(57)【要約】【課題】埋設物の深さ位置も含む３次元的な位置を参照することによって建設機械の作業機と埋設物との距離を算出しているため、埋設物の位置を正確に検知し、建設機械による掘削作業中の埋設物の破損を適確に防止する。【解決手段】埋設物検出装置が、建設機械の周囲に存在する埋設物の確認要求に応じて作業機の３次元位置情報を計算して管理装置へ送信し、管理装置が、埋設物検出装置から送信されてくる作業機の３次元位置情報に応じて埋設物情報の検索を行い、作業機から所定の範囲内に埋設物が存在する場合、該当する埋設物情報を埋設物検出装置へ送信し、埋設物検出装置が、埋設物情報を管理装置から受信した場合、作業機の３次元位置情報を計算し、この３次元位置情報と埋設物情報とをもとに作業機から所定範囲内に埋設物が存在するか否かを判定し、埋設物が存在すると判定した場合、前記作業機の稼動を停止する作業機停止指令を生成して出力する。【選択図】        図１
2008216143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機能を有する作業機を備えた建設機械に搭載され、物体の位置を測位する測位手段から送信されてくる前記建設機械の位置情報を取得可能であるとともに、地中に埋設された埋設物情報を記憶する管理装置と通信接続され、前記建設機械の周囲に存在する埋設物を検出する埋設物検出装置であって、
前記建設機械の周囲に存在する埋設物の確認要求に応じて前記作業機の３次元位置情報を計算する一方、前記管理装置から埋設物情報を受信後に前記作業機の３次元位置情報を計算する位置計算手段と、
前記管理装置から受信した埋設物情報および前記埋設物情報を受信後に前記位置計算手段が計算した前記作業機の３次元位置情報をもとに前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在するか否かを判定する埋設物有無判定手段と、
前記埋設物有無判定手段が前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在すると判定した場合、前記作業機の稼動を停止させる作業機停止指令を生成して出力する作業機停止指令生成手段と、
を備えたことを特徴とする埋設物検出装置。
【請求項２】
前記埋設物の確認要求の入力を、前記作業機が停止した状態でのみ受け付ける入力手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の埋設物検出装置。
【請求項３】
建設機械に搭載されて前記建設機械の周囲に存在する埋設物を探索する埋設物検出装置と通信接続された管理装置であって、
埋設物の３次元的な位置を含む埋設物情報を記憶する記憶手段と、
前記埋設物検出装置から送信されてくる前記建設機械の３次元位置情報に基づいて前記記憶手段で記憶する埋設物情報の検索を行う検索手段と、
前記検索手段で検索した結果、前記建設機械から所定の範囲内に位置する埋設物がある場合、該当する埋設物情報を前記埋設物検出装置へ送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする管理装置。
【請求項４】
掘削機能を有する作業機を備えた建設機械に搭載され、物体の位置を測位する測位手段から送信されてくる前記建設機械の位置情報を取得可能であり、前記建設機械の周囲の地中に埋設された埋設物を検出する埋設物検出装置と、前記埋設物検出装置に通信接続され、埋設物の３次元的な位置を含む埋設物情報を記憶する管理装置と、を備えた建設機械監視システムが、前記建設機械の周囲に存在する埋設物を探索する建設機械監視システムの埋設物探索方法であって、
前記埋設物検出装置が、
前記建設機械の周囲に存在する埋設物の確認要求に応じて前記作業機の３次元位置情報を計算し、
この計算した前記作業機の３次元位置情報を前記管理装置へ送信し、
前記管理装置が、
前記埋設物検出装置から送信されてくる前記作業機の３次元位置情報に基づいて前記埋設物情報の検索を行い、
検索した結果、前記作業機から所定の範囲内に埋設物が存在する場合、該当する埋設物情報を前記埋設物検出装置へ送信し、
前記埋設物検出装置が、
前記埋設物情報を前記管理装置から受信した場合、前記作業機の３次元位置情報を計算し、
この計算した前記作業機の３次元位置情報および前記管理装置から受信した埋設物情報をもとに前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在するか否かを判定し、
