(57)【要約】【課題】作業機械の周囲の地面の崩落の危険性を考慮に入れて作業機械の転倒を防止する。【解決手段】領域設定部２５３は、測距センサで計測された作業機械１の周囲の地形の距離画像データから崩落危険領域を検出し、警告線Ｂ１を構成する４辺のうち少なくとも崩壊危険領域と支持多角形の中心とに介在する辺と、制御線Ｂ２を構成する４辺のうち少なくとも崩壊危険領域と支持多角形の中心とに介在する辺とのそれぞれを支持多角形の中心方向に移動させる。転倒防止制御部２５４は、重心Ｇが警告線Ｂ１よりも外側に位置する場合、転倒の危険性を報知するための警告を行い、重心Ｇが制御線Ｂ２よりも外側に位置する場合、転倒防止制御を行う。【選択図】図３
2019002242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの可動部を備える作業機械の転倒防止装置であって、
前記可動部の姿勢に基づいて前記作業機械の重心を算出する重心算出部と、
前記作業機械の地面との複数の接地点から決定される支持多角形の内側に、安全領域と、前記安全領域を取り囲む警戒領域とを設定する領域設定部と、
前記重心が前記警戒領域に位置する場合、転倒の危険性を報知するための警告及び前記転倒が回避されるように前記可動部の動作を制限する転倒防止制御の少なくとも一方を行う転倒防止制御部と、
前記作業機械の周囲の地面に関する地面情報に基づいて、前記周囲の地面において崩落の危険性のある崩落危険領域を特定する領域特定部とを備え、
前記領域設定部は、前記領域特定部により前記崩落危険領域が特定された場合、前記安全領域と前記警戒領域との境界線のうち、少なくとも前記支持多角形の中心と前記崩落危険領域との間に介在する境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させる転倒防止装置。
【請求項２】
前記地面情報は、前記作業機械の周囲の地面の地形を示す地形情報を含み、
前記領域特定部は、前記地形情報に基づいて前記崩落危険領域を特定する請求項１記載の転倒防止装置。
【請求項３】
前記地面情報は、前記作業機械の周囲の地盤の堅さを示す堅土情報を含み、
前記領域特定部は、前記堅土情報に基づいて、前記崩落危険領域を特定する請求項１又は２記載の転倒防止装置。
【請求項４】
前記領域特定部は、前記地形情報が前記周囲に傾斜面があることを示す場合、前記傾斜面を前記崩落危険領域に含ませる請求項２記載の転倒防止装置。
【請求項５】
前記領域特定部は、前記堅土情報が前記周囲に地盤強度が基準値よりも低い地盤の領域があることを示す場合、前記領域を前記崩落危険領域に含ませる請求項３記載の転倒防止装置。
【請求項６】
前記領域設定部は、前記地面情報に基づいて、前記崩落危険領域の前記崩落の可能性の高さを示す崩落指標値を算出し、前記崩落指標値が増大するにつれて、移動対象となる境界線の移動量を増大させる請求項１〜５のいずれかに記載の転倒防止装置。
【請求項７】
前記警戒領域は、前記安全領域を取り囲み、前記重心が位置する場合に前記警告が行われる警告領域と、前記警告領域を取り囲み、前記重心が位置する場合に前記転倒防止制御が行われる制御領域とを含み、
前記領域設定部は、前記領域特定部により前記崩落危険領域が特定された場合、前記安全領域と前記警告領域との第１境界線のうち少なくとも前記支持多角形の中心と前記崩落危険領域との間に介在する境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させ、且つ、前記警告領域と前記制御領域との第２境界線のうち少なくとも前記支持多角形の中心と前記崩落危険領域との間に介在する境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させる請求項１〜６のいずれかに記載の転倒防止装置。
【請求項８】
前記周囲の天候に関する天候情報を取得する天候情報取得部と、
前記天候情報に基づいて前記作業機械の転倒の危険性の有無を判定する危険性判定部とを更に備え、
前記領域設定部は、前記危険性判定部により前記転倒の危険性があると判定された場合、前記安全領域と前記警戒領域との境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させる請求項１〜７のいずれかに記載の転倒防止装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の転倒防止装置と、
少なくとも１つの可動部とを備える作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１以上の可動部を備える作業機械の転倒を防止する転倒防止装置及び作業機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パワーショベルやクレーンをはじめとする作業機械においては、車体の転倒を防止するための措置が採られており、例えば、下記の特許文献が知られている。
【０００３】
特許文献１は、解体作業機の運転者に運転時における解体作業機の安定度を知らせるために、ブーム及びアームの角度信号に基づいて解体作業機全体の重心を算出し、算出した重心と解体作業機の前方安定支点及び後方安定支点とのそれぞれの距離を算出し、算出した距離と算出した重心とに基づいて前方安定支点及び後方安定支点のそれぞれの支持力を算出し、算出した支持力を表示器に表示する技術を開示する。
【０００４】
特許文献２は、作業機械の支持多角形の内側に形成された安全領域よりも外側且つ支持多角形の内側に形成された転倒警告領域に作業機械のＺＭＰが含まれている場合に転倒警告を発報する技術を開示する。この作業機械では、オペレータによる入力情報や上部旋回体の傾斜角や姿勢センサの検出情報から作業機械が傾斜地で作業していることを検出した場合、山側に比べて転倒の危険性の高い谷側の転倒警告領域の幅を広く設定することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２８７１１０５号公報
【特許文献２】特許第５４１５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、実際の作業機械の転倒事故事例では、法肩（法面の最上端）の端部に作業機械の荷重がかかることによって法肩の足場が崩れ、作業機械が転倒する事故が多く報告されている。過去５年の建設業安全衛生年鑑に記載された事故事例調査では転倒事故のうち約２０％が足場の崩壊が原因であると報告されている。
【０００７】
したがって、作業機械の周囲の地面の崩落を考慮に入れて作業機械の転倒防止を図ることは重要である。
【０００８】
しかし、特許文献１，２の技術は、いずれも、法肩の足場の崩壊や地面の柔らかさによる足場の崩落に関する記載がない。
【０００９】
また、特許文献２では、作業機械が傾斜地で作業をしている場合、谷側の転倒警告領域の幅を広くすることが開示されているが、作業機械の周囲の地面の地形や堅さは検出されていないので、足場の崩落を考慮に入れた転倒防止を図ることはできない。
【００１０】
本発明は、作業機械の周囲の地面の崩落の危険性を考慮に入れて作業機械の転倒を防止する転倒防止装置及び作業装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る転倒防止装置は、少なくとも１つの可動部を備える作業機械の転倒防止装置であって、
