(57)【要約】制御線決定部は、作業機の作業状態が所定作業状態であるか否かを判定する。表示制御部は、施工対象の目標面または目標面と異なる面であってバケットの侵入の抑制対象となる面を示す制御線を含む表示信号を生成する。表示制御部は、作業状態が所定作業状態であるか否かに応じて、表示信号における制御線または目標面の表示の態様を異ならせる。
2019049309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケットを備える作業機を有し、施工対象を施工するための作業機械の表示制御装置であって、
前記施工対象の目標線および前記目標線と異なる線であって前記バケットの侵入の抑制対象となる線を示す制御線の少なくとも一方を含む表示信号を生成し、前記作業機械の作業状態が所定作業状態であるか否かに応じて、前記表示信号における前記制御線および前記目標線の少なくとも一方の表示の態様を異ならせる表示制御部と
を備える作業機械の表示制御装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、制御線のオフセット距離を取得し、前記作業状態が所定作業状態でない場合に、前記オフセット距離に基づいて前記制御線を前記目標線からオフセットさせた位置に表示する
請求項１に記載の作業機械の表示制御装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記作業状態が所定作業状態でない場合に、前記制御線を表示させる第１表示信号を生成する
請求項１または請求項２に記載の作業機械の表示制御装置。
【請求項４】
前記表示制御部は、前記作業状態が所定作業状態である場合に、前記目標線を表示させ、前記制御線を非表示とする前記第２表示信号を生成する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業機械の表示制御装置。
【請求項５】
前記バケットと、前記目標線または前記制御線とのなす角度が所定の値未満である場合に、前記作業機の作業状態が所定作業状態であると判定する作業判定部を備える
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業機械の表示制御装置。
【請求項６】
前記所定作業状態は、転圧モードまたは整地モードを含む、
請求項５に記載の作業機械の表示制御装置。
【請求項７】
前記制御線のオフセット機能を設定させるか否かを示すオフセット設定情報の入力を受け付ける設定情報入力部を備え、
前記表示制御部は、前記オフセット設定情報に基づき、前記表示信号における前記制御線または前記目標線の表示の態様を異ならせる、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の作業機械の表示制御装置。
【請求項８】
前記バケットと前記施工対象の目標線とのなす角度に基づき、前記目標線と異なる線であって前記バケットの侵入の抑制対象となる線を示す制御線の表示態様を特定する制御線特定部を備え、
前記表示制御部は、前記バケットと前記目標線とのなす角度が所定の値以上であった場合に、前記制御線を表示させる、
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の作業機械の表示制御装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の表示制御装置と、
バケットを備える作業機と、
を備える作業機械。
【請求項１０】
施工対象を施工するための作業機械の作業状態が所定作業状態であるか否かによって、前記施工対象の目標線および前記目標線と異なる線であって作業機械のバケットの侵入の抑制対象となる線を示す制御線の少なくとも一方を異なる態様で表示する表示部を備える
表示装置。
【請求項１１】
施工対象の目標線または前記目標線と異なる線であって作業機械のバケットの侵入の抑制対象となる線を示す制御線を含む表示信号を生成し、前記作業機械の作業状態が所定作業状態であるか否かに応じて、前記表示信号における前記制御線または前記目標線の表示の態様を異ならせること
を含む表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機を備える作業機械、当該作業機械に備えられる表示制御装置、表示制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機を備える建設機械において、作業形態が成形作業であると判定された場合に、掘削対象の目標形状を示す設計面に沿ってバケットを移動させ、作業形態が刃先位置合せ作業であると判定された場合に、設計面を基準とする所定位置でバケットを停止させることが記載されている（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】国際公開２０１２／１２７９１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
法面を形成する場合、法面を目標形状としてバケットを移動させることとなる。この場合、対象の掘削及び掘削した表面の転圧という２つの作業が必要になる。この場合、転圧代を残して対象を掘削し、その後、転圧代の分、目標となる法面の位置までバケットにより対象を転圧する方法等により法面が形成される。作業機が施工する対象の仕上がりの目標となる形状に侵入しないように制御した上で上記の方法により法面が形成される場合、転圧代を残した掘削を行う際には、目標となる法面位置よりも例えば上方にオフセットさせた位置に制御目標を設定して掘削作業を行い、掘削作業を終えた後に、本来の目標となる法面位置に制御目標を設定（オフセットを解除）して転圧作業を行う。そのため、掘削作業と転圧作業を繰り返し行うような場合には、作業機械のオペレータは、作業機の制御目標を設定する位置を何度も切り替える必要がある。このようにすると、作業機械のオペレータは、作業の切り替えの度に制御目標を設定する必要があり、作業が煩雑になる。【０００５】
本発明の態様は、作業機械の制御線のオフセットの有無を切り替える場合に、作業機械のオペレータが混乱することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、表示制御装置は、バケットを備える作業機を有し、施工対象を施工するための作業機械の表示制御装置であって、前記施工対象の目標線および前記目標線と異なる線であって前記バケットの侵入の抑制対象となる線を示す制御線の少なくとも一方を含む表示信号を生成し、前記作業機械の作業状態が所定作業状態であるか否かに応じて、前記表示信号における前記制御線および前記目標線の少なくとも一方の表示の態様を異ならせる表示制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、作業機械の制御線のオフセットの有無を切り替える場合に、作業機械のオペレータが混乱することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】作業機の姿勢の例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る油圧ショベルの制御系の構成を示す概略ブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る作業機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係る表示制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】作業モードが掘削モードであるときに入出力装置に表示される画面の例である。
【図７】作業モードが転圧モードであるときに入出力装置に表示される画面の例である。
【図８】第１の実施形態に係る作業機制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る作業機制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態に係る表示制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態に係る作業機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施形態に係る表示制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施形態において入出力装置に表示される画面の例である。
【図１４】第２の実施形態に係る作業機制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態に係る作業機制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】第２の実施形態に係る表示制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】オフセット機能が有効であるときに他の実施形態に係る入出力装置に表示される画面の例である。
【図１８】オフセット機能が無効であるときに他の実施形態に係る入出力装置に表示される画面の第１の例である。
【図１９】オフセット機能が無効であるときに他の実施形態に係る入出力装置に表示される画面の第２の例である。
【図２０】制御線の表示切替におけるヒステリシスの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
【００１０】
〈座標系〉
図１は、作業機の姿勢の例を示す図である。
以下の説明においては、三次元の現場座標系（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）および三次元の車体座標系（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍ）を規定して、これらに基づいて位置関係を説明する。
【００１１】
現場座標系は、施工現場に設けられたＧＮＳＳ基準局の位置を基準点として南北に伸びるＸｇ軸、東西に伸びるＹｇ軸、鉛直方向に伸びるＺｇ軸から構成される座標系である。ＧＮＳＳの例としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が挙げられる。
【００１２】
車体座標系は、後述する油圧ショベル１００の旋回体１２０に規定された代表点Ｏを基準として前後に伸びるＸｍ軸、左右に伸びるＹｍ軸、上下に伸びるＺｍ軸から構成される座標系である。旋回体１２０の代表点Ｏを基準として前方を＋Ｘｍ方向、後方を−Ｘｍ方向、左方を＋Ｙｍ方向、右方を−Ｙｍ方向、上方向を＋Ｚｍ方向、下方向を−Ｚｍ方向とよぶ。
【００１３】
後述する油圧ショベル１００の作業機制御装置１２６は、演算により、ある座標系における位置を、他の座標系における位置に変換することができる。例えば、作業機制御装置１２６は、車体座標系における位置を現場座標系における位置に変換することができ、その逆の座標系にも変換することができる。
