特許 7594983 ブロックの設置方法

(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】2024-11-27

(45)【発行日】2024-12-05

(54)【発明の名称】ブロックの設置方法

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/46 20060101AFI20241128BHJP

   E04G 21/22 20060101ALI20241128BHJP

   E02B 7/02 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

B66C13/46 A

E04G21/22

E02B7/02 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021125140

(22)【出願日】2021-07-30

(65)【公開番号】P2023020016

(43)【公開日】2023-02-09

【審査請求日】2023-12-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青野 隆

(72)【発明者】

【氏名】増村 浩一

(72)【発明者】

【氏名】是永 明日香

(72)【発明者】

【氏名】高橋 正樹

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２１４９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２２６４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１８１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９２４２５２２（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００４１５００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １３／００－１５／０６

Ｅ０４Ｇ ２１／２２

Ｅ０２Ｂ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

設置装置を用いて複数のブロックを順に設置する設置方法であって、
前記設置装置は、
走行体と、
前記走行体に旋回可能に支持された旋回体と、
前記旋回体に起伏可能に支持されたブームと、
前記ブームに起伏可能に支持されたアームと、
前記アームの先端に支持され、前記ブロックを把持する把持機構と、
前記ブロックを撮像する撮像部と、
前記旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出部と、を備え、
設置方法は、
未設置ブロックを前記把持機構により把持する把持工程と、
前記未設置ブロックと設置済ブロックとを前記撮像部により撮像して取得された画像情報に基づいて、前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの位置情報を取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程にて取得された前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの位置情報に基づいて、前記旋回体の旋回、前記ブームの起伏、及び前記アームの起伏を行って前記未設置ブロックを移動させる移動工程と、を備え、
前記情報取得工程は、
前記未設置ブロックを前記把持機構により把持する前に、前記設置済ブロックを前記撮像部により撮像して取得された画像情報と、前記旋回角度検出部により検出された前記旋回角度と、に基づいて前記設置済ブロックの位置情報を取得する第１情報取得工程と、
前記第１情報取得工程後に、前記未設置ブロックを前記撮像部により撮像して取得された画像情報と、前記旋回角度検出部により検出された前記旋回角度と、に基づいて前記未設置ブロックの位置情報を取得する第２情報取得工程と、を備え、
前記移動工程では、前記第１情報取得工程にて取得された前記設置済ブロックの位置情報と、前記第２情報取得工程にて取得された前記未設置ブロックの位置情報と、に基づいて、前記旋回体を旋回させる、
ブロックの設置方法。

【請求項2】

前記未設置ブロック及び前記設置済ブロックにマーカが付されており、
前記情報取得工程では、前記撮像部により撮像された画像上における前記マーカの大きさ及び位置を求めることにより、前記未設置ブロック及び前記設置済ブロックの位置情報を取得する、
請求項１に記載のブロックの設置方法。

【請求項3】

設置装置を用いて複数のブロックを順に設置する設置方法であって、
前記設置装置は、
走行体と、
前記走行体に旋回可能に支持された旋回体と、
前記旋回体に起伏可能に支持されたブームと、
前記ブームに起伏可能に支持されたアームと、
前記アームの先端に支持され、前記ブロックを把持する把持機構と、
前記ブロックを撮像する撮像部と、を備え、
前記把持機構は、前記アームの先端に回転可能に支持されており、
設置方法は、
未設置ブロックを前記把持機構により把持する把持工程と、
前記未設置ブロックと設置済ブロックとを前記撮像部により撮像して取得された画像情報に基づいて、前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの位置情報を取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程にて取得された前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの位置情報に基づいて、前記旋回体の旋回、前記ブームの起伏、及び前記アームの起伏を行って前記未設置ブロックを移動させる移動工程と、を備え、
前記情報取得工程では、前記画像情報に基づいて、前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの方向情報を更に取得し、
前記移動工程では、前記情報取得工程にて取得された前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの方向情報に基づいて、前記把持機構を回転させて前記未設置ブロックの方向を変更する、
ブロックの設置方法。

【請求項4】

設置装置を用いて複数のブロックを順に設置する設置方法であって、
前記設置装置は、
走行体と、
前記走行体に旋回可能に支持された旋回体と、
前記旋回体に起伏可能に支持されたブームと、
前記ブームに起伏可能に支持されたアームと、
前記アームの先端に支持され、前記ブロックを把持する把持機構と、
前記ブロックを撮像する撮像部と、
未設置ブロックの設置を制御するコントローラと、を備え、
前記把持機構は、前記アームの先端に回転可能に支持されており、
設置方法は、
前記未設置ブロックを前記把持機構により把持する把持工程と、
前記未設置ブロックと設置済ブロックとを前記撮像部により撮像して取得された画像情報に基づいて、前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの位置情報を取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程にて取得された前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの位置情報に基づいて、前記旋回体の旋回、前記ブームの起伏、及び前記アームの起伏を行って前記未設置ブロックを移動させる移動工程と、を備え、
前記情報取得工程では、前記画像情報に基づいて、前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの方向情報を更に取得し、
前記コントローラは、前記移動工程では、前記情報取得工程にて取得された前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの位置情報に基づいて、前記旋回体の旋回、前記ブームの起伏、及び前記アームの起伏を制御して前記未設置ブロックを移動させるとともに、前記情報取得工程にて取得された前記未設置ブロックと前記設置済ブロックの方向情報に基づいて、前記把持機構の回転を制御して前記未設置ブロックの方向を変更する、
ブロックの設置方法。

【請求項5】

前記未設置ブロック及び前記設置済ブロックにマーカが付されており、
前記情報取得工程では、前記撮像部により撮像された画像上における前記マーカの歪を求めることにより、前記未設置ブロック及び前記設置済ブロックの方向情報を取得する、
請求項３または４に記載のブロックの設置方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブロックの設置方法に関する。

【背景技術】

【0002】

砂防ダム等のコンクリート構造物の構築において、複数のプレキャスト製のブロックを順に設置することがある。砂防ダム等は、山間の急峻な傾斜地に構築されることが多く、作業員が施工現場に到達できないことがあるため、特許文献１では、クレーン等の設置装置を遠隔操作して複数のブロックを順に吊下搬送し設置することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－１３１９４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数のブロックを順に設置する際には、新たに設置される未設置ブロックを、設置済ブロックに対して正確な位置に設置しないと誤差が累積していまい複数のブロックを正確な位置に設置できない場合がある。

【0005】

しかし、現状では、作業者は、未設置ブロックの位置と、設置済ブロックの位置と、を遠方から目視で確認しながら設置装置を操作しているのが一般的である。遠方からの目視による確認では、未設置ブロックの位置と設置済ブロックの位置を正確に把握することができないため、新たに設置される未設置ブロックを、設置済ブロックに対して正確な位置に設置することができない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、複数のブロックを正確な位置に設置することを目的とする。

