(57)【要約】【課題】ショベルの周囲のより広範囲にわたる空間に関する情報を取得できるショベルを提供すること。【解決手段】本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に回動可能に取り付けられるブーム４と、ブーム４に回動可能に取り付けられるアーム５と、ブーム４とアーム５との連結部の近傍に取り付けられる空間認識装置７０としてのアタッチメントカメラ７０Ａと、を備えている。アタッチメントカメラ７０Ａは、典型的には、ブーム４又はアーム５の両側の側面に取り付けられている。【選択図】図３
2020165235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に回動可能に取り付けられるブームと、
前記ブームに回動可能に取り付けられるアームと、
前記ブームと前記アームとの連結部の近傍に取り付けられる空間認識装置と、を備える、
ショベル。
【請求項２】
前記空間認識装置は、前記ブーム又は前記アームの両側の側面に取り付けられている、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記空間認識装置は、全方位を撮像可能なカメラ、又は、全方位を測定可能なライダである、
請求項１又は２に記載のショベル。
【請求項４】
前記空間認識装置の姿勢を算出する制御装置と、
前記空間認識装置が取得した情報を表示する表示装置と、を備え、
前記制御装置は、前記空間認識装置の姿勢に応じ、前記空間認識装置が取得した情報の何れの部分を前記表示装置に表示させるかを決定するように構成されている、
請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
【請求項５】
ショベルの作業を特定する制御装置と、
前記空間認識装置が取得した情報を表示する表示装置と、を備え、
前記制御装置は、ショベルの作業の種類に応じ、前記空間認識装置が取得した情報の何れの部分を前記表示装置に表示させるかを決定するように構成されている、
請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
【請求項６】
前記空間認識装置の向きを換える機構を備える、
請求項１乃至５の何れかに記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転室の上面に取り付けられたレールに摺動自在に設けられたステレオカメラを利用するショベルが知られている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３６２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ショベルは、レールに沿ってステレオカメラを移動させることで、ステレオカメラの撮像位置を変更できるように構成されている。この構成により、ステレオカメラは、運転室の下方にある死角を撮像できる。
【０００５】
しかしながら、上記ショベルは、運転室の上面の周辺でステレオカメラを僅かに移動できるように構成されているのみである。そのため、上記ステレオカメラが撮像する画像は、ショベルを用いた様々な作業を支援するために利用するには不十分である。
【０００６】
そこで、ショベルの周囲のより広範囲にわたる空間に関する情報を取得できるショベルを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に回動可能に取り付けられるブームと、前記ブームに回動可能に取り付けられるアームと、前記ブームと前記アームとの連結部の近傍に取り付けられる空間認識装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、ショベルの周囲のより広範囲にわたる空間に関する情報を取得できるショベルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【図２】図１のショベルの上面図である。
【図３】ブームとアームとの連結部の近傍の拡大図である。
【図４】図１のショベルに搭載される基本システムの構成例を示す図である。
【図５】表示切換処理のフローチャートである。
【図６】旋回作業中に表示装置に表示される画像の一例に関する図である。
【図７】掘削作業中に表示装置に表示される画像の一例に関する図である。
【図８】掘削作業中に表示装置に表示される画像の別の一例に関する図である。
【図９】積み込み作業中に表示装置に表示される画像の一例に関する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
最初に、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００について説明する。図１はショベル１００の側面図である。図２はショベル１００の上面図である。図３は、ブームとアームとの連結部の近傍の拡大図であり、図１の範囲ＺＮの拡大図に相当する。図４は、図１のショベル１００に搭載される基本システムの構成例を示す。
【００１１】
本実施形態では、ショベル１００の下部走行体１はクローラ１Ｃを含む。クローラ１Ｃは、下部走行体１に搭載されている走行アクチュエータとしての走行油圧モータ２Ｍによって駆動される。具体的には、クローラ１Ｃは、図２に示すように、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含み、走行油圧モータ２Ｍは、左走行油圧モータ２ＭＬ及び右走行油圧モータ２ＭＲを含む。左クローラ１ＣＬは左走行油圧モータ２ＭＬによって駆動され、右クローラ１ＣＲは右走行油圧モータ２ＭＲによって駆動される。
【００１２】
下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。旋回機構２は、上部旋回体３に搭載されている旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータ２Ａによって駆動される。但し、旋回アクチュエータは、電動アクチュエータとしての旋回電動発電機であってもよい。
【００１３】
上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントＡＴを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。ブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９は、アタッチメントアクチュエータを構成している。
【００１４】
ブーム４は、上部旋回体３に対して上下に回動可能に支持されている。そして、ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられている。ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度であるブーム角度θ１を検出できる。ブーム角度θ１は、例えば、ブーム４を最も下降させた状態からの上昇角度である。そのため、ブーム角度θ１は、ブーム４を最も上昇させたときに最大となる。
【００１５】
アーム５は、ブーム４に対して回動可能に支持されている。そして、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられている。アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度であるアーム角度θ２を検出できる。アーム角度θ２は、例えば、アーム５を最も閉じた状態からの開き角度である。そのため、アーム角度θ２は、アーム５を最も開いたときに最大となる。
【００１６】
バケット６は、アーム５に対して回動可能に支持されている。そして、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度であるバケット角度θ３を検出できる。バケット角度θ３は、バケット６を最も閉じた状態からの開き角度である。そのため、バケット角度θ３は、バケット６を最も開いたときに最大となる。