前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在すると判定した場合、前記作業機の稼動を停止する作業機停止指令を生成して出力すること
を特徴とする建設機械監視システムの埋設物探索方法。
【請求項５】
前記埋設物の確認要求は、前記作業機が停止した状態でのみ受け付け可能であることを特徴とする請求項４記載の建設機械監視システムの埋設物探索方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の周囲に存在する埋設物を検出する埋設物検出装置、この埋設物検出装置と通信接続され、埋設物の情報を記憶する管理装置、および埋設物検出装置と管理装置とを備えた建設機械監視システムが、建設機械の周囲に存在する埋設物を探索する建設機械監視システムの埋設物探索方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された埋設物を処理したり、埋設物の近傍で建設工事等を行う際には、埋設物の位置を正確に把握することが不可欠であり、従来より様々な技術が知られている。例えば、下記特許文献１では、移動式作業機の周辺の埋設物の２次元位置を検索し、その移動式作業機が備える作業モニタに、検索した埋設物の位置情報を表示する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１４２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術における２次元位置の検索だけでは、埋設物の平面的な位置を特定することはできても、埋設物の深さ等に関する情報までを正確に検知することはできなかった。このため、例えば市街地などのように、埋設物として水道管、電線、電話線等が複雑に入り組んだ場所での工事の際、掘削機能を有する油圧ショベル等の建設機械を使用する場合、掘削作業中に埋設物を破損してしまう恐れが少なからずあった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、地中に埋設された埋設物の位置を正確に検知し、建設機械による掘削作業中の埋設物の破損を適確に防止することができる埋設物検出装置、管理装置、および建設機械監視システムの埋設物探索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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る埋設物検出装置は、掘削機能を有する作業機を備えた建設機械に搭載され、物体の位置を測位する測位手段から送信されてくる前記建設機械の位置情報を取得可能であるとともに、地中に埋設された埋設物情報を記憶する管理装置と通信接続され、前記建設機械の周囲に存在する埋設物を検出する埋設物検出装置であって、前記建設機械の周囲に存在する埋設物の確認要求に応じて前記作業機の３次元位置情報を計算する一方、前記管理装置から埋設物情報を受信後に前記作業機の３次元位置情報を計算する位置計算手段と、前記管理装置から受信した埋設物情報および前記埋設物情報を受信後に前記位置計算手段が計算した前記作業機の３次元位置情報をもとに前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在するか否かを判定する埋設物有無判定手段と、前記埋設物有無判定手段が前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在すると判定した場合、前記作業機の稼動を停止させる作業機停止指令を生成して出力する作業機停止指令生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る埋設物検出装置は、上記発明において、前記埋設物の確認要求の入力を、前記作業機が停止した状態でのみ受け付ける入力手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る管理装置は、建設機械に搭載されて前記建設機械の周囲に存在する埋設物を探索する埋設物検出装置と通信接続された管理装置であって、埋設物の３次元的な位置を含む埋設物情報を記憶する記憶手段と、前記埋設物検出装置から送信されてくる前記建設機械の３次元位置情報に基づいて前記記憶手段で記憶する埋設物情報の検索を行う検索手段と、前記検索手段で検索した結果、前記建設機械から所定の範囲内に位置する埋設物がある場合、該当する埋設物情報を前記埋設物検出装置へ送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る建設機械監視システムの埋設物探索方法は、掘削機能を有する作業機を備えた建設機械に搭載され、物体の位置を測位する測位手段から送信されてくる前記建設機械の位置情報を取得可能であり、前記建設機械の周囲の地中に埋設された埋設物を検出する埋設物検出装置と、前記埋設物検出装置に通信接続され、埋設物の３次元的な位置を含む埋設物情報を記憶する管理装置と、を備えた建設機械監視システムが、前記建設機械の周囲に存在する埋設物を探索する建設機械監視システムの埋設物探索方法であって、前記埋設物検出装置が、前記建設機械の周囲に存在する埋設物の確認要求に応じて前記作業機の３次元位置情報を計算し、この計算した前記作業機の３次元位置情報を前記管理装置へ送信し、前記管理装置が、前記埋設物検出装置から送信されてくる前記作業機の３次元位置情報に基づいて前記埋設物情報の検索を行い、検索した結果、前記作業機から所定の範囲内に埋設物が存在する場合、該当する埋設物情報を前記埋設物検出装置へ送信し、前記埋設物検出装置が、前記埋設物情報を前記管理装置から受信した場合、前記作業機の３次元位置情報を計算し、この計算した前記作業機の３次元位置情報および前記管理装置から受信した埋設物情報をもとに前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在するか否かを判定し、前記作業機から所定範囲内に埋設物が存在すると判定した場合、前記作業機の稼動を停止する作業機停止指令を生成して出力することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る建設機械監視システムの埋設物探索方法は、上記発明において、前記埋設物の確認要求は、前記作業機が停止した状態でのみ受け付け可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、地中に埋設された埋設物の深さ位置も含む３次元的な位置を参照することによって建設機械の作業機と埋設物との距離を算出しているため、埋設物の位置を正確に検知し、建設機械による掘削作業中の埋設物の破損を適確に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以後、「実施の形態」と称する）を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る建設機械監視システムの概略構成を示す図である。同図に示す建設機械監視システム１００は、監視対象である複数の建設機械１と、建設機械１に通信接続され、建設機械１の状態を管理する管理装置２とを有する。
【００１４】
建設機械１は、地上の物体の位置を測位する測位手段であるＧＰＳ（Global Positioning System）を構成する複数のＧＰＳ衛星３から送信されてくる建設機械１の位置情報を受信可能であり、通信衛星４を介して地上局サーバ５と通信可能である。
【００１５】
管理装置２は、ネットワークＮを介して、地上局サーバ５と通信接続されている。また、管理装置２は、ネットワークＮを介して利用者端末６と通信接続されている。利用者端末６としては、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などを適用することができる。なお、ここでいう「ネットワーク」とは、インターネット、イントラネット、固定電話網、携帯電話網、専用回線網等の適当な組み合わせによって構成される通信網である。
【００１６】
以下、建設機械１のより詳細な構成を説明する。建設機械１は、ＧＰＳ衛星３から送信されてくる建設機械１の位置情報を受信するＧＰＳセンサ１０（測位手段の一部）と、ＧＰＳセンサ１０が受信した建設機械１の位置情報を取得可能であるとともに、管理装置２と通信接続され、建設機械１の周囲に存在する埋設物を検出する埋設物検出装置１１と、通信衛星４を介して地上局サーバ５と通信接続され、埋設物検出装置１１から出力される情報を送信する通信端末１２と、を備える。ＧＰＳセンサ１０は、アンテナ１０ａを介して複数のＧＰＳ衛星３から送られてくる情報をもとに、建設機械１の位置情報を検出する。通信端末１２は、アンテナ１２ａ、通信衛星４、アンテナ５ａを介して、地上局サーバ５との間で情報の送受信を行う。
