已完成工作信息处理系统

技术领域

本发明涉及根据作业机械的施工履历数据来生成已完成工作信息的系统。

背景技术

以往已知能够提供如下机械导引功能和机械控制功能的信息化施工应对作业机械，该机械导引功能为，相对于通过三维CAD软件等制作的目标面数据而提示车身以及动臂、斗杆、铲斗等构成要素的位置和姿势以及车身周围的施工目标面信息，该机械控制功能为，以使车身的铲斗沿着目标施工面移动的方式进行控制。

近几年，将为了提供这些功能而运算出的作业机的三维坐标信息与施工日期时间信息一起作为施工履历数据记录并运用的倾向正在扩大。作为其代表例而具有如下实例，其根据施工履历数据中记录的铲斗的轨迹信息生成地形数据，并将其运用于施工量分批支付和疏浚施工中的施工量管理。

作为这样的基于施工履历数据来生成地形数据的方法，在专利文献1所述的已完成工作信息处理装置中提出了如下方法，其通过先导压和斗杆液压缸压力检测斗杆收回动作，并根据监控点的三维位置来更新已完成工作信息。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－200185号公报

发明内容

专利文献1所述的方法虽然无需利用特别的测量设备和测量作业就能够获得已完成工作的地形数据，但在此获得的地形数据针对三次元位置信息以外的信息没有启示。如专利文献1的实施例所述，为了将该地形数据运用于进度管理等，需要通过与液压挖掘机等的作业机械和地图等组合，边推测作业场地和作业内容等边建立关联。这样地通过以往方法获得的地形数据具有如下问题：作为单体难以与作业场地或作业内容和地形数据上的三维位置信息建立关联。

本发明是鉴于上述课题做出的，其目的为提供一种已完成工作信息处理系统，其基于能够在由作业机械进行的施工中取得的施工履历数据而生成容易与作业内容和作业场地建立关联的地形数据。

为了实现上述目的，本发明的已完成工作信息处理系统具有生成如下地形数据的运算装置，所述地形数据表示基于作业机械的作业装置的施工后的现况地形，所述已完成工作信息处理系统的特征在于，具有；操作量检测装置，其检测所述作业机械的操作量；位置姿势检测装置，其检测所述作业机械的位置以及所述作业装置的姿势；驱动状态检测装置，其检测所述作业装置的驱动状态；和施工信息取得装置，其取得与当所述作业装置对地面施工时的施工有关的信息即施工信息，所述运算装置构成为：基于来自所述操作量检测装置、所述位置姿势检测装置以及所述驱动状态检测装置的各自的检测值，判断所述作业装置是否正在对地面进行施工，在判断为所述作业装置正在对地面进行施工的情况下，计算所述作业装置对地面施工时的所述作业装置的动作轨迹，并且从所述施工信息取得装置取得所述施工信息，作为施工履历数据而记录将所述施工信息与所述作业装置的动作轨迹建立了关联的数据，使用所述施工履历数据内包含的所述作业装置的动作轨迹中的被设想为现况地形的动作轨迹、和与被设想为所述现况地形的动作轨迹建立了关联的所述施工信息，来输出附带所述施工信息的所述地形数据。

根据以上那样构成的本发明，能够掌握现况地形的各部分的施工信息，由此容易使现况地形与作业场地和作业内容建立关联。

发明效果

根据本发明的已完成工作信息处理系统，能够基于能够在由作业机械进行的施工中取得的施工履历数据而生成容易与作业内容和作业场地建立关联的地形数据。

附图说明

图1是本发明第1实施例的已完成工作信息处理系统的构成图。

图2是本发明第1实施例中的液压挖掘机的构成图。

图3是表示本发明第1实施例的液压挖掘机的车身坐标系的图。

图4是本发明第1实施例中的运算装置的功能框图。

图5是表示对前作业装置作用的力的图。

图6是表示前作业装置的各部分的长度和角度的图。

图7是表示动臂液压缸周边部的各部分的长度和角度的图。

图8是表示铲斗轨迹信息的示意图。

图9是表示摄像头坐标系的定义的图。

图10是表示拍摄装置拍摄到的图像的例子的图

图11是表示地形坐标提取部的处理的图。

图12是表示第1实施例中的附带颜色信息的地形数据的显示例的图

图13是表示本发明第1实施例中的施工履历运算部的运算处理的流程图。

图14是表示本发明第1实施例中的施工履历运算部的运算处理的流程图。

图15是表示本发明第1实施例中的地形数据运算部的运算处理的流程图。

图16是表示本发明第2实施例中的液压挖掘机的构成图。

图17是表示本发明第2实施例中的运算装置的功能框图。

图18是表示附加有基于作业内容信息确定的颜色信息的地形数据的显示例的图。

图19是表示附加有基于施工日期时间信息确定的颜色信息的地形数据的显示例的图。

图20是表示附加有基于施工目标面信息确定的颜色信息的地形数据的显示例的图。

图21是表示本发明第2实施例中的施工履历运算部的运算处理的流程图。

图22是表示本发明第2实施例中的地形数据运算部的运算处理的流程图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。此外，以下例举了作为作业机械的前端附件而具有铲斗的液压挖掘机，但也可以将本发明适用于具有铲斗以外的附件的液压挖掘机和推土机等作业机械。

