(57)【要約】【課題】バケットを含む種々の作業具を表示装置に違和感無く表示させることができる建設機械を提供する。【解決手段】描画演算部４０ｄは、第１描画図形４９における第１連結ポイントｌｐ３ａ、第２連結ポイントｃｐ３ａおよび第１モニタポイントｍｐ１ａを頂点とする三角形が、表示装置１９の画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを頂点とする三角形と合同になるように、前記第１描画図形を変形させて第１変形後描画図形４９ａを作成し、前記第１変形後描画図形における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各位置が、前記画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各位置とそれぞれ一致するように、前記第１変形後描画図形を前記表示装置の画面上に配置する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１連結ピンおよび第２連結ピンを介して回動可能に取り付けられた作業具を有する作業機と、
前記作業具の描画情報および寸法情報を基に前記作業具の側面を表す描画図形を作成しかつ目標面情報を基に目標面を表す目標面図形を作成する表示コントローラと、
前記描画図形および前記目標面図形を表示する表示装置とを備えた建設機械において、
前記作業具の寸法情報は、前記第１連結ピンの中心軸上に位置する第１連結ポイント、前記第２連結ピンの中心軸上に位置する第２連結ポイント、および前記作業機の動作平面に投影した前記作業具の輪郭上に位置する第１モニタポイントの位置情報を含み、
前記作業具の描画情報は、前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを含む前記作業具の少なくとも一部を表す第１描画図形の画像情報を含み、
前記表示コントローラは、
前記作業機の姿勢を演算する姿勢演算部と、
前記作業機の姿勢情報および前記作業具の寸法情報を基に、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各座標値を演算する作業具位置演算部と、
前記第１描画図形における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを頂点とする三角形が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを頂点とする三角形と合同になるように、前記第１描画図形を変形させて第１変形後描画図形を作成し、前記第１変形後描画図形における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各位置が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各位置とそれぞれ一致するように、前記第１変形後描画図形を前記表示装置の画面上に配置する描画演算部とを有する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記作業具はバケットであり、
前記第１モニタポイントは前記バケットの先端に位置し、
前記作業具の寸法情報は、前記第１モニタポイント、前記バケットの背面上の位置にある第２モニタポイント、および前記バケットの背面上の他の位置にある第１特徴点の位置情報を更に含み、
前記作業具の描画情報は、前記第１モニタポイント、前記第２モニタポイントおよび前記第１特徴点を含む前記作業具の一部を表す第２描画図形の画像情報を更に含み、
前記作業具位置演算部は、前記作業具の寸法情報を基に、前記第２モニタポイントおよび前記第１特徴点の各座標値を演算し、
前記描画演算部は、前記第２描画図形における前記第１モニタポイント、前記第２モニタポイントおよび前記第１特徴点を頂点とする三角形が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１モニタポイント、前記第２モニタポイントおよび前記第１特徴点を頂点とする三角形と合同になるように、前記第２描画図形を変形させて第２変形後描画図形を作成し、前記第２描画図形における前記第１モニタポイント、前記第２モニタポイントおよび前記第１特徴点の各位置が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１モニタポイント、前記第２モニタポイントおよび前記第１特徴点の各位置とそれぞれ一致するように、前記第２変形後描画図形を前記表示装置の画面上に配置する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械において、
前記作業具の寸法情報は、前記第２モニタポイント、前記第１特徴点、および前記バケットの背面上の位置にある第３モニタポイントの位置情報を更に含み、
前記作業具の描画情報は、前記第２モニタポイント、前記第３モニタポイントおよび前記第１特徴点を含む前記作業具の一部を表す第３描画図形の画像情報を更に含み、
前記作業具位置演算部は、前記作業具の寸法情報を基に、前記第３モニタポイントの座標値を演算し、
前記描画演算部は、前記第３描画図形における前記第２モニタポイント、前記第３モニタポイントおよび前記第１特徴点を頂点とする三角形が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第２モニタポイント、前記第３モニタポイントおよび前記第１特徴点を頂点する三角形と合同になるように、前記第３描画図形を変形させて第３変形後描画図形を作成し、前記第３変形後描画図形における前記第２モニタポイント、前記第３モニタポイントおよび前記第１特徴点の各位置が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第２モニタポイント、前記第３モニタポイントおよび前記第１特徴点の各位置とそれぞれ一致するように前記第３変形後描画図形を前記表示装置の画面上に配置する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械において、
前記作業具は、前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを含む基部と、前記基部に第３連結ピンを介して回動可能に取り付けられた第１被駆動部とを有し、
前記建設機械は、前記第１被駆動部の姿勢を検出する第１姿勢検出装置を更に備え、
前記作業具の寸法情報は、前記第３連結ピンの中心軸上に位置する第１特徴点、および前記第１被駆動部の先端に位置する第２モニタポイントの位置情報を更に含み、
前記作業具の描画情報は、前記第１特徴点および前記第２モニタポイントを含む前記第１被駆動部を表す第２描画図形の画像情報を更に含み、
前記作業具位置演算部は、前記作業具の寸法情報と前記第１姿勢検出装置で検出した前記第１被駆動部の姿勢とを基に前記第１特徴点および前記第２モニタポイントの各座標値を演算し、
前記描画演算部は、前記第２描画図形における前記第１特徴点と前記第２モニタポイントとを結ぶ線分の長さが、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１特徴点と前記第２モニタポイントとを結ぶ線分の長さと一致するように、前記第２描画図形を変形させて第２変形後描画図形を作成し、前記第２変形後描画図形における前記第１特徴点および前記第２モニタポイントの各位置が、前記画像上の座標系における前記第１特徴点および前記第２モニタポイントの各位置とそれぞれ一致するように、前記第２変形後描画図形を前記表示装置の画面上に配置する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項４に記載の建設機械において、
前記作業具は、前記基部に第４連結ピンを介して回動可能に取り付けられた第２被駆動部を更に有し、
前記建設機械は、前記第２被駆動部の姿勢を検出する第２姿勢検出装置を更に備え、
前記作業具の寸法情報は、前記第４連結ピンの中心軸上に位置する第２特徴点、および前記第２被駆動部の先端に位置する第３モニタポイントの位置情報を更に含み、
前記作業具の描画情報は、前記第２特徴点および前記第３モニタポイントを含む前記第２被駆動部を表す第３描画図形の画像情報を更に含み、
前記作業具位置演算部は、前記作業具の寸法情報と前記第２姿勢検出装置で検出した前記第２被駆動部の姿勢とを基に前記第１特徴点および前記第３モニタポイントの各座標値を演算し、
前記描画演算部は、前記描画図形における前記第２特徴点と前記第３モニタポイントとを結ぶ線分の長さが、前記表示装置の画像上の座標系における前記第２特徴点と前記第３モニタポイントとを結ぶ線分の長さと一致するように、前記第３描画図形を変形させて第３変形後描画図形を作成し、前記第３変形後描画図形における前記第２特徴点および前記第３モニタポイントの各位置が、前記画像上の座標系における前記第２特徴点および前記第３モニタポイントの各位置とそれぞれ一致するように、前記第３変形後描画図形を前記表示装置の画面上に配置する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項６】
請求項１に記載の建設機械において、
前記作業具位置演算部は、寸法情報が設定されている前記第１モニタポイントの位置を固定の目印の位置に合わせた状態で前記固定の目印の座標値を演算し、
前記表示コントローラは、前記作業具上の寸法情報が設定されていない未設定モニタポイントの位置を前記固定の目印の位置に合わせた状態で、前記第１連結ポイントから前記第１モニタポイントを結ぶ第１ベクトルと前記第１連結ポイントから前記固定の目印を結ぶ第２ベクトルとのなす角度および前記第２ベクトルの長さを演算し、前記未設定モニタポイントの寸法情報として設定するモニタポイント設定演算部を更に有する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項７】
請求項１に記載の建設機械において、
前記表示コントローラは、
前記作業具の描画情報および寸法情報を記憶する記憶部と、外部記憶装置と接続可能な入出力部とを有し、
前記外部記憶装置に記憶された前記作業具の描画情報および寸法情報を前記入出力部を介して前記記憶部に記憶することが可能である
ことを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械は、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、作業対象となる地面等を掘削する等の施工を行う。建設機械による施工は設計図面を基に行なわれる。設計図面通りの施工を行うためには、施工対象面と作業具との位置関係を正確に把握する必要があるが、これをオペレータの目視で行うことは困難である。そこで、作業機の側面から見た施工対象面と作業具との位置関係を表示する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、バケットが取り付けられた作業機を有する作業機械の表示システムであって、前記バケットの形状及び寸法の情報を用いて前記バケットを側面視した画像を描画するための描画情報を生成する生成部と、前記生成部によって生成された前記描画情報に基づいて前記バケットを側面視した画像及び地形の断面を示す画像を表示する表示部と、を含み、前記バケットの形状及び寸法の情報は、前記バケットの側面視において、前記バケットの刃先と前記バケットを前記作業機に取り付けるバケットピンとの距離、前記刃先及び前記バケットピンを結ぶ直線と、前記バケットの底面を示す直線とのなす角度、前記刃先の位置、前記バケットピンの位置、及び前記バケットを前記作業機に連結する部分から前記刃先までにおける前記バケットの外側の少なくとも１つの位置を含む、作業機械の表示システムが開示されている（段落［０００６］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６０８０９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の作業機械の表示システムによれば、作業機に取り付けられているバケットの種類が変更された場合に、表示部に表示されたバケットの形状を変更されたバケットの形状に対応させることにより、オペレータの違和感を低減することができる。
【０００６】