前記可動部の姿勢に基づいて前記作業機械の重心を算出する重心算出部と、
前記作業機械の地面との複数の接地点から決定される支持多角形の内側に、安全領域と、前記安全領域を取り囲む警戒領域とを設定する領域設定部と、
前記重心が前記警戒領域に位置する場合、転倒の危険性を報知するための警告及び前記転倒が回避されるように前記可動部の動作を制限する転倒防止制御の少なくとも一方を行う転倒防止制御部と、
前記作業機械の周囲の地面に関する地面情報に基づいて、前記周囲の地面において崩落の危険性のある崩落危険領域を特定する領域特定部とを備え、
前記領域設定部は、前記領域特定部により前記崩落危険領域が特定された場合、前記安全領域と前記警戒領域との境界線のうち、少なくとも前記支持多角形の中心と前記崩落危険領域との間に介在する境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させる。
【００１２】
本態様によれば、地面に関する地面情報から作業機械の周囲の地面において崩落の危険性のある崩落危険領域が特定され、崩落危険領域が特定された場合、安全領域と警戒領域との境界線のうち、少なくとも支持多角形の中心と崩落危険領域との間に介在する境界線が支持多角形の中心方向に移動される。これにより、警告を通じてのオペレータの操作又は転倒防止制御によって、崩落危険領域側への作業機械の重心の移動が制限され、崩落危険領域側の地面にかかる作業機械の荷重が制限され、崩落による作業機械の転倒を防止できる。
【００１３】
上記態様において、前記地面情報は、前記作業機械の周囲の地面の地形を示す地形情報を含み、
前記領域特定部は、前記地形情報に基づいて前記崩落危険領域を特定することが好ましい。
【００１４】
本態様によれば、作業機械の周囲の地面の地形を示す地形情報に基づいて崩落危険領域が特定されているので、転倒事故の事例として多い崖近くや法肩で作業する作業機械の転倒を防止できる。
【００１５】
上記態様において、前記地面情報は、前記作業機械の周囲の地盤の堅さを示す堅土情報を含み、
前記領域特定部は、前記堅土情報に基づいて、前記崩落危険領域を特定することが好ましい。
【００１６】
本態様によれば、作業機械の周囲の地面の堅さを示す堅土情報に基づいて崩落危険領域が特定されているので、地盤が軟らかい領域近くで作業している作業機械の転倒を防止できる。更に、本態様の堅土情報を上記の地形情報と組み合わせて崩落危険領域を特定した場合、地盤が軟らかい崖近くや法肩で作業する作業機械の転倒をより確実に防止できる。
【００１７】
上記態様において、前記領域特定部は、前記地形情報が前記周囲に傾斜面があることを示す場合、前記傾斜面を前記崩落危険領域に含ませることが好ましい。
【００１８】
本態様によれば、作業機械の周囲に傾斜面があれば、その傾斜面が崩落危険領域に含められるので、転倒事故の事例として多い崖近くや法肩で作業する作業機械の転倒を防止できる。
【００１９】
上記態様において、前記領域特定部は、前記堅土情報が前記周囲に地盤強度が基準値よりも低い地盤の領域があることを示す場合、前記領域を前記崩落危険領域に含ませることが好ましい。
【００２０】
本態様によれば、作業機械の周囲に地盤強度が基準値よりも低い領域があれば、その領域が崩落危険領域に含められるので、地盤が軟らかい領域近くで作業する作業機械の転倒を防止できる。
【００２１】
上記態様において、前記領域設定部は、前記地面情報に基づいて、前記崩落危険領域の前記崩落の可能性の高さを示す崩落指標値を算出し、前記崩落指標値が増大するにつれて、移動対象となる境界線の移動量を増大させることが好ましい。
【００２２】
本態様によれば、崩落危険領域の崩落の可能性の高さを示す崩落指標値が増大するにつれて、移動対象となる境界線の移動量が増大されるので、当該移動量を崩落の可能性の高さに応じて適切な値に設定できる。
【００２３】
上記態様において、前記警戒領域は、前記安全領域を取り囲み、前記重心が位置する場合に前記警告が行われる警告領域と、前記警告領域を取り囲み、前記重心が位置する場合に前記転倒防止制御が行われる制御領域とを含み、
前記領域設定部は、前記領域特定部により前記崩落危険領域が特定された場合、前記安全領域と前記警告領域との第１境界線のうち少なくとも前記支持多角形の中心と前記崩落危険領域との間に介在する境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させ、且つ、前記警告領域と前記制御領域との第２境界線のうち少なくとも前記支持多角形の中心と前記崩落危険領域との間に介在する境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させることが好ましい。
【００２４】
本態様によれば、崩落危険領域が特定された場合、安全領域と警告領域との第１境界線のうち少なくとも支持多角形の中心と崩落危険領域との間に介在する境界線が支持多角形の中心方向に移動され、且つ、警告領域と制御領域との第２境界線のうち少なくとも支持多角形の中心と崩落危険領域との間に介在する境界線が支持多角形の中心方向に移動される。これにより、警告を通じてのオペレータの操作又は転倒防止制御によって、崩落危険領域側への作業機械の重心の移動が制限され、崩落危険領域側の地面にかかる作業機械の荷重が制限され、崩落による作業機械の転倒を防止できる。
【００２５】
上記態様において、前記周囲の天候に関する天候情報を取得する天候情報取得部と、
前記天候情報に基づいて前記作業機械の転倒の危険性の有無を判定する危険性判定部とを更に備え、
前記領域設定部は、前記危険性判定部により前記転倒の危険性があると判定された場合、前記安全領域と前記警戒領域との境界線を前記支持多角形の中心方向に移動させることが好ましい。
【００２６】
本態様によれば、天候情報が、例えば、強風であることを示しており、その強風によって作業機械が転倒する危険性がある場合、安全領域と警戒領域との境界線が支持多角形の中心に移動されるので、作業機械の転倒を防止できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、作業機械の周囲の地面の崩落の危険性を考慮に入れて作業機械の転倒を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明かかる作業機械の外観図である。
【図２】本発明にかかる作業機械の基本構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る作業機械の構成を示すブロック図である。
【図４】測距センサが地面を計測することで取得した距離画像データの一例を示す図である。
【図５】実施の形態１において、警告線と制御線との変更の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る作業機械の処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２に係る作業機械の構成を示すブロック図である。
【図８】表面波探査法を説明する図である。
