(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケットを含む作業機を有する掘削機械の表示システムであって、
前記バケットの位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、
前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、
前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、
前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を前記底面以外の部分とは異なる表示形態で示す直線画像を含む前記バケットの側面図を、前記目標施工面の画像とともに前記表示部に表示させる処理部と、
を含む、掘削機械の表示システム。
【請求項２】
前記処理部は、
前記バケットの画像を前記直線画像とは別個に生成し、前記直線画像とは異なる表示形態で前記直線画像とともに前記表示部に表示させる、請求項１に記載の掘削機械の表示システム。
【請求項３】
前記処理部は、
前記バケットの底面と前記目標施工面とが平行になる前と、平行になった後とで、前記直線画像の表示態様を異ならせる、請求項１又は請求項２に記載の掘削機械の表示システム。
【請求項４】
前記処理部は、
前記バケットの底面と前記目標施工面との角度によって、前記直線画像の表示態様を異ならせる、請求項１又は請求項２に記載の掘削機械の表示システム。
【請求項５】
前記処理部は、
前記バケットの底面と前記目標施工面との距離によって、前記直線画像の表示態様を異ならせる、請求項１又は請求項２に記載の掘削機械の表示システム。
【請求項６】
バケットを含む作業機を有する掘削機械の表示システムであって、
前記バケットの刃先の位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、
前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、
前記バケットの画像及び前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、
前記バケットを側面から見たときの画像及び前記目標施工面の画像を前記表示部に表示させ、かつ、前記バケットの位置情報及び前記バケットの寸法の情報を用いて、前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を前記底面以外の部分とは異なる表示形態で示す直線画像を含む前記バケットの側面図を、前記表示部に表示させる処理部と、
前記直線画像の表示と非表示とを切り換える表示切替装置と、
を含む、掘削機械の表示システム。
【請求項７】
バケットを含む作業機を有する掘削機械の表示システムであって、
前記バケットの位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、
前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、
前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、
前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を示す直線画像と、前記直線画像とは異なる表示形態で、前記底面に対応する部分以外の前記バケットの画像を前記表示部に表示させる処理部と、
を含む、掘削機械の表示システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の掘削機械の表示システムを備えた掘削機械。
【請求項９】
バケットを含む作業機と、少なくとも施工対象の目標形状を示す目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、を有する掘削機械の前記表示部に画像を表示させるにあたり、
前記目標施工面の画像を前記表示部に表示することと、
前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を、前記底面以外の部分とは異なる表示形態で示す直線画像を含む前記バケットの側面図を前記表示部に表示することと、
を含む、画像表示方法。
【請求項１０】
バケットを含む作業機を有する掘削機械の表示システムであって、
前記バケットの位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、
前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、
前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、
前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を抽出して生成した直線画像を、前記目標施工面の画像とともに前記表示部に表示させる処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記バケットの底面と前記目標施工面とが平行になる前と、平行になった後とで、前記直線画像の表示態様を異ならせる、掘削機械の表示システム。
【請求項１１】
バケットを含む作業機を有する掘削機械の表示システムであって、
前記バケットの位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、
前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、
前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、
前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を抽出して生成した直線画像を、前記目標施工面の画像とともに前記表示部に表示させる処理部と、
を含み、
前記処理部は、
前記バケットの底面と前記目標施工面との角度によって、前記直線画像の表示態様を異ならせる、掘削機械の表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削機械の表示システム、掘削機械及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の掘削機械は、オペレータが操作レバーを操作することで、バケットを含む作業機が駆動されて、作業対象の地面等を掘削する。例えば、特許文献１には、バケットの底部の勾配を画面に数値で示すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
油圧ショベル等の掘削機械を用い、施工対象の設計面の一部を目標施工面とし、目標施工面が形成されるように施工対象の地面を掘削する場合、掘削機械のオペレータは、目標施工面と作業機との位置関係に関する情報を必要とする。特許文献１に記載された技術は、バケットの底部の勾配が数値で示されるが、オペレータに、目標施工面とバケットを含む作業機との位置関係に関する情報を理解しやすく提供できない可能性がある。【０００５】
本発明は、掘削機械のオペレータが施工を進めるにあたって、オペレータに対して施工状態に関する情報を理解しやすく提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、バケットを含む作業機及び前記作業機が取り付けられる本体部を有する掘削機械の表示システムであって、前記バケットの位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を抽出して生成した直線画像を、前記目標施工面の画像とともに前記表示部に表示させる処理部と、を含む、掘削機械の表示システムである。【０００７】
前記処理部は、前記バケットの画像を前記直線画像とは別個に生成し、前記直線画像とは異なる表示形態で前記直線画像とともに前記表示部に表示させることが好ましい。【０００８】
前記表示部は、さらに前記バケットの画像を前記直線画像とともに表示することが好ましい。【０００９】
前記処理部は、前記バケットの底面と前記目標施工面との角度によって、前記直線画像の表示態様を異ならせることが好ましい。【００１０】
前記処理部は、前記バケットの底面と前記目標施工面との距離によって、前記直線画像の表示態様を異ならせることが好ましい。【００１１】
本発明は、バケットを含む作業機及び前記作業機が取り付けられる本体部を有する掘削機械の表示システムであって、前記バケットの刃先の位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、前記バケットの画像及び前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、前記バケットを側面から見たときの画像及び前記目標施工面の画像を前記表示部に表示させ、かつ、前記バケットの位置情報及び前記バケットの寸法の情報を用いて、前記バケットを側面から見たときの底面に対応した位置に直線画像を生成して前記表示部に表示させる処理部と、前記直線画像の表示と非表示とを切り換える表示切替装置と、を含む、掘削機械の表示システムである。【００１２】
本発明は、バケットを含む作業機及び前記作業機が取り付けられる本体部を有する掘削機械の表示システムであって、前記バケットの位置情報を生成するバケット位置情報生成部と、前記バケットの寸法の情報及び施工対象の目標形状を示す目標施工面の情報を記憶する記憶部と、前記目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、前記バケットを側面から見たときの底面に対応する部分を示す直線画像と、前記直線画像とは異なる表示形態で、前記底面に対応する部分以外の前記バケットの画像を前記表示部に表示させる処理部と、を含む、掘削機械の表示システムである。【００１３】
本発明は、前述した掘削機械の表示システムを備えた掘削機械である。【００１４】
本発明は、バケットを含む作業機と、前記作業機が取り付けられる本体部と、少なくとも施工対象の目標形状を示す目標施工面の画像を画面に表示する表示部と、を有する掘削機械の前記表示部に画像を表示させるにあたり、前記目標施工面の画像を前記表示部に表示することと、前記バケットを側面から見たときの前記底面に対応する部分を抽出して直線画像を生成して前記表示部に表示することと、を含む、画像表示方法である。【００１５】