ところで、建設機械の作業具には、掘削作業で使用されるバケットの他、破砕作業で使用される油圧ブレーカ、リッパー等（鋭い先端形状を有する作業具）や、解体作業で使用される小割機、グラップル等（可動部を有し圧砕や把持を行う作業具）がある。しかし、特許文献１に記載の作業機械の表示システムは、バケット以外の作業具に対応していないため、掘削作業以外でも使用される建設機械には不向きである。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バケットを含む種々の作業具を表示装置に違和感無く表示させることができる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、第１連結ピンおよび第２連結ピンを介して回動可能に取り付けられた作業具を有する作業機と、前記作業具の描画情報および寸法情報を基に前記作業具の側面を表す描画図形を作成しかつ目標面情報を基に目標面を表す目標面図形を作成する表示コントローラと、前記描画図形および前記目標面図形を表示する表示装置とを備えた建設機械において、前記作業具の寸法情報は、前記第１連結ピンの中心軸上に位置する第１連結ポイント、前記第２連結ピンの中心軸上に位置する第２連結ポイント、および前記動作平面に投影した前記作業具の輪郭上に位置する第１モニタポイントの位置情報を含み、前記作業具の描画情報は、前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを含む前記作業具の少なくとも一部を表す第１描画図形の画像情報を含み、前記表示コントローラは、前記作業機の姿勢を演算する姿勢演算部と、前記作業機の姿勢情報および前記作業具の寸法情報を基に、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各座標値を演算する作業具位置演算部と、前記第１描画図形における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを頂点とする三角形が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントを頂点とする三角形と合同になるように、前記第１描画図形を変形させて第１変形後描画図形を作成し、前記第１変形後描画図形における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各位置が、前記表示装置の画像上の座標系における前記第１連結ポイント、前記第２連結ポイントおよび前記第１モニタポイントの各位置とそれぞれ一致するように、前記第１変形後描画図形を前記表示装置の画面上に配置する描画演算部とを有するものとする。
【０００９】
以上のように構成した本発明によれば、作業具の少なくとも一部を表す第１描画図形における第１連結ポイント、第２連結ポイントおよび第１モニタポイントを頂点とする三角形が、表示装置の画像上の座標系における第１連結ポイント、第２連結ポイントおよび第１モニタポイントを頂点とする三角形と合同になるように、第１変形後描画図形が作成され、第１変形後描画図形における第１連結ポイント、第２連結ポイントおよび第１モニタポイントの各位置が、表示装置の画像上の座標系における第１連結ポイント、第２連結ポイントおよび第１モニタポイントの各位置とそれぞれ一致するように、第１変形後描画図形が表示装置の画面上に配置される。これにより、種々の作業具を表示装置に違和感無く表示させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る建設機械によれば、バケットを含む種々の作業具を表示装置に違和感無く表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルに搭載された車体制御システムおよび表示システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す表示コントローラの演算部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る表示コントローラの描画演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施例に係る油圧ブレーカの描画図形と目標面図形を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る油圧ブレーカを表す第１描画図形の変形方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る表示コントローラの描画演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施例に係るバケットの描画図形と目標面図形を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係るバケットの一部を表す第１描画図形の変形方法の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るバケットを表す第１−３変形後描画図形を描画画像に配置した状態を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施例に係る表示コントローラの描画演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る小割破砕機の描画図形と目標面図形を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係る小割破砕機の一部（作業具フレーム）を表す第１描画図形の変形方法の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る小割破砕機表す第１、第２変形後描画図形を描画画像に配置した状態を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施例に係る表示コントローラの描画演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第４の実施例に係る大割破砕機の描画図形と目標面図形を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施例に係る大割破砕機の一部（作業具フレーム）を表す第１描画図形の変形方法の一例を示す図である。
【図１８】本発明の第４の実施例に係る大割破砕機を表す第１−３変形後描画図形を描画画像に配置した状態を示す図である。
【図１９】本発明の第５の実施例に係る表示コントローラの演算部の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第５の実施例に係る表示コントローラのモニタポイント設定演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第５の実施例に係るバケットの第１、第２モニタポイントの位置をそれぞれ固定の目印の位置に合わせた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。
【００１４】
図１において、油圧ショベル１は、下部走行体５と、上部旋回体４と、作業機３とを備えている。上部旋回体４と下部走行体５は、車両本体２を構成している。
【００１５】
下部走行体５は、履帯１５ａ，１５ｂを両側に有する。走行モータ１６ａ、１６ｂが油圧により回転することで履帯１５ａ，１５ｂがそれぞれ駆動され、油圧ショベル１は走行する。
【００１６】
上部旋回体４は、下部走行体５に旋回輪１７を介して回動可能に接続されており、旋回モータ１３により油圧により回転することで駆動される。上部旋回体４は、運転室１２や旋回モータ１３、図示しないエンジンや油圧ポンプ、油圧制御弁などで構成される油圧制御装置１４（図２に示す）を有する。運転室１２の中には、後述する車体操作装置１８及び表示装置１９が設置されている。上部旋回体４には、車体の傾きを検出する車体傾斜角センサ３２が取り付けられている。上部旋回体４の上部には、アンテナ２３ａ，２３ｂが取り付けられている。アンテナ２３ａ，２３ｂは、図示しない人工衛星からの信号を受信し、油圧ショベル１の地球上における現在位置を検出するために用いられる。
【００１７】
作業機３は、ブーム６と、アーム７と、作業具８（図１に示す例ではバケット８ｂ）と、第１シリンダ９と、第２シリンダ１０と、第３シリンダ１１とを有する。ブーム６は上部旋回体４に第１リンクピン２０を介して回動可能に取り付けられている。アーム７はブーム６の先端部に第２リンクピン２１を介して回動可能に取り付けられている。作業具８はアーム７の先端部に第３リンクピン（第１連結ピン）２２を介して回動可能に取り付けられている。第１シリンダ９はブーム６に対して第１シリンダピン４２を介して回動可能に取り付けられ、第２シリンダ１０はアーム７に対して第２シリンダピン４３を介して回動可能に取り付けられ、第３シリンダ１１は作業具８に対して第３シリンダピン（第２連結ピン）４４を介して回動可能に取り付けられている。第１シリンダ９はブーム６を、第２シリンダ１０はアーム７を、第３シリンダ１１は作業具８をそれぞれ油圧によって伸縮することで駆動する。ブーム６、アーム７および作業具８には、それぞれの姿勢を検出する第１−３回転角度センサ３３−３５が取り付けられている。
【００１８】
図２は、油圧ショベル１に搭載された車体制御システム２４および表示システム２５の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図２に示すように、車体制御システム２４は、第１シリンダ９と、第２シリンダ１０と、第３シリンダ１１と、旋回モータ１３と、走行モータ１６ａ，１６ｂと、油圧制御装置１４と、車体操作装置１８と、車体制御コントローラ２６とを有する。
【００２０】
油圧制御装置１４は、油圧ポンプから吐出された作動油を第１シリンダ９、第２シリンダ１０、第３シリンダ１１、旋回モータ１３、走行モータ１６ａ、１６ｂを含む複数の油圧アクチュエータに分配供給し、これらを駆動する。
【００２１】
車体操作装置１８は、操作部材２７と、操作量検出部２８とを有する。
【００２２】
操作部材２７は、運転室１２に搭乗する作業者が、第１シリンダ９、第２シリンダ１０、第３シリンダ１１、旋回モータ１３、走行モータ１６ａ，１６ｂの駆動を指示するための部材（例えば作業レバー）である。操作量検出部２８は、操作部材２７の操作量を検出して、検出信号を車体制御コントローラ２６へ送る。
【００２３】
車体制御コントローラ２６は、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器やデジタル入出力装置などの入出力部２９と、ＣＰＵなどの演算部３０とを有する。
【００２４】
車体制御コントローラ２６の入出力部２９は、車体操作装置１８と油圧制御装置１４より入力した信号を演算部３０へ送り、演算部３０の演算結果を油圧制御装置１４へ送る。
【００２５】
車体制御コントローラ２６の演算部３０は、操作量検出部２８が送る操作量や油圧制御装置１４の状態量に基づき、油圧制御装置１４への指令値を演算する。
【００２６】
表示システム２５は、車体傾斜角センサ３２と、第１−３回転角度センサ３３−３５と、補正情報受信機３６と、アンテナ２３ａ，２３ｂと、表示装置１９と、表示コントローラ３１とを有する。
【００２７】
車体傾斜角センサ３２は、例えば慣性計測装置（ＩＭＵ）であり、一般的には角速度センサと加速度センサを組み合せたセンサで、上部旋回体４に取り付けられ、作業機３の動作平面における水平方向を前後方向、作業機３の動作平面と垂直方向を左右方向したとき、上部旋回体４の前後方向及び左右方向の鉛直（重力）方向となす角をそれぞれ検出するために用いられる。
【００２８】
第１−３回転角度センサ３３−３５は、例えばＩＭＵであり、それぞれブーム６、アーム７、作業具８に取り付けられ、第１−３リンクピン２０−２２周りのブーム６、アーム７、作業具８の鉛直（重力）方向となす角を検出し、上部旋回体４に対するブーム６の角度、ブーム６に対するアーム７の角度、アーム７に対する作業具８の角度をそれぞれ出力する。
【００２９】
補正情報受信機３６は、例えば、無線通信機であり、油圧ショベル１の外にある図示しない補正情報送信機から無線にて送信される、グローバル位置の演算に利用するための補正情報を受信する。
【００３０】
表示装置１９は、操作部３７と、表示部３８とを有する。
【００３１】
表示装置１９の操作部３７は、例えばスイッチであり、作業者が操作し、表示情報の切り替えや、後述する表示コントローラ３１の記憶部４１が記憶する目標面の座標情報や作業具８の種類や寸法といった描画情報の設定の追加や変更を行う。
【００３２】
表示装置１９の表示部３８は、例えば液晶ディスプレイやスピーカであり、作業者が作業内容を確認するため、表示コントローラ３１の演算部４０が演算した描画情報を表示する。
【００３３】
表示装置１９は、例えばタッチパネルのように、操作部３７と表示部３８が一体となっているものでも良い。
【００３４】
表示コントローラ３１は、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器やデジタル入出力装置などの入出力部３９と、ＣＰＵなどの演算部４０と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部４１とを有する。
【００３５】
表示コントローラ３１の入出力部３９は、車体傾斜角センサ３２及び第１−３回転角度センサ３３−３５より入力した角度信号およびアンテナ２３ａ，２３ｂの検出信号、ならびに表示装置１９の操作部３７から入力した操作信号を演算部４０へ送り、演算部４０の演算結果を表示装置１９の表示部３８へ送る。
【００３６】
表示コントローラ３１の入出力部３９は、更に、外部記憶装置（例えばＵＳＢメモリ）９０と接続可能な外部接続端子（例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子）を有し、外部記憶装置９０に記憶されている他の電子機器で編集した目標面情報や作業具描画情報を記憶部４１に保存することが可能である。
【００３７】
このように本実施例では、表示コントローラ３１は、作業具８の描画情報および寸法情報を記憶する記憶部４１と、外部記憶装置９０と接続可能な入出力部３９とを有し、外部記憶装置９０に記憶された作業具８の描画情報および寸法情報を入出力部３９を介して記憶部４１に記憶することが可能である。
