(57)【要約】  フロント作業機による作業を安全且つ効率良く行うことができる油圧ショベルの後方視野表示装置を得る。  油圧ショベルの後方視野表示装置は、下部走行体と、この下部走行体の上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体の前部に設けられたフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に設けられ、この旋回体の後方視野を得るためのカメラと、このカメラで取得した映像を表示するモニタ２１とを備える。また、前記フロント作業機の最大作業半径を予め記憶しておき、前記モニタには、前記カメラで取得した映像を表示すると共に、前記フロント作業機による最大作業半径の距離表示ライン５０や作業中の実際の作業半径を示す距離表示ライン５１などを前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成としている。
2012157438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、この下部走行体の上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体の前部に設けられたフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に設けられ、この旋回体の後方視野を得るためのカメラと、このカメラで取得した映像を表示するモニタとを備えた油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記フロント作業機の最大作業半径を予め記憶しておき、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像を表示すると共に、前記フロント作業機による最大作業半径を示す距離表示ラインを前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記フロント作業機は、前記上部旋回体の前部に俯仰動自在に取り付けられたブームと、このブームの先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具が取り付けられるアームと、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アームの角度を検出するアーム角度センサとを備え、
前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記最大作業半径を示す距離表示ラインと、前記演算された作業半径を示す距離表示ラインとを重ね合わせて表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項３】
下部走行体と、この下部走行体の上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体の前部に設けられたフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に設けられ、この旋回体の後方視野を得るためのカメラと、このカメラで取得した映像を表示するモニタとを備え、前記フロント作業機は、前記上部旋回体の前部に俯仰動自在に取り付けられたブームと、このブームの先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具が取り付けられるアームを有する油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アームの角度を検出するアーム角度センサとを備え、前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像を表示すると共に、前記演算された作業半径を示す距離表示ラインを前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記フロント作業機を含む上部旋回体の最小旋回半径を予め記憶しておき、
前記モニタには、前記最小旋回半径を示す距離表示ラインを、前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記フロント作業機は、前記上部旋回体の前部に俯仰動自在に取り付けられたブームと、このブームの先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具が取り付けられるアームと、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アームの角度を検出するアーム角度センサとを備え、
