特許 7357979 検測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-29

(45)【発行日】2023-10-10

(54)【発明の名称】検測装置

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20231002BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20231002BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 B

E02F9/20 N

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022535160

(86)(22)【出願日】2020-12-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-14

(86)【国際出願番号】 KR2020018404

(87)【国際公開番号】W WO2021145575

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2022-07-07

(31)【優先権主張番号】10-2020-0004272

(32)【優先日】2020-01-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】522228986

【氏名又は名称】ググシステム カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100149870

【弁理士】

【氏名又は名称】芦北 智晴

(74)【代理人】

【識別番号】100207022

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 弘之

(72)【発明者】

【氏名】リ サンリョン

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特許第３８６９７９２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第０２／０４０７８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０７２４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２７４５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４５１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６８４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０７７３０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２５９３７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｅ０２Ｆ ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

建設機械におけるバケット（ｂｕｃｋｅｔ）、アーム（ａｒｍ）及びブーム（ｂｏｏｍ）のうち少なくとも一つが含まれた作業部の姿勢情報を獲得する獲得部と；
前記作業部のレベル情報が表示されるインタフェース部をターゲットに前記姿勢情報を送信する第１の通信部と；
ゼロ信号を生成する調節部と；
他の建設機械と通信する第２の通信部と；を含み、
前記調節部は、前記第２の通信部を通じて前記他の建設機械から特定の姿勢情報が受信されると、前記ゼロ信号を生成し、
前記第１の通信部は、前記特定の姿勢情報と前記ゼロ信号とを前記インタフェース部に伝送し、
前記ゼロ信号は、前記特定の姿勢情報が反映された特定のレベル情報を基準値に設定するように前記インタフェース部を制御することを特徴とする検測装置。

【請求項2】

前記獲得部は、前記建設機械のボディまたは操縦室に設置された位置把握手段から前記建設機械の位置情報を獲得し、
前記第１の通信部は、前記位置情報を前記インタフェース部に伝送し、
前記レベル情報には、前記姿勢情報、前記姿勢情報の第１の加工情報、前記位置情報、前記位置情報の第２の加工情報、及び、前記姿勢情報と前記位置情報との両方に基づく第３の加工情報のうち少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項3】

前記第１の通信部は、開始お知らせ、前記ブームの角度、前記アームの角度、前記バケットの角度、前記建設機械におけるボディのｘ軸角度、前記ボディのｙ軸角度、前記ボディのｚ軸角度、緯度、経度、高度、方位角、その他の情報、終了のお知らせの順に配列されるパケットを生成し、前記インタフェース部に前記パケットを無線伝送することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項4】

前記第１の通信部は、前記姿勢情報を構成する複数の詳細情報のそれぞれに対して固有の区分子を付与し、
前記第１の通信部は、固有の前記区分子と一部の詳細情報とを１セットにするパケットを前記インタフェース部へ無線伝送し、
前記インタフェース部において、前記区分子は複数の詳細情報を組み合わせて前記姿勢情報の復元時に使用されることを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項5】

前記アームの端部または前記バケットに設置された末端センサに連結された有線のラインに前記獲得部が連結され、または前記アームの真ん中または前記ブームに設置される中間センサに連結される有線のラインに前記獲得部が連結され、
前記第１の通信部は、前記獲得部から前記姿勢情報を伝達され、前記建設機械の操縦室に設置された前記インタフェース部をターゲットに前記姿勢情報を無線で送信することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項6】

前記獲得部及び前記第１の通信部は、前記建設機械の操縦室に設置されるケースに共に実装され、
前記獲得部は、前記姿勢情報を感知するセンサに有線連結され、
前記第１の通信部は、前記操縦室に設置された前記インタフェース部をターゲットに前記姿勢情報を無線送信することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項7】

前記インタフェース部は、ディスプレイと；前記ディスプレイに表示可能に前記姿勢情報を処理する処理手段と；前記第１の通信部と無線通信する通信モジュールと；が設けられたスマート機器を備え、
前記処理手段は、既に配布されたソフトウェアに該当するレベルアプリケーションを用いて前記姿勢情報を前記ディスプレイに表示可能な前記レベル情報に変換し、
前記第１の通信部は、ブルートゥース（登録商標）またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）を用いて前記通信モジュールに前記姿勢情報を伝送し、
前記第１の通信部は、前記レベルアプリケーションに定義されたプロトコルに合わせて前記姿勢情報を発信することを特徴とする請求項1に記載の検測装置。

【請求項8】

前記第１の通信部は、固有情報を前記インタフェース部に提供し、
前記第１の通信部は、前記固有情報に対する完全性が認証された特定のインタフェース部に対してのみ前記姿勢情報を提供することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項9】

前記第１の通信部の通信閾値の範囲は、前記建設機械の幅及び長さの範囲内で決定され、
前記第１の通信部は、前記建設機械に位置する特定のインタフェース部のみを対象に無線通信することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項10】

前記調節部は、ユーザの操作によりゼロ信号を生成し、
前記第１の通信部は、前記ゼロ信号を前記インタフェース部に提供し、
前記ゼロ信号は、現在表示中の特定のレベル情報を基準値に設定するように前記インタフェース部を制御することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項11】

現在表示中の特定のレベル情報を基準値に設定するように、前記インタフェース部を制御するゼロ信号を生成する前記調節部が設けられ、
前記建設機械の操縦室には、手で操作可能なゼロ調節ボタンまたは足で操作可能なゼロ調節ペダルが設けられ、
前記調節部は、ユーザによって前記ゼロ調節ボタンまたは前記ゼロ調節ペダルが操作されると、前記ゼロ信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【請求項12】