【００１７】
図１の実施形態では、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３のそれぞれは、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されている。但し、加速度センサのみで構成されていてもよい。また、ブーム角度センサＳ１は、ブームシリンダ７に取り付けられたストロークセンサであってもよく、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ又は慣性計測装置等であってもよい。アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３についても同様である。
【００１８】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられ、且つ、エンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には、空間認識装置７０、向き検出装置７１、測位装置７３、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５等が取り付けられている。キャビン１０の内部には、操作装置２６、操作圧センサ２９、コントローラ３０、情報入力装置７２、表示装置Ｄ１及び音声出力装置Ｄ２等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、掘削アタッチメントＡＴが取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。
【００１９】
操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置２６は、例えば、操作レバー及び操作ペダルを含む。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも１つを含む。本実施形態では、操作装置２６は、図４に示すように、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。但し、操作装置２６は、このようなパイロット圧式ではなく、電気制御式であってもよい。この場合、コントロールバルブ１７内の制御弁は、電磁ソレノイド式スプール弁であってもよい。
【００２０】
具体的には、操作装置２６は、図２に示すように、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを含む。左操作レバー２６Ｌは、旋回操作とアーム５の操作に用いられる。右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作に用いられる。
【００２１】
操作圧センサ２９は、操作者による操作装置２６の操作の内容を検出できるように構成されている。本実施形態では、操作圧センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作の内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
【００２２】
具体的には、操作圧センサ２９は、図２に示すように、左操作圧センサ２９Ｌ及び右操作圧センサ２９Ｒを含む。左操作圧センサ２９Ｌは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容、及び、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容のそれぞれを圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作の内容は、例えば、レバー操作方向及びレバー操作量（レバー操作角度）等である。右操作レバー２６Ｒについても同様である。
【００２３】
空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に関する情報を取得するように構成されている。また、空間認識装置７０は、空間認識装置７０又はショベル１００から空間認識装置７０によって認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ又は赤外線センサ等である。本実施形態では、空間認識装置７０は、掘削アタッチメントＡＴに取り付けられたアタッチメントカメラ７０Ａ、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方カメラ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方カメラ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方カメラ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方カメラ７０Ｒを含む。前方カメラ７０Ｆは省略されてもよい。
【００２４】
空間認識装置７０は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置Ｄ１に出力する。空間認識装置７０は、撮像した画像を利用するだけでなく、空間認識装置７０としてＬＩＤＡＲ、ミリ波レーダ、超音波センサ、又はレーザレーダ等を利用する場合には、多数の信号（レーザ光等）を物体に向けて発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を検出してもよい。
【００２５】
空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知するように構成されていてもよい。物体は、例えば、地形形状（傾斜若しくは穴等）、電線、電柱、人、動物、車両、建設機械、建造物、壁、ヘルメット、安全ベスト、作業服、又は、ヘルメットにおける所定のマーク等である。空間認識装置７０は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも１つを識別できるように構成されていてもよい。空間認識装置７０は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。
【００２６】
アタッチメントカメラ７０Ａは、図３に示すように、ブーム４とアーム５との連結部ＣＮの近傍に取り付けられている。連結部ＣＮは、アームフートピンＡＰによってブーム４とアーム５とが連結される部分である。連結部ＣＮの近傍は、例えば、アームフートピンＡＰの中心軸を中心とする半径Ｒ１の円の内側の領域である。半径Ｒ１は、例えば、アームフートピンＡＰの中心軸とアームシリンダロッドピンＢＰの中心軸との間の距離に相当する。アタッチメントカメラ７０Ａは、アーム５が開閉されたときにブーム４と干渉しないように取り付けられる。アタッチメントカメラ７０Ａは、ブーム４又はアーム５の側面に直接取り付けられていてもよく、ブラケット等の支持具を介してブーム４又はアーム５に取り付けられていてもよい。この場合、支持具とブーム４又はアーム５との連結位置は、連結部ＣＮの近傍以外であってもよいが、アタッチメントカメラ７０Ａは、連結部ＣＮの近傍に配置される。本実施形態では、アタッチメントカメラ７０Ａは、左アタッチメントカメラ７０ＡＬ及び右アタッチメントカメラ７０ＡＲを含む。図３に示すように、左アタッチメントカメラ７０ＡＬは、アームフートピンＡＰから距離Ｒ２（＜Ｒ１）の位置で、ブーム４の左側面に取り付けられ、右アタッチメントカメラ７０ＡＲは、アームフートピンＡＰから距離Ｒ２の位置（図３では不可視。）で、ブーム４の右側面に取り付けられている。すなわち、左アタッチメントカメラ７０ＡＬ及び右アタッチメントカメラ７０ＡＲは、図２に示すように、掘削アタッチメントＡＴの中心軸に介して左右対称となるように配置されている。但し、左アタッチメントカメラ７０ＡＬは、図３の点線円ＤＣで示すように、アーム５の左側面に取り付けられていてもよい。同様に、右アタッチメントカメラ７０ＡＲは、アーム５の右側面に取り付けられていてもよい。