实施例1

图1是本发明第1实施例的已完成工作信息处理系统的构成图。图1中，本实施例的已完成工作信息处理系统由能够在与液压挖掘机1之间进行数据发送接收的运算装置101构成。运算装置101例如由具有如下输入输出接口的单体或多个计算机构成，该输入输出接口能够在与CPU、RAM、ROM等运算处理装置以及各种传感器和执行机构等之间进行信息授受。此外，运算装置101的一部分或全部可以由搭载于液压挖掘机1上的车载控制器构成，也可以由与液压挖掘机1上的各种装置通过网络连接的服务器等构成。

图2是液压挖掘机1的构成图。如图2所示，液压挖掘机1由将沿垂直方向各自转动的多个被驱动部件(动臂2、斗杆3以及铲斗4)连结构成的多关节型的前作业装置1A、和由上部旋转体1BA以及下部行驶体1BB组成的车身1B构成，前作业装置1A的动臂2的基端支承于上部旋转体1BA的前部。

动臂2、斗杆3、铲斗4、上部旋转体1BA以及下部行驶体1BB分别构成了由动臂液压缸5、斗杆液压缸6、铲斗液压缸7、旋转液压马达8以及左右的行驶马达9a、9b分别驱动的被驱动部件，它们的动作通过操作上部旋转体1BA上的驾驶室内的右行驶杆10a、左行驶杆10b、右操作杆11a以及左操作杆11b而指示。右行驶杆10a、左行驶杆10b、右操作杆11a以及左操作杆11b的各操作量由操作量检测装置20检测。在此所说的操作量是指，根据各杆的操作而变化的物理量(先导压、电压、杆倾斜角度等)。操作量检测装置20由压力传感器、电压传感器、角度传感器等构成。在动臂液压缸5安装有检测动臂液压缸5的驱动状态的驱动状态检测装置19(参照图4)。驱动状态检测装置19例如由测定动臂液压缸5的活塞杆侧以及缸底侧的工作液压Pr、Pb的压力传感器构成。

在上部旋转体1BA配置有第1GNSS天线17a和第2GNSS天线17b。第1GNSS天线17a以及第2GNSS天线17b是RTK－GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation SatelliteSystems)用的天线，GNSS接收器17(参照图4)输出各自的天线位置信息。本实施方式中使用了输出现场坐标系的坐标值的GNSS接收器17来说明，但GNSS接收器17只要是能够输出地理坐标系、平面直角坐标系、地心正交坐标系或现场坐标系中的至少一个以上坐标系的坐标值的设备即可。此外地理坐标系中的坐标值由纬度、经度以及椭圆体高度构成，平面直角坐标系、地心正交坐标系以及现场坐标系的坐标值是由E、N、H坐标等构成的三维正交坐标系。地理坐标系坐标值能够使用高斯-克鲁格的等角投影法等而转换为平面直角坐标系等的三维正交坐标系。另外，平面直角坐标系、地心正交坐标系以及现场坐标系能够使用仿射转换或赫尔默特转换等而相互转换。

为了能够测定动臂2、斗杆3、铲斗4的转动角度α、β、γ(参照图3)，在动臂销安装有动臂角度传感器12，在斗杆销安装有斗杆角度传感器13，在铲斗连杆15安装有铲斗角度传感器14，在上部旋转体1BA安装有检测上部旋转体1BA(车身1B)相对于基准面(例如水平面)的俯仰角θp(参照图2)的车身前后倾斜角传感器16a、以及检测横滚角θr(未图示)的车身左右倾斜角传感器16b。此外，这些角度传感器也可以使用IMU(Inertial Measurement Unit：惯性计测装置)、方位仪、旋转编码器等传感器，或也可以由行程传感器测定各液压缸的长度来运算转动角度。另外，铲斗角度传感器14也可以不安装于铲斗连杆15而安装于铲斗4。动臂角度传感器12、斗杆角度传感器13、铲斗角度传感器14、车身前后倾斜角传感器16a、车身左右倾斜角传感器16b以及GNSS接收器17构成了检测液压挖掘机1的位置以及姿势的位置姿势检测装置。

在上部旋转体1BA安装有目标面数据输入装置21，经由WiFi和蓝牙等的无线通信和USB闪存和SD卡等的存储介质而向运算装置101输入目标面数据。另外，在上部旋转体1BA安装有显示各种信息的显示装置23。

图3是表示液压挖掘机1的车身坐标系的图。图3中所记载的X轴以及Z轴表示以动臂销为原点并以车身上方方向为Z轴、以前方方向为X轴、以左方向为Y轴的车身坐标系。在此，在第1GNSS天线17a的车身坐标系中的坐标值通过设计尺寸和基于全站仪等的测定器的测定为已知时，通过使用根据车身的俯仰角θp、横滚角θr以及第1GNSS天线17a与第2GNSS天线17b的位置关系检测的方位角θy(未图示)、第1GNSS天线17a的车身坐标系坐标值、第1GNSS天线17a的基于RTK－GNSS测位的现场坐标系坐标值，能够相互转换车身坐标系和现场坐标系。前作业装置1A上的任意监控点的车身坐标系位置信息能够根据动臂2、斗杆3、铲斗4的转动角度α、β、γ和前作业装置1A的尺寸值来运算，因此能够求出前作业装置1A上的任意监控点的现场坐标系位置信息。

