(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に対して旋回可能に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントを旋回させる旋回機構と、
前記旋回機構を制御する制御装置と、
作業領域内へ進入した進入物の位置を検出する進入物検出装置と
を有し、
前記制御装置は、前記アタッチメントの現時点の角速度、前記アタッチメントの現時点の慣性モーメント、及び前記進入物検出装置で検出された進入物の位置に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する旋回作業機械。
【請求項２】
基体に対して旋回可能に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントを旋回させる旋回機構と、
前記旋回機構を制御する制御装置と、
作業領域内へ進入した進入物の位置を検出する進入物検出装置と
を有し、
前記制御装置は、前記アタッチメントの現時点の角速度、及び前記アタッチメントの現時点の慣性モーメントに基づいて、平面視において前記アタッチメントの中心線に関して線対称の監視領域の中心角を変更する旋回作業機械。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記アタッチメントの現時点の角速度、前記アタッチメントの現時点の慣性モーメント、及び前記進入物検出装置で検出された進入物の位置に基づいて、接触の可能性が高いか否かの判定を行い、接触の可能性が高いと判定された場合には、第１の制御を行い、接触の可能性が低いと判定された場合には、前記第１の制御とは異なる第２の制御を行う請求項１または２に記載の旋回作業機械。
【請求項４】
前記制御装置は、
監視角度の上限値と、前記アタッチメントの現時点の角速度及び前記アタッチメントの
現時点の慣性モーメントとの関係を記憶しており、
前記アタッチメントの旋回中心を基点とした前記アタッチメントの現時点の方位と、前記進入物検出装置で検出された進入物の方位とのなす角度である角度間隔と、前記監視角度の上限値とを比較し、前記角度間隔が前記監視角度の上限値よりも小さい場合には、前記アタッチメントの旋回を停止させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の旋回作業機械。
【請求項５】
前記制御装置は、さらに、前記アタッチメントの先端の高さに基づいて前記アタッチメントの旋回動作を制御する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の旋回作業機械。
【請求項６】
前記制御装置は、さらに、前記侵入物検出装置で検出された侵入物の種類に応じて前記アタッチメントの旋回動作を制御する請求項５に記載の旋回作業機械。
【請求項７】
基体に対して旋回可能に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントを旋回させる旋回機構と、
前記旋回機構を制御する制御装置と、
作業領域内へ進入した進入物の位置を検出する進入物検出装置と、
前記アタッチメントの先端の高さに関わる第２の物理量を測定するセンサと
を有し、
前記制御装置は、前記アタッチメントの現時点の角速度及び前記アタッチメントの現時点の慣性モーメントの少なくとも一方に関わる第１の物理量、及び前記進入物検出装置で検出された進入物の位置に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御し、
前記制御装置は、さらに、
監視角度の上限値と、前記第１の物理量との関係を記憶しており、
前記アタッチメントの旋回中心を基点とした前記アタッチメントの現時点の方位と、前記進入物検出装置で検出された進入物の方位とのなす角度である角度間隔と、前記監視角度の上限値とを比較し、前記角度間隔が前記監視角度の上限値よりも小さい場合には、前記アタッチメントの旋回を停止させ、
前記進入物検出装置は、検出された進入物が、ダンプトラックか、その他の進入物かを識別して検出し、
前記制御装置は、さらに、
前記進入物検出装置で検出された進入物がダンプトラックのみであり、かつ前記アタッチメントの先端の高さが、検出されたダンプトラックの高さよりも高い場合には、前記角度間隔が前記監視角度の上限値以下であっても、前記アタッチメントの旋回を許容する旋回作業機械。
【請求項８】
旋回可能なアタッチメントを有する旋回作業機械の作業範囲内へ進入した進入物の位置を検出する工程と、
前記アタッチメントの現時点の角速度、前記アタッチメントの現時点の慣性モーメント、及び前記進入物の位置に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程と