【００２７】
アタッチメントカメラ７０Ａは、連結部ＣＮの近傍への取り付けにより、掘削作業等が行われた場合であっても損傷されにくい。土砂等の被掘削物と接触し難いためである。また、アタッチメントカメラ７０Ａは、連結部ＣＮの近傍への取り付けにより、掘削アタッチメントの真上にある電線等を撮像できる。アタッチメントカメラ７０Ａの上方には遮蔽物が存在しないためである。
【００２８】
アタッチメントカメラ７０Ａは、典型的には、全方位を撮像可能なカメラである。アタッチメントカメラ７０Ａは、全方位を測定可能なライダで置き換えられてもよい。本実施形態では、左アタッチメントカメラ７０ＡＬ及び右アタッチメントカメラ７０ＡＲのそれぞれは半天球型カメラである。そのため、左アタッチメントカメラ７０ＡＬと右アタッチメントカメラ７０ＡＲとの組み合わせは実質的に全天球型カメラを構成する。左アタッチメントカメラ７０ＡＬ及び右アタッチメントカメラ７０ＡＲは半天球型ライダで置き換えられてもよい。この場合、２つの半天球型ライダの組み合わせは実質的に全天球型ライダを構成する。
【００２９】
アタッチメントカメラ７０Ａは、全方位を撮像できるように光軸の向きを変更できる向き変更機構を備えたカメラであってもよい。向き変更機構は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する電動モータを駆動源として含んでいてもよい。この場合、アタッチメントカメラ７０Ａは、半天球型カメラ又は全天球型カメラである必要はない。アタッチメントカメラ７０Ａは、例えば、向き変更機構等を利用することで、軸ＡＸ（図２参照。）の周囲の１８０度以上の範囲に関する画像を複数回の撮像によって取得できるのであれば、魚眼レンズ、広角レンズ又は標準レンズ等を備えたカメラであってもよい。軸ＡＸは、ブーム４の側面に垂直で且つアタッチメントカメラ７０Ａを通る仮想的な軸である。
【００３０】
向き検出装置７１は、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報を検出するように構成されている。向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体３に取り付けられた地磁気センサの組み合わせで構成されていてもよい。或いは、向き検出装置７１は、下部走行体１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機と上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機の組み合わせで構成されていてもよい。向き検出装置７１は、ロータリエンコーダ又はロータリポジションセンサ等であってもよい。旋回電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置７１は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する旋回機構２に関連して設けられるセンタージョイントに取り付けられていてもよい。
【００３１】
向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられたカメラで構成されていてもよい。この場合、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが撮像した画像（入力画像）に既知の画像処理を施して入力画像に含まれる下部走行体１の画像を検出する。そして、向き検出装置７１は、既知の画像認識技術を用いて下部走行体１の画像を検出することで、下部走行体１の長手方向を特定する。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３の前後軸の方向と下部走行体１の長手方向との間に形成される角度を導き出す。上部旋回体３の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から導き出される。クローラ１Ｃは上部旋回体３から突出しているため、向き検出装置７１は、クローラ１Ｃの画像を検出することで下部走行体１の長手方向を特定できる。向き検出装置７１は、コントローラ３０に統合されていてもよい。
【００３２】
情報入力装置７２は、ショベルの操作者がコントローラ３０に対して情報を入力できるように構成されている。本実施形態では、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の表示部に近接して設置されるスイッチパネルである。但し、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の表示部の上に配置されるタッチパネルであってもよく、操作レバーの先端に設けられるダイヤル若しくは十字ボタン等であってもよく、キャビン１０内に配置されているマイクロフォン等の音声入力装置であってもよい。また、情報入力装置７２は、通信装置であってもよい。この場合、操作者は、スマートフォン等の通信端末を介してコントローラ３０に情報を入力できる。
【００３３】
測位装置７３は、現在位置を測定するように構成されている。本実施形態では、測位装置７３は、ＧＮＳＳ受信機であり、上部旋回体３の位置を検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。測位装置７３は、ＧＮＳＳコンパスであってもよい。この場合、測位装置７３は、上部旋回体３の位置及び向きを検出できる。
【００３４】
機体傾斜センサＳ４は、所定の平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に関する上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角（ロール角）及び左右軸回りの傾斜角（ピッチ角）を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸のそれぞれは、例えば、ショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通り、且つ、互いに直交している。
【００３５】
旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。本実施形態では、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
【００３６】
以下では、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５の少なくとも１つは、姿勢検出装置とも称される。掘削アタッチメントＡＴの姿勢は、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３のそれぞれの出力に基づいて検出される。
【００３７】
表示装置Ｄ１は、情報を表示する装置である。本実施形態では、表示装置Ｄ１は、キャビン１０内に設置された液晶ディスプレイである。但し、表示装置Ｄ１は、スマートフォン等の通信端末のディスプレイであってもよい。
【００３８】
音声出力装置Ｄ２は、音声を出力する装置である。音声出力装置Ｄ２は、キャビン１０内の操作者に向けて音声を出力する装置、及び、キャビン１０外の作業者に向けて音声を出力する装置の少なくとも１つを含む。通信端末に付属しているスピーカであってもよい。
【００３９】
コントローラ３０は、ショベル１００を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、揮発性記憶装置及び不揮発性記憶装置等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ３０は、各機能に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。各機能は、例えば、操作者によるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル１００の手動操作を支援したり或いはショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能を含む。
