(57)【要約】  本発明の実施形態に係るショベルは、マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能を有するショベルであって、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される運転室と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記運転室内に設けられた表示装置と、を備え、前記表示装置は、前記アタッチメントの作業部位と事前に設定された目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して移動する第２図形と、を含む画像を表示する。
2019031509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能を有するショベルであって、
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載される運転室と、
前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記運転室内に設けられた表示装置と、
を備え、
前記表示装置は、前記アタッチメントの作業部位と目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して変化する第２図形と、を含む画像を表示する、
ショベル。
【請求項２】
前記第２図形は、前記作業部位の動きに対応して移動する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記第２図形は、前記作業部位の移動方向とは反対方向に移動する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
前記第１図形は、前記作業部位の形状を模式的に表した図形を含む、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記第２図形は、前記目標施工面よりも下方に表示される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項６】
前記第１図形は、前記作業部位及び前記目標施工面を側面から見たときの図形であり、
前記第２図形は、前記作業部位の前後方向の動きに対応して移動する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記第１図形は、前記作業部位及び前記目標施工面を正面から見たときの図形であり、
前記第２図形は、前記上部旋回体の旋回方向の動きに対応して移動する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記第２図形は、点、線分、網掛け、又はこれらの組み合わせである、
請求項１に記載のショベル。
【請求項９】
前記第２図形が前記表示装置の画面の一方の端部から消える際に、前記表示装置の画面の他方の端部から次の前記第２図形が現れる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項１０】
前記第２図形は、同時に複数表示される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１１】
前記第２図形は、前記作業部位の動きに対応して点滅する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１２】
前記第２図形は、前記作業部位の移動方向を表す図形である、
請求項１１に記載のショベル。
【請求項１３】
アタッチメントを有するショベルの表示装置であって、
前記表示装置は、前記アタッチメントの作業部位と目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して変化する第２図形と、を含む画像を表示する、
ショベルの表示装置。
【請求項１４】
アタッチメントを有するショベルの表示方法であって、
前記アタッチメントの作業部位と目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して変化する第２図形と、を含む画像を表示する、
ショベルの表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベル、ショベルの表示装置及びショベルの表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ショベルの操作をガイドする機能（以下「マシンガイダンス機能」という。）を有するショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。マシンガイダンス機能を有するショベルでは、例えば、運転席の前方に設置されている表示装置の画面上に作業状態等の情報が表示される。【０００３】
作業状態等の情報としては、バケットと目標施工面との関係を模式的に表示する画像が挙げられる。この画像には、例えば、操作者がキャビンに座ってショベルの前方を見たときのバケット及び目標施工面が、バケットアイコン及び目標施工面で模式的に表示される。また、この画像には、例えば、側面から見たときのバケット及び目標施工面が、バケットアイコン及び目標施工面で模式的に表示される。【０００４】
操作者は、表示装置に表示される画像等を見ることで、バケットと目標施工面との位置関係、目標施工面の傾斜角度等のショベルによる作業状態を確認できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０４７６５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のショベルでは、操作時にバケットが動いているにも関わらず、画像に大きな変化がないため、操作者はバケットが動いているかどうかを容易に判断することが困難であった。【０００７】
そこで、上記課題に鑑み、作業部位の動作の視認性を向上させることが可能なショベルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係るショベルは、マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能を有するショベルであって、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される運転室と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記運転室内に設けられた表示装置と、を備え、前記表示装置は、前記アタッチメントの作業部位と事前に設定された目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して移動する第２図形と、を含む画像を表示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、作業部位の動作の視認性を向上させることが可能なショベルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るショベルの側面図
【図２】ショベルの駆動制御系の構成例を示す図
【図３】マシンガイダンス装置の構成例を示すブロック図
【図４】ガイダンスモードの際に表示される出力画像の一例を示す図
【図５Ａ】作業ガイダンス表示部の第１構成例を示す図
【図５Ｂ】作業ガイダンス表示部の第１構成例を示す図
【図５Ｃ】作業ガイダンス表示部の第１構成例を示す図
【図６Ａ】作業ガイダンス表示部の第２構成例を示す図
【図６Ｂ】作業ガイダンス表示部の第２構成例を示す図
【図６Ｃ】作業ガイダンス表示部の第２構成例を示す図
【図７Ａ】作業ガイダンス表示部の第３構成例を示す図
【図７Ｂ】作業ガイダンス表示部の第３構成例を示す図
【図７Ｃ】作業ガイダンス表示部の第３構成例を示す図
【図８Ａ】作業ガイダンス表示部の第４構成例を示す図
【図８Ｂ】作業ガイダンス表示部の第４構成例を示す図
【図８Ｃ】作業ガイダンス表示部の第４構成例を示す図
【図９】測量モードの際に表示装置に表示される出力画像の構成例を示す図
【図１０】測量モードの際に別の表示装置に表示される出力画像の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１２】
最初に、図１を参照して、本発明の実施形態に係るショベルの全体構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【００１３】
ショベルＰＳの下部走行体１には、旋回機構２を介して旋回可能に上部旋回体３が搭載されている。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が取り付けられている。アーム５の先端には、エンドアタッチメント（作業部位）としてバケット６が取り付けられている。エンドアタッチメントとしては、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。
【００１４】
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として掘削アタッチメントを構成し、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によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、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。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。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を「姿勢センサ」と称することもある。
【００１５】
