WO2024024948A1 - 施工支援装置および施工支援方法 - Google Patents

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WO2024024948A1
WO2024024948A1 PCT/JP2023/027785 JP2023027785W WO2024024948A1 WO 2024024948 A1 WO2024024948 A1 WO 2024024948A1 JP 2023027785 W JP2023027785 W JP 2023027785W WO 2024024948 A1 WO2024024948 A1 WO 2024024948A1
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WO
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construction support
underground
support device
objects
underground search
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PCT/JP2023/027785
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English (en)
French (fr)
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伸吾 関口
徳雄 高木
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • E02F9/245—Safety devices, e.g. for preventing overload for preventing damage to underground objects during excavation, e.g. indicating buried pipes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/205—Remotely operated machines, e.g. unmanned vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a technique for preventing erroneous damage to underground objects while excavating underground with a working machine.
  • a technology has been proposed that allows the excavation work to be carried out efficiently without damaging the buried object when excavating the soil around the buried object near the ground surface using a hydraulic excavator.
  • Patent Document 1 the relationship between the absolute position of the buried pipe and the absolute position of the bucket cutting edge is determined, and the excavation position and excavation depth by the bucket are determined based on this relationship.
  • the operator can operate the hydraulic excavator reliably and quickly while watching the monitor display while preventing damage to buried objects.
  • the permissible depth and the work equipment perform excavation work based on the permissible depth, which is the depth at which the radar can perform exploration from the ground surface with a predetermined accuracy, and the exploration position surveyed by the radar.
  • the excavation location is displayed on the map. For example, in a mesh-type workplace map where one workplace is divided into multiple underground exploration areas, multiple groups (multiple rank) is assigned. In the workplace map, the groups (ranks) are shown in colors, numbers, letters, etc. so that the groups (ranks) assigned in advance to each search area Qn can be identified.
  • Three-dimensional images are preferable to two-dimensional images in order to help users grasp the location and orientation of underground objects, but construction support image data tends to be overloaded due to its richness of information. be.
  • the present invention aims to reduce the amount of construction support data for representing underground objects, and to generate images that allow users to easily understand the position and orientation of the underground objects, and to The purpose of the present invention is to provide a device that generates data that can be used to control the operation of construction machinery to avoid contact with objects.
  • the construction support device of the present invention includes: Construction work including a plurality of objects placed in each of the plurality of underground search areas to represent a depth position from the ground surface measured by an underground search device in each of the plurality of underground search areas. Generate supporting data.
  • the depth position from the ground surface measured by the underground search device is determined based on the placement mode of the object in each of the plurality of underground search areas.
  • Construction support data represented by is generated.
  • the amount of construction support data is reduced compared to the case where construction support data is generated without all underground search results by underground search machines being aggregated in the underground search area. .
  • FIG. 2 is an explanatory diagram regarding the configuration of a remote control device.
  • An explanatory diagram regarding the configuration of a working machine An explanatory diagram regarding the configuration of an underground exploration device.
  • An explanatory diagram regarding a work environment image and a construction support image An explanatory diagram regarding a fixed arrangement of a plurality of underground search areas.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram regarding a fluid arrangement of a plurality of underground search areas.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram regarding a method for processing underground search areas where the degree of overlap is greater than or equal to a threshold value.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram regarding a first processing method for underground search areas where the degree of overlap is less than a threshold.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram regarding a method for determining representative coordinate values.
  • the construction support system shown in FIG. 1 includes a construction support device 10 as an embodiment of the present invention, a remote control device 20 configured to be able to communicate with the construction support device 10 through a network, a work machine 40, and An underground exploration device 60 is configured.
  • the construction support device may include the construction support device 10, and one or two of the remote control device 20, the work machine 40, and the underground exploration device 60.
  • the mutual communication network of the construction support device 10 and the remote control device 20, the mutual communication network of the construction support device 10 and the working machine 40, and the mutual communication network of the construction support device 10 and the underground search machine 60 are the same. may also be quite different.
  • the construction support device 10 is configured by one or more computers or server computers. As shown in FIG. 1, the construction support device 10 includes a database 102, an underground search result recognition element 120, a representative depth position determination element 121, and a construction support image data generation element 122. There is.
  • the database 102 stores and holds, in addition to captured image data, search results for underground objects in the construction target area.
  • the database 102 may be configured by a database server separate from the construction support device 10.
  • Each component of the construction support device 10 is composed of an arithmetic processing unit (a single-core processor or a multi-core processor, or a processor core constituting this), reads necessary data and software from a storage device such as memory, and processes the data as a target. The arithmetic processing described below is executed according to the software.
  • a component of the present invention When a component of the present invention "recognizes" information (or data), it means that the component of the present invention “recognizes” the information (or data) by receiving, reading, or searching the information, or by performing calculation processing on the underlying data or signal.
  • This concept encompasses all processes that prepare information in a usable form for subsequent calculation processing, such as determining, measuring, identifying, estimating, and predicting information.
  • the remote control device 20 includes a remote control device 200, a remote input interface 210, and a remote output interface 220.
  • the remote control device 200 is composed of an arithmetic processing unit (single-core processor or multi-core processor, or processor cores constituting it), reads necessary data and software from a storage device such as memory, and processes the data into the software. Execute the arithmetic processing accordingly.
  • the remote input interface 210 includes a remote control mechanism 211.
  • the remote output interface 220 includes a remote image output device 221, a remote sound output device 222, and a remote wireless communication device 224.
  • the remote control mechanism 211 includes a travel operating device, a turning operating device, a boom operating device, an arm operating device, and a bucket operating device.
  • Each operating device has an operating lever that is rotated.
  • the operating lever (traveling lever) of the traveling operating device is operated to move the lower traveling body 41 of the working machine 40.
  • the travel lever may also serve as a travel pedal.
  • a travel pedal may be provided that is fixed to the base or lower end of the travel lever.
  • the operating lever (swing lever) of the swing operating device is operated to move a hydraulic swing motor that constitutes the swing mechanism 43 of the work machine 40 .
  • the operating lever (boom lever) of the boom operating device is operated to move the boom cylinder 442 of the work machine 40.
  • the operating lever (arm lever) of the arm operating device is operated to move the arm cylinder 444 of the work machine 40.
  • the operating lever (bucket lever) of the bucket operating device is operated to move the bucket cylinder 446 of the work machine 40.
  • the operation levers constituting the remote control mechanism 211 are arranged, for example, around the seat St on which the operator is seated, as shown in FIG.
  • the seat St is a seating part in any form on which the operator can sit, such as a high-back chair with an armrest, a low-back chair without a headrest, or a chair without a backrest. It may be.
  • Left and right travel levers 2110 corresponding to the left and right crawlers are arranged side by side in front of the seat St.
  • One operating lever may also serve as multiple operating levers.
  • the left operating lever 2111 provided in front of the left frame of the seat St shown in FIG. 2 functions as an arm lever when operated in the front-back direction, and when operated in the left-right direction It may also function as a pivot lever.
  • the right operating lever 2112 provided in front of the right frame of the seat St shown in FIG. It may function as a bucket lever in some cases.
  • the lever pattern may be arbitrarily changed according to an operator's operation instruction.
  • the remote image output device 221 includes, for example, as shown in FIG. 2, a central remote image output device 2210 having substantially rectangular screens disposed in front of the seat St, diagonally to the left, and diagonally to the right. It is composed of a left side remote image output device 2211 and a right side remote image output device 2212. The shapes and sizes of the screens (image display areas) of central remote image output device 2210, left side remote image output device 2211, and right side remote image output device 2212 may be the same or different.
  • the remote image output device 221 may be composed of a single curved or bendable image output device, or two or more image output devices arranged to surround the front of the sheet St.
  • the left remote image is displayed so that the screen of the central remote image output device 2210 and the screen of the left remote image output device 2211 form an inclination angle ⁇ 1 (for example, 120° ⁇ 1 ⁇ 150°).
  • the right edge of output device 2211 is adjacent to the left edge of central remote image output device 2210.
  • the right remote image is displayed so that the screen of the central remote image output device 2210 and the screen of the right remote image output device 2212 form an inclination angle ⁇ 2 (e.g., 120° ⁇ 2 ⁇ 150°).
  • the left edge of output device 2212 is adjacent to the right edge of central remote image output device 2210.
  • the inclination angles ⁇ 1 and ⁇ 2 may be the same or different.
  • the screens of the central remote image output device 2210, the left remote image output device 2211, and the right remote image output device 2212 may be parallel to the vertical direction, or may be inclined to the vertical direction.
  • At least one image output device among the central remote image output device 2210, the left side remote image output device 2211, and the right side remote image output device 2212 may be constituted by a plurality of divided image output devices.
  • the central remote image output device 2210 may be configured by vertically adjacent image output devices each having a substantially rectangular screen.
  • the remote sound output device 222 is composed of one or more speakers, and includes, for example, a central sound output device 2220 arranged at the rear of the seat St, the rear of the left armrest, and the rear of the right armrest, as shown in FIG. , a left side sound output device 2221 and a right side sound output device 2222.
  • the specifications of the central sound output device 2220, the left side sound output device 2221, and the right side sound output device 2222 may be the same or different.
  • the work machine 40 includes a real machine control device 400, a real machine input interface 410, a real machine output interface 420, and a real machine wireless communication device 422.
  • Each of the components of the actual machine control device 400 is constituted by an arithmetic processing unit (single-core processor or multi-core processor, or processor cores constituting this), reads necessary data and software from a storage device such as memory, and executes the data. Arithmetic processing according to the software is executed as a target.
  • the work machine 40 is, for example, a crawler excavator (construction machine), and as shown in FIG.
  • the upper revolving body 42 is provided with an upper revolving body 42.
  • a cab 42C (operator's cab) is provided at the front left side of the upper revolving body 42.
  • a working mechanism 44 is provided at the front central portion of the upper revolving body 42 .
  • the real device input interface 410 includes a real device operating mechanism 411, a real device imaging device 412, and a real device positioning device 414.