【図９】実施の形態２において、警告線と制御線との変更の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２において、警告線と制御線との変更の別の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る作業機械の処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３に係る作業機械１の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態４に係る作業機械１の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（実施の形態１）
［作業機械］
図１は、本発明にかかる作業機械１の外観図である。作業機械１は、パワーショベルやクレーン等の上部旋回体３を備える作業機械で構成される。図１において、＋ｘ方向は作業機械１の前方を示し、−ｘ方向は作業機械１の後方を示す。前方及び後方を総称して前後方向（ｘ方向）と呼ぶ。＋ｚ方向は作業機械１の上方を示し、−ｚ方向は作業機械１の下方を示す。上方と下方とを総称して上下方向（ｚ方向）と呼ぶ。＋ｙ方向は後方から前方に作業機械１を見たときの左方を指し、−ｙ方向は後方から前方に作業機械１を見たときの右方を指す。右方と左方とを総称して左右方向と呼ぶ。
【００３０】
作業機械１は、回転軸を中心に回転したり長手方向に伸縮したりする少なくとも１つの可動部を備える作業機械である。作業機械１、クローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられた作業装置４とを備えている。
【００３１】
作業装置４は、上部旋回体３に対して起伏可能に取り付けられたブーム４１と、ブーム４１の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアーム４２と、アーム４２の先端部に対して揺動可能に取り付けられたバケット４３とを備えている。
【００３２】
また、作業装置４は、上部旋回体３に対してブーム４１を起伏させるブームシリンダ５１と、ブーム４１に対してアーム４２を揺動させるアームシリンダ５２と、アーム４２に対してバケット４３を揺動させるバケットシリンダ５３とを備えている。
【００３３】
可動部は、図１に示すパワーショベルの例では、作業装置４を構成するブーム４１、アーム４２、及びバケット４３の他、上部旋回体３で構成される。このように、可動部は、姿勢が変化することにより、作業機械１の重心に影響を与える作業機械１の構成部品が採用される。例えば、油圧クレーンのジブが可動部とされてもよい。また、バケット４３以外のアタッチメントが可動部とされてもよい。逆に、例えば、姿勢が変化する構成部品であっても作業機械１の重心に与える影響が極めて低い作業機械１の構成部品（例えば、ニブラ）のようなは可動部からは省かれる。
【００３４】
[基本構成]
図２は、本発明にかかる作業機械１の基本構成を説明するための図である。作業機械１は、警告線Ｂ１と、制御線Ｂ２と、限界線Ｂ３とを設定する。限界線Ｂ３は、作業機械１の接地面において、作業機械１の中心から最も外側の境界部分を連続的に繋ぐことで得られる境界線である。限界線Ｂ３によって囲まれる領域が支持多角形である。作業機械１の重心Ｇが限界線Ｂ３の外側にはみ出ると、作業機械１は、はみ出た側の限界線Ｂ３を中心軸として回転し、はみ出た側とは反対側の車体が浮き始めて、やがて転倒する。よって、限界線Ｂ３から外側に重心Ｇがはみ出ないようにすることが作業機械１の転倒防止にとって重要となる。
【００３５】
限界線Ｂ３の内側には警告線Ｂ１と、警告線Ｂ１を取り囲む制御線Ｂ２とが設定されている。警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とのうちいずれか一方は省かれても良い。警告線Ｂ１は限界線Ｂ３から一定の距離ｄ１離れて支持多角形内に設定され、制御線Ｂ２は限界線Ｂ３から一定の距離ｄ２（＜ｄ１）離れて支持多角形内に設定されている。図２の例では限界線Ｂ３が四角形であるため、警告線Ｂ１、制御線Ｂ２は、それぞれ、中心が支持多角形の中心に位置する限界線Ｂ３と相似な四角形である。但し、これは一例であり、限界線Ｂ３が三角形等の四角形以外の多角形であれば、警告線Ｂ１、制御線Ｂ２は、それぞれ限界線Ｂ３が示す多角形と同じ形状を持つ。
【００３６】
警告線Ｂ１に囲まれる四角形の領域は、安全領域Ｄ１である。警告線Ｂ１と制御線Ｂ２との間の領域は、重心Ｇが進入したときに後述の警告が発報される警告領域Ｄ２である。制御線Ｂ２と限界線Ｂ３との間の領域は、重心Ｇが進入したときに後述の転倒防止制御が行われる制御領域Ｄ３である。警告領域Ｄ２は安全領域Ｄ１を取り囲み、制御領域Ｄ３は警告領域Ｄ２を取り囲む。なお、警告領域Ｄ２及び制御領域Ｄ３は、それぞれ、警戒領域の一例である。
【００３７】
重心Ｇは限界線Ｂ３に向かうほど転倒の危険性が高まる。よって、重心Ｇが警告線Ｂ１→制御線Ｂ２→限界線Ｂ３に近づくにつれて、作業機械１の転倒の可能性が高くなる。
【００３８】
そこで、作業機械１は、重心Ｇが警告線Ｂ１よりも外側に位置すると、転倒の危険性を示す音声や画像を作業機械１のオペレータに報知する警告の発報を行う。また、作業機械１は、重心Ｇが制御線Ｂ２よりも外側に位置すると、転倒間近であるため、作業機械１の転倒を回避するための転倒防止制御を行う。転倒防止制御としては、例えば、作業機械１を強制的に停止させたり、オペレータの操作に拘わらず重心Ｇを限界線Ｂ３から作業機械１の内側に移動させたりする制御が含まれる。
【００３９】
[地形情報に基づく境界線の変更]
しかし、上記基本構成ではこの支持多角形の周囲の地盤が崩落しない頑丈な地盤であることが前提となっているため、周囲の地盤の崩落が起こると途端に車体が地面からの支持を失い転倒の危険性が高まる。
【００４０】
作業機械１が接近すると崩落する危険のある急斜面が近くにある場合には、その付近での転倒の危険性が増大する。つまり、重心Ｇが急斜面側に移動することにより地盤の一部が崩壊し、作業機械１の転倒の危険性が高まるのである。作業機械１の転倒防止に有益な重要な情報の一つとして作業機械１の周囲の地面の地形を示す地形情報があり、この地形情報から作業機械１の周囲に急斜面があることを検出できる。
【００４１】
そこで、実施の形態１では作業機械１の周囲の地形情報から例えば急斜面を崩落の危険性のある崩落危険領域として特定し、特定した崩落危険領域に基づいて、警告線Ｂ１及び制御線Ｂ２の位置を柔軟に変更することにより転倒の危険性を低下させる。以下、実施の形態１の作業機械について詳細に説明する。
【００４２】
[ブロック図]
図３は、本発明の実施の形態１に係る作業機械１の構成を示すブロック図である。なお、図３において、作動油の流れは太線で示し、制御信号の流れは細線で示している。
【００４３】
作業機械１は、アクチュエータ２１、コントロールバルブ２２、油圧ポンプ２３、エンジン２４、コントローラ２５、操作部２６、角度センサ２７、測距センサ２８、及び報知部２９を備える。なお、本発明に係る転倒防止装置は、コントローラ２５、操作部２６、角度センサ２７、測距センサ２８、及び報知部２９で構成される。
【００４４】
アクチュエータ２１は、例えば、図１に示すブームシリンダ５１、アームシリンダ５２、バケットシリンダ５３、及び上部旋回体３を旋回させる旋回モータで構成されている。但し、これは一例であり、下部走行体２を走行させる走行モータが採用されてもよい。
【００４５】
油圧ポンプ２３は、エンジン２４の駆動軸２４Ｘと接続され、エンジン２４の動力によって駆動されることにより作動油を吐出する。
【００４６】
