(57)【要約】【課題】バケット爪先をはじめとする作業機上の基準点が目標面に設定された誤差許容範囲から外れそうなことをオペレータに容易に把握させること。【解決手段】作業機１Ａの基準点Ｐｓの位置情報を演算する基準点位置演算部４３ｄを有する制御コントローラ４０と，目標面７００の位置情報と基準点の位置情報に基づいて目標面と作業機の位置関係を表示する表示装置５３ａとを備える作業機械において，制御コントローラは，目標面から離れた位置に設定された通達領域Ａｃに基準点が存在するか否かを基準点の位置情報に基づいて判定する判定部４３ｇと，基準点の位置情報に基づいて基準点の移動方向を演算する移動方向演算部４３ｈとを有する。表示装置は，判定部で基準点が通達領域内に存在すると判定されたとき，かつ，移動方向演算部で演算された移動方向が目標面から離れる方向であるとき，基準点が目標面から離れる旨を表示する。【選択図】  図７
2019116733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多関節型の作業機と，
前記作業機を操作するための操作装置と，
目標面の位置情報が記憶された記憶部，及び，前記作業機に設定された基準点の位置情報を前記作業機の姿勢情報に基づいて演算する位置演算部を有する制御装置と，
前記目標面の位置情報と前記基準点の位置情報に基づいて前記目標面と前記作業機の位置関係を通達する通達装置とを備える作業機械において，
前記制御装置は，
前記目標面から離れた位置に設定された通達領域に前記基準点が存在するか否かを前記基準点の位置情報に基づいて判定する判定部と，
前記基準点の位置情報と前記操作装置に対する操作情報とに基づいて前記基準点の移動方向を演算する移動方向演算部とを有し，
前記通達装置は，前記判定部で前記基準点が前記通達領域内に存在すると判定されたとき，かつ，前記移動方向演算部で演算された前記移動方向が前記目標面から離れる方向であるとき，前記基準点が前記目標面から離れる旨を通達する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
請求項１の作業機械において，
前記通達装置は表示装置であり，
前記表示装置には，第１背景色で表示される背景の上に一の方向に沿って配置された複数のセグメントが表示されており，
前記複数のセグメントには，前記目標面の位置を示す目標面位置セグメントが含まれ，
前記複数のセグメントには，前記基準点の位置に応じて第１セグメント色で表示される基準点位置セグメントが含まれ，
前記通達領域は，前記複数のセグメントから前記目標面位置セグメントを除いたセグメントの少なくとも１つのセグメントに対応する位置に設定されている
ことを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項２の作業機械において，
前記判定部で前記基準点が前記通達領域内に存在すると判定されたとき，かつ，前記移動方向演算部で演算された前記移動方向が前記目標面から離れる方向であるとき，前記基準点位置セグメントは，前記第１セグメント色とは異なる第２セグメント色で表示される
ことを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項３の作業機械において，
前記判定部で前記基準点が前記通達領域内に存在すると判定されたとき，かつ，前記移動方向演算部で演算された前記移動方向が前記目標面から離れる方向であるとき，前記背景は，前記第１背景色とは異なる第２背景色で表示される
ことを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項４の作業機械において，
前記第２セグメント色は，前記第２背景色と明度差が１２０以上かつ色差が４００以上である
ことを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項１の作業機械において，
前記移動方向演算部は，前記基準点の位置情報の履歴に基づいて前記基準点の移動方向を演算する
ことを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルに代表される，多関節型の作業機（フロント作業機）を備えた作業機械は，オペレータが操作レバーを操作することで，作業機が駆動され，施工対象となる地形を所望の形状に整形する。このような作業の支援を目的とした技術として，マシンガイダンス（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｇｕｉｄａｎｃｅ：ＭＧ）がある。ＭＧは，最終的に実現したい施工対象面の所望の形状（目標面）を示す設計面データと，作業機の位置関係を表示することで，オペレータの操作支援を実現する技術である。
【０００３】
たとえば，特許文献１には，バケットの刃先と目標面との距離をグラフィックで示したグラフィック情報を表示部の画面に表示する技術が開示されている。グラフィック情報としては，略正方形のインデックスバーが画面縦方向に沿って複数配列されており，バケットの先端と目標面との最短距離に応じて各インデックスバーが点灯するようになっている。また，バケットの刃先と目標面との間の距離がゼロに相当する位置に該当するインデックスバーにはインデックスマークが表示されるようになっている。
【０００４】
また，特許文献２には，キャビン内の表示装置の画面内に複数のバーを上下に配列し，その中の１つをバケットの先端から目標面までの距離に応じて他のバーとは異なる色で表示することで，バケットの先端から目標面までの距離を表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０７４３１９号公報
【０００６】
【特許文献２】国際公開第２０１６／１４８２５１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで，通常，目標面には誤差許容範囲が設定されており，実際の掘削面と目標面のズレを当該許容範囲内に抑えることが要求される。すなわち，掘削作業中はバケットの爪先を目標面から所定の範囲内に保持し続けることが要求される。しかし，上記の２つの文献の技術では，オペレータはバケットの爪先（刃先）が目標面から離れることを認識できても，当該所定の範囲から外れそうなことを容易に把握できない。いずれの文献も目標面からバケットの爪先までの距離が数値で表示されるが，当該所定の範囲から外れそうなことを直観的に認識するには数値だけでは困難である。
【０００８】
本発明の目的は，バケット爪先をはじめとする作業機上の基準点が目標面を基準に設定した所定の範囲から外れそうなことをオペレータに容易に把握させることが可能な作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが，その一例を挙げるならば，多関節型の作業機と，前記作業機を操作するための操作装置と，目標面の位置情報が記憶された記憶部，及び，前記作業機に設定された基準点の位置情報を前記作業機の姿勢情報に基づいて演算する位置演算部を有する制御装置と，前記目標面の位置情報と前記基準点の位置情報に基づいて前記目標面と前記作業機の位置関係を通達する通達装置とを備える作業機械において，前記制御装置は，前記目標面から離れた位置に設定された通達領域に前記基準点が存在するか否かを前記基準点の位置情報に基づいて判定する判定部と，前記基準点の位置情報と前記操作装置に対する操作情報とに基づいて前記基準点の移動方向を演算する移動方向演算部とを有し，前記通達装置は，前記判定部で前記基準点が前記通達領域内に存在すると判定されたとき，かつ，前記移動方向演算部で演算された前記移動方向が前記目標面から離れる方向であるとき，前記基準点が前記目標面から離れる旨を通達するものとする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば，バケット爪先をはじめとする作業機上の基準点が目標面を基準に設定した所定の範囲から外れそうなことをオペレータに容易に把握させることができるので，作業機の操作に未熟なオペレータであっても目標面に沿った仕上げ作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧ショベルの構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る油圧ショベルの制御コントローラを油圧駆動装置と共に示す図。
