






本発明は、施工支援システムおよび施工支援方法に関する。 The present invention relates to a construction support system and a construction support method.
近年、自動運転を行う建設機械を用いた建設作業に関する技術開発が盛んである。例えば、施工作業において、ダンプトラックは、土砂の積込み位置と土砂の荷卸し位置を経由する経路を巡回するように自動運転し、土砂を運搬する。バックホウ(油圧ショベル)は、土砂の積込み位置に到着したダンプトラックに土砂を積み込むことができる。また、ブルドーザは、ダンプトラックが土砂の荷卸し位置に荷卸しした土砂で整地できる。
従来、ダンプトラックの自動運転は、決められた積込み位置で土砂の積込みがなされ、決められた荷卸し位置に荷卸しし、決められた経路を移動する、といった繰り返し動作をしていた。一方で、バックホウに関しては、施工作業の進行に伴い、作業場所(土砂置場など)が次々に変わるため、自動運転とせず、オペレータによる手動運転とする場合がある。ところで、自動運転のダンプトラックは、予め決められた経路を移動するため、施工作業の進行に伴い、土砂置場がダンプトラックへの積込み位置から遠ざかる場合もある。この場合には、積込み位置と土砂置場との間でバックホウを手動運転で往復移動させる必要があるため、非効率な動作を要する。その結果、施工作業が遅延する問題がある。また、ブルドーザに関しても、施工作業の進行に伴い、対象にする整地エリアが次々に変わるため、自動運転とせず、オペレータによる手動運転とする場合がある。この場合、施工作業の進行に伴い、ブルドーザは、荷卸し位置と整地エリアとの間の往復移動が必要になるため、非効率な動作を要する。その結果、施工作業が遅延する問題がある。以上のとおり、従来では、施工状況に伴って土砂の積込みや荷卸しを行うのに最適な位置が動的に変化する局面に対応できず、施工作業が遅延する問題がある。In recent years, technological development related to construction work using construction machinery that performs automatic operation has been active. For example, in the construction work, the dump truck automatically operates so as to patrol the route passing through the earth and sand loading position and the earth and sand unloading position, and carries the earth and sand. A backhoe (hydraulic excavator) can load earth and sand into a dump truck that has arrived at the earth and sand loading position. In addition, the bulldozer can be leveled with the earth and sand unloaded by the dump truck at the unloading position of the earth and sand.
Conventionally, in the automatic operation of a dump truck, earth and sand are loaded at a fixed loading position, unloaded at a fixed unloading position, and moved on a fixed route. On the other hand, with regard to backhoes, as the construction work progresses, the work place (earth and sand yard, etc.) changes one after another, so there are cases where manual operation is performed by the operator instead of automatic operation. By the way, since the dump truck for automatic operation moves on a predetermined route, the earth and sand yard may move away from the loading position on the dump truck as the construction work progresses. In this case, it is necessary to manually move the backhoe back and forth between the loading position and the earth and sand yard, which requires inefficient operation. As a result, there is a problem that the construction work is delayed. Also, with regard to bulldozers, as the construction work progresses, the target leveling area changes one after another, so there are cases where manual operation is performed by the operator instead of automatic operation. In this case, as the construction work progresses, the bulldozer needs to move back and forth between the unloading position and the leveling area, which requires inefficient operation. As a result, there is a problem that the construction work is delayed. As described above, conventionally, there is a problem that the construction work is delayed because it is not possible to cope with the situation where the optimum position for loading and unloading earth and sand dynamically changes according to the construction situation.
特許文献1には、ダンプトラック、ブルドーザ、振動ローラ等異なる作業を行う複数種類の建設機械を自動運転させる施工システムについて開示されている。しかし、特許文献1の技術によれば、結局のところ、各建設機械が決められた位置で土砂の積込みや荷卸しをし、決められた経路を移動する、といった繰り返し動作をしているに過ぎない。このため、施工状況に伴って土砂の積込みや荷卸しを行うのに最適な位置が動的に変化する局面に対応できず、施工作業が遅延する問題を解決できない。 Patent Document 1 discloses a construction system for automatically operating a plurality of types of construction machines that perform different operations such as dump trucks, bulldozers, and vibrating rollers. However, according to the technique of Patent Document 1, after all, each construction machine merely repeatedly performs operations such as loading and unloading earth and sand at a predetermined position and moving along a predetermined route. do not have. For this reason, it is not possible to deal with the situation where the optimum position for loading and unloading earth and sand dynamically changes according to the construction situation, and the problem that the construction work is delayed cannot be solved.