本発明は、掘削機械のオペレータが施工を進めるにあたって、オペレータに対して施工状態に関する情報を理解しやすく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態に係る油圧ショベルの斜視図である。
【図２】図２は、油圧ショベルの側面図である。
【図３】図３は、油圧ショベルの背面図である。
【図４】図４は、油圧ショベルが備える制御系を示すブロック図である。
【図５】図５は、設計地形データによって示される設計地形を示す図である。
【図６】図６は、案内画面の一例を示す図である。
【図７−１】図７−１は、案内画面の一例を示す図である。
【図７−２】図７−２は、案内画面の一例を示す図である。
【図８】図８は、直線画像を表示部に表示するにあたって、バケットの位置情報を求める手法の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、直線画像を表示部に表示するにあたって、バケットの位置情報を求める手法の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、直線画像を生成するために必要なバケットの情報を示す側面図である。
【図１１】図１１は、バケットの底面の長さを求める方法を説明するための図である。
【図１２】図１２は、法面施工用のバケットから直線画像を生成するために必要な情報を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
＜掘削機械の全体構成＞
図１は、本実施形態に係る油圧ショベル１００の斜視図である。図２は、油圧ショベル１００の側面図である。図３は、油圧ショベル１００の背面図である。図４は、油圧ショベル１００が備える制御系を示すブロック図である。図５は、設計地形データによって示される設計地形を示す図である。
【００１９】
本実施形態において、掘削機械としての油圧ショベル１００は、本体部としての車両本体１と作業機２とを有する。車両本体１は、旋回体としての上部旋回体３と走行装置５とを有する。上部旋回体３は、機械室３ＥＧの内部に、図示しない動力発生装置及び油圧ポンプ等の装置を収容している。機械室３ＥＧは、上部旋回体３の一端側に配置されている。
【００２０】
本実施形態において、油圧ショベル１００は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関を動力発生装置としているが、油圧ショベル１００はこのようなものに限定されない。油圧ショベル１００は、例えば、内燃機関と発電電動機と蓄電装置とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド方式の動力発生装置を備えるもの等であってもよい。
【００２１】
上部旋回体３は、運転室４を有する。運転室４は、上部旋回体３の他端側に載置されている。すなわち、運転室４は、機械室３ＥＧが配置されている側とは反対側に配置されている。運転室４内には、図４に示す、表示入力装置３８及び操作装置２５が配置される。これらについては後述する。上部旋回体３の下には、走行装置５が備えられている。走行装置５は、履帯５ａ、５ｂを有している。走行装置５は、油圧モータ５ｃが駆動し、履帯５ａ、５ｂが回転することにより走行して、油圧ショベル１００を走行させる。作業機２は、上部旋回体３の運転室４の側方側に取り付けられている。
【００２２】
なお、油圧ショベル１００は、履帯５ａ、５ｂの代わりにタイヤを備え、図示しないディーゼルエンジンの駆動力を、トランスミッションを介してタイヤへ伝達して走行可能な走行装置を備えたものであってもよい。例えばこのような形態の油圧ショベル１００としてホイール式油圧ショベルであってもよい。
【００２３】
上部旋回体３は、作業機２及び運転室４が配置されている側が前であり、機械室３ＥＧが配置されている側が後である。前に向かって左側が上部旋回体３の左であり、前に向かって右側が上部旋回体３の右である。また、油圧ショベル１００又は車両本体１は、上部旋回体３を基準として走行装置５側が下であり、走行装置５を基準として上部旋回体３側が上である。油圧ショベル１００が水平面に設置されている場合、下は鉛直方向、すなわち重力の作用方向側であり、上は鉛直方向とは反対側である。上部旋回体３の上には、手すり９が設けられている。図１に示すように、手すり９には、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real  Time  Kinematic-Global  Navigation  Satellite  Systems、ＧＮＳＳは全地球航法衛星システムをいう）用の２個のアンテナ２１、２２（以下、適宜ＧＮＳＳアンテナ２１、２２という）が、着脱可能に取り付けられている。
【００２４】
作業機２は、ブーム６と、アーム７と、バケット８と、ブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２と、を有する。ブーム６の基端部は、ブームピン１３を介して車両本体１の前部に回動可能に取り付けられている。アーム７の基端部は、アームピン１４を介してブーム６の先端部に回動可能に取り付けられている。アーム７の先端部には、バケットピン１５を介してバケット８が取り付けられている。
【００２５】
バケット８は、複数の刃８Ｂを備えている。複数の刃８Ｂは、バケット８のバケットピン１５が取り付けられる側とは反対側の端部、すなわちバケット８のバケットピン１５が取り付けられる側から最も離れた端部に取り付けられている。複数の刃８Ｂは、バケットピン１５と平行な方向に、１列に配列されている。刃先８Ｔは、刃８Ｂの先端部である。刃先８Ｔは、作業機２が掘削力を発生するバケット８の先端である。
【００２６】
バケット８は、ピン１６を介してバケットシリンダ１２と連結されており、バケットシリンダ１２が伸縮することで、バケット８が回動する。つまり、バケット８は、アーム７の延在方向と直交する軸を中心として回動する。ブームピン１３とアームピン１４とバケットピン１５とは、いずれも平行な位置関係に配置されている。すなわち、それぞれのピンの中心軸は、互いに平行な位置関係になっている。
【００２７】
なお、以下に示す「直交」とは、空間上で、２つの線（又は軸）同士、線（又は軸）と面又は面と面、といった２つの対象が直交する位置関係を意味する。例えば、一つの線（又は軸）が含まれる平面と、他の線（又は軸）が含まれる平面とが平行であって、それらの面のどちらかの面に対し垂直方向から見た場合、一つの線と他の線とが直交している状態も、一つの線と他の線とは直交していると表現する。線（軸）と面とが直交している状態、面と面とが直交している状態も同様に、直交していると表現する。
【００２８】
図２に示すように、ブーム６の長さ、すなわち、ブームピン１３の中心軸線からアームピン１４の中心軸線までの長さは、Ｌ１である。アーム７の長さ、すなわち、アームピン１４の中心軸線からバケットピン１５の中心軸線ＡＸ１までの長さはＬ２である。バケット８の長さ、すなわち、バケットピン１５の中心軸線ＡＸ１から刃先８Ｔまでの長さはＬ３である。バケット８の長さは、バケットピン１５の中心軸線ＡＸ１と直交し、バケット８の刃先８Ｔを通る軸線ＡＸ３に沿った長さである。
【００２９】
図１に示すブームシリンダ１０とアームシリンダ１１とバケットシリンダ１２とは、それぞれ作動油の圧力（以下、適宜油圧という）又は流量に応じて伸縮と速度が調整されて動作する油圧シリンダである。ブームシリンダ１０はブーム６を動作させるものであり、ブームピン１３の中心軸を中心としてブーム６を上下に回動させる。アームシリンダ１１は、アーム７を動作させるものであり、アームピン１４の中心軸を中心としてアーム７を回動させる。バケットシリンダ１２は、バケット８を動作させるものであり、バケットピン１５の中心軸を中心としてバケット８を回動させる。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２等の油圧シリンダと、図４に示す油圧ポンプ４７との間には、図４に示す作業用制御弁３７Ｗが配置されている。後述する作業機用電子制御装置２６が作業用制御弁３７Ｗを制御することにより、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２に供給される作動油の流量が制御される。その結果、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２の動作が制御される。
【００３０】
図２及び図４に示すように、ブーム６とアーム７とバケット８とには、それぞれ第１ストロークセンサ１８Ａと第２ストロークセンサ１８Ｂと第３ストロークセンサ１８Ｃとが設けられている。これらの第１ストロークセンサ１８Ａ、第２ストロークセンサ１８Ｂ及び第３ストロークセンサ１８Ｃは、作業機２の姿勢を検出する姿勢検出部である。第１ストロークセンサ１８Ａは、ブームシリンダ１０のストローク長さを検出する。
【００３１】
図４に示す表示制御装置３９は、第１ストロークセンサ１８Ａが検出したブームシリンダ１０のストローク長さから、後述する車両本体座標系のＺａ軸に対するブーム６の傾斜角度θ１を算出する。第２ストロークセンサ１８Ｂは、アームシリンダ１１のストローク長さを検出する。表示制御装置３９は、第２ストロークセンサ１８Ｂが検出したアームシリンダ１１のストローク長さから、ブーム６に対するアーム７の傾斜角度θ２を算出する。第３ストロークセンサ１８Ｃは、バケットシリンダ１２のストローク長さを検出する。表示制御装置３９は、第３ストロークセンサ１８Ｃが検出したバケットシリンダ１２のストローク長さから、アーム７に対するバケット８の傾斜角度θ３を算出する。
【００３２】
図２に示すように、車両本体１は、位置検出部１９を備える。位置検出部１９は、油圧ショベル１００の現在位置を検出する。位置検出部１９は、ＧＮＳＳアンテナ２１、２２と、グローバル座標演算部２３と、傾斜角度センサ２４とを含む。位置検出部１９は、３次元位置センサを含んでいてもよい。ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、車両本体１、より具体的には上部旋回体３の上に設置される。本実施形態において、ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、例えば、図２及び図３に示す車両本体座標系［Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ］のＹａ軸と平行な軸線に沿って一定距離だけ離して設置される。
