領域同士が干渉した前記各建設機械に警告を発する制御を行うとともに、前記各建設機械に設定した前記バーチャル接触領域同士が干渉した場合に、前記第一接触距離となったと判定して、前記バーチャル接触領域同士が干渉した前記各建設機械の動作を変更する制御を行う。前記バーチャル警告領域は、前記バーチャル接触領域の外側にある。前記動作制御手段は、前記建設現場の特定のエリアにおいて、前記バーチャル警告領域同士の干渉による前記第一接近距離の判定及び前記バーチャル接触領域同士の干渉による前記第一接触距離の判定をしない設定を有している。そして、前記第一接近距離の判定及び前記第一接触距離の判定をしない設定中においては、前記各建設機械の前記外枠の中心部同士が干渉した場合に、前記各建設機械の動作を変更する制御を行う。
In order to solve such problems, the present invention provides a construction machine contact prevention system that prevents contact between multiple construction machines operating at a construction site based on position information of the construction machines. The construction machine contact prevention system includes a first display means for drawing an image of the construction site in a virtual space, a position information acquisition means for acquiring position information of each of the construction machines, and a second display means for drawing an image of each of the construction machines in the virtual space based on the acquired position information of each of the construction machines. The construction machine contact prevention system also includes a measurement means for measuring a first distance, which is the distance between the construction machines, in the virtual space, and an operation control means for controlling the operation of the construction machines based on the measured first distance. When the measured first distance becomes a first approach distance that means the construction machines are approaching each other, the operation control means performs control to issue a warning to each of the construction machines that have become the first approach distance, and when the first distance is smaller than the first approach distance and becomes a first contact distance that means the possibility of contact between the construction machines, the operation control means performs control to change the operation of each of the construction machines that have become the first contact distance. The operation control means sets, around each of the construction machines in the virtual space, a rectangular outer frame formed to surround the outside of the construction machine in a plan view, a rectangular virtual warning area formed to surround the outside of the outer frame in a plan view and serving as a reference for control to issue a warning, and a rectangular virtual contact area formed to surround the outside of the outer frame in a plan view and serving as a reference for control to change the operation. When the virtual warning areas set for each of the construction machines interfere with each other, the operation control means determines that the first approach distance has been reached and performs control to issue a warning to each of the construction machines whose virtual warning areas interfere with each other, and when the virtual contact areas set for each of the construction machines interfere with each other, the operation control means determines that the first contact distance has been reached and performs control to change the operation of each of the construction machines whose virtual contact areas interfere with each other. The virtual warning area is outside the virtual contact area. The operation control means has a setting for not determining the first approach distance due to interference between the virtual warning areas and not determining the first contact distance due to interference between the virtual contact areas in a specific area of the construction site, and while the setting is not to determine the first approach distance and the first contact distance, when center portions of the outer frames of the construction machines interfere with each other, the operation control means performs control to change the operation of the construction machines.
本発明の建設機械接触防止システムでは、建設機械同士の位置情報と距離情報とを取得するだけで、建設機械同士の接近に対する警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を実現できる。従来のように建設機械毎に複数のセンサ等を設置する必要がないので、構成がシンプルであり、コストの低減を図ることができる。 The construction machine contact prevention system of the present invention can issue warnings when construction machines approach each other and control operations to change operations (including stopping operations) simply by acquiring position information and distance information between the construction machines. Since there is no need to install multiple sensors for each construction machine as in the past, the configuration is simple and costs can be reduced.
また、建設機械同士の接近に対する警告や動作の変更の制御を、よりシンプルに実現できる。また、建設機械同士の接近状態を仮想空間内で容易に確認できる。 In addition , it is now possible to more simply control warnings and changes to operation when construction machines approach each other, and it is also possible to easily check the proximity of construction machines in the virtual space.
また、前記第二表示手段は、前記各建設機械の画像を前記仮想空間内に立体表示することが好ましい。このように構成することで、建設機械同士の接近状態を仮想空間内でよりリアルに確認できる。 The second display means preferably displays an image of each of the construction machines in three dimensions within the virtual space. By configuring it in this way, the proximity between the construction machines can be confirmed more realistically within the virtual space.
また、前記位置情報取得手段は、前記建設機械の位置情報とともに方位情報を取得可能であることが好ましい。このように構成することで、建設機械同士の接近に対する警告や動作を変更する制御を、より精度よく実現できる。 It is also preferable that the position information acquisition means is capable of acquiring orientation information along with the position information of the construction machines. By configuring it in this way, it is possible to more accurately realize control to issue warnings and change operations in response to the proximity of construction machines to each other.
また、前記計測手段は、前記第一距離の計測に加えて、前記建設機械と作業者との第二距離、及び前記建設機械と建設現場に設定された進入禁止エリアとの第三距離を計測可能であることが好ましい。この構成では、前記動作制御手段は、前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接近を意味する第二接近距離となった場合に、少なくとも前記第二接近距離となった前記建設機械に警告を発する制御を行い、または前記第三距離が、前記建設機械と前記進入禁止エリアとの接近を意味する第三接近距離となった場合に、少なくとも前記第三接近距離となった前記建設機械に警告を発する制御を行うことが好ましい。また、前記動作制御手段は、前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接触の可能性を意味する第二接触距離となった場合に、少なくとも前記第二接触距離となった前記建設機械の動作を変更する制御を行い、または前記第三距離が、前記進入禁止エリアへの進入の可能性を意味する第三接触距離となった場合に、少なくとも前記第三接触距離となった前記建設機械の動作を変更する制御を行うことが好ましい。
このように構成することで、作業者に対する建設機械の接近の警告や動作を変更する制御及び、進入禁止エリアに対する建設機械の接近の警告や動作を変更する制御を実現できる。
In addition to measuring the first distance, it is preferable that the measuring means is capable of measuring a second distance between the construction machine and the worker, and a third distance between the construction machine and a no-entry area set in the construction site. In this configuration, it is preferable that the operation control means performs control to issue a warning to the construction machine that has reached at least the second approach distance when the second distance becomes a second approach distance meaning the approach of the construction machine and the worker, or performs control to issue a warning to the construction machine that has reached at least the third approach distance when the third distance becomes a third approach distance meaning the approach of the construction machine and the no-entry area. It is also preferable that the operation control means performs control to change the operation of the construction machine that has reached at least the second contact distance when the second distance becomes a second contact distance meaning the possibility of contact between the construction machine and the worker, or performs control to change the operation of the construction machine that has reached at least the third contact distance when the third distance becomes a third contact distance meaning the possibility of entry into the no-entry area.