このような観点から、本発明は、施工状況に伴って土砂の積込みや荷卸しを行うのに最適な位置が動的に変化する局面にも対応できるようにすることで、施工作業の遅延を低減できる施工支援システムおよび施工支援方法を提案することを課題とする。 From this point of view, the present invention delays the construction work by making it possible to cope with a situation where the optimum position for loading and unloading earth and sand dynamically changes according to the construction situation. The challenge is to propose a construction support system and construction support method that can be reduced.
前記課題を解決するために、本発明は、自動運転機能を有する第1建設機械と、オペレータが搭乗する第2建設機械とを備え、前記第1建設機械は、当該第1建設機械の待機位置に到着したことを前記第2建設機械に通知する第1通知部を備え、前記第2建設機械は、前記待機位置とは異なる所定位置に移動するように前記第1建設機械に指示する指示部と、所定作業が完了したことを前記所定位置に移動した前記第1建設機械に前記第2建設機械から通知する第2通知部とを備える施工支援システムである。
また、本発明は、自動運転機能を有する第1建設機械が当該第1建設機械の待機位置に到着したことを、オペレータが搭乗する第2建設機械に通知する工程と、前記第2建設機械が、前記待機位置とは異なる所定位置に移動するように前記第1建設機械に指示する工程と、前記第2建設機械が、所定作業が完了したことを、前記所定位置に移動した前記第1建設機械に通知する工程とを備える施工支援方法である。
かかる施工支援システムおよび施工支援方法では、第1建設機械が待機位置に到着したことが第2建設機械に通知されるので、第2建設機械のオペレータは、第1建設機械に指示できる状態になったことを把握できる。よって、オペレータは、第1建設機械に対して、第2建設機械の往復移動を不要とする所望の位置に移動するように指示できるとともに、第1建設機械に合わせるための非効率な動作を不要にできる。第1建設機械の移動先である「所定位置」は、第2建設機械の位置、方向などに基づいて第2建設機械に備わるコンピュータで計算することが好ましい。また、オペレータは、実空間を把握しつつ、直感的な操作でダンプトラックを制御できる。
また、第2建設機械による所定作業が完了したことを第1建設機械に通知することで、オペレータによる第1建設機械の制御を解除できる。よって、第1建設機械は、自動運転に切り替えることができ、次の待機位置に移動できる。
このように、本発明によれば、施工状況に伴って土砂の積込みや荷卸しを行うのに最適な位置が動的に変化する局面での第1建設機械の制御を、第2建設機械のオペレータに委ねることができる。このため、オペレータの判断や指示により、最適な位置が動的に変化する局面に対応可能な臨機応変な動作を実現でき、施工作業の遅延を低減できる。また、第1建設機械自身は、例えば、決められた積込み位置で土砂の積込みがなされ、決められた荷卸し位置に荷卸しし、決められた経路を移動する、といった繰り返し動作のみをすればよく、追加的な複雑な制御をしない。また、オペレータが搭乗する第2建設機械は、その機種によらず、第1建設機械の制御に関するロジックを同じにできる。よって、本発明の施工支援システムのソフトウェアを簡略化できる。In order to solve the above problems, the present invention includes a first construction machine having an automatic operation function and a second construction machine on which an operator is boarded, and the first construction machine is a standby position of the first construction machine. The second construction machine is provided with a first notification unit for notifying the second construction machine that it has arrived at, and the second construction machine instructs the first construction machine to move to a predetermined position different from the standby position. It is a construction support system including a second notification unit that notifies the first construction machine that has moved to the predetermined position that the predetermined work has been completed from the second construction machine.
Further, the present invention comprises a step of notifying the second construction machine on which the operator is boarding that the first construction machine having an automatic operation function has arrived at the standby position of the first construction machine, and the second construction machine. The step of instructing the first construction machine to move to a predetermined position different from the standby position, and the first construction in which the second construction machine has moved to the predetermined position that the predetermined work has been completed. It is a construction support method including a process of notifying the machine.
In such a construction support system and a construction support method, the second construction machine is notified that the first construction machine has arrived at the standby position, so that the operator of the second construction machine can instruct the first construction machine. I can understand that. Therefore, the operator can instruct the first construction machine to move to a desired position that does not require the reciprocating movement of the second construction machine, and does not require inefficient operation for adjusting to the first construction machine. Can be done. The "predetermined position" to which the first construction machine is moved is preferably calculated by a computer provided in the second construction machine based on the position, direction, etc. of the second construction machine. In addition, the operator can control the dump truck by intuitive operation while grasping the real space.
Further, by notifying the first construction machine that the predetermined work by the second construction machine has been completed, the operator can release the control of the first construction machine. Therefore, the first construction machine can be switched to automatic operation and can move to the next standby position.
