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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022088162
(43)【公開日】2022-06-14
(54)【発明の名称】掘削補助システム
(51)【国際特許分類】
E21D 9/00 20060101AFI20220607BHJP
G01C 15/00 20060101ALI20220607BHJP
【ＦＩ】
E21D9/00 C
G01C15/00 104D
G01C15/00 103A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020200455
(22)【出願日】2020-12-02
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】520475296
【氏名又は名称】エム・エス・ティー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】近藤 高弘
(72)【発明者】
【氏名】中島 元
(57)【要約】
【課題】ノミ先の先端位置を的確に算出して、より正確な施工を実現するための掘削補助システムを提案する。
【解決手段】建設機械の旋回体１２の後部に設けられた二台のターゲット３，３と、ターゲット３，３を自動追尾する二台のトータルステーション４，４と、建設機械のブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５にそれぞれ取り付けられた三軸加速度センサユニット５と、ヘッド部１５に設けられたノミ１６の先端位置を算出する算出手段７とを備えている。三軸加速度センサユニット５は、取付位置において三軸加速度を検出し、算出手段７は、三軸加速度によりブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５のピッチング角およびローリング角を算出するとともに、ピッチング角、ローリング角およびトータルステーション４，４の計測結果によりノミ１６の先端位置を算出する。
【選択図】図１
【解決手段】建設機械の旋回体１２の後部に設けられた二台のターゲット３，３と、ターゲット３，３を自動追尾する二台のトータルステーション４，４と、建設機械のブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５にそれぞれ取り付けられた三軸加速度センサユニット５と、ヘッド部１５に設けられたノミ１６の先端位置を算出する算出手段７とを備えている。三軸加速度センサユニット５は、取付位置において三軸加速度を検出し、算出手段７は、三軸加速度によりブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５のピッチング角およびローリング角を算出するとともに、ピッチング角、ローリング角およびトータルステーション４，４の計測結果によりノミ１６の先端位置を算出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
建設機械の旋回体の後部に設けられた二台のターゲットと、
前記ターゲットを自動追尾する二台のトータルステーションと、
前記建設機械のブーム、アームおよびヘッド部にそれぞれ取り付けられた三軸加速度センサユニットと、
前記ヘッド部に設けられたノミの先端位置を算出する算出手段と、を備える掘削補助システムであって、
前記三軸加速度センサユニットは、取付位置において三軸加速度を検出し、
前記算出手段は、前記三軸加速度により前記ブーム、前記アームおよび前記ヘッド部のピッチング角およびローリング角を算出するとともに、前記ピッチング角、前記ローリング角および前記トータルステーションの計測結果により前記ノミの先端位置を算出することを特徴とする、掘削補助システム。
前記ターゲットを自動追尾する二台のトータルステーションと、
前記建設機械のブーム、アームおよびヘッド部にそれぞれ取り付けられた三軸加速度センサユニットと、
前記ヘッド部に設けられたノミの先端位置を算出する算出手段と、を備える掘削補助システムであって、
前記三軸加速度センサユニットは、取付位置において三軸加速度を検出し、
前記算出手段は、前記三軸加速度により前記ブーム、前記アームおよび前記ヘッド部のピッチング角およびローリング角を算出するとともに、前記ピッチング角、前記ローリング角および前記トータルステーションの計測結果により前記ノミの先端位置を算出することを特徴とする、掘削補助システム。
【請求項2】
前記算出手段は、式１を利用して前記ピッチング角θ１を算出し、式２により前記ローリング角φ１を算出することを特徴とする、請求項１に記載の掘削補助システム。