【００１４】
〈第１の実施形態〉
《油圧ショベル》
図２は、第１の実施形態に係る油圧ショベルの構成を示す斜視図である。第１の実施形態では、作業機械の一例として油圧ショベル１００について説明する。なお、他の実施形態に係る作業機械は、必ずしも油圧ショベル１００でなくてもよい。
油圧ショベル１００は、油圧により作動する作業機１１０と、作業機１１０を支持する旋回体１２０と、旋回体１２０を支持する走行体１３０とを備える。
【００１５】
作業機１１０は、ブーム１１１と、アーム１１２と、バケット１１３と、ブームシリンダ１１４と、アームシリンダ１１５と、バケットシリンダ１１６とを備える。
【００１６】
ブーム１１１は、旋回体１２０に取り付けられ、アーム１１２を支持する。ブーム１１１の基端部は、旋回体１２０の前部にブームピンＰ１を介して取り付けられる。
アーム１１２は、ブーム１１１とバケット１１３とを連結する。アーム１１２の基端部は、ブーム１１１の先端部にアームピンＰ２を介して取り付けられる。
バケット１１３は、土砂などを掘削するための刃と掘削した土砂を搬送するための容器とを備える。バケット１１３は、刃の後端側に延長するバケット底面１１３Ａを備える。バケット１１３の基端部は、アーム１１２の先端部にバケットピンＰ３を介して取り付けられる。なお、バケット１１３は、例えば法面バケットのように整地を目的としたバケットでもよいし、容器を備えないバケットでもよい。
【００１７】
ブームシリンダ１１４は、ブーム１１１を作動させるための油圧シリンダである。ブームシリンダ１１４の基端部は、旋回体１２０に取り付けられる。ブームシリンダ１１４の先端部は、ブーム１１１に取り付けられる。
アームシリンダ１１５は、アーム１１２を駆動するための油圧シリンダである。アームシリンダ１１５の基端部は、ブーム１１１に取り付けられる。アームシリンダ１１５の先端部は、アーム１１２に取り付けられる。
バケットシリンダ１１６は、バケット１１３を駆動するための油圧シリンダである。バケットシリンダ１１６の基端部は、アーム１１２に取り付けられる。バケットシリンダ１１６の先端部は、バケット１１３に取り付けられる。
【００１８】
旋回体１２０には、オペレータが搭乗する運転室１２１が備えられる。運転室１２１は、旋回体１２０の前方かつ作業機１１０の左側（＋Ｙｍ側）に備えられる。運転室１２１の内部には、作業機１１０を操作するための操作装置１２１１が設けられる。操作装置１２１１の操作量に応じて、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６に作動油が供給され、作業機１１０が駆動する。
【００１９】
《油圧ショベルの制御系》
図３は、第１の実施形態に係る油圧ショベルの制御系の構成を示す概略ブロック図である。
油圧ショベル１００は、ストローク検出器１１７、操作装置１２１１、位置方位演算器１２３、傾斜検出器１２４、油圧装置１２５、作業機制御装置１２６、表示制御装置１２７、入出力装置１２８を備える。
【００２０】
ストローク検出器１１７は、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６のそれぞれのストローク長を検出する。これにより、作業機制御装置１２６は、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６のそれぞれのストローク長に基づいて作業機１１０の車体座標系における位置および姿勢角を検出することができる。
【００２１】
操作装置１２１１は、運転室１２１の右側に設けられる操作レバー１２１２と、運転室１２１の左側に設けられる操作レバー１２１３とを備える。操作装置１２１１は、操作レバー１２１２の前後方向および左右方向の操作量、ならびに操作レバー１２１３の前後方向および左右方向の操作量を検出し、検出された操作量に応じた操作信号を作業機制御装置１２６に出力する。第１の実施形態に係る操作装置１２１１による操作信号の生成方式は、ＰＰＣ（Pressure Proportional Control）方式である。ＰＰＣ方式とは、操作レバー１２１２および操作レバー１２１３の操作によって生成されるパイロット油圧を圧力センサにより検出し、操作信号を生成する方式である。操作レバー１２１２と操作レバー１２１３によってブーム１１１の操作、アーム１１２の操作、バケット１１３の操作、および旋回体１２０の旋回操作が行われる。
【００２２】
位置方位演算器１２３は、旋回体１２０の位置および旋回体１２０が向く方位を演算する。位置方位演算器１２３は、ＧＮＳＳを構成する人工衛星から測位信号を受信する第１受信器１２３１および第２受信器１２３２を備える。第１受信器１２３１および第２受信器１２３２は、それぞれ旋回体１２０の異なる位置に設置される。位置方位演算器１２３は、第１受信器１２３１が受信した測位信号に基づいて、現場座標系における旋回体１２０の代表点Ｏ（車体座標系の原点）の位置を検出する。
位置方位演算器１２３は、第１受信器１２３１が受信した測位信号と、第２受信器１２３２が受信した測位信号とを用いて、検出された第１受信器１２３１の設置位置に対する第２受信器１２３２の設置位置の関係として、旋回体１２０の方位を演算する。
【００２３】
傾斜検出器１２４は、旋回体１２０の加速度および角速度を計測し、計測結果に基づいて旋回体１２０の姿勢（例えば、Ｘｍ軸に対する回転を表すロール、Ｙｍ軸に対する回転を表すピッチ、およびＺｍ軸に対する回転を表すヨー）を検出する。傾斜検出器１２４は、例えば運転室１２１の下面に設置される。傾斜検出器１２４の例としては、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）が挙げられる。
【００２４】
油圧装置１２５は、作動油タンク、油圧ポンプ、流量制御弁、および電磁比例制御弁を備える。油圧ポンプは、図示しないエンジンの動力で駆動し、流量調整弁を介してブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６に作動油を供給する。電磁比例制御弁は、作業機制御装置１２６から受信する制御指令に基づいて、操作装置１２１１から供給されるパイロット油圧を制限する。流量制御弁はロッド状のスプールを有し、スプールの位置によってブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６に供給する作動油の流量を調整する。スプールは、電磁比例制御弁にて調整されたパイロット油圧によって駆動される。
【００２５】
作業機制御装置１２６は、位置方位演算器１２３が演算した位置および方位、傾斜検出器１２４が検出した旋回体１２０の傾斜角、ならびにストローク検出器１１７が検出したストローク長に基づいて、バケット１１３の位置を特定する。また、作業機制御装置１２６は、特定したバケット１１３の姿勢および目標面に基づいて作業機１１０の作業モードを決定する。作業機制御装置１２６は、決定した作業モードに基づいて油圧装置１２５の電磁比例制御弁にブームシリンダ１１４の制御指令、アームシリンダ１１５の制御指令、およびバケットシリンダ１１６の制御指令を出力する。
【００２６】
表示制御装置１２７は、作業機制御装置１２６からの信号に基づいて表示信号を生成し、入出力装置１２８に出力する。表示制御装置１２７は、入出力装置１２８から入力された入力信号を作業機制御装置１２６に出力する。
入出力装置１２８は、表示制御装置１２７から入力した表示信号に従って画面を表示する。入出力装置１２８は、画面を表示する表示部１２８１を備える。また入出力装置１２８は、利用者の操作に従って入力信号を生成し、表示制御装置１２７に出力する。入出力装置１２８の例としては、タッチパネル、モニタ、携帯端末などが挙げられる。入出力装置１２８は、表示装置の一例である。また、入出力装置１２８は表示制御装置１２７と一体に構成されてもよい。この場合、表示装置である入出力装置１２８は、表示制御装置１２７と表示部１２８１とを備えることとなる。なお、他の実施形態においては、油圧ショベル１００は、入出力装置１２８に代えて入力装置と出力装置とを別個に備えてもよい。入力装置の例としては、ボタンやスイッチなどが挙げられる。入力装置は運転室１２１内のオペレータの操作可能な位置に設けられる。例えば、入力装置は操作レバー１２１２上または操作レバー１２１３上に設けられてよい。
【００２７】
《作業機の姿勢》
ここで、図１を参照しながら作業機１１０の姿勢について説明する。作業機制御装置１２６は、作業機１１０の姿勢を算出し、その姿勢に基づいて作業機１１０の制御指令を生成する。作業機制御装置１２６は、作業機１１０の姿勢として、ブームピンＰ１を基準としたブーム１１１の姿勢角α、アームピンＰ２を基準としたアーム１１２の姿勢角β、バケットピンＰ３を基準としたバケット１１３の姿勢角γ、および車体座標系におけるバケット１１３の輪郭点の位置を算出する。以下、ブームピンＰ１を基準としたブーム１１１の姿勢角αを単にブーム１１１の姿勢角αともいい、アームピンＰ２を基準としたアーム１１２の姿勢角βを単にアーム１１２の姿勢角βともいい、バケットピンＰ３を基準としたバケット１１３の姿勢角γを単にバケット１１３の姿勢角γともいう。
【００２８】
ブーム１１１の姿勢角αは、ブームピンＰ１から旋回体１２０の上方向（＋Ｚｍ方向）に伸びる半直線と、ブームピンＰ１からアームピンＰ２へ伸びる半直線とがなす角によって表される。なお、旋回体１２０の姿勢（ピッチ角）θによって、旋回体１２０の上方向（＋Ｚｍ方向）と鉛直上方向（＋Ｚｇ方向）は必ずしも一致しない。
アーム１１２の姿勢角βは、ブームピンＰ１からアームピンＰ２へ伸びる半直線と、アームピンＰ２からバケットピンＰ３へ伸びる半直線とがなす角によって表される。
バケット１１３の姿勢角γは、アームピンＰ２からバケットピンＰ３へ伸びる半直線と、バケットピンＰ３からバケット１１３の刃先Ｅへ伸びる半直線とがなす角によって表される。
ここで、旋回体１２０を基準としたバケット１１３の姿勢角ηは、ブーム１１１の姿勢角α、アーム１１２の姿勢角β、およびバケット１１３の姿勢角γの和と等しい。以下、旋回体１２０を基準としたバケット１１３の姿勢角ηを作業機１１０末端の姿勢角ηともいう。作業機１１０末端の姿勢角ηは、バケットピンＰ３から旋回体１２０の上方向（＋Ｚ方向）に伸びる半直線と、バケットピンＰ３からバケット１１３の刃先Ｅへ伸びる半直線とがなす角に等しい。
【００２９】
バケット１１３の刃先Ｅの位置は、ブーム１１１の寸法Ｌ１、アーム１１２の寸法Ｌ２、バケット１１３の寸法Ｌ３、ブーム１１１の姿勢角α、アーム１１２の姿勢角β、バケット１１３の姿勢角γ、バケット１１３の輪郭形状、旋回体１２０の代表点Ｏの位置、および代表点ＯとピンＰ１との位置関係から求められる。ブーム１１１の寸法Ｌ１は、ブームピンＰ１からアームピンＰ２までの距離である。アーム１１２の寸法Ｌ２は、アームピンＰ２からバケットピンＰ３までの距離である。バケット１１３の寸法Ｌ３は、バケットピンＰ３から刃先Ｅまでの距離である。代表点ＯとブームピンＰ１との位置関係は、例えば、車体座標系におけるブームピンＰ１の位置によって表される。また代表点ＯとブームピンＰ１との位置関係は、例えば、他の座標系によって表されても良い。例えば、代表点ＯとブームピンＰ１との位置関係は、代表点Ｏを原点とする極座標系によって表されてもよい。例えば、代表点ＯとブームピンＰ１との位置関係が、代表点ＯからブームピンＰ１までの距離、代表点Ｏを基準としたブームピンＰ１のＸｍ軸回りの偏角、および代表点Ｏを基準としたブームピンＰ１のＹｍ軸回りの偏角によって表されてもよい。
