(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、２つの時点における前記アタッチメントの２つの先端位置の関係を示す複数の数値情報と、前記複数の数値情報のそれぞれに対応する複数の図形と、を含む画像を表示する。
2019031511.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、２つの時点における前記アタッチメントの２つの先端位置の関係を示す複数の数値情報と、前記複数の数値情報のそれぞれに対応する複数の図形と、を含む画像を表示する、
ショベル。
【請求項２】
前記複数の図形の各々は、異なる領域に表示される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
互いに対応する前記数値情報と前記図形とは、同一の領域に表示される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記複数の数値情報は、前記アタッチメントの２つの先端位置の間の直線距離、水平距離、鉛直距離、及び水平面に対する角度を含む、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記複数の図形の各々は、水平面を示す第１線分と、前記第１線分の一方の端点を始点として前記第１線分に対して所定の角度を有して延びる第２線分と、前記複数の図形のそれぞれに応じた形状を有する第２図形と、を含む、
請求項１に記載のショベル。
【請求項６】
前記複数の図形の各々は、前記アタッチメントの２つの先端位置に対応する２つの点と、前記２つの点を結ぶ第３線分と、前記複数の図形のそれぞれに応じた形状を有する第３図形と、を含む、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記表示装置は、前記数値情報及び前記図形を表示する表示部と、前記ショベルの車体傾斜状態を表示する表示部とを同時に表示する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記ショベルの車体傾斜状態を表示する表示部は、前記ショベルの形で表されるショベルアイコンを含み、
前記ショベルアイコンは、前記ショベルの車体傾斜状態に応じて変化する、
請求項７に記載のショベル。
【請求項９】
前記ショベルアイコンは、前記ショベルを後方から見たときの前記ショベルの形で表され、左右方向における前記ショベルの水平面に対する傾斜角度の変化に応じて変化する、
請求項８に記載のショベル。
【請求項１０】
前記ショベルアイコンは、前記ショベルを側面から見たときの前記ショベルの形で表され、前後方向における前記ショベルの水平面に対する傾斜角度の変化に応じて変化する、
請求項８に記載のショベル。
【請求項１１】
前記ショベルの車体傾斜状態を表示する表示部は、左右方向及び前後方向の少なくともいずれかにおける前記ショベルの水平面に対する角度であるショベル角度を含み、
前記表示装置は、前記複数の数値情報及び前記ショベル角度の少なくともいずれかを強調して表示する、
請求項７に記載のショベル。
【請求項１２】
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、２つの時点における前記アタッチメントの２つの先端位置の関係を示す複数の数値情報と、前記複数の数値情報のそれぞれに対応する複数の図形と、を含む画像を表示する、
ショベルの表示装置。
【請求項１３】
アタッチメントを有するショベルの表示方法であって、
２つの時点における前記アタッチメントの２つの先端位置の関係を示す複数の数値情報と、前記複数の数値情報のそれぞれに対応する複数の図形と、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、運転室内に配置される表示入力装置の表示部の画面に、バケットの先端と目標施工面との間の距離を示す距離情報や、目標施工面とバケットとの間の角度を示す角度情報を表示させるショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４２６７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、法面等の施工面の仕上げ時における施工面の精度確認や目標施工面の設定の際、所定の２地点間の距離や角度を計測する必要がある。【０００５】
しかしながら、上記のショベルでは、実際のバケットの刃先と目標施工面との相対的な位置関係は表示されるが、２地点間の距離や角度は表示されない。そのため、施工面の精度確認や目標施工面の設定の際に、操作者が容易に２地点間の距離や角度を確認できない。【０００６】
そこで、上記課題に鑑み、２地点間の位置関係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】
【０００７】
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、２つの時点における前記アタッチメントの２つの先端位置の関係を示す複数の数値情報と、前記複数の数値情報のそれぞれに対応する複数の図形と、を含む画像を表示する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、２地点間の位置関係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】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るショベルの側面図
【図２】図１の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】キャビンの内部の斜視図
【図５】法面整形が所望の精度で行われているかを確認する操作手順のフローチャート
【図６】整形した法面の断面図
【図７】測量モードの際に表示装置に表示される出力画像の第１構成例を示す図（１）
【図８】測量モードの際に表示装置に表示される出力画像の第１構成例を示す図（２）
【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第２構成例を示す図（１）
【図１０】測量モードの際に表示装置に表示される出力画像の第２構成例を示す図（２）
【図１１】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１２】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】
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係るショベル（掘削機）の側面図である。ショベルの下部走行体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る。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられる。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が取り付けられる。エンドアタッチメントとして、法面用バケット、浚渫用バケット等が用いられてもよい。
【００１２】
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の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。
【００１３】
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は、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。
【００１４】
アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は、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。
【００１５】
