(57)【要約】      （修正有）【課題】施工領域の進捗を管理する装置及び方法を提供する。【解決手段】施工管理装置２００は、施工対象のうち所定の施工領域の設計データを取得する設計データ取得部と、設計データに基づいて、施工領域における施工段階の進捗状況を特定する進捗特定部と、進捗状況を出力する進捗出力部とを備える。【選択図】図４
2019101697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工領域における複数の管理点での設計データを取得する設計データ取得部と、
前記複数の管理点それぞれにおける施工段階の進捗状況を特定する進捗特定部と、
前記設計データおよび特定された前記施工段階における進捗状況に基づいて、前記複数の管理点における前記施工段階の進捗状況を出力する進捗出力部と、
を備える施工管理装置。
【請求項２】
前記施工領域における現況の高さの計測値を取得する計測値取得部を備え、
前記設計データは、高さ情報を含み、
前記進捗特定部は、前記設計データに含まれる前記高さ情報と前記計測値との比較により、前記施工段階における進捗状況を特定する
請求項１に記載の施工管理装置。
【請求項３】
前記設計データは、埋設対象物を埋設すべき溝の高さ情報と、前記溝の埋戻し高さ情報とを含み、
前記進捗特定部は、前記設計データに含まれる溝の高さ情報を用いて前記溝の掘削が完了したか否かを特定し、前記溝の掘削が完了している場合に、前記設計データに含まれる埋戻し高さ情報を用いて前記溝の埋戻しが完了したか否かを特定する
請求項２に記載の施工管理装置。
【請求項４】
前記進捗出力部は、前記複数の管理点それぞれの前記施工段階における進捗状況を、前記進捗状況別に異なる態様にて同一画面にてマップに重畳して出力する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の施工管理装置。
【請求項５】
前記施工領域は、埋設物を埋設する施工のための埋設施工領域である、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の施工管理装置。
【請求項６】
前記埋設施工領域における前記施工段階の進捗状況は、少なくとも未着手、前記埋設物の設置完了、および前記埋設物の埋め戻し完了の段階を含む、
請求項５に記載の施工管理装置。
【請求項７】
前記施工段階における進捗状況を取得する進捗取得部を備え、
前記進捗出力部は、前記進捗取得部が取得した進捗状況に基づいて、前記管理点における前記施工段階における進捗状況を出力する、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の施工管理装置。
【請求項８】
施工領域の複数の管理点における施工段階の進捗状況を特定するステップと、
特定された前記施工段階における進捗状況に基づいて、前記複数の管理点における前記施工段階における進捗状況を出力するステップと
を含む施工管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施工管理装置および施工管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、埋設物の埋設位置を特定し、地図上に埋設位置を表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３３３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のシステムは、地図とともに埋設物の埋設位置を記憶している。しかし、当該システムでは埋設物を埋設する施工における溝の掘削や、埋設物の設置状況、溝の埋め戻しといった施工の進捗段階を管理することができない。埋設物の埋設といった複数の施工の進捗段階を有する施工領域に関する施工の進捗を管理したいという要望がある。
本発明の態様は、複数の施工の進捗段階を有する施工領域の進捗を管理することができる施工管理装置および施工管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、施工管理装置は、施工領域における複数の管理点での設計データを取得する設計データ取得部と、前記複数の管理点それぞれにおける施工段階の進捗状況を特定する進捗特定部と、前記設計データおよび特定された前記施工段階における進捗状況に基づいて、前記複数の管理点における前記施工段階の進捗状況を出力する進捗出力部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
上記態様によれば、施工管理装置は、施工領域の進捗を管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る施工管理システムの構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る油圧ショベルの外観を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る油圧ショベルの制御装置の構成を示す概略図である。
【図４】第１の実施形態に係る施工管理装置の構成を示す概略図である。
【図５】第１の実施形態に係る施工管理システムを用いた施工管理方法を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る施工管理装置の初期処理を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係る施工領域の分割方法を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る施工管理装置の進捗判定処理を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る施工管理装置の進捗出力処理を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態に係る施工管理装置が出力するマップ画像の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〈第１の実施形態〉
《施工管理システムの構成》
図１は、第１の実施形態に係る施工管理システムの構成図である。
施工管理システム１は、油圧ショベル１００と、施工管理装置２００とを備える。施工管理システム１は、油圧ショベル１００による施工現場の施工状態を管理するシステムである。油圧ショベル１００と施工管理装置２００とは、ネットワークを介して接続されている。また、施工管理装置２００は、ネットワークを介して他のコンピュータ３００と接続される。他のコンピュータ３００の例としては、オペレータや管理者が所有するスマートフォン、タブレット端末、プリンタ、または事務所に設置されるＰＣなどが挙げられる。
