(57)【要約】【課題】作業機械の警報システムに関し、簡素な構成で作業機械同士あるいは作業機械と工事用車両との干渉を確実に防止する。【解決手段】作業機械１０及び工事用車両２０のそれぞれに設けられ各々の地球上における絶対位置を計測する絶対位置計測手段２ａ，１２ａと、工事用車両２０に設けられ絶対位置計測手段１２ａで計測された絶対位置の情報を作業機械１０へ送信する情報送信手段１３と、作業機械１０に設けられ情報送信手段１３から送信された該絶対位置の情報を受信する情報受信手段４と、作業機械１０に設けられ情報受信手段４で受信された該絶対位置の情報と、該絶対位置計測手段２ａで計測された作業機械１０の絶対位置とに基づいて、作業機械１０の工事用車両２０への近接の度合いを演算する演算手段２ｃと、作業機械１０に設けられ演算手段２ｃで演算された該近接の度合いに応じて警報を発する警報手段８とを備える。【選択図】図１
2008303648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械と工事用車両との接触を防止すべく警報を発する作業機械の警報システムにおいて、
該作業機械及び該工事用車両のそれぞれに設けられ該作業機械及び該工事用車両の地球上における絶対位置を各々計測する絶対位置計測手段と、
該工事用車両に設けられ該工事用車両の該絶対位置計測手段で計測された該工事用車両の該絶対位置の情報を該作業機械へ送信する情報送信手段と、
該作業機械に設けられ該情報送信手段から送信された該工事用車両の該絶対位置の情報を受信する情報受信手段と、
該作業機械に設けられ該情報受信手段で受信された該工事用車両の該絶対位置の情報と、該作業機械の該絶対位置計測手段で計測された該作業機械の絶対位置とに基づいて、該作業機械の該工事用車両への近接の度合いを演算する演算手段と、
該作業機械に設けられ該演算手段で演算された該近接の度合いに応じて該警報を発する警報手段と
を備えたことを特徴とする、作業機械の警報システム。
【請求項２】
該作業機械及び該工事用車両のそれぞれに設けられ該絶対位置に対する該作業機械及び該工事用車両の姿勢を算出する姿勢算出手段をさらに備え、
該情報送信手段が、該工事用車両の該絶対位置の情報及び該姿勢の情報を送信し、
該情報受信手段が、該情報送信手段によって送信された該絶対位置の情報及び該姿勢の情報を受信するとともに、
該演算手段が、該情報受信手段で受信された該工事用車両の該絶対位置の情報及び該姿勢の情報、並びに、該作業機械の該絶対位置及び該姿勢に基づいて、該近接の度合いを演算する
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の警報システム。
【請求項３】
該作業機械が、下部走行体及び該下部走行体に対し旋回可能に載置され作業装置を搭載した上部旋回体を有する油圧ショベルであって、
該油圧ショベルの該姿勢算出手段が、該油圧ショベルの旋回中心軸に対する該作業装置の相対位置を算出し、
該演算手段が、該作業装置における該旋回中心軸までの最大水平距離を演算するとともに該最大水平距離を作業半径とする旋回領域を演算し、
該警報手段が、該旋回領域の内部に該工事用車両の該絶対位置が存在する場合に、該警報を発する
ことを特徴とする、請求項２記載の作業機械の警報システム。
【請求項４】
該工事用車両が該油圧ショベルとは別の油圧ショベルであって、
該警報手段が、該旋回領域の内部に該別の油圧ショベルの旋回領域が干渉した場合に該警報を発する
ことを特徴とする、請求項３記載の作業機械の警報システム。
【請求項５】
該警報手段が、該近接の度合いに応じて該警報を発するとともに該作業機械の動作を抑制又は禁止する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の作業機械の警報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械同士あるいは作業機械と作業機械以外の工事用車両との接触を防止するための警報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベルをはじめとする作業機械において、機体へ障害物等が接近した旨をオペレータへ報知して、機体と障害物との接触を防止する装置が開発されている。例えば、特許文献１には、機体周囲の一定範囲に存在する物体を検知した場合に、危険をオペレータ及びその物体へ告知する危険物検出装置が開示されている。この技術では、超音波や電波を機体後方へ発信するとともにそれらの反射波をセンサで検出し、検出された反射波の強弱で物体の存在や物体までの距離を把握している。このような構成により、作業現場における安全性を向上させることができるようになっている。