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。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は、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。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。
【００１６】
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、連結ピン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。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、掘削アタッチメントの姿勢に関する情報を検出する姿勢センサを構成する。姿勢センサは、ジャイロセンサの出力を組み合わせて掘削アタッチメントの姿勢に関する情報を検出してもよい。
【００１７】
上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられ、且つエンジン１１等の動力源が搭載される。また、上部旋回体３の後端部には、カウンタウエイト３ｗが設けられている。また、上部旋回体３には機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、及びカメラＳ６が取り付けられる。
【００１８】
機体傾斜センサＳ４は、水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、上部旋回体３の前後軸及び左右軸回りの傾斜角を検出する２軸加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベルの旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
【００１９】
旋回角速度センサＳ５は、例えばジャイロセンサであり、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。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、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。
【００２０】
カメラＳ６は、ショベルの周辺の画像を取得する装置である。本実施形態では、カメラＳ６は、上部旋回体３に取り付けられる１又は複数台のカメラである。
【００２１】
キャビン１０内には、入力装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２、表示装置Ｄ３、記憶装置Ｄ４、ゲートロックレバーＤ５、コントローラ３０、及びマシンガイダンス装置５０が設置される。
【００２２】
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、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たプログラムを実行することで実現される。
【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施工面とバケット６の先端位置との鉛直方向における距離を視覚的に且つ聴覚的に操作者に報知する。バケット６の先端位置は、例えば、爪先位置である。これにより、マシンガイダンス装置５０は、操作者によるショベルの操作をガイドする。マシンガイダンス装置５０は、その距離を視覚的に操作者に知らせるのみであってもよく、聴覚的に操作者に知らせるのみであってもよい。具体的には、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。マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０に組み込まれていてもよい。
【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】
入力装置Ｄ１は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置５０に各種情報を入力するための装置である。本実施形態では、入力装置Ｄ１は、表示装置Ｄ３の周囲に取り付けられるメンブレンスイッチである。入力装置Ｄ１としてタッチパネルが用いられてもよい。
【００２６】
音声出力装置Ｄ２は、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。本実施形態では、音声出力装置Ｄ２として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載スピーカが利用される。音声出力装置Ｄ２として、ブザー等の警報器が利用されてもよい。
【００２７】
表示装置Ｄ３は、マシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種画像情報を出力する。本実施形態では、表示装置Ｄ３として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載液晶ディスプレイが利用される。また、表示装置Ｄ３にはカメラＳ６が撮影したカメラ画像が表示される。
【００２８】
記憶装置Ｄ４は、各種情報を記憶するための装置である。本実施形態では、記憶装置Ｄ４として、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体が用いられる。記憶装置Ｄ４は、設計データ等、マシンガイダンス装置５０等が出力する各種情報を記憶する。
【００２９】
ゲートロックレバーＤ５は、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。本実施形態では、ゲートロックレバーＤ５は、キャビン１０のドアと運転席との間に配置される。キャビン１０から操作者が退出できないようにゲートロックレバーＤ５が引き上げられた場合に、各種操作装置は操作可能となる。一方、キャビン１０から操作者が退出できるようにゲートロックレバーＤ５が押し下げられた場合には、各種操作装置は操作不能となる。
【００３０】
図２は、図１のショベルの駆動制御系の構成例を示す図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示される。
【００３１】
エンジン１１は、ショベルの動力源である。本実施形態では、エンジン１１は、エンジン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、エンジンコントローラユニット（ＥＣＵ）Ｄ７により制御される。
【００３２】
エンジン１１の回転軸には、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が接続される。メインポンプ１４には、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７が接続される。
【００３３】
コントロールバルブ１７は、ショベルの油圧系の制御を行う油圧制御装置である。左右の走行用油圧モータ、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、旋回用油圧モータ等の油圧アクチュエータは、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。
【００３４】
パイロットポンプ１５には、パイロットライン及びゲートロック弁Ｄ６を介して操作装置２６が接続される。操作装置２６は、操作レバー及び操作ペダルを含む。また、操作装置２６は、パイロットラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。
【００３５】
操作装置２６としての操作レバーの先端には、スイッチ２６Ｓとしてのノブスイッチが設けられている。操作者は、操作レバーから手を離さずに指でスイッチ２６Ｓとしてのノブスイッチを操作できる。スイッチ２６Ｓは、ペダルスイッチであってもよい。操作者は、操作レバーから手を離さずに足でスイッチ２６Ｓとしてのペダルスイッチを操作できる。
【００３６】