前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業高さを演算し、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記演算された作業高さを数値で表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記演算された作業半径も数値で表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後方監視カメラから得られる後方視野画像を運転室内に設置したモニタに表示する油圧ショベルの後方視野表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルはクローラ式走行手段を有する下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体を設置したものから構成され、上部旋回体には、運転室及び作業手段としてのフロント作業機が装着されている。これら運転室及びフロント作業機は上部旋回体の前方に配置されている。また、上部旋回体における運転室の後部側には機械室を構成する建屋が設けられ、最後部位置にはカウンタウエイトが設置されている。【０００３】
油圧ショベルは、主に土砂の掘削等の作業を行うために用いられる。運転室内にはオペレータが着座する運転席が設置されており、この運転席の左右両側部や前方部には操作手段としての操作レバーや操作ペダル等が設けられている。従って、オペレータは運転席に着座して各操作手段を操作するようになっており、その操作中には、運転室の前方及び側方の状況はオペレータの肉眼で確認できるが、前方を向いた姿勢では、後方及び斜め後方の視野が得られない。【０００４】
作業の安全性等の観点から、後方視野を得ることは極めて重要なことであり、特に、油圧ショベルが稼動する作業現場に、作業者が立ち入って作業している場合や、周囲に構築物等の物体が存在している場合等には、後方の安全確認は極めて重要になる。【０００５】
オペレータが運転室内で前方を向いた状態でも、後方の安全確認を行えるようにするためには、上部旋回体の後方に監視用のカメラを設置し、このカメラからの映像を運転室内に設けたモニタに表示することによって、後方視野を得ることができる。このように、油圧ショベルに後方監視カメラを備える構成にしたものとしては、例えば特許第４１９６８２６号公報（特許文献１）に記載のものなどがある。【０００６】
この特許文献１に記載のものでは、上部旋回体の最後部を原点としてこの位置から後方に向けて形成される目盛りを、距離表示ラインとして、前記カメラで取得した画像と重ね合わせて表示するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１９６８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１のものでは、上部旋回体の後方に監視用のカメラを設置し、このカメラからの映像を運転室内に設けたモニタに表示するようにし、且つ上部旋回体の最後部からの距離表示も前記モニタで行うようにしているので、後方視野を得ることができると共に、後方に存在する構築物や作業者の上部旋回体の最後部からの距離も把握することができる。従って、油圧ショベルを後進させる時や、旋回時における斜め後方の安全確認を行うことができる。【０００９】
しかし、この特許文献１のものは、油圧ショベルの上部旋回体から後方に存在する構築物や作業者との距離を把握することが記載されているだけで、上部旋回体の前部に取り付けられているフロント作業機が、上部旋回体の旋回時に、油圧ショベルの上部旋回体から後方に存在する構築物や作業者と干渉することについての配慮が為されておらず、油圧ショベルの作業半径内の物体や人などの有無を確認することが困難であったため、安全に旋回操作をしてフロント作業機による作業を効率良く行うことについて改善の余地が残されていた。【００１０】
本発明の目的は、フロント作業機による作業を安全且つ効率良く行うことができる油圧ショベルの後方視野表示装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、下部走行体と、この下部走行体の上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体の前部に設けられたフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に設けられ、この旋回体の後方視野を得るためのカメラと、このカメラで取得した映像を表示するモニタとを備えた油圧ショベルの後方視野表示装置において、前記フロント作業機の最大作業半径を予め記憶しておき、前記モニタには、前記カメラで取得した映像を表示すると共に、前記フロント作業機による最大作業半径を示す距離表示ラインを前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成としたことを特徴とする。【００１２】