【００３８】
図３は、表示コントローラ３１の演算部４０の構成を示すブロック図である。
【００３９】
図３に示すように、表示コントローラ３１の演算部４０は、グローバル位置演算部４０ａと、姿勢演算部４０ｂと、作業具位置演算部４０ｃと、描画演算部４０ｄとを有する。
【００４０】
表示コントローラ３１の記憶部４１は、車体寸法パラメータ、角度変換パラメータ、目標面情報、作業具描画情報を記憶している。車体寸法パラメータは例えば、ブーム６、アーム７、作業具８の寸法、アンテナ２３ａ，２３ｂと第１リンクピン２０との相対位置（３次元ベクトルなど）を含む。目標面情報は油圧ショベル１が作業対象とする少なくとも１つの平面における断面の座標を含む。
【００４１】
作業具描画情報は、作業具８の描画図形の画像情報と、当該描画図形と関連付けられている画像上の座標値とを含む。
【００４２】
グローバル位置演算部４０ａは、アンテナ２３ａ，２３ｂの人工衛星からの検出信号と補正情報受信機３６からの補正情報を基に、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（ＲｅａｌＴｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ−Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ、ＧＮＳＳは全地球航法衛星システムという）を利用して、アンテナ２３ａ，２３ｂのグローバル（地球）座標系における現在位置を演算する。
【００４３】
姿勢演算部４０ｂは、車体傾斜角センサ３２の検出信号と、第１−３回転角度センサ３３−３５の角度信号と、記憶部４１の角度変換パラメータとを基に、上部旋回体４の左右傾斜角θ０ｘ、上部旋回体４の前後傾斜角θ０ｙ、ブーム６の車体に対する第１リンクピン２０周りの角度θ１、アーム７のブーム６に対する第２リンクピン２１周りの角度θ２、作業具８のアーム７に対する第３リンクピン周りの角度θ３を演算する。
【００４４】
作業具位置演算部４０ｃは、姿勢演算部４０ｂの演算結果である角度θ１−θ３と、記憶部４１の車体寸法パラメータを基に、２次元座標系として、第１リンクピン２０の中心を原点として、原点と第２、第３リンクピン２１，２２の中心を通り、重力方向上向きを正とするＺ軸、Ｚ軸と垂直をなして作業機３の延伸方向を正とするＸ軸とする作業機動作平面（ＸＺ平面）を定義し、この作業機動作平面（ＸＺ平面）における作業具８内の作業上の着目点である第１モニタポイントＭＰ１の座標と、第３リンクピン２２の中心軸の座標と、第３シリンダピン４４の中心軸の座標とを演算する。
【００４５】
作業具位置演算部４０ｃは更に、姿勢演算部４０ｂの演算結果である角度θ０ｘ、θ０ｙと、グローバル位置演算部４０ａの演算結果、記憶部４１の車体寸法パラメータを基に、グローバル（地球）座標系における第１モニタポイントＭＰ１と、第３リンクピン２２の中心軸の座標と、第３シリンダピン４４の中心軸の座標とを演算する。
【００４６】
描画演算部４０ｄは、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具８の種類と寸法の情報と、作業具位置演算部４０ｃの演算結果と、記憶部４１の目標面情報および作業具描画情報とを基に、ガイダンス画像を作成し、表示部３８に出力する。
【実施例１】
【００４７】
本発明の第１の実施例に係る油圧ショベル１について、図４〜図６を用いて説明する。本実施例に係る油圧ショベル１は、作業具８として油圧ブレーカを備えている。
【００４８】
図４は、本実施例に係る表示コントローラ３１の描画演算処理の一例を示すフローチャートである。表示コントローラ３１は、油圧ショベル１に取り付けられた作業具８が１つのモニタポイントを有する作業具（例えば油圧ブレーカ８ａ）である場合に、図４に示すフローチャートに従って目標面と作業具８の位置関係を示す側面画像（ガイダンス画像）を作成する。
【００４９】
ステップＳ１において、記憶部４１より目標面情報を読み込み、目標面図形４８（図５（ａ）に示す）を作成する。目標面情報は、例えば、グローバル座標系に配置された線分と平面で構成されたポリゴンデータである。目標面図形４８は、作業機動作平面（ＸＺ平面）とポリゴンデータを構成する平面との交線であり、作業機動作平面（ＸＺ平面）のローカル座標系において定義される。
【００５０】
作業機動作平面（ＸＺ平面）は、グローバル位置演算部４０ａで得られるアンテナ２３ａ，２３ｂと、記憶部４１の車体寸法パラメータに含まれるアンテナ２３ａ，２３ｂに対する第１−３リンクピン２０−２２の位置とから演算され、目標面図形４８は、油圧ショベル１が走行操作や旋回操作などにより目標面情報に対して移動や回転をした際に、逐次更新される。
【００５１】
ステップＳ２において、ステップＳ１から得られる目標面図形４８と、作業具位置演算部４０ｃから得られる作業具位置とを用いて、画像上の座標系に配置する。
【００５２】
画像上の座標系は表示部３８の画面の大きさにより縦方向と横方向の最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］が規定されることから、作業具８の全体と目標面図形４８を構成する少なくとも１つの線分が含まれるよう配置するため、縮尺Ｋｓｃ及びオフセットＯＰ１を決定する。
【００５３】
図５は、作業機動作平面（ＸＺ平面）における第１モニタポイントＭＰ１、第３リンクピン２２、第３シリンダピン４４及び目標面図形４８の各位置を基に、油圧ブレーカ８ａの描画図形と目標面図形４８を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示している。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、油圧ブレーカ８ａの先端に位置する点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影した油圧ブレーカ８ａの輪郭上に位置する点）を第１モニタポイントＭＰ１とし、第３リンクピン２２の中心軸が作動機動作平面（ＸＺ平面）と交差する点（以下適宜「第３リンクピン中心点」という。）を点ＬＰ３とし、第３シリンダピン４４の中心軸が作動機動作平面（ＸＺ平面）と交差する点（以下適宜「第３シリンダピン中心点」という。）を点ＣＰ３とする。
【００５５】
目標面図形４８から描画用の少なくとも１つの線分を抽出するため、目標面図形４８を構成する全ての線分と点ＭＰ１の距離を演算し、目標面図形４８の最も近い線分を最近傍線分ＴＬ１とし、最近傍線分内に含まれる第１の最近傍目標面点ＴＰ１を取得する。
【００５６】
次に、点ＭＰ１、点ＬＰ３、点ＣＰ３、点ＴＰ１の４点から、作業機動作平面（ＸＺ平面）のＸ軸の最大値、最小値ＰＸｍａｘ、ＰＸｍｉｎ及びＺ軸の最大値、最小値ＰＺｍａｘ、ＰＺｍｉｎを取得する。
【００５７】
図５（ｂ）に示すように、取得した４点の最大値、最小値の中心が原点となるようオフセットＯＰ１を以下の式で演算する。
【００５８】
【数１】
2019157569.tif 000003
【００５９】
縮尺Ｋｓｃ１は、画面の大きさの最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］を、作業機動作平面（ＸＺ平面）における４点の最大値と最小値の差で割り、その最小値から得られる。縮尺Ｋｓｃ１は以下の式で演算する。
【００６０】
【数２】
2019157569.tif 000004
【００６１】
式中のｍｉｎは、引数の中から最小値を選択する演算子であり、αｓｃ１は、正の実数であり、作業機動作平面（ＸＺ平面）における４点を画面端からより内側に表示させるための係数である。
【００６２】
画面の座標系は一般的に、画面左上を原点とし、右方向を正とするｘ軸と、下方向を正とするｙ軸とを有する。作業具８を左から見る側面図を作成する場合、作業機動作平面（ＸＺ平面）上（ローカル座標系）におけるある点Ｐｎは、画像上の座標系におけるある点ｐｎに以下の式で変換される。
【００６３】
【数３】
2019157569.tif 000005
【００６４】
作業具位置と目標面図形４８の作動器動作平面（ＸＺ平面）上における点ＭＰ１、点ＬＰ１、点ＣＰ１、点ＴＰ１を、式（３）により、画像上の座標系における点ｍｐ１、点ｌｐ１、点ｃｐ１、点ｔｐ１にそれぞれ変換する。
【００６５】
ステップＳ３において、ステップＳ２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ１、点ｌｐ１、点ｃｐ１の３点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報が油圧ブレーカ８ａであることに関連付けられた作業具描画情報が含む描画図形を変形する処理を行う。
【００６６】
作業具種類情報が油圧ブレーカ８ａであることに関連付けられた作業具描画情報は、油圧ブレーカ８ａの第１モニタポイントＭＰ１と第３リンクピン中心点（第１連結ポイント）ＬＰ３と第３シリンダピン中心点（第２連結ポイント）ＣＰ３を含む第１描画図形４９（図６（ａ）に示す）の画像情報と、第１描画図形４９上の座標系における第１モニタポイントＭＰ１、第３リンクピン中心点ＬＰ３、第３シリンダピン中心点ＣＰ３の各位置を示す点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａの座標値とを含む。
【００６７】
図６は、実際に取り付けられた油圧ブレーカ８ａの作業具寸法情報と油圧ブレーカ８ａを示す作業具描画情報を基に、油圧ブレーカ８ａを表す第１描画図形４９を変形する方法の一例を示している。
【００６８】
第１描画図形４９の変形処理の手法として、線形写像を用いる。線形写像は、画像変形行列Ａを用い、画像上のある座標ｐｉ＝［ｐｘｉ，ｐｙｉ］に含まれる画素情報を別の座標ｑｉ＝［ｑｘｉ，ｑｙｉ］に移動させることで画像を変形する。線形写像は以下の式で表される。
【００６９】
【数４】
2019157569.tif 000006
【００７０】
第１描画図形４９を変形する線形写像に用いる画像変形行列Ａは、油圧ブレーカ８ａの作業具寸法情報と、画像平面上における座標情報とから求めることができる。
【００７１】
点ｌｐ３から点ｃｐ３を結ぶベクトルｕ１＝［ｕ１ｘ，ｕ１ｙ］及び点ｌｐ３から点ｍｐ１を結ぶベクトルｕ２＝［ｕ２ｘ，ｕ２ｙ］とし、点ｌｐ３ａから点ｃｐ３ａを結ぶベクトルｖ１＝［ｖ１ｘ，ｖ１ｙ］及び点ｌｐ３ａから点ｍｐ１ａを結ぶベクトルｖ２＝［ｖ２ｘ，ｖ２ｙ］とする。ベクトルｕ１，ｕ２と、ベクトルｖ１，ｖ２とからそれぞれ作られる行列Ｐ１，Ｑ１は以下の式で表される。
【００７２】
【数５】
2019157569.tif 000007
【００７３】
【数６】
2019157569.tif 000008
【００７４】
ベクトルｖ１とｕ１及び、ベクトルｖ２とｕ２はそれぞれ実際に作業具８として油圧ショベル１に取り付けられている油圧ブレーカ８ａと画像上の油圧ブレーカ８ａで対応するベクトルであるため、式（４）〜（６）より、行列Ｐ１から画像変形行列Ａ１を用いて行列Ｑ１へ変換する方法は以下の式で表される。
【００７５】
【数７】
2019157569.tif 000009
【００７６】
よって、画像変形行列Ａ１は行列Ｑ１と行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１を用いて、以下の式で表される。
【００７７】
【数８】
2019157569.tif 000010
【００７８】
ただし、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するのは、行列Ｐ１が正則であるときであり、例えば、正則でないときの判定として、行列Ｐ１の行列式が０である場合には、ステップＳ４へは進まずに、描画演算部４０ｄの演算を終了する。
【００７９】
行列Ｐが正則であり、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するときは、式（８）で求まった画像変形行列Ａを用いて、油圧ブレーカ８ａの第１描画図形４９を変形させて第１変形後描画図形４９ａ（図６（ｂ）に示す）を作成し、ステップＳ４へ進む。
【００８０】
ステップＳ４において、ステップＳ３で得られた油圧ブレーカ８ａの第１変形後描画図形４９ａと、ステップＳ２から得られる描画画面上の作業具８と目標面図形４８の配置とから、表示部３８の画面に描画画像を作成する。
【００８１】
油圧ブレーカ８ａの第１変形後描画図形４９ａは、画像内に含まれる点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａ（図６（ｂ）に示す）の３点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ１、点ｌｐ３、点ｃｐ３（図６（ａ）に示す）の３点に一致させることで、描画画像に配置する。
【００８２】
目標面図形４８の画像は、点ｔｐ１を通り、最近傍線分ＴＬ１と同じ傾きを持つ直線を点ｔｐ１の両側に伸ばす。
【００８３】
線分ＴＬ１の端点の位置を式（３）により画像上の座標系に変換したものが、最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］を下回る場合は、または、最小値［０，０］を上回る場合は、端点まで線分を描画する。
【００８４】