【０００３】
しかし、上記のように超音波や電波の反射波の強度を測定する手法では、検知した物体までの正確な距離を把握することが難しく、警報動作が不安定となることがある。また、このような装置を備えた作業機械が同一の作業現場内で複数用いられると、反射波同士の干渉によって正確に物体を検知することができない場合も生じうる。
一方、作業現場内における作業機械の位置を正確に計測する技術として、ＧＰＳを利用した技術も開発されている。例えば、特許文献２には、機体本体及びアーム先端にＧＰＳ用のアンテナを設けた土木用建設機械が記載されている。この技術では、複数のＧＰＳ衛星から送信される測位電波の到達時間差から、各ＧＰＳ衛星に対するアンテナの相対位置を演算して、アームの旋回中心や施工端部の３次元位置を検出している。これにより、建設機械を用いた施工作業を自動化することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２５１０２４号公報
【特許文献２】特開２００２−１８１５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、整地などの予め設定された地形をつくるための作業機械の動作を制御するものであるため、刻々と変化する機体周囲の状況に応じた制御をすることができない。例えば、工事用車両が頻繁に往来する作業現場において、その工事用車両と接触しないように作業機械を自動制御することは困難である。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で作業機械同士あるいは作業機械と作業機械以外の工事用車両との干渉を確実に防止することができる作業機械の警報システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の警報システムは、作業機械と工事用車両との接触を防止すべく警報を発する作業機械の警報システムにおいて、該作業機械及び該工事用車両のそれぞれに設けられ該作業機械及び該工事用車両の地球上における絶対位置を各々計測する絶対位置計測手段と、該工事用車両に設けられ該工事用車両の該絶対位置計測手段で計測された該工事用車両の該絶対位置の情報を該作業機械へ送信する情報送信手段と、該作業機械に設けられ該情報送信手段から送信された該工事用車両の該絶対位置の情報を受信する情報受信手段と、該作業機械に設けられ該情報受信手段で受信された該工事用車両の該絶対位置の情報と、該作業機械の該絶対位置計測手段で計測された該作業機械の絶対位置とに基づいて、該作業機械の該工事用車両への近接の度合いを演算する演算手段と、該作業機械に設けられ該演算手段で演算された該近接の度合いに応じて該警報を発する警報手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
該工事用車両とは、ダンプトラックや給油車等の工事現場において資材を運搬するための運搬車両や、工事現場内を走行しうるホイール装置やクローラ装置を備えた油圧ショベル，ブルドーザ，ホイールローダ，アスファルトフィニッシャ等の車両系建設機械を含む。
また、ここでいう地球上における絶対位置とは、準拠楕円体を基準とする座標系（グローバル座標系）における位置であって、例えば緯度，経度及び高度によって規定される位置のことを意味している。
【０００７】
該絶対位置計測手段は、ＧＰＳ衛星から伝播される測位信号を受信して当該ＧＰＳ衛星までの距離を測定するＧＰＳ用受信機であることが好ましい。該絶対位置計測手段は、複数のＧＰＳ衛星からの電波信号を受信することで、地球上における平面位置や標高を測定する。なお、ＧＰＳとは、全地球測位システムの略称である。