コントロールバルブ２２は、例えば、油圧ポンプ２３及びアクチュエータ２１間に介在する油圧パイロット切替弁と、当該油圧パイロット切替弁に入力されるパイロット圧を調整する電磁弁とを含む。油圧パイロット弁は、これに入力されるパイロット圧に応じた開度で開き、その開度に応じた流量で油圧ポンプ２３からアクチュエータ２１に作動油を供給する。コントローラ２５は、前記電磁弁に指令信号を入力し、これにより前記パイロット圧を変化させてアクチュエータ２１の作動速度を制御する。
【００４７】
エンジン２４は、例えばディーゼル式のエンジンで構成されている。
【００４８】
コントローラ２５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭを備えるコンピュータで構成され、重心算出部２５１、領域特定部２５２、領域設定部２５３、転倒防止制御部２５４、及び記憶部２５５を備える。
【００４９】
重心算出部２５１は、回転角θ、角速度θ’、及び角加速度θ”に基づいて、作業機械１のＺＭＰを算出し、算出したＺＭＰを作業機械１の重心として算出する。但し、これは一例であり、重心としては静的な重心が採用されてもよい。この場合、重心算出部２５１は、回転角θから各可動部の重心を求め、それらの平均値を算出することで作業機械１の静的な重心を算出すればよい。なお、回転角θは可動部の姿勢を示すパラメータであり、角速度θ’及び角加速度θ”は可動部の動きを示すパラメータである。
【００５０】
重心算出部２５１は、ＺＭＰを算出するにあたり、角度センサ２７で検出された回転角θを１階微分することで角速度θ’を算出し、回転角θを２階微分することで角加速度θ”を算出すればよい。或いは、ブーム４１、アーム４２、及びバケット４３の角速度を検出する角速度センサが設けられているのであれば、重心算出部２５１は、角速度センサにより検出された角速度を取得すればよい。このことは、角加速度センサが設けられている場合も同じである。
【００５１】
領域特定部２５２は、測距センサ２８で計測された作業機械１の周囲の地形の距離画像データから崩落危険領域を特定する。ここで、領域特定部２５２は、距離画像データに急斜面を示す領域が含まれていれば、その領域を崩落危険領域として特定すればよい。ここで、急斜面としては、例えば、切取りまたは盛土によってつくられた人工的傾斜面である法面が含まれる。切取りによって作られた法面は、もともと安定していた自然の地盤を切り取ったため地盤が弱い。また、盛土によってつくられた法面は、盛土の施工後、日の浅いうちはまだ十分に安定しておらず、地盤が弱い。よって、法面は、大雨などの状況の変化によってしばしば崩落を起こすという特徴がある。なお、急斜面としては自然傾斜面が採用されてもよい。
【００５２】
図４は、測距センサ２８が地面を計測することで取得した距離画像データの一例を示す図である。図４の例では、作業機械１の左斜め後方に、切り取りによって作られた法面Ｅ３が位置しており、作業機械１は法面Ｅ３の法肩Ｅ３１で作業している。法肩Ｅ３１は通常の地盤より崩落しやすいので、作業機械１の重心Ｇが法面Ｅ３に近づくにつれて法面Ｅ３が崩落し、作業機械１の転倒リスクが高まる。
【００５３】
また、作業機械１の前方には盛土による法面Ｅ１があり、作業機械１は法面Ｅ１のすぐ下の場所で作業している。法面Ｅ１も法面Ｅ１と同様地盤が弱いので、作業機械１が法面Ｅ１を乗り上げて作業を行うと、法面Ｅ１が崩落し、作業機械１が転倒するリスクがある。
【００５４】
そこで、本実施の形態では、このような状況下において、警告線Ｂ１及び制御線Ｂ２を支持多角形の中心方向に移動させることで、転倒の危険性を低下させる。
【００５５】
ここで、領域特定部２５２は、例えば、作業機械１を基準として一定範囲（例えば半径５ｍや１０ｍの範囲）内に傾斜角度が一定角度（例えば、１０度、２０度、３０度、４０度等）以上、且つ、面積が一定面積以上の斜面を示す領域が距離画像データ内にあれば、その領域を、急斜面、すなわち、崩落危険領域として検出すればよい。ここで、領域設定部２５３は、作業機械１が急斜面の上側に位置する場合のみ、その急斜面を崩落危険領域として検出してもよいし、作業機械１が急斜面の下側に位置する場合であっても、その急斜面を崩落危険領域として検出してもよいし、急斜面内に位置する場合であっても、その急斜面を崩落危険領域として検出してもよい。
【００５６】
図３に参照を戻す。領域設定部２５３は、領域特定部２５２によって作業機械１の周囲に崩落危険領域があることが特定された場合、警告線Ｂ１（第１境界線の一例）を構成する辺のうち、少なくとも支持多角形の中心と崩落危険領域との間に介在する辺を支持多角形の中心方向に移動させると共に、制御線Ｂ２（第２境界線の一例）を構成する辺のうち、少なくとも支持多角形の中心と崩落危険領域との間に介在する辺を支持多角形の中心方向に移動させる。
【００５７】
図５は、実施の形態１において、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２との変更の一例を示す図である。図５（ａ）では（ａ）から（ｂ）にかけて上部旋回体３が正面から左斜め前方に向けて旋回し、重心Ｇが左斜め前方に移動するシーンが示されている。
【００５８】
図５では、作業機械１の左側に法面５０１が位置しており、作業機械１は法面５０１の法肩で作業をしている。法面５０１は地盤が弱いので、（ａ）から（ｂ）に向かうにつれて法面５０１が崩落しやすくなり、作業機械１の転倒のリスクが高い。
【００５９】
そこで、領域設定部２５３は、警告線Ｂ１を構成する４辺のうち支持多角形の中心と法面５０１とに介在する辺ＨＬ１（ここでは、左辺）を、デフォルトの位置から支持多角形の中心方向に移動させると共に、制御線Ｂ２を構成する４辺のうち支持多角形の中心と法面５０１とに介在する辺ＨＬ２（ここでは、左辺）をデフォルトの位置よりも支持多角形の中心に移動させる。
【００６０】
これにより、辺ＨＬ１と支持多角形（限界線Ｂ３）との距離ｄ１１がデフォルトの距離ｄ１よりも大きくなるので、図５に示すシーンにおいて、重心Ｇが警告領域Ｄ２に入るタイミングがデフォルトの場合に比べて早くなる。したがって、このシーンにおいて、オペレータへの警告の発報が早められ、早い段階でオペレータに左旋回の中止の操作を促すことができる。その結果、法面５０１の崩落による作業機械１の転倒のリスクを低下させることができる。
【００６１】
同様に、辺ＨＬ２と限界線Ｂ３との距離ｄ２１がデフォルトの距離ｄ２よりも大きくなるので、このシーンにおいて、重心Ｇが制御領域Ｄ３に入るタイミングがデフォルトの場合に比べて早くなる。これにより、このシーンにおいて、転倒防止制御の作動タイミングが早められ、法面５０１の崩落による作業機械１の転倒のリスクを低下させることができる。
【００６２】
一方、警告線Ｂ１及び制御線Ｂ２のそれぞれを構成する４辺のうち支持多角形の中心と法面５０１とに介在していない３辺は限界線Ｂ３との距離がデフォルトの距離ｄ１，ｄ２に維持されている。よって、重心Ｇが法面５０１方向に移動しないシーンにおいて、警告の発報が頻発されたり、転倒防止制御が過剰に作動することが防止され、操作性が確保されている。
【００６３】