  • the actual machine operating mechanism 411 includes a plurality of operating levers arranged around a seat arranged inside the cab 42C in the same manner as the remote operating mechanism 211.
  • the cab 42C is provided with a drive mechanism or a robot that receives a signal corresponding to the operating mode of the remote control lever and moves the actual control lever based on the received signal.
  • the actual imaging device 412 is installed, for example, inside the cab 42C, and images the environment including at least a portion of the working mechanism 44 through the front window and left and right side windows. Some or all of the front window and side windows may be omitted.
  • the actual machine positioning device 414 is configured with GPS or GNSS and, if necessary, a gyro sensor, etc., and measures the position (latitude and longitude) of the work machine 40.
  • the working mechanism 44 includes a boom 441 mounted on the upper rotating body 42 so as to be able to raise and lower, an arm 443 that is rotatably connected to the tip of the boom 441, and an arm 443 that is rotatably connected to the tip of the boom 441.
  • a bucket 445 is rotatably connected to the tip of the bucket 445.
  • the working mechanism 44 is equipped with a boom cylinder 442, an arm cylinder 444, and a bucket cylinder 446, each of which is an extendable hydraulic cylinder.
  • the boom cylinder 442 is interposed between the boom 441 and the upper revolving body 42 so as to expand and contract when supplied with hydraulic oil and rotate the boom 441 in the up-and-down direction.
  • the arm cylinder 444 is interposed between the arm 443 and the boom 441 so as to expand and contract when supplied with hydraulic oil and rotate the arm 443 around a horizontal axis with respect to the boom 441 .
  • the bucket cylinder 446 is interposed between the bucket 445 and the arm 443 so as to expand and contract when supplied with hydraulic oil and rotate the bucket 445 about a horizontal axis relative to the arm 443 .
  • the underground search device 60 includes a search control device 600, a search storage device 602, a depth position measurement element 611, a search position measurement element 612, and a search wireless communication device 624. , is equipped with.
  • the depth position measurement element 611 is constituted by an underground radar device, and measures the depth position of the underground object from the ground surface. For example, as shown in FIG. 4, a plurality of depth position measuring elements 611 may be mounted at different positions of one underground exploration device 60.
  • the search position measurement element 612 is constituted by GPS or GNSS and, if necessary, a gyro sensor, etc., and measures the two-dimensional position (latitude and longitude) of the underground search device 60.
  • the search storage device 602 stores and holds the depth position measured by the depth position measurement element 611 and the horizontal position measured by the search position measurement element 612 as underground search results.
  • the search storage device 602 may also store and hold coordinate values of the underground radar device in a search coordinate system (a coordinate system whose position and orientation are fixed with respect to the underground search device 60).
  • the search wireless communication device 624 is configured to transmit the underground search results stored in the search storage device 602 to the construction support device 10 (or database server) via the network.
  • the underground search results are accumulated or saved in the database 102.
  • the remote control device 200 transmits a ground situation confirmation request to the construction support device 10 through the remote wireless communication device 224 (FIG. 5/STEP 210).
  • the presence or absence of the first designated operation via the remote input interface 210 may be determined by the operator, and if the determination result is positive, a ground situation confirmation request may be transmitted.
  • the "first designation operation" is, for example, an operation such as a tap on the remote input interface 210 for designating the work machine 40 that the operator intends to remotely control.
  • the construction support device 10 When the construction support device 10 receives the ground situation confirmation request, the construction support device 10 transmits the ground situation confirmation request to the corresponding work machine 40 (FIG. 5/C10).
  • the actual machine control device 400 transmits the captured image (which has been subjected to appropriate image processing) acquired through the actual machine imaging device 412. Captured image data representing the construction support device 10 is transmitted to the construction support device 10 (FIG. 5/STEP 410).
  • the construction support device 10 When the construction support device 10 receives the captured image data (FIG. 5/C11), the construction support device 10 transmits environmental image data corresponding to the captured image to the remote control device 20 (FIG. 5/STEP 110). ).
  • the environmental image data is not only the captured image data itself, but also image data representing a simulated environmental image generated based on the captured image.
  • the remote control device 20 When the remote control device 20 receives environmental image data through the remote wireless communication device 224 (FIG. 5/C21), the remote control device 200 outputs an environmental image according to the environmental image data to the remote image output device 221. (FIG. 5/STEP 212).
  • the remote control device 200 transmits an underground situation confirmation request to the construction support device 10 via the remote wireless communication device 224 (FIG. 5/STEP 220).
  • the presence or absence of the second designation operation via the remote input interface 210 may be determined by the operator, and if the determination result is positive, an underground situation confirmation request may be transmitted.
  • the "second specifying operation" is, for example, an operation such as a tap on the remote input interface 210 for specifying the work machine 40 that the operator intends to remotely control.
  • the second specifying operation may be the same operation as the first specifying operation, or may be a different operation.
  • the underground situation confirmation request signal see FIG. 5/STEP 210) and the underground situation confirmation request (see FIG. 5/STEP 220) may be sent simultaneously by the remote control device 200 through the remote wireless communication device 224. .
  • the underground search result recognition element 120 detects the underground search machine 60 in the construction target area related to the underground situation confirmation request. The results of the underground search are recognized (searched from the database 102) (FIG. 5/STEP 120).
  • the construction target area is specified, for example, by a set of horizontal coordinate values (X (longitude), Y (latitude)) of the world coordinate system that represent its boundaries.
  • the construction target area is determined based on communication between the construction support device 10 and the remote control device 20 or the work machine 40 to be operated by the construction support device 10, for example, based on an identifier for identifying the remote control device 20 and/or the work machine 40.
  • the information is recognized by searching the database 102.
  • each of the plurality of underground search areas in the construction target area the depth position (Z (depth)) from the ground surface of underground objects such as piping measured by the underground search device 60 is recognized as the underground search result.
  • Each local search area is specified, for example, by a set of horizontal coordinate values (X (longitude), Y (latitude)) of the world coordinate system that represent its boundaries.
  • X longitude
  • Y latitude
  • the plurality of underground search areas may be defined adjacent to each other or consecutively, it is preferable that the plurality of underground search areas are defined apart from each other.
  • the shapes or shapes and sizes of the plurality of underground search areas may be the same or different.
  • a plurality of underground search areas may be fixedly defined.
  • a plurality of approximately rectangular or square underground search areas S i1 that are spaced apart from each other and are regularly arranged (in a square or triangular lattice pattern); S i2 , . . . , S im , and S im+1 may be defined as a plurality of underground search areas.
  • a plurality of underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 may be regularly arranged adjacent to each other or consecutively. In this case, as shown by the dashed arrow in FIG.
  • the underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+ are registered in the database 102 and can be recognized by the underground search result recognition element 120.
  • the shape of the underground search area can be various shapes such as triangle, trapezoid, parallelogram, regular polygon (regular hexagon, regular octagon, regular dodecagon, etc.), circular shape, or elliptical shape. good.
  • a plurality of underground search areas may be fluidly defined according to search results by the underground search device 60.
  • the movement is represented by a black circle ( ⁇ ) in FIG. 7B at each predetermined period.
  • the location is an underground search point where the depth position of an underground object from the ground surface is measured.
  • the underground search point (defined by two-dimensional coordinate values (X (latitude), Y (longitude))) is the center or center of gravity, and is approximately a rectangle that is irregularly arranged at a distance from each other.
  • each underground search area S ik may be defined as a plurality of underground search areas.
  • the size and shape of each search area S ik may be changed in various ways, it is preferable that they be defined in advance.
  • the size of each underground search area S ik may be determined according to the displacement speed and predetermined period (time interval) of the underground search device 60.
  • a plurality of underground search areas may be fluidly defined according to the displacement mode of the underground search device 60.
  • the position of the center of gravity (defined by two-dimensional coordinate values) of the underground exploration device 60 at each predetermined period is set as the center or the center of gravity
  • the A plurality of substantially rectangular or square underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 which are spaced apart may be defined as a plurality of underground search areas.
  • the attitude (for example, the direction of the long side or the short side) of each underground search area S ik may be defined along the displacement direction of the underground search machine 60.
  • the single underground search area S2 that remains as a result is defined as a single underground search area S- shown on the right side of FIG. 8A.
  • the underground exploration area may be deleted.
  • the other underground search areas are deleted except for the one underground search area where the number of depth position measurements by the underground search device 60 is the largest (or the smallest). It's okay. If all other underground search areas except for the one with the highest number of depth position measurements are deleted, construction support data with information on the depth where buried objects are likely to be located will be generated. This can contribute to improving work efficiency.
  • the two areas A single underground search area S + is defined in which the medium search areas S 1 and S 2 are combined. If the degree of overlap between the two approximately rectangular underground search areas S 1 and S 2 shown on the left side of FIG. 8C is less than the threshold, the two underground search areas S 1 and S 2 shown on the right side of FIG. Two underground search areas S 1 ′ and S 2 ′ may be defined, which are displaced such that areas S 1 and S 2 are spaced apart from each other.
  • the representative depth position determination element 121 determines each representative position of a depth position group consisting of one or more depth positions in each of the plurality of underground search areas (FIG. 5/STEP 121).
  • the depth position of the underground search point P + closest to the ground surface or the underground search point P 1 furthest from the ground surface may be determined as the representative depth position of the underground search point group.
  • the most frequent depth position may be determined as the representative depth position of the underground search point group.
  • the construction support image data generation element 122 generates construction support image data as "construction support data" and transmits it to the remote control device 20 (FIG. 5/STEP 122).
  • the construction support image data is a three-dimensional image that represents a three-dimensional image that includes a plurality of objects placed in each of a plurality of underground search areas to represent each representative depth position of a group of underground search points. This is image data.
  • the construction support image data may be, for example, two-dimensional image data representing a two-dimensional image including a plurality of objects in a cross-sectional view parallel to a vertical plane, such as a topographical cross-sectional view.
  • the object has a shape and size such that a substantially rectangular or square underground search area is projected in the vertical direction or depth direction, and There are closed surfaces m 1 and m 2 parallel to .