【図３】図２中のフロント制御用油圧ユニット１６０の詳細図。
【図４】図１の油圧ショベルにおける座標系および目標面を示す図。
【図５】油圧ショベルの制御コントローラ４０のハードウェア構成図。
【図６】油圧ショベルの制御コントローラ４０の機能ブロック図。
【図７】図７中のＭＧ制御部４３の機能ブロック図。
【図８】表示装置５３ａの表示画面の一例を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る１１個のセグメント７４の説明図。
【図１０】第１セグメント色で表示されるセグメント７４と目標面距離Ｌｔｉｐの関係を示す図。
【図１１】表示制御部３７４ａによって実行される各セグメント７４及び背景７３の表示色の決定処理のフローチャート。
【図１２】セグメント５０＿＋１が基準点位置セグメント７４ａのときにＳ１０８で表示装置５３ａ上に表示される画面の一例を示す図。
【図１３】セグメント５０＿＋１が基準点位置セグメント７４ａのときにＳ１０６で表示装置５３ａ上に表示される画面の一例を示す図。
【図１４】油圧ショベルの制御コントローラ４０の他の機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下，本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお，以下では，作業機の先端の作業具（アタッチメント）としてバケット１０を備える油圧ショベルを例示するが，バケット以外のアタッチメントを備える作業機械で本発明を適用しても構わない。さらに，複数のリンク部材（アタッチメント，アーム，ブーム等）を連結して構成される多関節型の作業機を有するものであれば油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。
【００１３】
また，本稿では，或る形状を示す用語（例えば，目標面，設計面等）とともに用いられる「上」，「上方」又は「下方」という語の意味に関し，「上」は当該或る形状の「表面」を意味し，「上方」は当該或る形状の「表面より高い位置」を意味し，「下方」は当該或る形状の「表面より低い位置」を意味することとする。また，以下の説明では，同一の構成要素が複数存在する場合，符号（数字）の末尾にアルファベットを付すことがあるが，当該アルファベットを省略して当該複数の構成要素をまとめて表記することがある。例えば，３つのポンプ３００ａ，３００ｂ，３００ｃが存在するとき，これらをまとめてポンプ３００と表記することがある。
【００１４】
−油圧ショベルの全体構成−
図１は本発明の実施形態に係る油圧ショベルの構成図であり，図２は本発明の実施形態に係る油圧ショベルの制御コントローラを油圧駆動装置と共に示す図であり，図３は図２中のフロント制御用油圧ユニット１６０の詳細図である。
【００１５】
図１において，油圧ショベル１は，多関節型のフロント作業機１Ａと，車体１Ｂで構成されている。車体１Ｂは，左右の走行油圧モータ３ａ，３ｂ（油圧モータ３ａ，３ｂは図２を参照）により走行する下部走行体１１と，下部走行体１１の上に取り付けられ，旋回油圧モータ４（油圧モータ４は図２を参照）により旋回する上部旋回体１２とからなる。
【００１６】
フロント作業機１Ａは，垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム８，アーム９及びバケット１０）を連結して構成されている。ブーム８の基端は上部旋回体１２の前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム８の先端にはアームピンを介してアーム９が回動可能に連結されており，アーム９の先端にはバケットピンを介してバケット１０が回動可能に連結されている。ブーム８はブームシリンダ５によって駆動され，アーム９はアームシリンダ６によって駆動され，バケット１０はバケットシリンダ７によって駆動される。
【００１７】
ブーム８，アーム９，バケット１０の回動角度α，β，γ（図４参照）を測定可能なように，ブームピンにブーム角度センサ３０，アームピンにアーム角度センサ３１，バケットリンク１３にバケット角度センサ３２が取付けられ，上部旋回体１２には基準面（例えば水平面）に対する上部旋回体１２（車体１Ｂ）の傾斜角θ（図４参照）を検出する車体傾斜角センサ３３が取付けられている。なお，角度センサ３０，３１，３２はそれぞれ基準面（例えば水平面）に対する角度センサに代替可能である。
【００１８】
上部旋回体１２に設けられた運転室１６内には，走行右レバー２３ａ（図２）を有し走行右油圧モータ３ａ（下部走行体１１）を操作するための操作装置４７ａ（図２）と，走行左レバー２３ｂ（図２）を有し走行左油圧モータ３ｂ（下部走行体１１）を操作するための操作装置４７ｂ（図２）と，操作右レバー１ａ（図２）を共有しブームシリンダ５（ブーム８）及びバケットシリンダ７（バケット１０）を操作するための操作装置４５ａ，４６ａ（図２）と，操作左レバー１ｂ（図２）を共有しアームシリンダ６（アーム９）及び旋回油圧モータ４（上部旋回体１２）を操作するための操作装置４５ｂ，４６ｂ（図２）が設置されている。以下では，走行右レバー２３ａ，走行左レバー２３ｂ，操作右レバー１ａおよび操作左レバー１ｂを操作レバー２３，１と総称することがある。
【００１９】
上部旋回体１２に搭載された原動機であるエンジン１８は，油圧ポンプ２とパイロットポンプ４８を駆動する。油圧ポンプ２はレギュレータ２ａによって容量が制御される可変容量型ポンプであり，パイロットポンプ４８は固定容量型ポンプである。本実施形態においては，図２に示すように，パイロットライン１４４，１４５，１４６，１４７，１４８，１４９の途中にシャトルブロック１６２が設けられている。操作装置４５，４６，４７から出力された油圧信号が，このシャトルブロック１６２を介してレギュレータ２ａにも入力される。シャトルブロック１６２の詳細構成は省略するが，油圧信号がシャトルブロック１６２を介してレギュレータ２ａに入力されており，油圧ポンプ２の吐出流量が当該油圧信号に応じて制御される。
【００２０】
パイロットポンプ４８の吐出配管であるポンプライン１７０はロック弁３９を通った後，複数に分岐して操作装置４５，４６，４７，フロント制御用油圧ユニット１６０内の各弁に接続している。ロック弁３９は本例では電磁切換弁であり，その電磁駆動部は上部旋回体１２の運転室１６に配置されたゲートロックレバー（不図示）の位置検出器と電気的に接続している。ゲートロックレバーのポジションは位置検出器で検出され，その位置検出器からロック弁３９に対してゲートロックレバーのポジションに応じた信号が入力される。ゲートロックレバーのポジションがロック位置にあればロック弁３９が閉じてポンプライン１７０が遮断され，ロック解除位置にあればロック弁３９が開いてポンプライン１７０が開通する。つまり，ポンプライン１７０が遮断された状態では操作装置４５，４６，４７による操作が無効化され，旋回，掘削等の動作が禁止される。