なお、図５の例では、法面５０１の境界線５０１ａが限界線Ｂ３を構成する４辺のうち法面５０１に最も近い辺と平行であるため、辺ＨＬ１、ＨＬ２が支持多角形の中心方向に移動されている。但し、これは一例である。例えば、図５（ａ）に示すように法面５０１の境界線が境界線５０１ｂであれば、警告線Ｂ１の４辺のうち支持多角形の中心と法面５０１とに介在する辺は辺ＨＬ１、ＨＦ１の２辺になり、且つ、制御線Ｂ２の４辺のうち支持多角形の中心と法面５０１とに介在する辺は辺ＨＬ２、ＨＦ２の２辺になる。この場合、領域設定部２５３は、辺ＨＬ１、ＨＦ１、ＨＬ２、ＨＦ２を支持多角形の中心方向に移動すればよい。或いは、領域設定部２５３は、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とのそれぞれに対して左上の頂点を支持多角形の中心方向に移動させて境界線５０１ｂと平行な辺を設けることで、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とを変更してもよい。
【００６４】
ここで、領域設定部２５３は、領域特定部２５２により崩落危険領域が特定された場合、距離画像データから崩落危険領域における崩落の可能性の高さを示す崩落指標値を算出し、算出した崩落指標値が大きくなるにつれて距離ｄ１１と距離ｄ２１とを大きく設定してもよい。ここで、崩落指標値は、例えば、崩落危険領域の傾斜角、崩落危険領域の高さ、及び崩落危険領域の面積の少なくとも１つから算出される。例えば、崩落危険領域の傾斜角をパラメータＰｒ１、崩落危険領域の高さをパラメータＰｒ２、崩落危険領域の面積をパラメータＰｒ３とすると、崩落指標値は、崩落指標値＝α１・Ｐｒ１＋α２・Ｐｒ２＋α３・Ｐｒ３で算出される。なお、α１、α２、α３はパラメータＰｒ１、Ｐｒ３、Ｐｒ３を正規化するための係数である。
【００６５】
図３に参照を戻す。転倒防止制御部２５４は、重心算出部２５１により算出された重心Ｇが警告線Ｂ１よりも外側に位置する場合、転倒の危険性を報知するための警告を行う。また、転倒防止制御部２５４は、重心Ｇが制御線Ｂ２よりも外側に位置する場合、転倒防止制御を行う。
【００６６】
操作部２６は、例えば、作業装置４の姿勢を変更する操作を受け付ける操作レバーで構成され、操作レバーの傾倒量に応じた操作量をコントローラ２５に出力する。
【００６７】
角度センサ２７は、例えば、ブーム４１の回転角θ１と、アーム４２の回転角θ２と、バケット４３の回転角θ３と、上部旋回体３の回転角θ４とをそれぞれを検出する４つの角度センサで構成される。回転角θ１は、上部旋回体３に対するブーム４１の起伏量を示す。回転角θ２は、ブーム４１に対するアーム４２の揺動量を示す。回転角θ３は、アーム４２に対するバケット４３の揺動量を示す。回転角θ４は下部走行体２に対する上部旋回体３の旋回量を示す。回転角θ１〜θ４を総称する場合、回転角θと表す。角度センサ２７は、例えばリゾルバやポテンショメータで構成される。
【００６８】
測距センサ２８は、例えば、深度センサやステレオカメラで構成され、周囲の地面の地形を示す距離画像データ（地形情報の一例）を所定のフレームレート（例えば、５〜５０ｆｐｓ程度）で時系列に取得する。
【００６９】
深度センサとしては、例えば、照射した赤外光が物体で反射されて戻ってくるまでの時間を赤外カメラで計測することで、周囲の地面の距離分布を計測するＴＯＦ（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ）方式の測距センサが採用できる。ステレオカメラは、例えば、複数のカメラで撮像された複数の画像内の対応点同士の視差を求めることで、周囲の地面の距離分布を計測する測距センサである。
【００７０】
図４を再び参照する。本実施の形態では、測距センサ２８は、上部旋回体３の前面、後面、左側面、右側面にそれぞれ設けられた４つの測距センサ２８１、２８２、２８３、２８４を含む。測距センサ２８１〜２８４は、それぞれ、光軸が地面に向くように上部旋回体３に設置されている。また、測距センサ２８１、２８２、２８３、２８４は、それぞれ、扇形の計測範囲Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を有している。計測範囲Ａ１〜Ａ４はそれぞれ隣接する計測範囲Ａ１〜Ａ４と端部同士が重畳している。これにより、測距センサ２８１〜２８４は、作業機械１の周囲の全方位の地形を計測して、計測した地形を示す距離画像データを取得することができる。
【００７１】
このように、測距センサ２８を用いて周囲の地形を把握する方法は、作業機械１自身が掘削等の作業によってリアルタイムに変化する地形を把握できるため、崩落危険領域の見落としを防止する上で有効である。なお、測距センサ２８を用いて周囲の地形を把握する方法は一例である。例えば、領域特定部２５２は、ドローンなどを使って事前に計測された広域の地形情報を用いて、崩落危険領域を特定してもよい。この場合、領域特定部２５２は、作業機械１に取り付けられたＧＰＳセンサを用いて作業機械１の位置を取得し、取得した位置と広域の地形情報とを照合することで、作業機械１の周囲の崩落危険領域を検出してもよい。
【００７２】
図３に戻る。記憶部２５５は、デフォルトの警告線Ｂ１、制御線Ｂ２、及び限界線Ｂ３のそれぞれのデフォルトの位置情報を事前に記憶する。ここで、デフォルトの位置情報としては、作業機械１の中心を原点とするローカル座標系における、警告線Ｂ１、制御線Ｂ２、及び限界線Ｂ３のそれぞれの４つの頂点の座標が採用できる。ここで、警告線Ｂ１、制御線Ｂ２、及び限界線Ｂ３は、それぞれ、地面に設定されるので、警告線Ｂ１、制御線Ｂ２、及び限界線Ｂ３のそれぞれの４つの頂点の座標は、ローカル座標系において、地面を表す平面上に設定される。
【００７３】
報知部２９は、表示装置及びスピーカで構成され、重心Ｇが警告領域Ｄ２に位置すると転倒防止制御部２５４が判定した場合、転倒防止制御部２５４の制御の下、転倒の危険性をオペレータに報知する。ここで、報知部２９は、転倒の危険性を報知するための音声メッセージや警報音をスピーカから出力してもよいし、転倒の危険性を報知するためのメッセージや警報ランプを表示装置に表示してもよい。
【００７４】
次に、重心算出部２５１におけるＺＭＰの計算方法について簡単に説明する。
【００７５】
＜ＺＭＰの計算＞
重心算出部２５１は、例えば、下記の式（１）、（２）を用いてＺＭＰを算出すればよい。
【００７６】
【数１】
2019002242.tif 000003
【００７７】
式（１）、（２）では、図２に示すように、作業機械１が接している地面上にｘ軸、ｙ軸が設定され、地面に対して垂直上方にｚ軸が設定されている。式（１）、（２）において、左辺のｐはＺＭＰを示す。ｐはｘ，ｙ成分のみで構成され、ｚ成分は０である。これは、ＺＭＰは地面に設定された支持多角形上の点だからである。
【００７８】
全質量Ｍは定数である。重力加速度ｇ（ｇｘ，ｇｙ，ｇｚ）は、例えば、作業機械１の重力加速度のｘ、ｙ、ｚ成分であり、例えば、作業機械１の傾斜角を検出する重力センサで検出できる。全重心位置ｃ（ｃｘ，ｃｙ，ｃｚ）は作業機械１全体の重心であり、作業機械１の回転角θに依存する変数である。全運動量Ｐ及び全角運動量Ｌは、各可動部の運動量及び角運動量のベクトル和である。
【００７９】
全運動量Ｐ及び全角運動量Ｌは回転角θと角速度θ’と角加速度θ”とに依存する変数である。よって、全運動量Ｐ及び全角運動量Ｌを調整することでＺＭＰを目的の場所に配置できる。
【００８０】
このように、ＺＭＰの計算には、作業機械１の全重心位置ｃ、全運動量Ｐ、及び全角運動量Ｌが必要となる。これらの物理量は、作業機械１の回転角θ、角速度θ’、及び角加速度θ”から運動学的に求められる。よって、式（１）、（２）は、回転角θ、角速度θ’、及び角加速度θ”の関数となる。
【００８１】