【００１７】
建設機械１は、掘削機能を有しており、作業機として、アーム１３、ブーム１４、およびバケット１５を備える。このような建設機械１として、例えば油圧ショベルを挙げることができる。
【００１８】
建設機械１の車体部分には、水平面に対する車体の角度を検出する角度センサ１６、およびコンパスの機能を果たす地磁気センサ１７が設けられている。また、アーム１３およびブーム１４には、所定の基準面に対する角度を検出する角度センサ１８および１９がそれぞれ設けられている。なお、バケット１５に対して角度センサを設けることにより、バケット１５のブーム１４に対する角度をさらに参照可能な構成としてもよい。
【００１９】
建設機械１は、駆動源であるエンジン２０と、エンジン２０に接続された発電機（オルタネータ）２１と、発電機２１が駆動することによって充電されるバッテリー２２と、エンジン始動信号を発生し、電装品の電源をオンにするキースイッチ２３と、作業機やエンジン２０を電子的に制御する電子制御装置２４と、電子制御装置２４に対して駆動制御指令が入力される操作入力部２５と、を備える。電子制御装置２４は、エンジン回転数、バッテリー電圧、通算稼働時間、運転時間などの情報に基づいて、作業機やエンジン２０などの電子的な制御を行う。
【００２０】
本実施の形態に係る埋設物検出装置１１は、オペレータによる埋設物確認要求の入力を受ける入力部１１０と、ＧＰＳセンサ１０からの位置情報を受信する一方、通信端末１２等を介して管理装置２との間で情報の送受信を行う送受信部１２０と、埋設物検出装置１１の動作制御を行う制御部１３０と、建設機械１に関する情報を含む各種情報を記憶する記憶部１４０と、建設機械１に関する各種情報を出力する出力部１５０と、を備える。
【００２１】
入力部１１０は、建設機械１の作業機で新たな掘削を開始する場合などにおいて、オペレータによる埋設物確認要求の入力を受け付ける。入力部１１０は、作業機が停止した状態でのみ入力可能である。本実施の形態においては、作業機、特にバケット１５の先端位置の精度を向上させる意味で、作業機が停止した状態として、バケット１５を掘削する地面に付けた状態とすることが望ましい。
【００２２】
制御部１３０は、作業機の３次元的な位置情報を計算する位置計算部１３１と、位置計算部１３１における計算結果と管理装置２から受信した埋設物情報とをもとに作業機の先端部から所定範囲内に埋設物が存在するか否かを判定する埋設物有無判定部１３２と、埋設物有無判定部１３２による判定の結果、建設機械１から所定範囲内に埋設物が存在する場合、作業機の稼動を停止させる作業機停止指令を生成、出力する作業機停止指令生成部１３３と、を有する。制御部１３０は、作業機の稼動情報、エンジン回転数、発電機２１の動作情報、バッテリー電圧、通算稼働時間、運転時間を含む建設機械１の駆動に関する各種情報を電子制御装置２４から取得し、これらの情報を記憶部１４０に書き込んで記憶させる。
【００２３】
記憶部１４０は、管理装置２から受信した埋設物情報１４１を記憶する。埋設物情報１４１は、管理装置２から受信した最新の情報であり、新たな情報を受信するたびに更新される。また、記憶部１４０は、建設機械１の識別情報、作業機の稼動情報、エンジン回転数、発電機２１の動作情報、バッテリー電圧、通算稼働時間、運転時間等の各種情報を記憶する。
【００２４】
出力部１５０は、建設機械１に関する各種情報を表示する表示部１５１と、埋設物が建設機械１から所定範囲内に存在する場合に警報を発生する警報発生部１５２と、を有する。なお、出力部１５０に、音声出力機能を具備させてもよい。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る管理装置２の構成を説明する。管理装置２は、一または複数のコンピュータを用いて実現され、建設機械１から送信されてくる情報を受信する一方、建設機械１に対して情報を送信する送受信部３０と、建設機械１から送信されてくる情報を含む各種情報を記憶する記憶部３１と、管理装置２の動作制御を行う制御部３２と、を備える。
【００２６】