更に、この油圧ショベルの後方視野表示装置において、前記フロント作業機は、前記上部旋回体の前部に俯仰動自在に取り付けられたブームと、このブームの先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具が取り付けられるアームと、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アームの角度を検出するアーム角度センサとを備え、前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記最大作業半径を示す距離表示ラインと、前記演算された作業半径を示す距離表示ラインとを重ね合わせて表示する構成にするとなお好ましい。【００１３】
本発明の他の特徴は、下部走行体と、この下部走行体の上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体の前部に設けられたフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に設けられ、この旋回体の後方視野を得るためのカメラと、このカメラで取得した映像を表示するモニタとを備え、前記フロント作業機は、前記上部旋回体の前部に俯仰動自在に取り付けられたブームと、このブームの先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具が取り付けられるアームを有する油圧ショベルの後方視野表示装置において、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アームの角度を検出するアーム角度センサとを備え、前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、前記モニタには、前記カメラで取得した映像を表示すると共に、前記演算された作業半径を示す距離表示ラインを前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成としたことにある。【００１４】
また、上記の何れかに記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、前記フロント作業機を含む上部旋回体の最小旋回半径を予め記憶しておき、前記モニタには、前記最小旋回半径を示す距離表示ラインを、前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成にすると更に好ましい。
更に、前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業高さを演算し、前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記演算された作業高さを数値で表示する構成にすると、上方に存在する構築物等への接触判断も容易となる。また、前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記演算された作業半径も数値で表示する構成にするとなお好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モニタに、カメラで取得した映像を表示すると共に、記憶されているフロント作業機による最大作業半径を示す距離表示ライン、または演算で求められたフロント作業機の作業中の作業半径を示す距離表示ラインを、前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成としているので、フロント作業機による作業を安全且つ効率良く行うことのできる油圧ショベルの後方視野表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１の後方視野表示装置を備える油圧ショベルの全体構成図。
【図２】図１に示す油圧ショベルを後方から見た図。
【図３】油圧ショベルにおける最大作業半径を説明する図。
【図４】本発明の実施例１における後方視野表示装置の回路構成を示す図。
【図５】本発明の実施例１における後方視野表示装置のモニタ画面の表示例を示す説明図で、（ａ）図は最大作業半径の距離表示ラインを表示している例を示し、（ｂ）図は最小旋回半径の距離表示ラインを表示している例を示す図。
【図６】本発明の実施例１における後方視野表示装置のモニタ画面の表示例を示す説明図で、最大作業半径の距離表示ラインと最小旋回半径の距離表示ラインの両方を表示している例を示す図。
【図７】本発明の実施例１における後方視野表示装置の回路構成の他の例を示す図。
【図８】図７の回路構成による後方視野表示装置のモニタ画面における表示例を示す図。
【図９】図７の回路構成による後方視野表示装置のモニタ画面における他の表示例を示す図。
【図１０】本発明の実施例１における後方視野表示装置の回路構成の更に他の例を示す図。
【図１１】図１０の回路構成による後方視野表示装置のモニタ画面における表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の油圧ショベルの後方視野表示装置の具体的実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００１８】