【００３３】
上部旋回体３並びにこれに取り付けられた作業機２及びバケット８は、所定の旋回中心軸を中心として回動する。車両本体座標系［Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ］は、車両本体１の座標系である。本実施形態において、車両本体座標系［Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ］は、作業機２等の旋回中心軸をＺａ軸とし、Ｚａ軸と直交し、かつ作業機２の動作平面と平行な軸をＸａ軸とし、Ｚａ軸とＸａ軸とに直交する軸をＹａ軸とする。作業機２の動作平面とは、例えば、ブームピン１３と直交する平面である。Ｘａ軸は上部旋回体３の前後方向に対応し、Ｙａ軸は上部旋回体３の幅方向に対応する。
【００３４】
ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、上部旋回体３の上であって、油圧ショベル１００の前後方向（図２及び図３に示す車両本体座標系［Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ］のＸａ軸の方向）又は左右方向（図２及び図３に示す車両本体座標系［Ｘａ、Ｙａ、Ｚａ］のＹａ軸の方向）に離れた両端位置に設置されることが好ましい。前述したように、本実施形態において、ＧＮＳアンテナ２１、２２は、図１に示すように、上部旋回体３の幅方向両側にそれぞれ取り付けられた手すり９に取り付けられる。ＧＮＳＳアンテナ２１、２２が上部旋回体３に取り付けられる位置は手すり９に限定されるものではないが、ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、可能な限り離れた位置に設置される方が、油圧ショベル１００の現在位置の検出精度が向上するので好ましい。また、ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、オペレータの視界を極力妨げない位置に設置されることが好ましい。ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、上部旋回体３の上であって、図１に示す上部旋回体３の後端に設けられたカウンタウエイト３ＣＷ又は運転室４の後方に設置されてもよい。
【００３５】
ＧＮＳＳアンテナ２１、２２で受信されたＧＮＳＳ電波に応じた信号は、グローバル座標演算部２３に入力される。ＧＮＳＳアンテナ２１は、自身の設置位置を示す基準位置データＰ１を測位衛星から受信する。ＧＮＳＳアンテナ２２は、自身の設置位置を示す基準位置データＰ２を測位衛星から受信する。ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、例えば１０Ｈｚ周期で基準位置データＰ１、Ｐ２を受信する。基準位置データＰ１、Ｐ２は、ＧＮＳＳアンテナが設置されている位置の情報である。ＧＮＳＳアンテナ２１、２２は、基準位置データＰ１、Ｐ２を受信する毎に、グローバル座標演算部２３に出力する。
【００３６】
グローバル座標演算部２３は、グローバル座標系で表される２つの基準位置データＰ１、Ｐ２（複数の基準位置データ）を取得する。グローバル座標演算部２３は、２つの基準位置データＰ１、Ｐ２に基づいて、上部旋回体３の配置を示す旋回体配置データを生成する。本実施形態において、旋回体配置データには、２つの基準位置データＰ１、Ｐ２の一方の基準位置データＰと、２つの基準位置データＰ１、Ｐ２に基づいて生成された旋回体方位データＱとが含まれる。旋回体方位データＱは、ＧＮＳＳアンテナ２１、２２が取得した基準位置データＰから決定される方位が、グローバル座標の基準方位（例えば北）に対してなす角に基づいて決定される。旋回体方位データＱは、上部旋回体３、すなわち作業機２が向いている方位を示している。グローバル座標演算部２３は、例えば１０Ｈｚの周波数でＧＮＳＳアンテナ２１、２２から２つの基準位置データＰ１、Ｐ２を取得する毎に、旋回体配置データ、すなわち基準位置データＰと旋回体方位データＱとを更新して、表示制御装置３９に出力する。
【００３７】
図３に示すように、傾斜角度センサ２４は、上部旋回体３に取り付けられている。傾斜角度センサ２４は、重力の作用する方向、すなわち鉛直方向Ｎｇに対する車両本体１の幅方向の傾斜角度θ４（以下、適宜ロール角度θ４という）を検出する。傾斜角度センサ２４は、例えば、ＩＭＵ（Inertial  Measurement  Unit：慣性計測装置）であってもよい。本実施形態において、バケット８の幅方向とは、複数の刃先８Ｔを結んだ直線と平行な方向である。バケット８の幅方向は、上部旋回体３の幅方向、すなわち上部旋回体３の左右方向と一致する。上述したように、車両状態検出部としての位置検出部１９及び姿勢検出部は、掘削機械、本実施形態では油圧ショベル１００の現在位置及び姿勢といった車両状態を検出することができる。
【００３８】
図４に示すように、油圧ショベル１００は、操作装置２５と、作業機用電子制御装置２６と、車両制御装置２７と、掘削機械の表示システム（以下、適宜表示システムという）１０１を備える。操作装置２５は、操作部としての作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒと、作業機操作検出部３２Ｌ、３２Ｒ及び走行操作検出部３４Ｌ、３４Ｒとを有する。本実施形態において、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、パイロット圧方式のレバーであるが、これに限定されない。作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、例えば、電気方式のレバーであってもよい。作業機操作検出部３２Ｌ、３２Ｒ及び走行操作検出部３４Ｌ、３４Ｒは、操作部としての作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒに対する入力を検出する操作検出部として機能する。
【００３９】
作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒは、オペレータが作業機２又は上部旋回体３を操作するための部材であり、例えば、ジョイスティックのような握り部分と棒材とを備えた操作レバーである。このような構造の作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒは、握り部を握って前後左右に傾倒させることが可能である。図４に示すように、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒの各々に対し作業機操作検出部３２Ｌ、３２Ｒのそれぞれが対応している。運転室４内の図示しない運転席の左右に、作業機操作部材３１Ｌ又は作業機操作部材３１Ｒが設置されている。例えば左に設置された作業機操作部材３１Ｌを操作することで、アーム７及び上部旋回体３を動作させることができ、右に設置された作業機操作部材３１Ｒを操作することで、バケット８及びブーム６を動作させることができる。
【００４０】
作業機操作検出部３２Ｌ、３２Ｒは、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒに対する入力、すなわち操作内容に応じてパイロット圧を発生させ、車両制御装置２７が備える作業用制御弁３７Ｗに発生した作動油のパイロット圧を供給する。このパイロット圧の大きさに応じて、作業用制御弁３７Ｗが動作して、図１に示すブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２等に、図示しない油圧ポンプから作動油が供給される。作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒが電気方式のレバーである場合、作業機操作検出部３２Ｌ、３２Ｒは、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒに対する入力、すなわち操作内容を、例えば、ポテンショメータ等を用いて検出し、入力を電気信号（検出信号）に変換して作業機用電子制御装置２６へ送る。作業機用電子制御装置２６は、この検出信号に基づいて、作業用制御弁３７Ｗを制御する。
【００４１】
走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、オペレータが油圧ショベル１００の走行を操作するための部材である。走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、例えば、握り部と棒材とを備えた操作レバー（以下、適宜走行レバーと称呼する）である。このような走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、オペレータが握り部を握って前後に傾倒させることが可能である。走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、２つの操作レバーを同時に前に傾倒すれば油圧ショベル１００が前進し、後ろに傾倒すれば油圧ショベル１００は後進する。また、走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、オペレータが足で踏むことで操作が可能な図示しないペダルであって、シーソー式のペダルである。ペダルの前側又は後側のいずれかを踏むことで前述した操作レバーと同様にパイロット圧が発生し、走行用制御弁３７Ｄが制御され、油圧モータ５ｃが駆動し油圧ショベル１００を前進又は後進させることができる。２つのペダルを同時に、かつ前側を踏めば油圧ショベル１００は前進し、後側を踏めば油圧ショベル１００は後進する。あるいは、片方のペダルの前側又は後側を踏めば、履帯５ａ、５ｂの片側のみが回転し、油圧ショベル１００を旋回させることができる。
【００４２】