【００３０】
《介入制御》
作業機制御装置１２６は、バケット１１３の位置および作業機１１０末端の姿勢角ηに基づいて作業機１１０の作業モードを決定する。作業モードの例としては、掘削モード、転圧モードなどが挙げられる。掘削モードとは、作業機１１０によって土砂を掘削する作業モードをいう。転圧モードとは、作業機１１０のバケット底面１１３Ａで土砂を叩くことで地盤を締め固める作業モードをいう。なお、他の実施形態において作業モードはこれらに限られない。
【００３１】
作業機制御装置１２６は、作業モードが掘削モードである場合、施工現場において設定された後述する制御線に作業機１１０が侵入しないように作業機１１０が施工対象に接近する方向の速度を制限する。制御線とは、作業機１１０の侵入の抑制対象となる線である。以下、作業機制御装置１２６が作業機１１０の速度を制限することを介入制御ともいう。掘削モードにおける制御線の例としては、施工現場の目標地形を表す目標面の位置に設定された線、または目標面より所定距離（オフセット距離）だけ離れた線が挙げられる。制御線を目標面より離しておくことで、作業機１１０による転圧作業により制御線と目標面との間に地盤を締め固めるための転圧代を残して土砂を掘削することができる。これにより、作業機１１０は、転圧すべき土砂を均等に残すことができる。
【００３２】
作業機制御装置１２６は、作業モードが転圧モードである場合、施工現場の目標面に作業機１１０が侵入しないように、作業機１１０が施工対象に接近する方向の速度を制限する。つまり、転圧モードにおける制御線は、施工現場の目標面と同じ位置に設定される。制御線の位置を目標面の位置と一致させることにより、作業機１１０のバケット底面１１３Ａにて地盤を叩くことで施工対象を目標面の位置まで締固めることができる。
【００３３】
介入制御において作業機制御装置１２６は、制御線に作業機１１０が侵入しないように、ブームシリンダ１１４の制御指令を生成して油圧装置１２５の電磁比例制御弁に当該制御指令を出力する。これにより、バケット１１３の速度がバケット１１３と制御線との距離に応じた速度となるように、ブーム１１１が駆動する。つまり作業機制御装置１２６は、ブームシリンダ１１４の制御指令によってブーム１１１を上昇させることでバケット１１３の速度を制限する。
なお、他の実施形態においては、介入制御においてアームシリンダ１１５の制御指令またはバケットシリンダ１１６の制御指令を出力しても良い。つまり、他の実施形態においては、介入制御においてアーム１１２を上昇させることでバケット１１３の速度を制限してもよいし、バケット１１３の速度を直接制限してもよい。
【００３４】
《作業機制御装置》
作業機制御装置１２６は、プロセッサ１２６１、メインメモリ１２６２、ストレージ１２６３、インタフェース１２６４を備える。
【００３５】
ストレージ１２６３には、作業機１１０を制御するためのプログラムが記憶されている。ストレージ１２６３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、不揮発性メモリ等が挙げられる。ストレージ１２６３は、作業機制御装置１２６のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース１２６４または通信回線を介して作業機制御装置１２６に接続される外部メディアであってもよい。
【００３６】
プロセッサ１２６１は、ストレージ１２６３からプログラムを読み出してメインメモリ１２６２に展開し、プログラムに従って処理を実行する。またプロセッサ１２６１は、プログラムに従ってメインメモリ１２６２に記憶領域を確保する。インタフェース１２６４は、ストローク検出器１１７、操作装置１２１１、位置方位演算器１２３、傾斜検出器１２４、油圧装置１２５の電磁比例制御弁、表示制御装置１２７、およびその他の周辺機器と接続され、信号の授受を行う。
【００３７】
プログラムは、作業機制御装置１２６に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージ１２６３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。
【００３８】
図４は、第１の実施形態に係る作業機制御装置の構成を示すブロック図である。
作業機制御装置１２６は、作業機械情報記憶部２００、操作量取得部２０１、操作量記憶部２０２、検出情報取得部２０３、姿勢特定部２０４、目標施工データ記憶部２０５、目標面特定部２０６、オフセット取得部２０７、オフセット記憶部２０８、作業モード決定部２０９、制御線決定部２１０、距離特定部２１１、目標速度決定部２１２、作業機制御部２１３、制御指令出力部２１４を備える。
【００３９】
作業機械情報記憶部２００は、ブーム１１１の寸法Ｌ１、アーム１１２の寸法Ｌ２、バケット１１３の寸法Ｌ３、バケット１１３の形状、および旋回体１２０の代表点Ｏの位置とブームピンＰ１との位置関係を記憶する。
【００４０】
操作量取得部２０１は、操作装置１２１１から操作量（パイロット油圧または電気レバーの角度）を示す操作信号を取得する。例えば、操作量取得部２０１は、ブーム１１１に係る操作量、アーム１１２に係る操作量、バケット１１３に係る操作量、および旋回に係る操作量を取得する。
【００４１】
操作量記憶部２０２は、ブーム１１１に係る操作量、アーム１１２に係る操作量、バケット１１３に係る操作量、および旋回に係る操作量を記憶する。
【００４２】
検出情報取得部２０３は、位置方位演算器１２３、傾斜検出器１２４、ストローク検出器１１７のそれぞれが検出した情報を取得する。例えば、検出情報取得部２０３は、旋回体１２０の現場座標系における位置情報、旋回体１２０が向く方位、旋回体１２０の姿勢、ブームシリンダ１１４のストローク長、アームシリンダ１１５のストローク長、およびバケットシリンダ１１６のストローク長を取得する。
【００４３】
姿勢特定部２０４は、検出情報取得部２０３が取得した情報に基づいて、作業機１１０末端の姿勢角ηを特定する。姿勢特定部２０４は、以下の手順で作業機１１０末端の姿勢角ηを特定する。姿勢特定部２０４は、ブームシリンダ１１４のストローク長から、ブーム１１１の姿勢角αを算出する。姿勢特定部２０４は、アームシリンダ１１５のストローク長から、アーム１１２の姿勢角βを算出する。姿勢特定部２０４は、バケットシリンダ１１６のストローク長から、バケット１１３の姿勢角γを算出する。そして、姿勢特定部２０４は、ブーム１１１の姿勢角α、アーム１１２の姿勢角β、およびバケット１１３の姿勢角γを加算することで、作業機１１０末端の姿勢角ηを算出する。
【００４４】
また、姿勢特定部２０４は、検出情報取得部２０３が取得した情報と作業機械情報記憶部２００が記憶する情報とに基づいて、作業機１１０の刃先Ｅの現場座標系における位置を特定する。姿勢特定部２０４は、以下の手順で作業機１１０の刃先Ｅの現場座標系における位置を特定する。姿勢特定部２０４は、ブーム１１１の姿勢角αと作業機械情報記憶部２００が記憶するブーム１１１の寸法Ｌ１とに基づいて、車体座標系におけるアームピンＰ２の位置を特定する。姿勢特定部２０４は、アームピンＰ２の位置と、アーム１１２の姿勢角βと作業機械情報記憶部２００が記憶するアーム１１２の寸法Ｌ２とに基づいて、車体座標系におけるバケットピンＰ３の位置を特定する。姿勢特定部２０４は、バケットピンＰ３の位置と、バケット１１３の姿勢角γと作業機械情報記憶部２００が記憶するバケット１１３の寸法Ｌ３とに基づいて、車体座標系における刃先Ｅの位置を特定する。そして、姿勢特定部２０４は、検出情報取得部２０３が取得した旋回体１２０の現場座標系における位置情報、旋回体１２０が向く方位、および旋回体１２０の姿勢に基づいて、車体座標系における刃先Ｅの位置を、現場座標系における位置に変換する。
【００４５】
また、姿勢特定部２０４は、算出した姿勢角ηと、作業機械情報記憶部２００が記憶するバケット１１３の形状と、検出情報取得部２０３が検出した旋回体１２０の姿勢とに基づいて、現場座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾きを求める。現場座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾きとは、例えばバケット底面１１３ＡとＺｇ軸とがなす角をいう。姿勢特定部２０４は、以下の手順で現場座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾きを特定する。姿勢特定部２０４は、作業機械情報記憶部２００が記憶するバケット１１３の形状に基づいて、車体座標系のＺｍ−Ｘｍ平面においてバケットピンＰ３と刃先Ｅとを結ぶ直線と、バケット底面１１３Ａを表す線分とがなす角μを求める。姿勢特定部２０４は、作業機１１０末端の姿勢角ηに、バケットピンＰ３と刃先Ｅとを結ぶ直線と、バケット底面１１３Ａを表す線分とがなす角μを加算することで、車体座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾きを算出する。車体座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾きとは、バケット底面１１３ＡとＺｍ軸とがなす角をいう。そして姿勢特定部２０４は、車体座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾きに、検出情報取得部２０３が検出した旋回体１２０の傾きを加算することで、現場座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾きを特定する。
姿勢特定部２０４は、作業機１１０の刃先Ｅの位置、およびバケット底面１１３Ａの傾きを表示制御装置１２７に出力する。
【００４６】
目標施工データ記憶部２０５は、施工現場における掘削対象の目標形状を表す目標施工データを記憶する。目標施工データは、現場座標系で表される三次元データであって、目標面を表す複数の三角形ポリゴンからなる立体地形データ等である。目標施工データを構成する三角形ポリゴンは、それぞれ隣接する他の三角形ポリゴンと共通の辺を有する。つまり、目標施工データは、複数の平面から構成される連続した平面を表す。目標施工データは、外部記憶媒体から読み込まれることで、またはネットワークを介して外部サーバから受信されることで、目標施工データ記憶部２０５に記憶される。
【００４７】