前記第１の通信部は、前記ゼロ信号が生成された時点で前記インタフェース部に提供され、または前記獲得部を通じて獲得された特定の姿勢情報を、前記第２の通信部に伝達し、
前記第２の通信部は、前記特定の姿勢情報を前記他の建設機械に伝送することを特徴とする請求項１に記載の検測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械の姿勢、作業位置などのレベル情報を検測、または把握できる検測装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

建設機械が当初設計された動作数値に合わせて作業を進めることができるように、レベル装置を使用することができる。

【0003】

一例として、建設機械に該当する掘削機は土を掘る作業を行うための重装備であって、複数の建設機械（掘削機、ローダー、ドーザーなど）の中で最も広く使われる土工装備である。道路、空港、団地造成などのように大部分の土木工事及び建築工事に先行される最も基本的な工事である土工事に掘削機が使われる。

【0004】

掘削機から土工事作業のトンネル掘り作業（以下、「掘削作業」という）を進めるには、工事現場のうち掘削しようとする作業位置や領域及び掘削深さを測量する作業が求められる。すなわち、掘削作業には掘削機の運転のために運転者と一緒に、掘削機の作業を誘導するための作業誘導者が投入され、さらに工事現場の設計図面を確認しながら掘削深さを運転者に伝達するための測量技師が投入され、掘削作業後に掘削レベル測量機及び測量棒を用いて手動的な測量作業を遂行しながら掘削作業を進めることになる。

【0005】

ところが、従来のように測量技師が直接現場に投入されて測量作業を手動測定方式によって進行した後に伝達することになれば、掘削機の運転者が経験的な判断によって掘削作業が行われ、正確な掘削作業が難しく、掘削機により掘削する度に毎回測量作業が行われるため、全般的な作業時間が遅れて工期が長くなってしまうという問題がある。

【0006】

最近には、掘削機にセンサなどを設置した後、掘削作業による変位を自動的に測定できる装備を掘削機に装着して掘削機の運転者が直接モニターできる方式である自動測定方式が海外から開発されて使われている。

【0007】

韓国特許登録第１０－１６２９７１６号には、衛星航法装置（ＧＰＳ）なしに座標を測量して作業に必要な測量情報を取得する技術が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】韓国特許登録第１０－１６２９７１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、建設機械の各種姿勢情報を収集してインタフェース部に送る検測装置の提供にその目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明による検測装置は、建設機械におけるバケット（ｂｕｃｋｅｔ）、アーム（ａｒｍ）及びブーム（ｂｏｏｍ）のうち少なくとも一つが含まれた作業部の姿勢情報を獲得する獲得部と；前記作業部のレベル情報が表示されるインタフェース部をターゲットに前記姿勢情報を無線で送信する第１の通信部と；を含むことができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明の検測装置によれば、建設機械に設置された各種センサから獲得された情報を収集すると共に、収集した情報を無線でインタフェース部に提供することができる。

【0012】

検測装置の無線通信規格に符合する多様な種類のインタフェース部を用いて建設機械に対するレベル情報の表示が可能である。一例として、ブルートゥース（登録商標）通信またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）通信するスマートフォン、タブレットなどの各種スマート機器が検測装置のインタフェース部として使われることができる。

【0013】

既存の有線のモニタとは違って、有線のラインによる干渉が排除されるので、インタフェース部は操縦室内の多様な位置に設置できる。

【0014】

また、本発明の検測装置は、建設機械に設置された各種センサから獲得されたセンシング値に該当するローデータ（Ｒａｗ ｄａｔａ）をそのままインタフェース部に提供することができる。

【0015】

インタフェース部は、様々な製作業者が参加するプール（ｐｏｏｌ）、例えばグーグル（登録商標）の「Ｐｌａｙ ＳＴｏｒｅ」（商標）に登録されたアプリケーションを用いて該当ローデータを処理して表示する各種スマート機器を含むことができる。関連アプリケーションが設置されたインタフェース部は、ローデータを用いて多様な種類のレベル情報を生成し、様々なデザインのメニューを通じて表示することができる。

【0016】

本発明によれば、複数の建設機械が一緒に作業する状況を考慮して、特定の検測装置から無線送信された姿勢情報が他の建設機械において誤って用いられる問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る検測装置を示すブロック図である。

【図2】本発明に係る検測装置を示す概略図である。

【図3】姿勢情報及び加工情報を説明するための概略図である。

【図4】姿勢情報及び加工情報を説明するための概略図である。

【図5】第１の通信部からインタフェース部へ無線送信される第１のパケット形式を示す概略図である。

【図6】第１の通信部からインタフェース部へ無線送信される第２のパケット形式を示す概略図である。

【図7】インタフェース部を示す概略図である。

【図8】インタフェース部に表示されるメイン画面を示す概略図である。

【図9】インタフェース部に表示されるバケット設定画面を示す概略図である。

【図10】インタフェース部に表示されるボディ設定画面を示す概略図である。

【図11】本発明の実施形態に係るコンピューティング装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

〔発明を実施するための最善の形態〕
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相異した形態で具現することができ、ここで説明する実施形態に限定するものではない。

【0019】

図１は、本発明に係る検測装置１００を示すブロック図である。

【0020】

図２は、本発明に係る検測装置１００を示す概略図である。

【0021】

図面に示す検測装置１００は、獲得部１９０、第１の通信部１１０、第２の通信部１２０、位置把握手段１３０及び調節部１５０を含むことができる。

【0022】

獲得部１９０は、建設機械１におけるバケット（ｂｕｃｋｅｔ）９、アーム（ａｒｍ）７及びブーム（ｂｏｏｍ）５のうち少なくとも１つが含まれた作業部の姿勢情報を獲得できる。