図１は本実施例の後方視野表示装置を備える油圧ショベルの全体構成図、図２は図１の油圧ショベルを後方から見た図である。  
油圧ショベル１は，左右一対のクローラ式走行手段を備えた下部走行体２と、この下部走行体２に対して旋回装置３を介して旋回可能に連結して設けられた上部旋回体４とを備えている。従って、下部走行体２により前進及び後退等というように、車両全体を走行させることができ、また下部走行体２に対して上部旋回体４を旋回させることができる。この上部旋回体４の旋回時における旋回中心は図中にＯで示されている。【００１９】
上部旋回体４には、オペレータが搭乗して、機械全体の操作を行うための運転室１０が設置されており、また作業機械として、多関節のフロント作業機１４が前記上部旋回体４の前部に装着されている。前記フロント作業機１４は、前記上部旋回体４の前部に俯仰動自在に取り付けられたブーム１１、このブーム１１の先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具としてのバケット１３（このバケット１３は他のアタッチメントと交換可能となっている）が取り付けられるアーム１２を備えている。また、前記フロント作業機１４には、前記ブーム１１の角度を検出するブーム角度センサ３０と、前記アーム１２の角度を検出するアーム角度センサ３１が備えられている。なお、前記バケット１３の角度を検出するバケット角度センサを備えるようにしても良い。【００２０】
前記運転室１０及びフロント作業機１４の設置部より後方の部位には、エンジンや油圧ポンプ、コントロールバルブ等の機器類を設置した建屋１５が設けられており、且つ作動油タンク及び燃料タンクといったタンク類も設置されている。更に、上部旋回体４の最後部位置にはカウンタウエイト１６が設置されている。【００２１】
油圧ショベル１を操作して、土砂の掘削等の作業を行う場合、運転室１０内でオペレータが操作レバー、操作ペダル等の操作手段を操作するが、フロント作業機１４はオペレータの前方で作動することから、オペレータはその作動状態を直接目視して、安全確認を行うことができる。また、車両の走行時及び上部旋回体４の旋回時には、前方の安全確認を行うことはできるが、後方における安全確認を行うことは困難であり、また建屋１５等により視野が遮られて、所謂死角となる方向もある。【００２２】
従って、車両を後進させる際や、上部旋回体４を旋回させる際には、その後方及び斜め後方の視野を補助的に得るために、上部旋回体４の最後部に位置するカウンタウエイト１６に後方監視カメラ２０を設置し、このカメラ２０により後方を撮影して、オペレータの視認を可能としている。ここで、カメラ２０は動画状態で撮影できるもの、つまりテレビカメラで構成することが望ましい。【００２３】
カメラ２０で得た後方視野の映像は、運転室１０内に設置したモニタ２１に表示されるようになっている。このモニタ２１は、運転室１０に設けた運転席にオペレータが着座した状態で見易い位置であり、且つ前方視野をできるだけ妨げない位置に設置される。これによって、車両の後進時や上部旋回体４の旋回時等、後方視野が必要なときには、オペレータはこのモニタ２１を目視することによって、後方及び斜め後方の安全確認を行うことができるようになっている。【００２４】
図２に示したように、カメラ２０は、カウンタウエイト１６の後端上面部であって、幅方向の中間位置に設置されている。また、前記カメラ２０の視野中心は後方に向けて斜め下方となっている。即ち、後方の地上に存在する構築物などの物体や作業員などの人の映像を撮影するため、ある程度の広い範囲にわたって路面に立脚している像を取得することができるようになっている。このように、カメラ２０の視野を斜め下方に向けることによって、モニタ２１において、ある程度の距離感を出すようにしているが、このモニタ２１に表示されている像の遠近感は必ずしも正確に把握することはできない。【００２５】
そこで、本実施例では、前記モニタ２１には、前記カメラ２０で取得した映像を表示すると共に、前記フロント作業機１４による最大作業半径を示す距離表示ラインを前記カメラ２０で取得した映像に重ね合わせて表示する構成としている。以下、この具体的構成を図３〜図６を用いて説明する。【００２６】
図３は油圧ショベルにおける最大作業半径を説明する図で、フロント作業機１４を前方に伸ばし切った状態での油圧ショベル１の旋回中心Ｏから最先端（バケット１３の先端）までの旋回半径が最大作業半径である。【００２７】
図４は、カメラで取得した映像に、前記最大作業半径を示す距離表示ラインを重ね合わせて表示するための回路構成を示す図である。  