目標面特定部２０６は、目標施工データ記憶部２０５が記憶する目標施工データと、姿勢特定部２０４が特定したバケット１１３の刃先Ｅの位置とに基づいて、目標面を特定する。例えば、目標面特定部２０６は、目標施工データのうち、バケット１１３の刃先Ｅの鉛直下方に位置する面または刃先Ｅに最も近い面を目標面として特定する。また、目標面特定部２０６は、目標面の現場座標系における傾きを特定する。
【００４８】
オフセット取得部２０７は、表示制御装置１２７に設定された、目標面に対する制御線のオフセット距離を取得する。
【００４９】
オフセット記憶部２０８は、オフセット取得部２０７が取得したオフセット距離を記憶する。
【００５０】
作業モード決定部２０９は、姿勢特定部２０４が特定したバケット底面１１３Ａの傾きと、目標面特定部２０６が特定した目標面の傾きとに基づいて、作業機１１０の作業モードを決定する。例えば、作業モード決定部２０９は、バケット底面１１３Ａの傾きと目標面の傾きとの差、すなわちバケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θが所定角度以上である場合に、転圧モードではない作業モード、すなわち非転圧モードであると決定する。非転圧モードの一例として掘削モードが挙げられるため、以後は掘削モードとして説明する。また、作業モード決定部２０９は、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θが所定角度未満である場合に、作業モードを転圧モードに決定する。例えば、掘削作業時には刃先Ｅを目標面に向けながら作業機１１０を施工対象に下ろすため、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θが大きくなる。一方、転圧作業時にはバケット底面１１３Ａを目標面に向けながら作業機１１０を施工対象に下ろすため、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θが小さくなる。
作業モード決定部２０９は、決定した作業モードを表示制御装置１２７に出力する。
【００５１】
制御線決定部２１０は、オフセット記憶部２０８が記憶するオフセット距離と作業モード決定部２０９が決定した作業モードとに基づいて、バケット底面１１３Ａの制御目標を示す制御線を決定する。制御線決定部２１０は、作業モードが掘削モードである場合、目標面特定部２０６が特定した目標面の位置より上方向（＋Ｚｇ方向）にオフセット距離だけ移動した位置に、制御線を設定する。また、制御線決定部２１０は、作業モードが転圧モードである場合、目標面特定部２０６が特定した目標面の位置に、制御線を設定する。なお、他の実施形態において、制御線決定部２１０は、作業モードが転圧モードである場合に、制御線を設定せずに作業機制御装置１２６が介入制御をしないものであってもよい。また、制御線決定部２１０は、作業モード決定部２０９が決定した作業モードに基づいて、制御線の表示の要否を示すオフセットビットを表示制御装置１２７に出力する。オフセットビットは、制御線の表示が必要な場合に１を示し、制御線の表示が不要な場合に０を示す。
【００５２】
距離特定部２１１は、バケット１１３の刃先Ｅと制御線との距離を特定する。
【００５３】
目標速度決定部２１２は、操作量取得部２０１が取得した操作レバー１２１２および操作レバー１２１３の操作量に基づいて、旋回体１２０を基準としたブーム１１１の目標速度、ブーム１１１を基準としたアーム１１２の目標速度、およびアーム１１２を基準としたバケット１１３の目標速度を決定する。以下、旋回体１２０を基準としたブーム１１１の速度を単にブーム１１１の速度ともいい、ブーム１１１を基準としたアーム１１２を単にアーム１１２の速度ともいい、アーム１１２を基準としたバケット１１３の速度を単にバケット１１３の速度ともいう。また、以下、旋回体１２０を基準としたバケット１１３の速度を作業機１１０末端の速度ともいう。
【００５４】
作業機制御部２１３は、距離特定部２１１が特定したバケット１１３の刃先Ｅと制御線との距離に基づいて、バケット１１３が制御線より下方に侵入しないように作業機１１０を制御する介入制御を行う。作業機制御部２１３は、バケット１１３の刃先Ｅと制御線との間の距離と作業機１１０末端の制限速度との関係を示す制限速度テーブルにより、ブーム１１１の垂直方向の制限速度を決定する。制限速度テーブルの例としては、バケット１１３の刃先Ｅと制御線との距離が０に近づくほど作業機１１０末端の垂直方向成分の速度が０に近づくテーブルが挙げられる。以下、垂直方向下向きの速度を正数で表し、垂直方向上向きの速度を負数で表す。なお、本実施形態においては、作業機制御部２１３が、ブーム１１１の垂直方向の制限速度を決定するが、これに限られず、例えば法線方向の制限速度を決定してもよい。
作業機制御部２１３は、ブーム１１１とアーム１１２とバケット１１３の目標速度の垂直方向成分の和より作業機１１０末端の垂直方向における制限速度が小さい場合、作業機１１０末端の垂直方向における制限速度からアーム１１２の目標速度の垂直方向成分とバケット１１３の目標速度の垂直方向成分とを減算することで、ブーム１１１の垂直方向の制限速度を算出する。作業機制御部２１３は、ブーム１１１の垂直方向の制限速度から、ブーム１１１の制限速度を算出する。
【００５５】
制御指令出力部２１４は、作業機制御部２１３が生成したブーム１１１の制御指令、アーム１１２の制御指令、およびバケット１１３の制御指令を油圧装置１２５の電磁比例制御弁に出力する。
【００５６】
《表示制御装置》
表示制御装置１２７は、プロセッサ１２７１、メインメモリ１２７２、ストレージ１２７３、インタフェース１２７４を備える。
【００５７】
ストレージ１２７３には、入出力装置１２８の表示を制御するためのプログラムが記憶されている。ストレージ１２７３の例としては、ＨＤＤ、不揮発性メモリ等が挙げられる。ストレージ１２７３は、表示制御装置１２７のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース１２７４または通信回線を介して表示制御装置１２７に接続される外部メディアであってもよい。
【００５８】
プロセッサ１２７１は、ストレージ１２７３からプログラムを読み出してメインメモリ１２７２に展開し、プログラムに従って処理を実行する。またプロセッサ１２７１は、プログラムに従ってメインメモリ１２７２に記憶領域を確保する。インタフェース１２７４は、作業機制御装置１２６および入出力装置１２８と接続され、信号の授受を行う。
【００５９】
プログラムは、表示制御装置１２７に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージ１２７３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。
【００６０】
図５は、第１の実施形態に係る表示制御装置の構成を示すブロック図である。
表示制御装置１２７は、オフセット入力部３００、オフセット記憶部３０１、作業モード取得部３０２、オフセットビット取得部３０３、姿勢取得部３０４、目標施工データ記憶部３０５、目標線特定部３０６、制御線特定部３０７、表示制御部３０８を備える。
【００６１】
オフセット入力部３００は、油圧ショベル１００のオペレータから、入出力装置１２８を介して、目標面に対する制御線のオフセット距離の入力を受け付ける。オフセット入力部３００は、入力されたオフセット距離を作業機制御装置１２６に出力する。
【００６２】
オフセット記憶部３０１は、オフセット入力部３００に入力されたオフセット距離を記憶する。
【００６３】
作業モード取得部３０２は、作業機制御装置１２６から作業機１１０の作業モードを取得する。
【００６４】
オフセットビット取得部３０３は、作業機制御装置１２６から制御線の表示の要否を示すオフセットビットを取得する。
【００６５】
姿勢取得部３０４は、作業機１１０の刃先Ｅの現場座標系における位置、およびバケット底面１１３Ａの現場座標系における傾きを、作業機制御装置１２６から取得する。
【００６６】
目標施工データ記憶部３０５は、施工現場における掘削対象の目標形状を表す目標施工データを記憶する。目標施工データは、外部記憶媒体から読み込まれることで、またはネットワークを介して外部サーバから受信されることで、目標施工データ記憶部３０５に記憶される。目標施工データ記憶部３０５が記憶する目標施工データは、目標施工データ記憶部２０５が記憶するものと同じものである。
【００６７】
目標線特定部３０６は、目標施工データ記憶部３０５が記憶する目標施工データと、姿勢取得部３０４が取得したバケット１１３の刃先Ｅの位置とに基づいて、入出力装置１２８の画面に表示される目標線を特定する。目標線は、作業機１１０の駆動面（バケット１１３を通りＹｍ軸に直交する面）と目標施工データとの交線によって表される。目標線特定部３０６は、以下の手順で目標線を特定する。目標線特定部３０６は、目標施工データから、バケット１１３の刃先Ｅの鉛直下方に位置する面または刃先Ｅに最も近い面を目標面として特定する。そして、目標線特定部３０６は、目標面を通る作業機１１０の駆動面と目標施工データとの交線を、目標線として特定する。
【００６８】
制御線特定部３０７は、オフセット記憶部３０１が記憶するオフセット距離とオフセットビット取得部３０３が取得したオフセットビットとに基づいて、入出力装置１２８の画面に表示される制御線の表示の有無及び表示の位置を決定する。制御線特定部３０７は、オフセットビットが１を示す場合、制御線を表示することを決定する。このとき、制御線特定部３０７は、目標線特定部３０６が特定した目標線より上方向（＋Ｚｇ方向）に、オフセット記憶部３０１が記憶するオフセット距離に相当する距離だけ移動した位置に制御線を設定する。また、制御線特定部３０７は、オフセットビットが０を示す場合、制御線の表示態様を非表示とすることを決定する。オフセットビットは、作業モードが転圧モードである場合に０を示すため、制御線特定部３０７がオフセットビットが１を示すか０を示すかを判定することは、作業機１１０の作業が所定作業であるか否かを判定することの一例である。なお、オフセット距離が０である場合、オフセットビットの値に関わらず（バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θに関わらず）、制御線の表示態様は非表示となる。
【００６９】
表示制御部３０８は、作業モード取得部３０２が取得した作業モードと、姿勢取得部３０４が取得した情報と、目標施工データ記憶部３０５が記憶する目標施工データと、目標線特定部３０６が特定した目標線と、制御線特定部３０７が決定した制御線の表示の有無とに基づいて、入出力装置１２８に表示させる画面を示す表示信号を生成する。表示制御部３０８は、オフセットビットが１である場合に、目標線と、制御線と、バケット１１３の位置とを表示させる表示信号を生成する。表示制御部３０８は、オフセットビットが０である場合に、目標線と、バケット１１３の位置とを表示させる表示信号を生成する。すなわち、オフセットビットが０である場合、表示制御部３０８は、制御線を非表示とする。なお、他の実施形態においては、表示制御部３０８は、オフセットビットが０である場合に、目標線と同じ位置に制御線を表示させてもよい。目標線と同じ位置に制御線を表示させることは、制御線を非表示とすることの一例である。なお、制御線を非表示とすることの他の例としては、制御線を消去すること、制御線の色を背景色と同じ色にする、制御線の線種を、制御線がその位置には存在しないことを意味する線種（例えば一点鎖線）に切り替えることなどが挙げられる。