【0023】

建設機械１は、建設、土木現場で使用される各種機械として、掘削機、ローダー、クレーン、ドーザーなどを含むことができる。作業部は、建設機械１において、地面に支持される車輪とボディ３とを除いて、実際の建設作業で動作する各種ブーム（ｂｏｏｍ）、アーム（ａｒｍ）、バケット（ｂｕｃｋｅｔ）などを含むことができる。車輪が付いたボディ３または地面に固定されたボディ３に回転可能に連結され、または直線移動可能に連結された柱状または棒状の部材を含むことができる。アーム（ａｒｍ）は、ブームを介してボディ３に対面する各種部材であって、ブームの端部に回転または移動可能に連結される。バケット（ｂｕｃｋｅｔ）は、アームの端部に設置され、地面を掘り、または土を汲み出す作業を行う。本明細書においてバケットは、当該バケットだけでなく、アームの端部に設置される各種作業具を示す。

【0024】

獲得部１９０は、バケット９、アーム７またはブーム５のいずれかに直接設置されるセンサ２０を含むことができる。この場合、獲得部１９０は、姿勢情報を直接獲得することができる。または、獲得部１９０は、当該センサ２０から測定値を受け取る方式で姿勢情報を獲得することができる。

【0025】

姿勢情報は、ブームの長さ、及び、ボディ３に対するブームの角度が有り得る。

【0026】

姿勢情報は、アームの長さ、及び、ボディ３またはブームに対するアームの角度が有り得る。

【0027】

姿勢情報は、バケットの長さ、及び、ボディ３、ブームまたはアームのいずれかに対するバケットの角度が有り得る。

【0028】

ブームの長さ、アームの長さ、バケットの長さは事前に獲得できる。

【0029】

ブームの角度と、アームの角度と、バケットの角度とは、エンコーダ、傾斜センシング手段２１などを用いて測定できる。傾斜センシング手段２１は、ブーム、アーム及びバケットの各節点ごとに設置され、傾斜角を測定することができる。傾斜センシング手段２１は、建設機械１から作業部に対する駆動状態を運転者に提供するとともに、座標を測量するインタフェース部２００のための獲得部１９０に提供するように形成できる。

【0030】

獲得部１９０は、さらに、建設機械１のボディ３または操縦室２に設置されたＧＰＳ等の位置把握手段１３０から建設機械１の位置情報を獲得できる。位置把握手段１３０は、獲得部１９０に設置され、あるいはジャイロセンシング手段２３または傾斜センシング手段２１に設置できる。

【0031】

位置情報は、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸が形成する３次元空間上において、建設機械１のボディ３のｘ軸座標と、ｙ軸座標と、ｚ軸座標と、ｘ軸を中心に回転したボディ３の角度と、ｙ軸を中心に回転したボディ３の角度と、ｚ軸を中心に回転したボディ３の角度とを含むことができる。ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対するボディ３の回転角度は、ジャイロセンシング手段２３などを通じて獲得できる。ジャイロセンシング手段２３は、ボディ３上に設置され、姿勢に応じた回転角度を測定できる。

【0032】

以上の姿勢情報及び位置情報を使用して、三角関数を用いた演算により、実際の建設作業を遂行するバケットまたはアームの高さや距離などの現在位置が算出できる。

【0033】

第１の通信部１１０は、作業部のレベル情報が表示されるインタフェース部２００をターゲットに姿勢情報を無線で送信できる。第１の通信部１１０は、姿勢情報とは別に位置情報をインタフェース部２００へ無線送信できる。または、第１の通信部１１０は、位置情報を姿勢情報に含めて、位置情報が追加された姿勢情報をインタフェース部２００に送信できる。

【0034】

一例として、獲得部１９０は、ブーム、アーム、バケットに設置されたセンサ２０から作業部の姿勢情報を獲得することができる。獲得部１９０は、建設機械１のボディ３または操縦室２に設置された位置把握手段１３０から建設機械１の位置情報を獲得できる。

【0035】

第１の通信部１１０は、位置情報をインタフェース部２００に伝送できる。インタフェース部２００に表示されるレベル情報には、姿勢情報、姿勢情報の第１の加工情報、位置情報、位置情報の第２の加工情報、及び、姿勢情報と位置情報の両方に基づく第３の加工情報のうち少なくとも一つが含まれる。

【0036】

一例として、姿勢情報のうちバケットの角度情報は、アームを基準とするバケットの角度を示すことができる。当該姿勢情報がそのままレベル情報としてインタフェース部２００に表示され得る。一方、姿勢情報のうちアームの角度情報は、ブームを基準とするアームの角度を示すことができる。この際、バケットの角度情報とアームの角度情報とを適切に演算すると、ブームを基準とするバケットの角度が算出できる。このように姿勢情報を入力して演算が行われた結果値が加工情報に該当され得る。

