(57)【要約】【課題】  装薬孔をより適切な位置に穿孔可能な穿孔ナビゲーション装置を提供する。【解決手段】  コントローラは、現在の位置及び姿勢から穿孔機で穿孔した場合に切羽に穿孔されると予測される装薬孔である予測装薬孔（３ｂ）と、穿孔が完了している装薬孔である既設装薬孔（３ｃ）との水平投影図及び垂直投影図をモニターに表示させる。【選択図】  図４
2015229830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔機と、前記穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置であって、
現在の位置及び姿勢から前記穿孔機で穿孔した場合に前記切羽に穿孔されると予測される装薬孔である予測装薬孔の位置を算出する装薬孔位置算出部と、
穿孔が完了している装薬孔である既設装薬孔の位置を検出する装薬孔位置検出部と、
前記装薬孔位置算出部で算出した前記予測装薬孔の位置、及び前記装薬孔位置検出部で検出した前記既設装薬孔の位置に基づき、前記予測装薬孔と前記既設装薬孔との水平投影図及び垂直投影図を表示する装薬孔表示部と、を備えることを特徴とする穿孔ナビゲーション装置。
【請求項２】
穿孔が計画されている装薬孔である計画孔の位置を算出する計画孔位置算出部を備え、
前記装薬孔表示部は、前記装薬孔位置算出部で算出した前記予測装薬孔の位置、前記装薬孔位置検出部で検出した前記既設装薬孔の位置、及び前記計画孔位置算出部が算出した前記計画孔の位置に基づき、前記予測装薬孔と前記既設装薬孔と前記計画孔との水平投影図及び垂直投影図を表示することを特徴とする請求項１に記載の穿孔ナビゲーション装置。
【請求項３】
穿孔機と、前記穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置であって、
現在の位置及び姿勢から前記穿孔機で穿孔した場合に前記切羽に穿孔されると予測される装薬孔である予測装薬孔の位置を算出する装薬孔位置算出部と、
穿孔が完了している装薬孔である既設装薬孔の位置を検出する装薬孔位置検出部と、
前記装薬孔位置算出部で算出した前記予測装薬孔の位置、及び前記装薬孔位置検出部で検出した前記既設装薬孔の位置に基づき、前記予測装薬孔と前記既設装薬孔との三次元図形を表示する装薬孔表示部と、を備えることを特徴とする穿孔ナビゲーション装置。
【請求項４】
穿孔が計画されている装薬孔である計画孔の位置を算出する計画孔位置算出部を備え、
前記装薬孔表示部は、前記装薬孔位置算出部で算出した前記予測装薬孔の位置、前記装薬孔位置検出部で検出した前記既設装薬孔の位置、及び前記計画孔位置算出部が算出した前記計画孔の位置に基づき、前記予測装薬孔と前記既設装薬孔と前記計画孔との三次元図形を表示することを特徴とする請求項３に記載の穿孔ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記予測装薬孔の位置と前記計画孔の位置とのずれ量が予め定められた許容値以上であるか否かを判定するずれ量判定部と、
前記ずれ量判定部が前記ずれ量が前記許容値以上であると判定した場合には、警告の提示及び前記穿孔機の穿孔動作の禁止の少なくともいずれかを行う穿孔動作抑制部と、を備えることを特徴とする請求項２または請求項４に記載の穿孔ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記既設装薬孔に関する情報を検出する装薬孔情報検出部と、
前記装薬孔情報検出部で検出した前記既設装薬孔に関する情報を記憶する装薬孔情報記憶部と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の穿孔ナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔機と、穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の穿孔ナビゲーション装置としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、予め計画された穿孔位置（以下、「計画穿孔位置」とも呼ぶ）と、ブームの関節部の作動量の検出データから予測される穿孔位置（以下、「予測穿孔位置」とも呼ぶ）とを画面上に重ねて表示する。それゆえ、オペレータは、計画穿孔位置と予測穿孔位置とを認識できる。これにより、特許文献１に記載の技術では、計画穿孔位置と同一の位置への装薬孔の穿孔作業を支援可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、特許文献１に記載の技術では、単に計画穿孔位置と予測穿孔位置とを画面上に重ねて表示するのみである。それゆえ、例えば、計画穿孔位置から装薬孔の実際の穿孔位置がずれ、穿孔位置がずれた装薬孔にあわせて、周辺の装薬孔を計画位置と異なる位置に穿孔する場合、オペレータが装薬孔を経験や勘で穿孔するしかなく、穿孔が完了した装薬孔と干渉する位置に装薬孔が穿孔されてしまう可能性があった。
【０００５】
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、装薬孔をより適切な位置に穿孔可能な穿孔ナビゲーション装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、穿孔機と、穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置であって、現在の位置及び姿勢から穿孔機で穿孔した場合に切羽に穿孔されると予測される装薬孔である予測装薬孔の位置を算出する装薬孔位置算出部と、穿孔が完了している装薬孔である既設装薬孔の位置を検出する装薬孔位置検出部と、装薬孔位置算出部で算出した予測装薬孔の位置、及び装薬孔位置検出部で検出した既設装薬孔の位置に基づき、予測装薬孔と既設装薬孔の水平投影図及び垂直投影図とを表示する装薬孔表示部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、穿孔が計画されている装薬孔である計画孔の位置を算出する計画孔位置算出部を備え、装薬孔表示部は、装薬孔位置算出部で算出した予測装薬孔の位置、装薬孔位置検出部で検出した既設装薬孔の位置、及び計画孔位置算出部が算出した計画孔の位置に基づき、予測装薬孔と既設装薬孔と計画孔との水平投影図及び垂直投影図を表示するようにしてもよい。