なお、回転角θは自由度に応じた成分を持つベクトルである。図１の作業機械１は自由度が４なので、回転角θはθ１，θ２，θ３，θ４の４成分からなるベクトルで表される。
【００８２】
したがって、自由度がｎ個であれば、回転角θは式（３）で示すｎ成分からなるベクトルで表される。
【００８３】
【数２】
2019002242.tif 000004
【００８４】
［フローチャート］
図６は、実施の形態１に係る作業機械１の処理を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは所定のサンプリング周期で実行される。まず、測距センサ２８は、作業機械１の周囲の地面の距離画像データを地形情報として取得する（Ｓ６０１）。
【００８５】
次に、領域特定部２５２は、距離画像データから作業機械１の周囲における崩落危険領域を特定し、特定結果にしたがって、警告線Ｂ１及び制御線Ｂ２を設定する（Ｓ６０２）。ここで、領域特定部２５２は、作業機械１の周囲に崩落危険領域がなければ、図２に示すように、警告線Ｂ１と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ１に設定し、制御線Ｂ２と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ２に設定する。一方、領域特定部２５２は、作業機械１の周囲に崩落危険領域があれば、図５に示すように、支持多角形の中心と崩落危険領域とに介在する辺ＨＬ１と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ１よりも大きな距離ｄ１１に設定し、且つ、支持多角形の中心と崩落危険領域とに介在する辺ＨＬ２と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ２よりも大きな距離ｄ２１に設定する。
【００８６】
次に、重心算出部２５１は、角度センサ２７により検出された回転角θから作業機械１の重心Ｇを算出する。
【００８７】
次に、転倒防止制御部２５４は、重心算出部２５１により算出された重心Ｇが警告線Ｂ１よりも外側に位置していれば（Ｓ６０４でＹＥＳ）、オペレータに警告を発報する（Ｓ６０５）。一方、転倒防止制御部２５４は、重心Ｇが警告線Ｂ１よりも外側に位置していなければ（Ｓ６０４でＮＯ）、重心Ｇは安全領域Ｄ１にあるため、処理をＳ６０１に戻す。
【００８８】
次に、転倒防止制御部２５４は、重心Ｇが制御線Ｂ２よりも外側に位置していれば（Ｓ６０６でＹＥＳ）、転倒防止制御を行う。一方、重心Ｇが制御線Ｂ２よりも内側に位置していれば（Ｓ６０６でＮＯ）、処理はＳ６０１に戻る。なお、図６のフローチャートでは、重心Ｇが制御線Ｂ２の外側に位置すれば（Ｓ６０４でＹＥＳ且つＳ６０６でＹＥＳ）、警告と転倒防止制御とが行われることになるが、本発明はこれに限定されず、転倒防止制御のみが行われてもよい。
【００８９】
このように、実施の形態１の作業機械１によれば、作業機械１の周囲の地面の地図画像データから崩落危険領域が特定された場合、警告線Ｂ１及び制御線Ｂ２を構成する４辺のうち少なくとも支持多角形の中心と崩落危険領域との間に介在する辺が支持多角形の中心方向に移動される。
【００９０】
これにより、警告を通じてのオペレータの操作によって又は転倒防止制御によって、崩落危険領域側への作業機械の重心Ｇの移動が制限される。その結果、崩落危険領域側の地面にかかる作業機械１の荷重が制限され、崩落による作業機械１の転倒を防止できる。
【００９１】
（実施の形態２）
作業機械１の転倒防止に有益な情報として地形情報の他にも地盤の堅さを示す堅土情報がある。特に、作業機械１が地盤の軟弱な場所に接近又は進入すると地面が傾斜したり、崩落したりする危険があり、その場所付近での作業機械１の転倒の危険性が増す。そこで、実施の形態２では、堅土情報を用いて崩落危険領域を特定し、特定した崩落危険領域に基づいて、警告線Ｂ１及び制御線Ｂ２の位置を柔軟に変更することにより転倒の危険性を低下させる。なお、実施の形態２において、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省く。
【００９２】
［ブロック図］
図７は、実施の形態２に係る作業機械１の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る作業機械１は更に地盤センサ３０とＧＰＳセンサ３１とを備える。地盤センサ３０は、例えば、表面波探査法を用いて、作業機械１の周囲の地面の地盤強度を計測する。ＧＰＳセンサ３１は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信することで作業機械１の現在位置を検出する。
【００９３】
図８は、表面波探査法を説明する図である。表面波探査法は、図８（ａ）に示すように、起振機８１で発生された様々な周波数の表面波Ｗを受信器８２、８３に受信させ、表面波Ｗの速度を検出することで地盤強度を推定する方法である。
【００９４】
一般に、表面波は軟弱な地盤であるほど遅いと言われている。また、図８（ｂ）に示すように周波数が高いと、表面波Ｗは地面Ｅの比較的浅い部分を伝わり、図８（ｃ）に示すように周波数が低いと、表面波Ｗは地面Ｅの比較的深い部分を伝わる。よって、表面波Ｗの周波数を変化させることで、深さに応じた地盤強度を推定できる。なお、表面波Ｗの速度は、例えば、受信器８２と受信器８３とを既知の距離Ｌだけ離して地面Ｅの上に設置し、起振機８１側の受信器８２が表面波Ｗを検出してから受信器８３が表面波Ｗを検出するまでの時間Ｔを計測し、距離Ｌを時間Ｔで割ること算出すればよい。そして、算出した表面波Ｗの速度を例えば、所定の関数に入力することで受信器８２、８２付近の領域の地盤強度が算出されればよい。
【００９５】
地盤センサ３０は、（ｉ）受信器８２、８３のみで構成されてもよいし、（ｉｉ）起振機８１のみで構成されてもよいし、（ｉｉｉ）受信器８２、８３と起振機８１との両方で構成されてもよい。
【００９６】
（ｉ）の場合、地面Ｅに起振機８１を設置し、作業機械１に設けられた受信器８２、８３が起振機８１からの表面波Ｗを受信することで、地盤センサ３０は表面波Ｗの速度を算出すればよい。また、（ｉｉ）の場合、地面Ｅに受信器８２、８３を設置し、作業機械１に設けられた起振機８１からの表面波Ｗを受信器８２、８３で受信させることで、地盤センサ３０は表面波Ｗの速度を算出すればよい。更に、（ｉｉｉ）の場合、作業機械１に設けられた起振機８１からの表面波Ｗを作業機械１に設けられた受信器８２、８３に受信させることで、地盤センサ３０は表面波Ｗの速度を算出すればよい。なお、（ｉｉｉ）の場合、起振機８１から既知の距離だけ離れた位置に受信器８２を設置すれば、起振機８１が表面波Ｗを出力してから受信器８２が表面波Ｗを受信するまでの時間を計測することで表面波Ｗの速度を検出できるので、受信器８３は省かれてもよい。
【００９７】
本実施の形態では、領域特定部２５２は、上記の地盤強度の計測を作業現場の複数の位置で地盤センサ３０を用いて実施し、作業現場での地盤強度の分布を得る。そして、領域特定部２５２は、得られた地盤強度の分布を堅土情報として記憶部２５５に事前に記憶させておけばよい。
【００９８】
なお、領域特定部２５２は、上記の方法以外にも以下の手法を用いて堅土情報を取得してもよい。
【００９９】