【0037】

第１の加工情報には、姿勢情報に基づいて演算された結果値を含むことができる。

【0038】

第２の加工情報には、位置情報に基づいて演算された結果値を含むことができる。

【0039】

第３の加工情報には、姿勢情報及び位置情報を併せて適用して演算された結果値を含むことができる。

【0040】

図３及び図４は、姿勢情報及び加工情報を説明するための概略図である。

【0041】

傾斜センシング手段２１は、複数設けることができる。各傾斜センシング手段２１は、ボディ３を基準とするブームの角度（θ１）と、ブームとアームとの間の角度（θ２）と、アーム７とバケットとの間の角度（θ３）とをそれぞれ測定するように設置する。具体的に、一部の傾斜センシング手段２１は、ボディ３とブームとが互いに連結される節点に設置され、ボディ３とブームとの角度（θ１）を測定することができる。一部の傾斜センシング手段２１は、ブームとアームとが互いに連結される節点に設置され、ブームとアームとの角度（θ２）を測定することができる。一部の傾斜センシング手段２１は、アームとバケットとが互いに連結される節点に設置され、アームとバケットとの角度（θ３）を測定することができる。

【0042】

ジャイロセンシング手段２３は、建設機械１のボディ３の回転運動による回転有無を感知できる。ジャイロセンシング手段２３は、ボディ３の回転運動による回転角度（θ４）を測定することができる。ジャイロセンシング手段２３は、建設機械１の回転駆動可能に設計されたボディ３において、真北方向、すなわち上下軸を基準として回転するボディ３の姿勢を感知して回転角度（θ４）を測定することができる。本実施形態において、ジャイロセンシング手段２３は、重力方向に平行なｚ軸を回転中心とする回転角度（θ４）を測定している。これ以外にもジャイロセンシング手段２３は、ｘ軸を回転中心とする回転角度と、ｙ軸を回転中心とする回転角度とを測定することができる。

【0043】

姿勢情報及び位置情報のうち少なくとも１つを入手したインタフェース部２００は、傾斜センシング手段２１、ジャイロセンシング手段２３などのセンサ２０から入手された測定値を基にボディ３の位置に対する装備基準点（作業部基準点、Ｐ２）座標を測量することができる。

【0044】

インタフェース部２００は、第１の通信部１１０から姿勢情報または位置情報を無線で受信し、当該情報を処理してレベル情報を生成することができる。レベル情報には、ユーザが掘削などの建設作業時に直接参照する数値情報が含まれる。一例として、レベル情報は、現在バケットの空間座標などを含むことができる。

【0045】

インタフェース部２００は、掘削作業のために位置したボディ３の基準となる座標を測量するものの、バケットが位置した地点を初期基準点（Ｐ１）に設定し、初期基準点（Ｐ１）を基準に傾斜センシング手段２１を通じて獲得された角度（θ１）（θ２）（θ３）と共に既に把握された装備の長さ（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いてボディ３の固定位置である装備基準点（Ｐ２）座標を測量するように構成される。

【0046】

初期基準点（Ｐ１）は、作業者により座標値を測量した後、インタフェース部２００を通じて設定入力することができる。

【0047】

インタフェース部２００は、ボディ３の回転運動に伴って変更されたバケットの新たな位置座標を測量可能に形成することができる。すなわち、建設機械１においてボディ３に対する装備基準点（Ｐ２）を基準としてボディ３が回転駆動した後のバケットに対する位置座標を測量できるようにインタフェース部２００が形成される。

【0048】

インタフェース部２００は、バケットの位置からボディ３の間に存在する各作業部の長さと傾斜センシング手段２１から入手された角度（θ１）（θ２）（θ３）を通じて装備基準点（Ｐ２）に対する座標が計算できる。すなわち、インタフェース部２００は、既に格納された建設機械１のブームとアームとバケットとのそれぞれの長さ固定値によって取得される長さ（ａ）（ｂ）（ｃ）と傾斜センシング手段２１から入手されるブームとアームとバケットとに対するすべての角度（θ１）（θ２）（θ３）測定値によりバケットが位置する初期基準点（Ｐ１）からボディ３の位置を測量して装備基準点（Ｐ２）に対する座標を計算することができる。装備基準点（Ｐ２）は、ｘ軸位置と、ｙ軸位置と、ｚ軸位置とを含むことができる。装備基準点（Ｐ２）には、各軸を基準とする回転角度をさらに含むことができる。

【0049】

インタフェース部２００は、ボディ３が位置した装備基準点（Ｐ２）を基準にバケットの位置に対する座標値が連続的に測量されるように演算作業を継続して行うことができる。これに合わせて、センサ２０、獲得部１９０、第１の通信部１１０もリアルタイムで姿勢情報をインタフェース部２００に提供できる。

【0050】

インタフェース部２００は、ジャイロセンシング手段２３からボディ３の回転が感知されると、ボディ３の回転駆動により変更されたバケットの座標値を再測量して算出することができる。

【0051】

本発明に係る第１の通信部１１０は、設定プロトコルを満たす通信モジュールが装着された多様な種類のインタフェース部２００と通信することができる。

【0052】

設定プロトコルに従うパケットの一例を図５に示す。

【0053】

図５は、第１の通信部１１０からインタフェース部２００へ無線送信される第１のパケット形式を示す概略図である。第１のパケット形式は、直列併合データフォーマット方式であり得る。

【0054】

第１の通信部１１０は、姿勢情報を構成する複数の詳細情報に対して区分子を付与することができる。第１の通信部１１０は、区分子と詳細情報が含まれたパケットをインタフェース部２００へ無線伝送できる。区分子は、インタフェース部２００で複数の詳細情報を組み合わせて姿勢情報を復元するために使用できる。

【0055】

一例として、第１の通信部１１０は、開始お知らせ「ＳＴ」、ブームの角度「９８.１」、アームの角度「４７」、バケットの角度「-７０」、建設機械１におけるボディ３のｘ軸角度「３０」、ボディ３のｙ軸角度「４０」、ボディ３のｚ軸角度「５０」、ボディ３の緯度「４１２４.３９６３、Ｎ」、経度「０８１５１.６８３８、Ｗ」、高度「２８０.２Ｍ」、方位角「１７０」、その他の情報「１」、「０」、「１」、終了のお知らせ「ＥＮＤ」の順に配列されるパケットｐを生成することができる。複数の詳細項目は「:」などの区分子によって互いに区分できる。