また、請求項２記載の本発明の作業機械の警報システムは、請求項１記載の構成に加えて、該作業機械及び該工事用車両のそれぞれに設けられ該絶対位置に対する該作業機械及び該工事用車両の姿勢を算出する姿勢算出手段をさらに備え、該情報送信手段が、該工事用車両の該絶対位置の情報及び該姿勢の情報を送信し、該情報受信手段が、該情報送信手段によって送信された該絶対位置の情報及び該姿勢の情報を受信するとともに、該演算手段が、該情報受信手段で受信された該工事用車両の該絶対位置の情報及び該姿勢の情報、並びに、該作業機械の該絶対位置及び該姿勢に基づいて、該近接の度合いを演算することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３記載の本発明の作業機械の警報システムは、請求項２記載の構成に加えて、該作業機械が、下部走行体及び該下部走行体に対し旋回可能に載置され作業装置を搭載した上部旋回体を有する油圧ショベルであって、該油圧ショベルの該姿勢算出手段が、該油圧ショベルの旋回中心軸に対する該作業装置の相対位置を算出し、該演算手段が、該作業装置における該旋回中心軸までの最大水平距離を演算するとともに該最大水平距離を作業半径とする旋回領域を演算し、該警報手段が、該旋回領域の内部に該工事用車両の該絶対位置が存在する場合に、該警報を発することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４記載の本発明の作業機械の警報システムは、請求項３記載の構成に加えて、該工事用車両が該油圧ショベルとは別の油圧ショベルであって、該警報手段が、該旋回領域の内部に該別の油圧ショベルの旋回領域が干渉した場合に該警報を発することを特徴としている。
また、請求項５記載の本発明の作業機械の警報システムは、請求項１〜４の何れか１項に記載の構成に加えて、該警報手段が、該近接の度合いに応じて該警報を発するとともに該作業機械の動作を抑制又は禁止することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の作業機械の警報システム（請求項１）によれば、作業機械及び工事用車両が錯綜する作業下において、作業機械が工事用車両との近接の度合いを正確に把握することができる。また、近接の度合いに応じて警報を発することにより、工事用車両同士の接触を未然に防ぐことができる。また、このような近接の度合いが作業機械自身によって自律的に把握されるため、作業現場内の全ての作業機械及び工事用車両の動作を監視する必要がない。つまり、各作業機械，各工事用車両を自律的に制御することができる。
【００１１】
また、本発明の作業機械の警報システム（請求項２）によれば、作業機械及び工事用車両の姿勢を考慮して近接の度合いを演算するため、より正確に警報を発することができ、作業機械及び工事用車両同士の接触を効果的に防止することができる。
また、本発明の作業機械の警報システム（請求項３）によれば、油圧ショベルにおいて、作業状態に応じた正確な近接の度合いを把握することができる。例えば、警報手段で警報を発する近接距離の基準値を、作業状態に合わせて動的に設定することができる。これにより、作業装置の伸長時の近接の度合いと縮小時の近接の度合いとを相違させることができる。あるいは、油圧ショベルの作業装置側における近接の度合いとカウンタウェイト側における近接の度合いとを相違させることができる。したがって、より正確に警報を発することができるようになる。
【００１２】
また、本発明の作業機械の警報システム（請求項４）によれば、作業領域の大きさに応じて警告を発することができるため、互いに作業中の油圧ショベル同士の干渉を効果的に防止することができる。
また、本発明の作業機械の警報システム（請求項５）によれば、近接の度合いに応じて作業機械の動作が抑制されるため、作業機械及び工事用車両の接触をより効果的に防止することができる。特に、ラジコンを利用して遠隔操作で作業機械，工事用車両を用いる作業現場では、操作者にとって現場状況が把握しにくいことがあるため、このような自動制御がさらに効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図７は本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムを説明するためのものであり、図１は本警報システムの全体構成を示すブロック図、図２は本警報システムが適用された油圧ショベルの側面図、図３は本警報システムに係る油圧ショベルの作業半径の算出方法を説明するための側面図であり、（ａ）はスティックを伸ばした状態、（ｂ）はスティックを曲げた状態を示す。