【0007】

本発明は、設置装置を用いて複数のブロックを順に設置する設置方法であって、設置装置は、走行体と、走行体に旋回可能に支持された旋回体と、旋回体に起伏可能に支持されたブームと、ブームに起伏可能に支持されたアームと、アームの先端に支持され、ブロックを把持する把持機構と、ブロックを撮像する撮像部と、旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出部と、を備え、設置方法は、未設置ブロックを把持機構により把持する把持工程と、未設置ブロックと設置済ブロックとを撮像部により撮像して取得された画像情報に基づいて、未設置ブロックと設置済ブロックの位置情報を取得する情報取得工程と、情報取得工程にて取得された未設置ブロックと設置済ブロックの位置情報に基づいて、旋回体の旋回、ブームの起伏、及びアームの起伏を行って未設置ブロックを移動させる移動工程と、を備え、情報取得工程は、未設置ブロックを把持機構により把持する前に、設置済ブロックを撮像部により撮像して取得された画像情報と、旋回角度検出部により検出された旋回角度と、に基づいて設置済ブロックの位置情報を取得する第１情報取得工程と、第１情報取得工程後に、未設置ブロックを撮像部により撮像して取得された画像情報と、旋回角度検出部により検出された旋回角度と、に基づいて未設置ブロックの位置情報を取得する第２情報取得工程と、を備え、移動工程では、第１情報取得工程にて取得された設置済ブロックの位置情報と、第２情報取得工程にて取得された未設置ブロックの位置情報と、に基づいて、旋回体を旋回させる。
また、本発明は、設置装置を用いて複数のブロックを順に設置する設置方法であって、設置装置は、走行体と、走行体に旋回可能に支持された旋回体と、旋回体に起伏可能に支持されたブームと、ブームに起伏可能に支持されたアームと、アームの先端に支持され、ブロックを把持する把持機構と、ブロックを撮像する撮像部と、を備え、把持機構は、アームの先端に回転可能に支持されており、設置方法は、未設置ブロックを把持機構により把持する把持工程と、未設置ブロックと設置済ブロックとを撮像部により撮像して取得された画像情報に基づいて、未設置ブロックと設置済ブロックの位置情報を取得する情報取得工程と、情報取得工程にて取得された未設置ブロックと設置済ブロックの位置情報に基づいて、旋回体の旋回、ブームの起伏、及びアームの起伏を行って未設置ブロックを移動させる移動工程と、を備え、情報取得工程では、画像情報に基づいて、未設置ブロックと設置済ブロックの方向情報を更に取得し、移動工程では、情報取得工程にて取得された未設置ブロックと設置済ブロックの方向情報に基づいて、把持機構を回転させて未設置ブロックの方向を変更する。
また、本発明は、設置装置を用いて複数のブロックを順に設置する設置方法であって、設置装置は、走行体と、走行体に旋回可能に支持された旋回体と、旋回体に起伏可能に支持されたブームと、ブームに起伏可能に支持されたアームと、アームの先端に支持され、ブロックを把持する把持機構と、ブロックを撮像する撮像部と、未設置ブロックの設置を制御するコントローラと、を備え、把持機構は、アームの先端に回転可能に支持されており、設置方法は、未設置ブロックを把持機構により把持する把持工程と、未設置ブロックと設置済ブロックとを撮像部により撮像して取得された画像情報に基づいて、未設置ブロックと設置済ブロックの位置情報を取得する情報取得工程と、情報取得工程にて取得された未設置ブロックと設置済ブロックの位置情報に基づいて、旋回体の旋回、ブームの起伏、及びアームの起伏を行って未設置ブロックを移動させる移動工程と、を備え、情報取得工程では、画像情報に基づいて、未設置ブロックと設置済ブロックの方向情報を更に取得し、コントローラは、移動工程では、情報取得工程にて取得された未設置ブロックと設置済ブロックの位置情報に基づいて、旋回体の旋回、ブームの起伏、及びアームの起伏を制御して未設置ブロックを移動させるとともに、情報取得工程にて取得された未設置ブロックと設置済ブロックの方向情報に基づいて、把持機構の回転を制御して未設置ブロックの方向を変更する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、複数のブロックを正確な位置に設置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】複数のブロックを設置している状態を示す概略図であり、図１（ａ）は、設置済のブロックを設置装置とは反対側から見た正面図であり、図１（ｂ）は、設置済のブロックの配列方向に設置済のブロック及び設置装置を見た側面図である。

【図2】複数のブロックを設置している状態を示す概略図であり、鉛直上方から設置済みのブロック及び設置装置を見た平面図である。

【図3】本発明の第１実施形態において用いられる設置装置のブロック図である。

【図4】画像情報に基づいてブロックの位置情報及び方向情報を取得する方法を説明するための図である。

【図5】モニタに表示される画像の一例である。

【図6】モニタに表示される画像の別の一例である。

【図7】本発明の第２実施形態において用いられる設置装置のブロック図である。

【図8】本発明の第３実施形態において用いられる設置装置のブロック図である。

【図9】本発明の第３実施形態において用いられる設置装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係るブロックの設置方法について、図面を参照して説明する。

【0011】

＜第１実施形態＞
まず、図１から図７を参照して、本発明の第１実施形態に係る設置方法について説明する。ここでは、複数のブロック１を水平方向及び鉛直方向に順に並べて砂防ダムを構築する場合について説明するが、本発明は、砂防ダム以外の構造物、例えば、側溝やＬ型擁壁等を構築する場合にも適用可能である。

【0012】

図１及び図２は、複数のブロック１を予め定められた位置に設置装置１００を用いて設置している状態を示す概略図である。図１及び図２に示すように、複数のブロック１は、水平方向に順に並べて設置される。また、設置されたブロック１の上に、重層してブロック１は水平方向に順に並べて設置される。ブロック１は、運搬車両２（例えば、クローラダンプ）を用いて順次施工現場に搬入される。図１（ａ）は、設置済のブロック１を設置装置１００とは反対側から見た正面図であり、図１（ｂ）は、設置済のブロック１の配列方向に設置済のブロック及び設置装置を見た側面図である。図２は、鉛直上方から設置済みのブロック１及び設置装置１００を見た平面図である。

【0013】

砂防ダムは、山間の急峻な傾斜地に構築されることが多く、自然災害のリスクもあり作業員が施工現場に到達できないことがある。設置装置１００は、遠隔操作可能に構成されており、作業員は、施工現場とは別の場所（例えば、施工現場から離れて設けられた事務所）から設置装置１００を操作することができる。以下では、設置装置１００が施工現場における水平面に配置されていると仮定する。

【0014】

設置装置１００は、走行可能な走行体１０と、略鉛直な旋回軸Ａ１を中心に旋回可能に走行体１０に支持された旋回体２０と、略水平な起伏軸Ａ２を中心に起伏可能に旋回体２０に支持されたブーム３０と、略水平な起伏軸Ａ３を中心に起伏可能にブーム３０の先端に支持されたアーム４０と、略水平な揺動軸Ａ４を中心に揺動自在にアーム４０の先端に支持された把持機構５０と、を備える。ブロック１は、把持機構５０によって把持される。