【０００９】
油圧ショベル１００は、施工現場において掘削や盛土などの作業を行う。また油圧ショベル１００は、施工現場の地形を計測する機能を有する制御装置を備える。油圧ショベル１００は、作業機械の一例である。なお、施工現場には、複数の油圧ショベル１００が備えられてもよい。
【００１０】
施工管理装置２００は、油圧ショベル１００から施工現場の計測情報を受信し、当該計測情報を用いて施工の進捗状況を特定する。
【００１１】
《油圧ショベルの構成》
図２は、第１の実施形態に係る油圧ショベルの外観を示す斜視図である。
作業機械である油圧ショベル１００は、油圧により作動する作業機１１０と、作業機１１０を支持する旋回体１２０と、旋回体１２０を支持する走行体１３０とを備える。
【００１２】
作業機１１０は、ブーム１１１と、アーム１１２と、バケット１１３と、ブームシリンダ１１４と、アームシリンダ１１５と、バケットシリンダ１１６とを備える。
【００１３】
ブーム１１１は、旋回体１２０に取り付けられ、アーム１１２を支持する。ブーム１１１の基端部は、旋回体１２０の前部にブームピンＰ１を介して取り付けられる。
アーム１１２は、ブーム１１１とバケット１１３とを連結する。アーム１１２の基端部は、ブーム１１１の先端部にアームピンＰ２を介して取り付けられる。
バケット１１３は、土砂などを掘削するための刃と掘削した土砂を搬送するための容器とを備える。バケット１１３の基端部は、アーム１１２の先端部にバケットピンＰ３を介して取り付けられる。
【００１４】
ブームシリンダ１１４は、ブーム１１１を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ１１４の基端部は、旋回体１２０に取り付けられる。ブームシリンダ１１４の先端部は、ブーム１１１に取り付けられる。ブームシリンダ１１４は、ストロークの検知機能を有する。
アームシリンダ１１５は、アーム１１２を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ１１５の基端部は、ブーム１１１に取り付けられる。アームシリンダ１１５の先端部は、アーム１１２に取り付けられる。アームシリンダ１１５は、ストロークの検知機能を有する。
バケットシリンダ１１６は、バケット１１３を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ１１６の基端部は、アーム１１２に取り付けられる。バケットシリンダ１１６の先端部は、バケット１１３に取り付けられる。バケットシリンダ１１６は、ストロークの検知機能を有する。
【００１５】
《油圧ショベルの車体》
旋回体１２０には、オペレータが搭乗する運転室１２１が備えられる。運転室１２１の上部には、ステレオカメラ１２２が設けられる。ステレオカメラ１２２は、運転室１２１内の前方かつ上方に設置される。ステレオカメラ１２２は、運転室１２１前面のフロントガラスを通して、運転室１２１の前方を撮像する。ステレオカメラ１２２は、少なくとも１対のカメラを備える。第１の実施形態においては、ステレオカメラ１２２は、２対の撮像装置を備える。すなわち、ステレオカメラ１２２は、４個の撮像装置を備える。具体的には、ステレオカメラ１２２は、右側から順に、第１カメラ１２２１、第２カメラ１２２２、第３カメラ１２２３、および第４カメラ１２２４を備える。各撮像装置の例としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ、およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを用いた撮像装置が挙げられる。
【００１６】
第１カメラ１２２１と第３カメラ１２２３は、１対の撮像装置である。第１カメラ１２２１と第３カメラ１２２３は、それぞれ光軸が運転室１２１の床面に対して略平行となるように、左右方向に間隔を空けて設置される。
第２カメラ１２２２と第４カメラ１２２４は、１対の撮像装置である。第２カメラ１２２２と第４カメラ１２２４は、それぞれ光軸が略平行となるように、かつその光軸が運転室１２１の床面に対して運転室１２１前方より下方向に傾くように、左右方向に間隔を空けて設置される。
【００１７】
ステレオカメラ１２２のうち少なくとも１対の撮像装置が撮像した１対の画像を用いることで、ステレオカメラ１２２と撮像対象との距離を算出することができる。なお、他の実施形態においては、ステレオカメラ１２２は、１対のカメラによって構成されてもよいし、３対以上のカメラによって構成されてもよい。
【００１８】
《油圧ショベルの制御系》
油圧ショベル１００は、ステレオカメラ１２２、位置方位演算器１２３、傾斜検出器１２４、制御装置１２５を備える。
【００１９】
位置方位演算器１２３は、旋回体１２０の位置および旋回体１２０が向く方位を演算する。位置方位演算器１２３は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を構成する人工衛星から測位信号を受信する第１受信器１２３１および第２受信器１２３２を備える。第１受信器１２３１および第２受信器１２３２は、それぞれ旋回体１２０の異なる位置に設置される。位置方位演算器１２３は、第１受信器１２３１が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における旋回体１２０の代表点（車体座標系の原点）の位置を検出する。ＧＮＳＳの例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が挙げられる。現場座標系とは、施工現場に設けられたＧＮＳＳ基準局等の固定点の位置を基準とし、緯度方向をＸ軸、経度方向をＹ軸、高さ方向をＺ軸とする座標系である。車体座標系とは、油圧ショベル１００の旋回体１２０上の代表点を基準とし、前後方向をｘ軸、左右方向をｙ軸、上下方向をｚ軸とする座標系である。
位置方位演算器１２３は、第１受信器１２３１が受信した測位信号と、第２受信器１２３２が受信した測位信号とを用いて、検出された第１受信器１２３１の設置位置に対する第２受信器１２３２の設置位置の関係として、旋回体１２０の向く方位を演算する。
【００２０】