【００４０】
次に、図４を参照し、図１のショベル１００に搭載される基本システムについて説明する。図４において、機械的動力伝達ラインは二重線、作動油ラインは太実線、パイロットラインは破線、電力ラインは細実線、電気制御ラインは一点鎖線でそれぞれ示されている。
【００４１】
基本システムは、主に、エンジン１１、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、操作圧センサ２９、コントローラ３０、切換弁３５、エンジン制御装置７４、エンジン回転数調整ダイヤル７５、蓄電池８０、表示装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２及び情報取得装置Ｅ１等を含む。
【００４２】
エンジン１１は、負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、エンジン制御装置７４により制御される。
【００４３】
エンジン１１の回転軸は油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの回転軸に連結されている。メインポンプ１４は作動油ラインを介してコントロールバルブ１７に接続されている。パイロットポンプ１５はパイロットラインを介して操作装置２６に接続されている。
【００４４】
コントロールバルブ１７は、ショベル１００の油圧系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、左走行油圧モータ２ＭＬ、右走行油圧モータ２ＭＲ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９及び旋回油圧モータ２Ａ等の油圧アクチュエータに接続されている。
【００４５】
具体的には、コントロールバルブ１７は、各油圧アクチュエータに対応する複数のスプール弁を含む。各スプール弁は、ＰＣポートの開口面積及びＣＴポートの開口面積を増減できるように、パイロット圧に応じて変位可能に構成されている。ＰＣポートは、メインポンプ１４と油圧アクチュエータとを連通させるポートである。ＣＴポートは、油圧アクチュエータと作動油タンクとを連通させるポートである。
【００４６】
切換弁３５は、操作装置２６の有効状態と無効状態とを切り換えできるように構成されている。操作装置２６の有効状態は、操作者が操作装置２６を用いて油圧アクチュエータを操作できる状態である。操作装置２６の無効状態は、操作者が操作装置２６を用いて油圧アクチュエータを操作できない状態である。本実施形態では、切換弁３５は、コントローラ３０からの指令に応じて動作するように構成されているゲートロック弁である。具体的には、切換弁３５は、パイロットポンプ１５と操作装置２６とを繋ぐパイロットラインに配置され、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインの遮断・連通を切り換えできるように構成されている。操作装置２６は、例えば、不図示のゲートロックレバーが引き上げられてゲートロック弁が開かれたときに有効状態となり、ゲートロックレバーが押し下げられてゲートロック弁が閉じられたときに無効状態となる。
【００４７】
表示装置Ｄ１は、制御部４０、画像表示部４１、及び、入力部としてのスイッチパネル４２を有する。制御部４０は、画像表示部４１に表示される画像を制御できるように構成されている。本実施形態では、制御部４０は、ＣＰＵ、揮発性記憶装置及び不揮発性記憶装置等を備えたコンピュータで構成されている。この場合、制御部４０は、各機能要素に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。但し、各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されていてもよい。また、画像表示部４１に表示される画像は、コントローラ３０又は空間認識装置７０によって制御されてもよい。
【００４８】
スイッチパネル４２は、ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネル４２は、タッチパネルであってもよい。表示装置Ｄ１は、蓄電池８０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池８０は、例えば、オルタネータ１１ａで発電した電気で充電される。蓄電池８０の電力は、コントローラ３０等にも供給される。例えば、エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池８０からの電力で駆動され、エンジン１１を始動する。
【００４９】
エンジン制御装置７４は、冷却水温等、エンジン１１の状態に関するデータをコントローラ３０に送信する。メインポンプ１４のレギュレータ１４ａは、斜板傾転角に関するデータをコントローラ３０に送信する。吐出圧センサ１４ｂは、メインポンプ１４の吐出圧に関するデータをコントローラ３０に送信する。作動油タンクとメインポンプ１４との間の管路に設けられた油温センサ１４ｃは、その管路を流れる作動油の温度に関するデータをコントローラ３０に送信する。コントローラ３０は揮発性記憶装置にこれらのデータを蓄積しておき、必要なときに表示装置Ｄ１に送信できる。
【００５０】
エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルである。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定状態に関するデータをコントローラ３０に送信する。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード及びアイドリングモードの４段階でエンジン回転数を切り換えできるように構成されている。ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベル１００を稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジン１１をアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で設定された回転数モードに対応するエンジン回転数で一定となるように制御される。
【００５１】
音声出力装置Ｄ２は、ショベル１００の作業に携わる人の注意を喚起するための装置である。音声出力装置Ｄ２は、例えば、室内警報装置及び室外警報装置の組み合わせで構成されていてもよい。室内警報装置は、キャビン１０内にいるショベル１００の操作者の注意を喚起するための装置であり、例えば、キャビン１０内に設けられたスピーカ、振動発生装置及び発光装置の少なくとも１つを含む。室内警報装置は、表示装置Ｄ１であってもよい。室外警報装置は、ショベル１００の周囲で作業する作業者の注意を喚起するための装置であり、例えば、キャビン１０の外に設けられたスピーカ及び発光装置の少なくとも１つを含む。室外警報装置としてのスピーカは、例えば、上部旋回体３の底面に取り付けられている走行アラーム装置を含む。また、室外警報装置は、上部旋回体３上に設けられる発光装置であってもよい。但し、室外警報装置は省略されてもよい。音声出力装置Ｄ２は、例えば、物体検出装置として機能する空間認識装置７０が所定物体を検出した場合に、ショベル１００の作業に携わる人にその旨を報知してもよい。
【００５２】
図４の例では、コントローラ３０は、情報取得装置Ｅ１の少なくとも１つが出力する信号を受け、様々な演算を実行し、表示装置Ｄ１及び音声出力装置Ｄ２等の少なくとも１つに制御指令を出力できるように構成されている。