【0015】

本実施形態では、ブロック１には、ブロック１の重心を通る貫通孔１ａが予め形成されている。把持機構５０は、貫通孔１ａの内側からブロック１を把持可能に構成されている。具体的には、把持機構５０は、基部５１と、基部５１に設けられた複数の爪５２と、を備えている。複数の爪５２は、所定の中心軸Ａ５の周りに互いに間隔を空けて配置されており、中心軸Ａ５を中心とする放射方向（以下、「径方向」と称する）に移動可能である。複数の爪５２をブロック１の貫通孔１ａに挿入した状態で径方向外側に移動させると、複数の爪５２は、貫通孔１ａの内周面に押付けられ、ブロック１は、把持機構５０により把持される。複数の爪５２を径方向内側に移動させると、複数の爪５２は、貫通孔１ａの内周面から離れ、把持機構５０によるブロック１の把持が解除される。

【0016】

なお、把持機構５０は、貫通孔１ａの内側からブロック１を把持する形態に限られない。例えば、把持機構５０は、複数の爪５２でブロック１を挟んで把持する形態であってもよい。この場合には、ブロック１に貫通孔１ａが形成されていなくてもよい。

【0017】

把持機構５０は、回転機構６０を介してアーム４０の先端に支持されている。回転機構６０は、アーム４０の先端に設けられたブラケット６１と、ブラケット６１に回転自在に設けられた回転部材６２と、を備えている。把持機構５０の基部５１は、中心軸Ａ５が回転部材６２の回転軸と略一致するように回転部材６２に取り付けられている。つまり、回転部材６２が回転すると、把持機構５０が中心軸Ａ５を中心に回転する。

【0018】

このように、把持機構５０は、アーム４０の先端に回転可能に支持されている。したがって、把持機構５０により把持されたブロック１の方向（向き）を把持機構５０の回転により変えることができる。

【0019】

ブラケット６１は、揺動軸Ａ４を中心に重力により揺動自在である。把持機構５０は、ブラケット６１の揺動が静止した状態で中心軸Ａ５が鉛直になるように回転部材６２に取り付けられている。そのため、貫通孔１ａが鉛直になるようにブロック１が置かれている場合に、貫通孔１ａに爪５２を容易に挿入することができる。したがって、ブロック１を容易に把持することができる。

【0020】

また、把持機構５０は、ブロック１を把持した状態で中心軸Ａ５が鉛直になるように回転部材６２に取り付けられている。そのため、把持機構５０により把持されたブロック１を、貫通孔１ａが鉛直になるように所望の位置に容易に置くことができる。

【0021】

図３は、設置装置１００のブロック図である。図３に示すように、設置装置１００は、走行体１０を走行させる走行体駆動部１１と、旋回体２０を旋回させる旋回体駆動部２１と、ブーム３０を起伏させるブーム駆動部３１と、アーム４０を起伏させるアーム駆動部４１と、回転機構６０の回転部材６２を回転させる回転部材駆動部５３と、把持機構５０の爪５２を移動させる爪駆動部５４と、を備える。走行体駆動部１１及び旋回体駆動部２１は、例えば油圧モータである。ブーム駆動部３１及びアーム駆動部４１は、例えば油圧シリンダである。回転部材駆動部５３は、例えば油圧モータである。爪駆動部５４は、例えば、油圧シリンダである。

【0022】

設置装置１００は、走行体駆動部１１、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１、アーム駆動部４１、回転部材駆動部５３及び爪駆動部５４に制御信号を出力するコントローラ７０を更に備えている。コントローラ７０は、例えば制御プログラム等を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵにより実行される制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの演算結果等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備えるマイクロコンピュータである。コントローラ７０は、１つのマイクロコンピュータによって構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。

【0023】

コントローラ７０は、施工現場とは別の場所に設けられた操作機器８１と無線通信可能に構成される。作業者による操作機器８１の操作により、操作機器８１からコントローラ７０に操作信号が出力され、コントローラ７０から走行体駆動部１１、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１、アーム駆動部４１、回転部材駆動部５３及び爪駆動部５４に制御信号が出力される。したがって、山間の急峻な傾斜地等の作業員が到達できない施工現場においても、設置装置１００を遠隔操作することができ、設置装置１００を用いてブロック１を設置することができる。

【0024】

設置装置１００の遠隔操作によるブロック１の設置においては、設置済のブロック１（以下、「設置済ブロック１ｆ」と称する）の位置と、未設置のブロック１（以下「未設置ブロック１ｇ」と称する）の位置と、を目視により正確に把握することは難しい。位置を正確に把握できない状態では、新たに設置される未設置ブロックを、設置済ブロックに対して正確な位置に設置できず、誤差が累積していまい複数のブロックを正確な位置に設置できない。このような理由から、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置を把握することが求められている。

【0025】

位置を把握する方法として、全世界測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＮＳＳ）を用いることが考えられる。しかしながら、全世界測位システムでは、人工衛星からの信号を受信する必要がある。山間の施工現場では人工衛星からの信号が届かないことがあり、全世界測位システムを用いても未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置を把握することができないおそれがある。

【0026】

本実施形態では、コントローラ７０は、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆとの撮像により得られた画像情報に基づいて、旋回体２０に対する未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置情報を取得可能に構成される。そのため、遠方からの目視によらずに、また全世界測位システムによらずに、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置の把握が可能になる。したがって、設置装置１００の遠隔操作によっても未設置ブロック１ｇを設置済ブロック１ｆに対して正確な位置に設置することができる。

【0027】

また、本実施形態では、コントローラ７０は、旋回体２０に対するブーム３０の起伏角度θ２及びブーム３０に対するアーム４０の起伏角度θ３に基づいて、旋回体２０に対する把持機構５０の位置情報を取得可能に構成される。そのため、遠方からの目視によらずに、また全世界測位システムによらずに、未設置ブロック１ｇと把持機構５０の位置の把握が可能になる。したがって、設置装置１００の遠隔操作によっても把持機構５０を未設置ブロック１ｇの近傍に容易に移動させることができ、未設置ブロック１ｇを容易に把持することができる。

【0028】

図１乃至図３に示すように、設置装置１００は、ブロック１を撮像するカメラ（撮像部）９０を備えている。カメラ９０は、旋回体２０に取り付けられている。カメラ９０を用いて撮像される画像は、動画であってもよいし静止画であってもよい。本実施形態では、カメラ９０の動画または静止画を利用することで、例えば、光波測距・レーザ測距を利用したトータルステーションを利用する場合と比較して、後述する位置情報を迅速に取得できる。

【0029】

設置装置１００は、起伏角度θ２を検出するブーム起伏角度検出部３２と、起伏角度θ３を検出するアーム起伏角度検出部４２と、を備えている。ブーム起伏角度検出部３２は、例えばブーム駆動部３１の駆動量に基づいて角度を算出するセンサである。アーム起伏角度検出部４２は、例えばアーム駆動部４１の駆動量に基づいて角度を算出するセンサである。ブーム起伏角度検出部３２及びアーム起伏角度検出部４２は、角度計であってもよい。