傾斜検出器１２４は、旋回体１２０の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて旋回体１２０の姿勢（例えば、ロール角、ピッチ角、ヨー角）を検出する。傾斜検出器１２４は、例えば運転室１２１の下面に設置される。傾斜検出器１２４は、例えば、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を用いることができる。
【００２１】
図３は、第１の実施形態に係る油圧ショベルの制御装置の構成を示す概略図である。
制御装置１２５は、プロセッサ１５１、メインメモリ１５２、ストレージ１５３、インタフェース１５４を備えるコンピュータである。ストレージ１５３は、プログラムを記憶する。プロセッサ１５１は、プログラムをストレージ１５３から読み出してメインメモリ１５２に展開し、プログラムに従った処理を実行する。 
制御装置１２５は、インタフェース１５４を介してネットワークに接続される。
【００２２】
ストレージ１５３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ１５３は、制御装置１２５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース１５４を介して制御装置１２５に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ１５３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００２３】
プロセッサ１５１は、データ取得部１５１１、ステレオ計測部１５１２、刃先位置算出部１５１３、計測値送信部１５１４を備える。
【００２４】
データ取得部１５１１は、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６が計測したストローク長、ステレオカメラ１２２が撮像した画像対、位置方位演算器１２３が計測した旋回体１２０の位置および方位、ならびに傾斜検出器１２４が計測した旋回体１２０の姿勢を取得する。
【００２５】
ステレオ計測部１５１２は、データ取得部１５１１が取得した画像対について、旋回体１２０の位置、方位および姿勢を用いてステレオ計測を行うことで、地形を表す点群データを算出する。点群データは、現場座標系の三次元位置を示す複数の点からなる三次元データである。つまり、点群データは、画像対に写った範囲における施工現場の位置の計測値の一例である。
【００２６】
刃先位置算出部１５１３は、データ取得部１５１１が取得した作業機１１０のストローク長、ならびに旋回体１２０の位置、方位および姿勢を用いて、現場座標系におけるバケット１１３の刃先位置を算出する。具体的には、刃先位置算出部１５１３は、作業機１１０のストローク長に基づいて、旋回体１２０に対するブーム１１１の角度、ブーム１１１に対するアーム１１２の角度、アーム１１２に対するバケット１１３の角度を算出する。刃先位置算出部１５１３は、算出した角度と、ブーム１１１、アーム１１２、およびバケット１１３の既知の寸法とを用いて、車体座標系におけるバケット１１３の刃先位置を算出する。そして、刃先位置算出部１５１３は、旋回体１２０の位置、方位および姿勢を用いて、車体座標系におけるバケット１１３の刃先位置を、現場座標系における位置に変換する。
【００２７】
計測値送信部１５１４は、ステレオ計測部１５１２が計測した点群データ、および刃先位置算出部１５１３が計測した刃先位置データを、施工管理装置２００に送信する。
【００２８】
《施工管理装置》
図４は、第１の実施形態に係る施工管理装置の構成を示す概略図である。
施工管理装置２００は、プロセッサ２１０、メインメモリ２２０、ストレージ２３０、インタフェース２４０を備えるコンピュータである。ストレージ２３０は、プログラムを記憶する。プロセッサ２１０は、プログラムをストレージ２３０から読み出してメインメモリ２２０に展開し、プログラムに従った処理を実行する。施工管理装置２００は、インタフェース２４０を介してネットワークに接続される。また施工管理装置２００は、インタフェース２４０を介して図示しない入出力装置に接続される。
【００２９】
ストレージ２３０は、設計データ記憶部２３１、最下高さ記憶部２３２、進捗記憶部２３３、マップ記憶部２３４、埋設物情報記憶部２３５としての記憶領域を有する。ストレージ２３０の例としては、ＨＤＤ、ＳＳＤ、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ２３０は、施工管理装置２００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース２４０を介して施工管理装置２００に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ２３０は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００３０】
設計データ記憶部２３１は、施工現場のうち、埋設物の埋設に係る設計データを記憶する。以下、本実施形態においては、埋設物の一例である管を埋設する場合について説明する。管の埋設に係る施工においては、所定の口径の管を、所定の位置かつ所定の深さに埋設する必要がある。そのため、油圧ショベル１００のオペレータは、まず管を設置するための溝を掘削し、掘削した溝の所定位置に管を設置し、そして溝を埋め戻すという作業をする必要がある。そのため、設計データは、管を設置するための溝の形状を表すＴＩＮ（Triangulated Irregular Network：不等三角網）データ（以下、溝掘削用の設計面データという。）、および溝の埋戻し後の地形を表すＴＩＮデータ（以下、埋戻し用の設計面データという。）を含む。ＴＩＮデータは、複数の三角形ポリゴンによって面が定義される三次元データである。溝掘削用の設計面データは、溝の高さ情報の一例であり、埋戻し用の設計面データは、溝の埋戻し高さ情報の一例である。
なお、他の実施形態に係る設計データは、ＴＩＮデータに代えて、ＤＥＭ（Digital Elevation Model：数値標高モデル）データ、ポリゴンデータ、ボクセルデータ、点群データなどの他の三次元データを含むものであってもよい。これらの他の三次元データも、溝の高さ情報および溝の埋戻し高さ情報を含む。
また、管の埋設施工領域および溝の施工領域は施工領域の一例である。
【００３１】
最下高さ記憶部２３２は、施工現場の任意の平面位置におけるバケット１１３の刃先高さのうち最も低いものを記憶する。本実施形態において施工現場の平面位置とは、Ｘ座標、Ｙ座標、およびＺ座標で表される現場座標系のＸ座標とＹ座標とから特定される位置をいう。
【００３２】