By configuring in this manner, it is possible to realize control for changing a warning or action to be taken when a worker is approaching a construction machine, and control for changing a warning or action to be taken when a construction machine is approaching a no-entry area.
本発明の建設機械接触防止システムによれば、シンプルな構成により建設現場における建設機械同士の接触を確実に回避することができる。 The construction machinery contact prevention system of the present invention has a simple configuration that can reliably prevent contact between construction machinery at a construction site.
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照して説明する。
本実施形態の建設機械接触防止システムは、図2に示すような建設現場Gで稼働する複数の建設機械K1~K4の位置情報に基づいて建設機械K1~K4同士の接触を回避するシステムである。
建設機械接触防止システムは、図1に示すように、中央制御部1と、建設機械群Kとを備えている。建設機械群Kは、中央制御部1により制御される複数の建設機械からなる。以下では、建設機械群Kに、クローラダンプK1、バックホウK2、ブルドーザK3、振動ローラK4が含まれている例について説明するが、建設現場Gで稼働される建設機械の種類を限定する趣旨ではない。なお、以下の説明において、クローラダンプK1、バックホウK2、ブルドーザK3及び振動ローラK4をまとめて、建設機械K1~K4ということがある。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The construction machine contact prevention system of this embodiment is a system that prevents contact between multiple construction machines K1 to K4 operating at a construction site G as shown in FIG. 2, based on position information of the multiple construction machines K1 to K4.
As shown in Fig. 1, the construction machine contact prevention system includes a
中央制御部1は、第一表示手段2と、位置情報取得手段3と、第二表示手段4と、計測手段5と、動作制御手段6と、を備えて構成されている。中央制御部1には、仮想空間表示用モニタ7、制御用モニタ8及び俯瞰カメラ用モニタ9が接続されている。
第一表示手段2は、仮想空間内に建設現場G(図2参照)の地形面の画像を描画するものである。第一表示手段2は、ドローン等の測量により得られた点群データに、経度、緯度の座標情報を付与して建設現場Gの地形面の画像を作成し、これを実空間の建設現場Gの座標に合わせて仮想空間内に描画する。描画された建設現場Gの画像は、仮想空間表示用モニタ7に表示される。描画された建設現場Gの画像は、図示しない入力デバイスの操作等により、仮想空間表示用モニタ7上において拡大表示や縮小表示が可能であり、また、図7に示すように、仮想の視点からの表示や立体表示等も可能である。
なお、中央制御部1は、いずれも図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、I/F(インターフェイス)等を備えて構成される。そして、中央制御部1は、ROM又やHDD等の記憶手段に格納されている所定の制御プログラムがCPUによって実行されることにより具現化される。
The
The first display means 2 renders an image of the topographical surface of the construction site G (see FIG. 2) in a virtual space. The first display means 2 creates an image of the topographical surface of the construction site G by adding coordinate information of longitude and latitude to point cloud data obtained by surveying using a drone or the like, and renders this in a virtual space in accordance with the coordinates of the construction site G in the real space. The rendered image of the construction site G is displayed on a
Although none of the components are shown, the
位置情報取得手段3は、実空間の建設機械K1~K4で測定される位置情報及び方位情報を含む座標情報を取得する。
第二表示手段4は、位置情報取得手段3が取得した座標情報に基づいて、各建設機械K1~K4の立体画像を仮想空間内に描画する。描画された各建設機械K1~K4の立体画像は、描画された建設現場Gの画像とともに仮想空間表示用モニタ7に表示される。この場合、各建設機械K1~K4の立体画像は、入力デバイスの操作等により、仮想空間表示用モニタ7上において建設現場Gの画像とともに拡大表示や縮小表示が可能であり、また、仮想の視点からの表示や立体表示等も可能である。
The position information acquisition means 3 acquires coordinate information including position information and direction information measured by the construction machines K1 to K4 in the real space.
The second display means 4 renders a three-dimensional image of each of the construction machines K1 to K4 in the virtual space based on the coordinate information acquired by the position information acquisition means 3. The rendered three-dimensional images of each of the construction machines K1 to K4 are displayed on the virtual
計測手段5は、建設機械K1~K4同士の距離である第一距離を仮想空間内で計測する。第一距離は、建設機械K1~K4の現在進行中の動作の継続、建設機械K1~K4同士の接近を意味する警報の発報、及び建設機械K1~K4同士の接触を回避する動作(現在進行中の動作の停止や方向転換等を含む)の開始を、それぞれ判定するための基準となる距離である。
また、計測手段5は、建設機械K1~K4のいずれかと作業者との距離である第二距離を仮想空間内で計測する。第二距離は、建設機械K1~K4の現在進行中の動作の継続、建設機械K1~K4のいずれかと作業者との接近を意味する警報の発報、及び建設機械K1~K4と作業者との接触を回避する動作(現在進行中の動作の停止や方向転換等を含む)の開始を、それぞれ判定するための基準となる距離である。
さらに、計測手段5は、建設機械K1~K4のいずれかと建設現場Gに設定された進入禁止エリア(例えば図6の符号A4で示されるエリア)との距離である第三距離を仮想空間内で計測する。第三距離は、建設機械K1~K4の現在進行中の動作の継続、建設機械K1~K4のいずれかと進入禁止エリアとの接近を意味する警報の発報、及び建設機械K1~K4と進入禁止エリアとの接触(進入禁止エリアへの進入)を回避する動作(現在進行中の動作の停止や方向転換等を含む)の開始を、それぞれ判定するための基準となる距離である。
The measuring means 5 measures a first distance, which is the distance between the construction machines K1 to K4, in the virtual space. The first distance is a reference distance for determining whether to continue the ongoing operation of the construction machines K1 to K4, whether to issue an alarm indicating that the construction machines K1 to K4 are approaching each other, and whether to start an operation (including stopping the ongoing operation, changing direction, etc.) to avoid contact between the construction machines K1 to K4.
Furthermore, the measuring means 5 measures a second distance, which is the distance between any one of the construction machines K1 to K4 and the worker, in the virtual space. The second distance is a reference distance for determining whether to continue the ongoing operation of the construction machines K1 to K4, whether to issue an alarm indicating the approach of any one of the construction machines K1 to K4 to the worker, and whether to start an operation (including stopping the ongoing operation, changing direction, etc.) to avoid contact between the construction machines K1 to K4 and the worker.