例えば、領域特定部２５２は、近年実用化が進んでいる高密度表面探査法を作業現場に適用することで、堅土情報を取得し、記憶部２５５に事前に記憶させおいてもよい。高密度表面探査法は、数十個程度の複数の受信器が配置された地面をハンマー等を用いて人間に叩かせて地面を起振させ、複数の受振器で一度に表面波Ｗを受信することで、２次元的な地盤強度の分布を推定する方法である。
【０１００】
或いは、領域特定部２５２は、地盤の堅さであるＮ値を直接計測するスウェーデン式サウンディング試験を作業現場で実施することで、作業現場におけるＮ値の分布を求め、堅土情報として記憶部２５５に事前に記憶させておいてもよい。
【０１０１】
或いは、領域特定部２５２は、スウェーデン式サウンディング試験により計測された地盤強度の分布が集約されたデータベース（国土地盤情報検索サイト：国土交通省など）から、作業現場における地盤強度の分布を取得し、取得した地盤強度の分布を堅土情報として事前に記憶部２５５に記憶させておいてもよい。
【０１０２】
図７に参照を戻す。領域特定部２５２は、例えば、ＧＰＳセンサ３１を用いて作業機械１の現在位置を取得し、取得した現在位置と記憶部２５５に記憶された作業現場の堅土情報とを照合することで、作業機械１の周囲における崩落危険領域を特定する。
【０１０３】
ここで、領域特定部２５２は、例えば、堅土情報に地盤強度が基準値よりも低い位置を含む一定範囲の領域を崩落危険領域として特定すればよい。そして、領域設定部２５３は、領域特定部２５２により作業機械１の周囲に崩落危険領域があることが特定されれば、実施の形態１と同様の手法を用いて警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とを設定すればよい。
【０１０４】
図９は、実施の形態２において、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２との変更の一例を示す図である。図９では（ａ）から（ｂ）にかけて上部旋回体３が正面から左斜め後方に向けて旋回し、重心Ｇが中心から左斜め後方に移動するシーンが示されている。
【０１０５】
図９では、作業機械１の後方に地盤強度が低い崩落危険領域９０１が位置しているので、（ａ）から（ｂ）に向かうにつれて、崩落危険領域９０１が崩落しやすくなり、作業機械１の転倒のリスクが高くなる。
【０１０６】
そこで、領域設定部２５３は、警告線Ｂ１を構成する４辺のうち崩落危険領域９０１と支持多角形の中心とに介在する辺ＨＢ１（ここでは、下辺）と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ１よりも大きな距離ｄ１１に設定し、辺ＨＢ１を支持多角形の中心方向に移動させる。また、領域設定部２５３は、制御線Ｂ２を構成する４辺のうち崩落危険領域９０１と支持多角形の中心とに介在する辺ＨＢ２（ここでは、下辺）と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ２よりも大きな距離ｄ２１に設定し、辺ＨＢ２を支持多角形の中心方向に移動させる。これにより、図９に示すシーンにおいて、警告の発報のタイミング及び転倒防止制御の作動のタイミングが早められ、崩落危険領域９０１の崩落による作業機械１の転倒を防止できる。
【０１０７】
図１０は、実施の形態２において、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２との変更の別の一例を示す図である。図１０では（ａ）から（ｂ）にかけて上部旋回体３が正面から左斜め後方に向けて旋回し、重心Ｇが中心から左斜め後方に移動するシーンが示されている。
【０１０８】
図１０では、作業機械１の前後左右の全方位に崩落危険領域１１０１が位置しているので、（ｂ）に示す左斜め後方への重心Ｇの移動をはじめとして、重心Ｇがどの方向に移動しても、崩落危険領域１１０１が崩落しやすくなり、作業機械１の転倒のリスクが高くなる。
【０１０９】
そこで、領域設定部２５３は、警告線Ｂ１を構成する４辺と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ１よりも大きな距離ｄ１１に設定し、４辺のそれぞれをデフォルトの位置よりも支持多角形の中心方向に移動させる。また、領域設定部２５３は、制御線Ｂ２を構成する４辺と限界線Ｂ３との距離をデフォルトの距離ｄ２よりも大きな距離ｄ２１に設定し、４辺のそれぞれをデフォルトの位置よりも支持多角形の中心方向に移動させる。
【０１１０】
これにより、図１０に示すシーンをはじめとする、重心Ｇが作業機械１の全方位に向けて外側に移動するシーンにおいて、警告の発報のタイミング及び転倒防止制御の作動のタイミングが早められ、崩落危険領域１１０１の崩落による作業機械１の転倒のリスクを低下させることができる。
【０１１１】
なお、領域設定部２５３は、領域特定部２５２により作業機械１の周囲に崩落危険領域があることが特定された場合、地盤強度が低くなるにつれて値が大きくなるように崩落の可能性の高さを示す崩落指標値を算出し、算出した崩落指標値が大きくなるにつれて距離ｄ１１と距離ｄ２１とを大きく設定してもよい。
【０１１２】
図１１は、実施の形態２に係る作業機械１の処理を示すフローチャートである。なお、図１１において図６と同一の処理には同一の符号を付している。まず、領域特定部２５２は、記憶部２５５から堅土情報を取得する（Ｓ１１０１）。次に、領域特定部２５２は、堅土情報とＧＰＳセンサ３１から得られた作業機械１の現在位置とを照合することで、作業機械１の周囲に崩落危険領域があるか否かを特定し、特定結果に基づいて警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とを設定する（Ｓ１１０２）。なお、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２との設定の詳細はＳ６０２と同である。以下、図６で説明したＳ６０３〜Ｓ６０７の処理が行われ、作業機械１の転倒のリスクを低下させる措置が採られる。
【０１１３】
このように、実施の形態２に係る作業機械１によれば、作業機械１の周囲の地面の堅土情報から崩落危険領域が特定され、崩落危険領域があれば、実施の形態１と同様、警告線Ｂ１及び制御線Ｂ２が支持多角形の中心方向へ移動される。これにより、崩落による作業機械１の転倒を防止できる。
【０１１４】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る作業機械１は、実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせたものである。図１２は、実施の形態３に係る作業機械１の構成を示すブロック図である。
【０１１５】
作業機械１は、測距センサ２８と地盤センサ３０との両方を備えている。領域特定部２５２は、測距センサ２８で取得された距離画像データと地盤センサ３０を用いて事前に作成された堅土情報との両方を用いて崩落危険領域を特定する。例えば、領域特定部２５２は、作業機械１の周囲に、急斜面の領域及び地盤強度が基準値以下の領域の少なくとも一方の領域があれば、その領域を崩落危険領域として検出すればよい。
【０１１６】
この場合、領域設定部２５３は、（ｉ）急斜面であるが地盤強度が基準値より大きい領域、（ｉｉ）急斜面でないが地盤強度が基準値以下である領域、（ｉｉｉ）急斜面且つ地盤強度が基準値以下の領域の３つのパターンに分けて崩落指標値を算出し、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とを変更してもよい。