【0030】

コントローラ７０は、機能的には、画像情報取得部７１と、角度情報取得部７２と、ブロック位置情報・方向情報取得部７３と、ブロック状態判別部７４と、把持機構位置情報取得部７５と、目標位置情報・目標方向情報取得部７６と、通信部７７と、信号出力部７８と、を備えている。画像情報取得部７１、角度情報取得部７２、ブロック位置情報・方向情報取得部７３、ブロック状態判別部７４、把持機構位置情報取得部７５、目標位置情報・目標方向情報取得部７６、通信部７７及び信号出力部７８は、コントローラ７０の機能を仮想的なユニットとしたものである。

【0031】

画像情報取得部７１は、カメラ９０を用いた撮像により取得される画像を画像情報として取得する。角度情報取得部７２は、ブーム起伏角度検出部３２及びアーム起伏角度検出部４２により検出される起伏角度θ２及び起伏角度θ３を角度情報として取得する。

【0032】

ブロック位置情報・方向情報取得部７３は、画像情報取得部７１により取得された画像情報に基づいて、カメラ９０の座標系におけるブロック１の位置情報及び方向情報を取得する。カメラ９０の座標系とは、例えば、図１及び図２に示すように、カメラ９０の光軸ＯＡ上の点を原点とし、光軸ＯＡをＸ軸とし、光軸ＯＡに直交する２軸をＹ軸及びＺ軸とする座標系である。画像情報に基づいたカメラ９０の座標系におけるブロック１の位置情報及び方向情報の取得について、図４を参照して簡単に説明する。

【0033】

図４（ａ）は、ブロック１の斜視図である。図４（ａ）に示すように、本実施形態では、ブロック１の側面１ｂにＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）マーカ３が予め付されている。ブロック位置情報・方向情報取得部７３は、カメラ９０により撮像された画像からＡＲマーカ３を識別して、ブロック１の位置情報及び方向情報を取得する。ここでは、ＡＲマーカ３の中心位置を、ブロック１の位置とし、ブロック１の側面１ｂに直交する方向をブロック１の方向とする。なお、図４（ａ）に示す例では、ＡＲマーカ３は、正方形に描かれているが、正方形に限られない。

【0034】

図４（ｂ）は、ブロック１のＡＲマーカ３がカメラ９０に対して正対している状態の概略図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示される状態においてカメラ９０により撮像される画像を示す図である。ＡＲマーカ３がカメラ９０に対して正対している状態とは、具体的には、ＡＲマーカ３の中心がカメラ９０の光軸ＯＡ上に位置しかつブロック１の側面１ｂがカメラ９０の光軸ＯＡと直交している状態である。図４（ｄ）は、ブロック１の側面１ｂがカメラ９０に対して正対していない状態の概略図であり、図４（ｅ）は、図４（ｄ）に示される状態においてカメラ９０により撮像される画像を示す図である。

【0035】

図４（ｂ）に示すようにブロック１のＡＲマーカ３がカメラ９０に対して正対している場合には、画像上におけるＡＲマーカ３は、図４（ｃ）に示すように、正方形となる。図４（ｄ）に示すようにブロック１のＡＲマーカ３がカメラ９０に対して正対していない場合には、画像上におけるＡＲマーカ３は、図４（ｅ）に示すように、歪む。つまり、カメラ９０に対するブロック１の方向と、画像上におけるＡＲマーカ３の歪みと、の間には一定の関係があり、画像上におけるＡＲマーカ３の歪みを求めることにより、カメラ９０の座標系におけるブロック１の方向情報を取得することが可能となる。

【0036】

また、画像上におけるＡＲマーカ３は、ブロック１がカメラ９０から離れているほど、小さくなる。画像上におけるＡＲマーカ３は、図４（ｄ）に示すようにブロック１がカメラ９０の光軸ＯＡから離れているほど、図４（ｅ）に示すように画像の中心から離れる。つまり、カメラ９０に対するブロック１の位置と、画像上におけるＡＲマーカ３の大きさ及び位置と、の間には一定の関係があり、画像上におけるＡＲマーカ３の大きさ及び位置を求めることにより、カメラ９０の座標系におけるブロック１の位置情報を取得することが可能となる。

【0037】

ブロック位置情報・方向情報取得部７３（図３参照）は、画像上におけるＡＲマーカ３の大きさ、位置及び歪みと、ブロック１の位置及び方向と、の関係を利用して、カメラ９０の座標系におけるブロック１の位置情報及び方向情報を取得する。具体的には、画像処理により、画像上におけるＡＲマーカ３の大きさ、位置及び歪みを求め、求められた大きさ、位置及び歪みに基づいて、カメラ９０の座標系におけるブロック１の位置情報及び方向情報を取得する。

【0038】

なお、ブロック位置情報・方向情報取得部７３は、ＡＲマーカ３を用いてブロック１の位置情報及び方向情報を取得する形態に限られない。例えば、ブロック位置情報・方向情報取得部７３は、画像上におけるブロック１の輪郭を画像処理により求め、輪郭に基づいて、ブロック１の位置情報及び方向情報を取得してもよい。

【0039】

ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得された位置情報及び方向情報だけでは、カメラ９０により撮像されたブロック１が未設置ブロック１ｇであるか設置済ブロック１ｆであるかを判別できない。そこで、ブロック状態判別部７４が、カメラ９０により撮像されたブロック１が未設置ブロック１ｇであるか設置済ブロック１ｆであるかを判別する。

【0040】

未設置ブロック１ｇは、把持機構５０により把持された状態では、設置済ブロック１ｆよりも把持機構５０の近くに位置することになる。ブロック状態判別部７４は、ブロック１と把持機構５０との距離を利用して、カメラ９０により撮像されたブロック１が未設置ブロック１ｇであるか設置済ブロック１ｆであるかを判別する。具体的には、ブロック１の位置情報と把持機構５０の位置情報とに基づいてブロック１と把持機構５０との距離を算出する。算出された距離が所定の閾値未満であるときには当該ブロック１が把持機構５０により把持された未設置ブロック１ｇであると判別し、ブロック１と把持機構５０との距離が所定の閾値以上であるときには当該ブロック１が設置済ブロック１ｆであると判別する。

【0041】

把持機構５０の位置情報は、把持機構位置情報取得部７５により取得される。ここでは、複数の爪５２における下端の中心位置を、把持機構５０の位置とする。

【0042】

把持機構位置情報取得部７５は、角度情報取得部７２により取得された角度情報に基づいて、カメラ９０の座標系における把持機構５０の位置情報を取得する。具体的には、図１及び図２に示すように、カメラ９０に対する起伏軸Ａ２の位置、ブーム３０及びアーム４０の長さ、並びに、揺動軸Ａ４に対する把持機構５０の位置は既知である。そこで、把持機構位置情報取得部７５は、これらの既知の値と、ブーム３０の起伏角度θ２及びアーム４０の起伏角度θ３と、に基づいて、カメラ９０の座標系における把持機構５０の位置を算出する。