【数1】
【請求項3】
前記旋回体に、慣性センサユニットが設けられており、
前記慣性センサユニットは、前記旋回体の三軸加速度および三軸回転角速度を検出し、
前記算出手段は、前記旋回体の三軸加速度および三軸回転角速度により前記旋回体のヨー角を算出することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の掘削補助システム。
前記慣性センサユニットは、前記旋回体の三軸加速度および三軸回転角速度を検出し、
前記算出手段は、前記旋回体の三軸加速度および三軸回転角速度により前記旋回体のヨー角を算出することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の掘削補助システム。
【請求項4】
前記算出手段は、前記旋回体のヨー角Ψを式５により算出すること特徴とする、請求項３に記載の掘削補助システム。
【数2】
【請求項5】
各センサの信号処理を行うローパスフィルタをさらに備えていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の掘削補助システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、山岳トンネルの施工に使用する掘削補助システムに関する。
【背景技術】
【0002】
ＮＡＴＭ等の山岳トンネルの施工において、機械式掘削における掘削機あるいは発破式掘削におけるこそく作業時の機械として、削岩機等のアタッチメントを取り付けた旋回式建設機械（例えば、バックホウ）を使用する場合がある。このとき、旋回式建設機械に取り付けられたターゲットをトータルステーションにより測定することで、旋回式建設機械の先端（削岩機のノミ先等）の位置情報をリアルタイムに把握する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
従来のシステムでは、旋回式建設機械に設置されたターゲットをトータルステーションにより追尾測量することで、旋回式建設機械の旋回方向を検出するとともに、旋回式建設機械のブーム、アーム、ヘッド部に取り付けた傾斜計により傾斜角を検出することで、ノミ先の先端位置を算出する。
ブーム、アーム、ヘッド部に取り付けられた傾斜計は、旋回式建設機械に対する角度（ピッチング角）を算出するのが一般的である。一方、トンネル坑内では、不陸や傾斜により路面が平坦ではないのが一般的である。路面が平坦ではないと、旋回式建設機械自体が傾斜していることで、ブーム、アーム、ヘッド部の角度にも影響を及ぼすおそれがある。そのため、ノミ先の先端位置を正確に算出するためには、旋回式建設機械の向き（ピッチング、ローリング、ヨー角等）による影響を排除した状態で算出するのが望ましい。
従来のシステムでは、旋回式建設機械に設置されたターゲットをトータルステーションにより追尾測量することで、旋回式建設機械の旋回方向を検出するとともに、旋回式建設機械のブーム、アーム、ヘッド部に取り付けた傾斜計により傾斜角を検出することで、ノミ先の先端位置を算出する。
ブーム、アーム、ヘッド部に取り付けられた傾斜計は、旋回式建設機械に対する角度（ピッチング角）を算出するのが一般的である。一方、トンネル坑内では、不陸や傾斜により路面が平坦ではないのが一般的である。路面が平坦ではないと、旋回式建設機械自体が傾斜していることで、ブーム、アーム、ヘッド部の角度にも影響を及ぼすおそれがある。そのため、ノミ先の先端位置を正確に算出するためには、旋回式建設機械の向き（ピッチング、ローリング、ヨー角等）による影響を排除した状態で算出するのが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１９０５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、ノミ先の先端位置を的確に算出して、より正確な施工を実現するための掘削補助システムを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための本発明は、建設機械の旋回体の後部に設けられた二台のターゲットと、前記ターゲットを自動追尾する二台のトータルステーションと、前記建設機械のブーム、アームおよびヘッド部にそれぞれ設けられた三軸加速度センサユニットと、前記ヘッド部に設けられたノミの先端位置を算出する算出手段とを備える掘削補助システムである。前記三軸加速度センサユニットは、前記ブーム、前記アームまたは前記ヘッド部の三軸加速度（互いに直交する３方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の加速度）を検出する。前記算出手段は前記三軸加速度によりピッチング角およびローリング角を算出するとともに、前記ピッチング角、前記ローリング角および前記トータルステーションの計測結果により前記ノミの先端位置を算出する。