このように、オペレータは、油圧ショベル１００を走行させたい場合、手で操作レバーを前後に傾倒させるか又は足でペダルの前側又は後側を踏むかのうちいずれか一方を実行すれば、走行装置５の油圧モータ５ｃを駆動させることができる。図４に示すように、走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒの各々に対し走行操作検出部３４Ｌ、３４Ｒのそれぞれが対応している。運転室４内の図示しないオペシートの前方に左右に並んで走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒが設置されている。左側に設置された走行操作部材３３Ｌを操作することで、図１に示す左側の油圧モータ５ｃを駆動させて左側の履帯５ｂを動作させることができる。右側に設置された走行操作部材３３Ｒを操作することで、右側の油圧モータ５ｃを駆動させて右側の履帯５ａを動作させることができる。
【００４３】
走行操作検出部３４Ｌ、３４Ｒは、走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒに対する入力、すなわち操作内容に応じてパイロット圧を発生させ、車両制御装置２７が備える走行用制御弁３７Ｄに発生したパイロット圧を供給する。このパイロット圧の大きさに応じて、走行用制御弁３７Ｄが動作して、図１に示す走行用の油圧モータ５ｃに作動油が供給される。走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒが電気方式のレバーである場合、走行操作検出部３４Ｌ、３４Ｒは、走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒに対する入力、すなわち操作内容を、例えばポテンショメータ等を用いて検出し、入力を電気信号（検出信号）に変換して作業機用電子制御装置２６へ送る。作業機用電子制御装置２６は、この検出信号に基づいて、走行用制御弁３７Ｄを制御する。
【００４４】
図４に示すように、作業機用電子制御装置２６は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）及びＲＯＭ（Read  Only  Memory）の少なくとも一方を含む作業機側記憶部３５及びＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の演算部３６を有している。作業機用電子制御装置２６は、主として作業機２及び上部旋回体３の動作を制御する。作業機側記憶部３５には、作業機２を制御するためのコンピュータプログラム、本実施形態に係る掘削機械の表示用コンピュータプログラム及び車両本体座標系の座標の情報等が記憶されている。図４に示す表示システム１０１は、作業機用電子制御装置２６と表示制御装置３９とが分離されているが、このような形態に限定されない。例えば、表示システム１０１は、作業機用電子制御装置２６と表示制御装置３９とが分離されずに一体とされた制御装置であってもよい。
【００４５】
車両制御装置２７は、油圧制御弁等を備えた油圧機器であって、走行用制御弁３７Ｄ及び作業用制御弁３７Ｗを有している。これらは、比例制御弁であって、作業機操作検出部３２Ｌ、３２Ｒ及び走行操作検出部３４Ｌ、３４Ｒからのパイロット圧によって制御される。作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒが電気方式のレバーである場合、走行用制御弁３７Ｄ及び作業用制御弁３７Ｗは、作業機用電子制御装置２６からの制御信号に基づいて制御される。
【００４６】
走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒがパイロット圧方式の走行レバーである場合、油圧ショベル１００のオペレータがこれらに入力を与えて操作すると、走行操作検出部３４Ｌ、３４Ｒからのパイロット圧に応じた流量の作動油が走行用制御弁３７Ｄから流出し、走行用の油圧モータ５ｃに供給される。走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒの片方又は両方が操作されると、図１に示す左右の油圧モータ５ｃの片方又は両方が駆動する。その結果、履帯５ａ、５ｂの少なくとも一方が回転して、油圧ショベル１００が前後進走行し又は旋回する。
【００４７】
車両制御装置２７は、走行用制御弁３７Ｄに供給されるパイロット圧の大きさを検出して対応する電気信号を生成する油圧センサ３７Ｓｌｆ、３７Ｓｌｂ、３７Ｓｒｆ、３７Ｓｒｂを備えている。油圧センサ３７Ｓｌｆは左前進のパイロット圧を検出し、油圧センサ３７Ｓｌｂは左後進のパイロット圧を検出し、油圧センサ３７Ｓｒｆは右前進のパイロット圧を検出し、油圧センサ３７Ｓｒｂは右後進のパイロット圧を検出する。作業機用電子制御装置２６は、油圧センサ３７Ｓｌｆ、３７Ｓｌｂ、３７Ｓｒｆ、３７Ｓｒｂが検出し、生成した作動油のパイロット圧の大きさを示す電気信号を取得する。この電気信号は、エンジン又は油圧ポンプの制御又は後述する施工管理装置の動作等に使用される。前述したように、本実施形態では、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒは、パイロット圧方式のレバーである。この場合、油圧センサ３７Ｓｌｆ、３７Ｓｌｂ、３７Ｓｒｆ、３７Ｓｒｂ及び後述する油圧センサ３７ＳＢＭ、３７ＳＢＫ、３７ＳＡＭ、３７ＳＲＭが、操作部としての作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒに対する入力を検出する操作検出部として機能する。
【００４８】
作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒがパイロット圧方式の操作レバーである場合、油圧ショベル１００のオペレータがこれらの操作レバーを操作すると、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒの操作に応じて発生したパイロット圧に対応した流量の作動油が作業用制御弁３７Ｗから流出する。作業用制御弁３７Ｗから流出した作動油は、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２及び旋回モータの少なくとも１つに供給される。そして、図１に示すブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２及び旋回モータのうちの少なくとも１つは、作業用制御弁３７Ｗから供給された作動油によって、各シリンダは伸縮動作し、旋回モータは旋回駆動される。その結果、作業機２及び上部旋回体３の少なくとも一方が動作する。
【００４９】
車両制御装置２７は、作業用制御弁３７Ｗに供給されるパイロット圧の大きさを検出して電気信号を生成する油圧センサ３７ＳＢＭ、３７ＳＢＫ、３７ＳＡＭ、３７ＳＲＭを備えている。油圧センサ３７ＳＢＭはブームシリンダ１０に対応するパイロット圧を検出し、油圧センサ３７ＳＡＭはアームシリンダ１１に対応するパイロット圧を検出し、油圧センサ３７ＳＢＫはバケットシリンダ１２に対応するパイロット圧を検出し、油圧センサ３７ＳＲＭは旋回モータに対応するパイロット圧を検出する。作業機用電子制御装置２６は、油圧センサ３７ＳＢＭ、３７ＳＢＫ、３７ＳＡＭ、３７ＳＲＭが検出し、生成したパイロット圧の大きさを示す電気信号を取得する。この電気信号は、エンジン又は油圧ポンプの制御等に使用される。
【００５０】
本実施形態において、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ及び走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒはパイロット圧方式の操作レバーであるが、これらは電気方式のレバーであってもよい。この場合、作業機用電子制御装置２６は、作業機操作部材３１Ｌ、３１Ｒ又は走行操作部材３３Ｌ、３３Ｒの操作に応じて作業機２、上部旋回体３又は走行装置５を動作させるための制御信号を生成して、車両制御装置２７に出力する。
【００５１】
車両制御装置２７は、作業機用電子制御装置２６からの制御信号に基づいて作業用制御弁３７Ｗ及び走行用制御弁３７Ｄが制御される。作業機用電子制御装置２６からの制御信号に応じた流量の作動油が作業用制御弁３７Ｗから流出し、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２の少なくとも１つに供給される。図１に示すブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２は、作業用制御弁３７Ｗから供給された作動油に応じて駆動される。その結果、作業機２が動作する。
【００５２】
＜掘削機械の表示システム１０１＞
掘削機械の表示システム（以下、適宜表示システムと称する）１０１は、作業エリア内の地面を油圧ショベル１００によって掘削して後述する設計面のような形状に施工するための情報をオペレータに提供するためのシステムである。表示システム１０１は、前述したグローバル座標演算部２３及び傾斜角度センサ２４の他に、第１ストロークセンサ１８Ａ、第２ストロークセンサ１８Ｂ、第３ストロークセンサ１８Ｃといった各ストロークセンサと、表示装置としての表示入力装置３８と、表示制御装置３９と、作業機用電子制御装置２６と、警報音を報知させるためのスピーカ等を含む音発生装置４６とを含む。また、表示システム１０１は、図２に示す位置検出部１９を備えている。便宜上、図４には、位置検出部１９のうちグローバル座標演算部２３及び傾斜角度センサ２４を示してあり、２個のアンテナ２１、２２は省略している。
【００５３】
表示入力装置３８は、入力部４１と、表示部４２とを有する表示装置である。入力部４１の例としては、ボタン、キーボード若しくはタッチパネル又はこれらの組合せが挙げられる。表示部４２の例としては、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）又は有機ＥＬ（Electro  Luminescence）ディスプレイといった表示パネルが挙げられる。表示入力装置３８は、作業機２を用いた掘削を行うための情報をオペレータに提供するための案内画面を表示する。また、案内画面には、各種のキーが表示される。操作者としてのオペレータは、案内画面上の各種のキーに触れることにより、表示システム１０１の各種の機能を実行させることができる。案内画面については後述する。
【００５４】