【００５３】
情報取得装置Ｅ１はショベル１００に関する情報を検出する。本実施形態では、情報取得装置Ｅ１は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、ブームロッド圧センサ、ブームボトム圧センサ、アームロッド圧センサ、アームボトム圧センサ、バケットロッド圧センサ、バケットボトム圧センサ、ブームシリンダストロークセンサ、アームシリンダストロークセンサ、バケットシリンダストロークセンサ、吐出圧センサ、操作圧センサ２９、空間認識装置７０、向き検出装置７１、情報入力装置７２、測位装置７３及び通信装置のうちの少なくとも１つを含む。情報取得装置Ｅ１は、例えば、ショベル１００に関する情報として、ブーム角度、アーム角度、バケット角度、機体傾斜角度、旋回角速度、ブームロッド圧、ブームボトム圧、アームロッド圧、アームボトム圧、バケットロッド圧、バケットボトム圧、ブームストローク量、アームストローク量、バケットストローク量、メインポンプ１４の吐出圧、操作装置２６の操作圧、ショベル１００の周囲の三次元空間に関する情報、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報、コントローラ３０に対して入力された情報、及び、現在位置に関する情報等のうちの少なくとも１つを取得する。また、情報取得装置Ｅ１は、他の建設機械又は飛行体等から情報を入手してもよい。飛行体は、例えば、作業現場に関する情報を取得するマルチコプタ又は飛行船等である。
【００５４】
コントローラ３０は、主に、姿勢算出部３０Ａ、作業特定部３０Ｂ及び表示制御部３０Ｃを機能要素として有する。各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアで構成されていてもよい。なお、表示制御部３０Ｃによる機能は、表示装置Ｄ１における制御部４０によって実現されてもよい。
【００５５】
姿勢算出部３０Ａは、空間認識装置７０の１つであるアタッチメントカメラ７０Ａの姿勢を算出するように構成されている。本実施形態では、姿勢算出部３０Ａは、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３の出力に基づき、上部旋回体３に関するアタッチメントカメラ７０Ａの相対的な姿勢を算出する。姿勢算出部３０Ａは、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３及び機体傾斜センサＳ４の出力に基づき、世界座標系におけるアタッチメントカメラ７０Ａの絶対的な姿勢を算出してもよい。
【００５６】
アタッチメントカメラ７０Ａは、ＧＮＳＳ受信機を含んでいてもよい。この場合、姿勢算出部３０Ａは、ＧＮＳＳ受信機が出力する信号に基づいてアタッチメントカメラ７０Ａの姿勢を算出してもよい。
【００５７】
作業特定部３０Ｂは、ショベル１００を用いて実行される作業の種類を特定するように構成されている。ショベル１００を用いて実行される作業は、例えば、旋回作業、掘削作業、排土作業、深掘り掘削作業及び積み込み作業等を含む。本実施形態では、作業特定部３０Ｂは、操作装置２６、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３等の少なくとも１つの出力に基づき、現在実行されている作業の種類を特定する。例えば、作業特定部３０Ｂは、左操作レバー２６Ｌが左右方向に倒されていることを検知した場合、現在実行されている作業が旋回作業であると特定する。或いは、作業特定部３０Ｂは、掘削アタッチメントＡＴの現在の姿勢が、前方斜め下方に延びた姿勢であることを検知した場合、現在実行されている作業が深掘り掘削作業であると特定する。
【００５８】
表示制御部３０Ｃは、空間認識装置７０が取得した情報を表示装置Ｄ１に表示できるように構成されている。本実施形態では、表示制御部３０Ｃは、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像を表示装置Ｄ１に表示できるように構成されている。
【００５９】
具体的には、表示制御部３０Ｃは、全天球型カメラであるアタッチメントカメラ７０Ａの姿勢に応じ、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうちの何れの画像部分を表示装置Ｄ１に表示させるかを決定するように構成されている。
【００６０】
より具体的には、表示制御部３０Ｃは、例えば、掘削作業中に掘削アタッチメントＡＴの姿勢が変化した場合であっても、地面の同じ部分を表示装置Ｄ１に継続的に表示させることができるようにする。そのため、表示制御部３０Ｃは、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうち、表示装置Ｄ１に表示させる画像部分を、掘削アタッチメントＡＴの姿勢の変化、すなわち、アタッチメントカメラ７０Ａの姿勢の変化に応じて変化させる。
【００６１】
また、表示制御部３０Ｃは、ショベルの作業の種類に応じ、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうちの何れの画像部分を表示装置Ｄ１に表示させるかを決定するように構成されている。
【００６２】
具体的には、表示制御部３０Ｃは、例えば、掘削作業中であれば、バケット６の近傍を操作者が視認できるようにアタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうちの一部を表示装置Ｄ１に表示させる。そして、表示制御部３０Ｃは、例えば、旋回作業中であれば、ショベル１００の機体の近傍を操作者が視認できるようにアタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうちの別の一部を表示装置Ｄ１に表示させる。
【００６３】
表示制御部３０Ｃは、所定の物体の画像を認識できるように構成されていてもよい。具体的には、表示制御部３０Ｃは、ショベル１００の周囲に存在する人の画像を人以外の画像と区別して認識できるように構成されていてもよい。この構成では、表示制御部３０Ｃは、人の画像を認識した場合に音声出力装置Ｄ２に制御指令を送信して警報を出力させてもよい。或いは、表示制御部３０Ｃは、バケット６の内部にある土砂等の画像を認識し、その土砂等の体積を算出できるように構成されていてもよい。この構成では、表示制御部３０Ｃは、算出した土砂等の体積を表示装置Ｄ１に表示させてもよい。或いは、表示制御部３０Ｃは、掘削アタッチメントＡＴの上に張られている電線の画像を認識し、その電線と掘削アタッチメントＡＴとの最短距離を算出できるように構成されていてもよい。この構成では、表示制御部３０Ｃは、算出した最短距離を表示装置Ｄ１に表示させてもよい。そして、表示制御部３０Ｃは、その最短距離が所定距離を下回った場合に音声出力装置Ｄ２に制御指令を送信して警報を出力させてもよい。このように、表示制御部３０Ｃは、ショベルの所定の部位（カウンタウェイト、ブームトップ、アームフート、又はバケット爪先等）とショベル１００から所定の範囲内に存在する物体との間の距離を算出し、それらの距離のうちの最短距離が所定距離を下回ったか否かを判定する。
【００６４】
次に、図５〜図７を参照し、コントローラ３０が表示装置Ｄ１に表示させる画像を切り換える処理（以下、「表示切換処理」とする。）について説明する。図５は、表示切換処理のフローチャートである。図６は、旋回作業中にショベル１００の機体の近傍を操作者が容易に視認できるように表示装置Ｄ１に表示される機体近傍画像Ｇ１に関し、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を含む。図６（Ａ）は、機体近傍画像Ｇ１の一例を示す。図６（Ｂ）は、機体近傍画像Ｇ１が表示装置Ｄ１に表示されるときのショベル１００の状態を示すショベル１００の側面図である。図７は、深掘り掘削作業中にバケット６の近傍を操作者が容易に視認できるように表示装置Ｄ１に表示されるバケット近傍画像Ｇ２に関し、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を含む。図７（Ａ）は、バケット近傍画像Ｇ２の一例である。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、バケット近傍画像Ｇ２が表示装置Ｄ１に表示されるときのショベル１００の状態を示すショベル１００の側面図である。コントローラ３０は、ショベル１００の稼動中、所定の制御周期で繰り返し表示切換処理を実行する。