【0043】

なお、把持機構位置情報取得部７５は、ブーム３０の起伏角度θ２及びアーム４０の起伏角度θ３に基づいて、把持機構５０の位置情報を取得する形態に限られない。例えば、把持機構５０にＡＲマーカ（不図示）を予め付しておき、カメラ９０を用いて把持機構５０のＡＲマーカを撮像し、取得された画像情報に基づいて把持機構５０の位置情報を取得してもよい。この場合には、ブーム起伏角度検出部３２及びアーム起伏角度検出部４２は不要になる。

【0044】

また、設置装置１００は、旋回体２０の傾斜（鉛直に対する旋回軸Ａ１の傾斜）を計測する不図示の機体傾斜計を備えている。そのため、設置装置１００が配置される面が傾斜していても、機体傾斜計により検出される角度を利用して旋回体２０の傾斜を把握することができ、ブーム３０及びアーム４０の操作量を補正することができる。

【0045】

図３に示すように、目標位置情報・目標方向情報取得部７６は、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得されたブロック１の位置情報及び方向情報と、ブロック状態判別部７４による判別結果と、に基づいて、未設置ブロック１ｇの目標位置情報及び目標方向情報を取得する。具体的には、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得されたブロック１の位置情報及び方向情報から、ブロック状態判別部７４により設置済ブロック１ｆと判別されたブロック１の位置情報及び方向情報を設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報として選出する。砂防ダムの設計時に決定される複数のブロック１の配置と、設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報と、に基づいて、未設置ブロック１ｇの目標位置及び目標方向を算出する。

【0046】

通信部７７は、画像情報、角度情報、ブロック１の位置情報及び方向情報、未設置ブロック１ｇの目標位置情報及び目標方向情報、並びに把持機構５０の位置情報を、モニタ８２に出力する。モニタ８２は、操作機器８１を操作する作業員が見ることのできる位置に設置される。

【0047】

図５は、モニタ８２に表示される画像の一例である。図６は、モニタ８２に表示される画像の別の一例である。図５では、４つの設置済ブロック１ｆの近傍に未設置ブロック１ｇを設置するときにモニタ８２に表示される例が示されている。図６では、運搬車両２に搭載された未設置ブロック１ｇを把持機構５０により把持するときにモニタ８２に表示される例が示されている。

【0048】

図５に示すように、モニタ８２は、カメラ９０により撮像された画像を表示すると共に、ブロック１の位置及び方向、未設置ブロック１ｇの目標位置及び目標方向を表示する。図５において、「（Ｘｆ１、Ｙｆ１、Ｚｆ１）」、・・・、「（Ｘｆ４、Ｙｆ４、Ｚｆ４）」は、設置済ブロック１ｆにおけるＡＲマーカ３の中心位置を示し、「（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）」は、未設置ブロック１ｇにおけるＡＲマーカ３の中心位置を示し、「（Ｘｔ、Ｙｔ、Ｚｔ）」は、未設置ブロック１ｇにおけるＡＲマーカ３の目標中心位置を示す。矢印は、設置済ブロック１ｆ及び未設置ブロック１ｇの方向、並びに未設置ブロック１ｇの目標方向を示す。設置済ブロック１ｆ及び未設置ブロック１ｇの方向、並びに未設置ブロック１ｇの目標方向は、数値で表示されてもよい。設置済ブロック１ｆと二点鎖線とによって囲われたスペースは、未設置ブロック１ｇの設置目標スペースを示す。

【0049】

このように、モニタ８２は、未設置ブロック１ｇの位置及び方向と、未設置ブロック１ｇの目標位置及び目標方向と、を表示する。未設置ブロック１ｇの目標位置及び目標方向は、設置済ブロック１ｆの位置及び方向に基づいて表示されるため、設置済ブロック１ｆが設計位置に対してずれて設置されている場合にも、作業者は、設置済ブロック１ｆを基準に未設置ブロック１ｇを移動させることができる。したがって、未設置ブロック１ｇを設置済ブロック１ｆに対して正確な位置に設置することができる。

【0050】

図６に示すように、モニタ８２は、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置と、複数の爪５２における下端の中心位置と、を更に表示する。貫通孔１ａの開口中心位置は、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により、ブロック１の既知の形状と、ＡＲマーカ３の中心位置と、に基づいて算出される。図６において、「（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）」は、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置を示し、「（Ｘｃ、Ｙｃ、Ｚｃ）」は、把持機構５０における爪５２の下端の中心位置を示す。

【0051】

このように、モニタ８２は、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置と、複数の爪５２における下端の中心位置と、を表示する。そのため、作業者は、モニタ８２で未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置と、複数の爪５２における下端の中心位置と、を確認しながら操作機器８１を操作して把持機構５０を移動させることができる。したがって、把持機構５０の爪５２を容易に未設置ブロック１ｇの複数の爪５２における下端の中心位置に挿入することができ、未設置ブロック１ｇを容易に把持することができる。

【0052】

次に、設置装置１００を用いたブロック１の設置方法について説明する。ここでは、複数のブロック１の一部が既に所定の位置に設置されているものとして説明する。

【0053】

まず、運搬車両２に搭載された未設置ブロック１ｇを把持機構５０により把持する（把持工程）。具体的には、未設置ブロック１ｇがカメラ９０の視野に入るように旋回体２０を旋回させて未設置ブロック１ｇをカメラ９０により撮像する。これにより、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置情報が取得され、モニタ８２に、貫通孔１ａの開口中心位置が表示される。貫通孔１ａの開口中心位置と把持機構５０の複数の爪５２における下端の中心位置とが一致するようにモニタ８２を確認しながら把持機構５０を移動させ、把持機構５０を降下させて複数の爪５２を貫通孔１ａに挿入する。その後、複数の爪５２を径方向外側に移動させ、複数の爪５２を貫通孔１ａの内周面に押付ける。以上により、ブロック１が把持機構５０により把持される。

【0054】

次に、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報を取得する（情報取得工程）。具体的には、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入るように旋回体２０を旋回させて、把持機構５０により把持された未設置ブロック１ｇと、設置済ブロック１ｆと、をカメラ９０により撮像する。カメラ９０により取得された画像情報に基づいて、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報が取得される。また、設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報に基づいて、未設置ブロック１ｇの目標位置情報及び目標方向情報が取得される。モニタ８２には、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置及び方向と、未設置ブロック１ｇの目標位置及び目標方向が表示される。