ゲートロック弁Ｄ６は、パイロットポンプ１５と操作装置２６とを接続するパイロットラインの連通・遮断を切り換える。本実施形態では、ゲートロック弁Ｄ６は、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連通・遮断を切り換える電磁弁である。コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が出力する状態信号に基づいてゲートロックレバーＤ５の状態を判定する。コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き上げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して連通指令を出力する。連通指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は開いてパイロットラインを連通させる。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が有効となる。一方、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き下げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して遮断指令を出力する。遮断指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は閉じてパイロットラインを遮断する。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が無効となる。
【００３７】
圧力センサ２９は、操作装置２６の操作内容を圧力の形で検出する。圧力センサ２９は、検出値をコントローラ３０に対して出力する。
【００３８】
また、図２は、コントローラ３０と表示装置Ｄ３との接続関係を示す。本実施形態では、表示装置Ｄ３は、マシンガイダンス装置５０を介してコントローラ３０に接続される。表示装置Ｄ３、マシンガイダンス装置５０、及びコントローラ３０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介して接続されてもよい。
【００３９】
表示装置Ｄ３は、画像を生成する変換処理部Ｄ３ａを含む。本実施形態では、変換処理部Ｄ３ａは、カメラＳ６の出力に基づいて表示用のカメラ画像を生成する。カメラＳ６は、例えば専用線を介して表示装置Ｄ３に接続されている。
【００４０】
また、変換処理部Ｄ３ａは、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。本実施形態では、変換処理部Ｄ３ａは、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０が出力する各種情報を画像信号に変換する。コントローラ３０が出力する情報は、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、燃料の残量を示すデータ、尿素水の残量を示すデータ等を含む。マシンガイダンス装置５０が出力する情報は、バケット６の先端位置を示すデータ、目標施工面に関するデータ等を含む。
【００４１】
変換処理部Ｄ３ａは、表示装置Ｄ３が有する機能としてではなく、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０が有する機能として実現されてもよい。この場合、カメラＳ６は、表示装置Ｄ３ではなく、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０に接続される。
【００４２】
表示装置Ｄ３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Ｄ３以外に、ショベルの電装品７２等にも供給される。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、エンジン１１を始動させる。
【００４３】
エンジン１１は、エンジンコントローラユニットＤ７により制御される。エンジンコントローラユニットＤ７からは、エンジン１１の状態を示す各種データがコントローラ３０に常時送信される。エンジン１１の状態を示す各種データは、ショベルの稼働情報の一例であり、例えば、稼働情報取得部としての水温センサ１１ｃで検出される冷却水温を示すデータを含む。コントローラ３０は、一時記憶部（メモリ）３０ａにエンジン１１の状態を示す各種データを蓄積しておき、必要なときに表示装置Ｄ３に送信できる。
【００４４】
また、コントローラ３０には、以下のようにショベルの稼働情報として各種のデータが供給される。各種のデータは、コントローラ３０の一時記憶部３０ａに格納される。
【００４５】
例えば、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から斜板傾転角を示すデータが、コントローラ３０に供給される。また、メインポンプ１４の吐出圧力を示すデータが、吐出圧力センサ１４ｂからコントローラ３０に供給される。これらのデータは、一時記憶部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との間の管路には、油温センサ１４ｃが設けられている。油温センサ１４ｃは、その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に供給する。レギュレータ１４ａ、吐出圧力センサ１４ｂ、及び油温センサ１４ｃは稼働情報取得部の具体例である。
【００４６】
また、燃料収容部５５における燃料収容量検出部５５ａから燃料収容量を示すデータがコントローラ３０に供給される。本実施形態では、燃料収容部５５としての燃料タンクにおける燃料収容量検出部５５ａとしての燃料残量センサから燃料の残量状態を示すデータがコントローラ３０に供給される。
【００４７】
具体的には、燃料残量センサは、液面に追従するフロートと、フロートの上下変動量を抵抗値に変換する可変抵抗器（ポテンショメータ）とで構成される。この構成により、燃料残量センサは、表示装置Ｄ３で燃料の残量状態を無段階表示させることができる。燃料収容量検出部の検出方式は、使用環境等に応じて適宜選択され得るものであり、燃料の残量状態を段階表示させることができる検出方式が採用されてもよい。これらの構成は、尿素水タンクについても同様である。
【００４８】
また、操作装置２６が操作されたときにコントロールバルブ１７に作用するパイロット圧が圧力センサ２９で検出される。圧力センサ２９は、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に供給する。
【００４９】
本実施形態では、ショベルは、キャビン１０内にエンジン回転数調整ダイヤル７５を備える。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り、エンジン回転数を４段階で切り換えできるようにする。エンジン回転数調整ダイヤル７５からはエンジン回転数の設定状態を示すデータがコントローラ３０に送信される。また、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段階でエンジン回転数を切り換えることができる。図２は、エンジン回転数調整ダイヤル７５でＨモードが選択された状態を示す。
【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、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。そして、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に回転数制御される。
【００５１】
次に、図３を参照し、マシンガイダンス装置５０の各種機能要素について説明する。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】
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、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、入力装置Ｄ１、コントローラ３０等が出力する情報を受信する。そして、マシンガイダンス装置５０は、受信した情報と記憶装置Ｄ４に記憶された情報とに基づいて各種演算を実行し、その演算結果を音声出力装置Ｄ２、表示装置Ｄ３等に出力する。