As described above, according to the present invention, the control of the first construction machine in the phase where the optimum position for loading and unloading earth and sand dynamically changes according to the construction situation is controlled by the second construction machine. It can be left to the operator. Therefore, it is possible to realize a flexible operation that can respond to a situation where the optimum position dynamically changes according to the judgment and instruction of the operator, and it is possible to reduce the delay of the construction work. Further, the first construction machine itself may only perform a repetitive operation such that, for example, earth and sand are loaded at a predetermined loading position, unloaded at a specified unloading position, and moved along a specified route. , No additional complicated control. Further, the second construction machine on which the operator is boarded can have the same logic for controlling the first construction machine regardless of the model. Therefore, the software of the construction support system of the present invention can be simplified.
また、前記第1建設機械は、ダンプトラックであり、前記第2建設機械は、バックホウであり、前記待機位置は、土砂の積込みをするための積込み待機位置であり、前記所定位置は、前記バックホウの滞在位置から前記バックホウのバケットが届く位置であり、前記所定作業は、土砂の積込み作業であるとよい。
かかる構成によれば、施工状況に伴って土砂の積込みを行うのに最適な位置が動的に変化する局面に対応でき、施工作業の遅延を低減できる。Further, the first construction machine is a dump truck, the second construction machine is a backhoe, the standby position is a loading standby position for loading earth and sand, and the predetermined position is the backhoe. It is a position where the bucket of the backhoe reaches from the staying position, and the predetermined work may be the work of loading earth and sand.
According to such a configuration, it is possible to cope with a situation where the optimum position for loading earth and sand dynamically changes according to the construction situation, and it is possible to reduce the delay of the construction work.
また、前記第1建設機械は、ダンプトラックであり、前記第2建設機械は、ブルドーザであり、前記待機位置は、土砂の荷卸しをするための荷卸し待機位置であり、前記所定位置は、前記ブルドーザから所定距離だけ前方の位置であり、前記所定作業は、土砂の荷卸し作業であるとよい。
かかる構成によれば、施工状況に伴って土砂の荷卸しを行うのに最適な位置が動的に変化する局面に対応でき、施工作業の遅延を低減できる。Further, the first construction machine is a dump truck, the second construction machine is a bulldozer, the standby position is a unloading standby position for unloading earth and sand, and the predetermined position is. It is a position in front of the bulldozer by a predetermined distance, and the predetermined work may be an earth and sand unloading work.
According to such a configuration, it is possible to cope with a situation where the optimum position for unloading earth and sand dynamically changes according to the construction situation, and it is possible to reduce the delay of the construction work.
本発明によれば、建設機械に搭乗するオペレータが、ダンプトラックに対して、建設機械の往復移動を不要とする所望の位置に移動するように指示することができるとともに、ダンプトラックに合わせるための非効率な動作を不要にできる。このため、施工状況に伴って土砂の積込みや荷卸しを行うのに最適な位置が動的に変化する局面に対応できるようになり、施工作業の遅延を低減できる。 According to the present invention, an operator boarding a construction machine can instruct the dump truck to move to a desired position where the reciprocating movement of the construction machine is not required, and to fit the dump truck. Inefficient operation can be eliminated. For this reason, it becomes possible to cope with a situation where the optimum position for loading and unloading earth and sand dynamically changes according to the construction situation, and it is possible to reduce the delay in the construction work.
以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. Each figure is merely schematically shown to the extent that the present invention can be fully understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated examples. In each figure, common components and similar components are designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted.
[構成]
図1に示す情報端末100は、ダンプトラックが備えるコンピュータである。また、図2に示す情報端末200,300はそれぞれ、バックホウ、ブルドーザが備えるコンピュータである。情報端末100~300はそれぞれ、入力部、出力部、制御部、および、記憶部といったハードウェアを備える。例えば、制御部がCPU(Central Processing Unit)から構成される場合、その制御部を含むコンピュータによる情報処理は、CPUによるプログラム実行処理で実現される。また、そのコンピュータに含まれる記憶部は、CPUの指令により、そのコンピュータの機能を実現するためのさまざまなプログラムを記憶する。これによりソフトウェアとハードウェアの協働が実現される。前記プログラムは、記録媒体に記録したり、ネットワークを経由したりすることで提供可能となる。
出力部は、画面表示をする表示部の機能を含めてもよい。本実施形態のダンプトラックは、無人で自動運転をするため、表示部を備えていなくてもよい。また、本実施形態のバックホウ、ブルドーザは、オペレータが搭乗して運転するため、表示部を備えることが好ましい。
ダンプトラック、第1建設機械の具体的手段である。バックホウおよびブルドーザは、第2建設機械の具体的手段である。[Constitution]
The
The output unit may include the function of the display unit that displays the screen. Since the dump truck of the present embodiment is unmanned and automatically operated, it does not have to be provided with a display unit. Further, since the backhoe and the bulldozer of the present embodiment are boarded and operated by the operator, it is preferable to provide a display unit.