图2中的拍摄装置22是拍摄铲斗4周围的装置，是具有CCD(Charge CoupledDevice)和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等拍摄元件的摄像头。本实施方式中拍摄装置22设置于上部旋转体1BA，但只要安装于能够拍摄铲斗4周围的位置即可。另外，拍摄装置22也可以设置在多个部位。拍摄装置22的车身坐标系中的安装位置和拍摄方向、内部参数是已知的或是能够检测的，拍摄装置22的摄像头坐标系坐标值和车身坐标系坐标值的坐标转换参数是已知的或是能够检测的，由此这些能够相互转换。另外，因此车身坐标系和现场坐标系能够相互转换，所以摄像头坐标系和现场坐标系也能够相互转换。本实施例的拍摄装置22构成了取得与当作业装置1A对地面施工时的施工有关的信息即施工信息的施工信息取得装置，并作为所述施工信息而取得施工面的颜色信息。

图4是本实施例中的运算装置101的功能框图。运算装置101具有位置姿势检测部401、施工履历运算部402和地形数据运算部403。

位置姿势检测部401具有作业装置姿势检测部4011、车身位置检测部4012和车身角度检测部4013。

作业装置姿势检测部4011将动臂角度传感器12、斗杆角度传感器13、铲斗角度传感器14的传感器值作为输入，并输出动臂2、斗杆3、铲斗4的转动角度α、β、γ(参照图3)。

车身位置检测部4012将第1GNSS天线17a输出的天线位置信息作为输入，在现场坐标系以外的坐标系中输入位置信息的情况下坐标转换为现场坐标系，输出现场坐标系的天线位置信息。

车身角度检测部4013将GNSS接收器17输出的天线位置信息以及车身前后倾斜角传感器16a、车身左右倾斜角传感器16b的传感器值作为输入，并输出方位角θy、横滚角θr、俯仰角θp(参照图3)。

施工履历运算部402具有动作判断部4021、轨迹运算部4022、表面颜色运算部4023和施工履历生成部4024。

动作判断部4021将位置姿势检测部401输出的位置姿势信息、驱动状态检测装置19输出的动臂液压缸5的压力信息、操作量检测装置20输出的前作业装置1A的操作量信息、目标面数据输入装置输出的施工目标面信息作为输入，并输出动作判断结果和铲斗监控点的车身坐标系X-Z坐标。

动作判断部4021首先根据操作量检测装置20输出的操作量信息来确认前作业装置1A是否被操作。在前作业装置1A的各部分中的任意一个以上被进行了操作的情况下，根据绕着动臂销的力矩的平衡来判断铲斗4是否处于接地状态。在此在判断为接地状态时，使用操作量信息和施工目标面信息来进行动作判断。

使用图5～图7来说明判断铲斗4是否处于接地状态的方法。

图5是表示对前作业装置1A作用的力的图。在前作业装置1A上，除了作用有基于动臂销的支承力之外，还作用了与动臂2、斗杆3、铲斗4的质量相应的荷载、来自地面的反力以及基于动臂液压缸5的力。若将基于来自地面的反力F产生的力矩设为M

【数式1】

【数式2】

【数式3】

在此，将能够推定为来自地面的反力起作用的地点的车身坐标系X坐标设为X

【数式4】

图6表示前作业装置1A的各部分的长度和角度。式3中的各力矩中的基于荷载产生的力矩即M

【数式5】

【数式6】

【数式7】

式5～式7中的m

【数式8】

【数式9】

【数式10】

然而，式8～式10中的L

图7表示动臂液压缸周边部的各部分的长度和角度。式3中的各力矩中的基于动臂液压缸5产生的力矩M

【数式11】

在此，力F

【数式12】

另外，式11中的L

【数式13】

【数式14】

本实施例中通过力矩的平衡而导出了地面反力，但也可以使用力的平衡来求出地面反力。在该情况下，可以使用荷载传感器和应变传感器来检测动臂销中的支承力并将其用于运算。

当以上那样求出的地面反力为阈值以上时，判断为铲斗4处于接地状态。在此所使用的阈值能够考虑地面的硬度和作业内容等设定恰当的值。例如在进行松软地面的挖掘作业的情况下，挖掘作业中的来自地面的反力小，由此将阈值设为较小的值，在坚固地面上进行挖掘的情况下设为较大的值。另外，在此设定的阈值也可以不是固定的值。例如，铲斗4推压地面的力的最大值是根据铲斗的位置而变动的，由此能够通过车身坐标系X坐标的函数等来设定阈值。此时，在阈值的函数f(X

【数式15】

【数式16】

此外，在此设定的阈值也可以使来自地面的反力以及基于来自地面的反力产生的力矩的双方组合而设定。

在根据上述处理判断为接地状态的情况下，进行动作判断。动作判断例如在“斗杆拉回操作量为阈值以上”且“目标面间距离为最小的铲斗监控点存在于铲斗爪尖”时作为挖掘动作，在“动臂下降操作量为阈值以上”且“斗杆·铲斗操作量不足阈值”时作为斜坡夯实动作，将除此以外的情况作为压实动作。在此所称的阈值设定被认为，恰当的设定值会根据操作员的操作习惯而成为不同设定。因此，希望例如将挖掘、斜坡夯实、压实等动作实际执行一些次数，基于届时的操作量等来进行设定。另外，也可以定义这些条件以外的动作判断和这些以外的动作来进行判断。

轨迹运算部4022将动作判断部4021输出的动作判断结果和铲斗监控点的车身坐标系X-Z坐标值作为输入，并将铲斗轨迹信息作为输出。输出的铲斗轨迹信息保持于运算装置101的RAM。