記憶部３１は、埋設物検出装置１１から送信されてくる作業機の３次元位置情報（作業機位置情報）を記憶する作業機位置情報データベース３１１と、埋設物情報を記憶する埋設物情報データベース３１２と、を有する。埋設物情報データベース３１２が記憶する埋設物情報には、埋設物の所在に関する３次元的な位置情報（緯度、経度、地面からの深さ）、埋設物の種類、地図情報などが含まれる。
【００２７】
制御部３２は、埋設物検出装置１１から送信されてきた作業機位置情報に基づいて、その作業機の位置から所定範囲内に存在する埋設物の埋設物情報を、埋設物情報データベース３１２を参照して検索する検索部３２１を有する。
【００２８】
図２は、本実施の形態に係る建設機械監視システム１００の埋設物探査方法の概要を示すシーケンス図である。図２において、オペレータが入力部１１０を介して埋設物探査要求を入力した場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、埋設物検出装置１１の位置計算部１３１は、入力された埋設物探査要求をトリガーとして、角度センサ１６、１８、１９、地磁気センサ１７から建設機械１の各種位置情報を取得し、この取得した情報を用いて作業機の３次元位置情報（作業機位置情報）を計算する（ステップＳ２）。ステップＳ１で入力部１１０から埋設物探査要求が入力されない場合（ステップＳ１，Ｎｏ）、埋設物検出装置１１は、埋設物探査要求が入力されるまで待機する。
【００２９】
図３および図４は、位置計算部１３１が行う作業機位置情報の計算の概要を模式的に示す図である。本実施の形態においては、作業機位置情報としてバケット１５の先端位置Ｂ（Ｘb，Ｙb，Ｚb）を計算する。このうち、バケット１５の先端の水平面位置（Ｘb，Ｙb）は、ＧＰＳセンサ１０がＧＰＳ衛星３から取得する基準点Ｐの水平位置（Ｘ0，Ｙ0）、アーム１３の長さＬ1、ブーム１４の長さＬ2、アーム１３の水平面に対する角度φ1，ブーム１４の水平面に対する角度φ2，作業機のＸ軸方向（経度方向）に対する旋回角φ3を用いて、
Ｘb＝Ｘ0＋ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＡＴ（（Ｌ1cosφ1＋Ｌ2cosφ2）・cosφ3）  …（１）
Ｙb＝Ｙ0＋ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＯＮ（（Ｌ1cosφ1＋Ｌ2cosφ2）・sinφ3）  …（２）
と計算される。ここで、ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＡＴは、長さの単位から経度の単位（度、分、秒）に変換する関数である。また、ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＯＮは、長さの単位を緯度の単位（度、分、秒）に変換する関数である。
【００３０】
一方、バケット１５の先端の鉛直方向の位置（深さ位置）Ｚbは、
Ｚb＝０  …（３）
と定義される。これは、埋設物探査要求を行う際の位置が、バケット１５を地面につけた状態での位置であるため、式（３）のように定義すれば、掘削を進めていった時に地面からの深さを求めることができるからである。
【００３１】
なお、式（１）〜（３）では、基準点にＧＰＳセンサ１０が設置された場合を想定しているが、基準点とＧＰＳセンサ１０の設置位置が異なる場合には、適当なオフセットが必要となる。
【００３２】
続いて、埋設物検出装置１１は、位置計算部１３１で計算した作業機位置情報を送受信部１２０から通信端末１２に出力し、通信衛星４，地上局サーバ５，ネットワークＮを介して管理装置２へ送信する（ステップＳ３）。なお、埋設物検出装置１１は、ステップＳ３において、作業機位置情報とともに、建設機械１の稼動状態に関する情報を送信してもよい。
【００３３】
管理装置２は、送受信部３０が受信した作業機位置情報を受信し、この受信した作業機位置情報を作業機位置情報データベース３１１に書き込んで記憶する（ステップＳ４）。
【００３４】
この後、検索部３２１は、受信した作業機位置情報に応じた埋設物情報の検索を行う（ステップＳ５）。ここでは、受信した作業機位置から所定の範囲内に存在する埋設物の有無を、記憶部３１の埋設物情報データベース３１２を参照して検索を行う。
【００３５】