  • the shapes (for example, substantially rectangular or substantially square) and sizes of the plurality of underground search areas are the same, the shapes and sizes of the plurality of closed curved surfaces as objects are also the same.
  • the shapes of the plurality of underground search areas are the same, the shapes of the plurality of closed curved surfaces as objects are also the same and similar.
  • the closed surface may be defined as a curved surface defined by a plurality of control points, such as a Bezier surface and/or a NURBS (non-uniform rational B-spline) surface.
  • the curved surface may be defined as a curved surface having continuity (G1 continuity, G2 continuity, or G3 continuity).
  • G1 continuity, G2 continuity, or G3 continuity For example, when a closed surface is defined by a Bezier triangular surface, the domain of the control net of the Bezier triangular surface is defined by a triangular mesh stretched on the horizontal plane, the underground search points are taken as control points, and the triangular patch A closed surface is defined so that the continuity of is ensured.
  • the remote control device 200 When the remote control device 20 receives construction support image data through the remote wireless communication device 224 (FIG. 5/C22), the remote control device 200 outputs a construction support image corresponding to the construction support information to the remote image output device 221. It is output (FIG. 5/STEP 222).
  • a plurality of closed curved surfaces m are arranged at representative depth positions of the underground search point group. 1 and m 2 are output to the remote image output device 221 in a form superimposed on the environmental image.
  • the curved surfaces m 1 and m 2 are distinguishably differentiated according to their depth positions.
  • the vertical line segments extending from each closed curved surface m 1 and m 2 to the ground surface may constitute a part of the object, but the vertical line segments may be omitted.
  • the arrangement mode of the object is coordinate-transformed into the environment image coordinate system.
  • the coordinate values of the working machine 40 in the world coordinate system are measured using GPS or the like, and the actual machine coordinate system of the actual machine imaging device 412 (a coordinate system whose position and orientation are fixed with respect to the upper revolving body 42) is measured using GPS or the like. ) may be stored and held in the storage device and/or database 102 constituting the remote control device 200.
  • the operator can operate the control lever forming the remote control mechanism 211 to move the bucket 445 while viewing the environmental image output to the remote image output device 221 and the construction support image superimposed thereon.
  • the real space position (latitude, longitude, and altitude) of each point on the earth's surface is measured by a ranging device (such as LiDAR or stereo camera) that constitutes the real machine input interface 410. Then, based on the result of converting the measurement result to the environmental image coordinate system, the layout of the underground search area in the captured image coordinate system and the representative depth position from the ground surface of the underground search point group in the underground search area are determined. The space occupancy of the object representing the object is determined.
  • a ranging device such as LiDAR or stereo camera
  • the construction support image may be output alone to the remote image output device 221 without being superimposed on the environmental image.
  • a three-dimensional model image representing the space occupation mode of each of objects arranged to represent the depth position from the ground surface of the working machine 40 existing on the ground surface and the underground underground facility in the three-dimensional virtual space provides construction support.
  • the image is output as an image to the remote image output device 221 separately from the environmental image. Since the arrangement of the closed curved surface represented by the construction support information is defined in the world coordinate system, the coordinate values of the work machine 40 in the world coordinate system are measured using GPS or the like, and the storage device configuring the remote control device 200 and/or may be stored and held in the database 102.
  • the operation mode of the remote control mechanism 211 is recognized by the remote control device 200, and a remote control command corresponding to the operation mode is transmitted to the construction support device 10 through the remote wireless communication device 224. ( Figure 5/STEP 214).
  • the remote operation command is transmitted to the work machine 40 (FIG. 5/C14).
  • the actual machine control device 400 receives an operation command through the real machine wireless communication device 422 (FIG. 5/C44), the operation of the work mechanism 44, etc. is controlled (FIG. 5/STEP 414).
  • the bucket 445 excavates and scoops soil in the construction target area in front of the working machine 40, the upper rotating body 42 is rotated, and the soil is dropped from the bucket 445 outside the construction target area.
  • the closed surfaces m 1 and m 2 as objects only need to be arranged separately and independently so as to represent the corresponding representative depth positions, and the relative positions and postures between the plural objects can be adjusted.
  • the calculation processing load required for the generation process of construction support image data can be reduced to the extent that it is not necessary.
  • the construction support device 10 is configured by a computer separate from the remote control device 20, the work machine 40, and the underground exploration machine 60, but in another embodiment, the construction support device 10 It may be mounted on the device 20, the work machine 40, or the underground exploration machine 60.
  • the working machine 40 was remotely controlled by the operator through the remote control device 20, but in another embodiment, the working machine 40 may be actually operated by an operator riding on the working machine 40.
  • construction support image data is transmitted from the construction support device 10 to the work machine 40 (see FIG. 5/STEP 122), and a construction support image corresponding to the data is sent to the actual machine image output device that constitutes the actual machine output interface 420. It may also be output (see FIG. 5).
  • the construction support image generated by the construction support device 10 may be output to a communication terminal with a display device, such as a smartphone or a tablet, held by a worker or a construction manager.
  • a display device such as a smartphone or a tablet
  • the communication terminal is equipped with an imaging device and has a configuration that allows acquisition of position information of the terminal by GNSS etc. and acquisition of azimuth information and angle information to which the terminal is directed by an azimuth sensor, inclination sensor, etc., the above-mentioned implementation is possible. Similar to the form, by superimposing a construction support image on an image of the surrounding area, it is possible to grasp the space occupation mode of an underground object in a three-dimensional real space.
  • Construction support image data representing a three-dimensional image that includes, as an object placed in the underground search area, a three-dimensional object extending from the ground surface of the underground search area to a representative depth position of the underground search point group. may be generated. For example, as shown in FIG. 10, a plurality of inverted cones m 1 and m 2 whose bases are placed on the ground surface and whose vertices are placed at representative depth positions in each of the underground search areas are objects. Construction support image data representing the included three-dimensional images may be generated. Similar to the example shown in FIG . For example, the colors (colors) are distinguishably differentiated depending on the depth positions of the closed surfaces m 1 and m 2 .
  • the surface of the three-dimensional object may be defined as a curved surface defined by a plurality of control points, such as a Bezier surface and/or a NURBS (non-uniform rational B-spline) surface.
  • the curved surface may be defined as a curved surface having continuity (G1 continuity, G2 continuity, or G3 continuity).
  • the three-dimensional object may be a three-dimensional object of various shapes, such as an inverted pyramid such as an inverted quadrangular pyramid different from an inverted cone, an inverted frustum, a column, a sphere, or an ellipsoid.
  • construction support image data that is three-dimensional image data or two-dimensional image data is generated as construction support data, but as another embodiment, underground search point groups in each of a plurality of underground search areas are generated.
  • Control data may be generated as construction support data that includes a plurality of objects placed in each of the plurality of underground search areas so as to represent representative depth positions of each of the plurality of underground search areas.
  • construction support data is transmitted from the construction support device 10 to the work machine 40 and/or the remote control device 20, and the actual machine control device 40 controls the plurality of construction support data included in the construction support data in a certain underground search area.
  • the operation of the work machine 40 and, by extension, the work mechanism 44 may be restricted or controlled so that the depth position of the bucket 445 is stopped above the representative depth position according to the arrangement of the object.
  • the working machine to which control is applied in which the operation is restricted by the control data generated from the construction support data may be operated by an operator on board the machine or operated by an operator by remote control. It can also be applied to working machines that operate automatically.
  • the depth position of each of the plurality of underground search points in each of the underground search areas was measured by the underground search device 60, but in other embodiments, the depth position of each of the plurality of underground search points was measured in each of the underground search areas.
  • the depth position of one underground search point is measured by the underground search device 60, and construction support data or construction support that includes an object placed in the underground search area to represent the depth position. Image data may also be generated.
  • the depth position is defined as one or more underground search points P 1 , P i-1 , P i , P i+1 , P n-1 , P n of the measured underground object. It is preferable to generate the construction support data so as to represent each representative depth position of the intermediate search point group.
  • the underground search device 60 searches the ground surface in at least some of the underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1.
  • the depths of each of the underground search points for underground objects whose depth positions have been measured are aggregated into a representative depth position.
  • “Multiple underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 ” are, for example, multiple mesh-shaped underground search areas spaced apart from each other. It may be a search area, or it may be an underground search area occupied by the underground search device 60 at predetermined time intervals or every predetermined distance.
  • construction support data is generated that includes objects representing representative depth positions placed in each of the plurality of underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 .
  • each object only needs to be placed separately and independently so as to represent the corresponding representative depth position, and the construction support data does not require adjustment of the relative positions and postures between multiple objects.
  • the calculation processing load required for the generation process is reduced.
  • construction support image data representing an image including the plurality of objects is generated as the construction support data.
  • construction support device having this configuration, objects representing representative depth positions arranged in each of the plurality of underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 are included.
  • Construction support image data representing an image (three-dimensional image or two-dimensional image) is generated as construction support data.
  • the construction support image data is Efforts are being made to reduce the amount of data.
  • the output interface for example, the remote output interface 220 or the remote image output device 221 constituting this
  • each of the plurality of underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 a plurality of closed curved surfaces arranged at the representative depth position are included as the plurality of objects.
  • the construction support image data representing an image is generated.
  • a "closed curved surface” is a concept that includes a plane and a curved surface surrounded by closed curves. In particular, when the closed surface is a flat surface, the amount of construction support image data can be further reduced.
  • a plurality of underground search areas in a virtual space included in an image (three-dimensional image or two-dimensional image) output to an output interface (for example, the remote output interface 220 or the remote image output device 221 constituting the remote output interface 220)
  • an output interface for example, the remote output interface 220 or the remote image output device 221 constituting the remote output interface 220
  • a user who comes into contact with the output interface can grasp the space occupation state of the underground object in real space, including the depth position from the ground surface.
  • a single surface corresponding to the synthesis result of the plurality of closed surfaces in each of the plurality of overlapping underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 It is preferable to generate the construction support image data representing an image in which a closed curved surface is included as a part of the plurality of objects.