【００７０】
図６は、作業モードが掘削モードであるときに入出力装置に表示される画面の例である。
表示制御部３０８は、作業モードが掘削モードである場合（オフセットビットが１である場合）に、目標線と、制御線と、バケット１１３の位置とを表示させる表示信号を生成することで、入出力装置１２８には、図６に示すような画像が表示される。すなわち入出力装置１２８には、目標線Ｇ１、制御線Ｇ２、バケット１１３のイラストＧ３、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４、作業モードが転圧モードであるか否かを示す転圧アイコンＧ５、制御線のオフセット機能が設定されているか否か、およびオフセット機能が設定されている場合には有効であるか否かを示すオフセットアイコンＧ６を含む画面が表示される。「オフセット機能が設定されている」とは、作業機制御装置１２６がオフセットビットに基づいてオフセット機能を有効とするか無効とするかを決定する状態をいう。「オフセット機能が非設定である」とは、作業機制御装置１２６が作業モードに関わらずオフセット機能を無効とする状態をいう。「オフセット機能が有効である」とは、オフセット機能が設定された上で作業機制御装置１２６が作業モードに基づいて制御面を目標面より所定のオフセット距離だけ離れた位置に設定している状態をいう。「オフセット機能が無効である」とは、オフセット機能が設定された上で作業機制御装置１２６が作業モードに基づいて制御面を目標面と同じ位置に設定している状態をいう。このとき、目標線Ｇ１と制御線Ｇ２とは異なる態様で表示される。例えば、目標線Ｇ１が実線で表示され、制御線Ｇ２が破線で表示される。また、イラストＧ３の位置は、姿勢取得部３０４が取得した刃先Ｅの位置に基づいて決定され、イラストＧ３の傾きは、姿勢取得部３０４が取得したバケット底面１１３Ａの傾きに基づいて決定される。また、転圧アイコンＧ５は、転圧モードでないことを表す態様で表示される。また、オフセットアイコンＧ６は、制御線のオフセット機能が設定されており、かつオフセット機能が有効になっていることを表す態様で表示される。なお、図６においてバケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度をθとして記載しているが、角度θは入出力装置に表示される画面に表示されてもされなくてもよい。
【００７１】
図７は、作業モードが転圧モードであるときに入出力装置に表示される画面の例である。
表示制御部３０８は、作業モードが転圧モードである場合（オフセットビットが０である場合）に、目標線と、バケット１１３の位置とを表示させる表示信号を生成することで、入出力装置１２８には、図７に示すような画像が表示される。すなわち入出力装置１２８には、目標線Ｇ１、バケット１１３のイラストＧ３、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４、転圧アイコンＧ５、オフセットアイコンＧ６を含み、制御線Ｇ２を含まない画面が表示される。このとき、転圧アイコンＧ５は、転圧モードであることを表す態様で表示される。また、オフセットアイコンＧ６は、制御線のオフセット機能が設定されているが、オフセット機能が無効になっていることを表す態様で表示される。
つまり、入出力装置１２８の表示部１２８１は、油圧ショベル１００の作業状態が転圧モードであるか否かによって、目標線および制御線の少なくとも一方を異なる態様で表示する。なお、表示制御部３０８は、作業モードが転圧モードである場合に、制御線Ｇ２と、バケット１１３の位置とを表示させる表示信号を生成することで、入出力装置１２８に、図７における目標線Ｇ１の位置に制御線Ｇ２を表示する画像を表示させてもよい。
【００７２】
《作業機制御装置の動作》
ここで、第１の実施形態に係る油圧ショベル１００の作業機制御装置１２６の動作の概略について説明する。まず油圧ショベル１００の作業機制御装置１２６は、作業機１１０の駆動面と目標面との交線を目標線として特定する。作業機制御装置１２６は、目標線の位置に制御線を設定する。オペレータ等によりオフセット距離が設定されている場合、作業機制御装置１２６は、制御線を目標線の位置からオフセット距離だけ離れた位置に設定する。作業機制御装置１２６は、作業モードの判定などに基づいてオフセット機能が無効であると判断した場合には、オペレータによるオフセット距離の設定にかかわらず、制御線の位置を目標線の位置に設定し直す。
【００７３】
以下、第１の実施形態に係る油圧ショベル１００の制御方法について説明する。
以下に示す油圧ショベル１００の制御の前に、油圧ショベル１００のオペレータは、入出力装置１２８を介して、表示制御装置１２７に制御線の目標面に対するオフセット距離を入力する。表示制御装置１２７のオフセット入力部３００は、入力されたオフセット距離をオフセット記憶部３０１に記憶させ、また当該オフセット距離を作業機制御装置１２６に出力する。作業機制御装置１２６のオフセット取得部２０７は、表示制御装置１２７からオフセット距離を取得し、取得したオフセット距離をオフセット記憶部２０８に記憶させる。以後、オペレータによってオフセット距離が入力されると、作業機制御装置１２６は、オフセット記憶部２０８に記憶されるオフセット距離を更新し、表示制御装置１２７は、オフセット記憶部３０１に記憶されるオフセット距離を更新する。
【００７４】
図８および図９は、第１の実施形態に係る作業機制御装置の動作を示すフローチャートである。作業機制御装置１２６は、所定の制御周期ごとに以下に示す制御を実行する。
操作量取得部２０１は、操作装置１２１１からブーム１１１に係る操作量、アーム１１２に係る操作量、バケット１１３に係る操作量、および旋回に係る操作量を取得し、操作量記憶部２０２に記憶させる（ステップＳ１）。検出情報取得部２０３は、位置方位演算器１２３、傾斜検出器１２４、ストローク検出器１１７のそれぞれが検出した情報を取得する（ステップＳ２）。
【００７５】
姿勢特定部２０４は、各油圧シリンダのストローク長からブーム１１１の姿勢角α、アーム１１２の姿勢角β、およびバケット１１３の姿勢角γを算出する（ステップＳ３）。また姿勢特定部２０４は、算出した姿勢角α、β、γと、作業機械情報記憶部２００が記憶するブーム１１１の寸法Ｌ１、アーム１１２の寸法Ｌ２、バケット１１３の寸法Ｌ３およびバケット１１３の形状と、検出情報取得部２０３が取得した旋回体１２０の位置、方位および姿勢とに基づいて、作業機１１０末端の姿勢角η、現場座標系におけるバケット底面１１３Ａの傾き、および刃先Ｅの位置を算出する（ステップＳ４）。
【００７６】
目標面特定部２０６は、目標施工データ記憶部２０５が記憶する目標施工データのうち刃先Ｅの鉛直下方に位置する面または刃先Ｅに最も近い面を目標面として特定する（ステップＳ５）。目標面特定部２０６は、特定した目標面の現場座標系における傾きを算出する（ステップＳ６）。
【００７７】
次に、作業モード決定部２０９は、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度が所定角度以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度が所定角度以上である場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、作業モード決定部２０９は、作業モードを非転圧モードに決定する（ステップＳ８）。他方、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度が所定角度未満である場合（ステップＳ７：ＮＯ）、作業モード決定部２０９は、作業モードを転圧モードに決定する（ステップＳ９）。
【００７８】
作業モード決定部２０９は、ステップＳ８またはステップＳ９で作業モードを決定すると、決定した作業モードを表示制御装置１２７に出力する（ステップＳ１０）。
【００７９】
制御線決定部２１０は、作業モード決定部２０９が決定した作業モードが非転圧モードであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。作業モードが非転圧モードである場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、入出力装置１２８に制御線を表示させることを決定し、オフセットビットに１をセットする（ステップＳ１２）。また、制御線決定部２１０は、目標面特定部２０６が特定した目標面を、オフセット記憶部２０８が記憶するオフセット距離だけ上方向に移動させた位置に制御線を設定する（ステップＳ１３）。
【００８０】
他方、作業モードが非転圧モードでない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、入出力装置１２８に制御線を表示させないことを決定し、オフセットビットに０をセットする（ステップＳ１４）。また、制御線決定部２１０は、目標面特定部２０６が特定した目標面の位置に制御線を設定する（ステップＳ１５）。
【００８１】
制御線決定部２１０がステップＳ１３またはステップＳ１５で制御線を決定すると、目標速度決定部２１２は、ステップＳ１で操作量取得部２０１が取得した操作量に基づいて、ブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の目標速度を算出する（ステップＳ１６）。
【００８２】
距離特定部２１１は、制御線決定部２１０が決定した制御線とバケット１１３の刃先Ｅとの距離を特定する（ステップＳ１７）。次に、作業機制御部２１３は、距離特定部２１１が特定した距離に基づいて作業機１１０末端の制限速度を特定する（ステップＳ１８）。次に、作業機制御部２１３は、アーム１１２およびバケット１１３の目標速度と作業機１１０末端の制限速度とに基づいてブーム１１１の制限速度を算出する（ステップＳ１９）。作業機制御部２１３は、ブーム１１１の制限速度およびブーム１１１の目標速度に基づいて、ブーム１１１の制御指令を生成する（ステップＳ２０）。例えば、作業機制御部２１３は、ブーム１１１の目標速度がブーム１１１の制限速度より大きい場合、ブーム１１１の制限速度に基づいてブーム１１１の制御指令を生成し、ブーム１１１の目標速度がブーム１１１の制限速度以下である場合、ブーム１１１の目標速度に基づいてブーム１１１の制御指令を生成する。また、作業機制御部２１３は、アーム１１２の目標速度に基づいてアーム１１２の制御指令を生成し、バケット１１３の目標速度に基づいてバケット１１３の制御指令を生成する（ステップＳ２１）。