【0055】

次に、情報取得工程にて取得された位置情報に基づいて、旋回体２０の旋回、ブーム３０の起伏、アーム４０の起伏及び把持機構５０の回転を行って、未設置ブロック１ｇを移動させると共に未設置ブロック１ｇの方向を変更する（移動工程）。具体的には、モニタ８２に表示される未設置ブロック１ｇの位置及び方向と、未設置ブロック１ｇの目標位置及び目標方向と、が一致するように、把持機構５０を移動させると共に把持機構５０を回転させる。未設置ブロック１ｇの位置及び方向と、未設置ブロック１ｇの目標位置及び目標方向と、が一致したところで、把持機構５０による未設置ブロック１ｇの把持を解除する。

【0056】

次に、ブロック１が並べられる方向に走行体１０を移動させ、再び把持工程を行う。把持工程、情報取得工程及び移動工程を繰り返すことにより、複数のブロック１が順に設置される。

【0057】

なお、走行体１０を移動は、ブロック１を１つ設置する毎に行ってもよいし、ブロック１を２つ以上設置する毎に行ってもよい。

【0058】

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0059】

本実施形態では、カメラ９０を用いて未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆを撮像することにより取得された画像情報に基づいて、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報を取得する。そのため、遠方からの目視によらずに、また全世界測位システムによらずに、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置及び方向の把握が可能になる。したがって、設置装置１００の遠隔操作によっても未設置ブロック１ｇを設置済ブロック１ｆに対して正確な位置に設置することができる。

【0060】

なお、未設置ブロック１ｇの方向を設置済ブロック１ｆの方向に合わせなくてもよい場合には、把持機構５０は、アーム４０の先端に回転可能に支持されていなくてもよく、また、コントローラ７０は、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの方向情報を取得しなくてもよい。

【0061】

カメラ９０は、旋回体２０とは別の場所、例えば、走行体１０や不図示の台車に設けられていてもよい。本実施形態のようにカメラ９０が旋回体２０に設けられている場合には、旋回体２０の旋回に伴ってカメラ９０の視野が変化する。そのため、運搬車両２に搭載された未設置ブロック１ｇを把持するために旋回体２０を旋回させたときにも、カメラ９０を使用して未設置ブロック１ｇを撮像することができる。カメラ９０が走行体１０に設けられている場合には、カメラ９０の視野は、旋回体２０が旋回しても変化しない。そのため、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆとの両方をカメラ９０が撮像できる位置で走行体１０を停止しておくことにより、旋回体２０の旋回に関わらず、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置及び方向を把握することができる。カメラ９０が台車に設けられている場合には、カメラ９０の視野は、走行体１０が移動し旋回体２０が旋回しても変化しない。そのため、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆとの両方をカメラ９０が撮像できる位置で台車を停止しておくことにより、走行体１０の移動及び旋回体２０の旋回に関わらず、未設置ブロック１ｇと設置済ブロック１ｆの位置及び方向を把握することができる。

【0062】

上記実施形態では、把持機構５０は、揺動軸Ａ４を中心に重力により揺動自在であるが、設置装置１００は、揺動軸Ａ４を中心に把持機構５０を揺動させる駆動部（例えば油圧シリンダ）を備えていてもよい。この場合には、中心軸Ａ５を鉛直に対して傾けた状態で把持機構５０を保持することができ、貫通孔１ａを鉛直に対して傾けた状態でブロック１を設置することができる。

【0063】

把持機構５０が駆動部により揺動する場合には、設置装置１００は、アーム４０に対する把持機構５０の揺動角度を検出する揺動角度検出部を備えていることが好ましい。また、把持機構位置情報取得部７５は、揺動角度検出部により検出される検出角度に基づいて把持機構５０の位置情報を取得するように構成されていることが好ましい。

【0064】

＜第２実施形態＞

【0065】

次に、本発明の第２実施形態について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態において用いられる設置装置２００のブロック図である。

【0066】

第１実施形態では、把持機構５０により未設置ブロック１ｇを把持した後、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入るように旋回体２０を旋回させ、設置済ブロック１ｆの位置情報を取得する。そのため、作業員は、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入るまでは、設置済ブロック１ｆの位置を把握することができず、旋回体２０を慎重に旋回させる必要がある。

【0067】

第２実施形態では、コントローラ２７０は、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入っていない状態でも設置済ブロック１ｆの位置をモニタ８２に表示可能に構成される。そのため、作業員は、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入っていなくても、設置済ブロック１ｆの位置を把握することができる。したがって、旋回体２０を容易に旋回させることができる。

【0068】

以下では、第１実施形態との相違点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。また、設置装置２００の正面図、側面図及び平面図は、図１及び図２に示される設置装置１００の正面図、側面図及び平面図と略同じであるため、図示を省略する。

【0069】

図７に示すように、設置装置２００は、走行体１０に対する旋回体２０の旋回角度θ１（図２参照）を検出する旋回角度検出部２２２を備えている。旋回角度検出部２２２は、例えば旋回体駆動部２１の駆動量に基づいて角度を算出するセンサである。旋回角度検出部２２２は、角度計であってもよい。

【0070】

角度情報取得部７２は、旋回角度検出部２２２により検出される旋回角度θ１を角度情報として取得する。

【0071】

ブロック位置情報・方向情報取得部７３は、画像情報取得部７１により取得された画像情報と、角度情報取得部７２により取得された角度情報と、に基づいて、走行体１０の座標系におけるブロック１の位置情報及び方向情報を取得する。走行体１０の座標系とは、例えば、旋回軸Ａ１上の点を原点とし、旋回軸Ａ１をＺ軸とし、旋回軸Ａ１に直交する２軸をＸ軸及びＹ軸とする座標系である。

【0072】

走行体１０（図２）に対するカメラ９０の位置は、旋回角度θ１から算出可能である。そこで、ブロック位置情報・方向情報取得部７３は、カメラ９０の座標系におけるブロック１の位置情報及び方向情報と、旋回角度θ１の情報と、に基づいて、走行体１０の座標系におけるブロック１の位置情報及び方向情報を取得する。

【0073】

走行体１０の座標系における設置済ブロック１ｆの位置及び方向は、旋回体２０が旋回しても変化しない。そこで、コントローラ２７０は、設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報を記憶する。具体的には、コントローラ２７０は、機能的には、記憶部２７９を更に備えている。記憶部２７９は、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野から外れたときに、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得された設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報を記憶する。

【0074】

通信部７７は、記憶部２７９に記憶された設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報をモニタ８２に出力する。モニタ８２は、設置済ブロック１ｆの位置及び方向を表示する。なお、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野から外れたときには、設置済ブロック１ｆの画像はモニタ８２に表示されなくなるため、設置済ブロック１ｆの位置及び方向の数値は、例えば数値としてモニタ８２に表示される。

【0075】

このように、モニタ８２には、カメラ９０の視野から外れた設置済ブロック１ｆの位置及び方向が表示される。そのため、作業者は、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入っていなくても、設置済ブロック１ｆの位置を把握することができる。したがって、未設置ブロック１ｇを把持機構５０により把持した後、旋回体２０を容易に旋回させることができる。