【００６５】
最初に、コントローラ３０は、旋回作業中であるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、コントローラ３０の作業特定部３０Ｂは、左操作圧センサ２９Ｌの出力に基づいて左操作レバー２６Ｌが左右方向に倒されていることを検知した場合に旋回作業中であると判定する。
【００６６】
旋回作業中でないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１に表示される画像を切り換えることなく、ステップＳＴ３のタスクを実行する。
【００６７】
旋回作業中であると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１に機体近傍画像Ｇ１を表示させる（ステップＳＴ２）。
【００６８】
機体近傍画像Ｇ１は、図６（Ａ）に示すように、下部走行体１及び上部旋回体３を含む機体の正面及びその近傍を斜め上から撮像した画像であり、機体の両側の空間に関する画像部分を含む。表示制御部３０Ｃは、ブーム４の腹側の表面及びアーム５の腹側の表面等、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像に含まれない部分を図形で表すようにしてもよい。
【００６９】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す機体近傍画像Ｇ１が表示されるときのショベル１００の状態を示す。破線円ＣＬは、全天球型カメラであるアタッチメントカメラ７０Ａの半球状の撮像範囲（アタッチメントカメラ７０Ａから遠い範囲を除く。）が全方向に拡がっていることを模式的に示している。扇形ＦＳ１は、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうち、表示装置Ｄ１での機体近傍画像Ｇ１の表示に用いられた画像部分に対応する撮像範囲（アタッチメントカメラ７０Ａから遠い範囲を除く。）を模式的に示している。
【００７０】
その後、コントローラ３０は、掘削作業中であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。本実施形態では、作業特定部３０Ｂは、左操作圧センサ２９Ｌ及び右操作圧センサ２９Ｒのそれぞれの出力に基づいてブーム４、アーム５又はバケット６の少なくとも１つが動かされていることを検知した場合に掘削作業中であると判定する。そのため、本実施形態では、深掘り掘削作業及び排土作業は掘削作業に含まれる。
【００７１】
掘削作業中でないと判定した場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１に表示される画像を切り換えることなく、ステップＳＴ５のタスクを実行する。
【００７２】
掘削作業中であると判定した場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、コントローラ３０の表示制御部３０Ｃは、表示装置Ｄ１にバケット近傍画像Ｇ２を表示させる（ステップＳＴ４）。
【００７３】
バケット近傍画像Ｇ２は、図７（Ａ）に示すように、バケット６の近傍を上から撮像した画像であり、バケット６の左右両側の空間に関する画像部分を含む。
【００７４】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示すバケット近傍画像Ｇ２が表示されるときのショベル１００の状態を示す。扇形ＦＳ２は、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうち、表示装置Ｄ１でのバケット近傍画像Ｇ２の表示に用いられた画像部分に対応する撮像範囲（アタッチメントカメラ７０Ａから遠い範囲を除く。）を模式的に示している。
【００７５】
図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示す状態から掘削アタッチメントＡＴを上昇させた後のショベル１００の状態を示す。扇形ＦＳ３は、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうち、表示装置Ｄ１でのバケット近傍画像Ｇ２の表示に用いられた画像部分に対応する撮像範囲（アタッチメントカメラ７０Ａから遠い範囲を除く。）を模式的に示している。
【００７６】
表示制御部３０Ｃは、掘削作業中、バケット近傍画像Ｇ２が継続的に表示装置Ｄ１に表示されるようにする。そのため、掘削アタッチメントＡＴの姿勢が変化する場合には、表示制御部３０Ｃは、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像における、バケット近傍画像Ｇ２の表示に用いられる画像部分を変化させる。図７（Ｃ）の矢印ＡＲ１は、掘削アタッチメントＡＴの姿勢が図７（Ｂ）に示す状態から図７（Ｃ）に示す状態に変化する際に、バケット近傍画像Ｇ２の表示に用いられる画像部分に対応する撮像範囲が扇形ＦＳ２で示す部分（一点鎖線で区切られた部分）から扇形ＦＳ３で示す部分に変化する様子を示している。
【００７７】
表示制御部３０Ｃは、バケット６又はその爪先の画像が常にバケット近傍画像Ｇ２の中心にくるように、バケット近傍画像Ｇ２の表示に用いられる画像部分を変化させてもよい。この場合、表示制御部３０Ｃは、掘削アタッチメントＡＴの姿勢がどのように変化したとしても、バケット６又はその爪先の画像を表示装置Ｄ１で表示させ続けることができる。
【００７８】
この構成により、表示制御部３０Ｃは、掘削作業中に掘削アタッチメントＡＴの姿勢が変化する場合であっても、表示装置Ｄ１に表示されている画像に対応する実空間の範囲が大きく変化してしまうのを防止できる。
【００７９】
その後、コントローラ３０は、掘削アタッチメントＡＴとショベル１００の上に張られた電線ＣＢ等の所定の物体との間の距離が所定距離未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。所定の物体は、樹木、天井又は道路標識等であってもよい。本実施形態では、コントローラ３０の表示制御部３０Ｃは、図６（Ｂ）に示すように、画像認識技術によって認識される電線ＣＢと、姿勢検出装置の出力に基づいてその姿勢が算出される掘削アタッチメントＡＴとの間の距離ＧＰが所定距離未満であるか否かを判定する。
【００８０】
距離ＧＰが所定距離以上であると判定した場合（ステップＳＴ５のＮＯ）、表示制御部３０Ｃは、表示装置Ｄ１に表示される画像を切り換えることなく、今回の表示切換処理を終了させる。掘削アタッチメントＡＴが電線ＣＢに接触する可能性は低いと判断できるためである。
【００８１】
距離ＧＰが所定距離未満であると判定した場合（ステップＳＴ５のＹＥＳ）、表示制御部３０Ｃは、上空画像を表示させる（ステップＳＴ６）。上空画像は、掘削アタッチメントＡＴの真上の空間を撮像した画像である。この場合、表示制御部３０Ｃは、音声出力装置Ｄ２に制御指令を送信して警報を出力させてもよい。
【００８２】
図６（Ｂ）の扇形ＦＳ４は、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうち、表示装置Ｄ１での上空画像の表示に用いられた画像部分に対応する撮像範囲（アタッチメントカメラ７０Ａから遠い範囲を除く。）を模式的に示している。
【００８３】