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１６】
アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度を検出する。アーム角度センサＳ２は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、ブーム４に対するアーム５の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１７】
バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度を検出する。バケット角度センサＳ３は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、アーム５に対するバケット６の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１８】
掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサＳ３は、チルト軸回りのバケット６の回動角度を追加的に検出する。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は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。
【００１９】
上部旋回体３は、エンジン１１等の動力源、カウンタウエイト３ｗ、車体傾斜センサＳ４が搭載され、カバー３ａにより覆われている。車体傾斜センサＳ４は、上部旋回体３の傾斜角度を検出する。車体傾斜センサＳ４は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３の傾斜角度を検出する加速度センサである。
【００２０】
上部旋回体３のカバー３ａ上部には、撮像装置８０が設けられている。撮像装置８０は、上部旋回体３からキャビン１０に向かって、左側を撮像する左側カメラ８０Ｌ、右側を撮像する右側カメラ８０Ｒ、後方を撮像する後方カメラ８０Ｂを有する。左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するデジタルカメラであり、それぞれ撮影した画像をキャビン１０内に設けられている表示装置４０に送る。
【００２１】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられている。キャビン１０の頂部には、ＧＰＳ装置（ＧＮＳＳ受信機）Ｐ１、及び送信装置Ｔ１が設けられている。ＧＰＳ装置Ｐ１は、ショベルＰＳの位置をＧＰＳ機能により検出し、位置データをコントローラ３０内のマシンガイダンス装置５０に供給する。送信装置Ｔ１は、ショベルＰＳの外部に向けて情報を発信する。また、キャビン１０内には、コントローラ３０、表示装置４０、音声出力装置４３、入力装置４５、及び記憶装置４７が設けられている。
【００２２】
コントローラ３０は、ショベルＰＳの駆動制御を行う主制御部として機能する。コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成されている。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されているプログラムを実行することで実現される。コントローラ３０は、ショベルＰＳの操作をガイドするマシンガイダンス装置５０としても機能する。
【００２３】
マシンガイダンス装置５０は、マシンガイダンス機能を実行し、ショベルＰＳの操作をガイド（案内）する。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、操作者が設定した目標地形の表面である目標施工面とアタッチメントの作業部位との距離等といった作業情報を操作者に報知する。目標施工面は、基準座標系で設定してもよい。基準座標系は、例えば世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そしてＺ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。また、施工現場の任意の点を基準点と定め、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してもよい。目標施工面とアタッチメントの作業部位との距離は、例えば、エンドアタッチメントとしてのバケット６の先端（爪先）、バケット６の背面、エンドアタッチメントとしてのブレーカの先端等と目標施工面との間の距離である。マシンガイダンス装置５０は、表示装置４０や音声出力装置４３等を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベルＰＳの操作をガイドする。
【００２４】
マシンガイダンス装置５０は、マシンコントロール機能を実行し、操作者によるショベルの操作を自動的に支援してもよい。例えば、マシンガイダンス装置５０は、マシンコントロール機能を実行する場合、操作者が掘削操作を行っているときに、目標施工面とバケット６の先端位置とが合致するようにブーム４、アーム５、及びバケット６の動きをアシストする。より具体的には、例えば、操作者がアーム閉じ操作を行っているときにブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも一方を自動的に伸縮させて目標施工面とバケット６の先端位置とを合致させる。この場合、操作者は、１本の操作レバーを操作するだけで、ブーム４、アーム５、及びバケット６を同時に動かして目標施工面とバケット６の先端位置とを合わせながら掘削作業を行うことができる。
【００２５】
本実施形態では、マシンガイダンス装置５０がコントローラ３０に組み込まれているが、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは別に設けられてもよい。この場合、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置５０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
【００２６】
表示装置４０は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種の作業情報を含む画像を表示する。表示装置４０は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載液晶ディスプレイである。
【００２７】
音声出力装置４３は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの音声出力指令に応じて各種音声情報を出力する。音声出力装置４３は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載スピーカを含む。また、音声出力装置４３は、ブザー等の警報器を含んでもよい。
【００２８】
入力装置４５は、ショベルＰＳの操作者がマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に各種情報を入力するための装置である。入力装置４５は、例えば、表示装置４０の表面に設けられるメンブレンスイッチを含んで構成される。また、入力装置４５は、タッチパネル等を含んで構成されてもよい。
【００２９】
記憶装置４７は、各種情報を記憶するための装置である。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、マシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０等が出力する各種情報を記憶する。
【００３０】
ゲートロックレバー４９は、キャビン１０のドアと運転席との間に設けられ、ショベルＰＳが誤って操作されるのを防止する機構である。操作者が運転席に乗り込んでゲートロックレバー４９を引き上げると、操作者はキャビン１０から退出できなくなると共に各種操作装置が操作可能になる。操作者がゲートロックレバー４９を押し下げると、操作者はキャビン１０から退出可能になると共に、各種操作装置は操作不能になる。
【００３１】
次に、図２を参照して、ショベルＰＳの駆動制御系の構成例について説明する。図２は、ショベルＰＳの駆動制御系の構成例を示す図である。
【００３２】
表示装置４０は、キャビン１０に設けられ、マシンガイダンス装置５０から供給される作業情報等を含む画像を表示する。表示装置４０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の通信ネットワーク、専用線等を介してマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に接続されている。
【００３３】
表示装置４０は、画像表示部４１に表示する画像を生成する変換処理部４０ａを有する。変換処理部４０ａは、撮像装置８０から得られる画像データに基づいて画像表示部４１上に表示する撮影画像を含む画像を生成する。表示装置４０には、左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂのそれぞれから画像データが入力される。
【００３４】
また、変換処理部４０ａは、コントローラ３０から表示装置４０に入力される各種データのうち画像表示部４１に表示させるデータを画像信号に変換する。コントローラ３０から表示装置４０に入力されるデータは、例えば、エンジン冷却水の温度を示すデータ、作動油の温度を示すデータ、尿素水の残量を示すデータ、燃料の残量を示すデータ等を含む。
【００３５】
変換処理部４０ａは、変換した画像信号を画像表示部４１に出力し、撮影画像や各種データに基づいて生成した画像を画像表示部４１に表示させる。
【００３６】
なお、変換処理部４０ａは、表示装置４０ではなく、例えば、コントローラ３０に設けられてもよい。この場合、撮像装置８０は、コントローラ３０に接続される。