【００５３】
マシンガイダンス装置５０は、例えば、アタッチメントの作業部位の高さを算出し、その作業部位の高さと所定の目標高さとの距離の大きさに応じた制御指令を音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３の少なくとも一方に出力する。制御指令を受けた音声出力装置Ｄ２はその距離の大きさを表す音を出力する。また、制御指令を受けた表示装置Ｄ３はその距離の大きさを表す画像を表示する。目標高さは、目標深さを含む概念であり、例えば、基準位置に作業部位を接触させた後でその基準位置に対する鉛直距離として操作者が入力する高さである。基準位置は、典型的には、既知の緯度、経度、及び高度を有する。以下では、表示装置Ｄ３に表示されるアタッチメントの作業部位の高さと目標高さとの距離の大きさに関する情報を「作業部位ガイダンス情報」とする。操作者は、作業部位ガイダンス情報を見ることでその距離の大きさの推移を確認しながら作業を進めることができる。
【００５４】
マシンガイダンス装置５０は、上述のガイダンス等を行うため、傾斜角算出部５０１、高さ算出部５０２、距離算出部５０３、目標設定部５０４、測量部５０５等を含む。
【００５５】
傾斜角算出部５０１は、機体傾斜センサＳ４からの検出信号に基づいて水平面に対する上部旋回体３の傾斜角であるショベルの傾斜角を算出する。
【００５６】
高さ算出部５０２は、傾斜角算出部５０１が算出した傾斜角と、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のそれぞれの検出信号から算出されたブーム４、アーム５、及びバケット６の角度とに基づいて基準面に対するアタッチメントの作業部位の高さを算出する。基準面は、例えば、ショベルが位置する平面を含む仮想平面である。本実施形態では、バケット６の先端で掘削を行うため、バケット６の先端（爪先）がアタッチメントの作業部位に相当する。バケット６の背面で土砂をならすような作業をするときにはバケット６の背面がアタッチメントの作業部位に相当する。
【００５７】
距離算出部５０３は、高さ算出部５０２が算出した作業部位の高さと目標高さとの距離を算出する。本実施形態では、高さ算出部５０２が算出したバケット６の先端（爪先）の高さと目標高さとの距離を算出する。
【００５８】
目標設定部５０４は、マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能で用いる目標値を設定する。目標設定部５０４は、２つの時点における掘削アタッチメントの所定部位の位置に関する情報に基づいて目標値を設定する。例えば、２つの時点におけるバケット６の先端の位置座標に基づき、それら２つの座標点を通る仮想直線と水平面との間に形成される角度を算出し、その角度を目標法面角度として設定する。２つの時点はそれぞれ、所定の条件が満たされた時点である。例えば、所定のスイッチが押下された時点、掘削アタッチメントが静止したまま所定時間が経過した時点等を含む。目標法面角度はゼロ度を含んでいてもよい。
【００５９】
また、目標設定部５０４は、２つの時点における掘削アタッチメントの所定部位の位置に関する情報を用いて表示装置Ｄ３に幾何学的情報を表示する。幾何学的情報は、ショベルによる測量の結果に関する情報である。目標設定部５０４は、例えば、２つの時点におけるバケット６の先端の位置座標に基づき、それら２つの座標点を通る仮想直線と水平面との間に形成される角度を幾何学的情報として表示装置Ｄ３に表示する。２つの座標点をそのまま幾何学的情報として表示してもよく、２つの座標点の間の水平距離及び鉛直距離を幾何学的情報として表示してもよい。ここでは、２つの時点のうちの第１の時点は、上述のように所定の条件が満たされた時点である。一方、２つの時点のうちの第２の時点は、現在時点である。このように、幾何学的情報は、第１の時点で登録された所定部位の座標点と、現在時点における所定部位の座標点との位置関係を操作者に認識させるために表示される。
【００６０】
測量部５０５は、２つの時点における掘削アタッチメントの所定部位の位置に関する情報に基づいて、２つの時点における掘削アタッチメントの所定部位の位置の関係を示す数値情報を算出する。例えば、２つの時点におけるバケット６の先端の位置情報に基づいて、２つの座標点間の水平距離、鉛直距離、直線距離、法面角度等の２つの座標点間の位置関係の数値情報を算出する。
【００６１】
また、測量部５０５は、２つの時点における掘削アタッチメントの所定部位の位置に関する情報を用いて、表示装置Ｄ３に算出した数値情報ごとに、数値情報と対応する図形を表示する。例えば、２つの時点におけるバケット６の先端の位置座標に基づいて、それら２つの座標点間の水平距離、鉛直距離、直線距離、法面角度ごとに、それぞれに対応する図形を表示する。
【００６２】
次に、図４を参照し、キャビン１０内に設けられた各種装置の取付位置の一例について説明する。図４は、キャビン１０の内部の斜視図であり、運転席１０Ｓからショベルの前方を見たときの様子を示す。図４の例では、表示装置Ｄ３は、運転席１０Ｓの右前方にある右ピラー１０Ｒ及び左前方にある左ピラー１０Ｌのうち、右ピラー１０Ｒの幅に収まるように右ピラー１０Ｒに取り付けられている。正面を向いて運転席に座る操作者が作業中に視認できるようにするためである。具体的には、操作者がフロントガラスＦＧを通してバケット６を中心視野で捉えたときに表示装置Ｄ３を周辺視野で捉えることができるようにするためである。
【００６３】
操作装置２６としての操作レバーは、左操作レバー２６Ｌと右操作レバー２６Ｒで構成される。左操作レバー２６Ｌの先端には、スイッチ２６Ｓが設けられている。操作者は、操作レバーから手を離さずにスイッチ２６Ｓを指で操作できる。スイッチ２６Ｓは、右操作レバー２６Ｒの先端に設けられていてもよく、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒのそれぞれの先端に設けられていてもよい。
【００６４】
図４の例では、スイッチ２６Ｓは、基準設定ボタン２６Ｓ１と測量モードボタン２６Ｓ２とを含む。基準設定ボタン２６Ｓ１は、基準位置を設定するためのボタンである。測量モードボタン２６Ｓ２は、測量モードを開始させ、又は終了させるためのボタンである。
【００６５】
測量モードは、ショベルの動作モードのうちの１つである。ショベルの動作モードは、測量モード及びガイダンスモードを含む。
【００６６】
測量モードは、ショベルを用いて測量を行う際に選択される動作モードである。本実施形態では、測量モードボタン２６Ｓ２が押下された場合に開始する。測量モードは、例えば、所定の２地点間の位置関係を測定する場合や、マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能で用いる目標値を設定する場合に選択される。
【００６７】
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、ショベルで法面整形を行う場合に選択される。
【００６８】
次に、図５及び図６を参照し、施工の途中、若しくは、施工後において、法面整形が所望の精度で行われているかを確認する方法について説明する。図５は、法面整形が所望の精度で行われているかを確認する操作手順のフローチャートである。図６は、整形した法面の断面図である。図６の破線で示すバケット６は、整形した法面の第１の時点におけるバケット６の状態を示し、実線で示すバケット６は、整形した法面の第２の時点におけるバケット６の状態を示す。
【００６９】
最初に、操作者は、測量モードを開始させる（ステップＳＴ１）。例えば、操作者は、左操作レバー２６Ｌの測量モードボタン２６Ｓ２を押下して測量モードを開始させる。
【００７０】
その後、操作者は、図６に示されるように、バケット６の爪先を整形した法面ＳＬの第１地点Ｐ１に合わせる（ステップＳＴ２）。例えば、操作者は、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを操作して掘削アタッチメントを動かし、バケット６の爪先を整形した法面ＳＬの第１地点Ｐ１に接触させる。コントローラ３０は、姿勢センサの出力を利用してバケット６の爪先の位置を第１地点Ｐ１の座標として算出できる。