かかる掘削補助システムによれば、ブーム、アームおよびヘッド部の水平面に対するピッチング角およびローリング角を算出できるため、ブーム、アームおよびヘッド部がローリングした場合であっても、ノミの先端位置の位置情報をより正確に算出できる。また、水平面に対するピッチング角およびローリング角を算出するため、トンネル坑内の不陸や傾斜の影響を受け難い。
かかる掘削補助システムによれば、ブーム、アームおよびヘッド部の水平面に対するピッチング角およびローリング角を算出できるため、ブーム、アームおよびヘッド部がローリングした場合であっても、ノミの先端位置の位置情報をより正確に算出できる。また、水平面に対するピッチング角およびローリング角を算出するため、トンネル坑内の不陸や傾斜の影響を受け難い。
【0006】
前記旋回体に、前記旋回体の三軸加速度および三軸回転角速度を検出する慣性センサユニットが設けられている場合には、前記算出手段は、前記旋回体の三軸加速度および三軸回転角速度により前記旋回体のヨー角を算出する。
かかる掘削補助システムによれば、旋回体に設けられたセンサにより建設機械のヨー角を算出する。すなわち、トータルステーションを利用して二つのターゲットから方向角を求める場合と同様の角度を慣性センサユニットから出力できる。
さらに、各センサの信号処理を行うローパスフィルタを備えていれば、測定結果（検出結果）のノイズ除去することで、精度をより高められる。
かかる掘削補助システムによれば、旋回体に設けられたセンサにより建設機械のヨー角を算出する。すなわち、トータルステーションを利用して二つのターゲットから方向角を求める場合と同様の角度を慣性センサユニットから出力できる。
さらに、各センサの信号処理を行うローパスフィルタを備えていれば、測定結果（検出結果）のノイズ除去することで、精度をより高められる。
【発明の効果】
【0007】
本発明の掘削補助システムによれば、ノミの先端位置を的確に把握することで、より正確な施工を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態の旋回式建設機械による施工状況を示す概略図である。
【図2】本実施形態の発作補助システムを示すブロック図である。
【図3】三軸加速度センサユニットの概要を示すブロック図である。
【図4】慣性センサユニットの概要を示すブロック図である。
【図5】旋回式建設機械の三次元座標系である。
【図6】旋回式建設機械の使用状況の例を示す平面図である。
【図7】（ａ）はローパスフィルタによる平滑化処理前の旋回体のピッチング角およびローリング角を示し、（ｂ）はローパスフィルタによる平滑化処理後の旋回体のピッチング角およびローリング角を示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本実施形態では、山岳トンネルの施工において使用する旋回式建設機械１について説明する。図１に旋回式建設機械１による施工状況を示す。図１に示すように、旋回式建設機械１は、発破後の切羽（トンネル先端部）において、掘削直後の切羽面やトンネル壁面に残存する浮石の除去（コソク）に使用する。
本実施形態の旋回式建設機械１は、いわゆるバックホウであって、走行体１１と、走行体１１上に縦軸を中心に回転可能に設けられた旋回体１２と、旋回体１２に横軸を中心に回動可能に取り付けられたブーム１３と、ブーム１３の先端部に横軸を中心に回動可能に取り付けられたアーム１４と、アーム１４の先端部に横軸を中心に回動可能に取り付けられたヘッド部１５とを備えている。ヘッド部１５は、いわゆるアタッチメントであって、本実施形態のヘッド部１５は、ノミ１６を備えたブレーカーである。
本実施形態の掘削補助システム２は、旋回式建設機械１のヘッド部１５に設けられたノミ１６の先端位置を的確に把握するものである。ノミ１６の先端位置を的確に把握できれば、旋回式建設機械１を適切に操作できるようになるので、効率的かつ精度の高いトンネル施工が可能となる。ノミ１６の先端位置は、掘削補助システム２により算出する。図２に掘削補助システムの概要を示す。図２に示すように、本実施形態の掘削補助システム２は、ターゲット３と、トータルステーション４と、三軸加速度センサユニット５と、慣性センサユニット６と、算出手段７とを備えている。
本実施形態の旋回式建設機械１は、いわゆるバックホウであって、走行体１１と、走行体１１上に縦軸を中心に回転可能に設けられた旋回体１２と、旋回体１２に横軸を中心に回動可能に取り付けられたブーム１３と、ブーム１３の先端部に横軸を中心に回動可能に取り付けられたアーム１４と、アーム１４の先端部に横軸を中心に回動可能に取り付けられたヘッド部１５とを備えている。ヘッド部１５は、いわゆるアタッチメントであって、本実施形態のヘッド部１５は、ノミ１６を備えたブレーカーである。