【００３７】
表示装置４０は、入力部としてのスイッチパネル４２を有する。スイッチパネル４２は、各種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、ライトスイッチ４２ａ、ワイパースイッチ４２ｂ、及びウィンドウォッシャスイッチ４２ｃを有する。
【００３８】
ライトスイッチ４２ａは、キャビン１０の外部に取り付けられるライトの点灯・消灯を切り替えるためのスイッチである。ワイパースイッチ４２ｂは、ワイパーの作動・停止を切り替えるためのスイッチである。ウィンドウォッシャスイッチ４２ｃは、ウィンドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。
【００３９】
表示装置４０は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池７０は、エンジン１１のオルタネータ１１ａ（発電機）で発電した電力で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０及び表示装置４０以外のショベルＰＳの電装品７２等にも供給される。また、エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池７０からの電力で駆動されてエンジン１１を始動させる。
【００４０】
エンジン１１は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５に接続され、エンジン制御装置（ＥＣＵ）７４により制御される。ＥＣＵ７４からは、エンジン１１の状態を示す各種データ（例えば、水温センサ１１ｃで検出される冷却水温（物理量）を示すデータ等）がコントローラ３０に常時送信される。コントローラ３０は内部の記憶部３０ａにこのデータを蓄積し、適宜、表示装置４０に送信できる。
【００４１】
メインポンプ１４は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給するための油圧ポンプである。メインポンプ１４は、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００４２】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための油圧ポンプである。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量型油圧ポンプである。
【００４３】
コントロールバルブ１７は、ショベルＰＳにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、例えば、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、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータ等に、メインポンプ１４が吐出する作動油を選択的に供給する。なお、以下では、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、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータを、「油圧アクチュエータ」という場合がある。
【００４４】
操作レバー２６Ａ〜２６Ｃは、キャビン１０内に設けられ、操作者によって油圧アクチュエータの操作に用いられる。操作レバー２６Ａ〜２６Ｃが操作されると、パイロットポンプから油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに作動油が供給される。各パイロットポートには、対応する操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの操作方向及び操作量に応じた圧力の作動油が供給される。
【００４５】
本実施形態では、操作レバー２６Ａは、ブーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ａを操作すると、ブームシリンダ７を油圧駆動させて、ブーム４を操作できる。操作レバー２６Ｂは、アーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｂを操作すると、アームシリンダ８を油圧駆動させて、アーム５を操作できる。操作レバー２６Ｃは、バケット操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｃを操作すると、バケットシリンダ９を油圧駆動させて、バケット６を操作できる。なお、ショベルＰＳには、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの他に、走行用油圧モータや旋回用油圧モータ等を駆動させる操作レバー、操作ペダル等が設けられてもよい。
【００４６】
コントローラ３０は、例えば以下で説明する各種データを取得する。コントローラ３０が取得したデータは、記憶部３０ａに格納される。
【００４７】
可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ１４のレギュレータ１４ａは、斜板角度を示すデータをコントローラ３０に送る。また、吐出圧力センサ１４ｂは、メインポンプ１４の吐出圧力を示すデータをコントローラ３０に送る。これらのデータ（物理量を表すデータ）は記憶部３０ａに格納される。また、メインポンプ１４が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ１４との間の管路に設けられている油温センサ１４ｃは、管路を流れる作動油の温度を表すデータをコントローラ３０に送る。
【００４８】
圧力センサ１５ａ，１５ｂは、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃが操作された際にコントロールバルブ１７に送られるパイロット圧を検出し、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に送る。操作レバー２６Ａ〜２６Ｃには、スイッチボタン２７が設けられている。操作者は、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃを操作しながらスイッチボタン２７を操作することで、コントローラ３０に指令信号を送ることができる。
【００４９】
ショベルＰＳのキャビン１０内には、エンジン回転数調整ダイヤル７５が設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジンの回転数を調整するためのダイヤルであり、例えば、エンジン回転数を段階的に切り替えることができる。本実施形態では、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（ＩＤＬＥ）モードの４段階にエンジン回転数を切り替えることができるように設けられている。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を示すデータをコントローラ３０に送る。なお、図２には、エンジン回転数調整ダイヤル７５によりＨモードが選択された状態が示されている。
【００５０】
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、２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ＰＳを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、３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のエンジン回転数で一定回転数に制御される。
【００５１】
次に、図３を参照して、ショベルＰＳのコントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０に設けられている各種機能について説明する。図３は、マシンガイダンス装置５０の構成例を示すブロック図である。
【００５２】
コントローラ３０は、ＥＣＵ７４を含むショベルＰＳ全体の動作を制御する。コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを閉状態とし、ゲートロックレバー４９が引き上げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを開状態とするように制御する。ゲートロック弁４９ａは、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等との間の油路に設けられている切替弁である。なお、ゲートロック弁４９ａは、コントローラ３０からの指令によって開閉する構成になっているが、ゲートロックレバー４９と機械的に接続され、ゲートロックレバー４９の動作に応じて開閉する構成であってもよい。
【００５３】
ゲートロック弁４９ａは、閉状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等との間の作動油の流れを遮断して操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等の操作を無効にする。また、ゲートロック弁４９ａは、開状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー等との間で作動油を連通させて操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等の操作を有効にする。
【００５４】
コントローラ３０は、ゲートロック弁４９ａが開状態となり、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの操作が有効になった状態で、圧力センサ１５ａ，１５ｂによって検出されるパイロット圧から、各レバーの操作量を検出する。