【0056】

第１の通信部１１０は、複数のセンサ２０から入手された各種姿勢情報、位置情報を設定プロトコル形式に合わせて配列してパケット化できる。第１の通信部１１０は、インタフェース部２００に該当パケットを無線伝送することができる。

【0057】

設定プロトコルに従って動作するインタフェース部２００は、図５のパケットが受信されれば、「ＳＴ」を開始お知らせと把握できる。インタフェース部２００は、ＳＴを基準にすぐ次の数値「９８.１」をブームの角度と把握できる。インタフェース部２００は、「９８.１」の次の「４７」をアームの角度と把握できる。インタフェース部２００は、「４７」の次の「-７０」をバケットの角度と把握できる。インタフェース部２００は、「-７０」の次の「３０」をボディ３のｘ軸角度と把握できる。インタフェース部２００は、「３０」の次の「４０」をボディ３のｙ軸角度と把握できる。インタフェース部２００は、「４０」の次の「５０」をボディ３のｚ軸角度と把握できる。インタフェース部２００は、「５０」の次の「４１２４.３９６３、Ｎ」をボディ３の緯度と把握できる。インタフェース部２００は、「４１２４.３９６３、Ｎ」の次の「０８１５１.６８３８、Ｗ」をボディ３の経度と把握できる。インタフェース部２００は、「０８１５１.６８３８、Ｗ」の次の「２８０.２Ｍ」をボディ３の高度と把握できる。インタフェース部２００は、「２８０.２Ｍ」の次の「１７０」を方位角と把握できる。インタフェース部２００は、「１７０」の次の「１」、「０」、「１」をゼロ信号などのその他の情報として把握できる。インタフェース部２００は、「ＥＮＤ」が感知されれば、該当パケットが終了したと把握できる。

【0058】

図６は、第１の通信部１１０からインタフェース部２００へ無線送信される第２のパケット形式を示す概略図である。

【0059】

第１の通信部１１０は、レベル情報を構成する複数の詳細情報のそれぞれに固有の区分子を付与することができる。

【0060】

第１の通信部１１０は、固有の区分子と一部の詳細情報を１セットとするパケットｐをインタフェース部２００へ無線伝送できる。

【0061】

一例として、第１の通信部１１０は、ブーム角度に固有の第１の区分子Ａを付与することができる。第１の区分子Ａには、ブーム角度のセンシング値である９８.１がマッチングされ、第１の区分子Ａと「９８.１」とを１セットとするパケットｐが生成される。第１の通信部１１０は、パケットｐをインタフェース部２００へ無線送信できる。

【0062】

第１の通信部１１０は、アーム角度に固有の第２の区分子Ｂを付与することができる。第２の区分子Ｂには、アーム角度のセンシング値である４７がマッチングされ、第２の区分子Ｂと「４７」とを１セットとするパケットｐが生成される。第１の通信部１１０は、パケットｐをインタフェース部２００へ無線送信できる。

【0063】

第１の通信部１１０は、バケット角度に固有の第３の区分子Ｃを付与することができる。第３の区分子Ｃには、バケット角度のセンシング値である-７０がマッチングされ、第３の区分子Ｃと「-７０」とを１セットとするパケットｐが生成される。第１の通信部１１０は、パケットｐをインタフェース部２００へ無線送信できる。

【0064】

第１の通信部１１０は、ボディ３のｘ軸角度に固有の第４の区分子Ｄを付与することができる。第４の区分子Ｄには、ｘ軸角度のセンシング値である３０がマッチングされ、第１の通信部１１０により第４の区分子Ｄと「３０」とを１セットとするパケットｐが生成される。第１の通信部１１０は、パケットｐをインタフェース部２００へ無線送信できる。

【0065】

このような順次並列データフォーマット方式によれば、複数のデータが高速でインタフェース部２００に伝送できる。

【0066】

固有の区分子は、インタフェース部２００において複数の詳細情報を組み合わせて姿勢情報を復元するために使用される。姿勢情報の復元過程において第１時点のパケットと第２時点のパケットとが混ざらないように、各区分子には時間情報が含まれる。

【0067】

一例として、第１時点で生成されたバケット角度パケットには、区分子Ｃ、時間情報ｔ１、センシング値-７０が含まれる。第２時点で生成されたバケット角度パケットには、区分子Ｃ、時間情報ｔ２、センシング値-７２が含まれる。

【0068】

固有の区分子は、複数種類の詳細情報を区分して復元するためのものであって、同じ種類の詳細情報については同一の区分子が付与されることがある。同じ種類の詳細情報は、同一のセンサ２０において時間差をもって出力されたセンシング値に基づいているので、各センシング値が生成された時間が追加されれば、同じ種類の詳細情報が時間別に区分される。インタフェース部２００は、同一の時間情報を有する代わりに、互いに異なる区分子を有するパケットを収集して、当該時間情報が示す時点の姿勢情報を復元することができる。

【0069】

センサ２０の動作に必要な電力の供給のため、各センサ２０は、獲得部１９０に有線連結できる。獲得部１９０は、センサ２０の制御信号及び駆動電力を有線のラインを通じてセンサ２０に提供することができる。一例として、アームの端部またはバケットに設置された末端センサ２０に連結された有線のラインに獲得部１９０が電気的に連結できる。または、アームの真ん中またはブームに設置される中間センサ２０に連結される有線のラインに獲得部１９０が連結できる。