Furthermore, the measuring means 5 measures, in the virtual space, a third distance which is the distance between any of the construction machines K1 to K4 and a no-entry area (for example, the area indicated by reference symbol A4 in FIG. 6) set in the construction site G. The third distance is a reference distance for determining whether to continue the ongoing operation of the construction machines K1 to K4, whether to issue an alarm indicating the approach of any of the construction machines K1 to K4 to the no-entry area, and whether to start an operation (including stopping the ongoing operation, changing direction, etc.) to avoid contact between the construction machines K1 to K4 and the no-entry area (entry into the no-entry area).
動作制御手段6は、計測されたこれらの第一距離~第三距離に基づいて建設機械K1~K4の動作を制御する。そして、動作制御手段6は、第一距離~第三距離に基づいて建設機械K1~K4の動作を制御するために、仮想空間内において、例えば、図3(a)に示す外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を設定する。
外枠S1は、平面視でクローラダンプK1の外側を囲むように形成された四角形状の枠である。バーチャル接触領域R1は、外枠S1を囲むように形成された四角枠状の領域である。バーチャル警告領域R2は、バーチャル接触領域R1の外側を囲むように形成された四角枠状の領域である。
動作制御手段6は、外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を、図3(b)に示したバックホウK2に対しても同様に設定する。また、動作制御手段6は、図示はしないが、ブルドーザK3、振動ローラK4に対しても同様に、外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を設定する。なお、外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2の大きさは、適宜設定変更することができる。
The operation control means 6 controls the operation of the construction machines K1 to K4 based on the measured first to third distances. In order to control the operation of the construction machines K1 to K4 based on the first to third distances, the operation control means 6 sets, for example, an outer frame S1, a virtual contact region R1, and a virtual warning region R2 shown in FIG. 3(a) in the virtual space.
The outer frame S1 is a rectangular frame formed to surround the outside of the crawler dump K1 in a plan view. The virtual contact area R1 is a rectangular frame-shaped area formed to surround the outer frame S1. The virtual warning area R2 is a rectangular frame-shaped area formed to surround the outside of the virtual contact area R1.
The operation control means 6 sets the outer frame S1, the virtual contact area R1, and the virtual warning area R2 for the backhoe K2 shown in Fig. 3(b) in the same manner. The operation control means 6 also sets the outer frame S1, the virtual contact area R1, and the virtual warning area R2 for the bulldozer K3 and the vibrating roller K4, which are not shown in the figure. The sizes of the outer frame S1, the virtual contact area R1, and the virtual warning area R2 can be appropriately changed.
そして、動作制御手段6は、仮想空間内において、各建設機械K1~K4に設定したバーチャル警告領域R2同士が干渉した場合に、第一距離が、建設機械K1~K4同士の接近を意味する第一接近距離となったと判定して、該当する建設機械K1~K4に警告を発する制御を行う。発報された警告は、仮想空間表示用モニタ7や制御用モニタ8、さらに、対象となる建設機械K1~K4に備わる各操作画面等に表示される。これにより、各モニタ7,8見ているオペレータや、建設機械K1~K4に搭乗している作業員に注意喚起がなされる。
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、各建設機械K1~K4に設定したバーチャル接触領域R1同士が干渉した場合に、第一距離が、建設機械K1~K4同士の接触の可能性を意味する第一接触距離となったと判定して、該当する建設機械K1~K4に対し、動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。これにより、各建設機械K1~K4同士の接触が好適に回避される。なお、バーチャル警告領域R2同士が干渉しているか否かの判定は、バーチャル警告領域R2の外側部R21同士の重なりの有無を座標に基づいて検出することで行うことができる。また、バーチャル接触領域R1同士が干渉しているか否かの判定は、バーチャル接触領域R1の外側部R11同士の重なりの有無を座標に基づいて検出することで行うことができる。
When the virtual warning areas R2 set for the construction machines K1 to K4 interfere with each other in the virtual space, the operation control means 6 determines that the first distance has reached the first approach distance, which means that the construction machines K1 to K4 are approaching each other, and performs control to issue a warning to the corresponding construction machines K1 to K4. The issued warning is displayed on the virtual
In addition, when the virtual contact areas R1 set for each of the construction machines K1 to K4 interfere with each other in the virtual space, the operation control means 6 determines that the first distance has become the first contact distance, which means the possibility of contact between the construction machines K1 to K4, and performs control to change the operation of the corresponding construction machine K1 to K4 (for example, stopping the operation currently in progress). This allows the construction machines K1 to K4 to preferably avoid contact between each other. Note that whether or not the virtual warning areas R2 interfere with each other can be determined by detecting whether or not the outer parts R21 of the virtual warning areas R2 overlap with each other based on coordinates. Also, whether or not the virtual contact areas R1 interfere with each other can be determined by detecting whether or not the outer parts R11 of the virtual contact areas R1 overlap with each other based on coordinates.
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、各建設機械K1~K4に設定したバーチャル警告領域R2のいずれかと作業者(不図示、以下同じ)の位置とが干渉した場合に、第二距離が、建設機械K1~K4と作業者との接近を意味する第二接近距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4と作業者とに警告を発する制御を行う。これにより、各モニタ7,8を見ているオペレータや、作業者に注意喚起がなされる。なお、バーチャル警告領域R2は、作業者に対する安全の観点から前記した建設機械K1~K4同士の場合に設定される領域よりも大きく設定されることが好ましい。作業者の位置情報は、位置情報を発信する機器を作業者に携行させることにより、位置情報取得手段3を介して取得可能である。取得された作業者の位置情報は、仮想空間内に描画可能であり、仮想空間表示用モニタ7に表示することも可能である。
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、建設機械K1~K4のバーチャル接触領域R1のいずれかと作業者の位置とが干渉した場合に、前記第二距離が、建設機械K1~K4と作業者との接触を意味する第二接触距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に対し、動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。これにより、建設機械K1~K4と作業者との接触が好適に回避される。
In addition, when the position of the worker (not shown, the same applies below) interferes with any of the virtual warning areas R2 set for each of the construction machines K1 to K4 in the virtual space, the operation control means 6 determines that the second distance has become the second approach distance, which means that the construction machines K1 to K4 are approaching the worker. Then, the operation control means 6 performs control to issue a warning to the corresponding construction machines K1 to K4 and the worker. This calls the attention of the operators and workers watching the
Furthermore, when the position of the worker interferes with any of the virtual contact areas R1 of the construction machines K1 to K4 in the virtual space, the operation control means 6 determines that the second distance has become a second contact distance, which means contact between the construction machines K1 to K4 and the worker. Then, the operation control means 6 performs control to change the operation of the corresponding construction machines K1 to K4 (for example, stopping an operation currently in progress). This effectively avoids contact between the construction machines K1 to K4 and the worker.