を有する旋回作業機械の制御方法。
【請求項９】
旋回可能なアタッチメントを有する旋回作業機械の作業範囲内へ進入した進入物の位置を検出する工程と、
前記アタッチメントの現時点の角速度、前記アタッチメントの現時点の慣性モーメント、及び前記進入物の位置に基づいて、平面視において前記アタッチメントの中心線に関して線対称の監視領域の中心角を変更する工程と
を有する旋回作業機械の制御方法。
【請求項１０】
前記進入物の位置を検出する工程において、旋回中心を基点とした前記アタッチメント
の現時点の方位と、検出された進入物の方位とのなす角度を、角度間隔として求め、
前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程が、
前記アタッチメントの現時点の角速度、及び前記アタッチメントの現時点の慣性モーメントに基づいて、監視角度の上限値を決定する工程と、
前記角度間隔と、前記監視角度の上限値とを比較する工程と、
前記角度間隔と前記監視角度の上限値との比較結果に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程と
を含む請求項８に記載の旋回作業機械の制御方法。
【請求項１１】
前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程において、
前記角度間隔が前記監視角度の上限値以下である場合に、前記アタッチメントの旋回動作を停止させる請求項１０に記載の旋回作業機械の制御方法。
【請求項１２】
旋回可能なアタッチメントを有する旋回作業機械の作業範囲内へ進入した進入物の位置を検出する工程と、
前記アタッチメントの現時点の角速度及び前記アタッチメントの現時点の慣性モーメントの少なくとも一方に関わる第１の物理量、及び前記進入物の位置に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程と
を有し、
前記進入物の位置を検出する工程において、旋回中心を基点とした前記アタッチメントの現時点の方位と、検出された進入物の方位とのなす角度を、角度間隔として求め、
前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程が、
前記第１の物理量に基づいて、監視角度の上限値を決定する工程と、
前記角度間隔と、前記監視角度の上限値とを比較する工程と、
前記角度間隔と前記監視角度の上限値との比較結果に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程と
を含み、
前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程において、
前記角度間隔が前記監視角度の上限値以下である場合に、前記アタッチメントの旋回動作を停止させ、
前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程が、さらに、
前記作業範囲内へ進入した進入物がダンプトラックのみか否かの判定を行う工程と、
前記アタッチメントの先端の高さを検出する工程と、
前記アタッチメントの先端の高さが、検出されたダンプトラックの高さよりも高く、かつ前記進入物がダンプトラックのみである場合には、前記角度間隔が前記監視角度の上限値以下であっても、前記アタッチメントの旋回動作を許容する旋回作業機械の制御方法。
【請求項１３】
基体に対して旋回可能に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントを旋回させる旋回機構と、
前記旋回機構を制御する制御装置と、
作業領域内へ進入した進入物の位置を検出する進入物検出装置と
を有し、
前記制御装置は、前記アタッチメントの現時点の角速度、前記アタッチメントの先端の高さ、及び前記進入物検出装置で検出された進入物の位置に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する旋回作業機械。
【請求項１４】
基体に対して旋回可能に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントを旋回させる旋回機構と、
前記旋回機構を制御する制御装置と、
作業領域内へ進入した進入物の位置を検出する進入物検出装置と
を有し、