【００５５】
コントローラ３０は、ショベルＰＳ全体の動作の制御に加えて、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。具体的には、コントローラ３０は、ショベルＰＳが休止中であると判定したときは、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを中止するように、マシンガイダンス装置５０にガイダンス中止指令を送る。
【００５６】
また、コントローラ３０は、オートアイドルストップ指令をＥＣＵ７４に対して出力する際に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。あるいは、コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられた状態にあると判定した場合に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。
【００５７】
次に、マシンガイダンス装置５０について説明する。マシンガイダンス装置５０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、車体傾斜センサＳ４、ＧＰＳ装置Ｐ１、入力装置４５等から、コントローラ３０に供給される各種信号及びデータを受信する。
【００５８】
マシンガイダンス装置５０は、受信した信号及びデータに基づいてバケット６等のアタッチメントの実際の動作位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの実際の動作位置と目標施工面とを比較し、例えばバケット６と目標施工面との間の距離等を算出する。マシンガイダンス装置５０は、ショベルＰＳの旋回中心軸からバケット６の爪先までの距離や、目標施工面の傾斜角度等も算出し、これらを作業情報として表示装置４０に送信する。
【００５９】
なお、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とが別に設けられている場合には、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは、ＣＡＮを通じて互いに通信可能に接続される。
【００６０】
マシンガイダンス装置５０は、高さ算出部５０３、比較部５０４、表示制御部５０５、及びガイダンスデータ出力部５０６を有する。
【００６１】
高さ算出部５０３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の検出信号から求められるブーム４、アーム５、及びバケット６の角度から、バケット６の先端（爪先）の高さを算出する。
【００６２】
比較部５０４は、高さ算出部５０３が算出したバケット６の先端（爪先）の高さと、ガイダンスデータ出力部５０６から出力されるガイダンスデータにおいて示される目標施工面の位置とを比較する。また、比較部５０４は、ショベルＰＳに対する目標施工面の傾斜角度を求める。高さ算出部５０３や比較部５０４において求められた各種データは、記憶装置４７に記憶される。
【００６３】
表示制御部５０５は、比較部５０４によって求められたバケット６の高さや目標施工面の傾斜角度等を、作業情報として表示装置４０に送信する。表示装置４０は、撮像装置８０から送られる撮影画像と共に、表示制御部５０５から送られる作業情報を画面に表示する。表示装置４０の表示画面構成については後述する。また、表示制御部５０５は、バケット６が目標施工面よりも低い位置になった場合等には、音声出力装置４３を介して操作者に警報を発することができる。
【００６４】
次に、図４を参照して、ガイダンスモードの際に表示される出力画像の一例について説明する。ガイダンスモードは、マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能を実行する際に選択される動作モードである。本実施形態では、ガイダンスモードボタン（図示せず）が押下された場合に開始する。ガイダンスモードは、例えば、ショベルＰＳで法面整形を行う際に選択される。図４は、ガイダンスモードの際に表示される出力画像の一例を示す図である。図４の例では、基準位置及び目標施工面は既に設定されている。
【００６５】
図４に示されるように、表示装置４０の画像表示部４１に表示される出力画像Ｇｘは、時刻表示部４１１、回転数モード表示部４１２、走行モード表示部４１３、エンジン制御状態表示部４１５、尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、冷却水温表示部４１８、エンジン稼働時間表示部４１９、カメラ画像表示部４２０、作業ガイダンス表示部４３０を有する。回転数モード表示部４１２、走行モード表示部４１３、及びエンジン制御状態表示部４１５は、ショベルＰＳの設定状態に関する情報を表示する表示部である。尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、冷却水温表示部４１８、及びエンジン稼働時間表示部４１９は、ショベルＰＳの運転状態に関する情報を表示する表示部である。各部に表示される画像は、表示装置４０の変換処理部４０ａによって、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０から送信される各種データ及び撮像装置８０から送信されるカメラ画像を用いて生成される。
【００６６】
時刻表示部４１１は、現在の時刻を表示する。図４の例では、デジタル表示が採用され、現在時刻（１０時５分）が示されている。
【００６７】
回転数モード表示部４１２は、エンジン回転数調整ダイヤル７５によって設定されている回転数モードをショベルＰＳの稼働情報として画像表示する。回転数モードは、例えば、上記した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つを含む。図４の例では、ＳＰモードを表す記号「ＳＰ」が表示されている。
【００６８】
走行モード表示部４１３は、走行モードをショベルＰＳの稼働情報として表示する。走行モードは、可変容量モータを用いた走行用油圧モータの設定状態を表す。例えば、走行モードは、低速モード及び高速モードを有し、低速モードでは「亀」を象ったマークが表示され、高速モードでは「兎」を象ったマークが表示される。図４の例では、「亀」を象ったマークが表示されており、操作者は低速モードが設定されていることを認識できる。
【００６９】
エンジン制御状態表示部４１５は、エンジン１１の制御状態をショベルＰＳの稼働情報として表示する。図４の例では、エンジン１１の制御状態として「自動減速・自動停止モード」が選択されている。「自動減速・自動停止モード」は、非操作状態の継続時間に応じて、エンジン回転数を自動的に低減し、さらにはエンジン１１を自動的に停止させる制御状態を意味する。その他、エンジン１１の制御状態には、「自動減速モード」、「自動停止モード」、「手動減速モード」等がある。
【００７０】
尿素水残量表示部４１６は、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態をショベルＰＳの稼働情報として画像表示する。図４の例では、現在の尿素水の残量状態を表すバーゲージが表示されている。尿素水の残量は、尿素水タンクに設けられている尿素水残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
【００７１】
燃料残量表示部４１７は、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を稼働情報として表示する。図４の例では、現在の燃料の残量状態を表すバーゲージが表示されている。燃料の残量は、燃料タンクに設けられている燃料残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
【００７２】
冷却水温表示部４１８は、エンジン冷却水の温度状態をショベルＰＳの稼働情報として表示する。図４の例では、エンジン冷却水の温度状態を表すバーゲージが表示されている。エンジン冷却水の温度は、エンジン１１に設けられている水温センサ１１ｃが出力するデータに基づいて表示される。
【００７３】
エンジン稼働時間表示部４１９は、エンジン１１の累積稼働時間をショベルＰＳの稼働情報として表示する。図４の例では、運転者によりカウントがリスタートされてからの稼働時間の累積が、単位「ｈｒ（時間）」と共に表示されている。エンジン稼働時間表示部４１９には、ショベル製造後の全期間の生涯稼働時間又は操作者によりカウントがリスタートされてからの区間稼働時間が表示される。
【００７４】
カメラ画像表示部４２０は、撮像装置８０によって撮影された画像を表示する。図４の例では、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方カメラ８０Ｂによって撮影された画像がカメラ画像表示部４２０に表示されている。カメラ画像表示部４２０には、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左側カメラ８０Ｌ又は上面右端に取り付けられた右側カメラ８０Ｒによって撮像されたカメラ画像が表示されてもよい。また、カメラ画像表示部４２０には、左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ及び後方カメラ８０Ｂのうちの複数のカメラによって撮影された画像が並ぶように表示されてもよい。また、カメラ画像表示部４２０には、左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ及び後方カメラ８０Ｂの少なくとも２つによって撮像された複数のカメラ画像の合成画像が表示されてもよい。合成画像は、例えば、俯瞰画像であってもよい。
【００７５】