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、建設機械K1~K4に設定したバーチャル警告領域R2のいずれかと進入禁止エリアA4とが干渉した場合に、第三距離が、建設機械K1~K4と進入禁止エリアA4との接近を意味する第三接近距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に警告を発する制御を行う。これにより、各モニタ7,8を見ているオペレータに注意喚起がなされる。
また、動作制御手段6は、仮想空間内において、建設機械K1~K4に設定したバーチャル接触領域R1のいずれかと進入禁止エリアA4とが干渉した場合に、第三距離が、進入禁止エリアA4への進入を意味する第三接触距離となったと判定する。そして、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に対し、動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。これにより、進入禁止エリアA4へ建設機械K1~K4が進入することが好適に回避される。
なお、動作制御手段6は、土砂積込みエリアA1において、バーチャル警告領域R2同士の干渉及びバーチャル接触領域R1同士の干渉を判定しないように設定されている。動作制御手段6は、土砂積込みエリアA1に入っている建設機械(図6においてはクローラダンプK1とバックホウK2)に対しては、例えば、クローラダンプK1とバックホウK2との中心部(外枠S1の中心部)同士が干渉した場合に接触する可能性があるとして、両者の動作を変更する制御(例えば、現在進行中の動作の停止)を行う。
Furthermore, when any of the virtual warning regions R2 set for the construction machines K1 to K4 interferes with the no-entry area A4 in the virtual space, the operation control means 6 determines that the third distance has reached the third approach distance, which means that the construction machines K1 to K4 are approaching the no-entry area A4. Then, the operation control means 6 performs control to issue a warning to the corresponding construction machines K1 to K4. This calls the attention of the operators watching the
Furthermore, when any of the virtual contact regions R1 set for the construction machines K1 to K4 interferes with the no-entry area A4 in the virtual space, the operation control means 6 determines that the third distance has become the third contact distance, which means entry into the no-entry area A4. Then, the operation control means 6 performs control to change the operation of the corresponding construction machines K1 to K4 (for example, stopping an operation currently in progress). This effectively prevents the construction machines K1 to K4 from entering the no-entry area A4.
The operation control means 6 is set so as not to judge interference between virtual warning regions R2 and interference between virtual contact regions R1 in the soil loading area A1. For the construction machines (crawler dump K1 and backhoe K2 in FIG. 6) in the soil loading area A1, the operation control means 6 performs control to change the operations of both the crawler dump K1 and the backhoe K2 (for example, to stop the operation currently in progress) when there is a possibility of contact when the centers (centers of the outer frames S1) of the crawler dump K1 and the backhoe K2 interfere with each other.
仮想空間表示用モニタ7は、第一表示手段2で描画された建設現場Gの画像、各建設機械K1~K4の立体画像を表示する。また、仮想空間表示用モニタ7は、各建設機械K1~K4の外枠S1、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2を表示する。そして、仮想空間表示用モニタ7は、前記したように発報された警告の情報を表示するとともに、各建設機械K1~K4の動作が変更されたことを示す情報を表示する。
制御用モニタ8は、各建設機械K1~K4の稼働状況や管理タスク等を表示する。
俯瞰カメラ用モニタ9は、建設現場Gの実空間を表示する。実空間の画像は、図2に示すように、建設現場Gに設置された複数の俯瞰カメラ12からカメラ用中継器11を介して中央制御部1に取得される。オペレータは、俯瞰カメラ用モニタ9を通じて建設現場Gの実空間における建設機械K1~K4の稼働状況を確認できる。特に、遠隔操作で建設機械K1~K4を自動制御する場合に、仮想空間表示用モニタ7に表示される仮想空間内の建設機械K1~K4と、俯瞰カメラ用モニタ9に表示される実空間の建設機械K1~K4とのラグを容易に確認することができるため、作業の確実性を向上できる。
The virtual space display monitor 7 displays the image of the construction site G drawn by the first display means 2 and a three-dimensional image of each of the construction machines K1-K4. The virtual space display monitor 7 also displays the outer frame S1, virtual contact area R1 and virtual warning area R2 of each of the construction machines K1-K4. The virtual space display monitor 7 then displays information on the issued warning as described above, as well as information indicating that the operation of each of the construction machines K1-K4 has been changed.
The control monitor 8 displays the operating status and management tasks of each of the construction machines K1 to K4.
The overhead camera monitor 9 displays the real space of the construction site G. Images of the real space are acquired by the
制御用中継器10は、中央制御部1側と建設機械群K側との間で制御信号を中継する装置である。制御用中継器10は、建設機械群Kの各建設機械K1~K4との間で、例えば通信規格として5G(5th Generation:第五世代移動通信システム)を利用して制御信号を通信する。
The
カメラ用中継器11は、中央制御部1側と建設機械群K側との間で映像信号を中継する装置である。カメラ用中継器11は、建設機械群Kの各建設機械K1~K4との間で、例えば5Gを利用して映像信号を通信する。また、カメラ用中継器11には、建設現場Gに設置される複数の俯瞰カメラ12が有線で接続されている。カメラ用中継器11は、複数の俯瞰カメラ12からの映像を光ケーブル等の通信手段を利用して中央制御部1側に送信する。
The
次に、建設機械K1~K4に搭載される機器について、クローラダンプK1に搭載される機器を例にとって説明する。
図4に示すように、クローラダンプK1には、送受信アンテナ20、車載制御部21、建設機械駆動部22、車載カメラ23、GPS方位計24、障害物検知装置25及び傾斜計26が備わる。なお、他の建設機械K2~K4についても、クローラダンプK1に搭載される機器と同等の機器が搭載される。
Next, the equipment mounted on the construction machines K1 to K4 will be described using the equipment mounted on the crawler dump K1 as an example.