一方、線分ＴＬ１の端点の位置を式（３）により画像上の座標系に変換したものが、最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］を下回る場合は、線分と画面の外周部の交点に新たな線分の仮端点を作成し、仮端点まで線分を描画する。
【００８５】
同様に、目標面図形４８に含まれる、最近傍線分ＴＬ１に隣接している線分から順に、式（３）を適用し、画像上の座標系における目標面図形４８が、画面に収まる範囲内で描画する。
【００８６】
このように本実施例では、第１連結ピン２２および第２連結ピン４４を介して回動可能に取り付けられた作業具８を有する作業機３と、作業具８の描画情報および寸法情報を基に作業具８の側面を表す描画図形を作成しかつ目標面情報を基に目標面を表す目標面図形を作成する表示コントローラ３１と、描画図形および目標面図形を表示する表示装置１９とを備えた建設機械１において、作業具８の寸法情報は、第１連結ピン２２の中心軸上に位置する第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ピン４４の中心軸上に位置する第２連結ポイントＣＰ３、および作業機３の動作平面に投影した作業具８の輪郭上に位置する第１モニタポイントＭＰ１の位置情報を含み、作業具８の描画情報は、第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ポイントＣＰ３および第１モニタポイントＭＰ１を含む作業具８の少なくとも一部を表す第１描画図形４９の画像情報を含み、表示コントローラ３１は、作業機３の姿勢を演算する姿勢演算部４０ｂと、作業機３の姿勢情報および作業具８の寸法情報を基に、表示装置１９の画像上の座標系における第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ポイント３３および第１モニタポイントＭＰ１の各座標値を演算する作業具位置演算部４０ｃと、第１描画図形４９における第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ポイントＣＰ３および第１モニタポイントＭＰ１を頂点とする三角形が、表示装置１９の画像上の座標系における第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ポイントＣＰ３および第１モニタポイントＭＰ１を頂点とする三角形と合同になるように、第１描画図形４９を変形させて第１変形後描画図形４９ａを作成し、第１変形後描画図形４９ａにおける第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ポイントＣＰ３および第１モニタポイントＭＰ１の各位置が、表示装置１９の画像上の座標系における第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ポイントＣＰ３および第１モニタポイントＭＰ１の各位置とそれぞれ一致するように、第１変形後描画図形４９ａを表示装置１９の画面上に配置する描画演算部４０ｄとを有する。
【００８７】
以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル１によれば、油圧ブレーカ８ａを表す第１描画図形４９における第１連結ポイントｌｐ３ａ、第２連結ポイントｃｐ３ａおよび第１モニタポイントｍｐ１ａを頂点とする三角形が、表示装置１９の画像上の座標系における第１連結ポイントｌｐ３、第２連結ポイントｃｐ３および第１モニタポイントｍｐ１を頂点とする三角形と合同になるように、第１変形後描画図形４９ａが作成され、第１変形後描画図形４９ａにおける第１連結ポイントｌｐ３ａ、第２連結ポイントｃｐ３ａおよび第１モニタポイントｍｐ１ａが、表示装置１９の画像上の座標系における第１連結ポイントｌｐ３、第２連結ポイントｃｐ３および第１モニタポイントｍｐ１とそれぞれ一致するように、第１変形後描画図形４９ａが表示装置１９の画面上に配置される。これにより、寸法や形状の異なる油圧ブレーカ８ａを表示装置１９に違和感無く表示させることが可能となる。
【００８８】
なお、本実施例では、作業具８として油圧ブレーカ８ａを例示しているが、第１モニタポイントＭＰ１と第３リンクピン２２と第３シリンダピン４４を含む作業具８であれば限定されず、１本爪リッパ−などに置き換えても良い。
【実施例２】
【００８９】
本発明の第２の実施例に係る油圧ショベル１について、図７〜図１０を用いて説明する。本実施例に係る油圧ショベル１は、作業具８としてバケットを備えている。
【００９０】
第１の実施例との相違点は、図８（ａ）に示すように、作業具８としてのバケット８ｂの内部に第１モニタポイントＭＰ１とは異なるモニタポイントを少なくとも１つ含む点、作業具８の構造上の特徴点を１つ含む点、作業具８の描画に使用する描画図形を少なくとも２つ含む点である。
【００９１】
作業具位置演算部４０ｃ（図３に示す）は、第１の実施例に加え、更に作業具８内の作業上の第１モニタポイントＭＰ１とは異なる着目点である第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３および作業具８の構造上の特徴点（以下「第１特徴点」という。）ＦＰ１の作業機動作平面（ＸＺ平面）における位置とグローバル座標系における位置を演算する。
【００９２】
描画演算部４０ｄ（図３に示す）は、第１の実施例と同様に、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具の種類と寸法の情報と、作業具位置演算部４０ｃの演算結果と、記憶部４１の目標面情報および作業具描画情報とを基に、ガイダンス画像を作成し、表示部３８に出力する。
【００９３】
図７は、本実施例に係る表示コントローラ３１の描画演算処理の一例を示すフローチャートである。表示コントローラ３１は、油圧ショベル１に取り付けられた作業具８がモニタポイントを少なくとも２つ有する作業具（例えばバケット８ｂ）である場合に、図７に示すフローチャートに従って目標面と作業具８の位置関係を示す側面画像（ガイダンス画像）を作成する。
【００９４】
ステップＳ１１において、第１の実施例おけるステップＳ１と同様に、記憶部４１より目標面情報を読み込む。
【００９５】
ステップＳ１２において、ステップＳ１１から得られる目標面図形４８と、作業具位置演算部４０ｃから得られる作業具位置とを用いて、画像上の座標系に配置する。
【００９６】
画像上の座標系は表示部３８の画面の大きさにより縦方向と横方向の最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］が規定されることから、作業具８の全体と目標面図形４８を構成する少なくとも１つの線分が含まれるよう配置するため、縮尺Ｋｓｃ１及びオフセットＯＰ１を決定する。
【００９７】
図８は、作業機動作平面（ＸＺ平面）における第１モニタポイントＭＰ１、第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３、第１特徴点ＦＰ１、第３リンクピン中心点ＬＰ３、第３シリンダピン中心点ＣＰ３及び目標面図形４８の各位置を基に、バケット８ｂの描画図形と目標面図形４８を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示している。
【００９８】
図８（ａ）に示すように、バケット８ｂの先端に位置する点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影したバケット８ｂの輪郭上に位置する点）を第１モニタポイントＭＰ１とし、バケット８ｂの背面上に位置する点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影したバケット８ｂの輪郭上に位置する点）を第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３とする。また、バケット８ｂをアーム７及び第３シリンダ１１に取り付けるための部材とバケット８ｂの背面板となる部材のつなぎ目の端点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影したバケット８ｂの輪郭上に位置する点）を第１特徴点ＦＰ１とする。
【００９９】
目標面図形４８から描画用の少なくとも１つの線分を抽出するため、目標面図形４８を構成する全ての線分と点ＭＰ１の距離を演算し、目標面図形４８の最も近い線分を最近傍線分ＴＬ１とし、最近傍線分内に含まれる第１の最近傍目標面点ＴＰ１を取得する。
【０１００】
次に、点ＭＰ１、点ＭＰ２、点ＭＰ３、点ＦＰ１、点ＬＰ３、点ＣＰ３、点ＴＰ１の７点から、作業機動作平面（ＸＺ平面）のＸ軸の最大値、最小値ＰＸｍａｘ、ＰＸｍｉｎ及びＺ軸の最大値、最小値ＰＺｍａｘ、ＰＺｍｉｎを取得する。
【０１０１】
図８（ｂ）に示すように、取得した７点の最大値、最小値の中心が原点となるようオフセットＯＰ１を式（１）で演算する。
【０１０２】
縮尺Ｋｓｃ１は、画面の大きさの最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］を、作業機動作平面（ＸＺ平面）における７点の最大値と最小値の差で割り、その最小値から得られる。縮尺Ｋｓｃ１は式（２）で演算する。
【０１０３】
作業具位置と目標面図形４８の作動器動作平面（ＸＺ平面）上（ローカル座標系）における点ＭＰ１、点ＭＰ２、点ＭＰ３、点ＦＰ１、点ＬＰ１、点ＣＰ１、点ＴＰ１を、式（３）により、画像上の座標系における点ｍｐ１、点ｍｐ２、点ｍｐ３、点ｆｐ１、点ｌｐ１、点ｃｐ１、点ｔｐ１にそれぞれ変換する。
【０１０４】
ステップＳ１３において、ステップＳ１２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ１、点ｌｐ１、点ｃｐ１の３点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報がバケット８ｂであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第１描画図形５３を変形する処理を行う。
【０１０５】
作業具種類情報がバケット８ｂであることに関連付けられた作業具描画情報は、バケット８ｂの第１モニタポイントＭＰ１と第３リンクピン中心点ＬＰ３と第３シリンダピン中心点ＣＰ３を含む第１描画図形５３の画像情報と、第１描画図形５３上の座標系における第１モニタポイントＭＰ１、第３リンクピン中心点ＬＰ３、第３シリンダピン中心点ＣＰ３の各位置を示す点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａの座標値とを含む。
【０１０６】
図９は、実際に取り付けられたバケット８ｂの作業具寸法情報とバケット８ｂを示す作業具描画情報を基に、バケット８ｂの第１描画図形５３を変形する方法の一例を示している。
【０１０７】
第１描画図形５３の変形処理の手法として、第１の実施例と同様に線形写像を用いる。線形写像は、式（４）で表される。
【０１０８】
第１描画図形５３を変換する線形写像に用いる画像変形行列Ａ１は、バケット８ｂの作業具寸法情報と、第１描画図形５３の座標における位置情報とから求めることができる。
【０１０９】
点ｌｐ３から点ｃｐ３を結ぶベクトルｕ１＝［ｕ１ｘ，ｕ１ｙ］及び点ｌｐ３から点ｍｐ１を結ぶベクトルｕ２＝［ｕ２ｘ，ｕ２ｙ］とし、点ｌｐ３ａから点ｃｐ３ａを結ぶベクトルｖ１＝［ｖ１ｘ，ｖ１ｙ］及び点ｌｐ３ａから点ｍｐ１ａを結ぶベクトルｖ２＝［ｖ２ｘ，ｖ２ｙ］とすると、画像変形行列Ａ１は式（５）−（８）で表される。
【０１１０】
ただし、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するのは、行列Ｐ１が正則であるときであり、例えば、正則でないときの判定として、行列Ｐ１の行列式が０である場合には、ステップＳ１４へは進まずに、描画演算部４０ｄの演算を終了する。
【０１１１】
行列Ｐ１が正則であり、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するときは、式（８）で求まった画像変形行列Ａ１を用いて、バケット８ｂの第１描画図形５３を変形させて第１変形後描画図形５３ａ（図９（ｂ）または図１０に示す）を作成し、ステップＳ１４へ進む。
【０１１２】
ステップＳ１４において、第１モニタポイントＭＰ１と異なるモニタポイントの個数と同じループ処理をＮ回行う。本実施例においては、第１モニタポイントＭＰ１と異なるモニタポイントの個数は２個であるため、Ｎ＝２である。
【０１１３】
ステップＳ１２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ（ｋ）、点ｍｐ（ｋ＋１）、点ｆｐ１、つまりループ回数ｋ＝１であるから、ｍｐ１、点ｍｐ２、点ｆｐ１の３点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報がバケット８ｂであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第２描画図形５４を変形する処理を行う。
【０１１４】