【００１４】
図４は本警報システムに係る絶対位置の情報及び姿勢の情報を説明するための模式図、図５は本警報システムで送信される情報の演算手順を示すフローチャート、図６は本警報システムで受信される情報の演算手順を示すフローチャートである。
また、図７は本警報システムを備えた２機の油圧ショベルにおける制御内容を説明する模式図であり、（ａ）は作業領域同士が距離ａ離れている状態、（ｂ）は作業領域同士が部分的に重複している状態、（ｃ）は一方の作業領域と他方の機体領域とが部分的に重複している状態、（ｄ）は機体領域同士が重複している状態を示す。
【００１５】
なお、図８は本発明の変形例としての警報システムを備えた２機の油圧ショベルにおける制御内容を説明する模式図であり、一方の作業領域の内部に他方の作業装置が侵入している場合を示す。
【００１６】
［油圧ショベル構成］
本警報システムは、作業機械と工事用車両との接触を防止すべく警報を発する警報システムである。ここでいう作業機械とは、ホイール装置やクローラ装置を備えた自走可能な作業機械であって、油圧ショベル，ブルドーザ，ホイールローダ，アスファルトフィニッシャ等の車両系建設機械のことをいう。また、工事用車両とは、これらの作業機械に加えて、ダンプトラックや給油車等の工事現場において資材等を運搬するための運搬車両を含むものとする。
【００１７】
本警報システムが適用された油圧ショベル１０を図２に示す。この油圧ショベル１０は、クローラ式の油圧走行装置を装備した下部走行体２１と、下部走行体２１の上に旋回自在に搭載された上部旋回体２２とを備えて構成される。
上部旋回体２２は、機体前方へ向けて延出する油圧駆動式の作業装置２３，オペレータ（運転者）の搭乗室であるキャブ，各種油圧装置の駆動源であるエンジンが設置されるエンジンルーム，機体の重量バランスを保つためのカウンタウェイト等を備えて構成される。キャブの内部には、作業装置２３等を操作するための操作レバーや各種スイッチ，本警報システムに係るスピーカ（警報手段）８，機体動作制御装置９が設けられている。
【００１８】
また、本油圧ショベル１０は、公知のＧＰＳを利用して自機体の地球上における絶対位置を計測する機能を搭載しており、上部旋回体２２の上面には一対のＧＰＳアンテナ（ＧＰＳ用受信機）５を備えている。絶対位置とは、準拠楕円体を基準とする座標系（グローバル座標系）における位置であって、例えば緯度，経度及び高度によって規定される位置のことを意味する。なお、図２では、ＧＰＳ用のＥＣＭ（電子制御装置）１がキャブ後方に図示されている。
【００１９】
一対のＧＰＳアンテナ５は、ＧＰＳ衛星から伝播される測位信号を受信しうる受信装置であり、カウンタウェイトの上方において機体幅方向に所定の間隔で並置されている。それぞれのＧＰＳアンテナ５が個別に、複数のＧＰＳ衛星からの測位信号を受信しうるようになっている。ここで受信された測位信号は、ＥＣＭ１へ入力される。
キャブの外周面には、無線アンテナ７が固設されている。この無線アンテナ７は、同じ工事現場内の他の工事用車両と相互通信するためのアンテナ装置である。無線アンテナ７から送信される信号はＥＣＭ１によって制御されており、また、この無線アンテナ７で受信される信号はＥＣＭ１へ入力される。
【００２０】
作業装置２３は、ブーム２４，スティック２５及びバケット２６の三つの稼働部位を有する。これらの各部位間には油圧シリンダが設けられ、各油圧シリンダを作動させることで各部位が独立して駆動される。図２中には、ブーム２４を駆動するためのブームシリンダ２４ａ，スティック２５を駆動するためのスティックシリンダ２５ａ及びバケット２６の角度を制御するためのバケットシリンダ２６ａが示されている。
【００２１】
ブーム２４は、図２に示すように、その下端部を上部旋回体２２に軸支された部材である。ブームシリンダ２４ａを伸縮作動させることで、ブーム２４の先端側が上下方向へ揺動する。ブーム２４の上部旋回体２２に対する軸支部分には、ブーム２４の回動角（上部旋回体２２に対する回動角度）を検出する角度センサ（回動角センサ）６ａが設けられる。