  • a plurality of closed surfaces corresponding to each of the plurality of overlapping underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 are aggregated into a single closed surface.
  • the amount of construction support image data can be reduced by the same amount.
  • the output interface e.g., remote output interface 220 or a remote image comprising the remote output interface 220 or device 221).
  • a plurality of horizontal closed curved surfaces at different depth positions from the ground surface in each of the plurality of underground exploration areas are inclined with respect to the horizontal according to the difference in the depth positions. is output to the output interface as a single plane covering the .
  • construction support image data representing an image including the plurality of closed curved surfaces having the same shape.
  • each of the plurality of closed curved surfaces is made common (limited to the same or similar closed curved surfaces), thereby simplifying the expression of the plurality of closed curved surfaces, The amount of construction support image data can be reduced accordingly.
  • the plurality of objects are classified into a plurality of object groups according to the relative arrangement of each of the plurality of objects, and each of the plurality of objects m 1 and m 2 is classified according to the one object group to which it belongs. It is preferable to generate the construction support image data representing an image that can be identified by a design.
  • the data amount of the construction support image data is reduced by the amount that the designs of the plurality of objects m 1 and m 2 constituting a common object group among the plurality of object groups are made common. Efforts are being made to reduce this.
  • Design means color, shape (including size), pattern, or any combination thereof, and is a concept that includes not only static design but also dynamic design.
  • a plurality of common rules for extending from the ground surface to a representative depth position are set in each of the plurality of underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+ 1.
  • the amount of construction support image data can be reduced by the amount that the three-dimensional object has, compared to the case where objects m 1 and m 2 for which such a common rule does not exist are included.
  • construction support image data representing an image including the plurality of three-dimensional objects that have the same shape or have the same shape as a result of projection onto a horizontal plane.
  • the shape of each of the plurality of three-dimensional objects or the shape of the projection result of each three-dimensional object onto the horizontal plane (or the ground surface) can be made common (the shape of the three-dimensional object or its projection onto the horizontal plane) can be standardized.
  • the closed curved surfaces that are the projection results are the same or similar), thereby simplifying the representation of the shapes and postures of the plurality of three-dimensional objects, and reducing the amount of construction support image data accordingly.
  • the plurality of underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 are spaced apart from each other.
  • a plurality of objects m are placed in each of a plurality of underground search areas S i1 , S i2 , . . . , S im , S im+1 that are adjacent to each other via a boundary line. Since data representing at least part of the boundary line among objects m 1 and m 2 are common, misidentification can be avoided when the plurality of objects m 1 and m 2 are processed. .
  • Construction support device 102 Database 120... Underground search result recognition element 121... Representative depth position determination element 122... Construction support image data generation element 20... Remote control device 200; Remote control device 210... Remote input interface 211... Remote Operating mechanism 220;Remote output interface 221...Remote image output device 222...Remote sound output device 224...Remote wireless communication device 40...Work machine 41...Lower traveling body 42...Upper rotating body 42C...Cab (driver's cab) 44... Working mechanism 445... Bucket 400... Actual machine control device 410... Actual machine input interface 420... Actual machine output interface 60... Underground search machine 600... Search control device 602... Search storage device 611... Depth position measurement element 612...
  • Search position measurement Element 624 ...Searching wireless communication devices m1 , m2 ...Object (closed surface, three-dimensional object) P 1 ,..P i-1 ,P i ,P i+1 ,..P n-1 ,P n ..Underground search point S i1 ,S i2 ,..,S im ,S im+1 ..Underground search area .

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Abstract

地中埋設物を表現するための施工支援データのデータ量の低減を図りながら、当該埋設物の位置および姿勢のユーザによる把握の容易を図りうる画像の生成や、当該埋設物への接触を回避する建設機械の動作制御に活用可能な当該データを生成する装置等を提供する。複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のうち少なくとも一部の地中探索エリアにおいて、地中探索機６０により地表からの深さ位置が測定された地中埋設物の地中探索点Ｐ1，‥Ｐi-1，Ｐi，Ｐi+1，‥Ｐn-1，Ｐnのそれぞれの深さが代表深さ位置に集約される。そして、当該複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれに配置されている代表深さ位置を表わすオブジェクトとしての閉曲面ｍ1、ｍ2が含まれている３次元画像を表わす施工支援画像データが生成される。

Description

施工支援装置および施工支援方法
　本発明は、作業機械によって地中を掘削中に、地中埋設物を誤って損傷することを防止するための技術に関する。