各カメラは上部旋回体３の一部がカメラ画像に含まれるように設置されている。表示される画像に上部旋回体３の一部が含まれることで、操作者は、カメラ画像表示部４２０に表示される物体とショベルＰＳとの間の距離感を把握し易くなる。
【００７６】
カメラ画像表示部４２０には、表示中のカメラ画像を撮影した撮像装置８０の向きを表すカメラアイコン４２１が表示されている。カメラアイコン４２１は、ショベルＰＳの形状を表すショベルアイコン４２１ａと、表示中のカメラ画像を撮像した撮像装置８０の向きを表す帯状の方向表示アイコン４２１ｂとで構成されている。カメラアイコン４２１は、ショベルＰＳの設定状態に関する情報を表示する表示部である。
【００７７】
図４の例では、ショベルアイコン４２１ａの下側（アタッチメントの反対側）に方向表示アイコン４２１ｂが表示されている。これは、後方カメラ８０Ｂによって撮影されたショベルＰＳの後方の画像がカメラ画像表示部４２０に表示されていることを表す。例えば、カメラ画像表示部４２０に右側カメラ８０Ｒによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベルアイコン４２１ａの右側に方向表示アイコン４２１ｂが表示される。また、例えばカメラ画像表示部４２０に左側カメラ８０Ｌによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベルアイコン４２１ａの左側に方向表示アイコン４２１ｂが表示される。
【００７８】
操作者は、例えば、キャビン１０内に設けられている画像切替スイッチを押下することで、カメラ画像表示部４２０に表示する画像を他のカメラにより撮影された画像等に切り替えることができる。
【００７９】
ショベルＰＳに撮像装置８０が設けられていない場合には、カメラ画像表示部４２０の代わりに、異なる情報が表示されてもよい。
【００８０】
作業ガイダンス表示部４３０は、各種作業のためのガイダンス情報を表示する。図５Ａ〜Ｃは、作業ガイダンス表示部４３０の第１構成例を示す図である。図５Ａ〜Ｃの例では、作業ガイダンス表示部４３０は、作業部位ガイダンス情報の一例である爪先ガイダンス情報を表示する、位置表示画像４３１、第１目標施工面表示画像４３２、第２目標施工面表示画像４３３、バケット左端情報画像４３４、バケット右端情報画像４３５、側面視数値情報画像４３６、正面視数値情報画像４３７、アタッチメント画像４３８、距離形式画像４３９及び目標設定画像４４０を含む。
【００８１】
位置表示画像４３１は、目標施工面の表示位置に対するバケット６の作業部位（先端）の表示位置の変化により、バケット６の作業部位（先端）から目標施工面までの相対距離の大きさの変化を、表示箇所を変化させることで表す第１画像の一例である。図５Ａ〜Ｃの例では、位置表示画像４３１は、複数の図形（セグメント）が縦方向に配列されたバーゲージである。位置表示画像４３１は、目標セグメントＧ１と、複数のセグメントＧ２とを有する。
【００８２】
目標セグメントＧ１は、目標施工面の位置を表す図形である。本実施形態では、バケット６の作業部位（先端）から目標施工面までの相対距離が所定範囲内であることを示す図形（直線）である。所定範囲は、適切な相対距離の範囲として予め設定された範囲である。相対距離が所定範囲内であることは、バケット６の作業部位が適切な位置にあることを意味する。目標セグメントＧ１は、第２画像と同じ高さに配置される。第２画像は、目標施工面に対するアタッチメントの作業部位の距離の大きさの変化を、同一箇所における表示形式を変化させることで表す。同一箇所における表示形式は、例えば、アイコン、背景色、数値等を含む。第２画像の表示形式の変化は、アイコン形状、色、及び、数値の少なくともいずれかの変化である。本実施形態では、第２画像は、バケット左端情報画像４３４とバケット右端情報画像４３５の組み合わせである。目標セグメントＧ１は、バケット左端情報画像４３４及びバケット右端情報画像４３５のそれぞれと同一の高さに配置されている。例えば、目標セグメントＧ１、バケット左端情報画像４３４及びバケット右端情報画像４３５は、上下方向の中央の高さが一致するように配置されている。
【００８３】
セグメントＧ２は、それぞれ所定の相対距離に対応する図形である。対応する相対距離が小さいセグメントＧ２ほど、目標セグメントＧ１の近くに配置され、対応する相対距離が大きいセグメントＧ２ほど、目標セグメントＧ１から遠くに配置される。各セグメントＧ２は、相対距離と共に、バケット６の移動方向を示す。バケット６の移動方向は、バケット６の作業部位を目標施工面に近づける方向である。本実施形態では、セグメントＧ２Ｄは、バケット６を下方に移動させれば目標施工面に近づくことを表し、セグメントＧ２Ｕは、バケット６を上方に移動させれば目標施工面に近づくことを表す。
【００８４】
位置表示画像４３１は、バケット６の作業部位（先端）から目標施工面までの実際の相対距離に対応するセグメントＧ２を、他のセグメントＧ２とは異なる所定の色で表示する。他のセグメントＧ２と異なる色で表示されるセグメントＧ２をセグメントＧ２Ａという。位置表示画像４３１は、セグメントＧ２Ａを所定の色で表示することにより、相対距離及び移動方向を示す。バケット６の作業部位（先端）から目標施工面までの相対距離が大きいほど、目標セグメントＧ１から遠いセグメントＧ２がセグメントＧ２Ａとして所定の色で表示される。また、バケット６の作業部位（先端）から目標施工面までの相対距離が小さいほど、目標セグメントＧ１に近いセグメントＧ２がセグメントＧ２Ａとして所定の色で表示される。このように、セグメントＧ２Ａは、相対距離の変化に応じて、上下方向に位置が変化するように表示される。
【００８５】
セグメントＧ２Ａは、相対距離が所定範囲の最大値より大きい場合、第１色で表示される。第１色は、例えば、白や黄色などの目立たない色である。これは、相対距離が所定範囲の最大値より大きい場合、操作者に注意喚起する必要性が低いためである。また、セグメントＧ２Ａは、相対距離が所定範囲内の場合、第２色で表示される。第２色は、緑などの目立つ色である。これは、バケット６が適切な位置にあることを操作者にわかりやすく知らせるためである。また、セグメントＧ２Ａは、相対距離が所定範囲の最小値より小さい場合、第３色で表示される。第３色は、赤などの目立つ色である。これは、バケット６の作業部位により目標施工面が余計に削られる恐れがあることを操作者に注意喚起するためである。
【００８６】
また、位置表示画像４３１は、バケット６の実際の相対距離が所定範囲内である場合、目標セグメントＧ１を、他のセグメントと異なる所定の色で表示する。すなわち、位置表示画像４３１は、目標セグメントＧ１を所定の色で表示することにより、相対距離が所定範囲内であることを示す。目標セグメントＧ１は、上述の第２色で表示されるのが好ましい。これは、バケット６が適切な位置にあることを操作者にわかりやすく知らせるためである。
【００８７】
なお、セグメントＧ２Ａ及び目標セグメントＧ１が所定の色で表示されている間、他のセグメントＧ２は、目立たない色（背景色と同一又は類似する色など）で表示されてもよいし、表示されていなくてもよい。
【００８８】
第１目標施工面表示画像４３２は、バケット６と目標施工面との関係を模式的に表示する。第１目標施工面表示画像４３２には、側面から見たときのバケット６と目標施工面とが、第１図形としてのバケットアイコンＧ３及び目標施工面画像Ｇ４で模式的に表示される。バケットアイコンＧ３は、バケット６の左側面６ｌ（図１を参照）を表す図形である。但し、バケットアイコンＧ３は、バケット６の右側面を表す図形であってもよく、バケット６を側面から見たときの形で表されていてもよい。目標施工面画像Ｇ４は、目標施工面としての地面を表す図形であり、目標施工面としての地面を側面から見たときの形で表されている。目標施工面画像Ｇ４は、バケット６を縦断する鉛直面における目標施工面を表す線分と水平線との間に形成される角度（目標法面角度θであり、以下、「縦傾斜角」とする。）と共に表示されてもよい。バケットアイコンＧ３と目標施工面画像Ｇ４との縦間隔は、実際のバケット６の先端と目標施工面との距離の変化に応じて変化するように表示される。バケットアイコンＧ３と目標施工面画像Ｇ４との相対傾斜角も同様に、実際のバケット６と目標施工面との相対傾斜角の変化に応じて変化するように表示される。本実施形態では、バケットアイコンＧ３が固定された状態で、目標施工面画像Ｇ４の表示高さ及び表示角度が変化するように構成されている。但し、目標施工面画像Ｇ４が固定された状態で、バケットアイコンＧ３の表示高さ及び表示角度が変化するように構成されてもよく、バケットアイコンＧ３及び目標施工面画像Ｇ４のそれぞれの表示高さ及び表示角度が変化するように構成されてもよい。
【００８９】
第１目標施工面表示画像４３２は、バケット６の実際の動きを模式的に表示する。第１目標施工面表示画像４３２には、側面から見たときのバケット６の前後方向の動作が、バケットアイコンＧ３と第２図形としてのアニメーションアイコンＧ２１との相対的な位置で模式的に表示される。アニメーションアイコンＧ２１は、目標施工面画像Ｇ４に対して予め定められた位置に設定される。アニメーションアイコンＧ２１の位置は、実際のバケット６の前後方向の動作（例えば、移動距離、移動速度）に応じて変化するように構成されている。図５Ａ〜Ｃの例では、アニメーションアイコンＧ２１は、目標施工面画像Ｇ４の下方に表示されており、２つの同一サイズのドット（点）で表される図形である。本実施形態では、バケット６が操作者に近づく方向（後方向）に移動する場合、アニメーションアイコンＧ２１は、バケット６の移動方向とは反対方向である前方向、例えば、目標施工面画像Ｇ４に沿って左下方へ移動するように構成されている。これにより、バケットアイコンＧ３のアニメーションアイコンＧ２１に対する相対的な位置が後方向に移動する。そのため、操作者は、バケット６が操作者に近づく方向（後方向）に移動していることを容易に認識できる。また、バケット６が操作者から遠ざかる方向（前方向）に移動する場合、アニメーションアイコンＧ２１は、バケット６の移動方向とは反対方向である後方向、例えば、目標施工面画像Ｇ４に沿って右上方へ移動するように構成されている。これにより、バケットアイコンＧ３のアニメーションアイコンＧ２１に対する相対的な位置が前方向に移動する。そのため、操作者は、バケット６が操作者から遠ざかる方向（前方向）に移動していることを容易に認識できる。また、アニメーションアイコンＧ２１は、目標施工面画像Ｇ４に対して予め定められた位置に設定されるため、バケットアイコンＧ３とアニメーションアイコンＧ２１との相対的な関係は、バケット６と実際の地面における任意の点との相対的な関係と等しい関係になる。このため、バケット６が早く動くと、画面上におけるアニメーションアイコンＧ２１も早く移動する。また、バケット６の動きに伴って、アニメーションアイコンＧ２１が画面端部（例えば左端部）まで移動し、画面から消える際に、反対側の画面端部（例えば右端部）に次のアニメーションアイコンＧ２１が現れる。但し、次のアニメーションアイコンＧ２１が現れるタイミングは、任意のタイミングであってよく、例えばアニメーションアイコンＧ２１が画面から消える前であってもよい。