【０００８】
一方、本発明の他の態様は、穿孔機と、穿孔機の位置及び姿勢を変更可能なブームとを備えた穿孔装置を用いて行われる、切羽への装薬孔の穿孔作業を支援する穿孔ナビゲーション装置であって、現在の位置及び姿勢から穿孔機で穿孔した場合に切羽に穿孔されると予測される装薬孔である予測装薬孔の位置を算出する装薬孔位置算出部と、穿孔が完了している装薬孔である既設装薬孔の位置を検出する装薬孔位置検出部と、装薬孔位置算出部で算出した予測装薬孔の位置、及び装薬孔位置検出部で検出した既設装薬孔の位置に基づき、予測装薬孔と既設装薬孔との三次元図形を表示する装薬孔表示部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、穿孔が計画されている装薬孔である計画孔の位置を算出する計画孔位置算出部を備え、装薬孔表示部は、装薬孔位置算出部で算出した予測装薬孔の位置、装薬孔位置検出部で検出した既設装薬孔の位置、及び計画孔位置算出部が算出した計画孔の位置に基づき、予測装薬孔と既設装薬孔と計画孔との三次元図形を表示するようにしてもよい。
さらに、予測装薬孔の位置と計画孔の位置とのずれ量が予め定められた許容値以上であるか否かを判定するずれ量判定部と、ずれ量判定部がずれ量が許容値以上であると判定した場合には、警告の提示及び穿孔機の穿孔動作の禁止の少なくともいずれかを行う穿孔動作抑制部と、を備えるようにしてもよい。
【００１０】
また、既設装薬孔に関する情報を検出する装薬孔情報検出部と、装薬孔情報検出部で検出した既設装薬孔に関する情報を記憶する装薬孔情報記憶部と、を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、オペレータは、予測装薬孔の位置と既設装薬孔の位置とを認識できる。それゆえ、既設装薬孔との位置関係を考慮して装薬孔を穿孔できる。これにより、装薬孔をより適切な位置に穿孔することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１が搭載される穿孔装置４の概略構成を表す概念図である。
【図２】コントローラ２７が実行する穿孔支援処理を表すフローチャートである。
【図３】水平投影図及び垂直投影図の画像データを表す図である。
【図４】水平投影図及び垂直投影図の画像データを表す図である。
【図５】変形例に係る穿孔支援処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る穿孔ナビゲーション装置１の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、芯抜き発破を行うための装薬孔３の穿孔作業を支援するための装置である。芯抜き発破としては、例えば、切羽に数本の装薬孔３を集中的に穿孔し、爆破により楔形の自由面を形成するＶカットがある。
（構成）
図１に示すように、穿孔ナビゲーション装置１は、切羽２に対し、爆薬装填用の装薬孔３を穿孔するための作業用車両（以下、「穿孔装置４」とも呼ぶ）に搭載される。穿孔装置４としては、例えば、ドリルジャンボ（商標）を採用することができる。
【００１４】
穿孔装置４は、移動台車５と、移動台車５上に取り付けられたブーム６と、ブーム６に取り付けられて穿孔機７を搭載するガイドセル８と、を備える。
ブーム６は、ブーム６を水平方向に揺動させるブームスイング９と、ブーム６を前後に進退動させるブームスライド１０と、ガイドセル８を水平方向に揺動させるガイドスイング１１と、ガイドセル８を垂直方向に揺動させるガイドチルト１２と、ガイドセル８を前後に進退動させるガイドスライド１３と、を備える。これにより、ブーム６は、穿孔装置４のオペレータの操作に応じて、穿孔機７の位置及び姿勢を変更可能となっている。
【００１５】
穿孔機７は、先端部に穿孔用ビットが設けられた穿孔ロッド１４と、穿孔ロッド１４の後端部に打撃を付与するドリフタ１５と、を備える。また、穿孔機７には、穿孔機７を前後（穿孔ロッド１４の軸方向）に進退動させるフィーダ１６が配置される。これにより、穿孔機７は、オペレータの操作に応じて、穿孔ロッド１４の後端部にドリフタ１５で打撃を付与し、且つ、前方向に移動することで、切羽２に装薬孔３を穿孔可能となっている。
【００１６】
これにより、オペレータは、穿孔装置４を操作し、穿孔ロッド１４の先端を切羽２に押し当てる動作と、穿孔ロッド１４の後端部に打撃を付与すると共に穿孔機７を前方向に移動させる動作とを繰り返すことで、切羽２に複数の装薬孔３を穿孔可能となっている。
穿孔ナビゲーション装置１は、水平角検出部１７、１８と、垂直角検出部１９と、進退量検出部２０、２１と、ナビ装置作動スイッチ２２と、芯抜きモード切替スイッチ２３と、穿孔状態検出部２４と、装薬孔情報記憶部２５と、モニター２６と、コントローラ２７と、を備える。
【００１７】
水平角検出部１７は、ブームスイング９に配置され、ブーム６の水平方向への揺動角を検出する。そして、水平角検出部１７は、検出結果をコントローラ２７に出力する。水平角検出部１８は、ガイドスイング１１に配置され、ガイドセル８の水平方向への揺動角を検出する。そして、水平角検出部１８は、検出結果をコントローラ２７に出力する。
垂直角検出部１９は、ガイドチルト１２に配置され、ガイドセル８の垂直方向への揺動角を検出する。そして、垂直角検出部１９は、検出結果をコントローラ２７に出力する。
【００１８】
進退量検出部２０は、ブームスライド１０に配置され、ブーム６の前後方向への進退量を検出する。そして、進退量検出部２０は、検出結果をコントローラ２７に出力する。進退量検出部２１は、フィーダ１６に配置され、ガイドセル８の前後方向への進退量を検出する。そして、進退量検出部２１は、検出結果をコントローラ２７に出力する。