作業具種類情報がバケット８ｂであることに関連付けられた作業具描画情報は、バケット８ｂの第１モニタポイントＭＰ１と第２モニタポイントＭＰ２と特徴点５２を頂点とする三角形である第２描画図形５４の画像情報と、第２描画図形５４上の座標系における第１モニタポイントＭＰ１と第２モニタポイントＭＰ２と第１特徴点ＦＰ１の各位置を示す点ｍｐ１ｂ、点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂの座標値とを含む。
【０１１５】
ただし、三角形が存在するのは、三角形を構成する３点である点ｍｐ１ｂ、点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂのすべてが同一直線上に存在しないときであり、３点が同一直線上に存在するときはステップＳ１５へ進まずに、描画演算部４０ｄの演算を終了する。
【０１１６】
３点が同一直線上に存在しない時は、第２描画図形５４の変形処理として、点ｍｐ１、点ｍｐ２、点ｆｐ１を結ぶ三角形と、第２描画図形５４である三角形とが合同になるよう変形させて第２変形後描画図形５４ａ（図１０に示す）を作成し、ステップＳ１５へ進む。
【０１１７】
ステップＳ１５において、ループ継続判定を行う。このときループ回数はｋ＝１であり、ｋ＜Ｎ＝２であるから、ｋの数を増やしてループ処理に戻る。
【０１１８】
ステップＳ１６において、ステップＳ１２で演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ（ｋ）、点ｍｐ（ｋ＋１）、点ｆｐ１、つまりループ回数ｋ＝２であるから、点ｍｐ２、点ｍｐ３、点ｆｐ１の３点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報がバケット８ｂであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第３描画図形５５を変形する処理を行う。
【０１１９】
作業具種類情報がバケット８ｂであることに関連付けられた作業具描画情報は、バケット８ｂの第２モニタポイントＭＰ２と第３モニタポイントＭＰ３と特徴点ＦＰ１を頂点とする三角形である第３描画図形５５の画像情報と、第３描画図形５５上の座標系における第２モニタポイントＭＰ２と第３モニタポイントＭＰ３と特徴点ＦＰ１の各位置を示す点ｍｐ２ｃ、点ｍｐ３ｃ、点ｆｐ１ｃの座標値とを含む。
【０１２０】
ただし、三角形が存在するのは、三角形を構成する３点である点ｍｐ１ｂ、点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂのすべてが同一直線上に存在しないときであり、３点が同一直線上に存在するときはステップＳ１５へ進まずに、描画演算部４０ｄの演算を終了する。
３点が同一直線上に存在しない時は、第３描画図形５５の変形処理として、点ｍｐ２、点ｍｐ３、点ｆｐ１を結ぶ三角形と、第３描画図形５５である三角形とが合同になるよう変形させて第３変形後描画図形５５ａ（図１０に示す）を作成し、ステップＳ１７へ進む。
【０１２１】
ステップＳ１７において、ステップＳ１４から続くループの継続判定を行う。このときループ回数はｋ＝２＝Ｎであるから、ループ処理を終了し、ステップＳ１８へ進む。
【０１２２】
ステップＳ１８において、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１６で得られたバケット８ｂの第１−３変形後描画図形５３ａ−５５ａと、ステップＳ１２から得られる描画画面上の作業具８と目標面図形４８の配置とから、表示部３８の画面に描画画像を作成する。
【０１２３】
図１０は、バケット８ｂを表す第１−３変形後描画図形５３ａ−５５ａを描画画像に配置した状態を示している。
【０１２４】
バケット８ｂの第１変形後描画図形５３ａは、画像内に含まれる点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａの３点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ１、点ｌｐ３、点ｃｐ３の３点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０１２５】
バケット８ｂの第２変形後描画図形５４ａは、画像内に含まれる点ｍｐ１ｂ、点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂの３点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ１、点ｍｐ２、点ｆｐ１の３点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０１２６】
バケット８ｂの第３変形後描画図形５５ａは、画像内に含まれる点ｍｐ２ｃ、点ｍｐ３ｃ、点ｆｐ１ｃの３点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ２、点ｍｐ３、点ｆｐ１の３点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０１２７】
目標面図形４８の画像は、第１の実施例と同様に、画面に収まる範囲内で描画する。
【０１２８】
このように本実施例では、作業具８はバケットであり、第１モニタポイントＭＰ１はバケット８の先端に位置し、作業具８の寸法情報は、第１モニタポイントＭＰ１、バケット８の背面上の位置にある第２モニタポイントＭＰ２、およびバケット８の背面上の他の位置にある第１特徴点ＦＰ１の位置情報を更に含み、作業具８の描画情報は、第１モニタポイントＭＰ１、第２モニタポイントＭＰ２および第１特徴点ＦＰ１を含む作業具８の一部を表す第２描画図形５４の画像情報を更に含み、作業具位置演算部４０ｃは、作業具８の寸法情報を基に、第２モニタポイントＭＰ２および第１特徴点ＦＰ１の各座標値を演算し、描画演算部４０ｄは、第２描画図形５４における第１モニタポイントＭＰ１、第２モニタポイントＭＰ２および第１特徴点ＦＰ１を頂点とする三角形が、表示装置１９の画像上の座標系における第１モニタポイントＭＰ１、第２モニタポイントＭＰ２および第１特徴点ＦＰ１を頂点とする三角形と合同になるように、第２描画図形５４を変形させて第２変形後描画図形５４ａを作成し、第２描画図形５４における第１モニタポイントＭＰ１、第２モニタポイントＭＰ２および第１特徴点ＦＰ１の各位置が、表示装置１９の画像上の座標系における第１モニタポイントＭＰ１、第２モニタポイントＭＰ２および第１特徴点ＦＰ１の各位置とそれぞれ一致するように、第２変形後描画図形５４ａを表示装置１９の画面上に配置する。
【０１２９】
また、作業具８の寸法情報は、第２モニタポイントＭＰ２、第１特徴点ＦＰ１、およびバケット８の背面上の位置にある第３モニタポイントＭＰ３の位置情報を更に含み、作業具８の描画情報は、第２モニタポイントＭＰ２、第３モニタポイントＭＰ３および第１特徴点ＦＰ１を含む作業具８の一部を表す第３描画図形５５の画像情報を更に含み、作業具位置演算部４０ｃは、作業具８の寸法情報を基に、第３モニタポイントＭＰ３の座標値を演算し、描画演算部４０ｄは、第３描画図形５５における第２モニタポイントＭＰ２、第３モニタポイントＭＰ３および第１特徴点ＦＰ１を頂点とする三角形が、表示装置１９の画像上の座標系における第２モニタポイントＭＰ２、第３モニタポイントＭＰ３および第１特徴点ＦＰ１を頂点する三角形と合同になるように、第３描画図形５５を変形させて第３変形後描画図形５５ａを作成し、第３変形後描画図形５５ａにおける第２モニタポイントＭＰ２、第３モニタポイントＭＰ３および第１特徴点ＦＰ１の各位置が、表示装置１９の画像上の座標系における第２モニタポイントＭＰ２、第３モニタポイントＭＰ３および第１特徴点ＦＰ１の各位置とそれぞれ一致するように第３変形後描画図形５５ａを表示装置１９の画面上に配置する。
【０１３０】
以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル１によれば、寸法や形状の異なるバケット８ｂを表示装置１９に違和感無く表示させることが可能となる。
【０１３１】
なお、本実施例では、作業具８としてバケット８ｂを例示しているが、複数のモニタポイントと第３リンクピン２２と第３シリンダピン４４を含む作業具８であれば限定されず、マグネットなどに置き換えても良い。
【０１３２】
また、本実施例では、モニタポイントの個数が３個の場合を例示しているが、モニタポイントの個数は２個以上であれば良く、個数は制限しない。
【０１３３】
また、本実施例では、第２、第３描画図形５４，５５の変形は、三角形が合同となるように実行しているが、第１描画図形５３と同様に線形写像を利用しても良い。
【０１３４】
また、本実施例では、第２、第３描画図形５４，５５の変形は、三角形が合同になるように実行しているため、描画されるバケット８ｂの画像はモニタポイントで角張ったものとなるが、ステップＳ１８において、任意のモニタポイントと特徴点ＦＰ１を含む点を通るスプライン曲線を利用し、スプライン曲線と第２、第３描画図形５４，５５の間の領域を塗りつぶすことで、図１０に示すバケット８ｂの底面５６（破線部）のように、滑らかに表現することも可能である。
【実施例３】
【０１３５】
本発明の第３の実施例に係る油圧ショベル１について、図１１〜図１４を用いて説明する。本実施例に係る油圧ショベル１は、作業具８として小割破砕機を備えている。
【０１３６】
第１の実施例との相違点は、図１２（ａ）に示すように、作業具８としての小割破砕機８ｃが作業具フレーム（基部）５７と作業具アーム（第１被駆動部）５８とを有し、作業具フレーム５７の内部に第１モニタポイントＭＰ１を含み、作業具アーム５８に第２モニタポイントＭＰ２を含む点と、第２モニタポイントＭＰ２が作業具フレーム５７が含む構造上の第１特徴点ＦＰ１を中心に回転移動する点と、作業具８の描画図形を２つ含んでいる点である。
【０１３７】
作業具アーム５８は、作業具フレーム５７に第４リンクピン（第３連結ピン）５９を介して回動可能に接続されており、第４シリンダ６３により駆動される。つまり、第１特徴点ＦＰ１は第４リンクピン５９の中心軸上の点である。作業具アーム５８には、その姿勢を検出する第１姿勢検出装置としての第４回転角度センサ６４が取り付けられている。第４回転角度センサ６４は、例えばＩＭＵであり、作業具アーム５８に取り付けられ、第４リンクピン５９周りの作業具アーム５８の鉛直（重力）方向となす角を検出し、作業具フレーム５７に対する作業具アーム５８の角度を出力する。
【０１３８】
姿勢演算部４０ｂ（図３に示す）は、第１の実施例に加え、更に第４回転角度センサ６４の角度信号と、記憶部４１の角度変換パラメータを基に、作業具アーム５８の作業具フレーム５７に対する第４リンクピン５９周りの角度θ４を演算する。
【０１３９】
作業具位置演算部４０ｃ（図３に示す）は、第１の実施例に加え、姿勢演算部４０ｂで演算した角度θ４を基に、更に作業具アーム５８が含む第２モニタポイントＭＰ２と、作業具フレーム５７が含む構造上の特徴点６１の作業機動作平面（ＸＺ平面）における位置とグローバル座標系における位置を演算する。
【０１４０】
描画演算部４０ｄ（図３に示す）は、第１の実施例と同様に、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具の種類と寸法の情報と、作業具位置演算部４０ｃの演算結果と、記憶部４１の目標面情報および作業具描画情報を基に、ガイダンス画像を作成する。
【０１４１】
図１１は、本実施例に係る表示コントローラ３１の描画演算処理の一例を示すフローチャートである。表示コントローラ３１は、油圧ショベル１に取り付けられた作業具８が２つのモニタポイントを有しかつ２つのモニタポイント間の距離が変化する作業具（例えば小割破砕機８ｃ）である場合に、図１１に示すフローチャートに従って目標面と作業具８の位置関係を示す側面画像（ガイダンス画像）を作成する。
【０１４２】
ステップＳ２１において、第１の実施例おけるステップＳ１と同様に、記憶部４１より目標面情報を読み込む。
【０１４３】
ステップＳ２２において、ステップＳ２１から得られる目標面図形４８と、作業具位置演算部４０ｃから得られる作業具位置とを用いて、画像上の座標系に配置する。
【０１４４】
画像上の座標系は表示部３８の画面の大きさにより縦方向と横方向の最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］が規定されることから、作業具８の全体と目標面図形４８を構成する少なくとも１つの線分が含まれるよう配置するため、縮尺Ｋｓｃ１及びオフセットＯＰ１を決定する。
【０１４５】
図１２は、作業機動作平面（ＸＺ平面）における第１モニタポイントＭＰ１、第２モニタポイントＭＰ２、第１特徴点ＦＰ１、第３リンクピン中心点ＬＰ３と、第３シリンダピン中心点ＣＰ３及び目標面図形４８の各位置を基に、小割破砕機８ｃの描画図形と目標面図形４８を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示している。
【０１４６】
図１２（ａ）に示すように、作業具フレーム５７の先端に位置する点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影した作業具フレーム５７の輪郭上に位置する点）を第１モニタポイントＭＰ１とし、作業具アーム５８の先端に位置する点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影した作業具アーム５８の輪郭上に位置する点）を第２モニタポイントＭＰ２とし、作業具アーム５８を作業具フレーム５７に回動可能に連結する第４リンクピン５９の中心軸が作動機動作平面（ＸＺ平面）と交差する点を第１特徴点ＦＰ１とする。