【００２１】
操作装置４５，４６，４７は，油圧パイロット方式であり，パイロットポンプ４８から吐出される圧油をもとに，それぞれオペレータにより操作される操作レバー１，２３の操作量（例えば，レバーストローク）と操作方向に応じたパイロット圧（操作圧と称することがある）を発生する。このように発生したパイロット圧は，コントロールバルブユニット（図示せず）内の対応する流量制御弁１５ａ〜１５ｆ（図２参照）の油圧駆動部１５０ａ〜１５５ｂにパイロットライン１４４ａ〜１４９ｂ（図３参照）を介して供給され，これら流量制御弁１５ａ〜１５ｆを駆動する制御信号として利用される。
【００２２】
油圧ポンプ２から吐出された圧油は，流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆを介して走行右油圧モータ３ａ，走行左油圧モータ３ｂ，旋回油圧モータ４，ブームシリンダ５，アームシリンダ６，バケットシリンダ７，に供給される。供給された圧油によってブームシリンダ５，アームシリンダ６，バケットシリンダ７が伸縮することで，ブーム８，アーム９，バケット１０がそれぞれ回動し，バケット１０の位置及び姿勢が変化する。また，供給された圧油によって旋回油圧モータ４が回転することで，下部走行体１１に対して上部旋回体１２が旋回する。そして，供給された圧油によって走行右油圧モータ３ａ，走行左油圧モータ３ｂが回転することで，下部走行体１１が走行する。
【００２３】
図３に示すように，フロント制御用油圧ユニット１６０は，ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａ，１４４ｂに設けられ，操作レバー１ａの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）を検出する圧力センサ７０ａ，７０ｂと，一次ポート側がポンプライン１７０を介してパイロットポンプ４８に接続されパイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５４ａと，ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａと電磁比例弁５４ａの二次ポート側に接続され，パイロットライン１４４ａ内のパイロット圧と電磁比例弁５４ａから出力される制御圧（第２制御信号）の高圧側を選択し，流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａに導くシャトル弁８２ａと，ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ｂに設置され，制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットライン１４４ｂ内のパイロット圧（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５４ｂを備えている。
【００２４】
また，フロント制御用油圧ユニット１６０は，アーム９用のパイロットライン１４５ａ，１４５ｂに設置され，操作レバー１ｂの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）を検出して制御コントローラ４０に出力する圧力センサ７１ａ，７１ｂと，パイロットライン１４５ｂに設置され，制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロット圧（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５５ｂと，パイロットライン１４５ａに設置され，制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットライン１４５ａ内のパイロット圧（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５５ａが設けられている。
【００２５】
また，フロント制御用油圧ユニット１６０は，バケット１０用のパイロットライン１４６ａ，１４６ｂには，操作レバー１ａの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）を検出して制御コントローラ４０に出力する圧力センサ７２ａ，７２ｂと，制御コントローラ４０からの制御信号を基にパイロット圧（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５６ａ，５６ｂと，一次ポート側がパイロットポンプ４８に接続されパイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５６ｃ，５６ｄと，パイロットライン１４６ａ，１４６ｂ内のパイロット圧と電磁比例弁５６ｃ，５６ｄから出力される制御圧の高圧側を選択し，流量制御弁１５ｃの油圧駆動部１５２ａ，１５２ｂに導くシャトル弁８３ａ，８３ｂとがそれぞれ設けられている。なお，図３では，圧力センサ７０，７１，７２と制御コントローラ４０との接続線は紙面の都合上省略している。
【００２６】
電磁比例弁５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂは，非通電時には開度が最大で，制御コントローラ４０からの制御信号である電流を増大させるほど開度は小さくなる。一方，電磁比例弁５４ａ，５６ｃ，５６ｄは，非通電時には開度をゼロ，通電時に開度を有し，制御コントローラ４０からの電流（制御信号）を増大させるほど開度は大きくなる。このように各電磁比例弁の開度５４，５５，５６は制御コントローラ４０からの制御信号に応じたものとなる。
【００２７】
作業機１Ａの姿勢は図４のショベル座標系（ローカル座標系）に基づいて定義できる。図４のショベル座標系は，上部旋回体１２に設定された座標であり，ブーム８の基底部を原点Ｐ０とし，上部旋回体１２における鉛直方向にＺ軸，水平方向にＸ軸を設定した。また，Ｘ軸とＺ軸によって右手系で規定される方向をＹ軸とする。Ｘ軸に対するブーム８の傾斜角をブーム角α，ブームに対するアーム９の傾斜角をアーム角β，アームに対するバケット爪先の傾斜角をバケット角γとした。水平面（基準面）に対する車体１Ｂ（上部旋回体１２）の傾斜角を傾斜角θとした。ブーム角αはブーム角度センサ３０により，アーム角βはアーム角度センサ３１により，バケット角γはバケット角度センサ３２により，傾斜角θは車体傾斜角センサ３３により検出される。ブーム角αは，ブーム８を最大（最高）まで上げたとき（ブームシリンダ５が上げ方向のストロークエンドのとき，つまりブームシリンダ長が最長のとき）に最少となり，ブーム８を最小（最低）まで下げたとき（ブームシリンダ５が下げ方向のストロークエンドのとき，つまりブームシリンダ長が最短のとき）に最大となる。アーム角βは，アームシリンダ長が最短のときに最小となり，アームシリンダ長が最長のときに最大となる。バケット角γは，バケットシリンダ長が最短のとき（図４のとき）に最小となり，バケットシリンダ長が最長のときに最大となる。このとき，ブーム８の基底部からアーム９との接続部までの長さをＬ１，アーム９とブーム８の接続部からアーム９とバケット１０の接続部までの長さをＬ２，アーム９とバケット１０の接続部からバケット１０の先端部までの長さをＬ３とすると，ショベル座標系におけるバケット１０の先端位置は，ＸｂｋをＸ方向位置，ＺｂｋをＺ方向位置として，以下の式（１）（２）で表すことができる。