It is a concrete means of a dump truck and a first construction machine. Backhoes and bulldozers are specific means of second construction machinery.
(情報端末100)
図1に示す情報端末100は、走行制御部11と、出力制御部12と、通知部13を備えている。また、情報端末100は、積込み待機位置情報14と、荷卸し待機位置情報15を記憶する。
走行制御部11は、ダンプトラックの自動運転による走行を制御する。つまり、走行制御部11は、ダンプトラックの自動運転機能を担当する。ダンプトラックの自動運転は、例えば、中央制御室(図示せず)のコンピュータからの運転開始指令で開始される。ダンプトラックは、自動運転において決められた経路を移動し、決められた位置に待機する。走行制御部11は、バックホウの情報端末200またはブルドーザの情報端末300からの指示より、自動運転の待機位置とは異なる位置にダンプトラックを移動させるように走行を制御できる。
出力制御部12は、ダンプトラックの各種出力を制御する。例えば、ダンプトラックの荷台の昇降を制御することができる(いわゆる、ダンプアップ、ダンプダウン)。また、出力制御部12は、周知の技術により、ダンプトラックの荷台に積み込まれた土砂の積載量または積載重量を判定できる。
通知部13は、自動運転において決められた待機位置にダンプトラックが到着したことをバックホウおよびブルドーザに通知する。通知部13は、第1通知部の具体的手段である。なお、情報端末100は情報端末200,300と通信可能に接続することができ、所定の情報をやり取りできる。
積込み待機位置情報14は、自動運転において決められた待機位置であり、バックホウによる土砂の積込み作業をするための位置を積込み待機位置として示す情報である。中央制御室(図示せず)のコンピュータからの運転開始指令には積込み待機位置情報14が含まれており、情報端末100は、当該積込み待機位置情報14を取得できる。
荷卸し待機位置情報15は、自動運転において決められた待機位置であり、ブルドーザに対する土砂の荷卸し作業をするための位置を荷卸し待機位置として示す情報である。中央制御室(図示せず)のコンピュータからの運転開始指令には荷卸し待機位置情報15が含まれており、情報端末100は、当該荷卸し待機位置情報15を取得できる。(Information terminal 100)
The
The travel control unit 11 controls travel by automatic operation of the dump truck. That is, the traveling control unit 11 is in charge of the automatic driving function of the dump truck. The automatic operation of the dump truck is started, for example, by an operation start command from a computer in the main control room (not shown). The dump truck moves on the determined route in the automatic operation and waits at the determined position. The travel control unit 11 can control travel so as to move the dump truck to a position different from the standby position for automatic operation according to an instruction from the
The
The
The loading
The unloading standby position information 15 is a standby position determined in the automatic operation, and is information indicating a position for unloading the earth and sand with respect to the bulldozer as a unloading standby position. The operation start command from the computer in the main control room (not shown) includes the unloading standby position information 15, and the
(情報端末200,300)
図2に示す情報端末200は、位置演算部21と、指示部22と、通知部23を備えている。
位置演算部21は、所定の演算処理により、ダンプトラックの待機位置からの移動先となる位置を移動指示点として計算する。
指示部22は、ダンプトラックの待機位置とは異なる所定位置(つまり、移動指示点)に移動するようにダンプトラックに指示する。
通知部23は、バックホウまたはブルドーザによる所定作業(土砂の積込み作業、または、土砂の荷卸し作業)が完了したことを所定位置(つまり、移動指示点)に移動したダンプトラックに通知する。当該通知により、情報端末200,300による制御が解除され、ダンプトラックは自動運転を再開できる。通知部23は、第2通知部の具体的手段である。(
The
The
The
The
[バックホウによる移動指示点の計算]
図3に示すように、例えば、ダンプトラック1は、積込み待機位置情報14が示す積込み待機位置にて、荷台をバックホウ2に向けるようにして待機している。通知部13がダンプトラック1の待機位置への到着をバックホウ2の情報端末200に通知することで、情報端末100,200間でセッションが確立し、情報のやり取りができる。また、ダンプトラック1に対するバックホウ2からの制御(いわゆるラストワンマイル制御)が可能となる。