【００８３】
作業機制御部２１３がブーム１１１、アーム１１２およびバケット１１３の制御指令を生成すると、制御指令出力部２１４は、当該制御指令を油圧装置１２５の電磁比例制御弁に出力する（ステップＳ２２）。これにより、油圧装置１２５は、ブームシリンダ１１４、アームシリンダ１１５、およびバケットシリンダ１１６を駆動させる。
【００８４】
図１０は、第１の実施形態に係る表示制御装置の動作を示すフローチャートである。
作業機制御装置１２６は、上述したステップＳ１からステップＳ２２の動作を実行すると、作業機１１０の作業モード、オフセットビット、および作業機１１０の刃先Ｅの現場座標系における位置、およびバケット底面１１３Ａの現場座標系における傾きを表示制御装置１２７に出力する。
【００８５】
表示制御装置１２７の作業モード取得部３０２は、作業機制御装置１２６から作業機１１０の作業モードを取得する（ステップＳ５１）。オフセットビット取得部３０３は、作業機制御装置１２６からオフセットビットを取得する（ステップＳ５２）。また姿勢取得部３０４は、作業機制御装置１２６から、作業機１１０の刃先Ｅの現場座標系における位置およびバケット底面１１３Ａの現場座標系における傾きを取得する（ステップＳ５３）。
【００８６】
次に、表示制御部３０８は、姿勢取得部３０４が取得した刃先Ｅの位置およびバケット底面１１３Ａの傾きに基づいて、バケット１１３のイラストＧ３の位置および傾き、ならびにバケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４の位置および傾きを決定する（ステップＳ５４）。
【００８７】
次に、目標線特定部３０６は、目標施工データ記憶部３０５が記憶する目標施工データから、姿勢取得部３０４が取得したバケット１１３の刃先Ｅの鉛直下方に位置する面または刃先Ｅに最も近い面を目標面として特定する（ステップＳ５５）。目標線特定部３０６は、目標面を通る作業機１１０の駆動面と目標施工データとの交線を、目標線Ｇ１として特定する（ステップＳ５６）。
【００８８】
次に、表示制御部３０８は、作業モード取得部３０２が取得した作業モードが転圧モードであるか否かを判定する（ステップＳ５７）。作業モードが転圧モードである場合（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、表示制御部３０８は、転圧アイコンＧ５を、転圧モードであることを表す態様で表示することを決定する（ステップＳ５８）。他方、作業モードが転圧モードでない場合（ステップＳ５７：ＮＯ）、表示制御部３０８は、転圧アイコンＧ５を、転圧モードでないことを表す態様で表示することを決定する（ステップＳ５９）。
【００８９】
表示制御部３０８が転圧アイコンＧ５の態様を決定すると、制御線特定部３０７は、オフセットビット取得部３０３が取得したオフセットビットが１を示すか否かを判定する（ステップＳ６０）。オフセットビットが１を示す場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、制御線特定部３０７は、目標線特定部３０６が特定した目標線Ｇ１より上方向に、オフセット記憶部３０１が記憶するオフセット距離に相当する距離だけ移動した位置に、制御線Ｇ２を設定する（ステップＳ６１）。次に、表示制御部３０８は、オフセットアイコンＧ６を、オフセット機能が有効であることを表す態様で表示することを決定する（ステップＳ６２）。そして、表示制御部３０８は、目標線Ｇ１、制御線Ｇ２、バケット１１３のイラストＧ３、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４、転圧アイコンＧ５、およびオフセットアイコンＧ６を表示させる表示信号（第１表示信号）を生成する（ステップＳ６３）。
【００９０】
他方、オフセットビットが０を示す場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、制御線特定部３０７は、制御線Ｇ２を非表示とすることを決定する（ステップＳ６４）。次に、表示制御部３０８は、オフセットアイコンＧ６を、オフセット機能が無効であることを表す態様で表示することを決定する（ステップＳ６５）。そして、表示制御部３０８は、目標線Ｇ１、バケット１１３のイラストＧ３、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４、転圧アイコンＧ５、およびオフセットアイコンＧ６を表示させる表示信号（第２表示信号）を生成する（ステップＳ６６）。
【００９１】
表示制御部３０８は、ステップＳ６３またはステップＳ６６で表示信号を生成すると、当該表示信号を入出力装置１２８に出力する（ステップＳ６７）。これにより、図６または図７に示すような画面が入出力装置１２８に表示される。
【００９２】
《作用・効果》
このように、第１の実施形態に係る作業機制御装置１２６は、作業機１１０による作業が転圧作業でないと判定した場合に、施工対象の目標面と異なる位置であってバケット１１３の侵入の抑制対象となる線を示す制御線に侵入しないようにバケット１１３を制御する。他方、作業機制御装置１２６は、作業が転圧作業であると判定した場合に、目標面に侵入しないようにバケット１１３を制御する。
これにより、掘削作業から転圧作業に移行する際に、オペレータによって手動で制御線のオフセット機能を非設定状態としなくても、作業機制御装置１２６が自動的に制御線のオフセット機能を無効にする。したがって、第１の実施形態によれば、作業機制御装置１２６は、オペレータの操作の手間を省くことができる。
【００９３】
また、第１の実施形態に係る表示制御装置１２７は、作業機１１０による作業が転圧作業であるか否かを判定し、転圧作業でないと判定された場合に、施工対象の目標線と異なる線であってバケット１１３の侵入の抑制対象となる線を示す制御線Ｇ２と、バケット１１３のイラストＧ３とを少なくとも含む画面を表示させる第１表示信号を生成する。他方、表示制御装置１２７は、作業が転圧作業であると判定された場合に、目標線Ｇ１とバケット１１３のイラストＧ３とを表示させる第２表示信号を生成する。このとき、第２表示信号には、目標線と異なる線を表す制御線Ｇ２は非表示とされる。
これにより、作業機制御装置１２６が制御線のオフセット機能を一時的に無効にしたとしても、当該無効化に合わせて入出力装置１２８の表示が切り替わる。そのため、作業機制御装置１２６が作業モードに応じて自動的に制御線を切り替えても、オペレータを混乱させることを防ぐことができる。
【００９４】
また、第１の実施形態に係る表示制御装置１２７は、制御線のオフセット機能が無効にされているか否かを示すオフセットアイコンＧ６を表示させる。これにより、オペレータは、制御線Ｇ２の表示の有無に加え、オフセットアイコンＧ６を確認することで、制御線のオフセット機能が無効にされているか否かを視覚的に認識することができる。
【００９５】
また、第１の実施形態に係る表示制御装置１２７は、作業機１１０による作業が転圧作業であるか否かを示す転圧アイコンＧ５を表示させる。これにより、オペレータは、転圧作業のためにオフセット機能が無効にされたことを視覚的に認識することができる。
【００９６】
また、第１の実施形態に係る作業機制御装置１２６は、作業モードが掘削モードである場合に、制御線を目標面から上方に離れた位置に設定する。これにより、作業機１１０による転圧作業により制御線と目標面との間に地盤を締め固めるための転圧代を残して土砂を整形することが容易になる。また、第１の実施形態に係る作業機制御装置１２６は、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θが所定値より大きい場合に、作業モードが掘削モードであると判定する。これにより、作業機制御装置１２６は、オペレータに操作させることなく作業モードを特定することができる。
【００９７】
また、第１の実施形態に係る作業機制御装置１２６は、作業モードが転圧モードである場合、制御線を目標面の位置に設定する。これにより、作業機１１０は、締固めの際に目標面の位置で地盤を叩くことができる。また、第１の実施形態に係る作業機制御装置１２６は、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θが所定値より小さい場合に、作業モードが転圧モードであると判定する。これにより、作業機制御装置１２６は、オペレータに操作させることなく作業モードを特定することができる。
【００９８】
〈第２の実施形態〉
作業機１１０による掘削作業中に、法面から突き出た岩などの障害物が見つかることがある。障害物が突き出ている場合、転圧などの作業ができないため、バケット１１３の刃先Ｅで障害物を地中に押し込めたり、法面よりも下方にバケット１１３の刃先Ｅを食い込ませて障害物を掘り出したりすることが想定される。このような場合、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θの大小に関わらず、一時的に制御線のオフセット機能を非設定にする必要がある。第２の実施形態では、バケット底面１１３Ａの傾きに加え、オペレータの判断で手動によりオフセット機能を設定するか非設定にするかを切り替えることができる油圧ショベル１００について説明する。オフセット機能は、オペレータが手動でオフセット機能を設定し、または非設定にすることができる。オフセット機能が非設定とされている場合、作業機制御装置１２６は、制御線をオフセットしない。他方、オフセット機能が設定されている場合、作業機制御装置１２６は、第１の実施形態のようにバケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θに基づいてオフセット機能を有効とするか無効とするかを決定する。すなわち、オフセット機能が設定されており、かつバケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θに基づいてオフセット機能が有効であると判定された場合に、作業機制御装置１２６は、制御線をオフセットする。
なお、オフセット機能が非設定である場合、作業機制御装置１２６は、オフセット機能が無効である場合と同様に、制御線を目標面の位置に設定する。したがって、オフセット機能が非設定である場合、表示制御装置１２７は、オフセット機能が無効である場合と同様に、制御線を非表示とする。
【００９９】
《作業機制御装置》
図１１は、第２の実施形態に係る作業機制御装置の構成を示すブロック図である。
第２の実施形態に係る作業機制御装置１２６は、第１の実施形態に係る構成に加え、さらに切替ビット取得部２１５および切替ビット記憶部２１６を備える。切替ビット取得部２１５は、表示制御装置１２７からオフセット機能を設定するか非設定にするかを示すオフセット切替ビットを取得する。オフセット切替ビットが０である場合、オフセット機能が非設定になる。他方、オフセット切替ビットが１である場合、オフセット機能が設定される。切替ビット記憶部２１６は、切替ビット取得部２１５が取得したオフセット切替ビットを記憶する。切替ビット取得部２１５は、設定情報入力部の一例である。