【００７１】
その後、操作者は、左操作レバー２６Ｌの基準設定ボタン２６Ｓ１を押下して第１地点Ｐ１の座標を登録する（ステップＳＴ３）。例えば、操作者は、バケット６の爪先を第１地点Ｐ１に接触させたまま基準設定ボタン２６Ｓ１を押下して第１地点Ｐ１の座標を原点として登録する。操作者は、バケット６の爪先を第１地点Ｐ１に接触させたまま掘削アタッチメントを所定時間静止させることで第１地点Ｐ１の座標を原点として登録してもよい。第１地点Ｐ１の座標は、例えば、ショベルの旋回軸上の一点の座標、ブームフートピン上の一点の座標等である基準座標に対する相対座標として登録されてもよい。また、基準座標は、例えば世界測地系で設定してもよい。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。さらに、施工現場の任意の点を原点と定め、原点と定めた任意の点からの相対的な位置関係により第１地点と第２地点の位置を測量してもよい。
【００７２】
その後、操作者は、バケット６の爪先を整形した法面ＳＬの第２地点Ｐ２に合わせる（ステップＳＴ４）。例えば、操作者は、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを操作して掘削アタッチメントを動かし、バケット６の爪先を整形した法面ＳＬの第２地点Ｐ２に接触させる。コントローラ３０は、姿勢センサの出力を利用してバケット６の爪先の位置を第２地点Ｐ２の座標として算出できる。
【００７３】
その後、操作者は、左操作レバー２６Ｌの測量モードボタン２６Ｓ２を長押しして第２地点Ｐ２の座標を登録する（ステップＳＴ５）。例えば、操作者は、バケット６の爪先を第２地点Ｐ２に接触させた状態で測量モードボタン２６Ｓ２を長押しして第２地点Ｐ２の座標を第１地点Ｐ１の座標に対する相対座標として登録する。操作者は、バケット６の爪先を第２地点Ｐ２に接触させた状態で掘削アタッチメントを所定時間静止させることで第２地点Ｐ２の座標を第１地点Ｐ１の座標に対する相対座標として登録してもよい。第２地点Ｐ２の座標は、例えば、基準座標に対する相対座標として登録されてもよい。また、上述の例では、測量モードボタン２６Ｓ２を長押しすることで、第１地点Ｐ１の座標と区別して第２地点Ｐ２の座標を登録するが、長押し以外の方法で第２地点Ｐ２の座標を登録してもよい。例えば、ボタン押下回数の違いで第１地点Ｐ１の座標と第２地点Ｐ２の座標とを区別して登録してもよい。具体的には、ボタンをワンクリックしたときに第１地点Ｐ１の座標を登録し、ボタンをダブルクリックしたときに第２地点Ｐ２の座標を登録してもよい。この場合、第１地点Ｐ１の座標及び第２地点Ｐ２の座標の登録に同じボタンが用いられてもよい。また、基準設定ボタン２６Ｓ１の長押し、ダブルクリック等を行うことで、第２地点Ｐ２の座標を登録してもよい。さらに、操作者は、第１地点Ｐ１の座標が登録されたことを音声出力、表示等により認識できる場合には、単に、１回目の基準設定ボタン２６Ｓ１の押下により第１地点Ｐ１の座標を登録し、２回目の基準設定ボタン２６Ｓ１の押下により第２地点Ｐ２の座標を登録してもよい。さらに、基準設定ボタン２６Ｓ１と測量モードボタン２６Ｓ２の他に、第３のボタンが設けられてもよい。この場合、操作者は、測量モードボタン２６Ｓ２の押下により測量モードを開始させ、基準設定ボタン２６Ｓ１の押下により第１地点Ｐ１の座標を登録し、第３のボタンの押下により第２地点Ｐ２の座標を登録することができる。
【００７４】
マシンガイダンス装置５０は、第１地点Ｐ１の座標と第２地点Ｐ２の座標とに基づいて、第１地点Ｐ１と第２地点Ｐ２との間の水平距離Ｘ、鉛直距離Ｚ、直線距離Ｌ、法面角度θ等の２地点間の位置関係に関する情報を算出する。その後、マシンガイダンス装置５０は、算出した水平距離Ｘ、鉛直距離Ｚ、直線距離Ｌ、法面角度θ等の数値情報と、数値情報のそれぞれに対応したアイコンの情報とを含む制御指令を表示装置Ｄ３に出力する。制御指令を受けた表示装置Ｄ３は、水平距離Ｘ、鉛直距離Ｚ、直線距離Ｌ、法面角度θ等の数値を、それぞれに対応した図形としてのアイコンと共に表示する。これにより、操作者は、施工の途中、若しくは、施工後において、表示装置Ｄ３を見ることで、法面ＳＬの整形が所望の精度で行われているかどうかを容易に確認できる。また、測量モードで計測した位置関係に基づいて、施工された施工面が目標施工面に対して許容範囲内であるかどうかを確認することができる。そのため、作業性が向上する。
【００７５】
その後、操作者は、測量モードを終了させる（ステップＳＴ６）。
【００７６】
次に、図７及び図８を参照し、測量モードの際に表示される出力画像Ｇｘの第１構成例について説明する。図７及び図８は、測量モードの際に表示装置Ｄ３に表示される出力画像Ｇｘの第１構成例を示す図である。
【００７７】
図７に示されるように、表示装置Ｄ３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、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、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、アタッチメント表示部４１４、及びエンジン制御状態表示部４１５は、ショベル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Ｄ３の変換処理部Ｄ３ａ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カメラＳ６から送信されるカメラ画像を用いて生成される。
【００７８】
時刻表示部４１１は、現在の時刻を表示する。図７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。
【００７９】
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７の例では、ＳＰモードを表す記号「ＳＰ」が表示されている。
【００８０】
走行モード表示部４１３は、走行モードをショベル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７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。
【００８１】
アタッチメント表示部４１４は、装着されているアタッチメントを表す画像をショベルの稼働情報として表示する。ショベルには、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。アタッチメント表示部４１４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。図７の例では、エンドアタッチメントとして標準的なバケット６が装着されているため、アタッチメント表示部４１４は空欄となっている。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、アタッチメント表示部４１４には削岩機を象ったマークが、削岩機の出力の大きさを示す数字と共に表示される。
【００８２】
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の稼働情報として表示する。図７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。
【００８３】
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の稼働情報として画像表示する。図７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。
【００８４】
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７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。
【００８５】
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の稼働情報として表示する。図７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。