首先，轨迹运算部4022基于动作判断部4021输出的动作判断结果，来决定应该作为铲斗轨迹来运算的轨迹。在此，将从铲斗监控点通过且与车身坐标系Y轴平行的线段设为铲斗监视线段。此外铲斗监视线段的两端存在于铲斗左右端面上。关于应该作为铲斗轨迹来运算的轨迹，在挖掘动作和压实动作的情况下，将由某个瞬间t0中的铲斗监视线段和某个瞬间t0的紧前t1(位置姿势检测部401最后检测到姿势的定时)中的铲斗监视线段所包围的面作为铲斗轨迹，在斜坡夯实动作的情况下，将铲斗底面作为铲斗轨迹。

接着，根据决定的铲斗轨迹来运算铲斗轨迹信息。在此，如图8所示，铲斗轨迹信息可以由存在于铲斗轨迹上的多个点的坐标信息表现。本实施例中，假设作为铲斗轨迹信息而求出从现场坐标系中的E、N坐标为水平宽度(GridWidth)整数倍的点通过的垂直直线、与铲斗轨迹之间的交点的坐标。

【数式17】

在此水平宽度(GridWidth)是根据对于地形数据的用途足够的解析能力而设定的值。例如若需要由密度为每平方米1点以上的点群构成的地形数据，则在此应该设定的水平宽度为1m以下的值。此外，铲斗轨迹信息除了由本实施方式所示的信息以外，还可以为能够特定构成铲斗轨迹的面的信息。也就是说，也可以为构成铲斗轨迹的面的端点的坐标值和构成铲斗轨迹的面的方程式。

表面颜色运算部4023将操作量检测装置20输出的操作量信息、轨迹运算部4022输出且保持于RAM内的铲斗轨迹信息、位置姿势检测部401输出的位置姿势信息和拍摄装置22输出的图像信息作为输入，输出与铲斗轨迹信息对应的点的表面颜色信息。

表面颜色运算部4023根据操作量检测装置20输出的操作量信息，在液压挖掘机1进行操作时，取得拍摄装置22拍摄的图像信息。在取得的图像信息中，利用位置姿势检测部401输出的位置姿势信息并将反映出前作业装置1A等障害物的部分掩饰。此时，在图像信息的没有被掩饰的部分中反映出RAM内保持的铲斗轨迹信息内所含的点的情况下，将表示铲斗轨迹信息内所含的点的像素的颜色信息与铲斗轨迹信息内所含的点的坐标建立关联，并向施工履历生成部4024输出。此外，从RAM内删除与已经向施工履历生成部4024输出的点有关的铲斗轨迹信息。

以下，使用图9来说明表面颜色运算部4023中的图像的处理。定义如下摄像头坐标系，其以拍摄装置22的光学中心为原点Oc，以拍摄装置22的前方为Zc，以右方为Xc，以上方为Yc。将由拍摄装置22拍摄的图像的中心点Op的坐标设为(u0，v0)时，拍摄装置22所拍摄的图像的(u，v)的像素内记录的物体上的点Tp在摄像头坐标系中如式18那样表现。

【数式18】

在此使用的系数k是基于拍摄装置22的内部参数能够导出的常数，是将图像中的像素位置(单位为pixel)转换为三维空间中的位置(单位为m等)的参数。根据该关系式，能够从式19的关系求出摄像头坐标系中的坐标值(xc，yc，a)的点Tp的在拍摄装置22所拍摄的图像中的像素位置Tp’的坐标(u，v)。

【数式19】

液压挖掘机1上的任意点能够通过利用位置姿势检测部401输出的位置姿势信息而从车身坐标系转换为摄像头坐标系。另外，轨迹运算部4022输出的铲斗轨迹信息为现场坐标系的坐标值，但与此同样地通过利用位置姿势检测部401输出的位置姿势信息而能够从现场坐标系转换为摄像头坐标系。根据该情况，前作业装置1A上的点和铲斗轨迹信息内所含的点使用式19的关系而能够求出其反映于拍摄装置22所拍摄的图像中的哪个像素。

图10表示拍摄装置22拍摄到的图像中反映出前作业装置1A和铲斗轨迹的情况的例子。前作业装置1A是由图10的阴影所涂覆的部分，其他的点是铲斗轨迹的点。在此，由白色虚线所示的点是铲斗轨迹的反映至与反映前作业装置1A的像素相同的像素中的点，有时仅通过图像无法区别铲斗轨迹的点与前作业装置1A之间的前后关系。由此，在本实施例中，对拍摄装置22所拍摄的图像中的反映前作业装置1A的区域进行掩饰。并构成为，当构成铲斗轨迹的点反映于被掩饰的区域外的情况下，作为构成铲斗轨迹的点的颜色信息而输出反映有构成铲斗轨迹的点的像素的颜色。此外，在此设定的掩饰可以包含周边的构造物和地形信息等前作业装置1A以外的部位。另外，在此记录的颜色信息可以记录使用如下指标表现的值，该指标为，红-蓝-绿和青色-洋红-黄-黑等原色的强度、和色相-彩度-明度(或亮度)等中的至少一个以上。也可以事先设定色谱，将能够识别色谱中的特定颜色的ID记录为颜色信息。