【0076】

設置装置２００を用いたブロック１の設置方法では、まず、設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報を取得する（第１情報取得工程）。具体的には、運搬車両２に搭載された未設置ブロック１ｇを把持機構５０により把持する前に、設置済ブロック１ｆをカメラ９０により撮像する。撮像に得られた画像情報と、旋回角度検出部２２により検出された旋回角度θ１と、に基づいて、設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報を取得する。

【0077】

次に、未設置ブロック１ｇがカメラ９０の視野に入るように旋回体２０を旋回させる。このとき、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野から外れると、取得された設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報は、記憶部２７９により記憶され、設置済ブロック１ｆの位置及び方向は、モニタ８２に表示され続ける。

【0078】

次に、未設置ブロック１ｇをカメラ９０により撮像し、把持機構５０により未設置ブロック１ｇを把持する。このとき、撮像に得られた画像情報と、旋回角度検出部２２により検出された旋回角度θ１と、に基づいて、未設置ブロック１ｇの位置情報及び方向情報を取得する（第２情報取得工程）。

【0079】

次に、旋回体２０の旋回、ブーム３０の起伏、アーム４０の起伏及び把持機構５０の回転を行って、未設置ブロック１ｇを移動させると共に未設置ブロック１ｇの方向を変更する（移動工程）。設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入るまでは、作業員は、第１情報取得工程にて取得された設置済ブロック１ｆの位置情報と、第２情報取得工程にて取得された未設置ブロック１ｇの位置情報と、に基づいて、旋回体２０を旋回させる。設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野に入った後は、第１実施形態における設置方法と同じであるため、ここではその詳細を省略する。

【0080】

以上の実施形態によれば、設置済ブロック１ｆの位置情報及び方向情報を記憶する。そのため、設置済ブロック１ｆがカメラ９０の視野から外れたときにも、設置済ブロック１ｆの位置及び方向の把握が可能になる。したがって、未設置ブロック１ｇを把持機構５０により把持した後、旋回体２０を容易に旋回させることができる。

【0081】

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態において用いられる設置装置３００のブロック図である。

【0082】

第１及び第２実施形態では、作業員がモニタ８２を確認しながら旋回体駆動部２１等の駆動量・駆動方向を決定し、未設置ブロック１ｇの設置を制御する。本実施形態では、コントローラ３７０が旋回体駆動部２１等の駆動量・駆動方向を決定し、未設置ブロック１ｇの設置を制御する。この点において、本実施形態は、第１及び第２実施形態と相違する。

【0083】

以下では、第１及び第２実施形態との相違点を主に説明し、第１及び第２実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１及び第２実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。また、設置装置３００の正面図、側面図及び平面図は、図１及び図２に示される設置装置１００の正面図、側面図及び平面図と略同じであるため、図示を省略する。

【0084】

図８に示すように、設置装置３００のコントローラ３７０は、機能的には、駆動量・駆動方向決定部３７７を備えている。コントローラ３７０の制御モードは、運搬車両２に搭載された未設置ブロック１ｇを把持機構５０により把持するブロック把持モードと、把持機構５０により把持された未設置ブロック１ｇを移動させるブロック移動モードと、に切換え可能である。

【0085】

ブロック把持モードからブロック移動モードへは、把持機構５０の爪５２が未設置ブロック１ｇの貫通孔１ａに挿入され複数の爪５２が径方向外側に移動したときに切り替えられる。把持機構５０の爪５２が未設置ブロック１ｇの貫通孔１ａに挿入されたか否かは、把持機構位置情報取得部７５により取得される把持機構５０の位置情報と、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得される未設置ブロック１ｇの位置情報と、に基づいて判断可能である。複数の爪５２が径方向外側に移動したか否かは、信号出力部７８により出力される信号に基づいて判断可能である。

【0086】

設置装置３００は、把持機構５０と未設置ブロック１ｇとの距離を検出する不図示のブロック距離計を更に備えている。ブロック距離計は、例えばレーザ距離計である。ブロック距離計により検出される距離に基づいて、把持機構５０の爪５２が未設置ブロック１ｇの貫通孔１ａに一定長さ以上挿入されているか否かが判断される。把持機構５０の爪５２が未設置ブロック１ｇの貫通孔１ａに一定長さ以上挿入されたと判断した場合には、挿入作業の停止指令が出力される。その後、把持信号が出力され、把持機構５０の爪５２が径方向外側に移動して未設置ブロック１ｇが把持される。

【0087】

ブロック移動モードからブロック把持モードへは、把持機構５０により把持された未設置ブロック１ｇが目標位置に移動し複数の爪５２が径方向内側に移動したときに切り替えられる。把持機構５０により把持された未設置ブロック１ｇが目標位置に移動したか否かは、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得される未設置ブロック１ｇの位置情報と、目標位置情報・目標方向情報取得部７６により取得される未設置ブロック１ｇの目標位置情報と、に基づいて判断可能である。複数の爪５２が径方向内側に移動したか否かは、信号出力部７８により出力される信号に基づいて判断可能である。

【0088】

ブロック移動モードとブロック把持モードの切り替えは、作業員によって行われてもよい。

【0089】

駆動量・駆動方向決定部３７７は、ブロック把持モードでは、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得された未設置ブロック１ｇの位置情報と、把持機構位置情報取得部７５により取得された位置情報と、に基づいて、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１、アーム駆動部４１、及び爪駆動部５４の駆動量及び駆動方向を決定する。具体的には、把持機構５０の複数の爪５２における下端の中心位置が、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置に近づくように、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１及びアーム駆動部４１の駆動量及び駆動方向を決定する。複数の爪５２における下端の中心位置が貫通孔１ａの開口中心位置と略一致している状態では、複数の爪５２における下端の中心位置が鉛直下方に変位するように、ブーム駆動部３１及びアーム駆動部４１の駆動量及び駆動方向を決定する。複数の爪５２における下端の中心位置が貫通孔１ａの開口中心位置から鉛直下方に位置している状態では、複数の爪５２が径方向外側に移動するように、爪駆動部５４の駆動量及び駆動方向を決定する。

【0090】

把持機構５０の複数の爪５２における下端の中心位置を、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置に近づける方法について、図９を参照して詳述する。図９は、設置装置３００の模式図であり、把持機構５０の爪５２における下端の中心位置が未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０に位置している状態を実線で示す。

【0091】

駆動量・駆動方向決定部３７７は、まず、正ゴールを算出し、その後、サブゴールを算出する。正ゴールは、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０に把持機構５０の爪５２における下端の中心位置が到達しているときの揺動軸Ａ４の地点及び起伏角度θ２、θ３であり、図９において実線で示されるブーム３０及びアーム４０の姿勢である。サブゴールは、ブーム３０の起伏のみで把持機構５０の爪５２における下端が未設置ブロック１ｇの貫通孔１ａに入ることが可能な地点であり、図９において二点鎖線で示されるブーム３０及びアーム４０の姿勢である。