ナビ装置作動スイッチ２２は、穿孔ナビゲーション装置１の作動開始時にオペレータに押圧させるスイッチである。そして、ナビ装置作動スイッチ２２は、オペレータが押圧すると、穿孔ナビゲーション装置１の作動開始信号をコントローラ２７に出力する。
【００１９】
芯抜きモード切替スイッチ２３は、芯抜き発破を行うための装薬孔３の穿孔作業の開始時にオペレータに押圧させるスイッチである。そして、芯抜きモード切替スイッチ２３は、オペレータが押圧すると、芯抜きモード開始信号をコントローラ２７に出力する。
穿孔状態検出部２４は、穿孔機７（ドリフタ１５）に配置され、穿孔機７（ドリフタ１５）が動作しているか否か、つまり、切羽２に装薬孔３の穿孔が行われているか否かを検出する。そして、穿孔状態検出部２４は、検出結果をコントローラ２７に出力する。
【００２０】
装薬孔情報記憶部２５は、穿孔が完了している装薬孔３（後述する既設装薬孔３ｃ）に関する情報（例えば、既設装薬孔３ｃの位置、穿孔開始位置、穿孔さし角、及び穿孔長）を記憶する。穿孔開始位置としては、例えば、切羽面における装薬孔３の位置がある。穿孔さし角としては、例えば、切羽面に対して装薬孔３の穿孔方向がなす角がある。
モニター２６は、オペレータから視認可能な位置に配置され、コントローラ２７が生成した画像データ（後述する水平投影図と垂直投影図との画像データ）を表示する。
【００２１】
コントローラ２７は、Ａ/Ｄ(Analog to Digital)変換回路、Ｄ/Ａ(Digital to Analog)変換回路、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及びＲＡＭ(Random Access Memory)等から構成した集積回路を備える。ＲＯＭは、各種処理を実現するプログラムを記憶している。ＣＰＵは、ＲＯＭが記憶しているプログラムに従って各種処理を実行する。ＣＰＵは、ナビ装置作動スイッチ２２が穿孔ナビゲーション装置１の作動開始信号を出力すると、ＲＯＭが記憶しているプログラムに従って穿孔支援処理を実行する。穿孔支援処理では、ＣＰＵは、水平角検出部１７、１８と、垂直角検出部１９と、進退量検出部２０、２１と、ナビ装置作動スイッチ２２と、芯抜きモード切替スイッチ２３と、穿孔状態検出部２４とが出力した検出結果に基づき切羽２への装薬孔３の穿孔作業を支援するための画像をモニター２６に表示する。また、ＣＰＵは、既設装薬孔３ｃに関する情報（既設装薬孔３ｃの位置、穿孔開始位置、穿孔さし角、及び穿孔長の少なくともいずれか）を検出し、検出した既設装薬孔３ｃに関する情報を装薬孔情報記憶部２５に記憶する。
【００２２】
（穿孔支援処理）
次に、コントローラ２７が実行する穿孔支援処理について図面を参照して説明する。
図２に示すように、まずステップＳ１０１では、コントローラ２７は、切羽２の穿孔パターンを設定する。穿孔パターンとしては、例えば、切羽２に穿孔する、予め計画された複数の装薬孔３（以下、「計画孔３ａ」とも呼ぶ）それぞれの穿孔開始位置、穿孔さし角、及び穿孔長を表すものがある。穿孔パターンの設定方法としては、例えば、予め定められた複数の候補のうちから、切羽２の硬さや性状等を基に選択する方法がある。
【００２３】
続いてステップＳ１０２に移行して、コントローラ２７は、芯抜きモード切替スイッチ２３が押圧されるまで待機する。具体的には、コントローラ２７は、芯抜きモード切替スイッチ２３が芯抜きモード開始信号を出力するまで待機し、芯抜きモード切替スイッチ２３が芯抜きモード開始信号が出力すると、ステップＳ１０３に移行する。
ステップＳ１０３では、コントローラ２７は、水平角検出部１７、１８、垂直角検出部１９、及び進退量検出部２０、２１が出力した検出結果を取得する。続いて、コントローラ２７は、取得した検出結果に基づき、穿孔機７の位置及び姿勢を検出する。
【００２４】
続いてステップＳ１０４に移行して、コントローラ２７は、ステップＳ１０３で検出した穿孔機７の位置及び姿勢から穿孔機７で穿孔した場合に切羽２に穿孔されると予測される装薬孔３（以下、「予測装薬孔３ｂ」とも呼ぶ）の位置を算出する。予測装薬孔３ｂの位置は、穿孔対象となる切羽２に対して、予め定められた三次元座標系（以下、「基準座標系」とも呼ぶ）の座標として表す。具体的には、コントローラ２７は、穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、穿孔ロッド１４の位置及び姿勢を算出する。続いて、コントローラ２７は、算出した穿孔ロッド１４の位置及び姿勢に基づき、穿孔ロッド１４の延長線を中心軸とし、切羽面の位置を開口部とし、予め定められた直径（例えば、４５[mm]）及び穿孔長（例えば、１〜３[m]）を有する円柱孔の内部空間の位置を算出する。続いて、コントローラ２７は、算出した位置を予測装薬孔３ｂの位置として設定する。
【００２５】
なお、本実施形態では、予測装薬孔３ｂの内部空間の位置を予測装薬孔３ｂの位置として算出する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、予測装薬孔３ｂの中心線（中心軸）の位置を予測装薬孔３ｂの位置として算出する構成としてもよい。
続いてステップＳ１０５に移行して、コントローラ２７は、ステップＳ１０１で設定した計画孔３ａの穿孔開始位置、穿孔さし角、及び穿孔長に基づき、計画孔３ａの位置を算出する。計画孔３ａの位置は、基準座標系の座標として表す。具体的には、コントローラ２７は、穿孔開始位置を通り穿孔さし角と平行に延びている直線を中心軸とし、穿孔開始位置を開口部とし、開口部から中心軸に沿って切羽２内に穿孔長だけ進んだ位置を底部とし、予め定められた直径（４５[mm]）を有する円柱孔の内部空間の位置を算出する。続いて、コントローラ２７は、算出した位置を計画孔３ａの位置として設定する。
【００２６】