進捗記憶部２３３は、管の埋設施工領域を分割した複数の部分領域のそれぞれに関連付けて、当該部分領域の施工段階の進捗状況を記憶する。施工段階の進捗状況は、例えば「未着手／掘削中」、「掘削完了」、「設置完了／埋戻し中」、または「埋戻し完了」である。すなわち、施工段階の進捗状況とは、施工の完了までに複数の施工段階を経る必要がある領域について、進捗がいずれの施工段階に至っているかを示す情報である。なお、複数の部分領域は、施工領域の施工状況を管理するための複数の管理点の一例である。
「未着手」は、管を埋設するための溝を掘削する前の段階、「掘削中」は、溝の掘削を開始してから掘削が完了するまでの段階を示す。「掘削完了」は、管を埋設するための溝の掘削が完了した一方で、管の設置がなされていない段階を示す。溝の掘削の完了とは、溝掘削により溝掘削用の設計面データが示す深さまで掘削がなされたことをいう。「設置完了」は、溝に管を設置した段階、「埋戻し中」は、当該管が設置された溝の埋戻しを開始してから埋戻しが完了するまでの段階を示す。「埋戻し完了」は、管の埋戻し施工が完了した段階を示す。埋戻しの完了とは、埋戻し用の設計面データが示す高さまで埋戻しがなされたことをいう。
【００３３】
マップ記憶部２３４は、施工現場の地形を表すマップ画像を記憶する。
【００３４】
埋設物情報記憶部２３５は、管の埋設施工領域を分割した複数の部分領域のそれぞれに関連付けて、当該部分領域に埋設された管の平面位置、管の埋設高さ（深さ）、管の種類、管の数、管の口径、管の材質、埋設日時、補修履歴、所有者、施工者などの埋設物情報を記憶する。管の種類は、例えば、水道管、ガス管などが挙げられる。なお、他の実施形態において管以外の埋設物を管理する場合は、電線や光ファイバーケーブルなどのケーブルの種類、または情報ボックスや電線共同溝などの収容設備の種類を記憶してもよい。
【００３５】
プロセッサ２１０は、設計データ取得部２１１、分割部２１２、対象点特定部２１３、計測値取得部２１４、最下高さ特定部２１５、進捗特定部２１６、進捗出力部２１７、進捗取得部２１８を備える。
【００３６】
設計データ取得部２１１は、設計データ記憶部２３１から、管の埋設施工領域に係る設計データを取得する。設計データ取得部２１１は、施工管理装置２００の外部から設計データを取得してもよい。ここで、「取得する」とは、新たに値を得ることである。例えば、「取得する」は、値を受信すること、値の入力を受け付けること、テーブルから値を読み出すこと、ある値から他の値を算出することを含む。
【００３７】
分割部２１２は、設計データに基づいて、管の埋設施工領域を複数の部分領域に分割する。
【００３８】
対象点特定部２１３は、分割部２１２が分割した複数の部分領域のそれぞれについて、施工段階の進捗状況を判定するための対象点を特定する。対象点は、各部分領域に内包される点である。
【００３９】
計測値取得部２１４は、油圧ショベル１００の制御装置１２５から点群データまたは刃先位置データを取得する。すなわち計測値取得部２１４は、対象領域における対象物（掘削時および埋戻し時の溝領域の地形、または設置時の管）の現況の高さの計測値を取得する。
【００４０】
最下高さ特定部２１５は、計測値取得部２１４が取得した計測値に基づいて、施工現場の少なくとも対象点を含む複数の平面位置について、刃先位置データの最下高さを特定する。最下高さ特定部２１５は、最下高さ記憶部２３２が記憶する最下高さを更新する。複数の位置における刃先位置の最下高さを更新することで、「未着手／掘削中」の段階において施工現場の掘削された地表の高さを特定することができる。対象領域において掘削作業が継続する場合、掘削がなされるたびにバケット１１３の刃先が地形の下方に入り込む。そのため、当該対象領域における最下高さは、掘削のたびに下方に更新されていく。
【００４１】
進捗特定部２１６は、各部分領域における施工段階の進捗状況（「未着手／掘削中」、「掘削完了」、「設置完了／埋戻し中」、「埋戻し完了」等）のいずれの進捗状況であるかを特定する。進捗特定部２１６は、特定した進捗状況に基づいて進捗記憶部２３３が記憶する施工段階の進捗状況を更新する。進捗特定部２１６は、例えば各部分領域の対象点の目標高さと、当該対象点の計測値とを比較し、当該部分領域の施工段階の進捗状況を特定してもよい。対象点の目標高さとは、溝掘削用の設計面データにおける対象点の高さである。この場合、進捗特定部２１６は、「未着手／掘削中」の段階から、掘削の状況に基づいて進捗状況が「掘削完了」であると特定し、進捗記憶部２３３を更新する。また、進捗特定部２１６は、上記のように各部分領域の対象点の目標高さと計測値に基づく進捗の特定に代えて、またはこれに加え、進捗取得部２１８から入力される進捗状況に関する情報に基づく各部分領域における施工段階の進捗状況の特定を行ってもよい。
【００４２】
進捗出力部２１７は、進捗記憶部２３３が記憶する施工段階の進捗状況を、マップ記憶部２３４が記憶するマップに重畳して出力する。例えば、進捗出力部２１７は、管の埋設施工段階の進捗状況を表すマップを、ネットワークを介して他のコンピュータ３００に出力する。他のコンピュータ３００の例としては、オペレータや管理者が所有するスマートフォン、タブレット端末、プリンタ、または事務所に設置されるＰＣなどが挙げられる。
進捗取得部２１８は、管理者やオペレータから、例えばインタフェース２４０または他のコンピュータ３００を介して部分領域における施工段階の進捗状況を取得し、取得した進捗状況を進捗特定部２１６に出力する。
【００４３】
《施工管理方法》
図５は、第１の実施形態に係る施工管理システムを用いた施工管理方法を示す図である。
管の埋設施工をする場合、油圧ショベル１００のオペレータは、まず管Ｔを設置するための溝を掘削し、掘削した溝に管Ｔを設置し、そして溝を埋め戻すという作業をする。ここで、この手順に基づいて施工管理システム１が管Ｔの埋設施工における施工段階の進捗管理をする方法の概略を説明する。
【００４４】
施工管理装置２００は、管Ｔの埋設施工領域を複数の部分領域に分割し、各部分領域について溝の高さＨ１と埋戻し高さＨ２を特定する。溝の高さＨ１とは、管Ｔの埋設のために掘削すべき溝の底面の高さである。埋戻し高さＨ２とは、管Ｔが設置された溝を埋めた後の地面の高さである。溝の高さＨ１と埋戻し高さＨ２は、いずれも現場座標系における高さの単位で表される。
施工管理装置２００は、入力された溝掘削用の設計面データに基づいて溝の高さＨ１を特定し、埋戻し用の設計面データに基づいて埋戻し高さＨ２を特定する。この時点では、いずれの部分領域も施工がなされていないため、施工管理装置２００は、部分領域の施工段階の進捗状況を「未着手／掘削中」と特定する（段階Ｐ１）。