【0070】

第１の通信部１１０は、獲得部１９０から姿勢情報が伝達され、建設機械１の操縦室２に設置されたインタフェース部２００をターゲットに姿勢情報を無線で送信することができる。

【0071】

インタフェース部２００は、ユーザが建設機械１を利用した作業時に参照できるレベル情報を提供することができる。ユーザにレベル情報を提供するためにインタフェース部２００は、ユーザが位置した操縦室２に設置できる。獲得部１９０と第１の通信部１１０とが一つのケースに実装される場合、外部に露出した有線のラインはセンサ２０と獲得部１９０との間にのみ存在できる。本実施形態によれば、操縦室２に配置されるインタフェース部２００は、有線のラインによる干渉が原則的に排除されるので、多様な位置に設置可能である。また、インタフェース部２００に連結される有線のラインによってユーザの視野が妨害されたりする現象がない。また、ユーザは、自分が所望するインタフェース部２００を自由に選択して使用することができる。

【0072】

獲得部１９０及び第１の通信部１１０は、建設機械１の操縦室２に設置されるケースに一緒に実装できる。この時、獲得部１９０は、姿勢情報を感知するセンサ２０、例えば傾斜センシング手段２１または位置把握手段１３０に有線連結できる。第１の通信部１１０は、当該操縦室２に設置されたインタフェース部２００をターゲットに、姿勢情報を無線送信することができる。本実施形態によれば、獲得部１９０及び第１の通信部１１０は、インタフェース部２００のような操縦室２の空間に配置することができる。その結果、無線電波の伝達を妨害する各種設備が配置された工事現場にもかかわらず、第１の通信部１１０とインタフェース部２００との間の通信が正確かつ迅速に行われることができる。

【0073】

図７は、インタフェース部２００を示す概略図である。

【0074】

インタフェース部２００は、ディスプレイ２１０と、ディスプレイ２１０に表示可能に姿勢情報を処理する処理手段２３０と、第１の通信部１１０と無線通信する端末通信モジュール２５０とが設けられたスマート機器を含むことができる。

【0075】

処理手段２３０は、既に配布されたソフトウェアに該当するレベルアプリケーションを用いて姿勢情報をディスプレイ２１０に表示可能なレベル情報に変換できる。

【0076】

第１の通信部１１０は、ブルートゥースまたはＷｉ－Ｆｉを用いて端末通信モジュール２５０に姿勢情報を伝送することができる。第１の通信部１１０は、レベルアプリケーションに定義されたプロトコルに合わせて姿勢情報を発信できる。本実施形態によれば、当該レベルアプリケーションが設置されていなければ、インタフェース部２００は、第１の通信部１１０と通信できない。

【0077】

ディスプレイ２１０と、処理手段２３０と、端末通信モジュール２５０とを有するスマート機器は、スマートフォンと、７インチ以上のディスプレイ２１０を有するタブレットとが含まれる。ユーザは、自分が所望するスマート機器を自由に選択し、選択された機器にレベルアプリケーションをダウンロードして設置する簡単な手続きを通じて、第１の通信部１１０と通信してレベル情報を表示できるインタフェース部２００を設けることができる。

【0078】

一方、複数の建設機械１が一緒に作業する作業現場を考慮して、特定の建設機械１の姿勢情報が他の建設機械または他のスマート機器に影響を与えないようにする必要がある。

【0079】

一例として、第１の通信部１１０は、固有情報をインタフェース部２００に提供することができる。

【0080】

第１の通信部１１０は、固有情報に対する完全性が認証された特定のインタフェース部２００に対してのみ姿勢情報を提供することができる。

【0081】

一例として、第１の通信部１１０がブルートゥースを利用する環境を想定する。

【0082】

ユーザがインタフェース部２００のブルートゥース通信を活性化すると、インタフェース部２００の端末通信モジュール２５０は、ブルートゥース通信可能な機器をディスプレイ２１０に表示する。この時、ディスプレイ２１０に表示される機器中に第１の通信部１１０が含まれる。第１の通信部１１０は、他の機器と区分される固有情報をインタフェース部２００に提供し、インタフェース部２００には当該固有情報が表示される。ユーザは、ディスプレイ２１０に表示された固有情報を用いて第１の通信部１１０または検測装置１００を他の機器と区分することができる。

【0083】

該当固有情報は、ブルートゥースを用いる周辺の他のスマート機器にも表示することができる。この場合、周辺の他のスマート機器にレベル情報が表示されないように、第１の通信部１１０は、自分の固有情報を選択したスマート機器に対して特定認証キーを入力するように要求することができる。

【0084】

第１の通信部１１０は、特定認証キーが正常に入力されたスマート機器に対して姿勢情報を送信できる。特定認証キーが正常に入力されたスマート機器が本発明に係るインタフェース部２００に該当され得る。

【0085】

一方、固有情報の提供有無または認証キーを通じた完全性の認証有無に関係なく、操縦室２に配置されたインタフェース部２００と第１の通信部１１０とを一対一でマッチングさせる方案が有り得る。

【0086】

一例として、第１の通信部１１０における通信可能な通信閾値の範囲は、建設機械１の幅及び長さの範囲内で決定できる。一例として、第１の通信部１１０の通信半径は２～３メートルの範囲以内に制限される。これと同時に第１の通信部１１０が操縦室２内に配置されると、操縦室２に配置されたインタフェース部２００のみが正常に第１の通信部１１０と通信できる。