次に、管理装置２は、検索部３２１が検索した結果を埋設物検出装置１１へ送信する（ステップＳ６）。具体的には、検索部３２１が検索した結果、作業機から所定の範囲内に埋設物が存在している場合、管理装置２は、該当する埋設物の埋設物情報を埋設物検出装置１１へ送信する。他方、検索部３２１が検索した結果、作業機から所定の範囲内に埋設物が存在していない場合、管理装置２は、埋設物が存在していないことを示す情報を埋設物検出装置１１へ送信する。
【００３６】
図５は、埋設物情報の一例を示す図である。図５では、バケット１５の先端位置Ｂを原点Ｏとする座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いており、所定の範囲として、原点Ｏから所定の半径を有する３次元領域Ｓ（図５では２次元的に表示）に含まれる埋設物情報を示している。領域Ｓには、直線状をなす埋設物２０１，２０２が存在している。埋設物２０１の座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）は、適当な関数ｆ1，ｆ2を用いることにより、（ｘ1，ｙ1，ｚ1）＝（ｘ1，ｆ1（ｘ1），ｆ2（ｘ1，ｙ1））と表される。同様に、埋設物２０２の座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）は、適当な関数ｇ1，ｇ2を用いることにより、（ｘ2，ｙ2，ｚ2）＝（ｘ2，ｇ1（ｘ2），ｇ2（ｘ2，ｙ2））と表される。
【００３７】
管理装置２は、埋設物情報として、上述した埋設物の座標値とともに、地図情報や埋設物の識別情報、バケット１５の先端と埋設物との距離などもあわせて送信する。
【００３８】
その後、埋設物検出装置１１は、管理装置２から受信した検索結果を表示部１５１で表示するとともに、記憶部１４０で記憶する埋設物情報１４１を最新の情報に更新する（ステップＳ７）。表示部１５１は、例えば図５に示すような画像を含む埋設物情報を表示する。なお、表示部１５１が埋設物情報を表示するのにあわせて警報発生部１５２が埋設物の存在を示す警報を発生してもよいし、出力部１５０に音声出力手段を具備させることによって埋設物が存在している旨のメッセージを出力するようにしてもよい。
【００３９】
これに対して、埋設物検出装置１１が、埋設物情報を含まない検索結果を管理装置２から受信した場合には、出力部１５０は「埋設物なし」を示す情報を表示部１５１や上述した音声出力手段によって出力する。
【００４０】
以後の処理は、管理装置２の検索結果によって異なる。まず、管理装置２が検索した結果、埋設物が所定範囲内に存在していない場合（ステップＳ８，Ｎｏ）、埋設物検出装置１１は、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。他方、管理装置２が検索した結果、埋設物が存在している場合（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、埋設物検出装置１１は、ステップＳ９以降の処理を行う。
【００４１】
ステップＳ９では、位置計算部１３１が、バケット１５の先端位置を再び計算する。図６は、位置計算部１３１が行う作業機位置情報の計算の概要を模式的に示す図である。バケット１５の先端位置Ｂ'（Ｘ'b，Ｙ'b，Ｚ'b）の計算の概要を示す図であり、ステップＳ１で埋設物探査要求がなされた後、建設機械１が掘削動作を行った結果、バケット１５が地中に入っている状態での計算の概要を示す図である。図３に示す状態から図６に示す状態へ変化したことにより、アーム１３の水平面に対する角度はφ1→α1と変化し、ブーム１４の水平面に対する角度はφ2→α2と変化している（図６の１点鎖線は図３の状態を示している）。他方、建設機械１は掘削の過程で旋回動作を行うことはないため、作業機のＸ軸方向（経度方向）に対する角度はφ3のままである。したがって、この場合、バケット１５の先端位置Ｂ'（Ｘ'b，Ｙ'b，Ｚ'b）は、
Ｘb'＝Ｘ0＋ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＡＴ（（Ｌ1cosα1＋Ｌ2cosα2）・cosφ3）…（４）
Ｙb'＝Ｙ0＋ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＯＮ（（Ｌ1cosα1＋Ｌ2cosα2）・sinφ3）…（５）
Ｚb'＝（Ｌ2sinα2−Ｌ1sinα1）−（Ｌ2sinφ2−Ｌ1sinφ1）  …（６）
と表される。
【００４２】