前記制御装置は、前記アタッチメントの現時点の角速度、及び前記進入物検出装置で検出された進入物の位置と種類とに基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する旋回作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体に対して旋回するアタッチメントを有する旋回作業機械、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行体（基体）に対して旋回可能に取り付けられたアタッチメントを有する旋回作業機械において、進入禁止領域に進入物が進入したことを検出すると、旋回動作を強制的に停止させる制御が行われる。進入物の種別、例えば特定の作業を行う作業者、一般作業者等によって、進入禁止領域を可変にする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
旋回作業機械の現時点の動作によって、アタッチメントが接触する可能性の高い範囲が異なる。例えば、速い旋回速度で旋回している場合には、停止動作開始後に、アタッチメントが接触する可能性の高い範囲が広く、静止している場合には、アタッチメントが接触する可能性の高い範囲は狭い。このため、現時点の動作に依らず、進入禁止領域の大きさを一律に決定すると、アタッチメントが接触する可能性が低い場合にも、旋回動作が停止する場合がある。逆に、アタッチメントが接触する可能性が高い場合に、旋回動作が停止しない場合もある。
【０００５】
本発明の目的は、アタッチメントが接触する可能性の高さに応じて、適切な制御を行うことが可能な旋回作業機械、及び旋回作業機械の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によると、
基体に対して旋回可能に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントを旋回させる旋回機構と、
前記旋回機構を制御する制御装置と、
作業領域内へ進入した進入物の位置を検出する進入物検出装置と
を有し、
前記制御装置は、前記アタッチメントの現時点の角速度、前記アタッチメントの現時点の慣性モーメント、及び前記進入物検出装置で検出された進入物の位置に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する旋回作業機械が提供される。
【０００７】
本発明の他の観点によると、
旋回可能なアタッチメントを有する旋回作業機械の作業範囲内へ進入した進入物の位置を検出する工程と、
前記アタッチメントの現時点の角速度、前記アタッチメントの現時点の慣性モーメント、及び前記進入物の位置に基づいて、前記アタッチメントの旋回動作を制御する工程と
を有する旋回作業機械の制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
アタッチメントの旋回動作の制御に、第１の物理量を参酌することにより、アタッチメントが接触する可能性の高さに応じた制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例による旋回作業機械の側面図である。
【図２】（２Ａ）は、実施例による旋回作業機械、作業者、ダンプトラックの平面配置を示す平面図であり、（２Ｂ）は監視領域を示す斜視図である。
【図３】実施例による旋回作業機械、作業者、ダンプトラックの高さ方向及び横方向の位置関係を示す概略図である。
【図４】実施例による旋回作業機械のブロック図である。
【図５】アタッチメントの模式図である。
【図６】実施例による旋回作業機械及び監視領域の平面図である。
【図７】（７Ａ）は、角速度と監視角度上限値との関係を示すグラフであり、（７Ｂ）は、アタッチメント長と監視角度上限値との関係を示すグラフである。
【図８−１】実施例による旋回作業機械及び監視領域の平面図である。
【図８−２】実施例による旋回作業機械及び監視領域の平面図である。
【図９】（９Ａ）は、角速度の時刻暦を示すグラフであり、（９Ｂ）は、監視角度上限の時刻暦を示すグラフである。
【図１０】実施例による旋回作業機械及び監視領域の平面図である。
【図１１】実施例による制御方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に、実施例による掘削機（旋回作業機械）の側面図を示す。下部走行体（基体）１に、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。旋回機構２は、電動機（モータ）を含み、上部旋回体３を時計回り、または反時計周りに旋回させる。上部旋回体３に、ブーム４が取り付けられている。ブーム４は、油圧駆動されるブームシリンダ７により、上部旋回体３に対して上下方向に揺動する。ブーム４の先端に、アーム５が取り付けられている。アーム５は、油圧駆動されるアームシリンダ８により、ブーム４に対して前後方向に揺動する。アーム５の先端にバケット６が取り付けられている。バケット６は、油圧駆動されるバケットシリンダ９により、アーム５に対して揺動する。上部旋回体３には、さらに運転者を収容するキャビン１０が搭載されている。本明細書において、ブーム４、アーム５、及びバケット６をまとめて「アタッチメント」１５ということとする。