4, the crawler dump K1 is equipped with a transmitting/receiving
送受信アンテナ20は、制御用中継器10を介して中央制御部1と制御信号を送受信するためのアンテナであり、クローラダンプK1の上部に取り付けられている。例えば、送受信アンテナ20と制御用中継器10とは、前記したように5Gを利用して通信される。5Gを利用した通信は、4G(4th Generation:第四世代移動通信システム)を利用したものに比べて遅延時間を大幅に短くすることができるため、建設機械K1~K4の自動制御を実行することに適している。特に、5Gを利用することで、建設機械K1~K4の警告報知や接触回避を確実に実行することができる。なお、制御用中継器10と中央制御部1とは、光ケーブルにより通信されるので、建設機械K1~K4を遠隔で自動制御する場合にも、建設機械K1~K4の警告報知や接触回避を確実に実行することができる。
なお、中央制御部1側と建設機械群K側との通信は、5Gを利用したものに限られることはなく、LTE(Long Term Evolution)や4Gを利用してもよい。
The transmission/
In addition, communication between the
車載制御部21は、GPS方位計24からの位置情報や方位情報、障害物検知装置25からの障害物の検知情報等に基づいて、クローラダンプK1の自動走行や各種作業を行うための制御量を演算する。
建設機械駆動部22は、車載制御部21で演算された制御量に基づいて、クローラダンプK1の自動走行や各種作業を実行する。例えば、建設機械駆動部22は、車載制御部21で演算された制御量に基づいて、バックホウK2による土砂の積込みが最適に行われる位置にクローラダンプK1を駆動する。
車載カメラ23は、クローラダンプK1の周囲の実空間の映像を撮影するカメラである。例えば、車載カメラ23は、ハイビジョン映像や夜間赤外線LED映像を撮影可能であるとともに、水平方向に360度、垂直方向に180度旋回してクローラダンプK1の周囲を撮影可能である。車載カメラ23で撮影された映像は、車載制御部21及び送受信アンテナ20からカメラ用中継器11を介して中央制御部1側へ送信される。車載カメラ23で撮影された映像は、実空間における作業状況の把握に寄与する。
GPS方位計24は、クローラダンプK1の位置情報及び方位情報を取得し、その座標情報を車載制御部21に出力する。取得された座標情報は、車載制御部21の制御に利用されるとともに、送受信アンテナ20から制御用中継器10を介して中央制御部1側へ送信される。取得された座標情報は、クローラダンプK1の立体画像を仮想空間内に描画するために使用される。
The on-
The construction
The vehicle-mounted
The
障害物検知装置25は、自動走行路中等に障害物があるか否かを検知する。障害物検知装置25で検知した情報は、車載制御部21に出力されて、自動走行時の障害物回避走行を行う際の制御等に利用される。
傾斜計26は、荷台が傾斜しているか否かを検出する。荷台が傾斜しているか否かの検出情報は、土砂の積込み時や土砂の排出時の荷台の駆動制御に利用される。
The
The
次に、本実施形態の建設機械接触防止システムの動作制御処理について説明する。
図6は図2の建設現場の作業ヤードを拡大して示した模式平面図、図7は作業ヤードにおける土砂の積込み作業を視点を変えて示した模式斜視図である。また、図8は動作制御の処理を示したフローチャートであり、図9各図は建設機械に設定された領域の干渉状態を示した模式図である。
Next, the operation control process of the construction machine contact prevention system of this embodiment will be described.
Fig. 6 is a schematic plan view showing an enlarged view of the work yard of the construction site shown in Fig. 2, Fig. 7 is a schematic perspective view showing the loading of earth and sand in the work yard from a different perspective, Fig. 8 is a flow chart showing the process of the operation control, and Fig. 9 are schematic diagrams showing the interference state of the area set for the construction machine.
図6に示すように、作業ヤードAには、土砂積込みエリアA1と、土砂排出エリアA2,A2と、これらのエリアの間をつなぐ走行路A3と、が備わる。
クローラダンプK1は、走行路A3を走行して、土砂積込みエリアA1で積込んだ土砂を土砂排出エリアA2,A2に排出する運搬作業を自動制御で行うようにプログラムされている。
土砂積込みエリアA1には、クローラダンプK1の荷台に土砂を積込む作業を自動制御で行うようにプログラムされた複数のバックホウK2が配置されている。
なお、土砂積込みエリアA1では、図7に示すように、クローラダンプK1とバックホウK2とが接近して土砂の積込みが行われるため、以下に説明するようなクローラダンプK1とバックホウK2との接近に基づく領域干渉の判定はキャンセルされる。
As shown in FIG. 6, the work yard A is equipped with an earth and sand loading area A1, earth and sand discharge areas A2, A2, and a travel road A3 connecting these areas.
The crawler dump truck K1 is programmed to travel along the travel path A3 and perform a transporting operation under automatic control to discharge the soil loaded in the soil loading area A1 to the soil discharge areas A2, A2.
In the soil loading area A1, a plurality of backhoes K2 are arranged, which are programmed to automatically control the work of loading soil onto the bed of a crawler dump truck K1.
In addition, in the soil loading area A1, as shown in Figure 7, the crawler dump K1 and the backhoe K2 approach each other to load soil, so the judgment of area interference based on the approach of the crawler dump K1 and the backhoe K2 as described below is canceled.
図8に示すように、動作制御処理が開始されると、ステップST1で各種設定の入力が行われる。ステップST1において、中央制御部1は、建設機械K1~K4の制御処理に関する各種設定の入力、例えば予めROM等に記憶された点群データ、第一接近距離~第三接近距離及び第一接触距離~第三接触距離の各データを受け付ける。
ステップST2において、第一表示手段2は、仮想空間内に建設現場G(図2参照)の地形面の画像を描画する。
ステップST3において、位置情報取得手段3は、実空間の建設機械K1~K4で測定される位置情報及び方位情報を含む座標情報を取得する。
ステップST4において、第二表示手段4は、位置情報取得手段3が取得した座標情報に基づいて、各建設機械K1~K4の立体画像を仮想空間内に描画する。
8, when the operation control process is started, various settings are input in step ST1. In step ST1, the
In step ST2, the first display means 2 renders an image of the topographical surface of the construction site G (see FIG. 2) in the virtual space.
In step ST3, the position information acquisition means 3 acquires coordinate information including position information and orientation information measured by the construction machines K1 to K4 in the real space.
In step ST4, the second display means 4 renders three-dimensional images of each of the construction machines K1 to K4 in the virtual space based on the coordinate information acquired by the position information acquisition means 3.
ステップST5において、計測手段5は、仮想空間内における、建設機械K1~K4同士の距離である第一距離、建設機械K1~K4のいずれかと作業者との距離である第二距離、及び建設機械K1~K4のいずれかと建設現場Gの進入禁止エリアA4との距離である第三距離をそれぞれ計測する。
また、ステップST5において、動作制御手段6は、各建設機械K1~K4にバーチャル警告領域R2及びバーチャル接触領域R1をそれぞれ設定する。
In step ST5, the measuring means 5 measures a first distance, which is the distance between the construction machines K1 to K4, a second distance, which is the distance between any of the construction machines K1 to K4 and the worker, and a third distance, which is the distance between any of the construction machines K1 to K4 and the no-entry area A4 of the construction site G, in the virtual space.