図４に示すように、上部旋回体４の後部に設置されている後方監視カメラ２０で取得した映像は、画像処理回路４０に取り込まれた後、運転室１０に設置されているモニタ２１に表示されるようになっている。また、前記フロント作業機１４の最大作業半径などを予め記憶しておく記憶部４２と、この記憶部４２に記憶されている最大作業半径などの情報に基づいて、前記モニタ２１に最大作業半径などを示す距離表示ラインを設定するための距離表示ライン設定手段４１が設けられており、この距離表示ライン設定手段４１は前記画像処理回路４０に接続されている。【００２８】
前記画像処理回路４０では、前記カメラ２０からの映像に、前記距離表示ライン設定手段４１からの距離表示ラインを重ね合わせて前記モニタ２１に表示するように画像処理が行われる。なお、前記画像処理回路４０、距離表示ライン設定手段４１及び記憶部４２はマイクロコンピュータなどで構成することができる。また、前記記憶部４２には、使用されるフロント作業機の種類に対応した最大作業半径を記憶させておき、作業時に該当する最大作業半径を選択するようにしても良いし、或いは作業前にモニタ２１などから最大作業半径を入力して、前記記憶装置４２に記憶させるようにしても良い。【００２９】
図５及び図６は後方視野表示装置のモニタ画面における表示例を示す説明図である。
図５の（ａ）図は、モニタ２１上に、カメラ２０からの映像と、これに重ね合わせて、前記記憶部４２に記憶されているフロント作業機１４による前記最大作業半径を示す距離表示ライン５０を破線で表示している合成画像である。従って、最大作業半径を示す距離表示ライン５０よりも遠くに存在する物体や人には、フロント作業機１４をどのような姿勢にして上部旋回体４を旋回させたとしても接触することはないことを、油圧ショベル１のオペレータは容易に認識できる。【００３０】
図５の（ｂ）図は、モニタ２１上に、カメラ２０からの映像と、これに重ね合わせて、上部旋回体４の最小旋回半径を示す距離表示ライン５２を一点鎖線で表示している合成画像である。即ち、本実施例では、前記記憶部４２に、前記フロント作業機１４の最大作業半径の他に、フロント作業機１４を含む上部旋回体４の最小旋回半径も記憶させている。上部旋回体４の最小旋回半径とは、フロント作業機１４を、最も旋回半径が小さくなるようにブーム１１、アーム１２、バケット１３を回動させた状態でのフロント作業機１４を含めた上部旋回体４の旋回半径である。従って、この最小旋回半径を示す距離表示ライン５２よりも内側に物などが存在していない場合、前記フロント作業機１４を含む上部旋回体４の旋回半径が最も小さくなるように前記ブーム１１、アーム１２、バケット１３を回動させることにより、上部旋回体４を旋回させることが可能であることを、油圧ショベルのオペレータは認識することができる。【００３１】
図６は、モニタ２１上に、カメラ２０からの映像と、これに重ね合わせて、記憶部４２に記憶されている前記最大作業半径を示す距離表示ライン５０を点線で、更に、記憶部４２に記憶されている上部旋回体４の前記最小旋回半径を示す距離表示ライン５２を一点鎖線で表示している合成画像である。【００３２】
図６に示すように、モニタ２１上に、カメラ２０からの映像に重ね合わせて最大作業半径の距離表示ライン５０及び最小旋回半径の距離表示ライン５２を表示することにより、上部旋回体４の後方に、物体などが、最大作業半径を示す距離表示ライン５０よりも遠くにのみ存在する場合には、油圧ショベルによる作業を安全に行うことができる。また、前記距離表示ライン５０よりも内側に物体などがある場合でも、最小旋回半径を示す距離表示ライン５２よりも外側であれば、上部旋回体４の旋回半径が最も小さくなるように前記ブーム１１、アーム１２、バケット１３などを回動させることにより、上部旋回体４を旋回させることが可能であることを、オペレータは容易に認識することができる。【００３３】
図４に示した回路構成の他の例を図７に示す。本実施例においては、図１に示した油圧ショベル１の前記フロント作業機１４に、前述したように、前記ブーム１１の角度を検出するブーム角度センサ３０と、前記アーム１２の角度を検出するアーム角度センサ３１とが備えられている。そこで、この図７に示す例では、前記ブーム角度センサ３０及び前記アーム角度センサ３１で検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機１４の作業中の実際の作業半径を演算し、前記モニタ２１には、前記後方監視カメラ２０で取得した映像を表示すると共に、前記演算された作業半径を示す距離表示ラインを前記カメラ２０で取得した映像に重ね合わせて表示する構成としたものである。以下、図７により詳しく説明する。【００３４】
図７の回路構成が図４に示した回路構成と異なる点を説明する。図７に示す回路構成においては、図４の回路構成に加えて、更に作業半径演算手段４３が備えられている。この作業半径演算手段４３は、フロント作業機１４に備えられているブーム角度センサ３０及びアーム角度センサ３１からの信号を受けて、フロント作業機１４の作業姿勢から、フロント作業機１４の作業中の実際の作業半径、即ち上部旋回体４の旋回中心Ｏからフロント作業機１４の最も外側に位置している部分までの旋回半径を演算するものである。