本実施形態の掘削補助システム２は、旋回式建設機械１のヘッド部１５に設けられたノミ１６の先端位置を的確に把握するものである。ノミ１６の先端位置を的確に把握できれば、旋回式建設機械１を適切に操作できるようになるので、効率的かつ精度の高いトンネル施工が可能となる。ノミ１６の先端位置は、掘削補助システム２により算出する。図２に掘削補助システムの概要を示す。図２に示すように、本実施形態の掘削補助システム２は、ターゲット３と、トータルステーション４と、三軸加速度センサユニット５と、慣性センサユニット６と、算出手段７とを備えている。
【0010】
ターゲット３は、図１に示すように、旋回式建設機械１の旋回体１２の後部に固定されている。本実施形態では、二台のターゲット３，３が、旋回体１２の上面に間隔をあけて配設されている。ターゲット３は、反射プリズムを備えており、トータルステーション４から照射された光波を、トータルステーション４に向けて反射する。本実施形態では、全周方向（ターゲット３を中心とした３６０°の方向）から測定可能なターゲットプリズムを使用する。
【0011】
トータルステーション４は、図１に示すように、旋回式建設機械１の後方の据え付けられていて、ターゲット３を自動追尾する。本実施形態では、二台のトータルステーション４を据え付けて、それぞれのトータルステーション４が異なるターゲット３の測量を行う（一方のトータルステーション４により一方のターゲット３を自動追尾し、他方のトータルステーション４により他方のターゲット３を自動追尾する）。
トータルステーション４は、ターゲット３の位置を計測し、計測結果を算出手段７に送信する。
トータルステーション４は、ターゲット３の位置を計測し、計測結果を算出手段７に送信する。
【0012】
三軸加速度センサユニット５は、図１に示すように、ブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５にそれぞれ取り付けられている。図３に三軸加速度センサユニット５の概要を示す。
各三軸加速度センサユニット５は、図３に示すように、三軸加速度計５１、ローパスフィルタ５２、通信制御手段５３、電力供給手段５４および制御手段５５を備えている。三軸加速度計５１は、取付位置において三軸加速度を検出する。三軸加速度は、互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度である。Ｘ軸およびＹ軸は、水平面内において互いに直交する軸であり、Ｚ軸は、水平面に垂直な軸（鉛直軸）である。ローパスフィルタ５２は、三軸加速度計５１の信号処理（高周波成分の除去）を行う。ローパスフィルタ５２のカットオフ周波数は、旋回式建設機械１の駆動源の振動やブレーカーの振動などに起因する高振動数の加速度（ノイズ）を除去できる大きさ（例えば１～２Ｈｚ）に設定する。通信制御手段５３は、ローパスフィルタ５２を介して信号処理された三軸加速度計５１による計測結果の通信を制御する。三軸加速度センサユニット５は、通信制御手段５３を介して、三軸加速度を算出手段７に送信する。電力供給手段５４は、三軸加速度計５１、ローパスフィルタ５２、通信制御手段５３、制御手段５５等に電力を供給する。制御手段５５は、三軸加速度計５１およびローパスフィルタ５２の起動・停止を制御する。
各三軸加速度センサユニット５は、図３に示すように、三軸加速度計５１、ローパスフィルタ５２、通信制御手段５３、電力供給手段５４および制御手段５５を備えている。三軸加速度計５１は、取付位置において三軸加速度を検出する。三軸加速度は、互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度である。Ｘ軸およびＹ軸は、水平面内において互いに直交する軸であり、Ｚ軸は、水平面に垂直な軸（鉛直軸）である。ローパスフィルタ５２は、三軸加速度計５１の信号処理（高周波成分の除去）を行う。ローパスフィルタ５２のカットオフ周波数は、旋回式建設機械１の駆動源の振動やブレーカーの振動などに起因する高振動数の加速度（ノイズ）を除去できる大きさ（例えば１～２Ｈｚ）に設定する。通信制御手段５３は、ローパスフィルタ５２を介して信号処理された三軸加速度計５１による計測結果の通信を制御する。三軸加速度センサユニット５は、通信制御手段５３を介して、三軸加速度を算出手段７に送信する。電力供給手段５４は、三軸加速度計５１、ローパスフィルタ５２、通信制御手段５３、制御手段５５等に電力を供給する。制御手段５５は、三軸加速度計５１およびローパスフィルタ５２の起動・停止を制御する。
【0013】