【００８６】
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の稼働情報として表示する。図７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。
【００８７】
カメラ画像表示部４２０は、カメラＳ６によって撮影された画像を表示する。図７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又は上面右端に取り付けられた右側カメラ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、右側カメラ、及び後方カメラ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、右側カメラ、及び後方カメラの少なくとも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。
【００８８】
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との間の距離感を把握し易くなる。
【００８９】
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カメラＳ６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カメラＳ６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、ショベルの設定状態に関する情報を表示する表示部である。
【００９０】
図７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、後方カメラによって撮影されたショベル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。
【００９１】
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。なお、ショベルにカメラＳ６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。
【００９２】
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７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、左右車体傾斜表示画像４３４、前後車体傾斜表示画像４３５、水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９を含む。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、左右車体傾斜表示画像４３４、前後車体傾斜表示画像４３５、水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９は、それぞれ異なる領域に位置する。左右車体傾斜表示画像４３４及び前後車体傾斜表示画像４３５は、ショベルの車体傾斜状態に関する情報を表示する表示部である。水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９は、所定の２地点間の関係を示す数値情報と、数値情報のそれぞれに対応する図形とを含む画像を表示する表示部である。そのため、水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９は、測量モード画面とも称される。
【００９３】
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画像である。図７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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
第１目標施工面表示画像４３２は、ガイダンスモードが選択されている場合に、バケット６と目標施工面との関係を爪先ガイダンス情報として模式的に表示する。また、第１目標施工面表示画像４３２は、測量モードが選択されている場合には、バケット６と目標施工面との関係を爪先ガイダンス情報として模式的に表示してもよく、バケット６と目標施工面との関係を表示しなくてもよい。図７の例では、第１目標施工面表示画像４３２は、網掛けされて、バケット６と目標施工面との関係を表示していない場合を示している。
【０１０１】
第２目標施工面表示画像４３３は、ガイダンスモードが選択されている場合に、操作者がキャビン１０内に座ってショベルの前方を見たときのバケット６と目標施工面との関係を爪先ガイダンス情報として模式的に表示する。また、第２目標施工面表示画像４３３は、測量モードが選択されている場合には、操作者がキャビン１０内に座ってショベルの前方を見たときのバケット６と目標施工面との関係を爪先ガイダンス情報として模式的に表示してもよく、操作者がキャビン１０内に座ってショベルの前方を見たときのバケット６と目標施工面との関係を表示しなくてもよい。図７の例では、第２目標施工面表示画像４３３は、網掛けされて、操作者がキャビン１０内に座ってショベルの前方を見たときのバケット６と目標施工面との関係を表示していない場合を示している。
【０１０２】
左右車体傾斜表示画像４３４は、左右方向におけるショベルの水平面に対する傾斜の状態を表示する。図７の例では、左右車体傾斜表示画像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。左右車体傾斜表示画像４３４は、横ショベル角度Ｇ３１と横ショベルアイコンＧ３２とを表示する。横ショベル角度Ｇ３１は、左右方向におけるショベルの水平面に対する角度を示す数値である。横ショベル角度Ｇ３１は、図７の例では、０．０２°となっている。操作者は、左右車体傾斜表示画像４３４を見ることで、正確な横ショベル角度Ｇ３１を知ることができる。横ショベルアイコンＧ３２は、横ショベル角度Ｇ３１を模式的に表す図形である。横ショベルアイコンＧ３２は、例えば、水平面を基準として、ショベルを後方から見たときの、ショベル及び水平面の形で表される。本実施形態では、横ショベルアイコンＧ３２におけるショベル部分の傾きは固定されている。但し、横ショベルアイコンＧ３２におけるショベル部分の傾きは、横ショベル角度Ｇ３１の変化に応じて変化するように表示されてもよい。
【０１０３】
前後車体傾斜表示画像４３５は、前後方向におけるショベルの水平面に対する傾斜の状態を表示する。図７の例では、前後車体傾斜表示画像４３５は、第２目標施工面表示画像４３３の下部に、左右車体傾斜表示画像４３４の右側に隣接して表示されている。前後車体傾斜表示画像４３５は、縦ショベル角度Ｇ３３と縦ショベルアイコンＧ３４とを表示する。縦ショベル角度Ｇ３３は、前後方向におけるショベルの水平面に対する角度を示す数値である。縦ショベル角度Ｇ３３は、図７の例では、０．０７°となっている。操作者は、前後車体傾斜表示画像４３５を見ることで、正確な縦ショベル角度Ｇ３３を知ることができる。縦ショベルアイコンＧ３４は、縦ショベル角度Ｇ３３を模式的に表す図形である。縦ショベルアイコンＧ３４は、例えば、水平面を基準として、ショベルを側面から見たときの、ショベル及び水平面の形で表される。本実施形態では、縦ショベルアイコンＧ３４におけるショベル部分の傾きは固定されている。但し、縦ショベルアイコンＧ３４におけるショベル部分の傾きは、縦ショベル角度Ｇ３３の変化に応じて変化するように表示されてもよい。
【０１０４】