なお、上記では、ブーム角度及びアーム角度によってフロント作業機１４の実際の作業半径を演算するようにしている。これは、バケットの回動による作業半径への影響が、ブームやアームに比べて小さいため、バケット角度については検出せずに、バケットの長さを一定として、これを前記ブーム角度及びアーム角度に基づいて演算される作業半径に加算して概略の作業半径を計算するものである。しかし、前記フロント作業機１４にバケット１３の角度を検出するバケット角度センサを備えるものでは、このバケット角度センサからの信号も受けて作業中の実際の作業半径を演算すると、より正確に作業中の前記作業半径を求めることができる。【００３５】
この作業半径演算手段４３で算出された作業半径の情報は距離表示ライン設定手段４１に伝えられる。この距離表示ライン設定手段４１では、前記作業半径演算手段４３からの情報に基づいて、前記モニタ２１に、フロント作業機１４の作業中の作業半径を表示するための距離表示ラインを設定する。この距離表示ライン設定手段４１は、図４と同様に、画像処理回路４０に接続されており、この画像処理回路４０では、前記カメラ２０からの映像に、前記距離表示ライン設定手段４１からの前記作業半径の距離表示ラインを重ね合わせて、前記モニタ２１に表示するように画像処理が行われる。他の構成は図４に示した回路構成と同様であるので、説明を省略する。また、図４の場合と同様に、前記画像処理回路４０、距離表示ライン設定手段４１、記憶部４２及び作業半径演算手段４３はマイクロコンピュータなどで構成することができる。【００３６】
図８は、図７で説明した回路構成による後方視野表示装置のモニタ画面における表示例を示している。この例では、モニタ２１には、カメラ２０からの映像と、これに重ね合わせて、前記距離表示ライン設定手段４１からの前記フロント作業機１４の作業中の作業半径を表示する距離表示ライン５１を点線で表示している。【００３７】
図８に示した例では、モニタ２１にカメラ映像と、フロント作業機１４の作業中の実際の作業半径の距離表示ライン５１のみを表示しているが、前記作業中の作業半径の距離表示ライン５１を表示することで、その作業姿勢で上部旋回体４を旋回させても、後方に存在する物体や人に衝突或いは接触するかどうかを瞬時に判断することができ、安全且つ効率的に作業を行うことが可能になる。【００３８】
なお、図７に示した回路構成によれば、モニタ２１への表示を図９に示すようにすることも可能である。この図９においては、図８に示した作業中の作業半径を示す距離表示ライン５１の他に、前述した図６に示した最大作業半径を示す距離表示ライン５０と、上部旋回体４の最小旋回半径を示す距離表示ライン５２も合わせて表示するようにした例である。この図９に示すように、前記距離表示ライン５１に加え、前記距離表示ライン５０，５２も表示することにより、図８で説明した効果に加え、図６で説明した効果も奏するので、一層安全且つ効率的に作業を行うことが可能となる。【００３９】
上記図４及び図７に示した回路構成の更に他の例を図１０に示す。図１０において、前記図４や図７と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
この図１０に示す例においては、図７に示した作業半径演算手段４３の代わりに、作業半径・作業高さ演算手段４４を備えており、この作業半径・作業高さ演算手段４４では、図７の例と同様に、ブーム角度センサ３０及びアーム角度センサ３１からの信号を受けて、フロント作業機１４の作業姿勢から、フロント作業機１４の作業中の実際の作業半径が演算される。また、前記作業半径・作業高さ演算手段４４では、前記ブーム角度センサ３０及び前記アーム角度センサ３１からの信号に基づいて、フロント作業機１４の作業中の実際の作業高さも演算されるように構成されている。【００４０】
そして、前記作業半径・作業高さ演算手段４４で算出された作業半径の情報は、距離表示ライン設定手段４１に伝えられる。この距離表示ライン設定手段４１では、前記作業半径の情報に基づいて、前記モニタ２１に、作業中の作業半径を表示するための距離表示ラインを設定する。【００４１】
また、前記作業半径・作業高さ演算手段４４で算出された作業高さの情報は、前記算出された作業半径の情報と共に、作業半径・作業高さ設定手段４５に伝えられる。この作業半径・作業高さ設定手段４５では、得られた前記作業半径及び作業高さの情報を、前記モニタ２１に表示するための設定を行う。【００４２】
前記距離表示ライン設定手段４１及び前記作業半径・作業高さ設定手段４５は、最大作業半径などを記憶している記憶部４２と共に、画像処理回路４０に接続されている。この画像処理回路４０では、前記カメラ２０からの映像に、前記距離表示ライン設定手段４１からの前記作業半径の距離表示ラインを重ね合わせる画像処理、前記作業半径・作業高さ設定手段４５からの前記作業半径及び作業高さの情報を、前記モニタ２１に表示する画像処理などが行われる。【００４３】