【００２８】
Ｘｂｋ＝Ｌ１ｃｏｓ（α）＋Ｌ２ｃｏｓ（α＋β）＋Ｌ３ｃｏｓ（α＋β＋γ）…式（１）
Ｚｂｋ＝Ｌ１ｓｉｎ（α）＋Ｌ２ｓｉｎ（α＋β）＋Ｌ３ｓｉｎ（α＋β＋γ）…式（２）
また，油圧ショベル１は，図１に示すように，上部旋回体１２に一対のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｔｅｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ１４Ａ，１４Ｂを備えている。ＧＮＳＳアンテナ１４からの情報に基づき，グローバル座標系における油圧ショベル１の位置，またバケット１０の位置を算出することができる。
【００２９】
図５は本実施形態に係る油圧ショベルが備えるＭＧシステムの構成図である。本システムでのフロント作業機１ＡのＭＧとしては，例えば図８に示すように，油圧ショベル１１１１による掘削作業のために任意に設定された目標面７００と，作業機１Ａ（例えば，バケット１０）との位置関係を表示装置５３ａに表示してオペレータ操作を支援する処理が行われる。
【００３０】
図５のシステムは，作業機姿勢検出装置５０と，目標面設定装置５１と，オペレータ操作検出装置５２ａと，運転室１６内に設置され目標面７００と作業機１Ａの位置関係を表示可能な表示装置５３ａと，グローバル座標系における油圧ショベル１の位置を取得するためのＧＮＳＳアンテナ１４と，ＭＧを司る制御コントローラ（制御装置）４０とを備えている。
【００３１】
作業機姿勢検出装置５０は，ブーム角度センサ３０，アーム角度センサ３１，バケット角度センサ３２，車体傾斜角センサ３３から構成される。これらの角度センサ３０，３１，３２，３３は作業機１Ａの姿勢センサとして機能している。
【００３２】
目標面設定装置５１は，目標面７００に関する情報（各目標面の位置情報や傾斜角度情報を含む）を入力可能なインターフェースである。目標面７００は，設計面を施工に適した形で抽出・修正したものである。目標面設定装置５１は，グローバル座標系（絶対座標系）上に規定された目標面の３次元データを格納した外部端末（図示せず）と接続されている。目標面７００の位置情報は，油圧ショベル１の掘削作業で形成すべき最終目標形状である設計面の位置情報に基づいて作成される。通常，掘削作業の場合には目標面７００は設計面上またはその上方に設定され，盛土作業の場合には設計面上またはその下方に設定される。なお，目標面設定装置５１を介した目標面の入力はオペレータが手動で行っても良い。
【００３３】
オペレータ操作検出装置５２ａは，オペレータによる操作レバー１ａ，１ｂ（操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ）の操作によってパイロットライン１４４，１４５，１４６に生じる操作圧（第１制御信号）を取得する圧力センサ７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ（図３参照）から構成される。すなわち，作業機１Ａに係る油圧シリンダ５，６，７に対する操作量を検出している。
【００３４】
制御コントローラ４０は，入力インターフェース９１と，プロセッサである中央処理装置（ＣＰＵ）９２と，記憶装置であるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）９３及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９４と，出力インターフェース９５とを有している。入力インターフェース９１には，作業機姿勢検出装置５０である角度センサ３０〜３２及び傾斜角センサ３３からの信号と，目標面設定装置５１からの信号と，ＧＮＳＳアンテナ１４からの信号と，オペレータ操作検出装置５２ａからの信号が入力され，ＣＰＵ９２が演算可能なように変換する。ＲＯＭ９３は，後述するフローチャートに係る処理を含めＭＧを実行するための制御プログラムと，当該フローチャートの実行に必要な各種情報等が記憶された記録媒体であり，ＣＰＵ９２は，ＲＯＭ９３に記憶された制御プログラムに従って入力インターフェース９１及びＲＯＭ９３，ＲＡＭ９４から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。出力インターフェース９５は，ＣＰＵ９２での演算結果に応じた出力用の信号を作成し，その信号を表示装置５３ａに出力すること表示装置５３ａを作動させられることができる。
【００３５】
なお，図５の制御コントローラ４０は，記憶装置としてＲＯＭ９３及びＲＡＭ９４という半導体メモリを備えているが，記憶装置であれば特に代替可能であり，例えばハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を備えても良い。
【００３６】
図６は，制御コントローラ４０の機能ブロック図である。制御コントローラ４０は，ＭＧ制御部４３と，表示制御部３７４ａを備えている。
【００３７】
図７は図６中のＭＧ制御部４３の機能ブロック図である。ＭＧ制御部４３は，操作量演算部４３ａと，シリンダ速度演算部４３ｂと，記憶部４３ｍと，基準点位置演算部４３ｄと，作業機械位置演算部４３ｅと，目標面距離演算部４３ｆと，判定部４３ｇと，移動方向演算部４３ｈを備えている。記憶部４３ｍは，通達領域記憶部４３ｋと，目標面記憶部４３ｃを備えている。
【００３８】
操作量演算部４３ａは，オペレータ操作検出装置５２ａからの入力を基に操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ（操作レバー１ａ，１ｂ）の操作量を算出する。圧力センサ７０，７１，７２の検出値から操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量が算出できる。
【００３９】
なお，圧力センサ７０，７１，７２による操作量の算出は一例に過ぎず，例えば各操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作レバーの回転変位を検出する位置センサ（例えば，ロータリーエンコーダ）で当該操作レバーの操作量を検出しても良い。また，操作量から動作速度を算出する構成に代えて，各油圧シリンダ５，６，７の伸縮量を検出するストロークセンサを取り付け，検出した伸縮量の時間変化を基に各シリンダの動作速度を算出する構成も適用可能である。
【００４０】
シリンダ速度演算部４３ｂは，操作量演算部４３ａで演算された操作量を基に各油圧シリンダ５，６，７の動作速度（シリンダ速度）を演算する。各油圧シリンダ５，６，７の動作速度は，操作量演算部４３ａで演算された操作量と，流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの特性と，各油圧シリンダ５，６，７の断面積と，油圧ポンプ２の容量（傾転角）と回転数を乗じて得られるポンプ流量（吐出量）等から算出できる。
【００４１】
目標面記憶部４３ｃは，目標面設定装置５１からの情報に基づき演算された目標面７００の位置情報（目標面データ）を記憶する。本実施形態では，図５に示すように，３次元の目標面を作業機１Ａが移動する平面（作業機の動作平面）で切断した断面形状を目標面７００（２次元の目標面）として利用する。なお，図５の例では目標面７００は１つだが，傾斜の異なる複数の目標面が連結している場合もある。複数の目標面が連結している場合には，例えば，作業機１Ａから最も近いものを目標面と設定する方法や，バケット爪先の下方に位置するものを目標面とする方法や，任意に選択したものを目標面とする方法等がある。