なお、本実施形態では、計画孔３ａの内部空間の位置を計画孔３ａの位置として算出する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、計画孔３ａの中心線の位置（中心軸）を計画孔３ａの位置として算出する構成としてもよい。
続いてステップＳ１０６に移行して、コントローラ２７は、穿孔が完了している装薬孔３（以下、「既設装薬孔３ｃ」とも呼ぶ）があるか否かを判定する。具体的には、コントローラ２７は、装薬孔情報記憶部２５に、現在穿孔対象となっている切羽２の既設装薬孔３ｃの位置が記憶されているか否かを判定する。そして、コントローラ２７は、記憶されていないと判定した場合には（Ｎｏ）、既設装薬孔３ｃがないと判定し、ステップＳ１０７に移行する。一方、コントローラ２７は、記憶されていると判定した場合には（Ｙｅｓ）、既設装薬孔３ｃがあると判定し、ステップＳ１０８に移行する。
【００２７】
ステップＳ１０７では、コントローラ２７は、ステップＳ１０４で算出した予測装薬孔３ｂの位置、及びステップＳ１０５で算出した計画孔３ａの位置に基づき、図３に示すように、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図の画像データを生成する。図３では、水平投影図が左側に配置され、垂直投影図が右側に配置されている。水平投影図としては、例えば、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとを基準座標系上に描画して得られる三次元図形を上方から見た図がある。垂直投影図としては、例えば、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとを基準座標系上に描画して得られる三次元図形を切羽２側方から見た図（切羽面と直交する垂直面に投影した図）がある。水平投影図と垂直投影図とには、複数の計画孔３ａのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い計画孔３ａのみを表す。予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い計画孔３ａとしては、例えば、予測装薬孔３ｂに最も近い計画孔３ａや、予測装薬孔３ｂから設定距離内にある計画孔３ａを採用する。
【００２８】
画像データには、水平投影図及び垂直投影図に加え、切羽面と、計画孔３ａの位置と予測装薬孔３ｂの位置との水平方向及び垂直方向へのずれ量と、予測装薬孔３ｂの穿孔さし角とを表示する。また、画像データには、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとを互いに異なる色で表示する。例えば、予測装薬孔３ｂを赤色、計画孔３ａを青色とする。
続いて、コントローラ２７は、生成した画像データをモニター２６に表示させた後、ステップＳ１０９に移行する。これにより、モニター２６は、図３に示すように、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図を表示する。
【００２９】
これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とを認識できる。それゆえ、計画孔３ａの位置と同一の位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。
一方、ステップＳ１０８では、コントローラ２７は、ステップＳ１０４で算出した予測装薬孔３ｂの位置、装薬孔情報記憶部２５が記憶している既設装薬孔３ｃの位置、及びステップＳ１０５で算出した計画孔３ａの位置に基づき、図４に示すように、予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図の画像データを生成する。図４では、水平投影図が左側に配置され、垂直投影図が右側に配置されている。水平投影図と垂直投影図とには、複数の計画孔３ａのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い計画孔３ａのみを表す。また、装薬孔情報記憶部２５が記憶している既設装薬孔３ｃのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い既設装薬孔３ｃのみを表す。予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い既設装薬孔３ｃとしては、例えば、予測装薬孔３ｂに最も近い既設装薬孔３ｃや、予測装薬孔３ｂから設定距離内にある既設装薬孔３ｃを採用する。
【００３０】
画像データには、予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図に加え、切羽面と、既設装薬孔３ｃの位置と予測装薬孔３ｂの位置との水平方向及び垂直方向へのずれ量と、予測装薬孔３ｂの穿孔さし角とを表示する。また、画像データには、計画孔３ａと予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃとを互いに異なる色で表示する。例えば、計画孔３ａを青色、予測装薬孔３ｂを赤色、既設装薬孔３ｃを緑色とする。
【００３１】
続いて、コントローラ２７は、生成した画像データをモニター２６に表示させた後、ステップＳ１０９に移行する。これにより、モニター２６は、図４に示すように、予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図を表示する。
これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と既設装薬孔３ｃの位置とを認識できる。それゆえ、既設装薬孔３ｃと干渉しない位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。
【００３２】