【００９０】
図５Ａ〜Ｃの例では、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃの順番でアニメーションアイコンＧ２１が目標施工面画像Ｇ４に沿って左下方へ移動している。そのため、操作者は、バケット６が操作者に近づく方向（後方向）に移動していると認識できる。なお、アニメーションアイコンＧ２１は、例えば１つ又は３つ以上のドットで表される図形であってもよい。アニメーションアイコンＧ２１が複数のドットで表される場合、複数のドットはすべてが同一サイズのドットであってもよく、異なるサイズのドットを含んでいてもよい。また、１つ又は３つ以上のドットで表される図形が同時に複数表示されていてもよく、この場合、複数の図形は、例えば目標施工面画像Ｇ４に沿って間隔を有して表示される。
【００９１】
また、アニメーションアイコンＧ２１は、１又は複数のライン（線）で表される図形であってもよい。図６Ａ〜Ｃは、作業ガイダンス表示部４３０の第２構成例を示す図である。図６Ａ〜Ｃの例では、アニメーションアイコンＧ２１は、目標施工面画像Ｇ４から下方に延びる２本のラインで表される図形である。図６Ａ〜Ｃの例では、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃの順番でアニメーションアイコンＧ２１が目標施工面画像Ｇ４に沿って左下方へ移動している。そのため、操作者は、バケット６が操作者に近づく方向（後方向）に移動していると認識できる。なお、アニメーションアイコンＧ２１は、例えば１つ又は３つ以上のラインで表される図形であってもよい。アニメーションアイコンＧ２１が複数のラインで表される場合、複数のラインは全てが同一長さのラインであってもよく、異なる長さのラインを含んでいてもよい。また、１つ又は３つ以上のラインで表される図形が同時に複数表示されていてもよく、この場合、複数の図形は、例えば目標施工面画像Ｇ４に沿って間隔を有して表示される。
【００９２】
また、アニメーションアイコンＧ２１は、メッシュ（網掛け）で表される図形であってもよい。図７Ａ〜Ｃは、作業ガイダンス表示部４３０の第３構成例を示す図である。図７Ａ〜Ｃの例では、アニメーションアイコンＧ２１は、目標施工面画像Ｇ４の下方に表示されており、２つの同一サイズのメッシュで表される図形である。図７Ａ〜Ｃの例では、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃの順番でアニメーションアイコンＧ２１が目標施工面画像Ｇ４に沿って左下方へ移動している。そのため、操作者は、バケット６が操作者に近づく方向（後方向）に移動していると認識できる。なお、アニメーションアイコンＧ２１は、例えば１つ又は３つ以上のメッシュで表される図形であってもよい。アニメーションアイコンＧ２１が複数のメッシュで表される場合、複数のメッシュは全てが同一サイズのメッシュであってもよく、異なるサイズのメッシュを含んでいてもよい。また、１つ又は３つ以上のメッシュで表される図形が同時に複数表示されていてもよく、この場合、複数の図形は、例えば目標施工面画像Ｇ４に沿って間隔を有して表示される。
【００９３】
さらに、アニメーションアイコンＧ２１は、図５Ａ〜Ｃ、図６Ａ〜Ｃ及び図７Ａ〜Ｃに示された図形を組み合わせたものであってもよく、他の図形であってもよい。
【００９４】
また、アニメーションアイコンＧ２１は、実際のバケット６の前後の移動方向を表す図形（例えば矢印）であってもよい。この場合、アニメーションアイコンＧ２１は、実際のバケット６の前後方向の動作（例えば、移動距離、移動速度）に応じて点滅するように構成される。例えば、バケット６が早く動くと、画面上におけるアニメーションアイコンＧ２１も早く点滅する。
【００９５】
操作者は、上記のように構成される第１目標施工面表示画像４３２を見ることで、バケット６と目標施工面との位置関係、目標施工面の大体の縦傾斜角、及びバケット６の前後方向の動作を把握できる。なお、第１目標施工面表示画像４３２には、操作者の視認性を高めるために、実際の傾斜角よりも大きくなるように傾けられた目標施工面画像Ｇ４が表示されていてもよい。
【００９６】
第２目標施工面表示画像４３３は、バケット６と目標施工面と作業部位との関係を模式的に表示する。第２目標施工面表示画像４３３には、操作者がキャビン１０内に座ってショベルＰＳの前方を見たときのバケット６と目標施工面と作業部位とが、第１図形としてのバケットアイコンＧ５、目標施工面画像Ｇ６及び作業部位画像Ｇ７で模式的に表示される。バケットアイコンＧ５は、バケット６の前面６ｆ（図１を参照）を表す図形である。但し、バケットアイコンＧ５は、バケット６の背面６ｂ（図１を参照）を表す図形であってもよく、操作者がキャビン１０内に座ってショベルＰＳの前方を見たときのバケット６の形で表されていてもよい。目標施工面画像Ｇ６は、目標施工面としての地面を表す図形であり、操作者がキャビン１０内に座ってショベルＰＳの前方を見たときの形で表されている。目標施工面画像Ｇ６は、バケット６を横断する鉛直面における目標施工面を表す線分と水平線との間に形成される角度（目標法面角度θであり、以下、「横傾斜角」とする。）と共に表示されてもよい。作業部位画像Ｇ７は、バケット６の作業部位を示す図形である。作業部位は、バケット６の先端のうち、操作者により選択された部位である。操作者は、バケット６の先端のうち、左端（左端の爪先）、右端（右端の爪先）、中央（中央の爪先）などを作業部位として選択できる。なお、「左右」は、操作者がキャビン１０内に座ってショベルＰＳの前方を見たときの左右である。図５Ａ〜Ｃの例では、作業部位として、バケット６の左端が選択されている。このため、バケットアイコンＧ５の先端左端に作業部位画像Ｇ７が重畳して表示されている。バケットアイコンＧ５と目標施工面画像Ｇ６との縦間隔は、実際のバケット６の先端と目標施工面との距離の変化に応じて変化するように表示される。バケットアイコンＧ５と目標施工面画像Ｇ６との相対傾斜角も同様に、実際のバケット６と目標施工面との相対傾斜角の変化に応じて変化するように表示される。また、作業部位画像Ｇ７は、位置表示画像４３１と対応している。具体的には、目標施工面画像Ｇ６と作業部位画像Ｇ７との間の距離は、位置表示画像４３１における目標セグメントＧ１とセグメントＧ２Ａと間の距離に対応している。
【００９７】
第２目標施工面表示画像４３３は、バケット６の実際の動きを模式的に表示する。第２目標施工面表示画像４３３には、操作者がキャビン１０内に座ってショベルＰＳの前方を見たときのバケット６の左右方向の動作が、バケットアイコンＧ５と第２図形としてのアニメーションアイコンＧ２２との相対的な位置で模式的に表示される。アニメーションアイコンＧ２２は、目標施工面画像Ｇ６に対して予め定められた位置に設定される。アニメーションアイコンＧ２２の位置は、実際のバケット６の左右方向の動作（例えば、移動距離、移動速度）に応じて変化するように構成されている。図８Ａ〜Ｃは、作業ガイダンス表示部４３０の第４構成例を示す図である。図８Ａ〜Ｃの例では、アニメーションアイコンＧ２２は、目標施工面画像Ｇ６の下方に表示されており、２つの同一形状のドット（点）で表される図形である。本実施形態では、上部旋回体３が旋回することによりバケット６が左方向に移動する場合、アニメーションアイコンＧ２２は、上部旋回体３の旋回方向とは反対方向、例えば、目標施工面画像Ｇ６に沿って右方向へ移動するように構成されている。これにより、バケットアイコンＧ５のアニメーションアイコンＧ２２に対する相対的な位置が左方向に向かって移動するので、操作者はバケット６が左方向に移動していることを容易に認識できる。また、上部旋回体３が旋回することによりバケット６が右方向に移動する場合、アニメーションアイコンＧ２２は、上部旋回体３の旋回方向とは反対方向、例えば、目標施工面画像Ｇ６に沿って左方向へ移動するように構成されている。これにより、バケットアイコンＧ５のアニメーションアイコンＧ２２に対する相対的な位置が右方向に向かって移動するので、操作者はバケット６が右方向に移動していることを容易に認識できる。また、アニメーションアイコンＧ２２は、目標施工面画像Ｇ６に対して予め定められた位置に設定されるため、バケットアイコンＧ５とアニメーションアイコンＧ２２との相対的な関係は、バケット６と実際の地面における任意の点との相対的な関係と等しい関係になる。このため、バケット６が早く動くと、画面上におけるアニメーションアイコンＧ２２も早く移動する。また、バケット６の動きに伴って、アニメーションアイコンＧ２２が画面端部（例えば右端部）まで移動し、画面から消える際に、反対側の画面端部（例えば左端部）に次のアニメーションアイコンＧ２２が現れる。但し、次のアニメーションアイコンＧ２２が現れるタイミングは、任意のタイミングであってよく、例えばアニメーションアイコンＧ２２が画面から消える前であってもよい。
【００９８】