【００４２】
通達領域記憶部４３ｋは，目標面７００から離れた位置に設定された閉領域である通達領域Ａｃの位置情報を記憶している。詳細は後述するが，本実施形態では，図９に示すように，セグメント５０＿＋１とセグメント５０＿−１に対応する範囲，すなわち，目標面７００を基準として＋５０ｍｍより大きく＋１００ｍｍ以下の範囲と，−５０ｍｍより小さく−１００ｍｍ以上の範囲に通達領域Ａｃが設定されている。通達領域Ａｃは，基準点Ｐｓが目標面７００から離れる旨を表示画面上のセグメント７４（後述）で通達する関係上，その内部に目標面７００が含まれないように設定することが好ましい。また，通達領域Ａｃの位置は例えば掘削誤差の許容範囲を基準に決定できる。ここで「掘削誤差の許容範囲」とは作業機１Ａにより形成される実際の面と目標面７００のズレが許容される範囲であり，通達領域Ａｃはこの掘削誤差の許容範囲内に設定することが好ましい。例えば掘削誤差の許容範囲が±１００ｍｍ以内の場合，通達領域Ａｃは５０ｍｍより大きくかつ１００ｍｍ以下の範囲に設定できる。またこの範囲に加えて又は代えて，−５０ｍｍより小さくかつ−１００ｍｍ以上の範囲に通達領域Ａｃを設定しても良い。なお，通達領域Ａｃの位置は，目標面７００ごとに異ならせても良いし，制御コントローラ４０に接続された入力装置（図示せず）を介して事後的に変更可能に構成しても良い。
【００４３】
作業機械位置演算部４３ｅは，一対のＧＮＳＳアンテナ１４からの情報に基づいてグローバル座標系における油圧ショベル１の位置情報（図４のショベル座標系の原点である車体基準位置Ｐ０の座標）と方位情報と車体傾斜角度θを演算し，そのデータを基準点位置演算部４３ｄに出力する。
【００４４】
基準点位置演算部（バケット位置演算部）４３ｄは，作業機１Ａに任意に設定した基準点Ｐｓ（図８参照）の位置情報を演算する。本実施形態の基準点Ｐｓは図８に示すようにバケット１０の爪先におけるバケット幅方向の中心点とし，その位置はグローバル座標系で定義するものとする。まず，基準点位置演算部４３ｄは，作業機姿勢検出装置５０からの情報に基づき，ショベル座標系（ローカル座標系）におけるフロント作業機１Ａの姿勢と，バケット１０の爪先の位置を演算する。既述のとおり，バケット１０の爪先位置情報（Ｘｂｋ，Ｚｂｋ）（バケット位置データ）は，式（１）及び式（２）により演算できる。また，グローバル座標系における車体基準位置Ｐ０の座標と車体傾斜角度θと，ローカル座標系における爪先位置に基づいて，バケット１０の爪先（基準点Ｐｓ）の座標値をローカル座標からグローバル座標に変換できる。以下，グローバル座標系として例を説明する。ただし，ローカル座標系で統一して以下の処理を行っても構わない。
【００４５】
目標面距離演算部４３ｆは，基準点位置演算部４３ｄで算出された基準点（バケット爪先）Ｐｓの位置情報と目標面記憶部４３ｃに記憶された目標面７００の位置情報に基づいて，基準点Ｐｓから目標面７００に向かって所定の方向に延ばした仮想直線Ｌｖ（図８参照）上における基準点（バケット爪先）Ｐｓと目標面７００の距離である目標面距離Ｌｔｉｐ（図８参照）を演算する。本実施形態における仮想直線Ｌｖの「所定の方向」は図８に示すように鉛直方向とする。すなわち，バケット爪先から鉛直方向に延ばした仮想直線Ｌｖ上におけるバケット爪先と目標面７００の距離が目標面距離Ｌｔｉｐとなる。本稿では，基準点Ｐｓが目標面７００の上方にあるときの目標面距離Ｌｔｉｐは正の値で表し，基準点Ｐｓが目標面７００の下方にあるときの目標面距離Ｌｔｉｐは負の値で表すものとする。
【００４６】
判定部４３ｇは，基準点（バケット爪先）Ｐｓが通達領域Ａｃ内に存在するか否かを，基準点位置演算部４３ｄで算出された基準点Ｐｓの位置情報と通達領域記憶部４３ｋに記憶された通達領域Ａｃの位置情報に基づいて判定し，その判定結果を表示制御部３７４ａに出力する。本実施形態では目標面距離Ｌｔｉｐが通達領域Ａｃに存在するか否かで当該判定を行う。より具体的には，＋５０ｍｍより大きく＋１００ｍｍ以下の範囲と，−５０ｍｍより小さく−１００ｍｍ以上の範囲のいずれかに目標面距離Ｌｔｉｐが含まれるか否かを判定することで当該判定を行う。
【００４７】
移動方向演算部４３ｈは，基準点（バケット爪先）Ｐｓの位置情報に基づいて基準点Ｐｓの移動方向を演算する。本実施形態の移動方向演算部４３ｈは，基準点位置演算部４３ｄで演算される基準点Ｐｓの位置情報と，オペレータ操作検出装置５２ａを介して検出される操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａに対する操作情報から演算される各油圧シリンダ５，６，７の速度情報に基づいて基準点Ｐｓの移動方向を演算している。ここで油圧シリンダ５，６，７の速度情報はシリンダ速度演算部４３ｂから入力している。基準点Ｐｓの位置情報からはフロント作業機１Ａの姿勢が特定でき，これに各油圧シリンダ５，６，７の速度情報を考慮することで，基準点Ｐｓの速度ベクトルが演算できる。基準点Ｐｓの移動方向は当該速度ベクトルの方向である。
【００４８】
表示制御部３７４ａは，ＭＧ制御部４３から入力される情報を基に表示装置５３ａを制御する。制御コントローラ４０には，フロント作業機１Ａの画像及びアイコンを含む表示関連データが多数格納されている表示ＲＯＭが備えられており，表示制御部３７４ａが，ＭＧ制御部４３からの入力情報に基づいて所定のプログラムを読み出すとともに，表示装置５３ａにおける表示制御をする。本実施形態の表示制御部３７４ａは，基準点位置演算部４３ｄから入力される基準点Ｐｓ（バケット爪先）の位置情報及びフロント作業機１Ａの姿勢情報と，目標面記憶部４３ｃから入力される目標面７００の位置情報と，目標面距離演算部４３ｆから入力される目標面距離Ｌｔｉｐと，判定部４３ｇから入力される判定結果の情報と，移動方向演算部４３ｈから入力される移動方向情報に基づいて表示装置５３を制御する。
【００４９】
具体的には，表示制御部３７４ａは，判定部４３ｇの判定結果と移動方向演算部４３ｈで演算した移動方向情報に基づいて，判定部４３ｇで基準点Ｐｓが通達領域Ａｃ内に存在するか否かと，移動方向演算部４３ｈで演算された移動方向が目標面７００から離れる方向か否かを判定する。そして，判定部４３ｇで基準点Ｐｓが通達領域Ａｃ内に存在し，かつ，移動方向演算部４３ｈで演算された移動方向が目標面７００から離れる方向であると判定した場合には，基準点Ｐｓが目標面７００から離れる旨をオペレータに表示画面を介して通達する。そのときの表示画面の詳細を次に説明する。
【００５０】
図８は本実施形態の表示装置５３ａの表示画面の一例である。この図の表示画面は，目標面７００と作業機１Ａ（基準点Ｐｓ）の位置関係が複数のセグメントで表示される第１表示部７１と，目標面７００と作業機１Ａ（基準点Ｐｓ）の位置関係がバケット１０の画像で表示される第２表示部７２を備えている。
【００５１】