【００２２】
スティック２５は、ブーム２４の先端に軸支された部材であり、スティックシリンダ２５ａを伸縮作動させると、スティック２５の前端側が上下方向へ揺動する。スティック２５のブーム２４に対する軸支部分には、スティック２５の回動角（ブーム２４に対する回動角度）を検出する角度センサ（回動角センサ）６ｂが設けられる。
バケット２６はスティック２５の先端に軸支された部材であり、バケットシリンダ２６ａを伸縮作動させることで開閉動作する。バケット２６のスティック２５に対する軸支部分には、バケット２６の回動角（スティック２５に対する回動角度）を検出する角度センサ（回動角センサ）６ｃが設けられる。角度センサ６ａ〜６ｃで検出された回動角の情報は、ＥＣＭ１へ入力される。
【００２３】
また、本油圧ショベル１０には、上部旋回体２２の傾きを検出する傾斜センサ６ｄが設けられている。上部旋回体２２の傾きとは、水平面（準拠楕円体の接平面）に対する油圧ショベル１０の傾斜のことを意味する。ここで検出された傾きは、ＥＣＭ１へ入力される。以下、上記の角度センサ６ａ〜６ｃ及び傾斜センサ６ｄを、纏めて姿勢検出装置６とも呼ぶ。
【００２４】
機体動作制御装置９は、作業装置２３の動作や上部旋回体２２の旋回動作を一時的に停止させる機能を有する安全装置である。本油圧ショベル１０では、この機体動作制御装置９及びスピーカ８がＥＣＭ１の制御対象となっている。
【００２５】
［制御構成］
本作業機械の警報システムを２機の油圧ショベルに適用した場合の全体構成を図１に示す。ここでは、２機の油圧ショベルを区別して油圧ショベル１０及び第２油圧ショベル２０と表記する。これらは便宜上異なる符号を付して示しているが、各油圧ショベル１０，２０の内部構成は同一である。以下、油圧ショベル１０を取り上げて説明する。
【００２６】
ＥＣＭ１は、２つの機能を有している。第１の機能は、前述のＧＰＳアンテナ５及び姿勢検出装置６から入力された情報に基づいて自機体の状態を把握して無線アンテナ７から無線信号を発信する機能である。第２の機能は、自機体の状態に加えて、他機体から発信された無線信号に基づいて他機体の状態を把握し、警報を発する機能である。これらの機能を実現するための構成として、ＥＣＭ１は、図１に示すように演算部２，送信部（情報送信手段）３及び受信部（情報受信手段）４を備えて構成される。演算部２は、絶対位置計測部（絶対位置計測手段）２ａ，姿勢算出部（姿勢算出手段）２ｂ及び近接距離演算部（演算手段）２ｃを備えている。
【００２７】
［１．絶対位置計測部］
絶対位置計測部２ａは、ＧＰＳアンテナ５で受信した測位信号に基づいて、油圧ショベル１０の絶対位置を計測するものである。ここでは、複数のＧＰＳ衛星から伝播された測位信号により各ＧＰＳ衛星までの距離を演算して、ＧＰＳアンテナ５の絶対位置を計測している。本油圧ショベル１０では、上部旋回体２２に固設されたＧＰＳアンテナ５が一対設けられているため、それぞれのＧＰＳアンテナ５の絶対位置を計測することにより、上部旋回体２２の絶対位置及びその配向方向（上部旋回体２２が向いている方位）を把握可能となっている。
【００２８】
また、絶対位置計測部２ａは、上部旋回体２２の絶対位置を代表する座標（絶対位置座標）を演算する。本実施形態では、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回中心軸と上部旋回体２２のスイングフレーム面との交点を演算して、上部旋回体２２の絶対位置座標としている。なお、絶対位置座標の設定位置は任意である。
【００２９】
［２．姿勢算出部］
姿勢算出部２ｂは、姿勢検出装置６で検出された回動角及び傾きに基づいて、油圧ショベル２０の姿勢を算出するものである。ここでは、傾斜センサ６ｄで検出された傾斜に基づいて、上部旋回体２２の傾斜及びブーム２４の基端部の位置が算出される。さらに、上部旋回体２２の傾斜と角度センサ６ａ〜６ｃで検出された回動角に基づいて、上部旋回体２２に対する作業装置２３の相対的な形状が算出される。つまりここでは、上部旋回体２２の旋回回転軸に対する作業装置２３の相対的な位置が算出されることになる。