慣性センサユニット６は、旋回体１２に設けられている。慣性センサユニット６は、旋回体１２の三軸加速度および三軸回転角速度を検出する。三軸回転角速度は、互いに直交する３つの軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）周りの角加速度である。図４に慣性センサユニット６の概要を示す。図４に示すように、慣性センサユニット６は、三軸ジャイロ６１、三軸加速度計６２、ローパスフィルタ６３、通信制御手段６４、電力供給手段６５および制御手段６６を備えている。三軸ジャイロ６１は、旋回体１２の三軸回転角速度を検出する。三軸加速度計６２は、取付位置において三軸加速度を検出する。ローパスフィルタ６３は、三軸ジャイロ６１により検知された三軸回転角速度および三軸加速度計６２により検知された三軸加速度の信号処理（高周波成分の除去）を行う。ローパスフィルタ６３のカットオフ周波数は、旋回式建設機械１の駆動源の振動やブレーカーの振動などに起因する高振動数の加速度（ノイズ）を除去できる大きさ（例えば１～２Ｈｚ）に設定する。通信制御手段６４は、ローパスフィルタ６３を介して信号処理された三軸加速度および三軸回転角速度の算出手段７への通信を制御する。電力供給手段６５は、三軸ジャイロ６１、三軸加速度計６２、ローパスフィルタ６３、通信制御手段６４、制御手段６６等に電力を供給する。制御手段６６は、三軸ジャイロ６１、三軸加速度計６２およびローパスフィルタ６３の起動・停止を制御する。
【0014】
算出手段７は、ヘッド部１５に設けられたノミ１６の先端位置を算出する。
算出手段７は、トータルステーション４から送信された測定結果に基づいて各ターゲット３の座標を算出し、両ターゲット３，３の座標から旋回式建設機械１の向きや傾きを算出する。トータルステーション４では、主に現場座標系での旋回式建設機械１の三次元座標をもとめ、三軸加速度計で旋回体１２のピッチングとローリング角をもとめ、結果として旋回式建設機械１の三次元座標と方向角と傾きが検出される。図５に旋回式建設機械１の三次元座標系を示す。
また、算出手段７は、三軸加速度センサユニット５から送信されたデータ（ブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５の三軸加速度（Ax,Ay,Az））に基づいて三軸加速度センサユニット５の取付位置（ブーム１３、アーム１４またはヘッド部１５）におけるピッチング角θ１およびローリング角φ１を算出する。ピッチング角θ１およびローリング角φ１を算出したら、算出結果（三軸加速度センサユニット５の取付位置におけるピッチング角θ１、ローリング角φ１）およびトータルステーション４の計測結果に基づいてノミ１６の先端位置を算出する。
なお、ブーム１３、アーム１４またはヘッド部１５のピッチング角θ１は、式１により算出する。また、ブーム１３、アーム１４またはヘッド部１５のローリング角φ１は、式２により算出する。
算出手段７は、トータルステーション４から送信された測定結果に基づいて各ターゲット３の座標を算出し、両ターゲット３，３の座標から旋回式建設機械１の向きや傾きを算出する。トータルステーション４では、主に現場座標系での旋回式建設機械１の三次元座標をもとめ、三軸加速度計で旋回体１２のピッチングとローリング角をもとめ、結果として旋回式建設機械１の三次元座標と方向角と傾きが検出される。図５に旋回式建設機械１の三次元座標系を示す。
また、算出手段７は、三軸加速度センサユニット５から送信されたデータ（ブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５の三軸加速度（Ax,Ay,Az））に基づいて三軸加速度センサユニット５の取付位置（ブーム１３、アーム１４またはヘッド部１５）におけるピッチング角θ１およびローリング角φ１を算出する。ピッチング角θ１およびローリング角φ１を算出したら、算出結果（三軸加速度センサユニット５の取付位置におけるピッチング角θ１、ローリング角φ１）およびトータルステーション４の計測結果に基づいてノミ１６の先端位置を算出する。
なお、ブーム１３、アーム１４またはヘッド部１５のピッチング角θ１は、式１により算出する。また、ブーム１３、アーム１４またはヘッド部１５のローリング角φ１は、式２により算出する。
【0015】
【数1】
【0016】
また、算出手段７は、慣性センサユニット６から送信された旋回体１２の三軸加速度（Ax,Ay,Az）に基づいて旋回体１２のピッチング角θ２およびローリング角φ２を算出するとともに、ピッチング角θ２、ローリング角φ２および慣性センサユニット６から送信された旋回体１２の三軸回転角速度（Rx,Ry,Rz）に基づいて旋回体１２のヨー角Ψを算出する。
旋回体１２のピッチング角θ２は式３により算出し、旋回体１２のローリング角φ２は式４により算出する。また、旋回体のヨー角Ψは、式５により算出する。
旋回体１２のピッチング角θ２は式３により算出し、旋回体１２のローリング角φ２は式４により算出する。また、旋回体のヨー角Ψは、式５により算出する。