【０１４７】
目標面図形４８から描画用の少なくとも１つの線分を抽出するため、目標面図形４８を構成する全ての線分と点ＭＰ１の距離を演算し、目標面図形４８の最も近い線分を最近傍線分ＴＬ１とし、最近傍線分内に含まれる第１の最近傍目標面点ＴＰ１を取得する。
【０１４８】
次に、点ＭＰ１、点ＭＰ２、点ＦＰ１、点ＬＰ３、点ＣＰ３、点ＴＰ１の６点から、作業機動作平面（ＸＺ平面）のＸ軸の最大値、最小値ＰＸｍａｘ、ＰＸｍｉｎ及びＺ軸の最大値、最小値ＰＺｍａｘ、ＰＺｍｉｎを取得する。
【０１４９】
図１２（ｂ）に示すように、取得した６点の最大値、最小値の中心が原点となるようオフセットＯＰ１を式（１）で演算する。
【０１５０】
縮尺Ｋｓｃ１は、画面の大きさの最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］を、作業機動作平面（ＸＺ平面）における６点の最大値と最小値の差で割り、その最小値から得られる。縮尺Ｋｓｃ１は式（２）で演算する。
【０１５１】
作業具位置と目標面図形４８の作動器動作平面（ＸＺ平面）上（ローカル座標系）における点ＭＰ１、点ＭＰ２、点ＦＰ１、点ＬＰ１、点ＣＰ１、点ＴＰ１を、式（３）により、画像上の座標系における点ｍｐ１、点ｍｐ２、点ｆｐ１、点ｌｐ１、点ｃｐ１、点ｔｐ１に変換する。
【０１５２】
ステップＳ２３において、ステップＳ２２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ１、点ｌｐ１、点ｃｐ１の３点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報が小割破砕機８ｃであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第１描画図形６２を変形する処理を行う。
【０１５３】
作業具種類情報が小割破砕機８ｃであることに関連付けられた作業具描画情報は、小割破砕機８ｃの第１モニタポイントＭＰ１と第３リンクピン中心点ＬＰ３と第３シリンダピン中心点ＣＰ３の３点を含む第１描画図形６２の画像情報と、第１描画図形６２上の座標系における第１モニタポイントＭＰ１と第３リンクピン中心点ＬＰ３と第３シリンダピン中心点ＣＰ３の各位置を示す点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａの座標値とを含む。
【０１５４】
図１３は、実際に取り付けられた小割破砕機８ｃの作業具寸法情報と小割破砕機８ｃを示す作業具描画情報を基に、小割破砕機８ｃの一部（作業具フレーム５７）を表す第１描画図形６５を変形する方法の一例を示している。
【０１５５】
第１描画図形６５の変形処理の手法として、第１の実施例と同様に線形写像を用いる。線形写像は、式（４）で表される。
【０１５６】
第１描画図形６５を変換する線形写像に用いる画像変形行列Ａ１は、小割破砕機８ｃの作業具寸法情報と、第１描画図形６５の座標における位置情報とから求めることができる。
【０１５７】
点ｌｐ３から点ｃｐ３を結ぶベクトルｕ１＝［ｕ１ｘ，ｕ１ｙ］及び点ｌｐ３から点ｍｐ１を結ぶベクトルｕ２＝［ｕ２ｘ，ｕ２ｙ］とし、点ｌｐ３ａから点ｃｐ３ａを結ぶベクトルｖ１＝［ｖ１ｘ，ｖ１ｙ］及び点ｌｐ３ａから点ｍｐ１ａを結ぶベクトルｖ２＝［ｖ２ｘ，ｖ２ｙ］とすると、画像変形行列Ａ１は式（５）−（８）で表される。
【０１５８】
ただし、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するのは、行列Ｐ１が正則であるときであり、例えば、正則でないときの判定として、行列Ｐ１の行列式が０である場合には、ステップＳ２４へは進まずに、描画演算部４０ｄの演算を終了する。
【０１５９】
行列Ｐ１が正則であり、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するときは、式（８）で求まった画像変形行列Ａ１を用いて、小割破砕機８ｃの第１描画図形６５を変形させて第１変形後描画図形６５ａ（図１３（ｂ）または図１４に示す）を作成し、ステップＳ２４へ進む。
【０１６０】
ステップＳ２４において、ステップＳ２２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ２、点ｆｐ１の２点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報が小割破砕機８ｃであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第２描画図形６６を変形する処理を行う。
【０１６１】
作業具種類情報が小割破砕機８ｃであることに関連付けられた作業具描画情報は、小割破砕機８ｃの第２モニタポイントＭＰ２と特徴点５２の２点を含む第２描画図形６６の画像情報と、第２描画図形６６上の座標系における第２モニタポイントＭＰ２と特徴点６１の各位置を示す点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂの座標値とを含む。
【０１６２】
第２描画図形６６の変形処理は、点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂを結ぶ線分の長さを点ｍｐ２、点ｆｐ１を結ぶ線分の長さで割り、その商により第２描画図形６６に縦横比が一定になるように縮小または拡大して第２変形後描画図形６６ａ（図１４に示す）を作成する。
【０１６３】
ステップＳ２５において、ステップＳ２３、Ｓ２４で得られた小割破砕機８ｃの第１、第２変形後描画図形６５ａ，６６ａと、ステップＳ２２から得られる描画画面上の作業具８と目標面図形４８の配置とから、表示部３８の画面に描画画像を作成する。
【０１６４】
図１４は、小割破砕機８ｃを表す第１、第２変形後描画図形６５ａ，６６ａを描画画像に配置した状態を示している。
【０１６５】
小割破砕機８ｃの第１変形後描画図形６５ａは、画像内に含まれる点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａの３点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ１、点ｌｐ３、点ｃｐ３の３点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０１６６】
小割破砕機８ｃの第２変形後描画図形６６ａは、画像内に含まれる点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂの２点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ２、点ｆｐ１の２点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０１６７】
目標面図形４８の画像は、第１の実施例と同様に、画面に収まる範囲内で描画する。
【０１６８】
このように本実施例では、作業具８は、第１連結ポイントＬＰ３、第２連結ポイントＣＰ３および第１モニタポイントＭＰ１を含む基部５７と、基部５７に第３連結ピン５９を介して回動可能に取り付けられた第１被駆動部５８とを有し、建設機械１は、第１被駆動部５８の姿勢を検出する第１姿勢検出装置６４を更に備え、作業具８の寸法情報は、第３連結ピン５９の中心軸上に位置する第１特徴点ＦＰ１、および第１被駆動部５８の先端に位置する第２モニタポイントＭＰ２の位置情報を更に含み、作業具８の描画情報は、第１特徴点ＦＰ１および第２モニタポイントＭＰ２を含む第１被駆動部５８を表す第２描画図形６６の画像情報を更に含み、作業具位置演算部４０ｃは、作業具８の寸法情報と第１姿勢検出装置６４で検出した第１被駆動部５８の姿勢とを基に第１特徴点ＦＰ１および第２モニタポイントＭＰ２の各座標値を演算し、描画演算部４０ｄは、第２描画図形６６における第１特徴点ＦＰ１と第２モニタポイントＭＰ２とを結ぶ線分の長さが、表示装置１９の画像上の座標系における第１特徴点ＦＰ１と第２モニタポイントＭＰ２とを結ぶ線分の長さと一致するように、第２描画図形６６を変形させて第２変形後描画図形６６ａを作成し、第２変形後描画図形６６ａにおける第１特徴点ＦＰ１および第２モニタポイントＭＰ２の各位置が、画像上の座標系における第１特徴点ＦＰ１および第２モニタポイントＭＰ２の各位置とそれぞれ一致するように、第２変形後描画図形６６ａを表示装置１９の画面上に配置する。
【０１６９】
以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル１によれば、１つの被駆動部を有する作業具８（例えば小割破砕機８ｃ）を表示装置１９に違和感無く表示させることが可能となる。
【０１７０】
なお、本実施例では、作業具８として小割破砕機８ｃを例示しているが、第３リンクピン２２と第３シリンダピン４４とモニタポイントを少なくとも１つとを含む基部と、モニタポイントを少なくとも１つ含み、ある１点を中心に回動する被駆動部と、その駆動部を含む作業具８であれば限定されず、同じ構造の油圧カッターなどに置き換えても良い。
【０１７１】
また、本実施例では、作業具８の第３リンクピン２２と第３シリンダピン４４とモニタポイントを少なくとも１つとを含む基部の画像である第１描画図形６５と、モニタポイントを少なくとも１つ含み、ある１点を中心に回動する被駆動部の画像である第２描画図形６６とを描画しているが、例えばさらに油圧シリンダなどの駆動部を描画しても良い。
【実施例４】
【０１７２】
本発明の第４の実施例に係る油圧ショベル１について、図１５〜図１８を用いて説明する。本実施例に係る油圧ショベル１は、作業具８として大割破砕機を備えている。
【０１７３】
第１の実施例との相違点は、図１６（ａ）に示すように、作業具８としての大割破砕機８ｄが１つの作業具フレーム（基部）６７と、一対の第１、第２作業具アーム（第１、第２被駆動部）６８，６９とを有し、作業具フレーム６７の内部に第１モニタポイントＭＰ１を含み、第１、第２作業具アーム６８、６９が第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３をそれぞれ含む点と、第２モニタポイントＭＰ２が作業具フレーム６７が含む構造上の第１特徴点ＦＰ１を中心に回転移動し、第３モニタポイントＭＰ３が作業具フレーム６７が含む構造上の第２特徴点ＦＰ２を中心に回転移動する点と、作業具８の描画に使用する描画図形を３つ含んでいる点である。
【０１７４】
第１作業具アーム６８は、作業具フレーム６７に第４リンクピン７５を介して回動可能に接続されており、第４シリンダ７６により駆動される。同様に、第２作業具アーム６９は、作業具フレーム６７に第５リンクピン（第４連結ピン）７７を介して回動可能に接続されており、第５シリンダ７８により駆動される。つまり、第１特徴点ＦＰ１は第４リンクピン７５の中心軸上の点であり、第２特徴点ＦＰ２は第５リンクピン７７の中心軸上の点である。第１、第２作業具アーム６８，６９には、それぞれの姿勢を検出する第１、第２姿勢検出装置としての第４、第５回転角度センサ７９，８０が取り付けられている。第４、第５回転角度センサ７９，８０は、例えばＩＭＵであり、それぞれ第１、第２作業具アーム６８，６９に取り付けられ、第４、第５リンクピン７５，７７周りの第１、第２作業具アーム６８，６９の鉛直（重力）方向となす角を検出し、それぞれ作業具フレーム６７に対する第１作業具アーム６８の角度、作業具フレーム６７に対する第２作業具アーム６９の角度を出力する。
【０１７５】
姿勢演算部４０ｂ（図３に示す）は、第１の実施例に加え、更に第４、第５回転角度センサ７９，８０の角度信号と、記憶部４１の角度変換パラメータを基に、第１、第２作業具アーム６８，６９の作業具フレーム６７に対する第４、第５リンクピン７５，７７周りの角度θ４，θ５を演算する。
【０１７６】
作業具位置演算部４０ｃ（図３に示す）は、第１の実施例に加え、姿勢演算部４０ｂで演算した角度θ４，θ５を基に、更に第１、第２作業具アーム６８，６９が含む第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３、作業具フレーム６７が含む構造上の第１、第２特徴点ＦＰ１，ＦＰ２の作業機動作平面（ＸＺ平面）における位置とグローバル座標系における位置を演算する。
【０１７７】
描画演算部４０ｄ（図３に示す）は、第１の実施例と同様に、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具の種類と寸法の情報と、作業具位置演算部４０ｃの演算結果と、記憶部４１の目標面情報および作業具描画情報とを基に、ガイダンス画像を作成する。
【０１７８】
図１５は、本実施例に係る表示コントローラ３１の描画演算処理の一例を示すフローチャートである。表示コントローラ３１は、油圧ショベル１に取り付けられた作業具８が３つのモニタポイントを有しかつ各モニタポイント間の距離が変化する作業具（例えば大割破砕機８ｄ）である場合に、図１５に示すフローチャートに従って目標面と作業具８の位置関係を示す側面画像（ガイダンス画像）を作成する。
【０１７９】
ステップＳ３１において、第１の実施例おけるステップＳ１と同様に、記憶部４１より目標面情報を読み込む。
【０１８０】
ステップＳ３２において、ステップＳ３１から得られる目標面図形４８と、作業具位置演算部４０ｃから得られる作業具位置とを用いて、画像上の座標系に配置する。