表示制御装置３９は、表示システム１０１の各種の機能を実行する。表示制御装置３９は、ＲＡＭ及びＲＯＭの少なくとも一方を含む記憶部４３、ＣＰＵ等の処理部４４を有する電子制御装置である。記憶部４３は、作業機データを記憶している。作業機データは、前述したブーム６の長さＬ１、アーム７の長さＬ２及びバケット８の長さＬ３を含む。バケット８が交換された場合、作業機データとしてのバケット８の長さＬ３は、交換されたバケット８の寸法に応じた値が入力部４１から入力され記憶部４３に記憶される。また、作業機データは、ブーム６の傾斜角度θ１と、アーム７の傾斜角度θ２と、バケット８の傾斜角度θ３とのそれぞれの最小値及び最大値を含む。記憶部４３には、画像表示用のコンピュータプログラムが記憶されている。処理部４４は、記憶部４３に記憶された本実施形態に係る画像表示用のコンピュータプログラムを読み出して実行することにより、案内画面を表示部４２に表示させたり、掘削中での作業機２及びバケット８と目標施工面との位置関係等に関する情報を表示部４２に表示させたり、油圧ショベル１００のオペレータにバケット８の操作を案内するための姿勢情報を、表示部４２に表示させたりする。
【００５５】
表示制御装置３９と作業機用電子制御装置２６とは、無線又は有線の通信手段を介して互いに通信可能となっている。表示制御装置３９の記憶部４３は、予め作成された設計地形データを記憶している。設計地形データは、３次元の設計地形の形状及び位置に関する情報であり、図５に示す設計面４５の情報となる。設計地形は、作業対象となる地面の目標形状を示す。表示制御装置３９は、設計地形データ及び前述した各種のセンサからの検出結果等の情報に基づいて、案内画面を表示入力装置３８に表示させる。具体的には、図５に示すように、設計地形は、三角形ポリゴンによってそれぞれ表現される複数の設計面４５によって構成されている。なお、図５では、複数の設計面のうち１つのみに符号４５が付されており、他の設計面の符号は省略されている。作業対象は、これらの設計面４５のうち１つ又は複数である。オペレータは、これらの設計面４５のうち１つ又は複数を目標施工面７０として選択する。目標施工面７０は、複数の設計面４５のうち、これから掘削される面である。目標施工面７０は、施工対象の目標形状を示す。目標施工面７０は、設計面４５のうち１つ又は複数であり、設計面４５は記憶部４３に記憶された設計地形データによって特定される。したがって、表示制御装置３９の記憶部４３は、目標施工面７０の情報を記憶することになる。表示制御装置３９は、目標施工面７０の位置をオペレータに知らせるための案内画面を表示入力装置３８に表示させる。
【００５６】
＜案内画面＞
図６、図７−１及び図７−２は、案内画面の一例を示す図である。案内画面は、目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの位置関係を示し、作業対象である地面が目標施工面７０と同じ形状になるように油圧ショベル１００のオペレータに対して作業機２の操作を案内させるための画面である。図６、図７−１及び図７−２に示すように、案内画面は、粗掘削モードの案内画面（以下、適宜粗掘削画面５３という）と、繊細掘削モードの案内画面（以下、適宜繊細掘削画面５４という）とを含む。
【００５７】
（粗掘削画面５３の一例）
図６に示す粗掘削画面５３は、表示部４２の画面４２Ｐに表示される。粗掘削画面５３は、作業エリアの設計地形（目標施工面７０を含む設計面４５）と油圧ショベル１００の現在位置とを示す正面図５３ａと、目標施工面７０と油圧ショベル１００との位置関係を示す側面図５３ｂとを含む。粗掘削画面５３の正面図５３ａは、複数の三角形ポリゴンによって正面視による設計地形を表現している。図６の正面図５３ａに示すように、表示制御装置３９は、複数の三角形ポリゴンをまとめて設計面４５又は目標施工面７０として表示部４２に表示させる。図６は、設計地形が法面である場合に、油圧ショベル１００が法面に向かい合った状態を示している。したがって、正面図５３ａは、油圧ショベル１００が傾いたときには設計地形を表す設計面４５も傾くことになる。正面図５３ａは、設計地形（目標施工面７０を含む設計面４５）と油圧ショベル１００の現在位置とを鳥瞰図のような３次元形態で表示するものであってもよい。
【００５８】
また、複数の設計面４５（図６では１つのみに符号を付している）から目標作業対象として選択された目標施工面７０は、他の設計面４５と異なる色で表示される。なお、図６の正面図５３ａでは、油圧ショベル１００の現在位置が、油圧ショベル１００を背面から見たアイコン６１で示されているが、他のシンボルによって示されてもよい。また、正面図５３ａは、油圧ショベル１００を目標施工面７０に対して正対させるための情報を含んでいる。油圧ショベル１００を目標施工面７０に対して正対させるための情報は、正対コンパス７３として表示される。正対コンパス７３は、例えば、矢印形状の指針７３Ｉが矢印Ｒで示すように回転して、目標施工面７０に対する正対方向と油圧ショベル１００を旋回させるべき方向を案内するための絵柄又はアイコンといった姿勢情報である。
【００５９】
姿勢情報とは、バケット８の姿勢に関する情報であり、絵柄、数値又は数字等を含む。油圧ショベル１００を目標施工面７０に正対させるために、油圧ショベル１００を操作して油圧ショベル１００（バケット８）を目標施工面７０に正対させてもよい。例えば、オペレータは、走行装置５を動作させて油圧ショベル１００を移動し、油圧ショベル１００（バケット８）を目標施工面７０に正対させてもよいし、上部旋回体３を旋回させて油圧ショベル１００（バケット８）を目標施工面７０に正対させてもよい。油圧ショベル１００のオペレータは、正対コンパス７３により、目標施工面７０への正対度を確認することができる。正対コンパス７３は、目標施工面７０への正対度に応じて回転し、油圧ショベル１００又はバケット８が目標施工面７０と正対すると、例えば、オペレータから見て指針７３Ｉの指示方向が画面４２Ｐの上方に向くようになっている。例えば、図６に示すように指針７３Ｉが三角形形状の場合、三角形の頂点が指している方向が、より上方を示すほど、油圧ショベル１００又はバケット８が目標施工面７０に、より正対していることを示す。このため、オペレータは、指針７３Ｉの回転角度に基づいて油圧ショベル１００を操作することにより、容易に油圧ショベル１００又はバケット８を目標施工面７０に対して正対させることができる。
【００６０】
粗掘削画面５３の側面図５３ｂは、目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの位置関係を示す画像と、目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの間の距離を示す距離情報とを含む。具体的には、側面図５３ｂは、目標施工面線７９と、側面視による油圧ショベル１００のアイコン７５とを含む。目標施工面線７９は目標施工面７０の断面を示す。目標施工面線７９は、図５に示すように、バケット８の刃先８Ｔの現在位置を通る平面７７と設計面４５との交線８０を算出することにより求められる。交線８０は、表示制御装置３９の処理部４４が求める。
【００６１】
側面図５３ｂにおいて、目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの間の距離を示す距離情報は、グラフィック情報８４を含む。目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの間の距離は、刃先８Ｔから鉛直方向（重力方向）に目標施工面７０に向かって下ろした線が目標施工面７０と交わる点と刃先８Ｔとの距離である。また、目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの間の距離は、刃先８Ｔから目標施工面７０に垂線を下ろしたときの交点と刃先８Ｔとの距離であってもよい。刃先８Ｔから目標施工面７０に下ろした垂線と目標施工面７０とは直交する。
【００６２】
グラフィック情報８４は、バケット８の刃先８Ｔと目標施工面７０との距離をグラフィックで示した情報である。グラフィック情報８４は、バケット８の刃先８Ｔの位置を示すための案内用の指標である。具体的には、グラフィック情報８４は、インデックスバー８４ａと、インデックスバー８４ａのうちバケット８の刃先８Ｔと目標施工面７０との間の距離がゼロに相当する位置を示すインデックスマーク８４ｂとを含む。インデックスバー８４ａは、例えば複数に区切られたブロックで形成されている。インデックスバー８４ａは、バケット８の先端と目標施工面７０との最短距離に応じて、各インデックスバー８４ａが点灯するようになっている。なお、グラフィック情報８４の表示のオン／オフが油圧ショベル１００のオペレータによる入力部４１の操作により変更可能とされてもよい。
【００６３】
粗掘削画面５３に、前述したような目標施工面線７９と油圧ショベル１００との位置関係を示すために図示しない距離（数値）を表示してもよい。油圧ショベル１００のオペレータは、目標施工面線７９に沿ってバケット８の刃先８Ｔを移動させることによって、現在の地形が設計地形になるように、容易に掘削することができる。なお、粗掘削画面５３には案内画面を切り換えるための画面切換キー６５が表示される。オペレータは、画面切換キー６５を操作することにより、粗掘削画面５３から繊細掘削画面５４へ切り換えることができる。
【００６４】
（繊細掘削画面５４の一例）
図７−１に示す繊細掘削画面５４は、表示部４２の画面４２Ｐに表示される。この繊細掘削画面５４は、バケット８の刃先８Ｔが、図６に示す目標施工面７０に正対している状態を示している。繊細掘削画面５４は、粗掘削画面５３よりも目標施工面７０と油圧ショベル１００との位置関係を詳細に示している。すなわち、繊細掘削画面５４は、粗掘削画面５３よりも目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの位置関係を詳細に示している。繊細掘削画面５４は、目標施工面７０とバケット８とを示す正面図５４ａと、目標施工面７０とバケット８とを示す側面図５４ｂとを含む。繊細掘削画面５４の正面図５４ａには、正面視によるバケット８を示すアイコン８９と、正面視による目標施工面７０の断面を示す線７８（以下、適宜、正面視における目標施工面線７８という）とが含まれる。正面視とは、図１及び図２に示すバケットピン１５の中心軸の延在方向（バケット８の回動中心軸方向）と直交する方向であって、油圧ショベル１００の後方からバケット８を見ることである。
【００６５】