【００１１】
図２Ａに、実施例による旋回作業機械、及びその周囲の作業者、ダンプトラックの平面配置図を示す。基体１に上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３は、旋回中心１１を中心として、基体１に対して旋回する。上部旋回体３にアタッチメント１５が取り付けられている。アタッチメント１５は、上部旋回体３と共に、旋回中心１１を中心として旋回する。
【００１２】
旋回角センサ１６が、基体１に対する上部旋回体３の、基準方位からの旋回角度を検出する。例えば、基体１の走行方向の前方を基準方位とする。旋回角度αｔは、基準方位と、旋回中心１１からアタッチメント１５が延びる方位とのなす角度で定義される。
【００１３】
基体１を基準水平面の上に載置したときに、基準水平面内において、旋回中心１１からアタッチメント１５の先端を向く方位をｘ軸、それに直交する方位をｙ軸、旋回中心１１をｚ軸とするｘｙｚ直交座標系を定義する。図２Ａでは、ｘｙｚ直交座標として左手系を採用している。
【００１４】
旋回中心１１（ｚ軸）を中心とする扇形によって監視領域１８が画定される。監視領域１８は、平面視において、アタッチメント１５の中心線に関して線対称である。監視領域１８の中心角の１／２を、「監視角度上限値」αｄということとする。
【００１５】
旋回中心１１（ｚ軸）からアタッチメント１５の先端までの距離Ｒは、ブーム４、アーム５、バケット６を揺動させることにより変動する。ここで、距離Ｒは、基準水平面（ｘｙ面）への投影長さを意味する。この距離Ｒを、「アタッチメント長」ということとする。監視領域１８の半径は、アタッチメント長Ｒと等しい。
【００１６】
上部旋回体３に、複数、例えば４個の進入物検出装置２５が取り付けられている。作業者２０のヘルメット、ダンプトラック２１等に、発信器２６が取り付けられている。例えば、ダンプトラック２１が作業現場内に進入する際に、入り口で、ダンプトラック２１の所定の場所に発信器２６が取り付けられる。作業現場から退出する際に、発信器２６がダンプトラック２１から取り外される。一例として、ダンプトラック２１の荷台の最も後方、かつ旋回作業機械側の角に、発信器２６が取り付けられる。なお、ダンプトラック２１に複数の発信器２６を取り付けてもよい。
【００１７】
発信器２６には、例えば全方位マーカ発光器が用いられる。進入物検出装置２５には、例えば、発信器２６の画像を取得するＣＣＤカメラが用いられる。複数の進入物検出装置２５で１つの発信器２６を撮像することにより、発信器２６の位置を算出することができる。進入物検出装置２５は上部旋回体３に取り付けられているため、算出された発信器２６の位置は、上部旋回体３に対する相対的な位置として検出される。
【００１８】
図２Ｂに、監視領域１８及び進入物２６の３次元斜視図を示す。監視領域１８は、扇形の底面を有する直柱体である。監視領域１８の高さは、アタッチメント１５の最高到達高さＨ２と等しい。扇形の半径は、アタッチメント長Ｒと等しい。発信器２６の位置は、ｘ軸を基準とした方位角αａ、ｚ軸からの距離ｒ、及びｘｙ面からの高さｈで表される。
【００１９】
図３に、アタッチメント１５、作業者２０、及びダンプトラック２１の高さ方向及び横方向の位置関係を示す。作業者２０が装着するヘルメットに発信器２６が取り付けられている。ダンプトラック２１の荷台の最も高い位置に発信器２６が取り付けられている。
【００２０】
ブーム４が、ｙ軸に平行な揺動中心１２を中心として、上下に揺動する。ブーム４の先端にアーム５が取り付けられており、アーム５の先端にバケット６が取り付けられている。ブーム４の基部、ブーム４とアーム５との接続部、及びアーム５とバケット６との接続部に、それぞれ上下角センサ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが取り付けられている。上下角センサ１７Ａは、ブーム４の長手方向と、基準水平面（ｘｙ面）とのなす角度β１を測定する。上下角センサ１７Ｂは、ブーム４の長手方向とアーム５の長手方向とのなす角度δ１を測定する。上下角センサ１７Ｃは、アーム５の長手方向とバケット６の長手方向とのなす角度δ２を測定する。ここで、ブーム４の長手方向とは、揺動中心１２に垂直な面内（ｚｘ面内）において、揺動中心１２、及びブーム４とアーム５との接続部を通過する直線の方向を意味する。アーム５の長手方向とは、ｚｘ面内において、ブーム４とアーム５との接続部、及びアーム５とバケット６との接続部を通過する直線の方向を意味する。バケット６の長手方向とは、ｚｘ面内において、アーム５とバケット６との接続部、及びバケット６の先端を通過する直線の方向を意味する。
【００２１】