水平距離表示画像４３６は、所定の２地点（例えば、前述の第１地点Ｐ１、第２地点Ｐ２）間の水平距離情報を表示する。図７の例では、水平距離表示画像４３６は、左右車体傾斜表示画像４３４の下部に表示されている。水平距離表示画像４３６は、水平距離Ｇ３５と水平距離アイコンＧ３６とを表示する。水平距離Ｇ３５は、所定の２地点間の水平距離を示す数値である。水平距離Ｇ３５は、図７の例では、０．８６フィート（ｆｔ）となっている。水平距離アイコンＧ３６は、水平距離Ｇ３５を模式的に表す図形である。図７の例では、水平距離アイコンＧ３６は、水平距離Ｇ３５の左側に表示されている。但し、水平距離アイコンＧ３６は、水平距離Ｇ３５の右側に表示されていてもよい。水平距離アイコンＧ３６は、例えば、水平面を示す第１線分と、第１線分の一方の端点を始点として第１線分に対して所定の角度を有して延びる第２線分と、第１線分と平行な第２図形としての双方向矢印とで表される。第２線分の始点の位置は、第１線分の右側の端点であってもよく、第１線分の左側の端点であってもよい。また、第２線分の始点の位置は、第１地点Ｐ１の水平面からの高さと第２地点Ｐ２の水平面からの高さとの大小関係に応じて変更されるように構成されていてもよい。例えば、第２地点Ｐ２の水平面からの高さが第１地点Ｐ１の水平面からの高さよりも低い場合、第２線分の始点は、第１線分の右側の端点となるように表示される。一方、第２地点Ｐ２の水平面からの高さが第１地点Ｐ１の水平面からの高さよりも高い場合、第２線分の始点は、第１線分の左側の端点となるように表示される。また、第１地点Ｐ１の水平面からの高さと第２地点Ｐ２の水平面からの高さが等しい場合には、第２線分は、第１線分と重なるように表示される。図７の例では、第２線分は、第１線分の右側の端点から左上方に延びるように表され、図８の例では、第２線分は、第１線分の左側の端点から右上方に延びるように表されている。また、図７及び図８の例では、双方向矢印は第２線分の上側に表されている。但し、双方向矢印は第１線分の下側に表されていてもよい。操作者は、水平距離表示画像４３６を見ることで、２地点間の水平距離Ｇ３５を知ることができる。また、水平距離アイコンＧ３６と対応して水平距離Ｇ３５が表示されるので、操作者は、水平距離Ｇ３５を容易に認識することができる。
【０１０５】
鉛直距離表示画像４３７は、所定の２地点（例えば、前述の第１地点Ｐ１、第２地点Ｐ２）間の鉛直距離情報を表示する。図７の例では、鉛直距離表示画像４３７は、前後車体傾斜表示画像４３５の下部に、水平距離表示画像４３６の右側に隣接して表示されている。鉛直距離表示画像４３７は、鉛直距離Ｇ３７と鉛直距離アイコンＧ３８とを表示する。鉛直距離Ｇ３７は、所定の２地点間の鉛直距離を示す数値である。鉛直距離Ｇ３７は、図７の例では、０．８６ｆｔとなっている。鉛直距離アイコンＧ３８は、鉛直距離Ｇ３７を模式的に表す図形である。図７の例では、鉛直距離アイコンＧ３８は、鉛直距離Ｇ３７の左側に表示されている。但し、鉛直距離アイコンＧ３８は、鉛直距離Ｇ３７の右側に表示されていてもよい。鉛直距離アイコンＧ３８は、例えば、水平距離アイコンＧ３６と同様に構成された第１線分及び第２線分と、第１線分に垂直な第２図形としての双方向矢印とで表される。図７の例では、双方向矢印は第１線分及び第２線分の左側に表されている。但し、双方向矢印は第１線分及び第２線分の右側に表されていてもよい。操作者は、鉛直距離表示画像４３７を見ることで、２地点間の鉛直距離Ｇ３７を知ることができる。また、鉛直距離アイコンＧ３８と対応して鉛直距離Ｇ３７が表示されるので、操作者は、鉛直距離Ｇ３７を容易に認識することができる。
【０１０６】
直線距離表示画像４３８は、所定の２地点（例えば、前述の第１地点Ｐ１、第２地点Ｐ２）間の直線距離情報を表示する。図７の例では、直線距離表示画像４３８は、水平距離表示画像４３６の下部に表示されている。直線距離表示画像４３８は、直線距離Ｇ３９と直線距離アイコンＧ４０とを表示する。直線距離Ｇ３９は、所定の２地点間の直線距離を示す数値である。直線距離Ｇ３９は、図７の例では、１．２２ｆｔとなっている。直線距離アイコンＧ４０は、直線距離Ｇ３９を模式的に表す図形である。図７の例では、直線距離アイコンＧ４０は、直線距離Ｇ３９の左側に表示されている。但し、直線距離アイコンＧ４０は、直線距離Ｇ３９の右側に表示されていてもよい。直線距離アイコンＧ４０は、例えば、水平距離アイコンＧ３６と同様に構成された第１線分及び第２線分と、第２線分に平行な第２図形としての双方向矢印とで表される。図７の例では、双方向矢印は第２線分の上側に表されている。操作者は、直線距離表示画像４３８を見ることで、２地点間の直線距離Ｇ３９を知ることができる。また、直線距離アイコンＧ４０と対応して直線距離Ｇ３９が表示されるので、操作者は、直線距離Ｇ３９を容易に認識することができる。
【０１０７】
角度表示画像４３９は、水平面に対する所定の２地点を結ぶ線分の角度情報を表示する。図７の例では、角度表示画像４３９は、鉛直距離表示画像４３７の下部に、直線距離表示画像４３８の右側に隣接して表示されている。角度表示画像４３９は、角度Ｇ４１と角度アイコンＧ４２とを表示する。角度Ｇ４１は、水平面に対する所定の２地点を結ぶ線分の角度に関する数値である。角度Ｇ４１は、図７の例では、「１：１」のように、鉛直方向の長さ（高さ）と水平方向の長さとの比で表されている。但し、角度Ｇ４１は、百分率（％）、千分率（‰）等で表されてもよく、度数法、弧度法、時間表記法等の他の単位系で表されてもよい。図７の「１：１」は度数法の４５°に対応する。角度アイコンＧ４２は、角度Ｇ４１を模式的に表す図形である。図７の例では、角度アイコンＧ４２は、角度Ｇ４１の左側に表示されている。但し、角度アイコンＧ４２は、角度Ｇ４１の右側に表示されていてもよい。角度アイコンＧ４２は、例えば、水平距離アイコンＧ３６と同様に構成された第１線分及び第２線分と、第１線分と第２線分との間に配置された第２図形としての円弧とで表される。操作者は、角度表示画像４３９を見ることで、水平面に対する所定の２地点を結ぶ線分の角度を知ることができる。また、角度アイコンＧ４２と対応して角度Ｇ４１が表示されるので、操作者は、角度Ｇ４１を容易に認識することができる。
【０１０８】
測量モードでは、水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９は、ショベルの車体傾斜状態に関する情報を表示する表示部と同時に表示されてよい。また、水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９は、ショベルの運転状態に関する情報を表示する表示部、及びショベルの設定状態に関する表示部の少なくとも一方と同時に表示されてもよい。図７の例では、表示装置Ｄ３は、水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９と、車体傾斜画像（左右車体傾斜表示画像４３４及び前後車体傾斜表示画像４３５）と、ショベルの運転状態に関する情報を表示する表示部（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）と、ショベルの設定状態に関する情報を表示する表示部（回転数モード表示部４１２、走行モード表示部４１３、アタッチメント表示部４１４、エンジン制御状態表示部４１５、及びカメラアイコン４２１）と、を同時に表示している。
【０１０９】
以上に説明したように、測量モードでのショベルの操作中には、表示装置Ｄ３は、図７に示される所定の２地点間の関係を示す数値情報（例えば、直線距離、水平距離、鉛直距離、角度）と、数値情報のそれぞれに対応する図形とを含む画像を表示する。そのため、操作者は、所定の２地点間の直線距離、水平距離、鉛直距離、及び角度を容易に認識することができる。即ち、視認性が向上する。これにより、操作者が法面等の施工面の整形が目標施工面に対して所望の精度で行われているか容易に確認できるようになり、作業性が向上する。
【０１１０】
上記実施の形態では、測量モードは施工の途中や施工後に利用する例を示したが、施工前の目標面の設定の際に利用してもよい。この場合、丁張りの２つの箇所を第１地点と第２地点として測量を行い、第１地点と第２地点の位置関係に基づいて基準面を設定する。例えば、丁張り上の第１地点と第２地点とを直線で結んだ線が基準面となる。この基準面に対する高さ（深さ）を目標施工面として設定することで、測量モードを利用した目標施工面の設定を容易に行うことができる。測量モードで測定した基準面を目標施工面として設定してもよい。
【０１１１】