正面視における目標施工面線７８は、次のようにして求められる。バケット８の刃先８Ｔから、鉛直方向（重力方向）に垂線を下ろした際、その垂線を含む平面が目標施工面７０と交わった際に生じる交線が正面視における目標施工面線７８である。すなわち、グローバル座標系における正面視における目標施工面線７８となる。一方、車両本体１の上下方向の線と平行な位置関係であることを条件として、さらにバケット８の刃先８Ｔから目標施工面７０に向かって線を下ろした際に、その線を含む平面が目標施工面７０と交わった際にできる交線を正面視における目標施工面線７８としてもよい。すなわち、車両本体座標系における、正面視における目標施工面線７８となる。どちらの座標系で正面視における目標施工面線７８を表示させるかは、オペレータが入力部４１の図示しない切替キーを操作することで選択することができる。
【００６６】
繊細掘削画面５４の側面図５４ｂには、バケット８を側面から見たとき、すなわちバケット８の側面視の画像であるアイコン９０と、目標施工面線７９とが含まれる。また、繊細掘削画面５４の正面図５４ａ及び側面図５４ｂには、それぞれ、次に説明するような目標施工面７０とバケット８との位置関係を示す情報が表示される。側面視とは、図１及び図２に示すバケットピン１５の中心軸の延在方向、すなわちバケット８の回動中心軸方向から見たものであって、油圧ショベル１００の左右いずれかの一方側から見ることである。本実施形態において、側面視は、油圧ショベル１００の左側から見た場合としている。
【００６７】
正面図５４ａは、目標施工面７０とバケット８との位置関係を示す情報として、刃先８Ｔと目標施工面７０との間の車両本体座標系のＺａ又はグローバル座標系のＺ方向における距離を示す距離情報を含んでいてもよい。この距離は、バケット８の刃先８Ｔの幅方向における位置のうち目標施工面７０に対する最近接位置と、目標施工面７０との間の距離である。すなわち、前述のように、目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの間の距離は、刃先８Ｔから鉛直方向に目標施工面７０に向かって下ろした線が目標施工面７０と交わる点と、刃先８Ｔとの距離でもよい。また、目標施工面７０とバケット８の刃先８Ｔとの間の距離は、刃先８Ｔから目標施工面７０に垂線（その垂線と目標施工面７０とは直交）を下ろしたときの交点と、刃先８Ｔとの距離であってもよい。
【００６８】
繊細掘削画面５４は、前述したバケット８の刃先８Ｔと目標施工面７０との距離をグラフィックで示すグラフィック情報８４を含む。グラフィック情報８４は、粗掘削画面５３のグラフィック情報８４と同様に、インデックスバー８４ａとインデックスマーク８４ｂとを有する。前述したように、繊細掘削画面５４では、正面視における目標施工面線７８及び目標施工面線７９とバケット８の刃先８Ｔとの相対位置関係が詳細に表示される。油圧ショベル１００のオペレータは、正面視における目標施工面線７８及び目標施工面線７９に沿ってバケット８の刃先８Ｔを移動させることによって、現在の地形が３次元の設計地形と同じ形状になるように、さらに容易に精度よく掘削することができる。なお、繊細掘削画面５４には、前述した粗掘削画面５３と同様に画面切換キー６５が表示される。オペレータは、画面切換キー６５を操作することにより、繊細掘削画面５４から粗掘削画面５３へ切り換えることができる。
【００６９】
（バケット８の底面８ＢＴを示す直線画像９１）
表示制御装置３９は、本実施形態に係る画像表示方法を実行する。具体的には、表示制御装置３９は、粗掘削画面５３及び繊細掘削画面５４の少なくとも一方に、バケット８の側面視の画像であるアイコン９０とともに、バケット８の底面８ＢＴに相当する位置にバケット８の底面８ＢＴを示す直線画像９１を表示する。直線画像９１は、バケット８を側面から見たときの底面８ＢＴに対応する画像である。直線画像９１は、バケット８の側面視の画像であるアイコン９０とは異なる表示形態によって、バケット８を側面から見たときの底面８ＢＴに対応した位置に表示される。すなわち、直線画像９１とバケット８の側面視の画像であるアイコン９０とは、それぞれ異なる表示形態で表示部４２に表示される。例えば、直線画像９１がアイコン９０の輪郭線よりも太い線で表示されたり、直線画像９１がアイコン９０の輪郭線とは異なる線種又は色で表示されたりする。表示制御装置３９は、本実施形態に示すような粗掘削画面５３又は繊細掘削画面５４に表示されるような画面ではなく、少なくとも直線画像９１と目標施工面７０とを含む画面を表示するようにすればよい。この場合、表示制御装置３９は、直線画像９１及び目標施工面７０といった画像に加えて、バケット８の側面視の画像であるアイコン９０を表示部４２に表示させてもよい。また、表示制御装置３９は、直線画像９１及び目標施工面７０といった画像に加えて、バケット８を含む作業機２の側面視の画像を表示部４２に表示させるようにしてもよい。好ましくは、表示制御装置３９は、図６に示すような側面視による油圧ショベル１００のアイコン７５、直線画像９１、目標施工面７０、これらを少なくとも含む画像を表示部４２に表示させるようにすればよい。
【００７０】
直線画像９１が目標施工面７０を示す画像である目標施工面線７９とともに、粗掘削画面５３及び繊細掘削画面５４の少なくとも一方に表示されることにより、油圧ショベル１００のオペレータは、目標施工面７０とバケット８との位置関係、より具体的には目標施工面７０とバケット８の底面８ＢＴとの位置関係を把握することができる。このため、オペレータは、バケット８の底面８ＢＴを利用して施工対象を目標施工面７０に沿って施工する場合、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との平行度といった両者の位置関係を直感的かつ容易に把握することができる。その結果、バケット８の底面８ＢＴを利用して目標施工面７０に沿って施工する作業の効率が向上する。バケット８の底面８ＢＴを利用して対象の施工面に施工する作業は、例えば、転圧作業又は均し作業による施工面の平坦化作業、法面作業による施工面の成形化作業及び溝を形成するための溝掘削作業等が挙げられる。
【００７１】
図７−１に示す繊細掘削画面５４には、バケット８の側面視の画像であるアイコン９０とともに、バケット８の底面８ＢＴに相当する位置にバケット８の底面８ＢＴを示す直線画像９１が表示される。しかし、図７−２に示す繊細掘削画面５４Ａのように、直線画像９１のみが表示され、アイコン９０は表示されなくてもよい。すなわち、表示制御装置３９は、表示部４２の画面４２Ｐに、少なくとも直線画像９１及び目標施工面線７９が表示させる。
【００７２】
＜直線画像９１の生成＞
図８及び図９は、直線画像９１を表示部４２に表示するにあたって、バケット８の位置情報を求める手法の一例を説明するための図である。図８は油圧ショベル１００の側面図であり、図９は油圧ショベル１００の背面図である。直線画像９１を生成するにあたって、表示制御装置３９は、バケット８の刃先８Ｔの位置（以下、適宜刃先位置と称する）を求める。
【００７３】
本実施形態において、バケット８の位置情報は、刃先８Ｔの位置の情報である。バケット８の刃先８Ｔは、本実施形態において車両本体座標系ＣＯＭで取り扱われるので、刃先８Ｔの位置の情報は、例えば、車両本体座標系ＣＯＭにおける刃先８Ｔの座標である。表示制御装置３９は、図８に示すように、上部旋回体３の旋回中心軸上に車両本体座標系ＣＯＭのＺａ軸が位置するようにする。本例では、油圧ショベル１００の前後方向、すなわち車両本体座標系ＣＯＭのＸａ軸方向が、グローバル座標系ＣＯＧのＸ軸方向に対して傾斜しているものとする。また、車両本体座標系ＣＯＭでのブームピン１３の座標は（Ｌｂ１、０、Ｌｂ２）であり、予め表示制御装置３９の記憶部４３に記憶されている。ブームピン１３のＹａ座標は、０以外の値でもよい。
【００７４】
図２及び図４に示すグローバル座標演算部２３は、ＧＮＳＳアンテナ２１、２２の基準位置データＰ１、Ｐ２を検出（演算）する。処理部４４は、検出された基準位置データＰ１、Ｐ２の座標を取得し、式（１）を用いてＸａ軸方向の単位ベクトルを算出する。式（１）において、Ｐ１、Ｐ２は、それぞれの基準位置データＰ１、Ｐ２の座標を表している。
【００７５】
【数１】
0005847340.tif 000002
【００７６】
図８に示すように、ＸａとＺａとの２つのベクトルで表される平面を通り、ベクトルＸａに対して空間上で垂直なベクトルＺ’を導入すると、式（２）及び式（３）の関係が成り立つ。式（３）のｃは定数である。式（２）及び式（３）から、Ｚ’は式（４）のように表される。さらに、図９に示す、Ｘａ及びＺ’と垂直なベクトルをＹ’とすると、Ｙ’は式（５）で示すようになる。
【００７７】
【数２】
0005847340.tif 000003
【００７８】
【数３】
0005847340.tif 000004
【００７９】
【数４】
0005847340.tif 000005
【００８０】
【数５】
0005847340.tif 000006
【００８１】
図９に示すように、車両本体座標系ＣＯＭは、座標系［Ｘａ、Ｙ’、Ｚ’］をＸａ軸周りに、前述したロール角度θ４だけ回転させたものであるから、式（６）のように表される。
【００８２】
【数６】
0005847340.tif 000007
【００８３】
処理部４４は、第１ストロークセンサ１８Ａ、第２ストロークセンサ１８Ｂ、第３ストロークセンサ１８Ｃの検出結果を取得し、取得した検出結果を用いて、前述したブーム６、アーム７、バケット８の現在の傾斜角度θ１、θ２、θ３を求める。車両本体座標系ＣＯＭ内におけるバケット８の刃先８Ｔの座標Ｐ３（ｘａ３、ｙａ３、ｚａ３）は、傾斜角度θ１、θ２、θ３及びブーム６、アーム７、バケット８の各々の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３を用いて、式（７）、式（８）及び式（９）で求めることができる。座標Ｐ３は、バケット８の幅方向中心における刃先８Ｔの座標である。座標Ｐ３は、バケット８の位置情報であり、より具体的には刃先８Ｔの位置情報である。図４に示す表示制御装置３９の処理部４４は、バケット８の位置情報を生成するバケット位置情報生成部に相当する。
【００８４】
【数７】
0005847340.tif 000008
【００８５】
【数８】
0005847340.tif 000009
【００８６】
【数９】
0005847340.tif 000010
【００８７】
表示制御装置３９は、上記のように算出したバケット８の刃先８Ｔの現在位置と、記憶部４３に記憶された設計地形データとを用いて、図５に示すように、３次元設計地形とバケット８の刃先８Ｔを通る平面（以下、適宜Ｙａ−Ｚａ平面７７という）との交線８０を算出する。そして、表示制御装置３９は、この交線８０のうち目標施工面７０を通る部分を上述した目標施工面線７９として案内画面に表示する。
【００８８】