第１表示部７１には，第１背景色で表示される背景７３の上に一の方向（図８の例では画面の上下方向）に沿って配置された複数のセグメント７４（本実施形態では１１個のセグメント）が表示されている。複数のセグメント７４には，目標面７００の位置を示す目標面位置セグメント７４ａが含まれている。目標面位置セグメント７４ａとその他のセグメントの距離は，目標面７００から当該その他のセグメントに対応する位置の距離を示しており，目標面位置セグメント７４ａから離れたセグメントほど目標面７００から離れた位置を示している。通達領域Ａｓは，複数のセグメント７４から目標面位置セグメント７４ａを除いたセグメントの少なくとも１つのセグメントに対応する位置（距離）に設定されている。複数のセグメント７４には，基準点Ｐｓの位置に応じて第１セグメント色で表示される基準点位置セグメント７４ｂが含まれている。基準点Ｐｓが目標面位置セグメント７４ａに対応する位置に在るときは，目標面位置セグメント７４ａが基準点位置セグメント７４ｂとなる。
【００５２】
本実施形態の１１個のセグメント７４には図９に示すように「５０＿−５」から「５０＿＋５」までの識別子が付与されている（以下では，セグメントの説明でこの「識別子」と「符号７４」を適宜使い分ける）。１１個のセグメント７４のそれぞれには，目標面距離Ｌｔｉｐの範囲が重複無く割り当てられている。具体的には，セグメント５０＿±０には目標面７００の上方と下方にそれぞれ５０ｍｍ，すなわち合計で１００［ｍｍ］の範囲が割り当てられており，セグメント５０＿＋１には目標面７００から上方に５０ｍｍから１００ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿＋２には目標面７００から上方に１００ｍｍから１５０ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿＋３には目標面７００から上方に１５０ｍｍから２００ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿＋４には目標面７００から上方に２００ｍｍから２５０ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿＋５には目標面７００から上方に２５０ｍｍを超える範囲が割り当てられている。また，セグメント５０＿−１には目標面７００から下方に５０ｍｍから１００ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿−２には目標面７００から下方に１００ｍｍから１５０ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿−３には目標面７００から下方に１５０ｍｍから２００ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿−４には目標面７００から下方に２００ｍｍから２５０ｍｍまでの範囲が，セグメント５０＿−５には目標面７００から下方に２５０ｍｍを超える範囲が割り当てられている。
【００５３】
各セグメント７４は目標面距離Ｌｔｉｐに応じて第１セグメント色で表示されることがある。図１０は第１セグメント色で表示されるセグメント７４と目標面距離Ｌｔｉｐの関係を示す図である。図１０では，目標面距離Ｌｔｉｐの単位は［ｍｍ］であり，各セグメント７４が第１セグメント色で表示される場合を「ＯＮ」と示し，第１背景色で表示される場合を「ＯＦＦ」と示している。具体的には，５０［ｍｍ］≧Ｌｔｉｐ≧−５０［ｍｍ］の場合にはセグメント５０＿±０のみが第１セグメント色で表示され，１００［ｍｍ］≧Ｌｔｉｐ＞５０［ｍｍ］の場合には２つのセグメント５０＿±０，５０＿＋１が第１セグメント色で表示され，１５０［ｍｍ］≧Ｌｔｉｐ＞１００［ｍｍ］の場合には３つのセグメント５０＿±０，５０＿＋１，５０＿＋２が第１セグメント色で表示され，２００［ｍｍ］≧Ｌｔｉｐ＞１５０［ｍｍ］の場合には４つのセグメント５０＿±０，５０＿＋１，５０＿＋２，５０＿＋３が第１セグメント色で表示され，２５０［ｍｍ］≧Ｌｔｉｐ＞２００［ｍｍ］の場合には５つのセグメント５０＿±０，５０＿＋１，５０＿＋２，５０＿＋３，５０＿＋４が第１セグメント色で表示され，Ｌｔｉｐ＞２５０［ｍｍ］の場合には６つのセグメント５０＿±０，５０＿＋１，５０＿＋２，５０＿＋３，５０＿＋４，５０＿＋５が第１セグメント色で表示される。目標面距離Ｌｔｉｐが負の値となる場合（目標面７００の下方に基準点Ｐｓが位置する場合）も同様である。図８の例では，目標面距離Ｌｔｉｐ＝８０ｍｍなので，２つのセグメント５０＿±０，５０＿＋１が第１セグメント色で表示されており，この表示によりオペレータは目標面７００の上方の５０−１００［ｍｍ］の距離にバケット爪先（基準点Ｐｓ）が在ることを認識できる。
【００５４】
但し，通達領域Ａｃとして設定されたセグメント７４の範囲内で基準点Ｐｓの移動方向が目標面７００から離れる方向のときは，第１セグメント色で表示されると図１０で規定されているセグメントが第２セグメント色で表示されることがある。本実施形態では，図９に示すように，セグメント５０＿＋１とセグメント５０＿−１に対応する範囲，すなわち，＋５０ｍｍより大きく＋１００ｍｍ以下の範囲と，−５０ｍｍより小さく−１００ｍｍ以上の範囲に通達領域Ａｃが設定されている。
【００５５】
図１１は表示制御部３７４ａによって実行される各セグメント７４及び背景７３の表示色の決定処理のフローチャートである。表示制御部３７４ａは図１１の処理を所定の制御周期で繰り返し実行している。
【００５６】
図１１のフローチャートの処理を開始すると，表示制御部３７４ａは，目標面距離演算部４３ｆから目標面距離Ｌｔｉｐを取得し（Ｓ１０１），判定部４３ｇから判定結果を取得し（Ｓ１０２），移動方向演算部４３ｈから基準点Ｐｓ（バケット爪先）の移動方向（基準点Ｐｓの速度ベクトル）を取得する（Ｓ１０３）。
【００５７】
Ｓ１０４では，表示制御部３７４ａは，通達領域Ａｃであるセグメント５０＿＋１とセグメント５０＿−１に対応する範囲，すなわち，＋５０ｍｍより大きく＋１００ｍｍ以下の範囲と−５０ｍｍより小さく−１００ｍｍ以上の範囲に基準点Ｐｓが位置するか否かをＳ１０２で取得した判定結果を基に判定する。基準点Ｐｓが通達領域Ａｃ内に存在していると判定した場合にはＳ１０５に進み，そうでない場合にはＳ１０８に進む。
【００５８】
Ｓ１０８では，表示制御部３７４ａは，Ｓ１０１で取得した目標面距離Ｌｔｉｐに基づいて基準点Ｐｓが存在するセグメント７４を特定し，そのセグメント７４を基準点位置セグメント７４ａとして第１セグメント色で表示する。また，目標面位置セグメント７４ｂ（セグメント５０＿±０）を第１セグメント色で表示し，さらに，基準点位置セグメント７４ａと目標面位置セグメント７４ｂの２つに挟まれたセグメントがあればそれらも第１セグメント色で表示する。一方，第１セグメント色で表示したセグメント以外のセグメントと背景７３は第１背景色で表示する。図１２はセグメント５０＿＋１が基準点位置セグメント７４ａのときにＳ１０８で表示装置５３ａ上に表示される画面の一例を示す図である。
【００５９】
Ｓ１０５では，表示制御部３７４ａは，基準点Ｐｓの移動方向が目標面７００から離れる方向か否かを，Ｓ１０３で取得した基準点Ｐｓの速度ベクトルの目標面７００に対する垂直成分（以下，「基準点Ｐｓの速度ベクトルの垂直成分」と称することがある）の方向に基づいて判定する。具体的には，表示制御部３７４ａは，基準点Ｐｓが目標面７００の上方にある場合は基準点Ｐｓの速度ベクトルの垂直成分が上向きのときに基準点Ｐｓの移動方向が目標面７００から離れる方向であると判定し，基準点Ｐｓが目標面７００の下方にある場合は基準点Ｐｓの速度ベクトルの垂直成分が下向きのときに基準点Ｐｓの移動方向が目標面７００から離れる方向であると判定する。基準点Ｐｓの移動方向が目標面７００から離れる方向であると判定した場合にはＳ１０６に進み，そうでない場合にはＳ１０８に進む。なお，Ｓ１０５で操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａへの入力が無い場合には，基準点Ｐｓの速度ベクトルはゼロであるのでＳ１０８に進む。つまり，通常の第１セグメント色で表示されるので，非操作時に第２セグメント色が無駄に表示されてオペレータが煩わしく感じることが無い。