【0017】
【数2】
【0018】
本実施形態の掘削補助システム２によれば、水平面を基準としてブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５のピッチング角およびローリング角を算出できるため、ブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５がローリングした場合であっても、ノミ１６の先端位置の位置情報をより正確に算出できる。また、水平面を基準としてピッチング角およびローリング角を算出するため、トンネル坑内の不陸や傾斜の影響を受け難い。なお、ブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５のヒンジ部では、ヘッド部１５の重量によりヒンジ箇所において左右方向にたわみが生じるおそれがある。本実施形態の掘削補助システム２では、水平面を基準としてブーム１３、アーム１４およびヘッド部１５のピッチング角に加えてローリング角を算出するため、ノミ１６の先端部の位置座標を精度よく算出できる。
【0019】
また、旋回体１２に設けられた慣性センサユニット６（三軸ジャイロおよび三軸加速度計からなる６軸の慣性センサ）により測定された旋回体１２の三軸加速度および三軸回転角速度に基づいて、水平面を基準とした旋回体１２のヨー角を算出することで、より正確な角度を算出することが可能となる。すなわち、旋回体１２のヨー角を考慮してノミ１６の先端位置の位置情報を算出することで、より精度が高まる。なお、二台のターゲット３，３およびトータルステーション４，４によって旋回式建設機械１の旋回角を測定すると、走行体１１に対する旋回体１２の向きを固定した状態で旋回式建設機械１を移動させた場合（図６の建設機械１ｂ参照）であっても、旋回体１２が旋回した計測結果となる。また、トータルステーション４によるターゲットプリズムの測定では、プリズムの１点を毎回捉える（視準する）ことができない場合があるため、トータルステーション４，４の測定結果を用いてヨー角を計算すると、ヨー角の誤差が時間の経過とともに累積する虞がある。一方、本実施形態の掘削補助システム２によれば、慣性センサユニット６の測定結果に基づいて旋回体１２のヨー角を算出するため、旋回式建設機械１の向きと走行体１１に対する旋回体１２の旋回角とを把握することができる。なお、走行体１１に対する旋回体１２の回転角度は、回転軸のジャイロによっても検出可能であるが、実際の重機が現場座標系でどのように旋回しているかを把握するためにはヨー角を把握する必要がある。
【0020】
また、三軸加速度センサユニット５や慣性センサユニット６から出力されたデータのノイズをローパスフィルタ５２，６３により除去するため、ピッチング角、ローリング角、ヨー角の推移が平滑化され、精度をより高められる。図７（ａ）にローパスフィルタによる平滑化前のピッチング角とローリング角を示し、図７（ｂ）に平滑化後のピッチング角とローリング角を示す。図７（ａ）および（ｂ）の対比から明らかなように、ローパスフィルタを使用すると、加速度および回転加速度のブレが軽減される結果、ピッチング角およびローリング角の推移も平準化される。なお、ローパスフィルタのカットオフ周波数（フィルター効果の強弱）は、適宜設定できる。
【0021】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、旋回式建設機械１がバックホウの場合について説明したが、旋回式建設機械１を構成する機械は、旋回体を有するものであれば限定されるものではない。
前記実施形態では、慣性センサユニットにより三軸回転角速度を出力するものとしたが、三軸回転加速度の場合は、角度検出に基づいて（二重積分することで）算出してもよい。
例えば、前記実施形態では、旋回式建設機械１がバックホウの場合について説明したが、旋回式建設機械１を構成する機械は、旋回体を有するものであれば限定されるものではない。
前記実施形態では、慣性センサユニットにより三軸回転角速度を出力するものとしたが、三軸回転加速度の場合は、角度検出に基づいて（二重積分することで）算出してもよい。
【符号の説明】
【0022】
１ 旋回式建設機械
１１ 走行体
１２ 旋回体
１３ ブーム
１４ アーム
１５ ヘッド部
１６ ノミ
２ 掘削補助システム
３ ターゲット
４ トータルステーション
５ 三軸加速度センサユニット
６ 慣性センサユニット
７ 算出手段
１１ 走行体
１２ 旋回体
１３ ブーム
１４ アーム
１５ ヘッド部
１６ ノミ
２ 掘削補助システム
３ ターゲット
４ トータルステーション
５ 三軸加速度センサユニット
６ 慣性センサユニット
７ 算出手段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】