情報端末100の走行制御部11は、例えば、ダンプトラック1が備える各種センサ(図示せず)から取得した値、および、情報端末100に入力されたパラメータに基づいて、ダンプ位置基準点31を計算できる。各種センサは、例えば、ダンプトラック1の位置を検出する位置センサ(例えば衛星測位システムの受信機など)や、ダンプトラック1の方向(方角)を検出する方向センサ(例えばジャイロなど)であるが、これらに限定されない。各種センサから取得した値は、ダンプトラック1の現在位置や進行方向(運転席がどちらを向いているか)であるが、これらに限定されない。パラメータは、例えば、位置センサが検出するダンプトラック1の位置をダンプ位置基準点31に合わせるための値であり、具体的には、位置センサが検出するダンプトラック1の位置とダンプ位置基準点31との間のオフセット量とすることができるが、これに限定されない。ダンプ位置基準点31は、3次元の各方向に所定量の寸法を有するダンプトラック1内の任意の1点とすることができ、本実施形態では、図3に示す通りである。走行制御部11は、ダンプ位置基準点31を垂直に下ろしたときの仮想地面Gとの交点をダンプ座標32として計算できる。[Calculation of movement instruction point by backhoe]
As shown in FIG. 3, for example, the dump truck 1 stands by at the loading standby position indicated by the loading
The travel control unit 11 of the
情報端末200の位置演算部21は、例えば、バックホウ2が備える各種センサ(図示せず)から取得した値、および、情報端末200に入力されたパラメータに基づいて、先端点33を計算できる。各種センサは、例えば、バックホウ2の位置を検出する位置センサ、バックホウ2の方向(方角)を検出する方向センサ、および、バックホウ2のアーム類の角度を検出する角度センサ(例えば傾斜計など)であるが、これらに限定されない。各種センサから取得した値は、バックホウ2の現在位置、進行方向、および、アーム類の角度であるが、これらに限定されない。パラメータは、例えば、位置センサが検出するバックホウ2の位置を先端点33に合わせるための値であり、具体的には、位置センサが検出するバックホウ2の位置と先端点33との間のオフセット量とすることができるが、これに限定されない。先端点33は、バックホウ2のバケットの中心とすることができ、本実施形態では、図3に示す通りである。位置演算部21は、先端点33を垂直に下ろしたときの仮想地面Gとの交点を移動指示点34として計算できる。 The
[ブルドーザによる移動指示点の計算]
図4に示すように、例えば、ダンプトラック1は、荷卸し待機位置情報15が示す荷卸し待機位置にて、荷台をブルドーザ3に向けるようにして待機している。通知部13がダンプトラック1の待機位置への到着をブルドーザ3の情報端末300に通知することで、情報端末100,300間でセッションが確立し、情報のやり取りができる。また、ダンプトラック1に対するブルドーザ3からの制御(ラストワンマイル制御)が可能となる。
情報端末100の走行制御部11は、図3での説明と同様、ダンプ位置基準点31およびダンプ座標32を計算できる。
情報端末300の位置演算部21は、例えば、ブルドーザ3が備える各種センサ(図示せず)から取得した値、および、情報端末300に入力されたパラメータに基づいて、仮想先端点41を計算できる。各種センサは、例えば、ブルドーザ3の位置を検出する位置センサ、ブルドーザ3の方向(方角)を検出する方向センサ、および、ブルドーザ3のブレードの角度を検出する角度センサであるが、これらに限定されない。各種センサから取得した値は、ブルドーザ3の現在位置、進行方向、および、ブレードの角度であるが、これらに限定されない。パラメータは、例えば、位置センサが検出するブルドーザ3の位置を仮想先端点41に合わせるための値であり、具体的には、位置センサが検出するブルドーザ3の位置と仮想先端点41との間のオフセット量とすることができるが、これに限定されない。仮想先端点41は、ブルドーザ3から所定距離だけ前方の点とすることができ、本実施形態では、図4に示す通りである。前記所定距離は、例えば、ブルドーザ3のオペレータが情報端末300に入力した任意の距離とすることができる。位置演算部21は、仮想先端点41を垂直に下ろしたときの仮想地面Gとの交点を移動指示点42として計算できる。[Calculation of movement instruction point by bulldozer]
As shown in FIG. 4, for example, the dump truck 1 stands by at the unloading standby position indicated by the unloading standby position information 15 so that the loading platform faces the
The travel control unit 11 of the
The
[ダンプトラックによる移動指示点への移動]
ブルドーザ3のオペレータからの入力に応じて、情報端末300の指示部22は、荷卸し待機位置で停止しているダンプトラック1に対し、移動指示点42に移動するように指示する。指示には、移動指示点42の座標値が含まれる。走行制御部11は、情報端末300からの指示を受信すると、ダンプトラック1は自動走行をし、ダンプ位置基準点31を移動指示点42に一致させる。図5に示すように、ブルドーザ3の情報端末300は、オペレータに対し、ダンプトラック1が移動指示点42に移動する様子の画面例を表示できる。当該画面例は、例えば、ブルドーザ3に搭載したカメラ(図示せず)からの撮影画像を、情報端末300の表示部に表示したものとすることができるが、これに限られない。走行制御部11は、ダンプ位置基準点31と移動指示点42との距離が所定値以下となるとダンプトラック1の移動完了とし、その旨を情報端末300に通知する。