【０１８１】
画像上の座標系は表示部３８の画面の大きさにより縦方向と横方向の最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］が規定されることから、作業具８の全体と目標面図形４８を構成する少なくとも１つの線分が含まれるよう配置するため、縮尺Ｋｓｃ１及びオフセットＯＰ１を決定する。
【０１８２】
図１６は、作業機動作平面（ＸＺ平面）における第１−３モニタポイントＭＰ１−ＭＰ３、第１、第２特徴点ＦＰ１，ＦＰ２、第３リンクピン中心点ＬＰ３、第３シリンダピン中心点ＣＰ３及び目標面図形４８の各位置を基に、大割破砕機８ｄの描画図形と目標面図形４８を画像上の座標系へ配置する方法の概略を示している。
【０１８３】
図１６（ａ）に示すように、作業具フレーム６７の先端に位置する点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影した作業具フレーム６７の輪郭上に位置する点）を第１モニタポイントＭＰ１とし、第１、第２作業具アーム６８，６９の各先端に位置する点（作業機動作平面（ＸＺ平面）に投影した第１、第２作業具アーム６８，６９の各輪郭上に位置する点）を第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３とし、第１作業具アーム６８を作業具フレーム６７に回動可能に連結する第４リンクピン７５の中心軸が作動機動作平面（ＸＺ平面）と交差する点を第１特徴点ＦＰ１とし、第２作業具アーム６９を作業具フレーム６７に回動可能に連結する第５リンクピン７７の中心軸が作動機動作平面（ＸＺ平面）と交差する点を第２特徴点ＦＰ２とする。
【０１８４】
目標面図形４８から描画用の少なくとも１つの線分を抽出するため、目標面図形４８を構成する全ての線分と点ＭＰ１、点ＭＰ２、点ＭＰ３の各距離を演算し、目標面図形４８の最も近い線分を最近傍線分ＴＬ１とし、最近傍線分内に含まれる第１の最近傍目標面点ＴＰ１を取得する。
【０１８５】
次に、点ＭＰ１、点ＭＰ２、点ＭＰ３、点ＦＰ１、点ＦＰ２、点ＬＰ３、点ＣＰ３、点ＴＰ１の８点から、作業機動作平面（ＸＺ平面）のＸ軸の最大値、最小値ＰＸｍａｘ、ＰＸｍｉｎ及びＺ軸の最大値、最小値ＰＺｍａｘ、ＰＺｍｉｎを取得する。
【０１８６】
図１６（ｂ）に示すように、取得した８点の最大値、最小値の中心が原点となるようオフセットＯＰ１を式（１）で演算する。
【０１８７】
縮尺Ｋｓｃ１は、画面の大きさの最大値［ｐｘｍａｘ，ｐｙｍａｘ］を、作業機動作平面（ＸＺ平面）における８点の最大値と最小値の差で割り、その最小値から得られる。縮尺Ｋｓｃ１は式（２）で演算する。
【０１８８】
作業具位置と目標面図形４８の作動器動作平面（ＸＺ平面）上（ローカル座標系）における点ＭＰ１、点ＭＰ２、点ＭＰ３、点ＦＰ１、点ＦＰ２、点ＬＰ３、点ＣＰ３、点ＴＰ１を、式（３）により、画像上の座標系における点ｍｐ１、点ｍｐ２、点ｍｐ３、点ｆｐ１、点ｆｐ２、点ｌｐ１、点ｃｐ１、点ｔｐ１にそれぞれ変換する。
【０１８９】
ステップＳ３３において、ステップＳ３２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ１、点ｌｐ１、点ｃｐ１の３点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報が大割破砕機８ｄであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第１描画図形８１を変形する処理を行う。
【０１９０】
作業具種類情報が大割破砕機８ｄであることに関連付けられた作業具描画情報は、第１モニタポイントＭＰ１、第３リンクピン中心点ＬＰ３および第３シリンダピン中心点ＣＰ３を含む大割破砕機８ｄの一部を表す第１描画図形８１の画像情報と、第１描画図形８１上の座標系における第１モニタポイントＭＰ１、第３リンクピン中心点ＬＰ３、第３シリンダピン中心点ＣＰ３の各位置を示す点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａの座標値とを含む。
【０１９１】
図１７は、実際に取り付けられた大割破砕機８ｄの作業具寸法情報と大割破砕機８ｄを示す作業具描画情報を基に、大割破砕機８ｄの一部（作業具フレーム６７）を表す第１描画図形８１を変形する方法の一例を示している。
【０１９２】
第１描画図形８１の変形処理の手法として、第１の実施例と同様に線形写像を用いる。線形写像は、式（４）で表される。
【０１９３】
第１描画図形８１を変換する線形写像に用いる画像変形行列Ａ１は、大割破砕機８ｄの作業具寸法情報と、第１描画図形８１の座標における位置情報とから求めることができる。
【０１９４】
点ｌｐ３から点ｃｐ３を結ぶベクトルｕ１＝［ｕ１ｘ，ｕ１ｙ］及び点ｌｐ３から点ｍｐ１を結ぶベクトルｕ２＝［ｕ２ｘ，ｕ２ｙ］とし、
点ｌｐ３ａから点ｃｐ３ａを結ぶベクトルｖ１＝［ｖ１ｘ，ｖ１ｙ］及び点ｌｐ３ａから点ｍｐ１ａを結ぶベクトルｖ２＝［ｖ２ｘ，ｖ２ｙ］とすると、画像変形行列Ａ１は式（５）−（８）で表される。
【０１９５】
ただし、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するのは、行列Ｐ１が正則であるときであり、例えば、正則でないときの判定として、行列Ｐ１の行列式が０である場合には、ステップＳ３４へは進まずに、描画演算部４０ｄの演算を終了する。
【０１９６】
行列Ｐ１が正則であり、行列Ｐ１の逆行列Ｐ１−１が存在するときは、式（８）で求まった画像変形行列Ａ１を用いて、大割破砕機８ｄの第１描画図形８１を変形させて第１変形後描画図形８１ａ（図１７（ｂ）または図１８に示す）を作成し、ステップＳ３４へ進む。
【０１９７】
ステップＳ３４において、ステップＳ３２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ２、点ｆｐ１の２点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報が大割破砕機８ｄであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第２描画図形８２を変形する処理を行う。
【０１９８】
作業具種類情報が大割破砕機８ｄであることに関連付けられた作業具描画情報は、大割破砕機８ｄの第２モニタポイントＭＰ２と第１特徴点ＦＰ１の２点を含む第２描画図形８２の画像情報と、第２描画図形８２上の座標系における第２モニタポイントＭＰ２と第１特徴点ＦＰ１の各位置を示す点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂの座標値とを含む。
【０１９９】
第２描画図形８２の変形処理は、点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂを結ぶ線分の長さを点ｍｐ２、点ｆｐ１を結ぶ線分の長さで割り、その商により第２描画図形８２に縦横比が一定になるように縮小、または、拡大することで行う。
【０２００】
ステップＳ３５において、ステップＳ３２において演算した画像上の座標系における作業具位置を示す点ｍｐ３、点ｆｐ２の２点を用いて、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具種類情報が大割破砕機８ｄであることに関連付けられた作業具描画情報が含む第３描画図形８３を変形する処理を行う。
【０２０１】
作業具種類情報が大割破砕機８ｄであることに関連付けられた作業具描画情報は、大割破砕機８ｄの第３モニタポイントＭＰ３と第２特徴点ＦＰ２の２点を含む第３描画図形８３の画像情報と、第３描画図形８３上の座標系における第３モニタポイントＭＰ３、第２特徴点ＦＰ２の各位置を示す点ｍｐ３ｃ、点ｆｐ２ｃの座標値とを含む。
【０２０２】
第３描画図形８３の変形処理は、点ｍｐ３ｃ、点ｆｐ２ｃを結ぶ線分の長さを点ｍｐ３、点ｆｐ２を結ぶ線分の長さで割り、その商により第３描画図形８３に縦横比が一定になるように縮小、または、拡大することで行う。
【０２０３】
ステップＳ３６において、ステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ３５で得られた大割破砕機８ｄの第１−３変形後描画図形８１ａ−８３ａと、ステップＳ３２から得られる描画画面上の作業具８と目標面図形４８の配置とから、表示部３８の画面に描画画像を作成する。
【０２０４】
図１８は、大割破砕機８ｄを表す第１−３変形後描画図形８１ａ−８３ａを描画画像に配置した状態を示している。
【０２０５】
大割破砕機８ｄの第１変形後描画図形８１ａは、画像内に含まれる点ｍｐ１ａ、点ｌｐ３ａ、点ｃｐ３ａ（図１７（ａ）に示す）の３点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ１、点ｌｐ３、点ｃｐ３（図１７（ａ）に示す）の３点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０２０６】
大割破砕機８ｄの第２変形後描画図形８２ａは、描画図形内に含まれる点ｍｐ２ｂ、点ｆｐ１ｂの２点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ２、点ｆｐ１の２点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０２０７】
大割破砕機８ｄの第３変形後描画図形８３ａは、描画図形内に含まれる点ｍｐ３ｃ、点ｆｐ２ｃの２点を、描画画像内に含まれる対応する作業具位置の点ｍｐ３、点ｆｐ２の２点に一致させることで、描画画像に配置する。
【０２０８】
目標面図形４８の画像は、第１の実施例と同様に、画面に収まる範囲内で描画する。
【０２０９】
このように本実施例では、作業具８は、基部６７に第４連結ピン７７を介して回動可能に取り付けられた第２被駆動部６９を更に有し、建設機械１は、第２被駆動部６９の姿勢を検出する第２姿勢検出装置８０を更に備え、作業具８の寸法情報は、第４連結ピン７７の中心軸上に位置する第２特徴点ＦＰ２、および第２被駆動部６９の先端に位置する第３モニタポイントＭＰ３の位置情報を更に含み、作業具８の描画情報は、第２特徴点ＦＰ２および第３モニタポイントＭＰ３を含む第２被駆動部６９を表す第３描画図形８３の画像情報を更に含み、作業具位置演算部４０ｃは、作業具８の寸法情報と第２姿勢検出装置８０で検出した第２被駆動部６９の姿勢とを基に第１特徴点ＦＰ１および第３モニタポイントＭＰ３の各座標値を演算し、描画演算部４０ｄは、描画図形における第２特徴点ＦＰ２と第３モニタポイントＭＰ３とを結ぶ線分の長さが、表示装置１９の画像上の座標系における第２特徴点ＦＰ２と第３モニタポイントＭＰ３とを結ぶ線分の長さと一致するように、第３描画図形８３を変形させて第３変形後描画図形８３ａを作成し、第３変形後描画図形８３ａにおける第２特徴点ＦＰ２および第３モニタポイントＭＰ３の各位置が、画像上の座標系における第２特徴点ＦＰ２および第３モニタポイントＭＰ３の各位置とそれぞれ一致するように、第３変形後描画図形８３ａを表示装置１９の画面上に配置する。
【０２１０】
以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル１によれば、２つの被駆動部を有する作業具８（例えば大割破砕機８ｄ）を表示装置１９に違和感無く表示させることが可能となる。
【０２１１】
なお、本実施例では、作業具８として大割破砕機８ｄを例示しているが、第３リンクピン２２と第３シリンダピン４４とモニタポイントを少なくとも１つ含む基部と、モニタポイントを少なくとも１つ含み、ある１点を中心に回動する２つの被駆動部と、その駆動部を含む作業具８であれば限定されず、グラップルなどに置き換えても良い。
【０２１２】
また、本実施例では、作業具８の第３リンクピン２２と第３シリンダピン４４とモニタポイントを少なくとも１つ含む基部の画像である第１描画図形８１と、モニタポイントを少なくとも１つ含み、ある１点を中心に回動する２つの被駆動部の画像である第２、第３描画図形８２，８３を描画しているが、例えば油圧シリンダなどの駆動部を描画しても良い。
【実施例５】
【０２１３】
本発明の第５の実施例に係る油圧ショベル１について、図１９〜図２１を用いて説明する。本実施例に係る油圧ショベル１は、第２の実施例と同様に、作業具８としてバケットを備えている。
【０２１４】
第２の実施例では、作業具８の内部に第１モニタポイントＭＰ１とは異なる少なくとも１つのモニタポイントの設定方法について省略したが、本実施例において、第１モニタポイントＭＰ１とは異なる少なくとも１つのモニタポイントの容易な設定方法を説明する。
【０２１５】
図１９は、本実施例に係る表示コントローラ３１の演算部４０の構成を示すブロック図である。
【０２１６】
図１９に示すように、表示コントローラ３１の演算部４０は、モニタポイント設定演算部４０ｅをさらに有する。
【０２１７】
モニタポイント設定演算部４０ｅは、表示装置１９の操作部３７より設定される作業具の種類とブーム６、アーム７、作業具８の第１モニタポイントＭＰ１に関する寸法の情報、例えば第３リンクピン中心点ＬＰ３から第１モニタポイントＭＰ１までの長さＬｍｐ１など、さらに作業具位置演算部４０ｃの演算結果とを基に、第１モニタポイントＭＰ１と異なる少なくとも１つのモニタポイントの寸法の情報を設定する。
【０２１８】