【００４５】
施工段階の進捗状況が「未着手／掘削中」である部分領域を油圧ショベル１００が掘削すると、施工管理装置２００は、最下高さ記憶部２３２から当該部分領域の最下高さを取得する。部分領域の最下高さは、当該部分領域において油圧ショベル１００の刃先が現状の最下高さよりも下方を通過した場合に更新される値であり、刃先が通過した高さの値に更新される。すなわち、部分領域の最下高さとは、当該部分領域における現況地形の高さを表すものである。最下高さは、油圧ショベル１００の掘削作業中に制御装置１２５から送信される刃先位置データに基づいて、最下高さ特定部２１５が更新する。施工管理装置２００は、設計データにおける当該部分領域の溝の高さＨ１と、最下高さ記憶部２３２から取得した最下高さの計測値との差が所定の閾値以下になったときに、当該部分領域の施工段階の進捗状況を「掘削完了」と特定する（段階Ｐ２）。
【００４６】
施工段階の進捗状況が「掘削完了」となった場合、オペレータまたは他の作業者は、掘削した溝の所定位置に管Ｔを設置する。その後、オペレータの操作により油圧ショベル１００の制御装置１２５は、当該部分領域の高さを計測し、その計測値（点群データまたは刃先位置データ）を送信する。例えば、刃先位置データに係る計測値を得る場合、オペレータがバケット１１３の刃先を管Ｔに当てた状態で所定の計測ボタンを押下することで、制御装置１２５は施工管理装置２００に刃先位置データを送信する。また例えば、点群データに係る計測値を得る場合、オペレータがステレオカメラ１２２の撮影範囲に管Ｔが写る状態で所定の撮像ボタンを押下することで、制御装置１２５は施工管理装置２００にステレオカメラ１２２によって計測された点群データを送信する。施工管理装置２００は、設計データにおける当該部分領域の溝の高さＨ１に管Ｔの口径Ｈ３を加算した高さと、高さの計測値との差が所定の閾値以下である場合に、当該部分領域の施工段階の進捗状況を「設置完了／埋戻し中」と特定する（段階Ｐ３）。
【００４７】
施工段階の進捗状況が「設置完了／埋戻し中」となった場合、オペレータは、当該部分領域の埋戻しを開始する。埋戻しが完了すると、オペレータの操作により油圧ショベル１００の制御装置１２５は、当該部分領域の高さを計測し、その計測値（点群データまたは刃先位置データ）を送信する。例えば、刃先位置データに係る計測値を得る場合、オペレータがバケット１１３の刃先を管Ｔに当てた状態で所定の計測ボタンを押下することで、制御装置１２５は施工管理装置２００に刃先位置データを送信する。また例えば、点群データに係る計測値を得る場合、オペレータがステレオカメラ１２２の撮影範囲に管Ｔが写る状態で所定の撮像ボタンを押下することで、制御装置１２５は施工管理装置２００にステレオカメラ１２２によって計測された点群データを送信する。施工管理装置２００は、設計データにおける当該部分領域の溝の埋戻し高さＨ２と、高さの計測値との差が所定の閾値以下である場合に、当該部分領域の施工段階の進捗状況を「埋戻し完了」と特定する（段階Ｐ４）。
【００４８】
図６は、第１の実施形態に係る施工管理装置の初期処理を示すフローチャートである。
上記の施工管理を実現するため、施工管理装置２００は、以下の初期処理を実行する。
施工管理装置２００が管Ｔの埋設施工の進捗管理を開始すると、まず設計データ取得部２１１は、設計データ記憶部２３１から管Ｔの施工領域に係る設計データを取得する（ステップＳ１）。次に、分割部２１２は、取得した設計データが示す施工領域を、複数の部分領域に分割する（ステップＳ２）。分割部２１２による施工領域の分割方法については後述する。なお、分割部２１２による施工領域の分割は必ずしも実行される必要はなく、部分領域があらかじめ施工領域の一部の領域として定められていてもよい。
【００４９】
分割部２１２は、複数の部分領域のそれぞれにＩＤを割り当て、複数の部分領域のＩＤおよび位置を、進捗記憶部２３３に記憶させる（ステップＳ３）。次に、対象点特定部２１３は、各部分領域に内包される対象点を特定する（ステップＳ４）。対象点としては、例えば、部分領域内の任意の点、部分領域の重心、部分領域の最小外接円の中心、部分領域の最大内設円の中心などが挙げられる。
進捗特定部２１６は、初期値として各部分領域の施工段階の進捗状況を「未着手／掘削中」と特定し、当該進捗状況を各部分領域に関連付けて進捗記憶部２３３に記憶させる（ステップＳ５）。その後、進捗特定部２１６は、施工が進むに応じて後述の進捗判定処理を行い、各部分領域における施工段階の進捗状況を更新する。
【００５０】
ここでステップＳ２における施工領域の分割方法の一例について説明する。図７は、第１の実施形態に係る施工領域の分割方法を示す図である。
分割部２１２は、読み出した設計データに含まれるＴＩＮデータの外周追跡により、施工領域の外郭ポリゴンＧ１を生成する（ステップＳ２１）。次に、分割部２１２は、生成した外郭ポリゴンＧ１を複数の直方体Ｇ２に分割する（ステップＳ２２）。このとき、分割部２１２は、各直方体Ｇ２の面積が最大となるように分割を行う。これにより、外郭ポリゴンＧ１は、複数の直方体Ｇ２と、直方体どうしを接続する多角形Ｇ３とに分割される。次に、分割部２１２は、複数の直方体Ｇ２を、その長手方向（すなわち施工領域の延在方向）に一定間隔で分割することで、複数の小直方体Ｇ４を得る（ステップＳ２３）。分割部２１２は、分割された多角形Ｇ３と、複数の小直方体Ｇ４を、それぞれ部分領域とする。
【００５１】
図８は、第１の実施形態に係る施工管理装置の進捗判定処理を示すフローチャートである。
初期処理が完了すると、施工管理装置２００は、一定時間ごとに、複数の部分領域のそれぞれについて、以下の進捗判定処理を実行する。
施工管理装置２００の進捗特定部２１６は、対象となる部分領域の施工段階における進捗状況を特定する際に、進捗記憶部２３３から対象の部分領域に関連付けられた現時点での進捗状況を取得する（ステップＳ１０１）。進捗特定部２１６は、取得した進捗状況が「未着手／掘削中」であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。進捗状況が「未着手／掘削中」である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、最下高さ特定部２１５は、最下高さ記憶部２３２から当該部分領域の対象点における刃先位置の最下高さを読み出す（ステップＳ１０３）。進捗特定部２１６は、設計データにおける当該部分領域の対象点に係る溝の高さＨ１と、読み出された最下高さとの差が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。設計データにおける当該部分領域の対象点に係る溝の高さＨ１と、読み出された最下高さとの差が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、進捗特定部２１６は、進捗記憶部２３３が当該部分領域に関連付けて記憶する進捗状況を、「掘削完了」に書き換える（ステップＳ１０５）。なお、設計データにおける対象点に係る溝の高さＨ１と、読み出された最下高さとの差が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、進捗特定部２１６は、当該部分領域に係る進捗状況を「未着手／掘削中」から更新しない。