図１０は、直線画像９１を生成するために必要なバケット８の情報を示す側面図である。図１１は、バケット８の底面８ＢＴの長さＬＢＴを求める方法を説明するための図である。図１２は、法面施工用のバケット８ａから直線画像９１を生成するために必要な情報を示す情報を示す側面図である。図１０に示すように、バケット８は、バケットピン１５から刃先８Ｔまでの外側８Ｋ、すなわち開口部８Ｇとは対向する部分が突出している。バケット８は、幅方向に対向して設けられた一対の側面８Ｓ同士を有するが、バケット８の外側８Ｋは一対の側面８Ｓ同士と接合する。
【００８９】
バケット８の外側は、曲面部８ＨＨと底面８ＢＴとを有する。曲面部８ＨＨは、バケットピン１５から刃先８Ｔに至るまでの間であって、曲面で形成されている部分である。底面８ＢＴは、刃先８Ｔからバケットピン１５に至るまでの間であって、平面で形成されている部分である。このため、バケット８を側面８Ｓ側から見ると、底面８ＢＴは直線になる。底面８ＢＴと曲面部８ＨＨとの境界が位置Ａである。曲面部８ＨＨは、バケットピン１５から位置Ａまでの間である。底面８ＢＴは、刃先８Ｔから位置Ａまでの間である。
【００９０】
バケット８の寸法の情報から、底面８ＢＴの長さＬＢＴ及び図１１に示す軸線ＡＸ３と底面８ＢＴとのなす角度αが得られる。底面８ＢＴの長さＬＢＴは式（１０）で、角度αは式（１１）で求められる。Ｌ３はバケット８の長さ、φａは中心軸線ＡＸ１及び刃先８Ｔを結ぶ軸線ＡＸ３と、中心軸線ＡＸ１及び位置Ａを結ぶ直線とのなす角度、ＬＡは中心軸線ＡＸ１と位置Ａとの長さである。角度φａ及びＬＡは、バケット８の寸法の情報である。
ＬＢＴ＝√｛Ｌ３２＋ＬＡ２−２×Ｌ３×ＬＡ×ｃｏｓ（φａ）｝・・（１０）
α＝ａｃｏｓ｛（Ｌ３２＋ＬＢＴ２−ＬＡ２）／（２×Ｌ３×ＬＡ）｝・・（１１）
【００９１】
式（７）から式（９）によって、刃先８Ｔの座標Ｐ３（ｘａ３、ｙａ３、ｚａ３）が得られるので、軸線ＡＸ３に対して角度α傾斜した方向、かつ刃先８Ｔから長さＬＢＴの位置が、車両本体座標系ＣＯＭにおける位置Ａになる。図４に示す表示制御装置３９の処理部４４は、バケット８の刃先８Ｔの座標Ｐ３とバケット８の位置Ａの座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）とを結ぶ直線を求め、直線画像９１として表示部４２に表示させる。このように、バケット８の位置情報及びバケット８の寸法の情報を用いて生成される直線画像９１は、バケット８の底面８ＢＴに対応する部分を抽出して生成されたものとなる。
【００９２】
なお、表示部４２に表示される直線画像９１の長さは、バケット３の底面８ＢＴの長さＬＢＴに対応した長さではなくてもよい。例えば、長さＬＢＴよりも長い直線画像９１が、表示部４２に表示されてもよい。例えば、直線画像９１が伸びる方向であって、バケット３の刃先８Ｔの方に、延長させた直線画像９１を表示させてもよい。あるいは、直線画像９１が伸びる方向であって、バケット３の刃先８Ｔとは反対の方に、延長させた直線画像９１を表示させてもよい。バケット３の底面８ＢＴの長さＬＢＴよりも長い直線画像９１が表示部４２に表示されることで、オペレータは、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面９０とが平行であるかどうかを認識しやすくなる。
【００９３】
直線画像９１の長さをバケット３の底面８ＢＴの長さＬＢＴよりも長くする場合、表示制御装置３９の処理部４４は、底面８ＢＴの長さＬＢＴを超えた直線画像９１の部分を、底面８ＢＴに対応する直線画像９１の部分とは異なる表示形態で表示部４２に表示させてもよい。このようにすれば、オペレータは、実際にはバケット８の底面８ＢＴではない部分を把握しやすくなる。表示制御装置３９の処理部４４は、例えば、底面８ＢＴの長さＬＢＴを超えた直線画像９１の部分を破線で、底面８ＢＴに対応する直線画像９１の部分を実線で表示させたり、底面８ＢＴの長さＬＢＴを超えた直線画像９１の部分と底面８ＢＴに対応する直線画像９１の部分とを異なる色で表示させたりすることができる。
【００９４】
図４に示す表示制御装置３９の記憶部４３は、バケット８の寸法の情報を記憶している。バケット８の情報は、例えば、バケット長さＬ３、中心軸線ＡＸ１から位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ及び位置Ｅまでの長さＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ及びＬＥ、角度φａ、φｂ、φｃ、φｄ、φｅである。角度φａ、φｂ、φｃ、φｄ、φｅは、軸線ＡＸ３と、中心軸線ＡＸ１及び位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとを結んだそれぞれの直線とのなす角度である。位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ及び位置Ｅは、バケット８の外側の位置であるので、位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ及び位置Ｅによってバケット８の外側の形状の概略を把握することができる。したがって、長さＬ３、ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ及びＬＥ、角度φａ、φｂ、φｃ、φｄ、φｅは、バケット８の寸法の情報であるとともに、バケット８の形状を表す情報でもある。
【００９５】
図１２に示す法面施工用のバケット８ａは、一枚の平板である底板８ＢＰが、バケット８ａの幅方向に設けられ、かつ対向して配置される一対の側面８Ｓａ同士と接合する。さらに、法面施工用のバケット８ａは、底板８ＢＰの端部（刃先８Ｔａと反対側の端部）と側面８Ｓａの端部（バケット８ａの開口側と反対側の端部）とに接合する背面板８Ｂａを設ける。法面施工用のバケット８ａは、底板８ＢＰの外側の全面が底面８ＢＴａになる。底板８ＢＰのバケットピン１５側の端部が、底面８ＢＴａと底面８ＢＴａ以外の部分との境界となる位置Ａである。法面施工用のバケット８ａも、刃先８Ｔａから位置Ａまでの長さが底面８ＢＴａの長さＬＢＴとなる。法面施工用のバケット８ａも、図１０に示したバケット８と同様に、式（１０）及び式（１１）を用いて、底面８ＢＴａの長さＬＢＴ及び軸線ＡＸ３と底面８ＢＴａとのなす角度αが得られる。
【００９６】
前述した方法により、図４に示す表示制御装置３９の処理部４４は、バケット８の刃先位置の座標Ｐ３と、バケット８の形状及び寸法の情報とから、直線画像９１を生成することができる。バケット８の刃先位置の座標Ｐ３は、バケット８の幅方向中心における刃先８Ｔの座標なので、直線画像９１は、バケット８の幅方向中心におけるバケット８の底面８ＢＴを示す。バケット８の幅方向中心以外の底面８ＢＴを直線画像９１としたい場合、直線画像９１として表示したいバケット８の断面の形状と、車両本体座標系ＣＯＭのＹａ軸におけるその断面の位置のＹａ座標を用いてバケット８の刃先位置の座標Ｐ３を求めればよい。バケット８の断面とは、バケットピン１５の中心軸線ＡＸ１と直交する平面でバケット８を切ったときの断面である。
【００９７】
直線画像９１は、目標施工面線７９とともに、図６に示される粗掘削画面５３又は図７に示される繊細掘削画面５４に表示される。直線画像９１は、車両本体座標系ＣＯＭで表される。目標施工面線７９は、図５に示す設計面４５から生成されるが、設計面４５は、３次元の設計地形の形状及び位置に関する情報である設計地形データから生成される。設計地形データは、グローバル座標系なので、表示制御装置３９の処理部４４は、設計地形データをグローバル座標系から車両本体座標系ＣＯＭに変換してから目標施工面線７９を生成して、粗掘削画面５３又は繊細掘削画面５４に表示する。
【００９８】
直線画像９１は、バケット８のアイコン９０とは異なる色である。このようにすることで、直線画像９１の視認性が向上する。表示制御装置３９の処理部４４は、オペレータによる入力部４１の操作により、直線画像９１の色を変更することができる。処理部４４は、表示部４２に表示されている画像に既に使用されている色は選択せず、未使用の色を直線画像９１の色として選択する。さらに、処理部４４は、オペレータによる入力部４１の操作により、直線画像９１の太さを変更したり、実線及び破線といった線種を変更したりすることもできる。
【００９９】
表示制御装置３９は、バケット８のアイコン９０の画像データと直線画像９１の画像データとを別々に用意又は生成して、両方の画像データを重ねて表示させるのではく、バケット８のアイコン９０と直線画像９１とを一体化したデータを生成して、その生成されたデータを表示部４２に表示させるようにしてもよい。いずれの場合も、表示制御装置３９は、バケット８を側面から見たときの底面８ＢＴに対応する部分を示す直線画像９１と、その直線画像９１とは異なる表示形態で、底面８ＢＴに対応する部分以外のバケット８の画像を、表示部４２に表示させるようにすればよい。
【０１００】
＜変形例１＞
表示制御装置３９の処理部４４は、直線画像９１と、目標施工面７０に対応する目標施工面線７９とが平行になる前と平行になった後とで、直線画像９１の表示態様を異ならせてもよい。このようにすれば、油圧ショベル１００のオペレータは、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０とが平行になったことを認識しやすくなるので、バケット８の底面８ＢＴを利用した目標施工面７０への施工が容易になる。直線画像９１と目標施工面７０に対応する目標施工面線７９とが平行になる前と平行になった後とで、直線画像９１の表示態様を異ならせる例としては、直線画像９１の色を異ならせる、直線画像９１を点滅状態から点灯状態又は点灯状態から点滅状態にする若しくは直線画像９１の太さを変更する又はこれらのうち少なくとも２つを組み合わせることが挙げられる。一例として、表示制御装置３９は、直線画像９１と目標施工面７０に対応する目標施工面線７９とが平行になる前は赤色の直線画像９１を表示部４２に表示させ、両者が平行になった後は青色の直線画像９１を表示部４２に表示させることが挙げられる。
【０１０１】
直線画像９１は、図１１に示される軸線ＡＸ３に対して角度αだけ傾斜している。このため、直線画像９１は、図８に示される車両本体座標系ＣＯＭのＺａ軸に対して（θ１＋θ２＋θ３−１８０＋α）度傾斜している。目標施工面線７９は、車両本体座標系ＣＯＭで表されるので、車両本体座標系ＣＯＭにおいてＺａ軸に対する傾斜角度が求められる。したがって、処理部４４は、直線画像９１と目標施工面線７９との角度を求めることができる。本変形例において、処理部４４は、直線画像９１と目標施工面線７９との角度が０度になったとき又は所定の閾値以下になったときに、直線画像９１と目標施工面線７９とが平行になったと判定する。