バケットの先端位置Ｂ'は、埋設物情報の座標系（ｘ，ｙ，ｚ）で見ると、（Ｘb'−Ｘb，Ｙb'−Ｙb，Ｚb'）となる。ここで、
Ｘb'−Ｘｂ＝ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＡＴ（（Ｌ1cosα1＋Ｌ2cosα2）・cosφ3）
−ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＡＴ（（Ｌ1cosφ1＋Ｌ2cosφ2）・cosφ3）
…（７）
Ｙb'−Ｙb＝ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＡＴ（（Ｌ1cosα1＋Ｌ2cosα2）・cosφ3）
−ＣＯＮＶ＿ＴＯ＿ＬＯＮ（（Ｌ1cosφ1＋Ｌ2cosφ2）・sinφ3）
…（８）
と表される。
【００４３】
埋設物有無判定部１３２は、位置計算部１３１で求められた変換後のバケット１５の先端位置の座標（Ｘb'−Ｘb，Ｙb'−Ｙb，Ｚb'）と埋設物２０１の座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）および埋設物２０２の座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）との距離を求め、この距離が所定値以下であるか否かに応じて埋設物の有無を判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０の判定に適用される範囲は、管理装置２が埋設物情報を検索する際の領域Ｓよりも狭い領域であって、掘削〜ダンプの動作を数回続けて行った場合にバケット１５と埋設物とが接触する可能性のある領域として予め設定されている。
【００４４】
埋設物有無判定部１３２が判定した結果、所定範囲内に埋設物が存在している場合（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、作業機停止指令生成部１３３が作業機停止指令を生成し、電子制御装置２４へ出力する（ステップＳ１２）。作業機停止指令を受信した電子制御装置２４は、作業機の動作を停止する制御を行う。なお、強制的に停止（ロック）された作業機は、オペレータが意図的に停止解除指示を入力しない限り、解除されないようにしておく。これにより、埋設物破損事故を一段と確実に防止することが可能となる。
【００４５】
他方、埋設物有無判定部１３２が判定した結果、所定範囲内に埋設物が存在していない場合（ステップＳ１１，Ｎｏ）、ステップＳ１５に進む。
【００４６】
埋設物検出装置１１は、送受信部１２０から作業機停止情報を管理装置２に送信する（ステップＳ１３）。ここで送信する作業機停止情報には、作業機停止位置、作業機停止時間、接近した埋設物に関する情報などが含まれる。
【００４７】
その後、埋設物検出装置１１は、出力部１５０の表示部１５１から作業機停止に関する情報（埋設物情報も含む）を出力するとともに、警報発生部１５２から警報を発生する（ステップＳ１４）。
【００４８】
以上説明したステップＳ９〜ステップＳ１４の処理は、所定時間間隔で繰り返し行われる。この一連の処理の途中で埋設物確認要求が入力されれば（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、ステップＳ２の作業機位置情報計算処理に戻って、新たにバケット１５を停止した位置地面を新たな基準すなわち地面として処理を繰り返す。一方、埋設物確認要求が入力されなければ（ステップＳ１５，Ｎｏ）、ステップＳ９の作業機位置計算処理に戻り、当初の基準に対するバケット１５の先端位置を計算する。
【００４９】
本実施の形態において、埋設物確認要求は、一連の掘削動作が完了し、別な掘削動作を開始する時点で入力されることが望ましい。すなわち、一連の掘削操作が完了した後、ダンプ、旋回等の操作を経て別な掘削動作を開始する際、オペレータは初期動作としてバケット１５を地面につけ、埋設物確認要求を入力部１１０から入力することが望ましい。
【００５０】
作業機停止情報を受信した管理装置２は、建設機械１から送信されてきた作業機停止情報を送受信部３０から利用者端末６へ送信する（ステップＳ１６）。送信対象となる利用者端末６は、建設機械１に対応付けられているものであり、例えば、建設機械１の現場管理者や機械管理者等の端末である。このステップＳ１６では、作業機停止情報を電子メールによって送信してもよい。このようにして作業機停止情報を利用者端末６へ送信することにより、建設機械１の関係者に対して作業機の停止を迅速に伝達することができる。