【００５２】
取得した進捗状況が「未着手／掘削中」でない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、進捗特定部２１６は、取得した進捗状況が「掘削完了」であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。進捗状況が「掘削完了」である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、計測値取得部２１４は、油圧ショベル１００の制御装置から当該部分領域に係る管Ｔの埋設高さの計測値（点群データまたは刃先位置データ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。高さの計測値を受信した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、進捗特定部２１６は、設計データにおける当該部分領域の対象点に係る溝の高さＨ１と管Ｔの径Ｈ３との和と、受信した計測値が示す対象点の高さとの差が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。設計データにおける当該部分領域の対象点に係る溝の高さＨ１と管Ｔの径Ｈ３との和と、計測値が示す管Ｔの埋設高さとの差が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、進捗特定部２１６は、進捗記憶部２３３が当該部分領域に関連付けて記憶する進捗状況を、「設置完了／埋戻し中」に書き換える（ステップＳ１０９）。
なお、設計データにおける対象点に係る溝の高さＨ１と管Ｔの径Ｈ３の和と、受信した管Ｔの埋設高さとの差が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、または管Ｔの埋設高さの計測値を受信しない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、進捗特定部２１６は、当該部分領域に係る進捗状況を「掘削完了」から更新しない。
【００５３】
取得した進捗状況が「掘削完了」でない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、進捗特定部２１６は、取得した進捗状況が「設置完了／埋戻し中」であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。進捗状況が「設置完了／埋戻し中」である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、計測値取得部２１４は、油圧ショベル１００の制御装置から当該部分領域に係る埋め戻しによる土工高さの計測値（点群データまたは刃先位置データ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。土工高さの計測値を受信した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、進捗特定部２１６は、設計データにおける当該部分領域の対象点に係る溝の埋戻し高さＨ２と、受信した計測値が示す対象点の土工高さとの差が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。設計データにおける当該部分領域の対象点に係る溝の埋戻し高さＨ２と、計測値が示す対象点の土工高さとの差が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、進捗特定部２１６は、進捗記憶部２３３が当該部分領域に関連付けて記憶する進捗状況を、「埋戻し完了」に書き換える（ステップＳ１１３）。なお、設計データにおける対象点に係る溝の埋戻し高さＨ２と、受信した計測値が示す対象点の土工高さとの差が所定の閾値より大きい場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、または土工高さの計測値を受信しない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、進捗特定部２１６は、当該部分領域に係る進捗状況を「設置完了／埋戻し中」から更新しない。
【００５４】
取得した進捗状況が「埋戻し完了」である場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、当該部分領域に係る施工が完了しているため、進捗特定部２１６は、当該部分領域に係る進捗状況の更新を行わない。
【００５５】
施工管理装置２００は、図８に示す処理を繰り返し実行することで、進捗記憶部２３３が記憶する各部分領域における施工段階の進捗状況を最新の状態に保つことができる。そして、施工管理装置２００は、ネットワークを介して外部の他のコンピュータから進捗状況の出力要求を受信すると、進捗記憶部２３３が記憶する進捗状況を表す情報を当該他のコンピュータに出力する。他のコンピュータの例としては、オペレータや管理者が所有するスマートフォン、タブレット端末、プリンタ、または事務所に設置されるＰＣなどが挙げられる。なお、上記の進捗判定処理は必ずしも必要ではない。例えば、進捗取得部２１８によって進捗を取得することができる場合には、施工管理装置２００は進捗判定処理を行わなくてもよい。具体的には、上記フローチャートにおけるステップＳ１０３〜ステップＳ１０５、ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９、およびステップＳ１１１〜ステップＳ１１３は必ずしも行われなくてよい。
【００５６】
図９は、第１の実施形態に係る施工管理装置の進捗出力処理を示すフローチャートである。