　油圧ショベルを用いて地表近くの地中に埋設された埋設物の周囲の土を掘削するに際して、埋設物を破損させることなく、しかも掘削作業を効率的に行うことのできる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、埋設管の絶対位置とバケット刃先の絶対位置との関係が決められ、この関係に基づいてバケットによる掘削位置および掘削深さが決定される。この決定された掘削位置および掘削深さを例えばモニタ表示することで、オペレータはモニタ表示を見ながら埋設物の破損を防止しつつ油圧ショベルの操作を確実に、かつ迅速に行うことができる。
　作業機による掘削の正確性及び効率性を向上させることができる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、レーダーが地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度と、レーダーが探査を行った探査位置と、に基づいて、許容深度および作業装置が掘削作業を行う掘削位置がマップに表示される。例えば、１つの作業場内を複数の地中探索エリアに区分されたメッシュ型の作業場マップにおいて、各地中探索エリアに対応する分割データに対して、探査結果および許容深度を示す複数のグループ（複数のランク）が割り当てられている。作業場マップにおいて、各地中探索エリアＱｎに予め割り当てられたグループ（ランク）が識別できるように、グループ（ランク）が色、数値、文字等で示されている。
特開２００３－０５６０１０号公報 特開２０２１－１８９１２７号公報
　地中埋設物の位置および姿勢をユーザに把握させるためには、２次元画像よりも３次元画像のほうが好ましいが、施工支援画像データはその情報量の豊富さゆえにデータ量が過多になる傾向がある。
　そこで、本発明は、地中埋設物を表現するための施工支援データのデータ量の低減を図りながら、当該埋設物の位置および姿勢のユーザによる把握の容易を図りうる画像の生成や、当該埋設物への接触を回避する建設機械の動作制御に活用可能な当該データを生成する装置等を提供することを目的とする。
　本発明の施工支援装置は、
　複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて地中探索機により測定された地表からの深さ位置を表わすように前記複数の地中探索エリアのそれぞれに配置されている複数のオブジェクトが含まれている施工支援データを生成する。
　当該構成の施工支援装置によれば、複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて、地中探索機により測定された地表からの深さ位置が、当該複数の地中探索エリアのそれぞれにおけるオブジェクトの配置態様により表わされている施工支援データが生成される。これにより、地中探索機によるすべての地中探索結果が地中探索エリアに集約されずに施工支援データが生成される場合と比較して、施工支援データのデータ量の低減が図られている。
施工支援装置の構成に関する説明図。 遠隔操作装置の構成に関する説明図。 作業機械の構成に関する説明図。 地中探索機の構成に関する説明図。 施工支援装置（施工支援システム）の機能に関する説明図。 作業環境画像および施工支援画像に関する説明図。 複数の地中探索エリアの固定的な配置態様に関する説明図。 複数の地中探索エリアの流動的な配置態様に関する説明図。 重複度が閾値以上である地中探索エリアの処理方法に関する説明図。 重複度が閾値未満である地中探索エリアの第１処理方法に関する説明図。 重複度が閾値未満である地中探索エリアの第２処理方法に関する説明図。 代表座標値の決定方法に関する説明図。 施工支援画像の他の実施形態に関する説明図。
　（施工支援装置の構成）
　図１に示されている施工支援システムは、本発明の一実施形態としての施工支援装置１０と、施工支援装置１０と相互にネットワーク通信可能に構成されている遠隔操作装置２０、作業機械４０および地中探索機６０と、により構成されている。施工支援装置が、施工支援装置１０と、遠隔操作装置２０、作業機械４０および地中探索機６０のうち１つまたは２つと、により構成されていてもよい。施工支援装置１０および遠隔操作装置２０の相互通信ネットワークと、施工支援装置１０および作業機械４０の相互通信ネットワークと、施工支援装置１０および地中探索機６０の相互通信ネットワークと、は同一であってもよく相違していてもよい。
　（施工支援装置の構成）
　施工支援装置１０は、一または複数のコンピュータまたはサーバコンピュータにより構成されている。図１に示されているように、施工支援装置１０は、データベース１０２と、地中探索結果認識要素１２０と、代表深さ位置決定要素１２１と、施工支援画像データ生成要素１２２と、を備えている。データベース１０２は、撮像画像データのほか、施工対象領域の地中埋設物の探索結果等を記憶保持する。データベース１０２は、施工支援装置１０とは別個のデータベースサーバにより構成されていてもよい。施工支援装置１０の各構成要素は、演算処理装置（シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア）により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった後述の演算処理を実行する。
　本発明の構成要素が情報（またはデータ）を「認識する」とは、当該情報を受信、読み取りまたは検索等により取得すること、基礎となるデータまたは信号に対して演算処理を実行することにより当該情報を決定、測定、同定、推定、予測等することなど、当該情報を後続の演算処理の実行に際して利用可能な形態で準備するあらゆる処理を包含する概念である。
　（遠隔操作装置の構成）
　図１に示されているように、遠隔操作装置２０は、遠隔制御装置２００と、遠隔入力インターフェース２１０と、遠隔出力インターフェース２２０と、を備えている。遠隔制御装置２００は、演算処理装置（シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア）により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった演算処理を実行する。
　遠隔入力インターフェース２１０は、遠隔操作機構２１１を備えている。遠隔出力インターフェース２２０は、遠隔画像出力装置２２１と、遠隔音響出力装置２２２と、遠隔無線通信機器２２４と、を備えている。

　遠隔操作機構２１１には、走行用操作装置と、旋回用操作装置と、ブーム用操作装置と、アーム用操作装置と、バケット用操作装置と、が含まれている。各操作装置は、回動操作を受ける操作レバーを有している。走行用操作装置の操作レバー（走行レバー）は、作業機械４０の下部走行体４１を動かすために操作される。走行レバーは、走行ペダルを兼ねていてもよい。例えば、走行レバーの基部または下端部に固定されている走行ペダルが設けられていてもよい。旋回用操作装置の操作レバー（旋回レバー）は、作業機械４０の旋回機構４３を構成する油圧式の旋回モータを動かすために操作される。ブーム用操作装置の操作レバー（ブームレバー）は、作業機械４０のブームシリンダ４４２を動かすために操作される。アーム用操作装置の操作レバー（アームレバー）は作業機械４０のアームシリンダ４４４を動かすために操作される。バケット用操作装置の操作レバー（バケットレバー）は作業機械４０のバケットシリンダ４４６を動かすために操作される。
　遠隔操作機構２１１を構成する各操作レバーは、例えば、図２に示されているように、オペレータが着座するためのシートＳｔの周囲に配置されている。シートＳｔは、アームレスト付きのハイバックチェアのような形態であるが、ヘッドレストがないローバックチェアのような形態、または、背もたれがないチェアのような形態など、オペレータが着座できる任意の形態の着座部であってもよい。
　シートＳｔの前方に左右のクローラに応じた左右走行レバー２１１０が左右横並びに配置されている。一つの操作レバーが複数の操作レバーを兼ねていてもよい。例えば、図２に示されているシートＳｔの左側フレームの前方に設けられている左側操作レバー２１１１が、前後方向に操作された場合にアームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合に旋回レバーとして機能してもよい。同様に、図２に示されているシートＳｔの右側フレームの前方に設けられている右側操作レバー２１１２が、前後方向に操作された場合にブームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合にバケットレバーとして機能してもよい。レバーパターンは、オペレータの操作指示によって任意に変更されてもよい。
遠隔画像出力装置２２１は、例えば図２に示されているように、シートＳｔの前方、左斜め前方および右斜め前方のそれぞれに配置された略矩形状の画面を有する中央遠隔画像出力装置２２１０、左側遠隔画像出力装置２２１１および右側遠隔画像出力装置２２１２により構成されている。中央遠隔画像出力装置２２１０、左側遠隔画像出力装置２２１１および右側遠隔画像出力装置２２１２のそれぞれの画面（画像表示領域）の形状およびサイズは同じであってもよく相違していてもよい。遠隔画像出力装置２２１は、単一の湾曲したまたは湾曲可能な画像出力装置、シートＳｔの前方を囲むように配置される２つまたは４つ以上の画像出力装置により構成されていてもよい。
　図２に示されているように、中央遠隔画像出力装置２２１０の画面および左側遠隔画像出力装置２２１１の画面が傾斜角度θ１（例えば、１２０°≦θ１≦１５０°）をなすように、左側遠隔画像出力装置２２１１の右縁が、中央遠隔画像出力装置２２１０の左縁に隣接している。図２に示されているように、中央遠隔画像出力装置２２１０の画面および右側遠隔画像出力装置２２１２の画面が傾斜角度θ２（例えば、１２０°≦θ２≦１５０°）をなすように、右側遠隔画像出力装置２２１２の左縁が、中央遠隔画像出力装置２２１０の右縁に隣接している。当該傾斜角度θ１およびθ２は同じであっても相違していてもよい。
　中央遠隔画像出力装置２２１０、左側遠隔画像出力装置２２１１および右側遠隔画像出力装置２２１２のそれぞれの画面は、鉛直方向に対して平行であってもよく、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。中央遠隔画像出力装置２２１０、左側遠隔画像出力装置２２１１および右側遠隔画像出力装置２２１２のうち少なくとも１つの画像出力装置が、複数に分割された画像出力装置により構成されていてもよい。例えば、中央遠隔画像出力装置２２１０が、略矩形状の画面を有する上下に隣接する画像出力装置により構成されていてもよい。
　遠隔音響出力装置２２２は、一または複数のスピーカーにより構成され、例えば図２に示されているように、シートＳｔの後方、左アームレスト後部および右アームレスト後部のそれぞれに配置された中央音響出力装置２２２０、左側音響出力装置２２２１および右側音響出力装置２２２２により構成されている。中央音響出力装置２２２０、左側音響出力装置２２２１および右側音響出力装置２２２２のそれぞれの仕様は同じであってもよく相違していてもよい。
　（作業機械の構成）
　図１に示されているように、作業機械４０は、実機制御装置４００と、実機入力インターフェース４１０と、実機出力インターフェース４２０と、実機無線通信機器４２２と、を備えている。実機制御装置４００の構成要素のそれぞれは、演算処理装置（シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア）により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった演算処理を実行する。

　作業機械４０は、例えばクローラショベル（建設機械）であり、図３に示されているように、クローラ式の下部走行体４１と、下部走行体４１に旋回機構４３を介して旋回可能に搭載されている上部旋回体４２と、を備えている。上部旋回体４２の前方左側部にはキャブ４２Ｃ（運転室）が設けられている。上部旋回体４２の前方中央部には作業機構４４が設けられている。
実機入力インターフェース４１０は、実機操作機構４１１と、実機撮像装置４１２と、実機測位装置４１４と、を備えている。実機操作機構４１１は、キャブ４２Ｃの内部に配置されたシートの周囲に遠隔操作機構２１１と同様に配置された複数の操作レバーを備えている。遠隔操作レバーの操作態様に応じた信号を受信し、当該受信信号に基づいて実機操作レバーを動かす駆動機構またはロボットがキャブ４２Ｃに設けられている。実機撮像装置４１２は、例えばキャブ４２Ｃの内部に設置され、フロントウィンドウおよび左右サイドウィンドウ越しに作業機構４４の少なくとも一部を含む環境を撮像する。フロントウィンドウおよびサイドウィンドウのうち一部または全部が省略されていてもよい。実機測位装置４１４は、ＧＰＳまたはＧＮＳＳおよび必要に応じてジャイロセンサ等により構成され、作業機械４０の位置（緯度および経度）を測定する。