他の構成は、図４或いは図７で説明した回路構成と同様であるので、説明を省略する。また、前記図４及び図７の場合と同様に、前記画像処理回路４０、距離表示ライン設定手段４１、記憶部４２、作業半径・作業高さ演算手段４４、及び作業半径・作業高さ設定手段４５はマイクロコンピュータなどで構成することができる。【００４４】
図１１は、図１０で説明した回路構成による後方視野表示装置のモニタ画面における表示例を示している。この例では、モニタ２１には、前記画像処理回路４０で画像処理された映像、即ちカメラ２０からの映像と、これに重ね合わせて、前記距離表示ライン設定手段４１からの前記フロント作業機１４の作業中の作業半径を表示する距離表示ライン５１を点線で表示している。また、この図１１に示す例では上記図９に示した例と同様に、最大作業半径を示す距離表示ライン５０を破線で、また上部旋回体４の最小旋回半径を示す距離表示ライン５２を一点鎖線で、合わせて表示するように前記画像処理回路４０は構成されている。
なお、前記各距離表示ライン５１，５０，５２の表示は、この例では、上述したようにそれぞれ点線、破線、一点鎖線で表示するようにしたが、これに限られるものではなく、それぞれ別の線の種類を使用することで互いに区別して表示するようにしても良い。更に、前記各距離表示ライン５０〜５２を色や線の太さを変えることで区別して表示したり、前記線の種類を変えることと併せて線の色や太さを変えて表示するようにしても良い。【００４５】
更に、前記作業半径・作業高さ設定手段４５からの前記作業半径及び作業高さの情報も、前記モニタ２１の作業半径表示部６０及び作業高さ表示部６１に表示するように、前記画像処理回路４０で画像処理される。この例では、前記モニタ２１の下部に、前記作業半径表示部６０は「リーチ」としてメートル（ｍ）表示され、前記作業高さ表示部６１は「高さ」としてメートル（ｍ）表示されている。【００４６】
このように、図１０及び図１１に示した例では、モニタ２１上に、作業半径と作業高さを数値でメートル（ｍ）表示もするように構成しているので、モニタ２１上に表示される後方視野における構築物等だけでなく、モニタ２１上に表示されない油圧ショベル１の側方、前方及び上方の構築物等に対しても、衝突や接触の可能性をより判断し易くなる。従って、この例によれば、更に安全に旋回操作などをすることが可能になる。
なお、この例では、作業半径と作業高さの両方を数値でメートル（ｍ）表示するようにしたが、作業高さのみ、或いは作業半径のみを表示するようにしても良く、また数値表示はメートル（ｍ）表示に限定されるものでもない。【００４７】
以上説明したように、上述した本発明の実施例によれば以下の効果が得られる。
即ち、図４及び図５（ａ）に示したように、油圧ショベル１の運転室１０内に設置したモニタ２１に、油圧ショベル１の上部旋回体４後方に取り付けられた後方監視カメラ２０で撮影されたカメラ映像を表示すると共に、このカメラ映像に重ね合わせて、フロント作業機１４の最大作業半径の距離表示ライン５０を表示するようにしたものでは、油圧ショベル１の上部旋回体４後方の作業エリア内に、構築物や障害物などの物体、或いは作業者などの人が存在しているか否かの確認を瞬時に且つ容易に行うことができる。この結果、安全且つ効率的に、フロント作業機を使用した作業を行うことが可能な油圧ショベルの後方視野表示装置を得ることができる。【００４８】
また、図７及び図８に示したように、ブーム角度センサ３０及びアーム角度センサ３１からの信号を受けてフロント作業機１４の作業中の実際の（その時点の）作業半径を演算し、この作業半径の距離表示ライン５１を、前記モニタ２１に、カメラ２０で撮影された映像と共に表示するようにしたものでは、作業中のその時点の作業姿勢で上部旋回体４を旋回させても、後方に存在する物体や人に衝突或いは接触するかどうかを瞬時に判断することができ、安全且つ更に効率的に作業を行うことができる。【００４９】
更に、図６や図９に示したように、前記モニタ２１上に、上部旋回体４の最小旋回半径を示す距離表示ライン５２も表示するようにしたものでは、前記最大作業半径を示す距離表示ライン５０或いは前記作業中の作業半径を示す距離表示ライン５１よりも内側に物体などが存在している場合でも、前記最小旋回半径を示す距離表示ライン５２の外側であれば、旋回半径が最も小さくなるようにフロント作業機１４の姿勢を制御することにより、上部旋回体４を安全に旋回できることをオペレータは瞬時に判断できる。【００５０】
また、上記図９に示したように、前記モニタ２１上に、最大作業半径を示す距離表示ライン５０と作業中の作業半径を示す距離表示ライン５１を表示するようにしたものでは、作業中の実際の作業半径内に物体などが存在するか否かを容易に確認できるので、上部旋回体後方の最大作業半径内に物体などが存在しているような場合でも、現在の作業姿勢のまま上部旋回体４を旋回させても前記物体などに衝突或いは接触する可能性があるか否かを瞬時に判断でき、接触などの可能性がある場合であっても、旋回半径が小さくなるようにブーム１１やアーム１２などを回動させることにより、接触などを回避して上部旋回体４を旋回させることが可能になる効果が得られる。【００５１】