表示制御部３０Ｃは、上述のように、旋回作業中、機体近傍画像Ｇ１が継続的に表示装置Ｄ１に表示されるようにしている。しかしながら、距離ＧＰが所定距離未満となった場合には、表示制御部３０Ｃは、図６（Ｂ）に示すように、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうち機体近傍画像Ｇ１の表示に用いられる画像部分を変化させる。図６（Ｂ）の矢印ＡＲ２は、距離ＧＰが所定距離を下回った場合に、表示装置Ｄ１に表示される画像部分に対応する撮像範囲が、機体近傍画像Ｇ１の表示に用いられていた画像部分に対応する撮像範囲（扇形ＦＳ１参照。）から、扇形ＦＳ４で示す画像部分に対応する撮像範囲に変化（反転）する様子を示している。
【００８４】
この構成により、表示制御部３０Ｃは、掘削アタッチメントＡＴが電線ＣＢに接近した場合に、機体近傍画像Ｇ１を上空画像に切り換えることができる。そのため、ショベル１００の操作者は、掘削アタッチメントＡＴと接触するおそれのある電線ＣＢを迅速に視認できる。
【００８５】
上述の表示切換処理では、コントローラ３０は、ステップＳＴ１、ＳＴ３、ＳＴ５の順に判定を行うが、他の順に判定を行うようにしてもよく、２つ以上の判定を同時に行うようにしてもよい。
【００８６】
次に、図８を参照し、掘削作業中に表示装置Ｄ１に表示される画像の別の一例について説明する。図８に示す画像は、俯瞰画像Ｇ３と共にバケット近傍画像Ｇ２が表示される点で、図７（Ａ）に示す画像と異なる。
【００８７】
俯瞰画像Ｇ３は、後方カメラ７０Ｂ、左方カメラ７０Ｌ及び右方カメラ７０Ｒのそれぞれが撮像した画像に視点変換処理を施して合成することで得られる画像であり、ショベル図形Ｇ３１を含む。ショベル図形Ｇ３１は、ショベル１００を真上から見たときのショベル１００の形状を表す図形であり、画像表示部４１において、俯瞰画像Ｇ３の中央上部に配置されている。ショベル図形Ｇ３１は、掘削アタッチメントＡＴを表す部分が画面上方を向くように配置されている。画像表示部４１において、後方カメラ７０Ｂが撮像した画像に基づく画像部分は、ショベル図形Ｇ３１の下側に配置され、左方カメラ７０Ｌが撮像した画像に基づく画像部分は、ショベル図形Ｇ３１の左側に配置され、右方カメラ７０Ｒが撮像した画像に基づく画像部分は、ショベル図形Ｇ３１の右側に配置されている。そして、バケット近傍画像Ｇ２は、俯瞰画像Ｇ３の上側、すなわち、ショベル図形Ｇ３１における掘削アタッチメントＡＴを表す部分の上側に配置されている。
【００８８】
この構成により、ショベル１００の操作者は、ショベル図形Ｇ３１を含む俯瞰画像Ｇ３を見ることで、ショベル１００とショベル１００の周囲にある物体との相対的な位置関係を直感的に把握できる。その上で、操作者は、バケット近傍画像Ｇ２を見ることで、バケット６の鉛直下方にある地面の状態を容易に把握できる。
【００８９】
次に、図９を参照し、表示切換処理の別の一例について説明する。コントローラ３０は、ショベル１００の稼動中、所定の制御周期で繰り返しこの表示切換処理を実行する。図９は、荷台画像が表示装置Ｄ１に表示されるときのショベル１００の状態を示すショベル１００の側面図である。荷台画像は、積み込み作業に関するダンプトラックＤＴの荷台を真上から撮像した画像であり、バケット６の両側の空間に関する画像部分を含むように構成されている。
【００９０】
この表示切換処理では、最初に、コントローラ３０は、積み込み作業中であるか否かを判定する。この例では、コントローラ３０の作業特定部３０Ｂは、左操作圧センサ２９Ｌ及び右操作圧センサ２９Ｒの出力に基づいてブーム上げ旋回操作が行われたことを検知した場合に積み込み作業中であると判定する。
【００９１】
そして、積み込み作業中であると判定した場合、コントローラ３０の表示制御部３０Ｃは、排土作業が完了したことをコントローラ３０が検知するまで、表示装置Ｄ１に荷台画像を表示させる。コントローラ３０は、例えば、積み込み作業中であると判定した後で、バケット角度θ３が所定角度以上になったときに排土作業が完了したと判定する。
【００９２】
図９は、荷台画像が表示されるときのショベル１００の状態を示す。破線円ＣＬは、全天球型カメラであるアタッチメントカメラ７０Ａの半球状の撮像範囲（アタッチメントカメラ７０Ａから遠い範囲を除く。）が全方向に拡がっていることを模式的に示している。扇形ＦＳ５は、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像のうち、表示装置Ｄ１での荷台画像の表示に用いられた画像部分に対応する撮像範囲（アタッチメントカメラ７０Ａから遠い範囲を除く。）を模式的に示している。
【００９３】
この構成により、表示制御部３０Ｃは、排土作業が完了したことをコントローラ３０が検知するまで、荷台画像を継続的に表示装置Ｄ１に表示させることができる。そのため、ショベル１００の操作者は、キャビン１０の中からでは見えないダンプトラックＤＴの荷台の上を容易に視認できる。
【００９４】
また、表示制御部３０Ｃは、掘削アタッチメントＡＴの姿勢の変化に応じ、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像における荷台画像の表示に用いられる画像部分を変化させる。
【００９５】
この構成により、表示制御部３０Ｃは、積み込み作業中に掘削アタッチメントＡＴの姿勢が変化する場合に、表示装置Ｄ１に表示されている画像に対応する実空間の範囲が大きく変化してしまうのを防止できる。
【００９６】
上述のように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に回動可能に取り付けられるブーム４と、ブーム４に回動可能に取り付けられるアーム５と、ブーム４とアーム５との連結部ＣＮの近傍に取り付けられる空間認識装置７０と、を備えている。
【００９７】
この構成により、ショベル１００は、周囲のより広範囲にわたる空間に関する情報を取得できる。連結部ＣＮの近傍に取り付けられる空間認識装置７０の一例であるアタッチメントカメラ７０Ａは、上部旋回体３又はキャビン１０に取り付けられる後方カメラ７０Ｂ、前方カメラ７０Ｆ、左方カメラ７０Ｌ及び右方カメラ７０Ｒ等の他のカメラよりも高い位置にあり、他のカメラでは撮像できない範囲を撮像できるためである。他のカメラでは撮像できない範囲は、例えば、キャビン１０の側面の外側の近傍、深掘り掘削に関する穴の底、及び、掘削アタッチメントＡＴの真上の空間等を含む。そのため、ショベル１００の操作者は、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像を見ることで、周囲の状況を容易に且つより正確に把握できる。
【００９８】
空間認識装置７０は、望ましくは、ブーム４又はアーム５の両側の側面に取り付けられている。この構成により、ショベル１００は、掘削アタッチメントＡＴの両側の空間を監視できる。但し、空間認識装置７０は、ブーム４又はアーム５の片側の側面のみに取り付けられていてもよい。
【００９９】
空間認識装置７０は、全方位を撮像可能なカメラであってもよく、全方位を測定可能なライダであってもよい。この構成により、ショベル１００は、連結部ＣＮの近傍を中心とする全方位における空間を監視できる。
【０１００】
ショベル１００は、望ましくは、空間認識装置７０の姿勢を算出する制御装置としてのコントローラ３０と、空間認識装置７０が取得した情報を表示する表示装置Ｄ１と、を備えている。そして、コントローラ３０は、望ましくは、空間認識装置７０の姿勢に応じ、空間認識装置７０が取得した情報の何れの部分を表示装置Ｄ１に表示させるかを決定するように構成されている。
【０１０１】
空間認識装置７０が撮像した画像における表示装置Ｄ１に表示させる画像部分の割り当てが固定されている場合、掘削アタッチメントＡＴの姿勢が変化すると、表示装置Ｄ１は、三次元空間における別の領域を映し出してしまう。そのため、ショベル１００の操作者は、表示装置Ｄ１に何が映っているのか分からなくなってしまうおそれがある。
【０１０２】