また、上記の実施形態では、横ショベル角度Ｇ３１及び縦ショベル角度Ｇ３３が、水平距離Ｇ３５、鉛直距離Ｇ３７、直線距離Ｇ３９、及び角度Ｇ４１よりも大きいサイズで表示されているが、これに限定されない。例えば、横ショベル角度Ｇ３１及び縦ショベル角度Ｇ３３は、水平距離Ｇ３５、鉛直距離Ｇ３７、直線距離Ｇ３９、及び角度Ｇ４１よりも小さいサイズで表示されていてもよく、同じサイズで表示されていてもよい。また、横ショベル角度Ｇ３１、縦ショベル角度Ｇ３３、水平距離Ｇ３５、鉛直距離Ｇ３７、直線距離Ｇ３９、及び角度Ｇ４１の少なくともいずれかが強調して表示されていてもよい。強調表示としては、例えば異なる色、太字、網掛け等が挙げられる。
【０１１２】
次に、図９及び図１０を参照し、測量モードの際に表示される出力画像の第２構成例について説明する。図９及び図１０は、測量モードの際に表示装置Ｄ３に表示される出力画像Ｇｘの第２構成例を示す図である。
【０１１３】
第２構成例の出力画像Ｇｘは、表示装置Ｄ３の作業ガイダンス表示部４３０に表示される水平距離表示画像４３６、鉛直距離表示画像４３７、直線距離表示画像４３８、及び角度表示画像４３９の図形の形状が、第１構成例の出力画像Ｇｘと異なる。具体的には、第２構成例では、作業ガイダンス表示部４３０に、第１構成例における水平距離アイコンＧ３６、鉛直距離アイコンＧ３８、直線距離アイコンＧ４０、及び角度アイコンＧ４２に代えて、水平距離アイコンＧ３６ａ、鉛直距離アイコンＧ３８ａ、直線距離アイコンＧ４０ａ、及び角度アイコンＧ４２ａが表示される。なお、その他の構成については、第１構成例と同様である。以下では、第１構成例と同様の構成の説明を省略する。
【０１１４】
水平距離アイコンＧ３６ａは、水平距離Ｇ３５を模式的に表す図形である。水平距離アイコンＧ３６ａは、例えば、所定の２地点を示す２つの点と、２つの点を結ぶ第３線分と、所定の２地点間の水平距離を示す第３図形としての双方向矢印とで表される。２つの点の位置は、第１地点Ｐ１の水平面からの高さと第２地点Ｐ２の水平面からの高さとの大小関係に応じて変更されるように構成されていてもよい。例えば、第２地点Ｐ２の水平面からの高さが第１地点Ｐ１の水平面からの高さよりも低い場合、左側に配置される点が右側に配置される点よりも上側に表示される。一方、第２地点Ｐ２の水平面からの高さが第１地点Ｐ１の水平面からの高さよりも高い場合、右側に配置される点が左側に配置される点よりも下側に表示される。また、第１地点Ｐ１の水平面からの高さと第２地点Ｐ２の水平面からの高さが等しい場合には、左側に配置される点と右側に配置される点とが上下方向の同一の位置に表示される。図９の例では、左側に配置される点は、右側に配置される点よりも上側に表され、図１０の例では、左側に配置される点は、右側に配置される点よりも下側に表されている。また、図９及び図１０の例では、双方向矢印は第３線分の上側に表されている。但し、双方向矢印は第３線分の下側に表されていてもよい。操作者は、水平距離表示画像４３６を見ることで、２地点間の水平距離Ｇ３５を知ることができる。また、水平距離アイコンＧ３６ａと対応して水平距離Ｇ３５が表示されるので、操作者は、水平距離Ｇ３５を容易に認識することができる。
【０１１５】
鉛直距離アイコンＧ３８ａは、鉛直距離Ｇ３７を模式的に表す図形である。鉛直距離アイコンＧ３８ａは、例えば、水平距離アイコンＧ３６ａと同様に構成された２つの点及び第３線分と、所定の２地点間の鉛直距離を示す第３図形としての双方向矢印とで表される。図９の例では、双方向矢印は左側に配置される点の左側に表されている。但し、双方向矢印は右側に配置される点の右側に表されていてもよい。操作者は、鉛直距離表示画像４３７を見ることで、２地点間の鉛直距離Ｇ３７を知ることができる。また、鉛直距離アイコンＧ３８ａと対応して鉛直距離Ｇ３７が表示されるので、操作者は、鉛直距離Ｇ３７を容易に認識することができる。
【０１１６】
直線距離アイコンＧ４０ａは、直線距離Ｇ３９を模式的に表す図形である。直線距離アイコンＧ４０ａは、例えば、水平距離アイコンＧ３６ａと同様に構成された２つの点及び第３線分と、第３線分に平行な第３図形としての双方向矢印とで表される。図９の例では、双方向矢印は第３線分の上側に表されている。但し、双方向矢印は第３線分の下側に表示されていてもよい。操作者は、直線距離表示画像４３８を見ることで、２地点間の直線距離Ｇ３９を知ることができる。また、直線距離アイコンＧ４０ａと対応して直線距離Ｇ３９が表示されるので、操作者は、直線距離Ｇ３９を容易に認識することができる。
【０１１７】
角度アイコンＧ４２ａは、角度Ｇ４１を模式的に表す図形である。角度アイコンＧ４２ａは、例えば、水平距離アイコンＧ３６ａと同様に構成された２つの点及び第３線分と、水平面を示す第４線分と、第３線分と第４線分との間に配置された第３図形としての円弧とで表される。操作者は、角度表示画像４３９を見ることで、水平面に対する所定の２地点を結ぶ線分の角度を知ることができる。また、角度アイコンＧ４２ａと対応して角度Ｇ４１が表示されるので、操作者は、角度Ｇ４１を容易に認識することができる。
【０１１８】
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。
【０１１９】
ショベルは、表示装置Ｄ３とは別の独立した表示装置Ｄ３Ｓを備えていてもよい。表示装置Ｄ３Ｓは、例えば表示装置Ｄ３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Ｄ３Ｓ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Ｄ３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Ｄ３Ｓ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Ｄ３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Ｄ３Ｓは、メイン画面、情報表示・設定画面等を表示してもよい。
【０１２０】
図１１は、測量モードの際に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の構成例を示す図である。図１２は、測量モードの際に別の表示装置Ｄ３Ｓに表示される出力画像の構成例を示す図である。
【０１２１】
図１１及び図１２の例では、表示装置Ｄ３はメイン画面、情報表示・設定画面等を表示し、表示装置Ｄ３Ｓ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。
【０１２２】
具体的には、図１１に示されるように、表示装置Ｄ３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１２に示されるように、表示装置Ｄ３Ｓ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。
【０１２３】
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２０１７−１５４０６０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】
【０１２４】
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
４３０  作業ガイダンス表示部
４３１  位置表示画像
４３２  第１目標施工面表示画像
４３３  第２目標施工面表示画像
４３４  左右車体傾斜表示画像
４３５  前後車体傾斜表示画像
４３６  水平距離表示画像
４３７  鉛直距離表示画像
４３８  直線距離表示画像
４３９  角度表示画像
Ｄ３    表示装置
Ｇ３１  横ショベル角度
Ｇ３２  横ショベルアイコン
Ｇ３３  縦ショベル角度
Ｇ３４  縦ショベルアイコン
Ｇ３５  水平距離
Ｇ３６，Ｇ３６ａ  水平距離アイコン
Ｇ３７  鉛直距離
Ｇ３８，Ｇ３８ａ  鉛直距離アイコン
Ｇ３９  直線距離
Ｇ４０，Ｇ４０ａ  直線距離アイコン
Ｇ４１  角度
Ｇ４２，Ｇ４２ａ  角度アイコン
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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2019031511.tif 000016
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