更に、上記図１０及び図１１に示したように、モニタ２１上に、最大作業半径の距離表示ライン５０や作業中の作業半径を表示する距離表示ライン５１と共に、作業半径や作業高さを数値で表示するように構成したものでは、モニタ２１上に表示される後方視野における構築物等だけでなく、モニタ２１上に表示されない油圧ショベル１の側方、前方及び上方の構築物等に対しても、更に安全に旋回操作などをすることが可能になる。
【符号の説明】
【００５２】
１：油圧ショベル、２：下部走行体、３：旋回装置、４：上部旋回体、
１０：運転室、
１４：フロント作業機（１１：ブーム、１２：アーム、１３：バケット（作業具））、
１５：建屋、１６：カウンタウエイト、
２０：後方監視カメラ（カメラ）、２１：モニタ、
３０：ブーム角度センサ、３１：アーム角度センサ、
４０：画像処理回路、４１：距離表示ライン設定手段、４２：記億部、
４３：作業半径演算手段、
４４：作業半径・作業高さ演算手段、４５：作業半径・作業高さ設定手段、
５０：最大作業半径の距離表示ライン、
５１：作業中の作業半径の距離表示ライン、
５２：最小旋回半径の距離表示ライン、
６０：作業半径表示部、６１：作業高さ表示部。
【図１】
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【図２】
2012157438.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月24日(2012.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、この下部走行体の上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、この上部旋回体の前部に設けられたフロント作業機と、前記上部旋回体の後部に設けられ、この旋回体の後方視野を得るためのカメラと、このカメラで取得した映像を表示するモニタとを備えた油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記フロント作業機の最大作業半径と、前記フロント作業機を含む上部旋回体の最小旋回半径を予め記憶しておき、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像を表示すると共に、前記フロント作業機による最大作業半径を示す距離表示ラインと、前記最小旋回半径を示す距離表示ラインを前記カメラで取得した映像に重ね合わせて表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記フロント作業機は、前記上部旋回体の前部に俯仰動自在に取り付けられたブームと、このブームの先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具が取り付けられるアームと、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アームの角度を検出するアーム角度センサとを備え、
前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記最大作業半径を示す距離表示ラインと、前記最小旋回半径を示す距離表示ラインと、前記演算された作業半径を示す距離表示ラインとを重ね合わせて表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
請求項１または２に記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記フロント作業機は、前記上部旋回体の前部に俯仰動自在に取り付けられたブームと、このブームの先端側に一端が回動自在に取り付けられ他端には作業具が取り付けられるアームと、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アームの角度を検出するアーム角度センサとを備え、
前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業高さを演算し、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記演算された作業高さを数値で表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の油圧ショベルの後方視野表示装置において、
前記ブーム角度センサ及び前記アーム角度センサで検出されたブームとアームの角度から、前記フロント作業機の作業中の作業半径を演算し、
前記モニタには、前記カメラで取得した映像に、前記演算された作業半径も数値で表示する構成とした
ことを特徴とする油圧ショベルの後方視野表示装置。
【国際調査報告】
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