これに対し、コントローラ３０は、例えば、掘削アタッチメントＡＴの姿勢の変化に応じ、空間認識装置７０が撮像した画像における、表示装置Ｄ１に表示させる画像部分の割り当てを変更する。空間認識装置７０の姿勢は、掘削アタッチメントＡＴの姿勢の変化に応じて変化するためである。また、コントローラ３０は、その割り当てを変更することで、空間認識装置７０の姿勢の変化に起因する撮像対象範囲の変化を相殺できるためである。
【０１０３】
その結果、コントローラ３０は、空間認識装置７０の姿勢が変化したとしても、すなわち、掘削アタッチメントＡＴの姿勢が変化したとしても、三次元空間における特定領域を捉えた画像を継続的に表示装置Ｄ１で表示させることができる。例えば、コントローラ３０は、深掘り作業又は積み込み作業等の際に掘削アタッチメントＡＴの姿勢が変化したとしても、バケット６が継続的に表示されるようにすることで、バケット６の良好な視認性を継続的に確保でき、ひいては、操作者の作業性を向上させることができる。
【０１０４】
ショベル１００は、望ましくは、ショベル１００の作業を特定する制御装置としてのコントローラ３０と、空間認識装置７０が取得した情報を表示する表示装置Ｄ１と、を備えている。そして、コントローラ３０は、望ましくは、ショベル１００の作業の種類に応じ、空間認識装置７０が取得した情報のうちの何れの部分を表示装置Ｄ１に表示させるかを決定するように構成されている。
【０１０５】
ショベル１００は、空間認識装置７０の向きを換える機構を備えていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、例えば、アタッチメントカメラ７０Ａとして全天球型カメラではなく広角レンズカメラが採用された場合であっても、全天球型カメラが採用された場合と同様の機能を実現できる。具体的には、コントローラ３０は、例えば、掘削アタッチメントＡＴの姿勢の変化に応じ、広角レンズの光軸の向きを変えることができる。すなわち、コントローラ３０は、全天球型カメラが採用された場合のような画像処理技術による画角の電子的且つ仮想的な切り換えではなく、向き変更機構による画角の機械的且つ実際的な切り換えを行うことができる。
【０１０６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
【０１０７】
例えば、上述の実施形態では、コントローラ３０は、ショベル１００の作業等に応じて表示装置Ｄ１に表示させる画像を自動的に切り換えるように構成されている。しかしながら、ショベル１００の操作者は、例えば情報入力装置７２を介し、表示装置Ｄ１に表示させる画像を手動で切り換えてもよい。
【０１０８】
例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌの先端に設けられたダイヤルの回転に応じ、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像における、表示装置Ｄ１での表示に用いられる画像部分の割り当てを変更してもよい。この場合、操作者は、ダイヤルを回転させることで、表示装置Ｄ１で表示される画像部分に対応する撮像範囲（所定の画角で表される範囲）を、画角を維持した状態で、軸ＡＸ（図２参照。）回りに回転させることができる。すなわち、操作者は、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像の全てを一部分ずつ表示装置Ｄ１に表示させることができる。
【０１０９】
或いは、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１の表示部の上に配置されるタッチパネルに対する入力に応じ、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像における、表示装置Ｄ１での表示に用いられる画像部分の割り当てを変更してもよい。この場合、操作者は、スワイプ操作によってその画像部分をずらしていくことで、一部分ずつではあるが、アタッチメントカメラ７０Ａが撮像した画像の全てを表示装置Ｄ１に表示させることができる。また、操作者は、ピンチイン操作により、その画像部分に対応する撮像範囲を大きくしてもよく、ピンチアウト操作により、その画像部分に対応する撮像範囲を小さくしてもよい。
【０１１０】
また、上述の実施形態では、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーが開示されている。例えば、左操作レバー２６Ｌに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌへ供給される作動油が、左操作レバー２６Ｌのアーム開き方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、アームシリンダ制御弁のパイロットポートへ伝達される。或いは、右操作レバー２６Ｒに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ１５から右操作レバー２６Ｒへ供給される作動油が、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、ブームシリンダ制御弁のパイロットポートへ伝達される。
【０１１１】
但し、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、例えば、電気信号としてコントローラ３０へ入力される。また、パイロットポンプ１５と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置される。電磁弁は、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１・・・下部走行体  １Ｃ・・・クローラ  １ＣＬ・・・左クローラ  １ＣＲ・・・右クローラ  ２・・・旋回機構  ２Ａ・・・旋回油圧モータ  ２Ｍ・・・走行油圧モータ  ２ＭＬ・・・左走行油圧モータ  ２ＭＲ・・・右走行油圧モータ  ３・・・上部旋回体  ４・・・ブーム  ５・・・アーム  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １０・・・キャビン  １１・・・エンジン  １１ａ・・・オルタネータ  １１ｂ・・・スタータ  １４・・・メインポンプ  １４ａ・・・レギュレータ  １４ｂ・・・吐出圧センサ  １４ｃ・・・油温センサ  １５・・・パイロットポンプ  １７・・・コントロールバルブ  ２６・・・操作装置  ２６Ｌ・・・左操作レバー  ２６Ｒ・・・右操作レバー  ２９・・・操作圧センサ  ２９Ｌ・・・左操作圧センサ  ２９Ｒ・・・右操作圧センサ  ３０・・・コントローラ  ３０Ａ・・・姿勢算出部  ３０Ｂ・・・作業特定部  ３０Ｃ・・・表示制御部  ３５・・・切換弁  ４０・・・制御部  ４１・・・画像表示部  ４２・・・スイッチパネル  ７０・・・空間認識装置  ７０Ａ・・・アタッチメントカメラ  ７０Ｂ・・・後方カメラ  ７０Ｆ・・・前方カメラ  ７０Ｌ・・・左方カメラ  ７０Ｒ・・・右方カメラ  ７１・・・向き検出装置  ７２・・・情報入力装置  ７３・・・測位装置  ７４・・・エンジン制御装置  ７５・・・エンジン回転数調整ダイヤル  ８０・・・蓄電池  １００・・・ショベル  ＡＴ・・・掘削アタッチメント  Ｄ１・・・表示装置  Ｄ２・・・音声出力装置  Ｅ１・・・情報取得装置  Ｓ１・・・ブーム角度センサ  Ｓ２・・・アーム角度センサ  Ｓ３・・・バケット角度センサ  Ｓ４・・・機体傾斜センサ  Ｓ５・・・旋回角速度センサ
【図１】
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【図２】
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【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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