【００６０】
Ｓ１０６では，表示制御部３７４ａは，Ｓ１０１で取得した目標面距離Ｌｔｉｐに基づいて基準点Ｐｓが存在するセグメント７４を特定し，そのセグメント７４を基準点位置セグメント７４ａとして第２セグメント色で表示する。第２セグメント色は第１セグメント色とは異なる色である。また，目標面位置セグメント７４ｂ（セグメント５０＿±０）を第２セグメント色で表示し，さらに，基準点位置セグメント７４ａと目標面位置セグメント７４ｂの２つに挟まれたセグメントがあればそれらも第２セグメント色で表示する。一方，第２セグメント色で表示したセグメント以外のセグメントと背景７３は第２背景色で表示する。第２背景色は第１背景色とは異なる色である。図１３はセグメント５０＿＋１が基準点位置セグメント７４ａのときにＳ１０６で表示装置５３ａ上に表示される画面の一例を示す図である。
【００６１】
ところで，画面の表示情報の視認性を向上するためには背景色と前景色の組合せで充分なコントラストが確保されることが好ましく，Ｗ３Ｃ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）は，背景色と前景色の明度差が１２５以上かつ色差が５００以上の組合せであれば充分なコントラストが確保できると提唱している。明度差と色差は下記式（３），（４）のように定義される。式（３），（４）中のＲ，Ｇ，Ｂは，それぞれＲＧＢカラーの赤，緑，青を表し，それぞれ１０進数で０−２５５のいずれかの値（ＲＧＢ値）をとる。式（３），（４）におけるＲ１，Ｇ１，Ｂ１は明度差又は色差をとる２つの色の一方のＲＧＢ値を示し，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は明度差又は色差をとる２つの色の他方のＲＧＢ値を示す。
【００６２】
明度差＝｜（Ｒ１×２９９＋Ｇ１×５８７＋Ｂ１×１１４）／１０００−（Ｒ２×２９９＋Ｇ２×５８７＋Ｂ２×１１４）／１０００｜…式（３）
色差＝（｜Ｒ１−Ｒ２｜＋｜Ｇ１−Ｇ２｜＋｜Ｂ１−Ｂ２｜）…式（４）
これらを踏まえて，基準点（バケット爪先）Ｐｓが目標面７００から離れる旨を表示画面を介してオペレータに認識させ易くするには，第２セグメント色と，そのときの背景色である第２背景色は，明度差が１２５以上かつ色差が５００以上の色の組合せであることが好ましい。ただし，図８のように表示装置５３ａを他の表示と兼用する場合には，当該他の表示に利用される色との関係上，明度差と色差をこれらの数値と同じにすることは困難であることもあるので，明度差が１２０以上かつ色差が４００以上の色の組合せとしても良い。第１セグメント色と，そのときの背景色である第１背景色も同様の組合せにすることが好ましい。本稿では，このように或る色と明度差１２０以上かつ色差が４００以上の色を対照色と称することがある。
【００６３】
第２表示部７２には，基準点Ｐｓの位置情報及びフロント作業機１Ａの姿勢情報及び目標面７００の位置情報に基づいて，目標面７００と作業機１Ａ（バケット１０の爪先）の位置関係が表示される。また，第２表示部７２には，目標面距離Ｌｔｉｐが数値で表示される数値表示部８０が設けられている。
なお，第２表示部７２中には，基準点Ｐｓと，仮想直線Ｌｖと，目標面距離Ｌｔｉｐの寸法線が記載されているが，これらは図の説明であり実際の表示画面には表示されない（他の表示画面の図についても同様とする）。表示画面に表示する目標面７００の範囲は任意に設定可能である。例えば，基準点Ｐｓの位置（すなわちバケット爪先の位置）を基準にし，基準点Ｐｓから所定の範囲内に存在する目標面７００を表示する方法がある。
【００６４】
−動作・効果−
以上のように構成される実施形態の動作・効果について説明する。ここでは，掘削誤差の許容範囲を±１００ｍｍとし，バケット１０の爪先を目標面７００に沿って車体１Ｂ側に引き寄せる水平引き動作で平坦な目標面７００を形成する仕上げ作業の場面を想定する。
【００６５】
（１）例えば目標面７００を基準として±５０ｍｍの範囲で水平引き動作をしている場合には，第１表示部７１においてセグメント５０＿±０のみが第１セグメント色で表示され，他のセグメントと背景７３は第１背景色で表示される。この表示画面を視認することでオペレータはバケット爪先が目標面７００から適正な範囲に存在することを認識できる。
【００６６】
（２）次にオペレータの意図に反してバケット爪先（基準点Ｐｓ）がセグメント５０＿±０の範囲から上方に移動してセグメント５０＿＋１の範囲に入った場合には，セグメント５０＿＋１が通達領域Ａｃに設定されており，バケット爪先の移動方向が目標面７００から離れる方向となるため，爪先が存在する位置に該当するセグメント５０＿＋１（基準点位置セグメント７４ｂ）とセグメント５０＿±０（目標面位置セグメント７４ａ）が図１３のように第２セグメント色で表示され，他のセグメントと背景７３が第２背景色で表示される。このような通常時と異なる画面表示を視認することでオペレータはバケット爪先が誤差許容範囲から外れそうなことを容易に把握でき，ブーム下げ操作を加える等してバケット爪先を目標面７００に近い位置に戻そうとすることができるので，フロント作業機１Ａの操作に未熟なオペレータであっても目標面７００に沿った仕上げ作業が容易になる。またバケット爪先を再度目標面７００に近づける動作を行った場合には，セグメント５０＿±０，５０＿＋１は通常時の第１セグメント色で再度表示されるので，オペレータは適正な方向にバケット１０を動作させていることを即座に把握できる。
【００６７】
（３）一方，（１）の状態からオペレータの意図に反してバケット爪先（基準点Ｐｓ）がセグメント５０＿±０の範囲から下方に移動してセグメント５０＿−１の範囲に入った場合にも（２）の場合と同様に，爪先が存在する位置に該当するセグメント５０＿−１（基準点位置セグメント７４ｂ）とセグメント５０＿±０（目標面位置セグメント７４ａ）が第２セグメント色で表示され，他のセグメントと背景７３が第２背景色で表示される。したがって，この場合もフロント作業機１Ａの操作に未熟なオペレータであっても目標面７００に沿った仕上げ作業が容易になる。
【００６８】
特に本実施形態では，セグメント５０＿±０に隣接し且つ誤差許容範囲内に含まれるセグメント５０＿＋１，５０＿−１を通達領域Ａｃに設定したので，バケット爪先が目標面７００から離れようとする状況を即座にオペレータに通達でき，実際の掘削面と目標面７００の位置の乖離が許容範囲内に収まりやすい。
【００６９】
また，本実施形態では，第２セグメント色と第２背景色を明度差が１２０以上かつ色差が４００以上の組合せにしてコントラストを充分確保することで第１セグメント色表示から第２セグメント色表示への画面変化の視認性を著しく向上させている。そのため，実際の掘削面とバケットの動きに注視するためにオペレータの視線がバケット爪先にあっても，その周辺視野に表示装置５３ａの表示画面があればセグメントの色が変化したことを容易に視認できる。すなわち，本実施形態によれば，オペレータがバケット爪先に注視している場面でも画面変化を認識し易いので，バケット爪先が誤差許容範囲から外れそうなことを把握し易く目標面７００に沿った仕上げ作業が容易になる。本実施形態では第１表示部７１の表示部分の多くを占める背景７３を第１背景色から第２背景色に変更しており，さらに第１背景色と第２背景色の明度差を１２０以上かつ色差を４００以上に確保することで変化の前後でのコントラストも充分確保している。したがって，周辺視野による画面変化の視認性はさらに向上している。