図２０は、本実施例に係る表示コントローラ３１のモニタポイント設定演算処理の一例を示すフローチャートである。表示コントローラ３１は、油圧ショベル１に取り付けられた作業具８が複数のモニタポイントを有し、その内の１つのモニタポイント（第１モニタポイントＭＰ１）の寸法情報が設定済みでかつその他のモニタポイントの寸法情報が未設定である場合に、図２０に示すフローチャートに従って未設定のモニタポイントの寸法情報を設定する。
【０２１９】
ステップＳ４１において、操作部３７よりモニタポイントの設定演算処理を開始する信号を受けて、第１モニタポイントＭＰ１を作業具８が接触しても移動しない固定の目印８６に触れさせるよう表示部３８に表示する。
【０２２０】
ステップＳ４２において、操作部３７より第１モニタポイントＭＰ１と目印８６が接触していることをオペレータが確認したことを示す信号を受けて、作業具位置演算部４０ｃは第１モニタポイントＭＰ１の作業機動作平面（ＸＺ平面）における位置を演算し、第１モニタポイントＭＰ１に接触する目印８６の位置［Ｘｍｐ１ａ，Ｚｍｐ１ａ］を記憶部４１に記憶し、以降の操作で、原点である第１リンクピン２０の中心と目印８６の位置関係に変動がないよう、モニタポイントの設定演算処理が終了するまで作業機３以外を動かさないようにする警告を表示部３８に表示する。
【０２２１】
ステップＳ４３において、第１モニタポイントＭＰ１とは異なる少なくとも１つのモニタポイント、第ｋモニタポイント（ｋの初期値は２）の設定処理を開始する。
【０２２２】
車体操作装置１８の操作量検出部の監視を開始し、旋回モータ１３、または走行モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる操作を検出した場合には、モニタポイントを設定することなく、処理を終了する。
【０２２３】
操作部３７よりモニタポイントの設定を完了したことを示す信号を受けた場合は、設定したモニタポイントを記憶部４１に記憶し、処理を終了する。
【０２２４】
上記以外の場合は処理を継続する。
【０２２５】
ステップＳ４４において、第ｋモニタポイント、ここでは第２モニタポイントＭＰ２として設定する作業具８の内部の点を目印８６に触れさせるよう表示部３８に表示する。
【０２２６】
ステップＳ４５において、操作部３７より第２モニタポイントＭＰ２と目印８６が接触していることをオペレータが確認したことを示す信号を受けて、作業具位置演算部４０ｃは第３リンクピン中心点ＬＰ３と第１モニタポイントＭＰ１の作業機動作平面（ＸＺ平面）における位置を演算し、第３リンクピン中心点ＬＰ３の位置［Ｘｌｐ３ｂ，Ｚｌｐ３ｂ］と第１モニタポイントＭＰ１の位置［Ｘｍｐ１ｂ，Ｚｍｐ１ｂ］を記憶部４１に記憶する。
【０２２７】
ステップＳ４６において、ステップＳ４２で記憶した目印８６の位置と、ステップＳ４５で記憶した第３リンクピンＬＰ３と第１モニタポイントＭＰ１の位置とから、第２モニタポイントＭＰ２の作業具８の内部における位置を演算する。
【０２２８】
図２１は、第１モニタポイントＭＰ１の位置を固定の目印８６の位置に合わせたときの作業具８を破線で、第２モニタポイントＭＰ２の位置を目印８６の位置に合わせたときの作業具８を実線で示している。
【０２２９】
モニタポイント設定演算部４０ｅは、第３リンクピン中心点ＬＰ３から第１モニタポイントＭＰ１を結ぶベクトルをｗ１、第３リンクピン中心点ＣＰ３から第２モニタポイントＭＰ２を結ぶベクトルをｗ２としたとき、第２モニタポイントＭＰ２の作業具８の内部における位置を、ベクトルｗ２の長さＬｍｐ２とベクトルｗ１とｗ２のなす角度θｍｐ２として演算する。
【０２３０】
ベクトルｗ２の長さＬｍｐ２は以下の式で表される。
【０２３１】
【数９】
2019157569.tif 000011
【０２３２】
また、ベクトルｗ１とｗ２のなす角度θｍｐ２は内積を用いた以下の式で表される。
【０２３３】
【数１０】
2019157569.tif 000012
【０２３４】
ステップＳ４７において、操作部３７よりモニタポイントの設定をさらに行うか、または、モニタポイントの設定を完了したことを示す信号を入力するように、表示部３８に表示し、操作部３７の入力待ちを行う。モニタポイントの設定をさらに行う場合、ｋの数値を１増やす。
【０２３５】
本実施例では、第３モニタポイントＭＰ３を設定するためにここでは、モニタポイントの設定をさらに行う信号を入力する。
【０２３６】
第３モニタポイントＭＰ３の設定処理も第２モニタポイントＭＰ２の設定処理と同様に行う。
【０２３７】
ステップＳ４５において、操作部３７より第３モニタポイントＭＰ３と目印８６が接触していることをオペレータが確認したことを示す信号を受けて、作業具位置演算部４０ｃは第３リンクピン２２と第１モニタポイントＭＰ１の作業機動作平面（ＸＺ平面）における位置を演算し、第３リンクピン中心点ＬＰ３の位置［Ｘｌｐ３ｃ，Ｚｌｐ３ｃ］と第１モニタポイントＭＰ１の位置［Ｘｍｐ１ｃ，Ｚｍｐ１ｃ］を記憶部４１に記憶する。
【０２３８】
ステップＳ４６において、ステップＳ４２で記憶した目印８６の位置と、第３モニタポイントＭＰ３の設定処理におけるステップＳ４５で記憶した第３リンクピン中心点ＬＰ３と第１モニタポイントＭＰ１の位置とから、第３モニタポイントＭＰ３の作業具８の内部における位置を演算する。
【０２３９】
モニタポイント設定演算部４０ｅは、第３リンクピン中心点ＬＰ３から第１モニタポイントＭＰ１を結ぶベクトルをｗ１、第３リンクピン中心点ＬＰ３から第３モニタポイントＭＰ３を結ぶベクトルをｗ３としたとき、第３モニタポイントＭＰ３の作業具８の内部における位置を、ベクトルｗ３の長さＬｍｐ３とベクトルｗ１とｗ３のなす角度θｍｐ３として演算する。
【０２４０】
ベクトルｗ３の長さＬｍｐ３は以下の式で表される。
【０２４１】
【数１１】
2019157569.tif 000013
【０２４２】
また、ベクトルｗ１とｗ３のなす角度θｍｐ３は内積を用いた以下の式で表される。
【０２４３】
【数１２】
2019157569.tif 000014
【０２４４】
ステップＳ４７において、第３モニタポイントＭＰ３の設定が完了した後にモニタポイントの設定を了したことを示す信号を入力し、設定処理を終了する。
【０２４５】
このように本実施例では、作業具位置演算部４０ｃは、寸法情報が設定されている第１モニタポイントＭＰ１の位置を固定の目印８６の位置に合わせた状態で固定の目印８６の座標値を演算し、表示コントローラ３１は、作業具８上の寸法情報が設定されていない未設定モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３の位置を固定の目印８６の位置に合わせた状態で、第１連結ポイントＬＰ３から第１モニタポイントＭＰ１を結ぶ第１ベクトルｗ１と第１連結ポイントＬＰ３から固定の目印８６を結ぶ第２ベクトルｗ２，ｗ３とのなす角度および第２ベクトルｗ２，ｗ３の長さを演算し、未設定モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３の寸法情報として設定するモニタポイント設定演算部４０ｅを更に有する。
【０２４６】
以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル１によれば、寸法情報が設定されている第１モニタポイントＭＰ１の位置を固定の目印８６に合わせた状態で固定の目印８６の座標値を演算し、寸法情報が設定されていない第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３（未設定モニタポイント）の位置を固定の目印８６に合わせた状態で、第３リンクピン中心点（第１連結ポイント）ＬＰ３から第１モニタポイントＭＰ１を結ぶベクトルｗ１（第１ベクトル）と第３リンクピン中心点ＬＰ３から固定の目印８６を結ぶベクトルｗ２，ｗ３（第２ベクトル）とのなす角度およびベクトルｗ２，ｗ３の長さを演算することにより、第２、第３モニタポイントＭＰ２，ＭＰ３の寸法情報を設定することが可能である
なお、本実施例では、作業具位置演算部４０ｃは作業機動作平面（ＸＺ平面）における位置を演算し、表示部３８に原点である第１リンクピン２０の中心と目印８６の位置関係に変動がないよう、モニタポイントの設定演算処理が終了するまで作業機３以外を動かさないようにする警告を表示しているが、補正情報受信機３６、アンテナ２３ａ，２３ｂを含む油圧ショベル１であれば、作業具位置演算部４０ｃが演算するグローバル座標系における位置をモニタポイント設定演算部４０ｅが利用することで、原点である第１リンクピン２０の中心の位置の移動も把握できるため、作業機３以外の操作が行われてもモニタポイントの設定演算処理ができる。
【０２４７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施例では、ブーム６、アーム７、作業具８の回転角度をＩＭＵで検出しているが、例えば第１−３シリンダ９−１１にシリンダストローク長を計測するリニアエンコーダを搭載し、シリンダの伸縮した長さと記憶部４１が記憶する車体寸法パラメータとからリンク計算により、ブーム６、アーム７、作業具８の回転角度を求めても良い。
【０２４８】
また、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。さらに、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【０２４９】
１…油圧ショベル（建設機械）、２…車両本体、３…作業機、４…上部旋回体、５…下部走行体、６…ブーム、７…アーム、８…作業具、８ａ…油圧ブレーカ、８ｂ…バケット、８ｃ…小割破砕機、８ｄ…大割破砕機、９…第１シリンダ、１０…第２シリンダ、１１…第３シリンダ、１２…運転室、１３…旋回モータ、１４…油圧制御装置、１５ａ…履帯、１５ｂ…履帯、１５ｃ…表示制御部、１６ａ…走行モータ、１６ｂ…走行モータ、１７…旋回輪、１８…車体操作装置、１９…表示装置、２０…第１リンクピン、２１…第２リンクピン、２２…第３リンクピン（第１連結ピン）、２３…アンテナ、２３ａ，２３ｂ…アンテナ、２４…車体制御システム、２５…表示システム、２６…車体制御コントローラ、２７…操作部材、２８…操作量検出部、２９…入出力部、３０…演算部、３１…表示コントローラ、３２…車体傾斜角センサ、３３…第１回転角度センサ、３４…第２回転角度センサ、３５…第３回転角度センサ、３６…補正情報受信機、３７…操作部、３８…表示部、３９…入出力部、４０…演算部、４０ａ…グローバル位置演算部、４０ｂ…姿勢演算部、４０ｃ…作業具位置演算部、４０ｄ…描画演算部、４１…記憶部、４２…第１シリンダピン、４３…第２シリンダピン、４４…第３シリンダピン（第２連結ピン）、４８…目標面図形、４９…第１描画図形、４９ａ…第１変形後描画図形、５３…第１描画図形、５３ａ…第１変形後描画図形、５４…第２描画図形、５４ａ…第２変形後描画図形、５５…第３描画図形、５５ａ…第３変形後描画図形、５６…底面、５７…作業具フレーム（基部）、５８…作業具アーム、５９…第４リンクピン（第３連結ピン）、６４…第４回転角度センサ（第１姿勢検出装置）、６５…第１描画図形、６５ａ…第１変形後描画図形、６６…第２描画図形、６６ａ…第２変形後描画図形、６７…作業具フレーム（基部）、６８…第１作業具アーム（第１被駆動部）、６９…第２作業具アーム（第２被駆動部）、７５…第４リンクピン（第３連結ピン）、７６…第４シリンダ、７７…第５リンクピン（第４連結ピン）、７８…第５シリンダ、７９…第４回転角度センサ（第１姿勢検出装置）、８０…第５回転角度センサ（第２姿勢検出装置）、８１…第１描画図形、８１ａ…第１変形後描画図形、８２…第２描画図形、８２ａ…第２変形後描画図形、８３…第３描画図形、８３ａ…第３変形後描画図形、８６…目印、９０…外部記憶装置、ＣＰ３…第３シリンダピン中心点（第２連結ポイント）、ＦＰ１…第１特徴点、ＦＰ２…第２特徴点、ＬＰ３…第３リンクピン中心点（第１連結ポイント）、ＭＰ１…第１モニタポイント、ＭＰ２…第２モニタポイント（未設定モニタポイント）、ＭＰ３…第３モニタポイント（未設定モニタポイント）、ＯＰ１…オフセット、ｗ１…第１ベクトル、ｗ２，ｗ３…第２ベクトル。
【図１】
2019157569.tif 000015
【図２】
2019157569.tif 000016
【図３】
2019157569.tif 000017
【図４】
2019157569.tif 000018
【図５】
2019157569.tif 000019
【図６】
2019157569.tif 000020
【図７】
2019157569.tif 000021
【図８】
2019157569.tif 000022
【図９】
2019157569.tif 000023
【図１０】
2019157569.tif 000024
【図１１】
2019157569.tif 000025
【図１２】
2019157569.tif 000026
【図１３】
2019157569.tif 000027
【図１４】
2019157569.tif 000028
【図１５】
2019157569.tif 000029
【図１６】
2019157569.tif 000030
【図１７】
2019157569.tif 000031
【図１８】
2019157569.tif 000032
【図１９】
2019157569.tif 000033
【図２０】
2019157569.tif 000034
【図２１】
2019157569.tif 000035