図5に示すように、画面には、ダンプトラック1の移動の残距離(「ダンプ移動中 あと××m」)をリアルタイムに表示してもよい。また、ダンプトラック1の荷台に積まれた土砂の積載量をリアルタイムに表示してもよい。また、ダンプトラック1およびブルドーザ3に関する所定の状態をリアルタイムに表示してもよい。
バックホウ2に関しても、上記のブルドーザ3の場合と概ね同様の処理がなされる。バックホウ2のオペレータからの入力に応じて、情報端末200の指示部22は、積込み待機位置にいるダンプトラック1に対し、移動指示点34に移動するように指示する。指示には、移動指示点34の座標値が含まれる。走行制御部11は、情報端末200からの指示を受信すると、ダンプトラック1は自動走行をし、ダンプ位置基準点31を移動指示点34に一致させる。図5と同様、バックホウ2の情報端末200は、オペレータに対し、ダンプトラック1が移動指示点34に移動する様子や、残距離等の画面例を表示できる。[Move to the movement instruction point by the dump truck]
In response to the input from the operator of the
As shown in FIG. 5, the remaining distance of the movement of the dump truck 1 (“the dump moving XX m”) may be displayed in real time on the screen. Further, the load capacity of the earth and sand loaded on the loading platform of the dump truck 1 may be displayed in real time. Further, a predetermined state regarding the dump truck 1 and the
The
[作業完了およびその後]
バックホウ2のオペレータは、ダンプトラック1の積込み荷重等を監視しながら土砂の積込み作業を行う。移動指示点34は、バックホウ2のバケットからダンプトラック1の荷台への受け渡し箇所となるが、指示部22は、再度の移動指示を行うためにダンプトラック1の位置調整をしたり、所定の指示(例えば、出力制御部12によるクラクションの合図や状態表示のランプの点灯)をしたりしてもよい。積込み作業が完了すると、バックホウ2のオペレータからの入力により、通知部23は、ダンプトラック1の情報端末100に対し、積込み作業の完了通知をする。当該完了通知により、情報端末100は、バックホウ2から指示を受け付けるモードを解除する。ダンプトラック1は、走行制御部11の制御に従って、決められた経路に戻り、自動運転を再開し、荷卸し待機位置に移動する。
ブルドーザ3のオペレータは、ダンプトラック1の荷卸し作業を監視する。移動指示点42は、ブルドーザ3から所定距離だけ前方の位置となるが、指示部22は、再度の移動指示を行うためにダンプトラック1の位置調整をしたり、所定の指示(例:出力制御部12によるダンプアップやダンプダウン)をしたりしてもよい。荷卸し作業が完了すると、ブルドーザ3のオペレータからの入力により、通知部23は、ダンプトラック1の情報端末100に対し、荷卸し作業の完了通知をする。当該完了通知により、情報端末100は、ブルドーザ3から指示を受け付けるモードを解除する。ダンプトラック1は、走行制御部11の制御に従って、決められた経路に戻り、自動運転を再開し、積込み待機位置に移動する。[Work completed and then]
The operator of the
The operator of the
[処理]
図6に示すように、情報端末100~300は、以下の施工支援処理を実行する。すなわち、まず、情報端末100は、中央制御室(図示せず)のコンピュータからの運転開始指令を受信し、ダンプトラック1の自動運転を開始する(ステップS1)。次に、情報端末100は、積込み待機位置移動処理をする(ステップS2)。具体的には、走行制御部11が、ダンプトラック1を決められた積込み待機位置に移動させる。次に、情報端末100は、到着通知を送信する(ステップS3)。具体的には、通知部13は、ダンプトラック1が積込み待機位置に到着したことを情報端末200に通知する。次に、情報端末200は、移動指示点演算処理をする(ステップS4)。具体的には、情報端末200の位置演算部21が移動指示点34を計算する。次に、情報端末200は、情報端末100に向けて移動指示を送信する(ステップS5)。具体的には、情報端末200の指示部22が、移動指示点34に移動するように情報端末100に指示する。次に、情報端末100は、積込み処理をする(ステップS6)。具体的には、情報端末100は、ダンプトラック1に積載された土砂の重量を計測し、取得した重量値をバックホウ2に通知する処理(土砂の積込み作業の支援となる処理)をする。次に、情報端末200は、積込み完了通知をする(ステップS7)。具体的には、情報端末200の通知部23は、積込み作業完了を判断したオペレータからの入力により、情報端末100に対して積込み作業の完了通知をする。[process]
As shown in FIG. 6, the
次に、情報端末100は、荷卸し待機位置移動処理をする(ステップS8)。具体的には、走行制御部11がダンプトラック1を決められた荷卸し待機位置に移動させる。次に、情報端末100は、到着通知を送信する(ステップS9)。具体的には、通知部13は、ダンプトラック1が荷卸し待機位置に到着したことを情報端末300に通知する。次に、情報端末300は、移動指示点演算処理をする(ステップS10)。具体的には、情報端末300の位置演算部21が移動指示点42を計算する。次に、情報端末300は、情報端末100に向けて移動指示を送信する(ステップS11)。具体的には、情報端末300の指示部22が、移動指示点42に移動するように情報端末100に指示する。次に、情報端末100は、荷卸し処理をする(ステップS12)。具体的には、情報端末100は、情報端末300からの指示に従い、ダンプトラック1による土砂の荷卸し作業の支援となる処理(例:ダンプアップ、ダンプダウン)をする。次に、情報端末300は、荷卸し完了通知をする(ステップS13)。具体的には、情報端末300の通知部23は、荷卸し作業完了を判断したオペレータからの入力により、情報端末100に対して荷卸し作業の完了通知をする。