轨迹运算部4022输出铲斗轨迹信息，并在从开始保持在RAM内到经过固定时间以上的期间内，表面颜色运算部4023中没有获得构成铲斗轨迹的点的颜色信息的情况下，将事先设定的无效值作为颜色信息而建立关联，并向施工履历生成部4024输出。此外，除了无效值以外，也可以输出例如黑颜色等特定颜色，也可以输出例如从构成图像中所反映的铲斗轨迹的点按照固定条件偏离开的像素的颜色，也可以输出通过基于构成周围的铲斗轨迹的点的颜色信息来补足而决定的颜色。

施工履历生成部4024将轨迹运算部4022输出的铲斗轨迹信息和表面颜色运算部4023输出的颜色信息作为输入，输出施工履历数据。施工履历数据中包含铲斗轨迹信息、与构成铲斗轨迹信息的点对应的颜色信息、施工日期时间信息。另外，也可以包含动作判断部4021输出的动作判断结果和作业机与目标面间的距离等信息。

地形数据运算部403具有记录部4031、地形坐标提取部4032、颜色信息付加部4033和输出部4034。

记录部4031将施工履历运算部402输出的施工履历数据记录。记录部4031内记录的施工履历数据可以是特定的液压挖掘机1输出的施工履历数据，也可以是多个液压挖掘机1输出的施工履历数据。

地形坐标提取部4032从记录部4031内记录的施工履历数据的铲斗轨迹信息中，提取设想为接近现况地形的点的位置信息，并作为地形点群信息输出。

图11是表示地形坐标提取部4032的处理的图。地形坐标提取部4032首先针对记录部4031内记录的施工履历数据的构成铲斗轨迹信息的点，统计在水平方向上存在于同一位置(现场坐标系的E、N轴向上的坐标值相同的位置)的点的数量。在此，针对在水平方向上存在于同一位置的点仅有一个点的情况下，将这个点的坐标值追加至地形点群信息。在水平方向上存在于同一位置的点具有多个的情况下，从这些点中提取出设想为最接近现况地形的点，并将其和时间戳和固有ID等如与施工履历数据内包含的铲斗轨迹信息以外的信息建立了关联那样的信息一起追加至地形点群信息。在此，被设想为接近现况地形的点的提取也可以通过使用施工日期时间信息等、施工履历数据内记录的铲斗轨迹信息以外的信息和构成铲斗轨迹信息的点的高度坐标值等的信息进行筛选而提取。本实施例中，现况地形是随着铲斗轨迹变化的，由此将构成铲斗轨迹的点中的最新的点追加至地形点群信息。在此，若在仅进行进行切土的现场，则现况地形的标高会一直变低，由此可以执行将多个点中的标高最低的点的坐标追加至地形点群信息中的这种筛选处理。另外，也可以使用如下方法：使用在此例举的处理以外的筛选处理，例如动作判断结果来进行筛选处理。

颜色信息付加部4033将地形坐标提取部4032输出的地形点群信息和记录部4031内记录的施工履历数据作为输入，并输出附带颜色信息的地形点群信息。

颜色信息付加部4033从记录部4031内记录的施工履历数据中提取出与作为地形点群信息被提取的铲斗轨迹对应的颜色信息，并作为使被提取的铲斗轨迹与颜色信息组合而成的附带颜色信息的地形点群信息而输出。在此，在与作为地形点群信息被提取的铲斗轨迹对应的颜色信息为无效值的情况下，将事先设定的颜色(例如黑色)的颜色信息作为附带颜色信息的地形点群信息而输出。此外，除了事先设定的颜色以外，也可以输出例如与在水平方向上处于同一位置的其他高度坐标值的铲斗轨迹对应的颜色信息、和使用存在于无效值所含的点的周边的其他点的颜色信息补足后的颜色信息。

输出部4034将颜色信息付加部4033输出的附带颜色信息的地形点群信息调整为能够由地形显示装置404和进度管理装置405利用的格式，并输出附带颜色信息的地形数据。

地形显示装置404将由地形数据运算部403输出的附带颜色信息的地形数据作为输入，描绘出现况地形的形状和颜色(参照图12)，并提示用户。现况地形的表面颜色例如根据土质和土壤状况(湿润或干燥等)、土壤密度(紧密状态或松散状态)等而不同，由此通过与颜色信息一起描绘并提示现况地形的形状，能够容易与作业场地和作业内容建立关联。

另外，进度管理装置405将由地形数据运算部403输出的附带颜色信息的地形数据作为输入，运算施工量、已完成工作等进度管理信息并提示用户。通常当运算进度管理信息时，大多情况下，按照特定作业场地和特定作业内容的区域区分的施工量和已完成工作是兴趣对象。本实施例中的进度管理装置405使用附带颜色信息的地形数据的颜色信息来进行地形数据的筛选以及修整，由此能够运算按照特定作业场地和特定作业内容的区域区分的施工量和已完成工作。例如，在土质颜色不同的区域中，地面的表面颜色是不同的，因此，基于颜色信息按照表面颜色不同的不同区域来划分地形数据，并计算各个区域的施工量，由此能够管理与土质相应的作业的进度。

此外，基于地形显示装置404以及进度管理装置405进行的信息提示和信息处理的一部分也可以通过设置于液压挖掘机1上的显示装置23、存在于液压挖掘机1之外的智能电话、平板电脑或个人计算机等设备进行。