【００５１】
なお、管理装置２の記憶部３１に作業機停止情報を記憶可能な構成としてもよい。この場合、管理装置２は、埋設物検出装置１１から受信した作業機停止情報を記憶部３１に記録する処理を行う。
【００５２】
以上説明した本発明の一実施の形態によれば、地中に埋設された埋設物の深さ位置も含む３次元的な位置を参照することによって建設機械の作業機と埋設物との距離を算出しているため、埋設物の位置を正確に検知し、建設機械による掘削作業中の埋設物の破損を適確に防止することが可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、埋設物検出装置は、全ての埋設物情報を記憶しておく必要がなく、建設機械の現在位置の周辺の埋設物情報のみを移動体管理装置から受信して参照すればよいため、埋設物有無判定処理を行う際の負荷を低減することができる。
【００５４】
さらに、本実施の形態によれば、管理装置側で埋設物情報の登録、管理を行うため、広範囲の埋設物情報を記憶、管理することができ、建設機械が稼動する地域によらず同じサービスを提供することが可能となる。
【００５５】
（その他の実施の形態）
ここまで、本発明を実施するための最良の形態を詳述してきたが、本発明は上述した一実施の形態によって限定されるべきものではない。例えば、管理者側の端末では、建設機械周辺の埋設物情報をＷＥＢ上で表示される地図を介して確認することができるようにしてもよい。
【００５６】
また、建設機械の作動現場で、デジタルカメラなどの撮像手段によって撮像したデータを埋設物検出装置に送信し、ＧＰＳデータを付与して管理装置へ送信するようにしてもよい。これにより、管理装置では、受信したデータを埋設物情報データベースに反映させることができ、埋設物情報の精度を一段と向上させることができる。
【００５７】
さらに、本発明に適用する測位手段はＧＰＳに限られるわけではなく、他の測位手段を用いて建設機械の位置を測位してもよい。
【００５８】
また、建設機械に地上波通信を行う機能を具備させてもよい。具体的には、建設機械に地上波通信用の通信端末を設け、この通信端末と地上波通信の基地局サーバ（ネットワークを介して管理装置に接続される）との間で地上波通信を行うようにしてもよい。なお、建設機械に衛星通信用と地上波通信用の二つの通信端末を設けてもよいし、衛星通信用と地上波通信用の二つの通信端末のうちのいずれか一方のみを設けてもよい。
【００５９】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る建設機械監視システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る建設機械監視システムの埋設物探査方法の概要を示すシーケンス図である。
【図３】作業機位置情報の計算の概要を模式的に示す図（その１）である。
【図４】作業機位置情報の計算の概要を模式的に示す図（その２）である。
【図５】埋設物情報の一例を示す図である。
【図６】バケットの先端位置計算の概要を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  建設機械
２  管理装置
３  ＧＰＳ衛星
４  通信衛星
５  地上局サーバ
６  利用者端末
１０  ＧＰＳセンサ
１１  埋設物検出装置
１２  通信端末
１３  アーム
１４  ブーム
１５  バケット
１６，１８，１９  角度センサ
１７  地磁気センサ
２０  エンジン
２４  電子制御装置
３０，１２０  送受信部
３１，１４０  記憶部
３２，１３０  制御部
１００  建設機械監視システム
１１０  入力部
１３１  位置計算部
１３２  埋設物有無判定部
１３３  作業機停止指令生成部
１４１  埋設物情報
１５０  出力部
１５１  表示部
１５２  警報発生部
２０１，２０２  埋設物
３１１  作業機位置情報データベース
３１２  埋設物情報データベース
３２１  検索部
Ｎ  ネットワーク
【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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