【０１００】
《表示制御装置》
図１２は、第２の実施形態に係る表示制御装置の構成を示すブロック図である。
第２の実施形態に係る表示制御装置１２７は、第１の実施形態に係る構成に加え、さらに切替ビット入力部３０９および切替ビット記憶部３１０を備える。切替ビット入力部３０９は、入出力装置１２８を介して、オペレータから、オフセット機能を設定するか非設定にするかを示すオフセット切替ビットの入力を受け付ける。例えば、オペレータが入出力装置１２８に表示されたオフセットアイコンＧ６を押下することで、オフセット切替ビットが切り替わる。切替ビット入力部３０９は、オフセット切替ビットを作業機制御装置１２６に出力する。切替ビット記憶部３１０は、切替ビット入力部３０９に入力されたオフセット切替ビットを記憶する。なお、オフセット切替ビットは、制御線を目標面の位置からオフセットさせた位置に設定するか否かを示すオフセット設定情報の一例である。
【０１０１】
図１３は、第２の実施形態に係る入出力装置に表示される画面の例である。
切替ビット記憶部３１０が記憶するオフセット切替ビットが０を示す場合、図１３に示すように、オフセットアイコンＧ６が、オフセット機能が手動で非設定にされていることを表す態様で表示される。すなわち、オフセット機能が手動により非設定になっているため、図７におけるオフセットアイコンＧ６（オフセットが無効になっていることを表す態様）と異なる態様で表示される。このときオペレータがオフセットアイコンＧ６を押下すると、切替ビット入力部３０９は、オフセット切替ビットを１に切り替える。図１３に示す例においては、オフセット機能が非設定であるため、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θが所定角度以上であるか否かによらず、制御線が目標面の位置に設定される。
他方、切替ビット記憶部３１０が記憶するオフセット切替ビットが１を示す場合、図６または図７に示すように、オフセットアイコンＧ６が、オフセット機能が有効になっていることを表す態様またはオフセット機能が無効になっていることを表す態様で表示される。このときオペレータがオフセットアイコンＧ６を押下すると、切替ビット入力部３０９は、オフセット切替ビットを０に切り替える。
【０１０２】
《作業機制御装置の動作》
ここで、第２の実施形態に係る油圧ショベル１００の制御方法について説明する。
以下に示す油圧ショベル１００の制御の前に、油圧ショベル１００のオペレータは、入出力装置１２８を介して、表示制御装置１２７に制御線の目標面に対するオフセット距離を入力する。表示制御装置１２７のオフセット入力部３００は、入力されたオフセット距離をオフセット記憶部３０１に記憶させ、また当該オフセット距離を作業機制御装置１２６に出力する。作業機制御装置１２６のオフセット取得部２０７は、表示制御装置１２７からオフセット距離を取得し、取得したオフセット距離をオフセット記憶部２０８に記憶させる。
【０１０３】
図１４および図１５は、第２の実施形態に係る作業機制御装置の動作を示すフローチャートである。作業機制御装置１２６は、所定の制御周期ごとに以下に示す制御を実行する。
なお、図１４におけるステップＳ１０１からステップＳ１１０までの処理は、それぞれ図８のステップＳ１からステップＳ１０の処理と同じ内容である。
【０１０４】
作業機制御装置１２６は、ステップＳ１１０の処理を実行すると、制御線決定部２１０は、作業モード決定部２０９が決定した作業モードが非転圧モードであり、かつ切替ビット記憶部２１６が記憶するオフセット切替ビットが１であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。作業モードが非転圧モードであり、かつオフセット切替ビットが１である場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、入出力装置１２８に制御線を表示させることを決定し、オフセットビットに１をセットする（ステップＳ１１２）。また、制御線決定部２１０は、目標面特定部２０６が特定した目標面を、オフセット記憶部２０８が記憶するオフセット距離だけ上方向に移動させた面を制御線に決定する（ステップＳ１１３）。
【０１０５】
他方、作業モードが非転圧モードでない場合、またはオフセット切替ビットが０である場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、入出力装置１２８に制御線を表示させないことを決定し、オフセットビットに０をセットする（ステップＳ１１４）。また、制御線決定部２１０は、目標面特定部２０６が特定した目標面を制御線に決定する（ステップＳ１１５）。そして、作業機制御装置１２６は、ステップＳ１１６からステップＳ１２２までの処理を実行する。図１５におけるステップＳ１１６からステップＳ１２２までの処理は、それぞれ図９のステップＳ１６からステップＳ２２の処理と同じ内容である。
【０１０６】
図１６は、第２の実施形態に係る表示制御装置の動作を示すフローチャートである。
作業機制御装置１２６は、上述したステップＳ１０１からステップＳ１２６の動作を実行すると、作業機１１０の作業モード、オフセットビット、および作業機１１０の刃先Ｅの現場座標系における位置、およびバケット底面１１３Ａの現場座標系における傾きを表示制御装置１２７に出力する。表示制御装置１２７は、図１６に示す制御を実行する。
なお、図１６におけるステップＳ１５１からステップＳ１５９までの処理は、それぞれ図１０のステップＳ５１からステップＳ１５９の処理と同じ内容である。
【０１０７】
ステップＳ１５８またはステップＳ１５９で表示制御部３０８が転圧アイコンＧ５の態様を決定すると、制御線特定部３０７は、切替ビット記憶部３１０が記憶するオフセット切替ビットが１であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。オフセット切替ビットが１である場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、制御線特定部３０７は、オフセットビット取得部３０３が取得したオフセットビットが１を示すか否かを判定する（ステップＳ１６１）。オフセットビットが１を示す場合（ステップＳ１６１：ＹＥＳ）、制御線特定部３０７は、目標線特定部３０６が特定した目標線Ｇ１より上方向に、オフセット記憶部３０１が記憶するオフセット距離に相当する距離だけ移動した位置に制御線Ｇ２を設定する（ステップＳ１６２）。次に、表示制御部３０８は、オフセットアイコンＧ６を、オフセット機能が有効であることを表す態様で表示することを決定する（ステップＳ１６３）。そして、表示制御部３０８は、目標線Ｇ１、制御線Ｇ２、バケット１１３のイラストＧ３、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４、転圧アイコンＧ５、およびオフセットアイコンＧ６を表示させる表示信号（第１表示信号）を生成する（ステップＳ１６４）。
【０１０８】
他方、オフセットビットが０を示す場合（ステップＳ１６１：ＮＯ）、制御線特定部３０７は、制御線Ｇ２を非表示とすることを決定する（ステップＳ１６５）。次に、表示制御部３０８は、オフセットアイコンＧ６を、オフセット機能が無効であることを表す態様で表示することを決定する（ステップＳ１６６）。そして、表示制御部３０８は、目標線Ｇ１、バケット１１３のイラストＧ３、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４、転圧アイコンＧ５、およびオフセットアイコンＧ６を表示させる表示信号（第２表示信号）を生成する（ステップＳ１６７）。
【０１０９】
また、オフセット切替ビットが０を示す場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、制御線特定部３０７は、制御線Ｇ２を非表示とすることを決定する（ステップＳ１６８）。次に、表示制御部３０８は、オフセットアイコンＧ６を、オフセット機能が非設定となっていることを表す態様で表示することを決定する（ステップＳ１６９）。そして、表示制御部３０８は、目標線Ｇ１、バケット１１３のイラストＧ３、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４、転圧アイコンＧ５、およびオフセットアイコンＧ６を表示させる表示信号（第２表示信号）を生成する（ステップＳ１７０）。
【０１１０】
表示制御部３０８は、ステップＳ１６４、ステップＳ１６７またはステップＳ１７０で表示信号を生成すると、当該表示信号を入出力装置１２８に出力する（ステップＳ１７１）。これにより、図６、図７、または図１３に示すような画面が入出力装置１２８に表示される。
【０１１１】
《作用・効果》
このように、第２の実施形態によれば、作業機制御装置１２６および表示制御装置１２７は、オペレータからの入力に基づいて、オフセット機能を設定するか、または非設定にするかを切り替える。これにより、法面に障害物が存在する場合など、オペレータの判断でオフセット機能を一時的に非設定としたいときに、オペレータは、手動でオフセット機能を設定するか、または非設定とするかを切り替えることができ、またその状態を視覚的に認識することができる。
【０１１２】
また、第２の実施形態によれば、表示制御装置１２７は、制御線のオフセット機能が設定されているか非設定となっているかを示すオフセットアイコンＧ６を表示させる。これにより、オペレータは、オフセットアイコンＧ６を確認することで、制御線のオフセット機能が設定されているか非設定となっているかを視覚的に認識することができる。
【０１１３】
〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る表示制御装置１２７は、オフセットビットに基づいて制御線を表示すべきか否かを判定するが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る表示制御装置１２７は、作業機制御装置１２６から取得する作業モードに基づいて、制御線を表示すべきか否かを判定してもよい。また他の実施形態に係る表示制御装置１２７は、作業機制御装置１２６からバケット底面１１３Ａの傾きを取得し、バケット底面１１３Ａの傾きと目標面の傾きの差、すなわちバケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θとに基づいて、制御線を表示すべきか否かを判定してもよい。また他の実施形態に係る表示制御装置１２７は、バケット底面１１３Ａと制御線とのなす角度、目標線とバケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４とのなす角度、または制御線とバケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４とのなす角度に基づいて、制御線を表示すべきか否かを判定してもよい。なお、オフセットビットが１であるか０であるかを判定すること、作業機制御装置１２６から取得する作業モードを判定すること、バケット底面１１３Ａの傾きと目標面の傾きとを比較すること、バケット底面１１３Ａの傾きと制御線の傾きとを比較すること、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４の傾きと目標線の傾きとを比較すること、バケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４の傾きと制御線の傾きとを比較することは、いずれも作業機１１０による作業が所定の作業であるか否かを判定することの一例である。なお、他の実施形態においては、表示制御装置１２７は、所定の作業であるか否かの判定を行わずに、単にバケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度に基づいて制御線を表示すべきか否かを判断してもよい。