　図３に示されているように、作業機構４４は、上部旋回体４２に起伏可能に装着されているブーム４４１と、ブーム４４１の先端に回動可能に連結されているアーム４４３と、アーム４４３の先端に回動可能に連結されているバケット４４５と、を備えている。作業機構４４には、伸縮可能な油圧シリンダにより構成されているブームシリンダ４４２、アームシリンダ４４４およびバケットシリンダ４４６が装着されている。
　ブームシリンダ４４２は、作動油の供給を受けることにより伸縮してブーム４４１を起伏方向に回動させるように当該ブーム４４１と上部旋回体４２との間に介在する。アームシリンダ４４４は、作動油の供給を受けることにより伸縮してアーム４４３をブーム４４１に対して水平軸回りに回動させるように当該アーム４４３と当該ブーム４４１との間に介在する。バケットシリンダ４４６は、作動油の供給を受けることにより伸縮してバケット４４５をアーム４４３に対して水平軸回りに回動させるように当該バケット４４５と当該アーム４４３との間に介在する。
（地中探索機の構成）
　図１に示されているように、地中探索機６０は、探索制御装置６００と、探索記憶装置６０２と、深さ位置測定要素６１１と、探索位置測定要素６１２と、探索無線通信機器６２４と、を備えている。
　深さ位置測定要素６１１は、地中レーダー装置により構成され、地中埋設物の地表からの深さ位置を測定する。例えば、図４に示されているように、１台の地中探索機６０の異なる位置のそれぞれに複数の深さ位置測定要素６１１が搭載されていてもよい。探索位置測定要素６１２は、ＧＰＳまたはＧＮＳＳおよび必要に応じてジャイロセンサ等により構成され、地中探索機６０の２次元位置（緯度および経度）を測定する。
　探索記憶装置６０２は、深さ位置測定要素６１１により測定された深さ位置および探索位置測定要素６１２により測定された水平位置を地中探索結果として記憶保持する。探索記憶装置６０２は、そのほか、探索座標系（地中探索機６０に対して位置および姿勢が固定されている座標系）における地中レーダー装置の座標値を記憶保持していてもよい。探索無線通信機器６２４は、探索記憶装置６０２に記憶保持されている地中探索結果をネットワーク経由で施工支援装置１０（またはデータベースサーバ）に対して送信するように構成されている。地中探索結果はデータベース１０２に蓄積または保存される。

　（機能）
　前記構成の施工支援装置および撮像機能制御システムの機能について図５に示されているフローチャートを用いて説明する。当該フローチャートにおいて「Ｃ●」というブロックは、記載の簡略のために用いられ、データの送信および／または受信を意味し、当該データの送信および／または受信を条件として分岐方向の処理が実行される条件分岐を意味している。
　遠隔操作装置２０において、遠隔制御装置２００により、遠隔無線通信機器２２４を通じて、施工支援装置１０に対して地上状況確認要求が送信される（図５／ＳＴＥＰ２１０）。オペレータにより遠隔入力インターフェース２１０を通じた第１指定操作の有無が判定され、当該判定結果が肯定的である場合に地上状況確認要求が送信されてもよい。「第１指定操作」は、例えば、オペレータが遠隔操作を意図する作業機械４０を指定するための遠隔入力インターフェース２１０におけるタップなどの操作である。
　施工支援装置１０において、地上状況確認要求が受信された場合、施工支援装置１０から当該地上状況確認要求が該当する作業機械４０に対して送信される（図５／Ｃ１０）。
　作業機械４０において、実機無線通信機器４２４を通じて地上状況確認要求が受信された場合（図５／Ｃ４０）、実機制御装置４００が実機撮像装置４１２を通じて取得された撮像画像（適当な画像処理が施されていてもよい。）を表わす撮像画像データが施工支援装置１０に対して送信される（図５／ＳＴＥＰ４１０）。
　施工支援装置１０において、撮像画像データが受信された場合（図５／Ｃ１１）、施工支援装置１０から撮像画像に応じた環境画像データが遠隔操作装置２０に対して送信される（図５／ＳＴＥＰ１１０）。環境画像データは、撮像画像データそのもののほか、撮像画像に基づいて生成された模擬的な環境画像を表わす画像データである。
　遠隔操作装置２０において、遠隔無線通信機器２２４を通じて環境画像データが受信された場合（図５／Ｃ２１）、遠隔制御装置２００により、環境画像データに応じた環境画像が遠隔画像出力装置２２１に出力される（図５／ＳＴＥＰ２１２）。
　これにより、例えば、図６に示されているように、キャブ４２Ｃの前方に広がる地面のほか、作業機構４４の一部であるブーム４４１、アーム４４３および施工対象領域における（バケット４４５による作業対象である）瓦礫または土砂の山などが映り込んでいる環境画像が遠隔画像出力装置２２１に出力される。
　遠隔操作装置２０において、遠隔制御装置２００により、遠隔無線通信機器２２４を通じて、施工支援装置１０に対して地中状況確認要求が送信される（図５／ＳＴＥＰ２２０）。オペレータにより遠隔入力インターフェース２１０を通じた第２指定操作の有無が判定され、当該判定結果が肯定的である場合に地中状況確認要求が送信されてもよい。「第２指定操作」は、例えば、オペレータが遠隔操作を意図する作業機械４０を指定するための遠隔入力インターフェース２１０におけるタップなどの操作である。第２指定操作は、第１指定操作と同一の操作であってもよいし異なる操作であってもよい。地中状況確認要求信号（図５／ＳＴＥＰ２１０参照）および地中状況確認要求が送信される（図５／ＳＴＥＰ２２０参照）が、遠隔制御装置２００により、遠隔無線通信機器２２４を通じて同時に送信されてもよい。
　施工支援装置１０において、地中状況確認要求が受信された場合（図５／Ｃ１２）、地中探索結果認識要素１２０により、当該地中状況確認要求に係る施工対象領域における、地中探索機６０による地中探索結果が認識（データベース１０２から検索）される（図５／ＳＴＥＰ１２０）。
　施工対象領域は、例えばその境界を表わす世界座標系の水平座標値（Ｘ（経度），Ｙ（緯度））の集合により特定される。施工対象領域は、施工支援装置１０と遠隔操作装置２０またはその操作対象である作業機械４０との通信に基づき、例えば、遠隔操作装置２０および／または作業機械４０を識別するための識別子に基づき、データベース１０２が検索されることにより認識される。
　施工対象領域における複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて、地中探索機６０により測定された配管等の地中埋設物の地表からの深さ位置（Ｚ（深度））が地中探索結果として認識される。各地中探索エリアは、例えばその境界を表わす世界座標系の水平座標値（Ｘ（経度），Ｙ（緯度））の集合により特定される。複数の地中探索エリアは、相互に隣接または連続して定義されていてもよいが、相互に離間して定義されていることが好ましい。複数の地中探索エリアの形状、または、形状およびサイズは同一であってもよく、相違していてもよい。
　複数の地中探索エリアが固定的に定義されていてもよい。例えば、図７Ａに示されているように、相互に離間して規則的に（正方格子状または三角格子状に）配置されている略矩形状または正方形状の複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1が複数の地中探索エリアとして定義されていてもよい。複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1が相互に隣接してまたは連続して規則的に配置されていてもよい。この場合、図７Ａに破線矢印で示されているように、地中探索機６０が受動的または能動的に変位した場合、地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1における地中探索結果がデータベース１０２に登録され、地中探索結果認識要素１２０により認識されうる。地中探索エリアの形状は、三角形状、台形状、平行四辺形上、正多角形状（正六角形、正八角形、正十二角形など）、円形状または楕円形状など、さまざまな形状であってもよい。
　複数の地中探索エリアが地中探索機６０による探索結果に応じて流動的に定義されていてもよい。例えば、図７Ｂに破線矢印で示されているように、地中探索機６０が受動的または能動的に変位する過程で、所定周期のそれぞれにおいて図７Ｂに黒丸（●）で表わされている箇所が地中埋設物の地表からの深さ位置が測定された地中探索点である場合を想定する。この場合、当該地中探索点（２次元座標値（Ｘ（緯度），Ｙ（経度））により定義される）を中心または重心とし、相互に離間して不規則的に配置されている略矩形状または正方形状の複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1が複数の地中探索エリアとして定義されていてもよい。一の所定周期において複数の地中探索点が存在する場合、それらの重心が各地中探索エリアＳik（ｋ＝１，２，‥，ｍ，ｍ＋１）の中心または重心として定義されてもよい。各地中探索エリアＳikのサイズおよび形状はさまざまに変更されてもよいが、あらかじめ定義されていることが好ましい。各地中探索エリアＳikのサイズは、地中探索機６０の変位速度および所定周期（時間間隔）に応じて定められていてもよい。
　複数の地中探索エリアが地中探索機６０の変位態様に応じて流動的に定義されていてもよい。例えば、地中探索機６０が受動的または能動的に変位する過程において、地中探索機６０の所定周期ごとの重心の位置（２次元座標値により定義される）を中心または重心とし、相互に離間して配置されている略矩形状または正方形状の複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1が複数の地中探索エリアとして定義されていてもよい。各地中探索エリアＳikの姿勢（例えば、長辺または短辺の方位）は、地中探索機６０の変位方向に沿うように定義されていてもよい。
　ここで、複数の地中探索エリアが重複している場合の処理に関して説明する。例えば、図８Ａ左側に示されている略矩形状の２つの地中探索エリアＳ1およびＳ2の重複度が閾値以上である場合、他の地中探索エリアＳ1が削除（間引き）された結果として残った一の地中探索エリアＳ2が、図８Ａ右側に示されている単一の地中探索エリアＳ-として定義される。重複している複数の地中探索エリアのうち、地中探索機６０により測定された深さ位置の地表からの距離または平均距離が最大（または最小）である一の地中探索エリアを除く他の地中探索エリアが削除されてもよい。地表からの距離または平均距離の最小を除く他の地中探索エリアが削除された場合、埋設物まで十分な距離を保持した施工支援データが生成できるため、埋設物の保護を優先する作業の効率化に寄与することができる。
　重複している複数の地中探索エリアのうち、地中探索機６０による深さ位置の測定数が最多（または最少）である一の地中探索エリアを除く他の地中探索エリアが削除されてもよい。深さ位置の測定数が最多である一の地中探索エリアを除く他の地中探索エリアが削除された場合、埋設物の位置する可能性が高い深さの情報を持つ施工支援データが生成できるため、作業の効率化に寄与することができる。
　一方、図８Ｂ左側に示されている略矩形状の２つの地中探索エリアＳ1およびＳ2の重複度が閾値未満である場合、図８Ｂ右側に示されているように、当該２つの地中探索エリアＳ1およびＳ2がまとめられた単一の地中探索エリアＳ+が定義される。図８Ｃ左側に示されている略矩形状の２つの地中探索エリアＳ1およびＳ2の重複度が閾値未満である場合、図８Ｃ右側に示されているように、当該２つの地中探索エリアＳ1およびＳ2が相互に離間するように変位された２つの地中探索エリアＳ1’およびＳ2’が定義されてもよい。
　続いて、代表深さ位置決定要素１２１により、複数の地中探索エリアのそれぞれにおける一または複数の深さ位置からなる深さ位置群のそれぞれの代表位置が決定される（図５／ＳＴＥＰ１２１）。