Furthermore, in step ST5, the operation control means 6 sets a virtual warning area R2 and a virtual contact area R1 for each of the construction machines K1 to K4.
ステップST6において、動作制御手段6は、第一距離が第一接近距離以下であるか否かの判定を行う。第一距離が第一接近距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル警告領域R2同士が干渉していない場合(図9(a)参照)には、ステップST6においてNоと判定されて、ステップST7に移行する。ステップST6において、第一距離が第一接近距離以下である場合、すなわち、バーチャル警告領域R2同士が干渉している場合(図9(b)参照)には、ステップST6においてYesと判定されて、ステップST9に移行する。
ステップST7において、動作制御手段6は、第二距離が第二接近距離以下であるか否かの判定を行う。第二距離が第二接近距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と作業者の位置とが干渉していない場合には、ステップST7においてNоと判定されて、ステップST8に移行する。ステップST7において、第二距離が第二接近距離以下である場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と作業者の位置とが干渉している場合には、ステップST7においてYesと判定されて、ステップST9に移行する。
ステップST8において、動作制御手段6は、第三距離が第三接近距離以下であるか否かの判定を行う。第三距離が第三接近距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と進入禁止エリアA4とが干渉していない場合には、ステップST8においてNоと判定されてステップST5に移行する。そして、以下のステップST6を繰り返す。ステップST8において、第三距離が第三接近距離以下である場合、すなわち、バーチャル警告領域R2と進入禁止エリアA4とが干渉している場合には、ステップST8においてYesと判定されて、ステップST9に移行する。
ステップST9において、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4に警報を発報する。
In step ST6, the operation control means 6 judges whether the first distance is equal to or smaller than the first approach distance. If the first distance is greater than the first approach distance, i.e., if the virtual warning areas R2 do not interfere with each other (see FIG. 9A), the operation control means 6 judges No in step ST6 and proceeds to step ST7. If the first distance is equal to or smaller than the first approach distance, i.e., if the virtual warning areas R2 interfere with each other (see FIG. 9B), the operation control means 6 judges Yes in step ST6 and proceeds to step ST9.
In step ST7, the operation control means 6 judges whether the second distance is equal to or smaller than the second approach distance. If the second distance is greater than the second approach distance, i.e., if the virtual warning area R2 does not interfere with the position of the worker, the result of the judgment in step ST7 is No, and the process proceeds to step ST8. If the second distance is equal to or smaller than the second approach distance, i.e., if the virtual warning area R2 interferes with the position of the worker, the result of the judgment in step ST7 is Yes, and the process proceeds to step ST9.
In step ST8, the operation control means 6 judges whether the third distance is equal to or smaller than the third approach distance. If the third distance is greater than the third approach distance, i.e., if the virtual warning area R2 and the forbidden area A4 do not interfere with each other, the operation control means 6 judges No in step ST8 and proceeds to step ST5. Then, the following step ST6 is repeated. If the third distance is equal to or smaller than the third approach distance in step ST8, i.e., if the virtual warning area R2 and the forbidden area A4 interfere with each other, the operation control means 6 judges Yes in step ST8 and proceeds to step ST9.
In step ST9, the operation control means 6 issues an alarm to the corresponding construction machines K1 to K4.
ステップST10において、動作制御手段6は、第一距離が第一接触距離以下であるか否かの判定を行う。第一距離が第一接触距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル接触領域R1同士が干渉していない場合(図9(a)(b)参照)には、ステップST10においてNоと判定されて、ステップST11に移行する。ステップST10において、第一距離が第一接触距離以下である場合、すなわち、バーチャル接触領域R1同士が干渉している場合(図9(c)参照)には、ステップST10においてYesと判定されて、ステップST13に移行する。 In step ST10, the motion control means 6 determines whether the first distance is equal to or smaller than the first contact distance. If the first distance is greater than the first contact distance, i.e., the virtual contact areas R1 do not interfere with each other (see Figures 9(a) and 9(b)), the determination is No in step ST10, and the process proceeds to step ST11. If the first distance is equal to or smaller than the first contact distance, i.e., the virtual contact areas R1 interfere with each other (see Figure 9(c)), the determination is Yes in step ST10, and the process proceeds to step ST13.
ステップST11において、動作制御手段6は、第二距離が第二接触距離以下であるか否かの判定を行う。第二距離が第二接触距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル接触領域R1と作業者の位置とが干渉していない場合には、ステップST11においてNоと判定されて、ステップST12に移行する。ステップST11において、第二距離が第二接触距離以下である場合、すなわち、バーチャル接触領域R1と作業者の位置とが干渉している場合には、ステップST11においてYesと判定されて、ステップST13に移行する。
ステップST12において、動作制御手段6は、第三距離が第三接触距離以下であるか否かの判定を行う。第三距離が第三接触距離よりも大きい場合、すなわち、バーチャル接触領域R1と進入禁止エリアA4とが干渉していない場合には、ステップST12においてNоと判定されてステップST5に移行する。そして、以下のステップST6を繰り返す。ステップST12において、第三距離が第三接触距離以下である場合、すなわち、バーチャル接触領域R1が進入禁止エリアA4に進入している場合には、ステップST12においてYesと判定されて、ステップST13に移行する。
ステップST13において、動作制御手段6は、該当する建設機械K1~K4の動作を変更する制御(例えば停止する制御)を行う。これにより、動作制御処理は終了となる。
ステップST13において、動作を停止する制御を実行した場合には、手動制御により、動作の停止された建設機械K1~K4を、接触回避のための退避位置に移動させる。
In step ST11, the operation control means 6 judges whether the second distance is equal to or smaller than the second contact distance. If the second distance is greater than the second contact distance, i.e., if the virtual contact area R1 does not interfere with the position of the worker, the operation control means 6 judges No in step ST11 and proceeds to step ST12. If the second distance is equal to or smaller than the second contact distance, i.e., if the virtual contact area R1 interferes with the position of the worker, the operation control means 6 judges Yes in step ST11 and proceeds to step ST13.
In step ST12, the motion control means 6 judges whether the third distance is equal to or smaller than the third contact distance. If the third distance is greater than the third contact distance, i.e., if the virtual contact area R1 and the entry-prohibited area A4 do not interfere with each other, the motion control means 6 judges No in step ST12 and proceeds to step ST5. Then, the following step ST6 is repeated. If the third distance is equal to or smaller than the third contact distance in step ST12, i.e., if the virtual contact area R1 enters the entry-prohibited area A4, the motion control means 6 judges Yes in step ST12 and proceeds to step ST13.