揺動中心１２は、旋回中心１１（ｚ軸）から外れた位置に配置されている。なお、旋回中心１１と揺動中心１２とが交差するような構造としてもよい。
【００２２】
図４に、旋回作業機械のブロック図を示す。進入物検出装置２５が、発信器２６を撮像する。進入物検出装置２５で撮像された画像データ、旋回角センサ１６の測定結果、及び上下角センサ１７の測定結果が、制御装置３０に入力される。制御装置３０は、進入物種類識別ブロック３０Ａ、進入物位置演算ブロック３０Ｂ、角速度演算ブロック３０Ｃ、バケット高さ演算ブロック３０Ｄ、アタッチメント長演算ブロック３０Ｅ、監視領域決定ブロック３０Ｆ、及び判定ブロック３０Ｇを含む。これらの各ブロックの機能は、コンピュータプログラムで実現される。
【００２３】
進入物種類識別ブロック３０Ａは、進入物検出装置２５から入力された画像データを分析することにより、進入物の種類を特定する。例えば、作業者に取り付けられる発信器２６からの光と、ダンプトラックに取り付けられる発信器２６からの光の色が異なる。発信器２６の画像の色を識別することにより、作業者かダンプトラックかを識別することができる。
【００２４】
進入物位置演算ブロック３０Ｂは、進入物検出装置２５から入力された画像データを分析することにより、進入物の位置を算出する。具体的には、図２Ｂに示した発信器２６の座標（αａ、ｒ、ｈ）を算出する。
【００２５】
角速度演算ブロック３０Ｃは、旋回角センサ１６から入力された旋回角の変動に基づいて、アタッチメント１５の角速度ωを算出する。
【００２６】
バケット高さ演算ブロック３０Ｄは、上下角センサ１７から入力された測定結果に基づいて、バケット６の先端の高さＨｂを算出する。アタッチメント長演算ブロック３０Ｅは、上下角センサ１７から入力された測定結果に基づいて、アタッチメント長Ｒを計算する。
【００２７】
図５を参照して、バケット高さＨｂ及びアタッチメント長Ｒの計算方法について説明する。ブーム４、アーム５、及びバケット６の長さを、それぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３とする。基準水平面（ｘｙ面）と、ブーム４の長手方向とのなす角度β１が、上下角センサ１７Ａ（図３）により測定される。ブーム４とアーム５とのなす角度δ１（図３）、及びアーム５とバケット６とのなす角度δ２（図３）が、それぞれ上下角センサ１７Ｂ、１７Ｃにより測定される。ｘｙ面から揺動中心１２までの高さＨ０は、予め求められている。また、旋回中心１１（ｚ軸）から揺動中心１２までの距離Ｌ０も予め求められている。
【００２８】
角度β１及び角度δ１から、ｘｙ面とアーム５の長手方向とのなす角度β２を計算することができる。角度β１、角度δ１、δ２から、ｘｙ面とバケット６の長手方向とのなす角度β３を計算することができる。バケット高さＨｂ、及びアタッチメント長Ｒは、以下の式により計算することができる。
【００２９】
【数１】
0005570332.tif 000002
【００３０】
上述のように、上下角センサ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃで測定された物理量に基づいて、アタッチメント長Ｒ、及びバケット高さＨｂを求めることができる。バケット高さＨｂは、ｘｙ面を高さの基準としたときの、アタッチメント１５の先端の高さに相当する。上下角センサ１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃで測定される角度は、アタッチメント１５の先端の高さに関わる物理量（第２の物理量）であるといえる。
【００３１】
監視領域決定ブロック３０Ｆは、角速度演算ブロック３０Ｃで求められたアタッチメント１５の角速度ω、バケット高さ演算ブロック３０Ｄで求められたバケット高さＨｂ、及びアタッチメント長計算ブロック３０Ｅで求められたアタッチメント長Ｒに基づいて、監視領域１８の大きさを決定する。図２Ａ及び図２Ｂに示したように、監視領域１８は、アタッチメント長Ｒ、アタッチメント１５の最高到達高さＨ２、及び監視角度上限値αｄに基づいて定義することができる。アタッチメント長Ｒは、既に求められている。最高到達高さＨ２は、作業機械固有の値であり、予め求められている。以下、図６、図７Ａ、図７Ｂを参照して、監視角度上限値αｄの求め方について説明する。
【００３２】
図６に示すように、現時点のアタッチメント１５の角速度がωであり、アタッチメント長がＲであるとする。実施例においては、監視角度上限値αｄは、角速度ω及びアタッチメント長Ｒに依存して変化する。旋回を停止させるためのブレーキを作動させた時点から、アタッチメント１５が停止するまでに旋回する角度（制動角度）は、アタッチメント１５の角速度ωに依存する。角速度ωが大きくなると、制動角度が大きくなるため、監視角度上限値αｄを大きく設定しておくことが好ましい。逆に、角速度ωが小さい場合には、監視角度上限値αｄを小さくしてもよい。