使用图13、图14来说明施工履历运算部402的运算处理。此外，图13以及图14的处理是并列执行的处理。

图13中，首先，施工履历运算部402的动作判断部4021从操作量检测装置20取得操作量信息(步骤S101)。在前作业装置1A的各部分中的任意一个以上被操作的情况下向步骤S102前进，在前作业装置1A的各部分都没有操作输入的情况下返回步骤S101。

步骤S102中，施工履历运算部402的动作判断部4021使用位置姿势信息和动臂液压缸5的压力信息来运算来自地面的反力。在来自地面的反力为阈值以上的情况下向步骤S103前进，在不足阈值的情况下返回步骤S101。

步骤S103中，施工履历运算部402的动作判断部4021使用位置姿势信息、施工目标面信息以及操作量信息进行动作判断，并向步骤S104前进。

步骤S104中，轨迹运算部4022使用动作判断部4021输出的动作判断结果和铲斗监控点的车身坐标系X-Z坐标值来运算铲斗轨迹信息，将其记录于RAM内并返回步骤S101。

图14中，首先，施工履历运算部402的表面颜色运算部4023从操作量检测装置20取得操作量信息(步骤S201)。在前作业装置1A的各部分和行驶、旋转等操作中的任意一个以上被操作的情况下向步骤S202前进，在全都没有操作输入的情况下返回步骤S201。

步骤S202中，施工履历运算部402的表面颜色运算部4023取得拍摄装置22所拍摄的图像信息。在此，使用位置姿势检测部401输出的位置姿势信息来运算取得的图像信息中的前作业装置1A等障害物所反映的区域、和铲斗轨迹信息内所含的点所反映的像素。此时，在铲斗轨迹信息内所含的点反映至前作业装置1A等障害物所反映的区域内的情况下向步骤S203前进，在没有反映的情况下返回步骤S201。

步骤S203中，施工履历运算部402的表面颜色运算部4023将铲斗轨迹信息内所含的点所反映的像素的颜色信息与铲斗轨迹信息内所含的点的坐标建立关联并向施工履历生成部4024输出，然后向步骤S204前进。

步骤S204中，施工履历运算部402的施工履历生成部4024生成如下施工履历数据，其包含轨迹运算部4022输出的铲斗轨迹信息、表面颜色运算部4023输出的颜色信息、施工日期时间信息等。施工日期时间信息能够从运算装置101的内部时钟取得。

接着，使用图15说明地形数据运算部403的运算处理。

首先，地形数据运算部403的记录部4031将施工履历运算部402的施工履历生成部4024所生成的施工履历数据记录(步骤S301)。接着，地形坐标提取部4032从记录部4031内记录的施工履历数据的铲斗轨迹信息中提取出被设想为接近现况地形的点的位置信息，并将其作为地形点群信息输出(步骤S302)。颜色信息付加部4033从记录部4031内记录的施工履历数据中提取出与作为地形点群信息被提取的铲斗轨迹对应的颜色信息，并将其作为使被提取的铲斗轨迹与颜色信息组合而成的附带颜色信息的地形点群信息而输出(步骤S303)。输出部4034将颜色信息付加部4033输出的附带颜色信息的地形点群信息调整为能够由地形显示装置404和进度管理装置405利用的格式，并输出附带颜色信息的地形数据(步骤S304)。

通过以上构成，将施工中的铲斗轨迹信息和地面的颜色信息记录于施工履历数据，对施工履历数据实施各种处理，由此输出附带颜色信息的现况地形数据。当由地形显示装置404显示所输出的附带颜色信息的地形数据时，能够通过颜色信息来表现例如土质和土壤状况(湿润或干燥等)、土壤密度(紧密状态或松散状态)等，能够容易与作业场地和作业内容建立关联。另外，进度管理装置405中，能够基于颜色信息来运算按照特定作业场地和特定作业内容的区域划分的施工量和已完成工作。

(总结)

本实施例中，已完成工作信息处理系统具有运算装置101，该运算装置101生成对基于作业机械1的作业装置1A的施工后的现况地形进行表示的地形数据，该已完成工作信息处理系统具有：检测作业机械1的操作量的操作量检测装置20；检测作业机械1的位置以及作业装置1A的姿势的位置姿势检测装置12、13、14、16a、16b、17；检测作业装置1A的驱动状态的驱动状态检测装置19；和取得与作业装置1A对地面施工时的施工有关的信息即施工信息的施工信息取得装置22，运算装置101基于来自操作量检测装置20、位置姿势检测装置12、13、14、16a、16b、17以及驱动状态检测装置19的各自的检测值，判断作业装置1A是否正在对地面进行施工，在判断为作业装置1A正在对地面进行施工的情况下，计算作业装置1A对地面施工时的作业装置1A的动作轨迹，并且从施工信息取得装置22取得所述施工信息，作为施工履历数据而记录将所述施工信息与作业装置1A的动作轨迹建立了关联的数据，使用所述施工履历数据内包含的作业装置1A的动作轨迹中的被设想为现况地形的动作轨迹、和与被设想为所述现况地形的动作轨迹建立了关联的所述施工信息来输出附带所述施工信息的所述地形数据。

根据以上那样构成的本实施例，能够掌握现况地形的各部分的施工信息，由此现况地形容易与作业场地和作业内容建立关联。

另外，本实施例的已完成工作信息处理系统具有能够显示从运算装置101输出的信息的显示装置404，显示装置404与附加于所述地形数据的所述施工信息相应地变更所述地形数据的显示样态。由此，能够视觉上掌握现况地形的各部分的施工信息。