【0087】

本実施形態によれば、別の固有情報または認証キーを用いなくても、第１の通信部１１０とインタフェース部２００とが正常に一対一でマッチングできる。

【0088】

再び図１に戻ると、調節部１５０は、ユーザの操作によりゼロ信号を生成することができる。

【0089】

ユーザが作業部のゼロ点をキャリブレーションする場合、インタフェース部２００に表示されたゼロ点調節メニューを操作するのが面倒な場合がある。よって、ユーザが建設機械１を動かすために操作するレバーの近くまたはペダルの付近にゼロ点調節に関連する入力手段を設ける方がよい。

【0090】

このように、インタフェース部２００とは別にゼロ信号を生成するために調節部１５０が利用できる。

【0091】

調節部１５０で生成されたゼロ信号は、第１の通信部１１０を通じてインタフェース部２００に提供できる。当該ゼロ信号は、現在のインタフェース部２００に表示中の特定のレベル情報を基準値、例えば「０」に設定するようにインタフェース部２００を制御することができる。その結果、調節部１５０は現在表示中の特定のレベルを基準値に設定するようにインタフェース部２００を制御するゼロ信号を生成することができる。

【0092】

一例として、第１の通信部１１０は、ゼロ信号が生成されると、姿勢情報とともにゼロ信号をインタフェース部２００に提供することができる。

【0093】

第１の通信部１１０は、姿勢情報がインタフェース部２００にリアルタイムで提供される状態でゼロ信号を追加でインタフェース部２００に提供できる。または、第１の通信部１１０は、ゼロ信号が生成された時点に獲得部１９０を通じて獲得された特定の姿勢情報をマッチングさせ、マッチングされた特定の姿勢情報とゼロ信号とをインタフェース部２００に提供することができる。

【0094】

インタフェース部２００は、ゼロ信号とともに第１の通信部１１０から提供された姿勢情報に基づいたレベル情報を初期値に設定できる。または、インタフェース部２００は、第１の通信部１１０からゼロ信号が入手された時点でディスプレイ２１０を通じて表示中のレベル情報を初期値に設定することができる。

【0095】

図２に示すように、建設機械１の操縦室２には、手で操作可能なゼロ調節ボタン１５１または足で操作可能なゼロ調節ペダル１５３を設けることができる。

【0096】

調節部１５０は、ユーザによってゼロ調節ボタン１５１、またはゼロ調節ペダル１５３が操作されると、ゼロ信号を生成することができる。調節部で生成されたゼロ信号は、第１の通信部１１０を通じてインタフェース部２００に伝達できる。

【0097】

例えば、ユーザが作業部の調節レバーを操作してバケットの端部を地面に密着させた状態でゼロ調節ボタン１５１またはゼロ調節ペダルを操作すると、現在のバケットの座標値が「０」に設定される。以降のレベル情報は、「０」に設定されたバケットの座標値を基準とする相対座標で表示されることができる。本実施形態によれば、地面の平坦化作業などが容易に行われる。

【0098】

一方、複数の建設機械１が一緒に作業する場合、複数の建設機械１のゼロ点は同一に設定する方が好ましい。複数の建設機械１のゼロ点を同一に設定するために、検測装置１００には第２の通信部１２０を設けることができる。

【0099】

第２の通信部１２０は、他の建設機械と通信することができる。第２の通信部１２０は、獲得部１９０、第１の通信部１１０とともに同一ケース内に実装できる。第２の通信部１２０は、数十メートルまたは数キロメートルまでの無線通信が可能な通信網を用いることができる。一例として、第２の通信部１２０は、低電力広域通信網（Ｌｏｗ－Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ－Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの中長距離通信網を用いて他の建設機械と通信できる。

【0100】

第１の通信部１１０は、ゼロ信号が生成された時点でインタフェース部２００に提供され、または獲得部１９０を通じて獲得された特定の姿勢情報を第２の通信部１２０に伝達することができる。この時、第１の通信部１１０は、特定の姿勢情報を近距離範囲内に位置したインタフェース部２００にも提供できる。

【0101】

第２の通信部１２０は、第１の通信部１１０から受信された特定の姿勢情報を他の建設機械に伝送することができる。

【0102】

前記実施形態において、第２の通信部１２０は、第１の通信部１１０から受信された特定の姿勢情報を他の建設機械に送信することができる。

【0103】

これと反対に、他の建設機械から特定の姿勢情報が送信される際、第２の通信部１２０は、当該特定の姿勢情報を受信することもできる。この場合、調節部１５０は、第２の通信部１２０を通じて他の建設機械から特定の姿勢情報が受信されると、ゼロ信号を生成することができる。すなわち、先の実施形態において、調節部１５０はユーザの操作によりゼロ信号を生成したことと違って、本実施形態においては、他の建設機械から受信された特定の姿勢情報をトリガーとしてゼロ信号を生成することができる。

【0104】

第１の通信部１１０は、調節部１５０で生成されたゼロ信号と第２の通信部１２０を通じて受信された他の建設機械の特定の姿勢情報とをインタフェース部２００に共に伝送することができる。

【0105】

ゼロ信号は、特定の姿勢情報が反映された特定のレベル情報を基準値に設定するようにインタフェース部２００を制御することができる。本実施形態によれば、複数の建設機械１のいずれかの建設機械１において、ユーザの操作によってゼロ点が設定されれば、残りの建設機械１には該当ゼロ点が自動的に設定できる。