【００３３】
制動角度は、アタッチメント１５の慣性モーメントにも依存する。慣性モーメントは、アタッチメント長Ｒに依存し、アタッチメント長Ｒが長くなるに従って、慣性モーメントが大きくなる。すなわち、アタッチメント長Ｒは、アタッチメントの慣性モーメントに関わる物理量（第１の物理量）である。従って、アタッチメント長Ｒが長い場合には、監視角度上限値αｄを大きく設定しておくことが好ましい。逆に、アタッチメント長Ｒが短い場合には、監視角度上限値αｄを小さくしてもよい。
【００３４】
図７Ａに、角速度ωと監視角度上限値αｄとの関係を、アタッチメント長Ｒをパラメータとして示す。図７Ｂに、アタッチメント長Ｒと監視角度上限値αｄとの関係を、角速度ωをパラメータとして示す。アタッチメント長Ｒが一定の場合、角速度ωが大きくなるに従って、監視角度上限値αｄが大きくなるように設定される。角速度ωが一定の場合には、アタッチメント長Ｒが長くなるに従って、監視角度上限値αｄが大きくなるように設定される。
【００３５】
角速度ω、アタッチメント長Ｒ、及び監視角度上限値αｄの関係は、予め決定されており、監視領域決定ブロック３０Ｆに記憶されている。これらの関係は、テーブル形式で記憶しておいてもよいし、関数形式で記憶しておいてもよい。テーブル形式で記憶されている場合には、適当な補間演算を行うことにより、角速度ωとアタッチメント長Ｒとから、監視角度上限値αｄを求めることができる。関数形式で記憶されている場合には、角速度ωとアタッチメント長Ｒとから、直接、監視角度上限値αｄを計算することができる。
【００３６】
図８Ａ〜図９Ｂを参照して、アタッチメント１５が旋回を開始した時点から、停止する時点までの監視角度上限値αｄの変動の一例について説明する。
【００３７】
図９Ａに、経過時間と角速度ωとの関係を示す。時刻ｔ０で旋回動作が開始され、徐々に角速度ωが上昇する。時刻ｔ１において角速度がω１になり、時刻ｔ２において最大角速度ω２まで到達する。その後は、角速度ωが遅くなり、時刻ｔ３において停止する。
【００３８】
図９Ｂに、経過時間と監視角度上限値αｄとの関係を示す。時刻ｔ０及びｔ３のとき、すなわち角速度ωが０のとき、監視角度上限値αｄはαｄ０である。時刻ｔ１及び時刻ｔ２のときの監視角度上限値αｄは、それぞれαｄ１、αｄ２である。これらの監視角度上限値の大小関係は、αｄ０＜αｄ１＜αｄ２となる。
【００３９】
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄに、それぞれ時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３の時の旋回作業機械及び監視領域１８の平面図を示す。角速度ωが速くなるに従って、監視領域１８の中心角が大きくなる。
【００４０】
図１０Ａ及び図１０Ｂに、それぞれアタッチメント長ＲがＲ８及びＲ９（Ｒ８＜Ｒ９）のときの監視領域１８を示す。アタッチメント長ＲがＲ８からＲ９まで長くなると、監視領域１８の扇形の半径もＲ８からＲ９まで長くなる。さらに、監視領域１８の中心角の半分（監視角度上限値）も、αｄ８からαｄ９まで大きくなる。
【００４１】
図４に戻って説明を続ける。判定ブロック３０Ｇは、進入物種類識別ブロック３０Ａで決定された進入物の種類、進入物位置演算ブロック３０Ｂで決定された進入物の位置、監視領域決定ブロック３０Ｆで決定された監視領域１８の大きさに基づいて、接触の可能性が高い状態か否かを判定する。判定方法については、後に、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４２】
接触の可能性が高い状態であると判定された場合には、第１の制御を行い、接触の可能性が低いと判定された場合には、第２の制御を行う。例えば、第１の制御では、旋回機構２に対して、旋回動作の停止を指令する。旋回機構２は、例えばインバータ２Ａと電動機２Ｂとを含む。旋回動作の停止は、インバータ２Ａに送信される制御信号により指令される。さらに、警報発出装置２８から、警報音や光等の警報を発出する。第２の制御では、アタッチメント１５の旋回動作を継続する。
【００４３】
図１１に、実施例による旋回作業機械の制御方法のフローチャートを示す。旋回作業機械の運転が開始されると、ステップＳ１において、進入物が作業域内に進入したか否かを判定する。この判定処理は、判定ブロック３０Ｇ（図４）で行われる。例えば、図２Ｂに示した進入物２６までの距離ｒが、アタッチメント長Ｒの最大値よりも短い場合に、進入物が作業域内に進入したと判定される。作業域内に進入物が進入していない場合には、ステップＳ１に戻る。
【００４４】