In step ST13, the operation control means 6 performs control to change the operation of the corresponding construction machine K1 to K4 (for example, control to stop the operation), whereby the operation control process ends.
When control to stop the operation is executed in step ST13, the construction machines K1 to K4 whose operation has been stopped are moved by manual control to a retreat position to avoid contact.
以上説明した本実施形態の建設機械接触防止システムでは、建設機械K1~K4同士の位置情報と距離情報とを取得するだけで、建設機械K1~K4同士の接近に対する警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を実現できる。従来のように建設機械K1~K4毎に複数のセンサ等を設置する必要がないので、構成がシンプルであり、コストの低減を図ることができる。 In the construction machine contact prevention system of this embodiment described above, it is possible to realize control to issue a warning when the construction machines K1 to K4 approach each other and change their operation (including stopping operation) simply by acquiring position information and distance information between the construction machines K1 to K4. Since there is no need to install multiple sensors for each construction machine K1 to K4 as in the conventional system, the configuration is simple and costs can be reduced.
また、動作制御手段6は、警告を発する制御を行うための基準となるバーチャル警告領域R2と、動作を変更する制御を行うための基準となるバーチャル接触領域R1と、を仮想空間内において各建設機械K1~K4の周囲に設定する。そして、バーチャル警告領域R2同士の干渉に基づいて警告を発報し、バーチャル接触領域R1同士の干渉に基づいて該当する建設機械K1~K4に対して動作を変更する制御を行うので、警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を、よりシンプルに実現できる。また、建設機械K1~K4同士の接近状態を仮想空間内で容易に確認できる。 The operation control means 6 also sets a virtual warning area R2, which serves as the basis for control to issue a warning, and a virtual contact area R1, which serves as the basis for control to change operation, around each of the construction machines K1 to K4 in the virtual space. A warning is issued based on interference between the virtual warning areas R2, and control to change the operation of the corresponding construction machines K1 to K4 is performed based on interference between the virtual contact areas R1, so that warnings and control to change operation (including stopping operation) can be realized more simply. Also, the proximity state of the construction machines K1 to K4 can be easily confirmed in the virtual space.
また、第二表示手段4は、各建設機械K1~K4の画像を仮想空間内に立体表示するので、建設機械K1~K4同士の接近状態を仮想空間内でよりリアルに確認できる。
また、位置情報取得手段3は、建設機械K1~K4の位置情報とともに方位情報を取得可能であるので、建設機械K1~K4同士の接近に対する警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を、より精度よく実現できる。
Furthermore, since the second display means 4 displays the images of each of the construction machines K1 to K4 three-dimensionally within the virtual space, the proximity state of the construction machines K1 to K4 to one another can be confirmed more realistically within the virtual space.
In addition, since the position information acquisition means 3 is capable of acquiring orientation information along with the position information of the construction machines K1 to K4, it is possible to more accurately realize warnings in response to the construction machines K1 to K4 approaching each other and control to change operation (including stopping operation).
また、作業者に対する建設機械K1~K4の接近の警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)及び、進入禁止エリアA4に対する建設機械K1~K4の接近の警告や動作を変更する制御(動作の停止を含む)を容易に実現できる。 In addition, it is easy to realize control to warn workers of the approach of the construction machines K1 to K4 and change their operation (including stopping operation), as well as control to warn workers of the approach of the construction machines K1 to K4 to the no-entry area A4 and change their operation (including stopping operation).
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、バーチャル警告領域R2同士の干渉に基づいて警告を発報し、バーチャル接触領域R1同士の干渉に基づいて該当する建設機械K1~K4の動作を変更する制御を行う構成としたが、これに限られることはない。例えば、第一~第三接近距離及び第一~第三接触距離をそれぞれ数値で設定し、これらを第一~第三距離と比べて、警報の発報や動作を変更する制御を行うように構成してもよい。
Although an embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and each component can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, a warning is issued based on the interference between the virtual warning areas R2, and the operation of the corresponding construction machines K1 to K4 is changed based on the interference between the virtual contact areas R1, but the present invention is not limited to this. For example, the first to third approach distances and the first to third contact distances may be set as numerical values, and these may be compared with the first to third distances to issue a warning or change the operation.
また、バーチャル接触領域R1及びバーチャル警告領域R2は、いずれも四角枠状のものを示したが、これに限られることはなく、円形枠状や楕円形枠状等、種々の形状とされたものを採用することができる。円形枠状の領域とした場合には、一方の建設機械と他方の建設機械との中心部(外枠S1の中心部)同士の距離が、建設機械ごとに設定された領域の半径の合計値を下回るか否かで、干渉しているか否かを判定することができる。
また、建設機械K1~K4の動作を変更する制御は、オペレータの操作で送信される変更コマンドによって行われるように構成してもよい。
また、建設機械K1~K4は、全てが無人で作動するものに限られず、有人で作動するものを組み合わせてもよい。
In addition, while the virtual contact area R1 and the virtual warning area R2 are both shown as being rectangular frames, the present invention is not limited to this and various shapes such as circular frames, elliptical frames, etc. may be used. When the areas are circular frames, it is possible to determine whether or not there is interference depending on whether or not the distance between the centers (centers of the outer frames S1) of one construction machine and the other construction machine is below the sum of the radii of the areas set for each construction machine.
Furthermore, the control for changing the operation of the construction machines K1 to K4 may be configured to be performed by a change command transmitted by an operator.
Further, the construction machines K1 to K4 are not limited to being all unmanned, and may be a combination of manned construction machines.