【0106】

本発明によれば、第１の通信部１１０は、原データに該当する姿勢情報のみをインタフェース部２００に提供することができる。インタフェース部２００は、姿勢情報を入力とする各種演算を行い、その結果値に該当するレベル情報をディスプレイ２１０に表示することができる。インタフェース部２００で行われる演算、ディスプレイ２１０に表示されるメニューなどは、アプリケーションによって定義されまたは生成することができる。該当アプリケーションは様々なユーザにより多様なデザインまたは多様な形式で製造することができる。

【0107】

図８は、インタフェース部２００に表示されるメイン画面を示す概略図である。

【0108】

メイン画面には、建設機械１の仕様を設定する第１のメインメニュー１、建設機械１の第１の状態を表示する第２のメインメニュー２、インタフェース部２００の機能を設定する第３のメインメニュー３、命令ウィンドウを示す第４のメインメニュー４、建設機械１の第２の状態を表示する第５のメインメニュー５が含まれる。

【0109】

図９は、インタフェース部２００に表示されるバケット設定画面を示す概略図である。

【0110】

バケット設定画面には選択されたバケットが表示される第１のバケットメニュー１と、各種設定が決定される第２のバケットメニュー２と、バケットの仕様が入力される第３のバケットメニュー３と、バケットの選択ボタンが設けられた第４のバケットメニュー４と、選択されたバケットをインタフェース部２００の自体に保存するボタンが設けられた第５のバケットメニュー５と、選択されたバケットをウェブサーバーに保存するボタンが設けられた第６のバケットメニュー６と、バケット設定画面を閉じてメイン画面に戻るボタンが設けられた第７のバケットメニュー７とが含まれる。

【0111】

図１０は、インタフェース部２００に表示されるボディ設定画面を示す概略図である。

【0112】

ボディ設定画面には、第１の作業部の仕様が入力される第１のボディメニュー１と、第１の作業部の長さの誤差の補正値が入力される第２のボディメニュー２と、ボディ３の仕様が入力される第３のボディメニュー３と、第２の作業部の仕様が入力される第４のボディメニュー４と、アラームの範囲値が入力される第５のボディメニュー５と、第１のボディメニューないし第５のボディメニューから入力された各種情報を保存するボタンが設けられた第６のボディメニュー６と、ユーザの情報が入力される第７のボディメニュー７とが含まれる。

【0113】

以上の図８、図９、図１０より調べてみた、インタフェース部２００の画面メニューは種々に変更可能であり、各メニューに含まれる値も多様な目的に合った種類に変更することができる。

【0114】

図１１は、本発明の実施形態に係るコンピューティング装置を示す図面である。

【0115】

図１１のコンピューティング装置ＴＮ１００は、本明細書で記述された装置（例、検測装置、インタフェース部など）であってもよい。

【0116】

図１１の実施形態において、コンピューティング装置ＴＮ１００は少なくとも一つのプロセッサＴＮ１１０、送受信装置ＴＮ１２０、及びメモリＴＮ１３０を含むことができる。また、コンピューティング装置ＴＮ１００は、保存装置ＴＮ１４０、入力インターフェース装置ＴＮ１５０、出力インターフェース装置ＴＮ１６０などをさらに含むことができる。コンピューティング装置ＴＮ１００に含まれた構成要素は、バス（ｂｕｓ）ＴＮ１７０により連結されて互いに通信を行うことができる。

【0117】

プロセッサＴＮ１１０は、メモリＴＮ１３０及び保存装置ＴＮ１４０のうち少なくとも一つに保存されたプログラム命令（ｐｒｏｇｒａｍ ｃｏｍｍａｎｄ）を実行することができる。プロセッサＴＮ１１０は、中央処理装置（ＣＰＵ:ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ:ｇｒａｐｈｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、または本発明の実施形態に係る方法が遂行される専用のプロセッサを意味する。プロセッサＴＮ１１０は、本発明の実施形態と関連して記述された手続き、機能、及び方法などを具現するように構成される。プロセッサＴＮ１１０は、コンピューティング装置ＴＮ１００の各構成要素を制御できる。

【0118】

メモリＴＮ１３０及び保存装置ＴＮ１４０のそれぞれは、プロセッサＴＮ１１０の動作と関連した様々な情報を保存することができる。メモリＴＮ１３０及び保存装置ＴＮ１４０のそれぞれは、揮発性格納媒体及び不揮発性格納媒体のうち少なくとも一つで構成することができる。例えば、メモリＴＮ１３０は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ:ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ:ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）のうち少なくとも一つで構成することができる。

【0119】

送受信装置ＴＮ１２０は、有線信号または無線信号を送信または受信することができる。送受信装置ＴＮ１２０は、ネットワークに連結されて通信を行うことができる。

【0120】

一方、本発明の実施形態は、これまでに説明した装置及び/または方法によってのみ具現されるものではなく、本発明に係る実施形態の構成に対応する機能を実現するプログラムまたはそのプログラムが記録された記録媒体を通じて具現することもでき、このような実施は、上述した実施形態の記載から本発明の属する技術分野における通常の技術者であれば簡単に具現できるものである。

【0121】

以上、本発明に係る実施形態について詳しく説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した通常の技術者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

【符号の説明】

【0122】

１：建設機械
２：操縦室
３：ボディ
５：ブーム
７：アーム
９：バケット
２０：センサ
２１：傾斜センシング手段
２３：ジャイロセンシング手段
１００：検測装置
１１０：第１の通信部
１２０：第２の通信部
１３０：位置把握手段
１５０：調節部
１５１：ゼロ調節ボタン
１５３：ゼロ調節ペダル
１９０：獲得部
２００：インタフェース部
２１０：ディスプレイ
２３０：処理手段
２５０：端末通信モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】