進入物が作業域内に進入していると判定された場合には、ステップＳ２において、アタッチメント１５の延びる方位（ｘ軸）と、進入物の位置を示す方位とのなす角度（角度間隔）を求める。具体的には、図２Ｂに示した進入物２６の位置を示す方位角αａが、角度間隔となる。角度間隔の算出は、判定ブロック３０Ｇ（図４）で行われる。
【００４５】
ステップＳ３において、アタッチメント長Ｒと角速度ωとに基づいて、監視領域１８の大きさを決定する。このように、アタッチメント長Ｒ及び角速度ωは、監視領域１８の大きさを決定するための基礎となる物理量（第１の物理量）として利用される。監視領域１８の大きさの決定は、監視領域決定ブロック３０Ｆ（図４）で行われる。監視領域１８の大きさは、監視角度上限値αｄ及び半径Ｒ（図２Ｂ）により特定される。
【００４６】
ステップＳ４において、少なくとも１つの進入物が監視領域１８内に進入しているか否かを判定する。この判定、及び以降のステップＳ５〜Ｓ７は、判定ブロック３０Ｇ（図４）で行われる。具体的には、ｘ軸と進入物との角度間隔（進入物の位置を示す方位角αａ）が、監視角度上限値αｄ以下であり、かつ進入物までの距離ｒが、アタッチメント長Ｒ以下である場合に、進入物が監視領域１８内に進入していると判定される。
【００４７】
ステップＳ５において、進入物がダンプトラックのみであるか否かを判定する。進入物がダンプトラックのみである場合、ステップＳ６において、バケット高さＨｂとダンプトラックの高さとを比較する。バケット高さＨｂがダンプトラックの高さよりも高い場合、ステップＳ１に戻る。この場合、接触の可能性は低いため、旋回動作を停止させる必要はない。例えば、旋回動作を継続させ、バケット６をダンプトラックの荷台の上方に移動させて、バケット６の保持物をダンプトラックに移し換える作業が行われる。
【００４８】
バケット高さＨｂがダンプトラックの高さ以下である場合、及びステップＳ５で進入物がダンプトラックのみではないと判定された場合、ステップＳ７を実行する。ステップＳ７においては、アタッチメント１５の旋回動作を停止させる。これにより、アタッチメントと進入物との接触を回避することができる。
【００４９】
実施例による方法では、アタッチメント１５の角速度ωが速い場合、及び慣性モーメントが大きい場合には、監視領域１８が広く設定される。このため、十分な余裕を持って接触を回避することができる。逆に、アタッチメント１５の角速度ωが遅い場合、及び慣性モーメントが小さい場合には、監視領域１８が狭く設定される。このため、接触の可能性が低い場合の不必要な作業停止を回避することができる。これにより、作業能率の低下を防止できる。
【００５０】
上記実施例では、アタッチメント１５の角速度ωと、慣性モーメントに関わるアタッチメント長との両方に基づいて、監視領域１８の大きさを変化させた。実際の制御では、いずれか一方、すなわちアタッチメントの角速度及びアタッチメントの慣性モーメントの少なくとも一方に関わる物理量（第１の物理量）に基づいて、監視領域１８の大きさを変化させてもよい。
【００５１】
上記実施例では、アタッチメント１５の旋回中心からアタッチメント１５の先端を向く方位をｘ軸としたが、ｘｙｚ直交座標系として他の座標系を用いてもよい。例えば、下部走行体１（図１、図２Ａ）の前方方位をｘ軸と定義してもよい。進入物検出装置２５が下部走行体１に取り付けられている場合に、この座標系が便利である。また、地球基準座標系（経度及び緯度）を用いて、ｘ軸及びｙ軸を定義してもよい。例えば、北向きをｘ軸と定義してもよい。進入物の位置をＧＰＳで測定する場合に、この座標系が便利である。
【００５２】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００５３】
１  走行体（基体）
２  旋回機構
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  旋回中心
１２  揺動中心
１５  アタッチメント
１６  旋回角センサ
１７  上下角センサ
１８  監視領域
２０  作業者
２１  ダンプトラック
２５  進入物検出装置（カメラ）
２６  送信器（マーカ発光器）
２８  警報発出装置
【図１】
0005570332.tif 000003
【図２】
0005570332.tif 000004
【図３】
0005570332.tif 000005
【図４】
0005570332.tif 000006
【図５】
0005570332.tif 000007
【図６】
0005570332.tif 000008
【図７】
0005570332.tif 000009
【図８−１】
0005570332.tif 000010
【図８−２】
0005570332.tif 000011
【図９】
0005570332.tif 000012
【図１０】
0005570332.tif 000013
【図１１】
0005570332.tif 000014