1 中央制御部
2 第一表示手段
3 位置情報取得手段
4 第二表示手段
5 計測手段
6 動作制御手段
A4 進入禁止エリア
G 建設現場
K1 クローラダンプ
K2 バックホウ
K3 ブルドーザ
K4 振動ローラ
R1 バーチャル接触領域
R2 バーチャル警告領域
R11 外側部
R21 外側部
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
仮想空間内に前記建設現場の画像を描画する第一表示手段と、
前記各建設機械の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段により取得した前記各建設機械の位置情報に基づいて、前記仮想空間内に前記各建設機械の画像を描画する第二表示手段と、
前記建設機械同士の距離である第一距離を前記仮想空間内で計測する計測手段と、
計測された前記第一距離に基づいて前記建設機械の動作を制御する動作制御手段と、を備え、
前記動作制御手段は、計測された前記第一距離が前記建設機械同士の接近を意味する第一接近距離となった場合に、前記第一接近距離となった前記各建設機械に警告を発する制御を行うとともに、前記第一距離が前記第一接近距離よりも小さく、前記建設機械同士の接触の可能性を意味する第一接触距離となった場合に、前記第一接触距離となった前記各建設機械の動作を変更する制御を行い、
前記動作制御手段は、
平面視で建設機械の外側を囲むように形成された四角形状の外枠と、平面視で前記外枠の外側を囲むように形成され、警告を発する制御を行うための基準となる四角形状のバーチャル警告領域と、平面視で前記外枠の外側を囲むように形成され、動作を変更する制御を行うための基準となる四角形状のバーチャル接触領域と、を前記仮想空間内において前記各建設機械の周囲に設定し、
前記各建設機械に設定した前記バーチャル警告領域同士が干渉した場合に、前記第一接近距離となったと判定して、前記バーチャル警告領域同士が干渉した前記各建設機械に警告を発する制御を行うとともに、
前記各建設機械に設定した前記バーチャル接触領域同士が干渉した場合に、前記第一接触距離となったと判定して、前記バーチャル接触領域同士が干渉した前記各建設機械の動作を変更する制御を行い、
前記バーチャル警告領域は、前記バーチャル接触領域の外側にあり、
前記動作制御手段は、
前記建設現場の特定のエリアにおいて、前記バーチャル警告領域同士の干渉による前記第一接近距離の判定及び前記バーチャル接触領域同士の干渉による前記第一接触距離の判定をしない設定を有しており、
前記第一接近距離の判定及び前記第一接触距離の判定をしない設定中においては、前記各建設機械の前記外枠の中心部同士が干渉した場合に、前記各建設機械の動作を変更する制御を行うことを特徴とする建設機械接触防止システム。 A construction machine contact prevention system that prevents contact between multiple construction machines operating at a construction site based on position information of the construction machines,
A first display means for displaying an image of the construction site in a virtual space;
a position information acquisition means for acquiring position information of each of the construction machines;
a second display means for drawing an image of each of the construction machines in the virtual space based on the position information of each of the construction machines acquired by the position information acquisition means;
a measuring means for measuring a first distance, which is a distance between the construction machines, in the virtual space;
and an operation control means for controlling an operation of the construction machine based on the measured first distance,
the operation control means performs control to issue a warning to each of the construction machines that have reached the first approach distance when the measured first distance becomes a first approach distance, which means that the construction machines are approaching each other, and performs control to change the operation of each of the construction machines that have reached the first contact distance when the first distance becomes smaller than the first approach distance and becomes a first contact distance, which means that there is a possibility of contact between the construction machines,
The operation control means includes:
A rectangular outer frame formed so as to surround the outside of the construction machine in a planar view, a rectangular virtual warning area formed so as to surround the outside of the outer frame in a planar view and serving as a reference for control to issue a warning, and a rectangular virtual contact area formed so as to surround the outside of the outer frame in a planar view and serving as a reference for control to change the operation are set around each of the construction machines in the virtual space,
When the virtual warning areas set for the respective construction machines interfere with each other, it is determined that the first approach distance has been reached, and control is performed to issue a warning to the respective construction machines whose virtual warning areas interfere with each other;
When the virtual contact areas set for the respective construction machines interfere with each other, it is determined that the first contact distance has been reached, and control is performed to change the operation of each of the construction machines where the virtual contact areas interfere with each other;
the virtual warning area is outside the virtual contact area;
The operation control means includes:
A setting is provided in which, in a specific area of the construction site, the first approach distance is not determined due to interference between the virtual warning areas and the first contact distance is not determined due to interference between the virtual contact areas,
A construction machine contact prevention system characterized by the fact that, when the settings are not made to determine the first approach distance and the first contact distance, when the centers of the outer frames of the construction machines interfere with each other, the system controls to change the operation of each of the construction machines .
前記動作制御手段は、
前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接近を意味する第二接近距離となった場合に、少なくとも前記第二接近距離となった前記建設機械に警告を発する制御を行い、または前記第三距離が、前記建設機械と前記進入禁止エリアとの接近を意味する第三接近距離となった場合に、少なくとも前記第三接近距離となった前記建設機械に警告を発する制御を行うとともに、
前記第二距離が、前記建設機械と前記作業者との接触の可能性を意味する第二接触距離となった場合に、少なくとも前記第二接触距離となった前記建設機械の動作を変更する制御を行い、または前記第三距離が、前記進入禁止エリアへの進入の可能性を意味する第三接触距離となった場合に、少なくとも前記第三接触距離となった前記建設機械の動作を変更する制御を行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の建設機械接触防止システム。 the measuring means is capable of measuring, in addition to the first distance, a second distance which is a distance between the construction machine and a worker, and a third distance which is a distance between the construction machine and a no-entry area set in the construction site,
The operation control means includes:
When the second distance becomes a second approach distance, which means that the construction machine is approaching the worker, control is performed to issue a warning to the construction machine that has reached at least the second approach distance, or when the third distance becomes a third approach distance, which means that the construction machine is approaching the no-entry area, control is performed to issue a warning to the construction machine that has reached at least the third approach distance;
A construction machinery contact prevention system as described in any one of claims 1 to 3, characterized in that when the second distance becomes a second contact distance, which means the possibility of contact between the construction machinery and the worker, control is performed to change at least the operation of the construction machinery that has become the second contact distance, or when the third distance becomes a third contact distance, which means the possibility of entry into the no-entry area, control is performed to change at least the operation of the construction machinery that has become the third contact distance.
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007026212A (en) | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Work information management system and mobile terminal device |
| JP2008101416A (en) | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Management system for work site |
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| US20130311153A1 (en) | 2012-05-15 | 2013-11-21 | Caterpillar Inc. | Virtual environment and method for sorting among potential route plans for operating autonomous machine at work site |
| JP2014047607A (en) | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Aktio Corp | Safety device of work machine |
| JP2017046277A (en) | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 日立建機株式会社 | Work machine ambient monitoring device |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0640066U (en) * | 1992-10-27 | 1994-05-27 | 住友建機株式会社 | Work safety equipment for construction machinery |
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Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007026212A (en) | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Work information management system and mobile terminal device |
| JP2008101416A (en) | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Management system for work site |
| JP2010117882A (en) | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | On-site monitoring system |
| US20130311153A1 (en) | 2012-05-15 | 2013-11-21 | Caterpillar Inc. | Virtual environment and method for sorting among potential route plans for operating autonomous machine at work site |
| JP2014047607A (en) | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Aktio Corp | Safety device of work machine |
| JP2017046277A (en) | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 日立建機株式会社 | Work machine ambient monitoring device |
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