施工管理装置２００の進捗出力部２１７は、外部の他のコンピュータから進捗状況の出力要求を受信すると（ステップＳ２０１）、マップ記憶部２３４から施工現場の地形を表すマップ画像を読み出す（ステップＳ２０２）。進捗出力部２１７は、進捗記憶部２３３から各部分領域の進捗状況を読み出す（ステップＳ２０３）。進捗出力部２１７は、マップ画像のうち、各部分領域に相当する箇所を、読み出した進捗状況別に色を変える（ステップＳ２０４）。例えば、進捗出力部２１７は、マップ画像のうち「未着手／掘削中」の部分領域を赤色に、「掘削完了」の部分領域を緑色に、「設置完了／埋戻し中」の部分領域を水色に、「埋戻し完了」の部分領域を青色に変える。
そして進捗出力部２１７は、部分領域の色を変えたマップ画像を、出力要求の送信元の他のコンピュータに出力する（ステップＳ２０５）。
【００５７】
図１０は、第１の実施形態に係る施工管理装置が出力するマップ画像の例を示す図である。
進捗出力部２１７は、図１０に示すように、道路Ｓｔの下に埋設すべき管Ｔの施工領域を含むマップ画像であって、施工領域の各部分領域Ｒを、進捗状況別に異なる態様で表示するものを出力する。これにより、施工現場の管理者は、管Ｔの延在方向に沿って埋設施工の進捗を認識することができる。また、埋設施工の進捗をマップに重畳して同一画面にて出力することで、施工現場の管理者は、施工現場の位置と埋設施工の進捗との関係を正確に認識することができる。また、領域を複数の部分領域Ｒに分割した上で各部分領域Ｒの施工状況がわかるので、施工現場の管理者は、部分領域Ｒごとの進捗だけでなく、施工領域全体の進捗状況も容易に理解することができる。なお、第１の実施形態に係る部分領域Ｒの形状は矩形であるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る部分領域Ｒの形状は他の多角形であってもよいし、少なくとも一部に曲線を含んだ形状であってもよいし、面積を持たない点や線であってもよい。
【００５８】
《作用・効果》
第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、施工領域における各部分領域の施工段階における進捗状況を特定し、その進捗状況を出力する。これにより、施工現場の管理者は、施工領域全体の進捗状況を認識することができる。なお、第１の実施形態では、施工領域が管Ｔの埋設施工領域であるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る施工領域は、溝施工領域、既に形成された溝の埋め立て施工領域、道路施工領域、河川土工施工領域、側溝施工領域などの、他の施工領域であってもよい。なお、管Ｔの埋設施工領域、溝施工領域、既に形成された溝の埋め立て施工領域、道路施工領域、河川土工施工領域、側溝施工領域などの線形に延びる施工領域を線形施工領域とよんでもよい。線形施工領域は、長さに対して相対的に短い幅を有していてもよい。ここで、線形とは必ずしも直線でなくてもよく、曲線や、曲線と直線の組み合わせからなる形状であってもよい。
また、施工領域の種類に応じて、施工段階の進捗状況の名称が異なるものであってもよい。例えば道路施工の場合、進捗状況として「盛土段階」「道路面／法面成形段階」「転圧段階」「アスファルト舗装段階」を設定してもよい。
【００５９】
また、第１の実施形態に係る埋設対象物は管Ｔだが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る埋設対象物はケーブルや、管やケーブルの収容設備などの他の長尺物であってもよい。
【００６０】
また、第１の実施形態に係る施工管理装置２００が、当該溝の高さ情報を用いて施工の進捗状況を特定する。これにより、第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、進捗状況として管Ｔを設置すべき溝の掘削が完了したか否かを特定することができる。また、第１の実施形態に係る設計データは、管Ｔが設置された溝の埋戻し高さ情報を含み、施工管理装置２００は、当該埋戻し高さ情報を用いて施工の進捗状況を特定する。これにより、第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、進捗状況として管Ｔが設置された溝の埋戻しが完了したか否かを特定することができる。なお、他の実施形態において、溝を埋め戻す必要がない場合には、設計データは、溝の埋戻し高さ情報を必ずしも含まなくてもよい。また、他の実施形態に係る設計データは、必ずしも高さデータを有しなくてもよい。例えば、設計データは、施工領域の高さ方向から平面視したときの平面位置データのみからなるものであってもよい。設計データは現場座標系における緯度データ、経度データおよび高さデータから構成されてもよいし、緯度データおよび経度データから構成されてもよい。
【００６１】
第１の実施形態に係る設計データは、同一の部分領域において溝の高さ情報と溝の埋戻し高さ情報との両方を含むため、施工管理装置２００は、設計データに含まれる溝の高さ情報を用いて溝の掘削が完了したか否かを特定し、溝の掘削が完了している場合に、設計データに含まれる埋戻し高さ情報を用いて溝の埋戻しが完了したか否かを特定することで、管Ｔの埋戻し施工の進捗状況を正確に特定することができる。
【００６２】
第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、施工領域を延在方向に分割した複数の部分領域を特定し、複数の部分領域のそれぞれについて、進捗状況を特定する。これにより、施工現場の管理者は、管Ｔの延在方向に沿って埋設施工の進捗を認識することができる。特に、施工領域の幅方向に部分領域が１つだけ存在することで、管理者は進捗を容易に認識することができる。
他方、他の実施形態においては、施工管理装置２００は、施工領域を分割せずに、施工領域全体についての進捗状況のみを特定してもよいし、施工領域を幅方向に分割した複数の部分領域や、施工領域をメッシュで分割した複数の部分領域に基づいて進捗状況を特定してもよい。また、部分領域は、施工領域の一部の領域であればよく、必ずしも施工領域を分割したものに限られない。部分領域は、必ずしも施工領域に等間隔に設けられていなくてもよい。また、面を有する部分領域に代えて、面を有しない複数の管理点、例えば点や線によって施工領域の進捗状況が管理されてもよい。
なお、施工管理装置２００が進捗状況の管理に加え、土工量の管理を行う場合、施工管理装置２００が進捗状況の管理において上述の部分領域に基づく管理を行い、土工量の管理においてメッシュなどの他の管理単位に基づく管理を行ってもよい。