その後、情報端末100は、すでに述べた積込み待機位置移動処理(ステップS2)をし、ステップS3以降の処理を繰り返す。Next, the
After that, the
[ダンプトラックを移動指示点に移動させるラストワンマイル制御]
図7に示すように、ダンプトラック1は、決められた経路(実線片方向矢印)を移動する際、積込み待機位置71に待機する。土砂置場72の傍にいるバックホウ2は、車体の並進移動無しで土砂の積込みが可能な位置に移動指示点73aを設定する。ダンプトラック1は、バックホウ2からの指示に従い、積込み待機位置71から移動指示点73aに移動する。バックホウ2は、前後移動することなく、移動指示点73aにいるダンプトラック1の荷台に土砂を積み込むことができる。
ここで、作業の進行に伴い、土砂置場72の土砂が無くなり、バックホウ2は、土砂置場74の傍に移動する。土砂置場74の傍にいるバックホウ2は、車体の前後移動無しで土砂の積込みが可能な位置(移動指示点73aとは異なる)に移動指示点73bを設定できる。ダンプトラック1は、バックホウ2からの指示に従い、積込み待機位置71から移動指示点73bに移動できる。したがって、バックホウ2は、前後移動無しで、移動指示点73bにいるダンプトラック1の荷台に土砂を積み込むことができる。
作業がさらに進行すれば、バックホウ2は、さらに異なる土砂置場の傍に移動することになる。しかし、上記に倣い、バックホウ2は、車体の前後移動無しで土砂の積込みが可能な位置に新たな移動指示点を設定でき、当該移動指示点にダンプトラック1を移動させることで、前後移動無しで、土砂の積込みを実現できる。よって、従来のように、積込み待機位置71に待機するダンプトラック1に向けてバックホウ2が移動する必要はない。[Last one mile control to move the dump truck to the movement instruction point]
As shown in FIG. 7, the dump truck 1 stands by at the
Here, as the work progresses, the earth and sand in the earth and
As the work progresses further, the
また、図7に示すように、ダンプトラック1は、決められた経路(実線片方向矢印)を移動する際、荷卸し待機位置75に待機する。所定位置にいるブルドーザ3は、当該ブルドーザ3前方の所望の排土位置に移動指示点76aを設定する。ダンプトラック1は、ブルドーザ3からの指示に従い、荷卸し待機位置75から移動指示点76aに移動し、ダンプアップ、ダンプダウンにより移動指示点76aに積み込まれた土砂を荷卸しする。荷卸ししたダンプトラック1の自動運転による移動後、ブルドーザ3は、荷卸しされた土砂で整地作業を行うことができる。
ここで、作業の進行に伴い、ブルドーザ3は別の所定位置に移動する。別の所定位置にいるブルドーザ3は、当該ブルドーザ3前方の所望の荷卸し位置に移動指示点76bを設定できる。ダンプトラック1は、ブルドーザ3からの指示に従い、荷卸し待機位置75から移動指示点76bに移動し、ダンプアップ、ダンプダウンにより移動指示点76bに積み込まれた土砂を荷卸しできる。荷卸ししたダンプトラック1の自動運転による移動後、ブルドーザ3は、荷卸しされた土砂で整地作業を行うことができる。
作業がさらに進行すれば、ブルドーザ3は、さらに別の所定位置に移動することになる。しかし、上記に倣い、ブルドーザ3は、前方の所望の荷卸し位置に新たな移動指示点を設定でき、当該移動指示点にダンプトラック1を移動させることで、後の整地作業のための前方移動のみで済むように、ダンプトラック1による土砂の荷卸しを実現できる。よって、従来のように、荷卸し待機位置75に待機するダンプトラック1にブルドーザ3が近づく必要はない。Further, as shown in FIG. 7, the dump truck 1 stands by at the
Here, as the work progresses, the
As the work progresses further, the
本実施形態によれば、バックホウ2およびブルドーザ3に搭乗するオペレータが、ダンプトラック1に対して、バックホウ2およびブルドーザ3の往復移動を不要(あるいは最小)とする所望の位置に移動するように指示することができるとともに、ダンプトラック1に合わせた非効率な動作を不要にできる。このため、施工状況に伴って土砂の積込みや荷卸しを行うのに最適な位置が動的に変化する局面に対応できるようになり、施工作業の遅延を低減できる。
また、ダンプトラック1自身は、バックホウ2およびブルドーザ3からの指示が無い場合、例えば、決められた積込み位置で土砂の積込みがなされ、決められた荷卸し位置に荷卸しし、決められた経路を移動する、といった繰り返し動作のみをすればよく、追加的な複雑な制御をしない。
また、バックホウ2であってもブルドーザ3であってもダンプトラック1に対する制御は、計算した移動指示点にダンプトラックを移動させるという同じロジックを適用できる。このため、本実施形態の施工支援システムのソフトウェアを簡略化できる。According to the present embodiment, the operator boarding the
Further, when the dump truck 1 itself is not instructed by the
Further, regardless of whether the
[変形例]
(a):バックホウ2およびブルドーザ3は、オペレータが搭乗する型式に限らず、オペレータが搭乗しない遠隔操作式であってもよい。
(b):ダンプトラック1は、無人で自動運転を行う型式に限らず、有人操作式であってもよい。有人操作式は、直接操作式でも遠隔操作式でもよい。有人操作式の場合、ダンプトラックのオペレータは、所定の情報端末(情報端末100でもよいし他の情報端末でもよい)を用いて、他の建設機械等のオペレータからの指示や座標値などの情報を、文字やグラフィックなどの視覚的情報として表示する手段を利用できる。