【０１１４】
上述した実施形態において、作業機制御装置１２６が制御線を表示すべきか否かを判定するにあたり、バケット底面１１３Ａまたはバケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４を用いていたが、これに限られない。例えば作業機制御装置１２６は、バケット底面１１３Ａではなく、バケット１１３の傾きを表すその他の面または線を用いて制御線を表示すべきか否かを判定してもよい。すなわち、作業機制御装置１２６は、バケット１１３と目標面とのなす角度、バケット１１３と目標線とのなす角度、またはバケット１１３と制御線とのなす角度に基づいて、制御線を表示すべきか否かを判定してもよい。
【０１１５】
図１７は、オフセット機能が有効であるときに他の実施形態に係る入出力装置に表示される画面の例である。図１８は、オフセット機能が無効であるときに他の実施形態に係る入出力装置に表示される画面の第１の例である。
また、上述した実施形態に係る表示制御装置１２７は、目標線と制御線との表示を切り替える場合について説明したが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る表示制御装置１２７は、制御線Ｇ２を表示せずに目標線Ｇ１を表示する形態であってもよい。その場合、オフセット機能が有効であるときに、図１７に示すように、目標線Ｇ１を元の目標線Ｇ１の位置Ｈ１からオフセット高さＨだけ上方向に移動させた位置Ｈ２に表示し、その状態からオフセット機能が無効となったときに、図１８に示すように、目標線Ｇ１の位置を元の位置Ｈ１に戻す（オフセット高さＨだけそのまま下方向に移動させる）ようにしてもよい。なお、他の実施形態に係る表示制御装置１２７は、図１７における目標線Ｇ１の位置に目標線Ｇ１に代えて制御線Ｇ２を表示する形態であって、上記と同様にオフセット機能が無効となったときに、図１８における目標線Ｇ１の位置に目標線Ｇ１に代えて制御線Ｇ２を表示させることで、制御線Ｇ２の表示の位置を変更させるようにしてもよい。
【０１１６】
また、他の実施形態として、図１９は、オフセット機能が有効であった図１７の表示状態からオフセット機能に切り替わった場合に入出力装置に表示される画面の第２の例である。図１９に示すように、目標線Ｇ１の位置を元の位置Ｈ１に戻し、さらにオフセット有効時の目標線Ｇ１の位置を表す参考線Ｇ５を表示してもよい。さらに他の実施形態においては、図１９において目標線Ｇ１が表示されている位置に制御線Ｇ２を表示させるようにしてもよい。
なお、目標線Ｇ１および制御線Ｇ２の少なくとも一方表示の態様を異ならせる例として、図７、図１７、図１８、図１９に例を挙げたが、これらに限られない。例えば、他の実施形態では、目標線Ｇ１または制御線Ｇ２の色または透明度を変更してもよい。
【０１１７】
また、上述した実施形態に係る表示制御装置１２７は、バケット１１３の位置を表示するために、バケット１１３のイラストＧ３およびバケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４を表示するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る表示制御装置１２７は、バケット１１３のイラストＧ３およびバケット底面１１３Ａを表す線分Ｇ４の何れか一方を表示してもよい。また他の実施形態に係る表示制御装置１２７は、イラストＧ３および線分Ｇ４に代えて、バケット１１３の刃先Ｅの位置を示す点を表示してもよい。
【０１１８】
また、上述した実施形態に係る表示制御装置１２７は、転圧アイコンＧ５およびオフセットアイコンＧ６を表示するが、他の実施形態においては、転圧アイコンＧ５を表示しなくてもよいし、オフセットアイコンＧ６を表示しなくてもよい。
【０１１９】
また、上述した実施形態に係る作業機制御装置１２６は、作業機１１０の作業モードが転圧モードである場合に、介入制御を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、作業機１１０の作業モードが転圧モードである場合に、介入制御を行わないこととしてもよい。
【０１２０】
図２０は、制御線の表示切替におけるヒステリシスの例を示す図である。
また、上述した実施形態に係る表示制御装置１２７は、バケット底面１１３Ａの傾きと目標面の傾きとの差が所定角度以上であるか否かに基づいて制御線Ｇ２の表示の有無を決定する。他方、他の実施形態においては、表示制御装置１２７は、バケット底面１１３Ａの傾きと目標面の傾きとの差が所定の角度の前後の値を行き来しても制御線Ｇ２がちらつかないように、制御線Ｇ２の表示の切り替えの判定に用いる角度にヒステリシスを設定してもよい。例えば、図１８に示すように、表示制御装置１２７は、オフセットビットが０である場合、バケット底面１１３Ａの傾きと目標面の傾きとの差がＴｈ１以上になったときにオフセットビットを１にし、オフセットビットが１である場合、バケット底面１１３Ａの傾きと目標面の傾きとの差がＴｈ２未満になったときにオフセットビットを０にする。
【０１２１】
また、上述した実施形態においては、作業機制御装置１２６が作業機１１０の作業を判定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、オペレータが手動で作業機制御装置１２６または表示制御装置１２７に作業モードを設定してもよい。また、上述した実施形態においては、作業機制御装置１２６が、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θに基づいて作業モードを判定し、その後当該作業モードに基づいてオフセットビットを決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、作業機制御装置１２６は、作業モードを判定することなく、または作業モードの判定とは別に、角度θに基づいてオフセットビットを決定してもよい。
【０１２２】
上記実施形態においては、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θとに基づいて作業モードを決定していたが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、作業機制御装置１２６は、作業機１１０が上下方向に反復動作されていると判定した場合に、作業モードが転圧モードであると判定してもよい。その場合、作業モード決定部２０９は、操作量記憶部２０２が記憶する操作量の時系列を解析し、所定時間内にアーム１１２またはブーム１１１の動作方向を切り替える操作が複数回表れる場合に、作業機１１０を上下方向に反復動作させる操作がされていると判定してもよい。また他の実施形態においては、作業モード決定部２０９は、操作量記憶部２０２が記憶する操作量の時系列を解析し、ブーム１１１の操作方向が切り替わったタイミングにおけるブーム１１１の操作量と、当該タイミングにおけるブーム１１１の操作量をローパスフィルタ処理した値との比が所定値以上である場合に、作業機１１０を上下方向に反復動作させる操作がされていると判定してもよい。なお、転圧モードの判定は、上記以外の方法によって行われてもよい。そして、表示制御部３０８は、作業モード決定部２０９によって作業モードが転圧モードであると判定された場合に、制御線を非表示とするようにしてもよい。
【０１２３】
上記実施形態においては、転圧モードと判定された場合に制御線を非表示としていたが、その例に限られず、例えば整地モードと判定された場合に制御線を非表示とするようにしてもよい。整地モードとは、バケット底面１１３Ａで土砂を地盤に擦り付けることで地盤を整える作業モードである。整地モード（整地作業）においては、バケット底面１１３Ａを目標面に向けた状態でバケット底面１１３Ａを目標面に擦り付けるため、バケット底面１１３Ａと目標面とのなす角度θとに基づいて整地モードと判定してもよいし、その他の方法に基づき整地モードを判定してもよい。
【０１２４】
また、他の実施形態においては、複数の装置によって表示制御装置としての機能が実現されてもよい。例えば、他の実施形態において、表示制御装置１２７の機能の一部または全部が作業機制御装置１２６に備えられていてもよい。また他の実施形態において、表示制御装置１２７の機能の一部または全部が、油圧ショベル１００内に設けられる他の装置や、ネットワークを介して接続される他の装置（携帯端末やサーバ装置など）に備えられてもよい。このような場合、これらの複数の装置、またはそれらの組み合わせが表示制御装置の一例である。また、他の実施形態においては、表示制御装置１２７または入出力装置１２８が、油圧ショベル１００の外部に設置される遠隔操作席の周辺に備えられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
上記態様によれば、作業機械の制御線のオフセットの有無を切り替える場合に、作業機械のオペレータが混乱することを抑制できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１００…油圧ショベル  １１０…作業機  １１１…ブーム  １１２…アーム  １１３…バケット  １２０…旋回体  １２６…作業機制御装置  １２７…表示制御装置  １２８…入出力装置  １３０…走行体  ３００…オフセット入力部  ３０１…オフセット記憶部  ３０２…作業モード取得部  ３０３…オフセットビット取得部  ３０４…姿勢取得部  ３０５…目標施工データ記憶部  ３０６…目標線特定部  ３０７…制御線特定部  ３０８…表示制御部  ３０９…切替ビット入力部  ３１０…切替ビット記憶部  Ｇ１…目標線  Ｇ２…制御線  Ｇ３…イラスト  Ｇ４…線分  Ｇ５…転圧アイコン  Ｇ６…オフセットアイコン
【図１】
2019049309.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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