ステップＳ１０９では、コントローラ２７は、計画孔３ａの位置と予測装薬孔３ｂの位置とのずれ量が予め定められた許容値以上であるか否かを判定する。ずれ量としては、例えば、計画孔３ａと予測装薬孔３ｂとの穿孔開始位置の差や、穿孔さし角の差がある。そして、コントローラ２７は、ずれ量が許容値以上であると判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０に移行する。一方、コントローラ２７は、ずれ量が許容値未満であると判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１１に移行する。
【００３３】
ステップＳ１１０では、コントローラ２７は、穿孔機７の穿孔動作を禁止するインターロック機能を作動させる信号（以下、「インターロック作動信号」とも呼ぶ）を穿孔装置４に出力した後、ステップＳ１０３に戻る。穿孔装置４は、インターロック作動信号が出力されると、穿孔機７（ドリフタ１５）の穿孔動作を禁止する。これにより、計画孔３ａからずれた位置に装薬孔３が穿孔されることを抑制できる。
【００３４】
なお、本実施形態では、計画孔３ａの位置と予測装薬孔３ｂの位置とのずれ量が許容値以上であると判定した場合に、穿孔機７の穿孔動作を禁止する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、計画孔３ａの位置と予測装薬孔３ｂの位置とのずれ量が許容値以上であると判定した場合に、警告の提示を行う構成としてもよい。警告としては、例えば、ずれ量が許容値以上であることを報知するものがある。
【００３５】
ステップＳ１１１では、コントローラ２７は、インターロック機能を解除させる信号（以下、「インターロック解除信号」とも呼ぶ）を穿孔装置４に出力する。穿孔装置４は、インターロック解除信号が出力されると、穿孔機７の穿孔動作を許可する。
ステップＳ１１２では、コントローラ２７は、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始したか否かを判定する。具体的には、コントローラ２７は、穿孔状態検出部２４が出力した検出結果に基づき、穿孔機７が穿孔動作を行っているか否かを判定する。そして、コントローラ２７は、穿孔機７が穿孔動作を行っていると判定した場合には（Ｙｅｓ）、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始したと判定し、ステップＳ１１３に移行する。一方、コントローラ２７は、穿孔機７が穿孔動作を行っていないと判定した場合には（Ｎｏ）、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始していないと判定し、ステップＳ１０９に戻る。
【００３６】
ステップＳ１１３では、コントローラ２７は、水平角検出部１７、１８、垂直角検出部１９、及び進退量検出部２０、２１が出力した検出結果に基づき、穿孔機７の位置及び姿勢を検出する。続いて、コントローラ２７は、検出した穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、穿孔を開始した装薬孔３の穿孔開始位置（穿孔用ビットの位置）及び穿孔さし角（穿孔ロッド１４の角度）を算出する。続いて、コントローラ２７は、算出した穿孔開始位置（穿孔用ビットの位置）及び穿孔さし角（穿孔ロッド１４の角度）を装薬孔情報記憶部２５に記憶する。これにより、装薬孔情報記憶部２５には、装薬孔３の穿孔が開始されるたびに、実際に穿孔した装薬孔３の穿孔開始位置及び穿孔さし角が記憶される。
【００３７】
続いてステップＳ１１４に移行して、コントローラ２７は、進退量検出部２１が出力する進退量、並びにステップＳ１１３で記憶した穿孔開始位置及び穿孔さし角に基づいて、穿孔中の装薬孔３の位置を算出する。続いて、コントローラ２７は、算出した穿孔中の装薬孔３の位置、ステップＳ１０５で算出した計画孔３ａの位置、及び装薬孔情報記憶部２５が記憶している既設装薬孔３ｃの位置に基づき、穿孔中の装薬孔３と計画孔３ａと既設装薬孔３ｃとの水平投影図及び垂直投影図の画像データを生成する。なお、コントローラ２７は、現在穿孔対象となっている切羽２の既設装薬孔３ｃの位置を装薬孔情報記憶部２５が記憶していない場合（未だ装薬孔３が穿孔されていない場合）には、水平投影図及び垂直投影図の画像データから既設装薬孔３ｃを省略する。続いて、コントローラ２７は、生成した画像データをモニター２６に表示させる。これにより、モニター２６は、穿孔中の装薬孔３と計画孔３ａと既設装薬孔３ｃとの水平投影図及び垂直投影図を表示する。
【００３８】
これにより、オペレータは、穿孔中の装薬孔３の位置と既設装薬孔３ｃの位置とを認識できる。それゆえ、既設装薬孔３ｃと干渉しない位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。
続いてステップＳ１１５に移行して、コントローラ２７は、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を終了したか否かを判定する。具体的には、コントローラ２７は、穿孔状態検出部２４が出力した検出結果に基づき、穿孔機７が穿孔動作を行っていないか否かを判定する。そして、コントローラ２７は、穿孔機７が穿孔動作を行っていないと判定した場合には（Ｙｅｓ）穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を終了したと判定し、ステップＳ１１６に移行する。一方、コントローラ２７は、穿孔機７が穿孔動作を行っていると判定した場合には（Ｎｏ）穿孔装置４が穿孔動作を終了していないと判定し、ステップＳ１１４に戻る。
【００３９】
ステップＳ１１６では、コントローラ２７は、水平角検出部１７、１８、垂直角検出部１９、及び進退量検出部２０、２１が出力した検出結果に基づき、穿孔機７の位置及び姿勢を検出する。続いて、コントローラ２７は、検出した穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、穿孔を終了した装薬孔３（既設装薬孔３ｃ）の穿孔終了位置（穿孔用ビットの位置）及び穿孔さし角（穿孔ロッド１４の角度）を算出する。続いて、コントローラ２７は、既設装薬孔３ｃの穿孔終了位置及び穿孔さし角に基づき、既設装薬孔３ｃの位置を算出する。既設装薬孔３ｃの位置は、基準座標系の座標として表す。