【０１１７】
例えば、領域設定部２５３は、（ｉｉｉ）のケースが崩落指標値が最大と判定し、次に（ｉ）、（ｉｉ）のケースの順、或いは、次に（ｉｉ）、（ｉ）のケースの順に値が大きくなるように崩落指標値を算出してもよい。そして、領域設定部２５３は、崩落指標値が大きくなるにつれて、警告線Ｂ１と限界線Ｂ３との距離ｄ１１と、制御線Ｂ２と限界線Ｂ３との距離ｄ２１とが大きくなるように警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とを設定してもよい。
【０１１８】
或いは、領域設定部２５３は、崩落危険領域を検出した場合、崩落危険領域の傾斜角をパラメータＰｒ１、崩落危険領域の高さをパラメータＰｒ２、崩落危険領域の面積をパラメータＰｒ３、崩落危険領域の地盤強度をパラメータＰｒ４とすると、崩落指標値＝α１・Ｐｒ１＋α２・Ｐｒ２＋α３・Ｐｒ３＋α４・Ｐｒ４により算出してもよい。なお、α１、α２、α３、α４はパラメータＰｒ１〜Ｐｒ４を正規化するための係数である。
【０１１９】
このように、実施の形態３の作業機械１によれば、作業機械１の周囲の地図画像データと地盤強度とから崩落危険領域が特定されているので、地盤が軟らかい崖や法肩で作業する作業機械１の転倒をより確実に防止できる。
【０１２０】
（実施の形態４）
実施の形態１〜３では、地形情報と堅土情報との少なくともいずれかに基づいて、作業機械１の転倒の危険性を判定したが、実施の形態４に係る作業機械１は、天候情報を更に考慮に入れて作業機械１の転倒の危険性を判定するものである。
【０１２１】
図１３は、本発明の実施の形態４に係る作業機械１の構成を示すブロック図である。作業機械１は、天候情報取得部３２及び危険性判定部２５６を更に備える。天候情報取得部３２は、例えば、風速計で構成され、作業機械１の周囲の風速及び風向きを検出する。
【０１２２】
危険性判定部２５６は、天候情報取得部３２により検出された風速及び風向きから作業機械１の転倒の危険性を判定する。
【０１２３】
領域設定部２５３は、危険性判定部２５６により転倒の危険性があると判定された場合、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とをそれぞれ支持多角形の中心方向に移動させる。この場合、危険性判定部２５６は、風速が基準値以上であれば転倒の危険性があると判定すればよい。
【０１２４】
領域設定部２５３は、危険性判定部２５６により転倒の危険性があると判定された場合、作業機械１の周囲の風下の領域を転倒危険領域として設定し、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とを構成する４辺のうち少なくとも転倒危険領域と支持多角形の中心とに介在する辺を作業機械１の中心側に移動させればよい。
【０１２５】
また、領域設定部２５３は、危険性判定部２５６により転倒の危険性があると判定された場合、風速から転倒の可能性の大きさを示す転倒指標値を判定し、転倒指標値が大きくなるにつれて、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２との移動量を増大させてもよい。
【０１２６】
更に、領域設定部２５３は、転倒危険領域と崩落危険領域との両方を検出した場合、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とのそれぞれを構成する４辺のうち、少なくとも両領域と支持多角形の中心とに介在する辺を支持多角形の中心方向へ移動させてもよい。
【０１２７】
この場合、領域設定部２５３は、転倒危険領域と崩落危険領域とが重畳する領域を、転倒危険領域と崩落危険領域とのうち両領域が重畳していない領域に比べて転倒の危険度合いが高いと判定すればよい。そして、領域設定部２５３は、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とのそれぞれを構成する４辺のうち前記重畳する領域と支持多角形の中心とに介在する辺の支持多角形の中心方向への移動量を、重畳していない領域の移動量に比べて大きくしてもよい。
【０１２８】
このように、実施の形態４に係る作業機械１によれば、風向等の天候情報に基づく作業機械１の転倒を防止できる。
【０１２９】
なお、天候情報取得部３２は、例えば、インターネット上にある気象情報を提供する気象サーバから作業機械１の周囲の天候情報を取得する通信装置で構成されてもよい。この場合、天候情報取得部３２は、ＧＰＳセンサ３１から取得した作業機械１の現在位置から作業機械１の周囲の天候情報を取得すればよい。
【０１３０】
（変形例１）
領域設定部２５３は、作業機械１に対する崩落危険領域の位置に拘わらず、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２との全ての辺を支持多角形の中心方向に移動させてもよい。
【０１３１】
（変形例２）
転倒防止制御部２５４は、制御領域Ｄ３内であって崩落危険領域と支持多角形の中心とに介在する領域において重心Ｇが限界線Ｂ３の方向に移動する場合、制御領域Ｄ３内の残りの領域において重心Ｇが限界線Ｂ３の方向に移動する場合に比べて、転倒防止制御の強度を強めても良い。この場合、転倒防止制御部２５４は、例えば、重心Ｇを作業機械１の中心方向に戻すために可動部に付与するトルクを大きくすることで転倒防止制御の強度を強めれば良い。
【０１３２】
（変形例３）
実施の形態２では、領域特定部２５２は、事前に作成された堅土情報を参照することで崩壊危険領域を検出したが、本発明はこれに限定されず、リアルタイムに地盤センサ３０で地盤強度を計測させて崩落危険領域を特定してもよい。この場合、領域特定部２５２は、例えば、地盤センサ３０を作業機械１の前後左右のそれぞれに設置し、少なくとも作業機械１の前後左右のうちいずれかの方位の地盤強度が基準値以下であれば、その方位に崩落危険領域があると判定すればよい。
【０１３３】
（変形例４）
作業機械１はジャッキアップされたり、斜面で作業をすることもあり、この場合、支持多角形が四角形から例えば三角形等の四角形以外の形状に変わることがある。そこで、領域設定部２５３は、下部走行体の複数の代表点に設けられた複数の荷重センサの検出値から複数の代表点のうちいずれの代表点が地面に設置しているかを判定し、設置している代表点を繋ぐことで支持多角形を設定してもよい。この場合、警告線Ｂ１と制御線Ｂ２とは、それぞれ、支持多角形と相似な形状となるようにデフォルトの位置が設定されればよい。
【符号の説明】
【０１３４】
Ｂ１  警告線
Ｂ２  制御線
Ｂ３  限界線
Ｄ１  安全領域
Ｄ２  警告領域
Ｄ３  制御領域
Ｇ  重心
１  作業機械
２  下部走行体
３  上部旋回体
４  作業装置
２５  コントローラ
２６  操作部
２７  角度センサ
２８，２８１，２８２，２８３，２８４  測距センサ
２９  報知部
３０  地盤センサ
２５１  重心算出部
２５２  領域決定部
２５３  領域設定部
２５４  転倒防止制御部
２５５  記憶部
９０１，１１０１  崩落危険領域
【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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