図８Ａ〜Ｃの例では、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃの順番でアニメーションアイコンＧ２２が目標施工面画像Ｇ６に沿って右方向へ移動している。そのため、操作者は、バケット６が左方向に移動していると認識できる。なお、アニメーションアイコンＧ２２は、図８Ａ〜Ｃに示される図形に限定されず、種々の図形であってよく、例えば図５Ａ〜Ｃ、図６Ａ〜Ｃ及び図７Ａ〜Ｃに示したアニメーションアイコンＧ２１と同様の図形であってもよい。
【００９９】
また、アニメーションアイコンＧ２３は、実際のバケット６の左右の移動方向を表す図形（例えば矢印）であってもよい。この場合、アニメーションアイコンＧ２２は、実際のバケット６の左右方向の動作（例えば、移動距離、移動速度）に応じて点滅するように構成される。例えば、バケット６が早く動くと、画面上におけるアニメーションアイコンＧ２２も早く点滅する。
【０１００】
操作者は、上記のように構成される第２目標施工面表示画像４３３を見ることで、バケット６と目標施工面との位置関係、目標施工面の大体の横傾斜角、及びバケット６の左右方向の動作を把握できる。
【０１０１】
第２画像としてのバケット左端情報画像４３４は、バケット６の先端左端と目標施工面との間の距離を表示する。図５Ａ〜Ｃの例では、バケット左端情報画像４３４は、第１目標施工面表示画像４３２の下部に表示されている。バケット左端情報画像４３４は、左端距離Ｇ８と方向アイコンＧ９とを表示する。左端距離Ｇ８は、バケット６の先端左端と目標施工面との間の距離を示す数値である。左端距離Ｇ８は、バケット６の左端先端が目標施工面より上方に位置する場合、正の値で表示される。また、左端距離Ｇ８は、バケット６の左端先端が目標施工面より下方に位置する場合、負の値で表示される。左端距離Ｇ８は、図５Ａ〜Ｃの例では、０．００ｍとなっている。操作者は、バケット左端情報画像４３４に数値表示されている左端距離Ｇ８を見ることで、正確な左端距離を知ることができる。方向アイコンＧ９は、バケット６の移動方向を示す図形である。バケット６の移動方向は、バケット６の左端先端を目標施工面に近づける方向である。図５Ａ〜Ｃの例では、バケット６の左端先端が目標施工面に位置するため、方向アイコンＧ９として、２つのセグメントＧ２Ａ及び目標セグメントＧ１と同一形状の図形が表示される。方向アイコンＧ９及びバケット左端情報画像４３４の背景の色は、左端距離Ｇ８の変化に応じて変化するように表示される。
【０１０２】
第２画像としてのバケット右端情報画像４３５は、バケット６の先端右端と目標施工面との間の距離を表示する。図５Ａ〜Ｃの例では、バケット右端情報画像４３５は、第２目標施工面表示画像４３３の下部に、バケット左端情報画像４３４の右側に隣接して表示されている。すなわち、バケット左端情報画像４３４と、バケット右端情報画像４３５と、は同一の高さに表示されている。バケット右端情報画像４３５は、右端距離Ｇ１０と方向アイコンＧ１１とを表示する。右端距離Ｇ１０は、バケット６の先端右端と目標施工面との間の距離を示す数値である。右端距離Ｇ１０は、バケット６の右端先端が目標施工面より上方に位置する場合、正の値で表示される。また、右端距離Ｇ１０は、バケット６の右端先端が目標施工面より下方に位置する場合、負の値で表示される。右端距離Ｇ１０は、図５Ａ〜Ｃの例では、左端距離Ｇ８の値とは違い、０．０３ｍとなっている。これは、図５Ａ〜Ｃの例では、バケット６の先端が目標施工面に対して傾斜しているためである。操作者は、バケット右端情報画像４３５に数値表示されている右端距離Ｇ１０を見ることで、正確な右端距離を知ることができる。方向アイコンＧ１１は、バケット６の移動方向を示す図形である。バケット６の移動方向は、バケット６の右端先端を目標施工面に近づける方向である。図５Ａ〜Ｃの例では、バケット６の右端先端は目標施工面より上方に位置し、バケット６の右端先端から目標施工面までの相対距離が所定範囲内であるため、方向アイコンＧ１１として、セグメントＧ２Ａ及び目標セグメントＧ１と同一形状の図形が表示される。方向アイコンＧ１１及びバケット右端情報画像４３５の背景の色は、右端距離Ｇ１０の変化に応じて変化するように表示される。
【０１０３】
具体的には、バケット左端情報画像４３４の背景は、左端距離Ｇ８が所定範囲の最大値より大きい場合、第１色で表示される。第１色は、例えば、白や黄色などの目立たない色である。これは、左端距離Ｇ８が所定範囲の最大値より大きい場合、操作者に注意喚起する必要性が低いためである。また、バケット左端情報画像４３４の背景は、左端距離Ｇ８が所定範囲内の場合、第２色で表示される。第２色は、緑などの目立つ色である。これは、バケット６の先端左端が適切な位置にあることを操作者にわかりやすく知らせるためである。また、バケット左端情報画像４３４の背景は、左端距離Ｇ８が所定範囲の最小値より小さい場合、第３色で表示される。第３色は、赤などの目立つ色である。これは、バケット６の先端左端により目標施工面が余計に削られる恐れがあることを操作者に注意喚起するためである。バケット右端情報画像４３５についても同様である。
【０１０４】
側面視数値情報画像４３６は、側面から見たときのバケット６と目標施工面との間の関係を表示する。図５Ａ〜Ｃの例では、側面視数値情報画像４３６は、バケット左端情報画像４３４の下部に表示されている。側面視数値情報画像４３６は、縦バケット角度Ｇ１２と縦バケットアイコンＧ１３とを表示する。縦バケット角度Ｇ１２は、バケット６を縦断する鉛直面における、バケット６の背面と目標施工面との間の相対角度を示す数値である。縦バケット角度Ｇ１２は、図５Ａ〜Ｃの例では、１０．３４°となっている。操作者は、側面視数値情報画像４３６に数値表示されている縦バケット角度Ｇ１２の値を見ることで、正確な縦バケット角度を知ることができる。縦バケットアイコンＧ１３は、縦バケット角度Ｇ１２を模式的に表す図形である。縦バケットアイコンＧ１３は、例えば、目標施工面を基準として、バケット６を側面から見たときの、バケット６及び目標施工面の形で表される。本実施形態では、縦バケットアイコンＧ１３におけるバケット部分の傾きは３段階の傾きで表される。３段階の傾きはそれぞれ、縦バケット角度Ｇ１２が正値、ゼロ、又は、負値であることを表す。但し、縦バケットアイコンＧ１３におけるバケット部分の傾きは、固定されていてもよく、縦バケット角度Ｇ１２の変化に応じて変化するように表示されてもよい。
【０１０５】
正面視数値情報画像４３７は、操作者がキャビン１０内に座ってショベルＰＳの前方を見たときのバケット６と目標施工面との間の関係を表示する。図５Ａ〜Ｃの例では、正面視数値情報画像４３７は、バケット右端情報画像４３５の下部に、側面視数値情報画像４３６の右側に隣接して表示されている。正面視数値情報画像４３７は、横バケット角度Ｇ１４と横バケットアイコンＧ１５とを表示する。横バケット角度Ｇ１４は、バケット６を横断する鉛直面における、バケット６の爪先線と目標施工面との間の相対角度を示す数値である。横バケット角度Ｇ１４は、図５Ａ〜Ｃの例では、１２．１１°となっている。操作者は、正面視数値情報画像４３７に数値表示されている横バケット角度Ｇ１４の値を見ることで、正確な横バケット角度を知ることができる。横バケットアイコンＧ１５は、横バケット角度Ｇ１４を模式的に表す図形である。横バケットアイコンＧ１５は、例えば、目標施工面を基準として、操作者がキャビン１０内に座ってショベルＰＳの前方を見たときの、バケット６及び目標施工面の形で表される。本実施形態では、横バケットアイコンＧ１５におけるバケット部分の傾きは、縦バケットアイコンＧ１３の場合と同様、３段階の傾きで表される。３段階の傾きはそれぞれ、横バケット角度Ｇ１４が正値、ゼロ、又は、負値であることを表す。但し、横バケットアイコンＧ１５におけるバケット部分の傾きは、固定されていてもよく、横バケット角度Ｇ１４の変化に応じて変化するように表示されてもよい。
【０１０６】
アタッチメント画像４３８は、装着されているアタッチメントを表す画像である。図５Ａ〜Ｃの例では、アタッチメント画像４３８は、作業ガイダンス表示部４３０の下端に表示されている。ショベルＰＳには、バケット６、削岩機、グラップル、リフティングマグネット等の様々なエンドアタッチメントが装着される。アタッチメント画像４３８は、例えば、これらのエンドアタッチメントを象ったマーク及びアタッチメントに対応する番号を表示する。アタッチメントの番号は予め登録されている。図５Ａ〜Ｃの例では、アタッチメント画像４３８は、エンドアタッチメントとして番号１に対応するバケット６が装着されていることを示している。エンドアタッチメントとして削岩機が装着されている場合には、例えば、アタッチメント画像４３８には削岩機を象ったマークが、削岩機に対応する番号と共に表示される。
【０１０７】
距離形式画像４３９は、バケット左端情報画像４３４に表示される左端距離Ｇ８と、バケット右端情報画像４３５に表示される右端距離Ｇ１０と、の表示形式を表す画像である。図５Ａ〜Ｃの例では、距離形式画像４３９は、作業ガイダンス表示部４３０の下端に、アタッチメント画像４３８の右側に隣接して表示されている。左端距離Ｇ８及び右端距離Ｇ１０は、鉛直距離表示形式、又は、法線距離表示形式のいずれかの形式で表示される。鉛直距離は、目標施工面に対する鉛直方向の距離である。法線距離は、目標施工面に対する法線方向の距離である。操作者は、左端距離Ｇ８及び右端距離Ｇ１０の表示形式を、鉛直距離表示形式又は法線距離表示形式に選択可能である。左端距離Ｇ８及び右端距離Ｇ１０は、操作者により選択された表示形式で表示される。距離形式画像４３９は、操作者により選択された表示形式を象ったマークを表示する。図５Ａ〜Ｃの例では、左端距離Ｇ８及び右端距離Ｇ１０は、鉛直距離表示形式で表示されている。
【０１０８】
目標設定画像４４０は、目標値や目標施工面を設定済みか否か、を表す画像である。図５Ａ〜Ｃの例では、目標設定画像４４０は、作業ガイダンス表示部４３０の下端に、距離形式画像４３９の右側に隣接して表示されている。目標設定画像４４０は、目標値や目標施工面が設定済みか否かに対応するマークを表示する。図５Ａ〜Ｃの例では、目標設定画像４４０は、目標値及び目標設定画像が既に設定されていることを表している。