【００７０】
−移動方向演算部４３ｈの変形例−
上記の実施形態では，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａに対する操作量に基づいて演算された各油圧シリンダ速度に基づいてバケット爪先の速度ベクトルを算出して基準点Ｐｓの移動方向を演算したが，基準点位置演算部４３ｄで演算された基準点Ｐｓの位置情報の履歴に基づいて基準点Ｐｓの移動方向を予測し，その予測から基準点Ｐｓの移動方向を演算しても良い。この場合のＭＧ制御部４３の機能ブロック図を図１４に示す。図１４のブロック図では，基準点位置演算部４３ｄで演算された基準点Ｐｓの位置情報の履歴が移動方向演算部４３ｈに入力されており，移動方向演算部４３ｈは当該位置情報の履歴に基づいて基準点Ｐｓの移動方向を演算し表示制御部３７４ａに出力している。このように構成しても先の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
また，上記の実施形態では，基準点Ｐｓの速度ベクトルの方向のみで図１１のＳ１０５の判定を行ったが，その際，基準点Ｐｓの速度ベクトルの大きさも判定材料に加えても良い。この場合，基準点Ｐｓの速度ベクトルの大きさが所定値以下の場合には，目標面７００から離れる方向に移動していないと判定しても良い。
【００７２】
また，上記の実施形態では，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量を基に基準点Ｐｓの移動方向（速度ベクトル）を予測したが，旋回体１２や走行体１１を動作させてもバケット１０が移動することを鑑みて操作装置４６ｂ，４７ａ，４７ｂの操作量も考慮して基準点Ｐｓの移動方向を予測しても良い。
【００７３】
−表示装置５３ａ以外の通達装置−
上記では表示装置５３ａで基準点Ｐｓが目標面７００から離れる旨をオペレータに通達することとしたがその他の通達装置を利用することも可能である。例えば，音声出力装置（例えばスピーカ）を介して音（警報音）を出力して同様の旨をオペレータに通達しても良い。
【００７４】
−その他−
本発明は，上記の実施の形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば，本発明は，上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず，その構成の一部を削除したものも含まれる。
【００７５】
上記の実施形態では，基準点（バケット爪先）Ｐｓから鉛直方向に延ばした直線を仮想直線Ｌｖと定義したが，基準点Ｐｓから直線を延ばす方向は任意に設定が可能であり，鉛直方向以外に延ばした直線を仮想直線としても良い。例えば，基準点（バケット爪先）Ｐｓを通過し目標面７００と直交する直線を仮想直線Ｌｖ’とすることができる。
【００７６】
上記の実施形態では，第１セグメント色で表示したセグメント以外のセグメントと背景７３は第１背景色で表示したが，両者の色は異ならせても良い。また，第２セグメント色で表示したセグメント以外のセグメントと背景７３は第２背景色で表示したが，両者の色は異ならせても良い。さらに，本実施形態では，第１セグメント色と第２背景色，第２セグメント色と第１背景色をそれぞれ同一の色としたが，各色の組合せは異なっていても良い。
【００７７】
上記の実施形態では図１１のＳ１０６，Ｓ１０８において，基準点位置セグメント７４ｂと，目標面位置セグメント７４ａと，基準点位置セグメント７４ｂと目標面位置セグメント７４ａに挟まれるセグメントを第１セグメント色で表示したが，基準点位置セグメント７４ｂだけを第１セグメント色で表示したり，基準点位置セグメント７４ｂと目標面位置セグメント７４ａだけを第１セグメント色で表示したりしても良い。
【００７８】
上記の実施形態では，セグメント５０＿±０を除くセグメントの間隔を５０ｍｍと均等に設定したが，セグメントの間隔は適宜変更しても良い。例えば，セグメント５０＿±０とセグメント５０＿＋１の間隔を５０ｍｍとし，セグメント５０＿＋１とセグメント５０＿＋２の間隔を１００ｍｍとし，セグメント５０＿＋２とセグメント５０＿＋３の間隔を２００ｍｍといった具合に間隔を倍々にしてもよい。ただし，その場合には各セグメントの間隔をオペレータが認識できるように数値を付記したり，セグメントの上下方向の長さを間隔に応じて変更する等の工夫を加えることが好ましい。
【００７９】
上記の実施形態では，図１１のＳ１０４とＳ１０５の判定がともにＹＥＳの場合に第１セグメント色を第２セグメント色に変更する構成を採用しているが，その際に色の変更だけでなくセグメントを点滅させても良い。
【００８０】
上記の実施形態では操作装置４５，４６，４７を油圧パイロット方式で説明したが，操作信号として電気信号を出力する電気レバー方式の操作装置にも本発明は適用可能であることはいうまでもない。
【００８１】
通達領域Ａｃの位置や各セグメントの単位は予め設定しておいても良いし，事後的にオペレータが所望の値に変更可能に構成しても良い。
【００８２】
上記の制御コントローラ４０に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は，それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また，上記の制御コントローラ４０に係る構成は，演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該制御コントローラ４０の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は，例えば，半導体メモリ（フラッシュメモリ，ＳＳＤ等），磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク，光ディスク等）等に記憶することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１Ａ…フロント作業機，８…ブーム，９…アーム，１０…バケット，３０…ブーム角度センサ，３１…アーム角度センサ，３２…バケット角度センサ，４０…制御コントローラ（制御装置），４３…ＭＧ制御部，４３ａ…操作量演算部，４３ｃ…目標面演算部，４３ｃ…目標面記憶部（記憶部），４３ｄ…基準点位置演算部（位置演算部），４３ｆ…目標面距離演算部，４３ｇ…判定部，４３ｈ…移動方向演算部，４３ｋ…通達領域記憶部（記憶部），４４…電磁比例弁制御部，４５…操作装置（ブーム，アーム），４６…操作装置（バケット，旋回），５０…作業機姿勢検出装置，５１…目標面設定装置，５２ａ…オペレータ操作検出装置，５３ａ…表示装置（通達装置），５４，５５，５６…電磁比例弁，７３…背景，７４…セグメント，７４ａ…目標面位置セグメント，７４ｂ…基準点位置セグメント，３７４ａ…表示制御部（通達制御部）
【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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【図１３】
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【図１４】
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