　例えば、図９に黒丸（●）で模式的に示されているように、一の地中探索エリアにおいて地中探索機６０により地表からの深さ位置が測定された地中埋設物の複数の地中探索点Ｐ1，‥Ｐi-1，Ｐi，Ｐi+1，‥Ｐn-1，Ｐnからなる地中探索点群が存在する場合について考察する。この場合、地表に最も近い地中探索点Ｐ+または地表から最も遠い地中探索点Ｐ1の深さ位置が当該地中探索点群の代表深さ位置として決定されてもよい。複数の地中探索点Ｐ1，‥Ｐi-1，Ｐi，Ｐi+1，‥Ｐn-1，Ｐnの平均深さ位置（図９の一点鎖線参照）または中心深さ位置もしくは最頻深さ位置（図９の点線参照）が、当該地中探索点群の代表深さ位置として決定されてもよい。
　続いて、施工支援画像データ生成要素１２２により、施工支援画像データが「施工支援データ」として生成され、かつ、遠隔操作装置２０に対して送信される（図５／ＳＴＥＰ１２２）。施工支援画像データは、地中探索点群のそれぞれの代表深さ位置を表わすように複数の地中探索エリアのそれぞれに配置されている複数のオブジェクトが含まれている３次元画像を表わす３次元画像データである。そのほか、施工支援画像データは、例えば、地形断面図のように鉛直面に平行な断面図において複数のオブジェクトが含まれている2次元画像を表わす２次元画像データであってもよい。
　オブジェクトは、例えば、図６に示されているように、略矩形状または略正方形状の地中探索エリアが鉛直方向または深さ方向に投影されたような形状およびサイズを有し、かつ、水平面に対して平行な閉曲面ｍ1およびｍ2ある。複数の地中探索エリアの形状（例えば、略矩形状または略正方形状）およびサイズのそれぞれが同一である場合、オブジェクトとしての複数の閉曲面の形状およびサイズのそれぞれも同一になる。複数の地中探索エリアの形状が同一である場合、オブジェクトとしての複数の閉曲面の形状も同一になり、相似する。
　閉曲面は、Ｂｅｚｉｅｒ（ベジエ）曲面および／またはＮＵＲＢＳ（非一様有理Ｂスプライン）曲面などの複数の制御点により定義される曲面として定義されていてもよい。当該曲面は連続性（Ｇ１連続性、Ｇ２連続性またはＧ３連続性）を有する曲面として定義されていてもよい。例えば、閉曲面がベジエ三角形曲面によって定義される場合、ベジエ三角形曲面の制御ネットの定義域が水平面に張られた三角形メッシュにより定義され、地中探索点が制御点とされたうえで、三角パッチの連続性が確保されるように閉曲面が定義される。
　遠隔操作装置２０において、遠隔無線通信機器２２４を通じて施工支援画像データが受信された場合（図５／Ｃ２２）、遠隔制御装置２００により、施工支援情報に応じた施工支援画像が遠隔画像出力装置２２１に出力される（図５／ＳＴＥＰ２２２）。
　これにより、例えば、図６に示されているように、施工対象領域に含まれる複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて、地中探索点群の代表深さ位置に配置された複数の閉曲面ｍ1およびｍ2を含む施工支援画像が、環境画像に重畳された形で遠隔画像出力装置２２１に出力される。図６に示されている第１オブジェクト群Ｍ1を構成する複数の閉曲面ｍ1および第２オブジェクト群Ｍ2を構成する複数の閉曲面ｍ2のそれぞれの意匠（例えば、色）が、閉曲面ｍ1およびｍ2の深さ位置に応じて識別可能に差異化されている。図６に示されているように、各閉曲面ｍ1、ｍ2から地表まで延びる鉛直線分がオブジェクトの一部を構成していてもよいが、当該鉛直線分は省略されてもよい。
　施工支援データ（または施工支援画像データ）におけるオブジェクトの空間占有態様が世界座標系で定義されているので、オブジェクトの配置態様が環境画像座標系に座標変換される。この座標変換のため、作業機械４０の世界座標系における座標値がＧＰＳ等を用いて測定され、実機撮像装置４１２の実機座標系（上部旋回体４２に対して位置および姿勢が固定された座標系）が、遠隔制御装置２００を構成する記憶装置および／またはデータベース１０２に記憶保持されていてもよい。オペレータは、遠隔画像出力装置２２１に出力された環境画像およびこれに重畳された施工支援画像を見ながら、バケット４４５を動かすように遠隔操作機構２１１を構成する操作レバーを操作することができる。
　地表の各点の実空間位置（緯度、経度および高度）が、実機入力インターフェース４１０を構成する測距装置（ＬｉＤＡＲまたはステレオカメラなど）により測定される。そして、当該測定結果が環境画像座標系に変換された結果に基づき、撮像画像座標系における地中探索エリアの配置態様および当該地中探索エリアにおける地中探索点群の地表からの代表深さ位置を表わすオブジェクトの空間占有態様が決定される。
　そのほか、施工支援画像が環境画像に重畳されずに、単独で遠隔画像出力装置２２１に出力されてもよい。この場合、３次元仮想空間において地表に存在する作業機械４０および地中埋設物の地表からの深さ位置を表わすように配置されたオブジェクトのそれぞれの空間占有態様を表わす３次元モデル画像が施工支援画像として、環境画像とは別個に遠隔画像出力装置２２１に出力される。施工支援情報により表わされる閉曲面の配置態様が世界座標系で定義されているので、作業機械４０の世界座標系における座標値がＧＰＳ等を用いて測定され、遠隔制御装置２００を構成する記憶装置および／またはデータベース１０２に記憶保持されていてもよい。
　遠隔操作装置２０において、遠隔制御装置２００により遠隔操作機構２１１の操作態様が認識され、かつ、遠隔無線通信機器２２４を通じて、当該操作態様に応じた遠隔操作指令が施工支援装置１０に対して送信される（図５／ＳＴＥＰ２１４）。
　施工支援装置１０において当該遠隔操作指令が受信された場合、当該遠隔操作指令が作業機械４０に対して送信される（図５／Ｃ１４）。
　作業機械４０において、実機制御装置４００により、実機無線通信機器４２２を通じて操作指令が受信された場合（図５／Ｃ４４）、作業機構４４等の動作が制御される（図５／ＳＴＥＰ４１４）。例えば、バケット４４５により作業機械４０の前方の施工対象領域の土を掘り起こしてすくい、上部旋回体４２を旋回させたうえで施工対象領域の外にバケット４４５から土を落とす作業が実行される。
（作用効果）
　前記機能を発揮する施工支援装置１０によれば、複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1（図７Ａおよび図７Ｂ参照）のうち少なくとも一部の地中探索エリアにおいて、地中探索機６０により地表からの深さ位置が測定された地中埋設物の地中探索点Ｐ1，‥Ｐi-1，Ｐi，Ｐi+1，‥Ｐn-1，Ｐnのそれぞれの深さが代表深さ位置に集約される（図５／ＳＴＥＰ１２１、図９参照）。そして、当該複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれに配置されている代表深さ位置を表わすオブジェクトとしての閉曲面ｍ1、ｍ2が含まれている３次元画像を表わす施工支援画像データが生成される（図５／ＳＴＥＰ１２２、図５参照）。
　これにより、地中探索機６０によるすべての地中探索点Ｐ1，‥Ｐi-1，Ｐi，Ｐi+1，‥Ｐn-1，Ｐnの深さ位置のそれぞれを表わす複数のオブジェクトが含まれている施工支援画像データが生成される場合と比較して、施工支援画像データのデータ量の低減が図られている。
 
遠隔出力インターフェース２２０を構成する遠隔画像出力装置２２１に出力された施工支援画像（図５参照）における複数のオブジェクトとしての閉曲面ｍ1、ｍ2の空間占有態様を通じて、当該遠隔画像出力装置２２１に接したユーザまたはオペレータに３次元実空間における地中埋設物の空間占有態様を把握させることができる。
　さらに、オブジェクトとしての各閉曲面ｍ1、ｍ2は該当する代表深さ位置を表わすように別個独立に配置されていればよく、複数のオブジェクトの間の相対的な位置および姿勢が調節される必要がない分だけ、施工支援画像データの生成処理に要する演算処理負荷の軽減が図られる。
　（本発明の他の実施形態）
　前記実施形態では、施工支援装置１０が遠隔操作装置２０、作業機械４０および地中探索機６０とは別個のコンピュータにより構成されていたが、他の実施形態として、施工支援装置１０が、遠隔操作装置２０、作業機械４０または地中探索機６０に搭載されていてもよい。
　前記実施形態では、作業機械４０がオペレータにより遠隔操作装置２０を通じて遠隔操作されていたが、他の実施形態として、作業機械４０が当該作業機械４０に搭乗したオペレータにより実機操作されてもよい。この場合、施工支援装置１０から作業機械４０に対して施工支援画像データが送信され（図５／ＳＴＥＰ１２２参照）、実機出力インターフェース４２０を構成する実機画像出力装置に当該データに応じた施工支援画像が出力されてもよい（図５参照）。
　施工支援装置１０によって生成される施工支援画像は、作業者や施工管理者が持つ、スマートフォンまたはタブレットのような表示装置を持つ通信端末に出力されても良い。前記通信端末は、撮像装置を搭載し、ＧＮＳＳ等による端末の位置情報の取得及び方位センサや傾斜センサ等による端末が向けられた方位情報、角度情報の取得が可能な構成であれば、前記実施形態と同様に周囲を撮像した画像に施工支援画像を重畳し、３次元実空間における地中埋設物の空間占有態様を把握させることができる。
　地中探索エリアに配置されているオブジェクトとして、当該地中探索エリアの地表から地中探索点群の代表深さ位置まで延在する立体物が含まれている３次元画像を表わす施工支援画像データが生成されてもよい。例えば、図１０に示されているように、地中探索エリアのそれぞれにおいて地表に底面が配置され、代表深さ位置に頂点が配置されている複数の逆円錐体ｍ1、ｍ2がオブジェクトとして含まれている３次元画像を表わす施工支援画像データが生成されてもよい。図５に示されている例と同様に、第１オブジェクト群Ｍ1を構成する複数の逆円錐体ｍ1および第２オブジェクト群Ｍ2を構成する複数の逆円錐体ｍ2のそれぞれの意匠（例えば、色）が、閉曲面ｍ1およびｍ2の深さ位置に応じて識別可能に差異化されている。
　立体物の表面は、Ｂｅｚｉｅｒ（ベジエ）曲面および／またはＮＵＲＢＳ（非一様有理Ｂスプライン）曲面などの複数の制御点により定義される曲面として定義されていてもよい。当該曲面は連続性（Ｇ１連続性、Ｇ２連続性またはＧ３連続性）を有する曲面として定義されていてもよい。立体物は、逆円錐体とは異なる逆四角錐体などの逆錐体、逆錘台、柱体、球体または楕円球体など、様々な形状の立体物であってもよい。
　前記実施形態では、３次元画像データまたは２次元画像データである施工支援画像データが施工支援データとして生成されたが、他の実施形態として、複数の地中探索エリアのそれぞれにおける地中探索点群のそれぞれの代表深さ位置を表わすように前記複数の地中探索エリアのそれぞれに配置されている複数のオブジェクトが含まれている制御用データが施工支援データとして生成されてもよい。
　この場合、施工支援装置１０から作業機械４０および／または遠隔操作装置２０に対して施工支援データが送信され、実機制御装置４０により、ある地中探索エリアにおける当該施工支援データに含まれている複数のオブジェクトの配置態様に係る代表深さ位置よりも、バケット４４５の深さ位置が上方で停止されるように作業機械４０、ひいては作業機構４４の動作が制限または制御されてもよい。
　また、前記施工支援データから生成される制御用データによって動作が制限される制御が適用される作業機械は、実機搭乗によってオペレータが操作する構成でも、遠隔操作によってオペレータが操作する構成であっても良く、自動運転によって動作する作業機械にも適用することができる。
　前記実施形態では、地中探索エリアのそれぞれにおいて複数の地中探索点のそれぞれの深さ位置が地中探索機６０により測定されたが、他の実施形態では、地中探索エリアのそれぞれにおいて単一の地中探索点の深さ位置が地中探索機６０により測定され、当該深さ位置を表わすように当該地中探索エリアに配置されているオブジェクトが含まれている施工支援データまたは施工支援画像データが生成されてもよい。
　前記構成の施工支援装置において、
　前記深さ位置は、測定された地中埋設物の一または複数の地中探索点Ｐ1，‥Ｐi-1，Ｐi，Ｐi+1，‥Ｐn-1，Ｐnからなる地中探索点群のそれぞれの代表深さ位置を表わすように施工支援データを生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のうち少なくとも一部の地中探索エリアにおいて、地中探索機６０により地表からの深さ位置が測定された地中埋設物の地中探索点のそれぞれの深さが代表深さ位置に集約される。「複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1」は、例えば、相互に離間している複数のメッシュ状の地中探索エリアなどあらかじめ定められている地中探索エリアであってもよく、地中探索機６０が所定時間間隔または所定距離ごとに占有している地中探索エリアであってもよい。そして、当該複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれに配置されている代表深さ位置を表わすオブジェクトが含まれている施工支援データが生成される。