(c):自動運転を行う建設機械は、ダンプトラック1に限られない。また、本発明は、決められた経路に沿って自動運転を行う建設機械が複数存在する場合にも適用できる。また、本発明は、自動運転を行う建設機械に指示する建設機械(バックホウ2やブルドーザ3など)が複数存在する場合にも適用できる。
(d):バックホウ2の情報端末200の位置演算部21が計算する移動指示点34は、ダンプトラック1の待機位置とバックホウ2の位置とを結ぶ線分上に存在する必要はなく、任意の方向に設定でき、バックホウ2から任意の距離に設定できる。
(e):ブルドーザ3の情報端末300の位置演算部21が計算する移動指示点42は、ダンプトラック1の待機位置とブルドーザ3の位置とを結ぶ線分上に存在する必要はなく、任意の方向に設定でき、ブルドーザ3から任意の距離に設定できる。
(f):本発明の所定作業は、土砂の積込み作業や、土砂の荷卸し作業に限らず、建設機械を用いる任意の施工作業を対象にしてよい。所定作業は、ダンプトラック1などの第1建設機械が行う作業でもよいし、バックホウ2やブルドーザ3などの第2建設機械が行う作業でもよいし、第1建設機械と第2建設機械が協同で行う作業でもよい。[Modification example]
(A): The
(B): The dump truck 1 is not limited to a type in which unmanned automatic operation is performed, and may be a manned operation type. The manned operation type may be a direct operation type or a remote control type. In the case of the manned operation type, the operator of the dump truck uses a predetermined information terminal (which may be the
(C): The construction machine that performs automatic operation is not limited to the dump truck 1. The present invention can also be applied to the case where there are a plurality of construction machines that automatically operate along a predetermined route. The present invention can also be applied to the case where there are a plurality of construction machines (
(D): The
(E): The
(F): The predetermined work of the present invention is not limited to the work of loading earth and sand and the work of unloading earth and sand, and may be intended for any construction work using a construction machine. The predetermined work may be the work performed by the first construction machine such as the dump truck 1, the work performed by the second construction machine such as the
(g):本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。
(h):本実施形態で説明したソフトウェアをハードウェアとして実現することもでき、ハードウェアをソフトウェアとして実現することもできる。
(i):その他、ハードウェア、ソフトウェア、フローチャートなどについて、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。(G): It is also possible to realize a technique in which various techniques described in the present embodiment are appropriately combined.
(H): The software described in the present embodiment can be realized as hardware, and the hardware can be realized as software.
(I): In addition, the hardware, software, flowchart, and the like can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
1 ダンプトラック
2 バックホウ
3 ブルドーザ
11 走行制御部
12 出力制御部
13 通知部
14 積込み待機位置情報
15 荷卸し待機位置情報
21 位置演算部
22 指示部
23 通知部
31 ダンプ位置基準点
32 ダンプ座標
33 先端点
34 移動指示点
41 仮想先端点
42 移動指示点
100~300 情報端末1
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| JP2020195622AJP7453128B2 (en) | 2020-11-26 | 2020-11-26 | Construction support system and construction support method |
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