【００６３】
ところで、比較例に係る施工領域の施工管理においては、施工領域全体を切土領域と盛土領域とに分類し、切土領域について切土施工の進捗状況を、盛土領域について盛土施工の進捗状況を管理することが知られている。このような施工管理においては、施工領域をメッシュなどで細分した各領域における土工量の変化や状況をヒートマップ表示することで進捗確認がなされることがある。
【００６４】
一方、施工領域は、施工の完了までに複数の施工段階（埋設施工であれば、溝掘削、埋設物設置、埋め戻し等）を経ることがある。また、管や道路などの施工領域の施工は、例えば両端部のどちらかから施工が開始され、反対の端部に向かって順次施工がなされていくなど、図１０に示すように施工領域の延在方向に沿って施工がなされることがある。
そのため、上述した比較例のように施工領域をメッシュで分割し切土または盛土の土工量に基づいて行う進捗状況の表示方法を、複数の施工段階を経る施工に適用した場合、施工領域の進捗がいずれの施工段階にあるのかを認識することが困難であり、また施工領域全体の進捗を認識することも困難である。これに対し、第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、各部分領域Ｒにおいて施工段階の進捗を特定して出力することで、管理者に施工領域全体の進捗状況を一見して理解させることが可能になる。
【００６５】
第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、施工領域内の点である対象点の高さに基づいて、進捗状況を特定する。対象点が施工領域内に位置することで、埋設施工の進捗状況を正確に特定することができる。例えば、上述の比較例のように施工現場を一定間隔のメッシュで区切り、当該メッシュの各中心点を対象点とすると、施工領域の幅が当該メッシュの幅より狭い場合に、対象点どうしの間に施工領域が位置してしまい、埋設施工の進捗状況を正確に特定できない可能性がある。
【００６６】
第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、施工領域における複数の部分領域それぞれを進捗状況別に表示するマップを出力する。これにより、施工現場の管理者は、埋設施工の進捗を容易に視認することができる。なお、第１の実施形態に係るマップ画像では、部分領域の色を進捗状況別に変えるが、これに限られない。例えば他の実施形態に係るマップ画像では、部分領域の輪郭線の太さ、輪郭線の線種、点滅速度、文字による進捗状況の表示など、他の態様により部分領域を進捗状況別に異なる態様にて同一画面に表示してもよい。また、他の実施形態に係る施工管理装置２００は、必ずしも進捗状況をマップ画像に重畳しなくてよい。例えば、施工管理装置２００は、単に各部分領域と進捗状況とを関連付けた表形式、またはその他の形式にて出力してもよい。
【００６７】
第１の実施形態に係る施工管理装置２００の埋設物情報記憶部２３５は、各部分領域について、管Ｔの口径、種類および埋設高さなどを記憶する。これにより、管Ｔの埋設施工が完了した後に、その区域の掘削をする必要が生じたときに、当該埋設物情報記憶部２３５が記憶する情報を参照することで、オペレータは、埋設されている管Ｔの口径、種類および埋設高さを認識することができる。これにより、オペレータは、埋設されている管Ｔを破損しないように作業機械を運転することができる。
【００６８】
第１の実施形態に係る施工管理装置２００は、ステップＳ１０４における掘削が完了したか否かの判断、ステップＳ１０７−Ｓ１０８における管Ｔの設置が完了したか否かの判断、およびステップＳ１１１−Ｓ１１２における埋戻しが完了したか否かの判断を自動で行うが、他の実施形態ではこれに限られない。例えば、他の実施形態においては、掘削が完了したか否かの判断、管Ｔの設置が完了したか否かの判断、および埋戻しが完了したか否かの判断の少なくとも１つが、オペレータによってなされてもよい。また、この場合、オペレータは上記判断に基づいて、インタフェース２４０または他のコンピュータ３００における入力装置を用いて各部分領域の進捗状況を入力してもよい。進捗取得部２１８は、入力装置から進捗状況を取得する。進捗特定部２１６は、入力された進捗状況に基づいて部分領域における進捗状況を特定し、進捗出力部２１７は、入力された進捗状況に基づいて部分領域における進捗状況を出力する。これにより、施工管理装置２００は、制御装置１２５によって各部分領域の高さを計測できないような場合であっても、オペレータやその他作業者の判断に寄り各部分領域における施工段階における進捗状況を特定できるため、確実に進捗管理を行うことができる。
また他の実施形態においては、管Ｔの設置深さや埋戻し高さが、オペレータによって手入力されてもよい。
【００６９】
第１の実施形態においては、施工段階の進捗状況が、「未着手／掘削中」、「掘削完了」、「設置完了／埋戻し中」、および「埋戻し完了」の４つで表されるが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、「未着手／掘削中」を、「未着手」と「掘削中」とで別個に表してもよいし、「設置完了／埋戻し中」を、「設置完了」と「埋戻し中」とで別個に表してもよい。
【００７０】
また、第１の実施形態においては、施工管理装置２００が他のコンピュータ３００と別個に設けられるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る施工管理システム１では、施工管理装置２００の機能の一部または全部が他のコンピュータ３００に設けられてもよい。
【００７１】
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１…施工管理システム  １００…油圧ショベル  １２５…制御装置  １５１１…データ取得部  １５１２…ステレオ計測部  １５１３…刃先位置算出部  １５１４…計測値送信部  ２００…施工管理装置  ２１１…設計データ取得部  ２１２…分割部  ２１３…対象点特定部  ２１４…計測値取得部  ２１５…最下高さ特定部  ２１６…進捗特定部  ２１７…進捗出力部  ２１８…進捗取得部  ２３１…設計データ記憶部  ２３２…最下高さ記憶部  ２３３…進捗記憶部  ２３４…マップ記憶部  ２３５…埋設物情報記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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