　これにより、地中探索機６０によるすべての地中探索点の深さ位置のそれぞれを表わす複数のオブジェクトが含まれている施工支援データが生成される場合と比較して、施工支援データのデータ量の低減が図られている。
　さらに、各オブジェクトは該当する代表深さ位置を表わすように別個独立に配置されていればよく、複数のオブジェクトの間の相対的な位置および姿勢が調節される必要がない分だけ、施工支援データの生成処理に要する演算処理負荷の軽減が図られる。
　前記構成の施工支援装置において、
　前記複数のオブジェクトが含まれている画像を表わす施工支援画像データを前記施工支援データとして生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれに配置されている代表深さ位置を表わすオブジェクトが含まれている画像（３次元画像または２次元画像）を表わす施工支援画像データが施工支援データとして生成される。
　これにより、地中探索機６０によるすべての地中探索点の深さ位置のそれぞれを表わす複数のオブジェクトが含まれている施工支援画像データが生成される場合と比較して、施工支援画像データのデータ量の低減が図られている。出力インターフェース（例えば、遠隔出力インターフェース２２０またはこれを構成する遠隔画像出力装置２２１）に出力された施工支援画像データに応じた施工支援画像における複数のオブジェクトの空間占有態様を通じて、当該出力インターフェースに接したユーザに実空間における地中埋設物の空間占有態様を把握させることができる。
　前記構成の施工支援装置において、
　前記複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれにおいて、前記代表深さ位置に配置されている複数の閉曲面が前記複数のオブジェクトとして含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、施工支援画像データに含まれているオブジェクトが閉曲面であるため、当該施工支援画像データのデータ量の低減が図られている。「閉曲面」とは、閉曲線により囲まれた平面および曲面を包含する概念である。特に、閉曲面が平面である場合、施工支援画像データのデータ量のさらなる低減が図られる。出力インターフェース（例えば、遠隔出力インターフェース２２０またはこれを構成する遠隔画像出力装置２２１）に出力される画像（３次元画像または２次元画像）に含まれている、仮想空間の複数の地中探索エリアのそれぞれにおける複数の閉曲面の配置態様を通じて、当該出力インターフェースに接したユーザに実空間における地中埋設物の地表からの深さ位置を含めた空間占有態様を把握させることができる。
　前記構成の施工支援装置において、
　前記複数の地中探索エリアのうち、重複する複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれにおける複数の前記閉曲面の合成結果に相当する単一の閉曲面が前記複数のオブジェクトの一部として含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、重複する複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれに対応する複数の閉曲面が単一の閉曲面に集約される分だけ、施工支援画像データのデータ量の低減が図られる。例えば、複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれにおける地表からの深さ位置が同一またはほぼ同一の水平な複数の閉曲面が、当該複数の閉曲面と深さ位置が同一またはほぼ同一の、当該複数の地中探索エリアをカバーする水平なまたはほぼ水平な単一の平面として、出力インターフェース（例えば、遠隔出力インターフェース２２０またはこれを構成する遠隔画像装置２２１）に出力される。また、複数の地中探索エリアのそれぞれにおける地表からの深さ位置が異なる水平な複数の閉曲面が、当該深さ位置の相違に応じて水平に対して傾斜した、当該複数の地中探索エリアをカバーする単一の平面として出力インターフェースに出力される。
　前記構成の施工支援装置において、
　形状が同一である前記複数の閉曲面が含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、複数の閉曲面のそれぞれの形状が共通化される（同一または相似の閉曲面に限定される）ことにより、当該複数の閉曲面の表現が簡易化され、その分だけ施工支援画像データのデータ量の低減が図られる。
　前記構成の施工支援装置において、
　前記複数のオブジェクトのそれぞれの相対的な配置態様に応じて当該複数のオブジェクトを複数のオブジェクト群に分類し、前記複数のオブジェクトｍ1、ｍ2のそれぞれを所属先である一のオブジェクト群に応じた意匠により識別可能な画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、複数のオブジェクト群のうち共通のオブジェクト群を構成する複数のオブジェクトｍ1、ｍ2の意匠の共通化が図られる分だけ、施工支援画像データのデータ量の低減が図られている。「意匠」とは、色、形状（サイズを含む。）もしくは模様またはこれらの任意の組み合わせを意味し、静的意匠のほか動的意匠をも包含する概念である。
　前記構成の施工支援装置において、
　前記複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれにおいて地表から前記代表深さ位置まで延在している複数の立体物が前記複数のオブジェクトｍ1、ｍ2として含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれにおいて地表から代表深さ位置まで延在するという共通の規則を複数の立体物が有している分だけ、このような共通の規則が存在しないオブジェクトｍ1、ｍ2が含まれる場合と比較して施工支援画像データのデータ量の低減が図られる。
　前記構成の施工支援装置において、
　形状が同一である、または、水平面に対する投影結果の形状が同一である前記複数の立体物が含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、複数の立体物のそれぞれの形状、または、各立体物の水平面（または地表面）への投影結果の形状が共通化される（立体物またはその水平面への投影結果である閉曲面が同一または相似である）ことにより、当該複数の立体物の形状および姿勢の表現が簡易化され、その分だけ施工支援画像データのデータ量の低減が図られる。
　前記構成の施工支援装置において、
　前記複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1が相互に離間している
ことが好ましい。
　当該構成の施工支援装置によれば、境界線を介して隣接している複数の地中探索エリアＳi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1のそれぞれに配置される複数のオブジェクトｍ1、ｍ2のうち当該境界線の少なくとも一部を表わすデータが共通していることに由来して、当該複数のオブジェクトｍ1、ｍ2が処理される際に誤認されることが回避されうる。
１０‥施工支援装置
１０２‥データベース
１２０‥地中探索結果認識要素
１２１‥代表深さ位置決定要素
１２２‥施工支援画像データ生成要素
２０‥遠隔操作装置
２００‥遠隔制御装置
２１０‥遠隔入力インターフェース
２１１‥遠隔操作機構
２２０‥遠隔出力インターフェース
２２１‥遠隔画像出力装置
２２２‥遠隔音響出力装置
２２４‥遠隔無線通信機器
４０‥作業機械
４１‥下部走行体
４２‥上部旋回体
４２Ｃ‥キャブ（運転室）
４４‥作業機構
４４５‥バケット
４００‥実機制御装置
４１０‥実機入力インターフェース
４２０‥実機出力インターフェース
６０‥地中探索機
６００‥探索制御装置
６０２‥探索記憶装置
６１１‥深さ位置測定要素
６１２‥探索位置測定要素
６２４‥探索無線通信機器
ｍ1、ｍ2‥オブジェクト（閉曲面、立体物）
Ｐ1，‥Ｐi-1，Ｐi，Ｐi+1，‥Ｐn-1，Ｐn‥地中探索点
Ｓi1、Ｓi2、‥、Ｓim、Ｓim+1‥地中探索エリア。
 

Claims (11)

  1. 　複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて地中探索機により測定された地表からの深さ位置を表わすように前記複数の地中探索エリアのそれぞれに配置されている複数のオブジェクトが含まれている施工支援データを生成する
    施工支援装置。
  2. 　請求項１に記載の施工支援装置において、
    　前記深さ位置は、測定された地中埋設物の一または複数の地中探索点からなる地中探索点群のそれぞれの代表深さ位置を表わすように施工支援データを生成する
    施工支援装置
  3. 　請求項２に記載の施工支援装置において、
    　前記複数のオブジェクトが含まれている画像を表わす施工支援画像データを前記施工支援データとして生成する
    施工支援装置。
  4. 　請求項３に記載の施工支援装置において、
    　前記複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて、前記代表深さ位置に配置されている複数の閉曲面が前記複数のオブジェクトとして含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
    施工支援装置。
  5. 　請求項４に記載の施工支援装置において、
    　前記複数の地中探索エリアのうち、重複する複数の地中探索エリアのそれぞれにおける複数の前記閉曲面の合成結果に相当する単一の閉曲面が前記複数のオブジェクトの一部として含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
    施工支援装置。
  6. 　請求項４に記載の施工支援装置において、
    　形状が同一である前記複数の閉曲面が含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
    施工支援装置。
  7. 　請求項３に記載の施工支援装置において、
    　前記複数のオブジェクトのそれぞれの相対的な配置態様に応じて当該複数のオブジェクトを複数のオブジェクト群に分類し、前記複数のオブジェクトのそれぞれを所属先である一のオブジェクト群に応じた意匠により識別可能な画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
    施工支援装置。
  8. 　請求項３に記載の施工支援装置において、
    　前記複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて地表から前記代表深さ位置まで延在している複数の立体物が前記複数のオブジェクトとして含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
    施工支援装置。
  9. 　請求項８に記載の施工支援装置において、
    　形状が同一である、または、水平面に対する投影結果の形状が同一である前記複数の立体物が含まれている画像を表わす前記施工支援画像データを生成する
    施工支援装置。
  10. 　請求項１に記載の施工支援装置において、
    　前記複数の地中探索エリアが相互に離間している
    施工支援装置。
  11. 　複数の地中探索エリアのそれぞれにおいて地中探索機により地表からの深さ位置が測定された地中埋設物の一または複数の地中探索点からなる地中探索点群のそれぞれの代表深さ位置を決定する工程と、
    　前記代表深さ位置を表わすように前記複数の地中探索エリアのそれぞれに配置されている複数のオブジェクトが含まれている施工支援データを生成する工程と、
    を含んでいる施工支援方法。
     
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