【0092】

揺動軸Ａ４の正ゴールは、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０に基づいて算出される。具体的には、把持機構５０は、中心軸Ａ５が鉛直になるようにアーム４０の先端に支持されており、把持機構５０の爪５２における下端と、揺動軸Ａ４と、の間の距離Ｌ５は既知である。そのため、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０から鉛直上方に距離Ｌ５だけ離れた地点が、揺動軸Ａ４の正ゴールとなる。なお、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０は、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により、ブロック１の既知の形状と、ＡＲマーカ３の中心位置と、に基づいて算出される。

【0093】

起伏角度θ２、θ３の正ゴールは、揺動軸Ａ４の正ゴールと、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０に対する起伏軸Ａ２の位置と、に基づいて算出される。具体的には、揺動軸Ａ４と起伏軸Ａ３との距離Ｌ４は既知であり、起伏軸Ａ３と起伏軸Ａ２との距離Ｌ３は既知である。そのため、起伏軸Ａ２を中心とし半径が距離Ｌ３の円と、揺動軸Ａ４の正ゴールを中心とし半径が距離Ｌ４の円と、の交点が、起伏軸Ａ３の正ゴールである。図９において、円弧Ｃは、起伏軸Ａ２を中心とし半径が距離Ｌ３の円の一部を示している。起伏軸Ａ３の正ゴールと起伏軸Ａ２とを結ぶ線分と、水平面と、の間の角度が起伏角度θ２の正ゴールとなり、起伏軸Ａ３の正ゴールと起伏軸Ａ２とを結ぶ線分と、起伏軸Ａ３の正ゴールと揺動軸Ａ４の正ゴールとを結ぶ線分と、の間の角度が起伏角度θ３の正ゴールとなる。なお、カメラ９０に対する起伏軸Ａ２の位置が既知であるため、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０に対する起伏軸Ａ２の位置は、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により算出される未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０から算出可能である。

【0094】

サブゴールは、ブーム３０の起伏のみで、把持機構５０の爪５２における下端が未設置ブロック１ｇの貫通孔１ａに入ることが可能な地点である。そのため、駆動量・駆動方向決定部３７７は、起伏角度θ３を起伏角度θ３の正ゴールと同じ角度とし起伏角度θ２を起伏角度θ２の正ゴールとは異なる角度としたブーム３０及びアーム４０の姿勢をサブゴールとして算出する。

【0095】

駆動量・駆動方向決定部３７７は、算出されたサブゴールにブーム３０及びアーム４０が近づくように、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１及びアーム駆動部４１の駆動量及び駆動方向を決定する。信号出力部７８は、駆動量・駆動方向決定部３７７により決定された駆動量及び駆動方向に基づいて信号を出力する。これにより、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１及びアーム駆動部４１が駆動し、ブーム３０及びアーム４０がサブゴールに到達する。サブゴールの許容範囲内にブーム３０及びアーム４０が到達しない場合には、旋回体２０の旋回、ブーム３０の起伏及びアーム４０の起伏の微調整をそれぞれ自動で繰り返す。

【0096】

その後、駆動量・駆動方向決定部３７７は、算出された正ゴールにブーム３０が近づくように、ブーム駆動部３１の駆動量及び駆動方向を決定する。信号出力部７８は、駆動量・駆動方向決定部３７７により決定された駆動量及び駆動方向に基づいて信号を出力する。これにより、ブーム駆動部３１が駆動し、ブーム３０が正ゴールに到達する。このとき、起伏角度θ３は起伏角度θ３の正ゴールと同じ角度とされているため、ブーム３０が正ゴールに到達するすると、アーム４０は正ゴールに到達し、把持機構５０の爪５２における下端が未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａの開口中心位置Ｐ０に到達する。

【0097】

駆動量・駆動方向決定部３７７は、把持機構５０の爪５２が未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａに挿入されるように、ブーム駆動部３１の駆動量及び駆動方向を決定する。信号出力部７８は、駆動量・駆動方向決定部３７７により決定された駆動量及び駆動方向に基づいて信号を出力する。これにより、ブーム駆動部３１が駆動し、ブーム３０が把持機構５０の爪５２が未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａに挿入される。

【0098】

以上により、未設置ブロック１ｇにおける貫通孔１ａへの把持機構５０の爪５２の挿入が完了する。

【0099】

駆動量・駆動方向決定部３７７は、ブロック移動モードでは、ブロック位置情報・方向情報取得部７３により取得された未設置ブロック１ｇの位置情報及び方向情報と、目標位置情報・目標方向情報取得部７６により取得された目標位置情報及び目標方向情報と、に基づいて、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１、アーム駆動部４１、回転部材駆動部５３及び爪駆動部５４の駆動量及び駆動方向を決定する。具体的には、未設置ブロック１ｇにおけるＡＲマーカ３の中心位置及び方向が、目標位置及び目標方向に近づくように、旋回体駆動部２１、ブーム駆動部３１、アーム駆動部４１及び回転部材駆動部５３の駆動量及び駆動方向を決定する。未設置ブロック１ｇにおけるＡＲマーカ３の中心位置及び方向が目標位置及び目標方向と略一致している状態では、複数の爪５２が径方向内側に移動するように、爪駆動部５４の駆動量及び駆動方向を決定する。

【0100】

なお、駆動量・駆動方向決定部３７７は、ブロック移動モードにおいても、正ゴール及びサブゴールを算出し、まず、サブゴールにブーム３０及びアーム４０を到達させ、その後、ブーム３０の起伏のみで正ゴールにブーム３０及びアーム４０を到達させてもよい。ブロック移動モードにおいて、正ゴールは、未設置ブロック１ｇが砂防ダムの設計時に決定される位置に到達しているときの揺動軸Ａ４の地点及び起伏角度θ２、θ３である。ブロック移動モードにおいて、サブゴールは、未設置ブロック１ｇが砂防ダムの設計時に決定される位置にブーム３０の起伏のみで到達することが可能な地点である。

【0101】

このように、本実施形態では、コントローラ３７０が、旋回体２０の旋回、ブーム３０の起伏、アーム４０の起伏、把持機構５０の回転及び把持機構５０による未設置ブロック１ｇの把持を制御して未設置ブロック１ｇを設置する。そのため、作業員の操作によらずに未設置ブロック１ｇを設置済ブロック１ｆに対して正確な位置に設置することができる。

【0102】

上記実施形態では、未設置ブロック１ｇの把持及びその解除と、未設置ブロック１ｇの移動と、をコントローラ３７０が自動的に行うが、未設置ブロック１ｇの移動のみをコントローラ３７０が自動的に行い、未設置ブロック１ｇの把持とその解除を作業員の操作により行ってもよい。

【0103】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0104】

１００，２００，３００・・・設置装置
１・・・ブロック
１ｆ・・・設置済ブロック
１ｇ・・・未設置ブロック
１０・・・走行体
２０・・・旋回体
３０・・・ブーム
４０・・・アーム
５０・・・把持機構
９０・・・カメラ（撮像部）
３７０・・・コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】