【００４０】
具体的には、コントローラ２７は、穿孔終了位置を通り穿孔さし角と平行に延びている直線を中心軸とし、穿孔終了位置を底部とし、切羽面の位置を開口部とし、予め定められた直径（４５[mm]）を有する円柱孔の内部空間の位置を算出する。続いて、コントローラ２７は、算出した既設装薬孔３ｃの位置を装薬孔情報記憶部２５に記憶する。
続いて、コントローラ２７は、進退量検出部２１が出力した進退量を、既設装薬孔３ｃの穿孔長として装薬孔情報記憶部２５に記憶させた後、ステップＳ１０３に戻る。
【００４１】
なお、本実施形態では、既設装薬孔３ｃの内部空間の位置を既設装薬孔３ｃの位置として算出する例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、既設装薬孔３ｃ中心線の位置（中心軸）を既設装薬孔３ｃ位置として算出する構成としてもよい。
また、本実施形態では、穿孔終了時の穿孔機７の位置及び姿勢に基づき既設装薬孔３ｃの位置を算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、穿孔開始時から穿孔終了時までの間の穿孔用ビットの位置を逐次検出し、検出した穿孔用ビットの時系列データから既設装薬孔３ｃの位置を算出する構成としてもよい。
【００４２】
（動作その他）
次に、穿孔ナビゲーション装置１の動作について図面を参照して説明する。
まず、オペレータが、穿孔ナビゲーション装置１の動作スイッチをオン状態にしたとする。すると、コントローラ２７が、切羽２の穿孔パターンを設定する（図２のステップＳ１０１）。また、オペレータが、芯抜き発破のための装薬孔３の穿孔を行うために、芯抜きモード切替スイッチ２３を押圧したとする。すると、コントローラ２７が、芯抜きモード切替スイッチ２３が押圧されたと判定する（図２のステップＳ１０２）。
【００４３】
続いて、コントローラ２７が、穿孔機７の位置及び姿勢に基づき、予測装薬孔３ｂの位置を算出する（図２のステップＳ１０３、Ｓ１０４）。続いて、コントローラ２７が、穿孔パターンが表す計画孔３ａの穿孔開始位置、穿孔さし角及び穿孔長に基づき、計画孔３ａの位置を算出する（図２のステップＳ１０５）。続いて、コントローラ２７が、既設装薬孔３ｃがないと判定し（図２のステップＳ１０６「Ｎｏ」）、算出した予測装薬孔３ｂの位置、及び設定した計画孔３ａの位置に基づき、図３に示すように、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図の画像データを生成する（図２のステップＳ１０７）。続いて、コントローラ２７が、生成した画像データをモニター２６に表示させる。
【００４４】
このように、本実施形態では、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図を表示させる。それゆえ、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とを認識できる。それゆえ、計画孔３ａの位置と同一の位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔することができる。
ここで、オペレータが、穿孔装置４を操作し、穿孔機７の位置及び姿勢を変更したとする。すると、コントローラ２７が、変更後の位置及び姿勢に基づき、予測装薬孔３ｂの位置を変更する（図２のステップＳ１０３、Ｓ１０４）。そして、コントローラ２７が、変更後の予測装薬孔３ｂの位置及び計画孔３ａの位置に基づき、変更後の予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図の画像データを生成する（図２のステップＳ１０７）。これにより、モニター２６の表示内は、穿孔機７の位置及び姿勢が変更されるたび、変更後の予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図に変更される。
【００４５】
また、計画孔３ａの位置と予測装薬孔３ｂの位置とが一致したとする。すると、コントローラ２７が、計画孔３ａの位置と予測装薬孔３ｂの位置とのずれ量が予め定められた許容値未満であると判定する（図２のステップＳ１０９「Ｎｏ」）。続いて、コントローラ２７が、インターロック解除信号を穿孔装置４に出力する（図２のステップＳ１１１）。これにより、穿孔装置４が、穿孔機７（ドリフタ１５）の穿孔動作を許可する。
【００４６】
ここで、オペレータが、穿孔装置４を操作し、穿孔機７（ドリフタ１５）の穿孔動作を開始し、穿孔装置４から穿孔開始信号が出力されたとする。すると、コントローラ２７が、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を開始したと判定する（図２のステップＳ１１２「Ｙｅｓ」）。続いて、コントローラ２７が、穿孔を開始した装薬孔３の穿孔開始位置（穿孔用ビットの位置）及び穿孔さし角（穿孔ロッド１４の角度）を算出し、算出した穿孔開始位置及び穿孔さし角を装薬孔情報記憶部２５に記憶する（図２のステップＳ１１３）。
【００４７】
このように、本実施形態では、装薬孔３の穿孔が開始されたと判定すると、穿孔が開始された装薬孔３の穿孔開始位置及び穿孔さし角を装薬孔情報記憶部２５に記憶する。それゆえ、実際にオペレータが穿孔した装薬孔３の穿孔開始位置及び穿孔さし角のデータを蓄積できる。これにより、例えば、熟練オペレータのノウハウを蓄積することができる。また、既設装薬孔３ｃの検証を行うためのデータを蓄積することができる。
【００４８】