【０１０２】
表示制御装置３９の処理部４４は、直線画像９１と目標施工面線７９とが平行になったら、例えば図４に示される音発生装置４６に音を発生させて、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０とが平行になったことをオペレータに報知させてもよい。このようにすれば、オペレータは、画像と音とのいずれか一方又は両方からバケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０とが平行になったことを認識できる。本変形例において、表示制御装置３９は、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０とが平行になったことをオペレータに報知する場合、表示態様の変更及び音による報知の両方を用いてもよいし、両者のいずれか一方を用いてもよい。
【０１０３】
＜変形例２＞
表示制御装置３９の処理部４４は、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との角度によって、直線画像９１の表示態様を異ならせてもよい。このようにすると、油圧ショベル１００のオペレータは、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との相対的な位置関係が変化したことを認識しやすくなるので、バケット８の底面８ＢＴを利用した目標施工面７０への施工が容易になる。直線画像９１の表示態様を異ならせる例及び直線画像９１と目標施工面線７９との角度を求める方法は、変形例１で説明したものと同様である。処理部４４は、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との角度が変化するにしたがって、直線画像９１の表示態様を連続して変化させてもよいし、段階的に変化させてもよい。直線画像９１の表示態様を連続して変化させる例としては、直線画像９１の色相を徐々に異なる色相に変化させたり、直線画像９１の色の明度を徐々に変化させたりすることが挙げられる。一例として、表示制御装置３９は、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との角度が予め定められた閾値以上である場合は赤色の直線画像９１を表示部４２に表示させ、両者の角度が予め定められた閾値未満である場合は青色の直線画像９１を表示部４２に表示させることが挙げられる。
【０１０４】
＜変形例３＞
表示制御装置３９の処理部４４は、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との距離によって、直線画像９１の表示態様を異ならせてもよい。このようにしても、油圧ショベル１００のオペレータは、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との相対的な位置関係が変化したことを認識しやすくなるので、バケット８の底面８ＢＴを利用した目標施工面７０への施工が容易になる。一例として、表示制御装置３９は、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との距離が予め定められた閾値以上である場合は赤色の直線画像９１を表示部４２に表示させ、両者の距離が予め定められた閾値未満である場合は青色の直線画像９１を表示部４２に表示させることが挙げられる。直線画像９１と目標施工面線７９との距離は、例えば、直線画像９１の、バケット８の刃先８Ｔに相当する部分を基準として求めてもよい。また、直線画像９１と目標施工面線７９との最短距離を、直線画像９１と目標施工面線７９との距離としてもよい。直線画像９１の表示態様を異ならせる例は、変形例１及び変形例２で説明したものと同様である。
【０１０５】
＜変形例４＞
表示制御装置３９の処理部４４は、表示部４２に直線画像９１の表示についてのメニュー画像を表示させ、オペレータによる入力部４１の操作により、直線画像９１の表示と非表示とを切り換えることができるようにしてもよい。この場合、入力部４１が表示切替装置に相当する。このようにすれば、オペレータは、例えば、油圧ショベル１００の作業モードに応じて、直線画像９１の表示と非表示とを切り換えることができる。一例として、オペレータの操作により、重掘削モードでは直線画像９１が非表示とされ、バケット８の底面８ＢＴを利用して対象の施工面を施工する作業モードでは直線画像９１が表示される。このようにすれば、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との位置関係が不要である場合、直線画像９１が非表示とされることにより処理部４４の負荷を低減できる。
【０１０６】
以上、本実施形態及びその変形例は、バケット８を側面から見たときの画像及び目標施工面７０の画像を表示部４２に表示させ、かつ、バケット８の位置情報及びバケット８の形状の情報を用いて、バケット８を側面から見たときの底面８ＢＴに対応する部分を抽出して直線画像９１を生成することにより、底面８ＢＴに対応する位置に直線画像９１を表示部４２に表示させる。このため、オペレータは、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面７０との位置関係を直感的かつ容易に把握することができるので、バケット８の底面８ＢＴを利用して目標施工面７０になるように施工するような作業を行う際、作業の効率が向上する。このように、本実施形態及びその変形例は、掘削機械である油圧ショベル１００のオペレータが施工を進めるにあたって、オペレータに対して施工状態に関する情報を理解しやすく提供することができる。特に、本実施形態及びその変形例は、バケット８の底面８ＢＴを利用して施工対象を施工する場合に有効である。
【０１０７】
バケット８の形状を正確に再現して表示部４２に表示する場合、表示制御装置３９の処理部４４の負荷が増大し、かつバケット８の形状を正確に再現するための膨大な情報を記憶部４３に記憶させる必要がある。このように、バケット８の形状を正確に再現すると、ハードウェア資源の負担が大きくなる。本実施形態及びその変形例は、直線画像９１を用いることにより処理部４４の負荷が低減され、さらにバケット８の形状を正確に再現する必要がないことから記憶部４３に記憶させる情報も、バケット８の形状を正確に再現する場合と比較して少なくて済む。このように、本実施形態及びその変形例は、バケット８の底面８ＢＴと目標施工面との関係を表示部４２に表示させてオペレータに把握させる場合、ハードウェア資源の負荷を低減することができる。
【０１０８】
本実施形態及びその変形例は、前述した内容に限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態及びその変形例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【０１０９】
例えば、各案内画面の内容は前述したものに限られず、適宜、変更されてもよい。また、表示制御装置３９の機能の一部又はすべてが、油圧ショベル１００の外部に配置されたコンピュータによって実行されてもよい。また、目標作業対象は、前述したような平面に限らず、点、線又は３次元の形状であってもよい。表示入力装置３８の入力部４１は、タッチパネル式のものに限られず、ハードキー又はスイッチ等の操作部材によって構成されてもよい。
【０１１０】
本実施形態及びその変形例では、作業機２は、ブーム６、アーム７、バケット８を有しているが、作業機２はこれに限られず、少なくともバケット８を有するものであればよい。また、上記の実施形態では、第１ストロークセンサ１８Ａ、第２ストロークセンサ１８Ｂ及び第３ストロークセンサ１８Ｃによって、各油圧シリンダのストローク長さを検出することで、ブーム６、アーム７、バケット８の姿勢を検出しているが、姿勢の検出手段はこれらに限られない。例えば、ブーム６、アーム７、バケット８の傾斜角を検出する角度センサが備えられてもよい。
【０１１１】
本実施形態及びその変形例では、バケット８を有しているが、バケットはこれに限られず、チルトバケットであってもよい。チルトバケットとは、チルトシリンダを備え、バケットが左右にチルト傾斜することで油圧ショベルが傾斜地にあっても、斜面、平地を自由な形に成形、整地をすることができ、底板プレートによる転圧作業もできるバケットである。チルトバケットの場合、例えば、底面の幅方向において最も目標施工面７０に近い部分が直線画像９１として表示部４２に表示されるようにすることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１  車両本体
２  作業機
３  上部旋回体
６  ブーム
７  アーム
８、８ａ  バケット
８Ｂ  刃
８Ｇ  開口部
８ＨＨ  曲面部
８Ｋ  外側
８Ｔ、８Ｔａ  刃先
８Ｓ、８Ｓａ  側面
８ＢＰ  底板
８ＢＴ、８ＢＴａ  底面
１９  位置検出部
２１、２２  アンテナ
２３  グローバル座標演算部
２４  傾斜角度センサ
２５  操作装置
２６  作業機用電子制御装置
２７  車両制御装置
３５  作業機側記憶部
３６  演算部
３８  表示入力装置
３９  表示制御装置
４３  記憶部
４４  処理部
４５  設計面
７０  目標施工面
７９  目標施工面線
９０  アイコン
９１  直線画像
１００  油圧ショベル
１０１  表示システム
Ｐ３  座標
【図１】
0005847340.tif 000011
【図２】
0005847340.tif 000012
【図３】
0005847340.tif 000013
【図４】
0005847340.tif 000014
【図５】
0005847340.tif 000015
【図６】
0005847340.tif 000016
【図７−１】
0005847340.tif 000017
【図７−２】
0005847340.tif 000018
【図８】
0005847340.tif 000019
【図９】
0005847340.tif 000020
【図１０】
0005847340.tif 000021
【図１１】
0005847340.tif 000022
【図１２】
0005847340.tif 000023