【０１０９】
以上に説明したように、本発明の実施形態に係るショベルＰＳでは、実際のバケット６の動作に応じて、第１目標施工面表示画像４３２及び／又は第２目標施工面表示画像４３３に表示されるアニメーションアイコンＧ２１、Ｇ２２の位置が移動する。これにより、操作者は、作業ガイダンス表示部４３０を見ることにより、バケット６の動作（例えば、移動方向、移動速度）を容易に把握することができる。即ち、視認性が向上する。
【０１１０】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【０１１１】
例えば、上記の実施形態では、第１目標施工面表示画像４３２又は第２目標施工面表示画像４３３がバケット６の実際の動きを模式的に表示する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１目標施工面表示画像４３２及び第２目標施工面表示画像４３３がバケット６の実際の動きを模式的に表示してもよい。
【０１１２】
ショベルは、表示装置４０とは別の独立した表示装置４０Ｓを備えていてもよい。表示装置４０Ｓは、例えば表示装置４０と同様、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０の出力に基づいて表示用の画像を生成する変換処理部を有する。表示装置４０Ｓは、例えばキャビン１０の床から鉛直上方に延びる取付用ステーに取り付けられる。表示装置４０は、例えば、メイン画面、情報表示・設定画面等を表示するモニタであってよい。表示装置４０Ｓは、例えば、マシンガイダンス機能、マシンコントロール機能等のＩＣＴを利用した機能に関する専用モニタであってよい。但し、表示装置４０は、マシンガイダンス機能、マシンコントロール機能等のＩＣＴを利用した機能に関する情報を表示してもよく、表示装置４０Ｓは、メイン画面、情報表示・設定画面等を表示してもよい。
【０１１３】
図９は、測量モードの際に表示装置４０に表示される出力画像の構成例を示す図である。図１０は、測量モードの際に別の表示装置４０Ｓに表示される出力画像の構成例を示す図である。
【０１１４】
図９及び図１０の例では、表示装置４０はメイン画面、情報表示・設定画面等を表示し、表示装置４０Ｓはマシンガイダンス機能、マシンガイダンス機能、マシンコントロール機能等のＩＣＴを利用した機能に関する情報を表示している。
【０１１５】
具体的には、図９に示されるように、表示装置４０の画像表示部４１に表示される出力画像Ｇｘ１は、時刻表示部４１１、回転数モード表示部４１２、アタッチメント表示部４１４、エンジン制御状態表示部４１５、尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、冷却水温表示部４１８、エンジン稼働時間表示部４１９、カメラ画像表示部４２０、平均燃費表示部４４１、作動油温表示部４４２を有する。一方、図１０に示されるように、表示装置４０Ｓの画像表示部４１ｓに表示される出力画像Ｇｘ２は、作業ガイダンス表示部４３０を有する。
【０１１６】
本国際出願は、２０１７年８月９日に出願した日本国特許出願第２０１７−１５４０６１号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【０１１７】
１      下部走行体
２      旋回機構
３      上部旋回体
４      ブーム
５      アーム
６      バケット
１０    キャビン
３０    コントローラ
４０    表示装置
４１    画像表示部
５０    マシンガイダンス装置
４３０  作業ガイダンス表示部
４３２  第１目標施工面表示画像
４３３  第２目標施工面表示画像
Ｇ３    バケットアイコン
Ｇ４    目標施工面画像
Ｇ５    バケットアイコン
Ｇ６    目標施工面画像
Ｇ２１  アニメーションアイコン
Ｇ２２  アニメーションアイコン
ＰＳ    ショベル
【図１】
2019031509.tif 000003
【図２】
2019031509.tif 000004
【図３】
2019031509.tif 000005
【図４】
2019031509.tif 000006
【図５Ａ】
2019031509.tif 000007
【図５Ｂ】
2019031509.tif 000008
【図５Ｃ】
2019031509.tif 000009
【図６Ａ】
2019031509.tif 000010
【図６Ｂ】
2019031509.tif 000011
【図６Ｃ】
2019031509.tif 000012
【図７Ａ】
2019031509.tif 000013
【図７Ｂ】
2019031509.tif 000014
【図７Ｃ】
2019031509.tif 000015
【図８Ａ】
2019031509.tif 000016
【図８Ｂ】
2019031509.tif 000017
【図８Ｃ】
2019031509.tif 000018
【図９】
2019031509.tif 000019
【図１０】
2019031509.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月5日(2018.12.5)
【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】
マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能を有するショベルであって、
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載される運転室と、
前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記運転室内に設けられた表示装置と、
を備え、
前記表示装置は、前記アタッチメントの作業部位と目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して変化する第２図形と、を含む画像を表示する、
ショベル。
【請求項２】
前記第２図形は、前記作業部位の動きに対応して移動する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記第２図形は、前記作業部位の移動方向とは反対方向に移動する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
前記第１図形は、前記作業部位の形状を模式的に表した図形を含む、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記第２図形は、前記目標施工面よりも下方に表示される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項６】
前記第１図形は、前記作業部位及び前記目標施工面を側面から見たときの図形であり、
前記第２図形は、前記作業部位の前後方向の動きに対応して移動する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記第１図形は、前記作業部位及び前記目標施工面を正面から見たときの図形であり、
前記第２図形は、前記上部旋回体の旋回方向の動きに対応して移動する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記第２図形は、点、線分、網掛け、又はこれらの組み合わせである、
請求項１に記載のショベル。
【請求項９】
前記第２図形が前記表示装置の画面の一方の端部から消える際に、前記表示装置の画面の他方の端部から次の前記第２図形が現れる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項１０】
前記第２図形は、同時に複数表示される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１１】
前記第２図形は、前記作業部位の動きに対応して点滅する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１２】
前記第２図形は、前記作業部位の移動方向を表す図形である、
請求項１１に記載のショベル。
【請求項１３】
アタッチメントを有するショベルの表示装置であって、
前記表示装置は、前記アタッチメントの作業部位と目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して変化する第２図形と、を含む画像を表示する、
ショベルの表示装置。
【請求項１４】
アタッチメントを有するショベルの表示方法であって、
前記アタッチメントの作業部位と目標施工面との相対的な関係を表す第１図形と、前記作業部位の動きに対応して変化する第２図形と、を含む画像を表示する、
ショベルの表示方法。
【請求項１５】
作業部位の側面の形状を模式的に表した図形が固定された状態で前記第２図形の位置が変化する、
請求項４に記載のショベル。
【請求項１６】
前記第１図形は、前記目標施工面を表す図形を含み、
作業部位の側面の形状を模式的に表した図形が固定された状態で前記目標施工面を表す図形が変化する、
請求項４に記載のショベル。
【請求項１７】
前記第１図形は、前記目標施工面を表す図形を含み、
前記第２図形は、前記目標施工面を表す図形に沿って移動する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１８】
前記第１図形は、前記目標施工面を表す図形を含み、
前記目標施工面を表す図形は、前記目標施工面を表す線分と水平線との間に形成される角度と共に表示される、
請求項１に記載のショベル。
【国際調査報告】
2019031509.tif 000021
2019031509.tif 000022
2019031509.tif 000023
2019031509.tif 000024