ここで、オペレータが、穿孔装置４を操作し、穿孔機７（ドリフタ１５）の穿孔動作を停止し、穿孔装置４から穿孔終了信号が出力されたとする。すると、コントローラ２７が、穿孔装置４が装薬孔３の穿孔を終了したと判定する（図２のステップＳ１１５「Ｙｅｓ」）。続いて、コントローラ２７が、穿孔を終了した装薬孔３（既設装薬孔３ｃ）の穿孔終了位置（穿孔用ビットの位置）及び穿孔さし角（穿孔ロッド１４の角度）を算出し、算出した穿孔終了位置及び穿孔さし角に基づき、既設装薬孔３ｃの位置を算出する（図２のステップＳ１１６）。続いて、コントローラ２７は、既設装薬孔３ｃの位置及び穿孔長を装薬孔情報記憶部２５に記憶させる（図２のステップＳ１１６）。
【００４９】
このように、本実施形態では、装薬孔３の穿孔が終了されたと判定すると、穿孔が終了された装薬孔３の穿孔終了位置及び穿孔さし角を装薬孔情報記憶部２５に記憶する。それゆえ、実際にオペレータが穿孔した装薬孔３の穿孔終了位置及び穿孔さし角のデータを蓄積できる。これにより、例えば、熟練オペレータのノウハウを蓄積することができる。また、既設装薬孔３ｃの検証を行うためのデータを蓄積することができる。
【００５０】
これにより、切羽２には、芯抜き発破のための装薬孔３が１つ穿孔される。
続いて、オペレータが、切羽２に２つ目の装薬孔３を穿孔するために、穿孔装置４を操作し、穿孔機７の位置及び姿勢を変更したとする。すると、コントローラ２７が、変更後の穿孔ロッド１４の位置に基づき、予測装薬孔３ｂの位置を変更する（図２のステップＳ１０３、Ｓ１０４）。続いて、コントローラ２７が、変更後の予測装薬孔３ｂの位置、装薬孔情報記憶部２５に記憶されている既設装薬孔３ｃの位置、及び設定した計画孔３ａの位置に基づき、変更後の予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃ（１つ目の装薬孔３）と計画孔３ａとの水平投影図及び垂直投影図の画像データを生成する（図２のステップＳ１０８）。続いて、コントローラ２７が、生成した画像データをモニター２６に表示させる。
【００５１】
このように、本実施形態では、予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃとの水平投影図及び垂直投影図を表示させる。それゆえ、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と既設装薬孔３ｃの位置とを認識できる。それゆえ、既設装薬孔３ｃとの位置関係を考慮して装薬孔３を穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔することができる。
本実施形態では、図１の穿孔機７が穿孔機を構成する。以下同様に、図１のブーム６がブームを構成する。また、図２のステップＳ１０４が装薬孔位置算出部を構成する。さらに、図２のステップＳ１１６が装薬孔位置検出部を構成する。また、図１のモニター２６、図２のステップＳ１０７、Ｓ１０８が装薬孔表示部を構成する。さらに、図２のステップＳ１０５が計画位置算出部を構成する。また、図２のステップＳ１０９がずれ量判定部を構成する。さらに、図２のステップＳ１１０が穿孔動作抑制部を構成する。また、図２のステップＳ１１３、Ｓ１１６が装薬孔情報検出部を構成する。さらに、図１の装薬孔情報記憶部２５が装薬孔情報記憶部を構成する。
【００５２】
（本実施形態の効果）
本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、次のような効果を奏する。
（１）本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２７は、現在の位置及び姿勢から穿孔機７で穿孔した場合に切羽２に穿孔されると予測される装薬孔３（予測装薬孔３ｂ）と、穿孔が完了している装薬孔３（既設装薬孔３ｃ）との水平投影図及び垂直投影図をモニター２６に表示させる。
これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と既設装薬孔３ｃの位置とを認識できる。それゆえ、既設装薬孔３ｃとの位置関係を考慮して装薬孔３を穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔することができる。
【００５３】
（２）本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２７は、予測装薬孔３ｂと、既設装薬孔３ｃと、穿孔が計画されている装薬孔３（計画孔３ａ）との水平投影図及び垂直投影図をモニター２６に表示させる。
これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とを認識できる。それゆえ、計画孔３ａの位置と同一の位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。
【００５４】
（３）本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２７は、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とのずれ量が許容値以上であるか否かを判定する。そして、コントローラ２７は、許容値以上であると判定した場合には、警告の提示及び穿孔機７の穿孔動作の禁止の少なくともいずれかを行う。
これにより、警告の提示や穿孔機７の穿孔動作の禁止を行うため、計画孔３ａからずれた位置に装薬孔３が穿孔されることを抑制できる。
【００５５】
（４）本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２７は、既設装薬孔３ｃに関する情報（既設装薬孔３ｃの位置、穿孔開始位置、穿孔さし角、及び穿孔長の少なくともいずれか）を検出する。続いて、コントローラ２７は、検出した既設装薬孔３ｃに関する情報を装薬孔情報記憶部２５に記憶させる。
これにより、実際にオペレータが穿孔した装薬孔３に関する情報を蓄積できる。そのため、熟練オペレータのノウハウを蓄積することができる。また、既設装薬孔３ｃの検証を行うためのデータを蓄積することができる。