另外，本实施例中的所述施工信息是颜色信息。由此，能够通过颜色掌握现况地形的各部分的施工信息。

另外，本实施例中的施工信息取得装置22由安装于作业机械1的拍摄装置22构成，运算装置101作为所述施工信息而取得当作业装置1A对地面施工时由拍摄装置22拍摄到的施工面的颜色信息。由此，能够掌握现况地形的各部分的土质和土壤状况(湿润或干燥等)。

实施例2

以与第1实施例的差异点为中心来说明本发明第2实施例的已完成工作信息处理系统。

本实施例的已完成工作信息处理系统的构成是与第1实施例(参照图1)同样的。

图16是本实施例中的液压挖掘机1的构成图。图16中，与第1实施例(参照图2)的差异点在于，液压挖掘机1不具有拍摄装置22(参照图2)。

图17是本实施例中的运算装置101的功能框图。图17中，与第1实施例(参照图4)的差异点在于，运算装置101不具有表面颜色运算部4023(参照图4)。

本实施例中的动作判断部4021与第1实施例同样地进行处理，并且也输出铲斗监控点附近的施工目标面信息。然而，在此所称的施工目标面信息是目标面的法线矢量。此外，施工目标面信息也可以为法线矢量以外的信息，还可以为例如能够将构成目标面的面特定的信息(事先对于构成目标面的所有的面分配的ID等)、水平面与法线矢量所成的角(倾斜角)等的信息。

本实施例中的施工履历生成部4024将动作判断部4021输出的动作判断结果以及施工目标面信息、和轨迹运算部4022输出的铲斗轨迹信息作为输入，并输出在这些输入信息中附加有施工日期时间信息的施工履历数据。

地形数据运算部403具有记录部4031、地形坐标提取部4032、颜色信息付加部4033和输出部4034。

颜色信息付加部4033从记录部4031内记录的施工履历数据中提取与作为地形点群信息被提取的铲斗轨迹对应的动作判断结果(作业内容信息)、施工日期时间信息及施工目标面信息。依照事先设定的条件，使用提取的这些信息来决定颜色信息并作为铲斗轨迹与颜色信息组合而成的附带颜色信息的地形点群信息而输出。

以下表示具体例。

首先，在将动作判断结果作为施工信息来决定颜色信息的情况下，动作判断级别仅存在有限个类型，由此，如若动作判断结果为“挖掘动作”则为红，如为“压实动作”则为蓝，如为“斜坡夯实动作”则为绿这样地，事先设定动作判断级别与颜色的组合，由此能够与动作判断结果相应地决定颜色信息。此外，在动作判断级别为在此所示的三种以外的情况下也同样地，只要准备与级别数量相应的颜色的组合即可。该情况下的施工信息取得装置通过操作量检测装置20和驱动状态检测装置19构成。

接着，在将施工日期时间信息作为施工信息来决定颜色信息的情况下，施工日期时间信息能够与施工的期间相应地取得任意范围的值。由此，需要按照与进度管理等的用途相应的期间来决定颜色信息。也就是说，在想要使与作为地形点群信息被提取的铲斗轨迹对应的施工日期时间信息处于n天范围内的情况下、以及使用地形数据运算部403输出的地形数据而想要确认每m天的进度的情况下，只要事先准备(n/m)个程度的色盘，从色盘中与施工日期时间信息相应地决定颜色信息即可。例如，在施工期间为21天期间的现场中，想要将地形数据利用于每7天(一周时间)进行进度确认的情况下，只要事先设定三个颜色的色盘即可。也就是说，只要如第1～7天为红、第8～14天为蓝、第15～21天为绿地决定颜色信息即可。此外，在此所称的色盘可以事先通过手动设定任意的颜色，也可以基于明度和彩度、色相等连续变化的渐变而自动设定。该情况下的施工信息取得装置由运算装置101的内部时钟构成。

最后，在将施工目标面信息(施工目标面的法线矢量)作为施工信息来决定颜色信息的情况下，因为法线矢量是持有三个成分的信息，所以只要将当以法线矢量为单位矢量(与法线矢量相同的朝向且标准为1的矢量)时的各成分(－1.0～1.0)作为RGB的成分(0～255)来决定颜色信息即可。例如，当法线矢量为(0.5，0.5，0.7071)时，能够决定为(R，G，B)＝(191，191，218)。该情况下的施工信息取得装置能够由向运算装置101输入施工目标面信息的目标面数据输入装置21构成。

另外，在将施工目标面信息(施工目标面的法线矢量)作为施工信息来决定颜色信息的情况下，也可以基于能够使用法线矢量运算的指标来决定颜色信息。也就是说，可以使用法线矢量与重力方向矢量的内积来求出目标面的倾斜角(水平面与目标面所成的角)，将与倾斜角相应的颜色作为颜色信息。在此，倾斜角取了在－90～90度之间连续的值，但在想要通过按照每n度的倾斜角来区分颜色的情况下，可以事先准备(180/n)个的色盘，将与倾斜角相应的颜色决定为颜色信息即可，用户也可以设定与任意范围的倾斜角相应的颜色。

输出部4034将颜色信息付加部4033输出的附带颜色信息的地形点群信息调整为能够由地形显示装置404和进度管理装置405利用的格式，并输出附带颜色信息的地形数据。