【００５６】
（変形例）
なお、本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１は、水平透視図及び垂直透視図に代えて、三次元図形を表示する構成としてもよい。三次元図形としては、例えば、予測装薬孔３ｂ等を基準座標系上（切羽２に対して、予め定められた三次元座標上）に描画して得られる図形がある。具体的には、図５に示すように、図２のステップＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１４に代えて、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３を設けてもよい。
【００５７】
ステップＳ２０１では、コントローラ２７は、ステップＳ１０４で算出した予測装薬孔３ｂの位置、及びステップＳ１０５で算出した計画孔３ａの位置に基づき、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの三次元図形の画像データを生成する。三次元図形には、複数の計画孔３ａのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い計画孔３ａ（例えば、最も近い計画孔３ａ）のみを表す。また、三次元図形は、オペレータの操作に応じて表示図形に対する視点（例えば、回転、移動）を変更可能とする。続いて、コントローラ２７は、生成した画像データをモニター２６に表示させた後、ステップＳ１０９に移行する。これにより、モニター２６は、予測装薬孔３ｂと計画孔３ａとの三次元図形を表示する。
【００５８】
ステップＳ２０２では、コントローラ２７は、ステップＳ１０４で算出した予測装薬孔３ｂの位置、装薬孔情報記憶部２５が記憶している既設装薬孔３ｃの位置、及びステップＳ１０５で算出した計画孔３ａの位置に基づき、予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃと計画孔３ａとの三次元図形の画像データを生成する。三次元図形には、複数の計画孔３ａのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い計画孔３ａのみを表す。また、既設装薬孔３ｃのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い既設装薬孔３ｃのみを表す。続いて、コントローラ２７は、生成した画像データをモニター２６に表示させた後、ステップＳ１０９に移行する。これにより、モニター２６は、予測装薬孔３ｂと既設装薬孔３ｃと計画孔３ａとの三次元図形を表示する。
【００５９】
ステップＳ２０３では、コントローラ２７は、進退量検出部２１が出力する進退量、並びにステップＳ１１３で記憶した穿孔開始位置及び穿孔さし角に基づいて、穿孔中の装薬孔３の位置を算出する。続いて、コントローラ２７は、算出した穿孔中の装薬孔３の位置、ステップＳ１０５で算出した計画孔３ａの位置、及び装薬孔情報記憶部２５が記憶している既設装薬孔３ｃの位置に基づき、穿孔中の装薬孔３と計画孔３ａと既設装薬孔３ｃとの三次元図形の画像データを生成する。三次元図形には、複数の計画孔３ａのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い計画孔３ａのみを表す。また、既設装薬孔３ｃのうち、予測装薬孔３ｂと干渉する可能性の高い既設装薬孔３ｃのみを表す。続いて、コントローラ２７は、生成した画像データをモニター２６に表示させる。これにより、モニター２６は、穿孔中の装薬孔３と計画孔３ａと既設装薬孔３ｃとの三次元図形を表示する。
【００６０】
なお、その他の構成は本実施形態と同様である。
本変形例では、図１の穿孔機７が穿孔機を構成する。以下同様に、図１のブーム６がブームを構成する。また、図５のステップＳ１０４が装薬孔位置算出部を構成する。さらに、図５のステップＳ１１６が装薬孔位置検出部を構成する。また、図１のモニター２６、図５のステップＳ２０１、Ｓ２０２が装薬孔表示部を構成する。さらに、図５のステップＳ１０５が計画位置算出部を構成する。
【００６１】
（本変形例の効果）
本変形例に係る穿孔ナビゲーション装置１は、本実施形態に係る穿孔ナビゲーション装置１の効果（３）、（４）に加え、次のような効果を奏する。
（１）本変形例に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２７は、現在の位置及び姿勢から穿孔機７で穿孔した場合に切羽２に穿孔されると予測される装薬孔３（予測装薬孔３ｂ）と、穿孔が完了している装薬孔３（既設装薬孔３ｃ）との三次元図形をモニター２６に表示させる。
これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と既設装薬孔３ｃの位置とを認識できる。それゆえ、既設装薬孔３ｃとの位置関係を考慮して装薬孔３を穿孔できる。これにより、装薬孔３をより適切な位置に穿孔することができる。
【００６２】
（２）本変形例に係る穿孔ナビゲーション装置１によれば、コントローラ２７は、予測装薬孔３ｂと、既設装薬孔３ｃと、穿孔が計画されている装薬孔３（計画孔３ａ）との三次元図形をモニター２６に表示させる。
これにより、オペレータは、予測装薬孔３ｂの位置と計画孔３ａの位置とを認識できる。それゆえ、計画孔３ａの位置と同一の位置に装薬孔３を容易に穿孔できる。
【符号の説明】
【００６３】
６    ブーム
７    穿孔機
２５  装薬孔情報検出部
２６  モニター
２７  コントローラ
【図１】
2015229830.tif 000003
【図２】
2015229830.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015229830.tif 000006
【図５】
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