地形显示装置404将由地形数据运算部403输出的附带颜色信息的地形数据作为输入，描绘出地形的形状和颜色，并提示用户。在此，颜色信息付加部4033中，在以动作判断结果(作业内容信息)为基础附加有颜色信息的情况下，如图18所示，作业内容与地形数据的关联关系一目了然。另外，在以施工日期时间信息为基础附加有颜色信息的情况下，只要掌握每个作业日的作业内容和作业场地，则如图19所示，能够将地形数据与作业内容、作业场地建立关联。另外，在以施工目标面信息(法线矢量)为基础，例如以目标面的倾斜角(施工目标面信息)为基础附加有颜色信息的情况下，如图20所示，能够区分出水平面和倾斜面。即，可了解正在执行修整法面和顶端面的作业，由此能够将地形数据和作业内容建立关联。

本实施例中的进度管理装置405如由地形显示装置404所示那样，通过基于动作判断结果(作业内容信息)和施工日期时间信息、施工目标面信息决定的颜色信息，能够将地形数据与作业内容、作业场地建立关联，因此，通过使用这些颜色信息进行地形数据的筛选以及修整，由此能够运算按照特定作业场地和特定作业内容的区域划分的施工量和已完成工作。

使用图21来说明施工履历运算部402的运算处理。图21中，与第1实施例(参照图13)的差异点在于，在步骤S104后续执行步骤S105。

步骤S105中，施工履历运算部402的施工履历生成部4024生成如下施工履历数据，其包括动作判断部4021输出的动作判断结果(作业内容信息)以及施工目标面信息、轨迹运算部4022输出的铲斗轨迹信息和施工日期时间信息等，并返回步骤S101。

接着，使用图22来说明地形数据运算部403的运算处理。图22中，与第1实施例(参照图15)的差异点在于步骤S303的处理。

步骤S303中，颜色信息付加部4033基于动作判断结果(作业内容信息)、施工日期时间信息或施工目标面信息而生成与作为地形点群信息被提取的铲斗轨迹对应的颜色信息，并将其作为使铲斗轨迹与颜色信息组合而成的附带颜色信息的地形点群信息(附带颜色信息的地形数据)而输出。

(总结)

本实施例中的运算装置101作为与作业装置1A对地面施工时的施工有关的信息即施工信息，而基于来自操作量检测装置20以及驱动状态检测装置19的检测值，取得作业装置1A对地面施工时的作业内容信息。

或者，本实施例中的施工信息取得装置由运算装置101的内部时钟构成，运算装置101作为所述施工信息而取得作业装置1A对地面施工时的施工日期时间信息。

或者，本实施例中的施工信息取得装置由向运算装置101输入施工目标面信息的目标面数据输入装置21构成，运算装置101作为所述施工信息而取得作业装置1A对地面施工时的施工目标面信息。

通过以上构成，在本实施例中，根据施工履历数据内记录的铲斗轨迹信息、和基于动作判断结果(作业内容信息)、施工日期时间信息或施工目标面信息生成的颜色信息，而输出附带颜色信息的的现况地形数据。所输出的附带颜色信息的地形数据当由地形显示装置404显示时，通过与动作判断结果、施工日期时间信息或施工目标面信息对应的颜色信息，能够容易与作业场地和作业内容建立关联。另外，进度管理装置405中，通过使用与动作判断结果和施工日期时间信息、施工目标面信息对应的颜色信息，能够运算按照特定作业场地和特定作业内容的区域划分的施工量和已完成工作。

以上，详细说明了本发明的实施例，但本发明并不限于上述实施例，包含各种变形例。例如上述实施例为了使本发明容易理解而进行了详细说明，但并非限定于必须具备所说明的全部构成。另外，能够向某实施例的构成中增加其他实施例的构成的一部分，也能够将某实施例的构成的一部分删除或者与其他实施例的一部分置换。

附图标记说明

1…液压挖掘机(作业机械)，1A…前作业装置，1B…车身，1BA…上部旋转体，1BB…下部行驶体，2…动臂，3…斗杆，4…铲斗，5…动臂液压缸，6…斗杆液压缸，7…铲斗液压缸，8…旋转液压马达，9a…行驶马达，9b…行驶马达，10a…右行驶杆，10b…左行驶杆，11a…右操作杆，11b…左操作杆，12…动臂角度传感器(位置姿势检测装置)，13…斗杆角度传感器(位置姿势检测装置)，14…铲斗角度传感器(位置姿势检测装置)，15…铲斗连杆，16a…车身前后倾斜角传感器(位置姿势检测装置)，16b…车身左右倾斜角传感器(位置姿势检测装置)，17…GNSS接收器(位置姿势检测装置)，17a…第1GNSS天线，17b…第2GNSS天线，18…比例控制阀，19…驱动状态检测装置(施工信息取得装置)，20…操作量检测装置(施工信息取得装置)，21…目标面数据输入装置(施工信息取得装置)，22…拍摄装置(施工信息取得装置)，23…显示装置，101…运算装置，401…位置姿势检测部，402…施工履历运算部，403…地形数据运算部，404…地形显示装置，405…进度管理装置，4011…作业装置姿势检测部，4012…车身位置检测部，4013…车身角度检测部，4021…动作判断部，4022…轨迹运算部，4023…表面颜色运算部，4024…施工履历生成部，4031…记录部，4032…地形坐标提取部，4033…颜色信息付加部，4034…输出部。