【００３０】
さらに姿勢算出部２ｂは、作業装置２３における最大水平距離を算出する。この最大水平距離とは、作業装置２３において油圧ショベル１０の旋回中心軸から最も遠い位置までの水平距離であり、作業装置２３の姿勢に応じて変化する値である。
例えば、図３（ａ）に示すように、スティック２５を伸ばしてバケット２６を閉じた状態では、スティック２５の先端側が旋回中心軸から最も遠い位置となる。一方、図３（ｂ）に示すように、スティック２５を曲げた状態では、スティック２５の基端側が旋回中心軸から最も遠い位置となる。姿勢算出部２ｂはこのような作業装置２３の姿勢の違いを考慮しながら最大水平距離を算出するようになっている。図４に示すように、以下、この最大水平距離のことを作業半径RAとも呼ぶ。また、作業半径RAの内側の旋回領域を作業領域と呼ぶ。作業領域の大きさは可変である。
【００３１】
なお、図４中に示すRBは機体半径である。機体半径RBとは、作業装置２３の姿勢に関わらず油圧ショベル１０が占有する空間の上面視における外接円の半径である。この外接円よりも内側の領域を、機体領域と呼ぶ。機体領域の大きさは固定である。つまり、機体半径RBは、油圧ショベル１０の機種や仕様に応じて予め定められている固定値である。
【００３２】
［３．送信部］
送信部３は、油圧ショベル１０の機体半径RB，絶対位置計測部２ａで計測された上部旋回体２２の絶対位置座標と、姿勢算出部２ｂで算出された作業半径RAの各情報を無線アンテナ７から無線信号として発信させるものである。なお、無線アンテナ７から発信される電波の出力は、第２油圧ショベル２０へと到達する程度の強度（例えば、数ｍ〜十数ｍ届く程度）があればよい。つまり、少なくとも、作業領域が重複しない程度に隣接する他の作業機械，工事用車両に届く程度あればよい。
【００３３】
ＥＣＭ１における前述の第１の機能は、上記の絶対位置計測部２ａ，姿勢算出部２ｂ及び送信部３において実現される。これにより、油圧ショベル１０の正確な位置の情報が無線電波で作業現場内のごく限られた範囲へ提供されることになる。同様に、第２油圧ショベル２０からもこのような情報が無線で発信される。一方、第２の機能は、他の油圧ショベル２０から提供された情報を用いて、以下に説明する構成によって実現される。
【００３４】
［４．受信部］
受信部４は、他の油圧ショベル２０の送信部から送信された無線信号を受信するものである。ここで受信された無線信号には、第２油圧ショベル２０の機体半径RB，絶対位置座標，作業半径RAの各情報が含まれており、これらの情報が演算部２へと入力される。なお、送信部３から送信される無線信号の電波出力はごく小さいため、油圧ショベル１０と第２油圧ショベル２０との距離が離れている場合には何も受信しないようになっている。つまり、油圧ショベル１０にとって、近接の度合いを演算すべき程度に第２油圧ショベル２０が接近している状態になって初めて、第２油圧ショベル２０の無線信号を受信することになる。
【００３５】
［５．近接距離演算部］
演算部２の近接距離演算部２ｃは、油圧ショベル１０の情報（自機体の情報）と受信部４で受信した第２油圧ショベル２０の情報（他機体の情報）とを用いて、第２油圧ショベル２０への近接の度合いを演算するものである。
まず、絶対位置計測部２ａで計測された油圧ショベル１０の絶対位置座標と、第２油圧ショベルの絶対位置座標とから、油圧ショベル１０と第２油圧ショベルとの距離Ｄを算出する。
【００３６】
続いて、油圧ショベル１０の作業半径をRA1、第２油圧ショベル２０の作業半径をRA2として、これらの作業半径の和RA0を算出する（RA0＝RA1＋RA2）。同様に、油圧ショベル１０の機体半径をRB1、第２油圧ショベル２０の機体半径をRB2として、これらの機体半径の和RB0を算出する（RB0＝RB1＋RB2）。
近接距離演算部２ｃは、これらの値を用いて以下のように警報レベルＬを設定する。なお、余裕距離ａとは、予め設定された固定値とする。
【００３７】
〔Ａ〕Ｄ＋余裕距離ａ＜RA0の場合、警報レベルＬ＝０
〔Ｂ〕Ｄ＜RA0≦Ｄ＋余裕距離ａの場合、警報レベルＬ＝１
〔Ｃ〕RA0≦Ｄ、かつ、Ｄ＜RB0の場合、警報レベルＬ＝２
〔Ｄ〕RA0≦Ｄ、かつ、RB0≦Ｄの場合、警報レベルＬ＝３
また、近接距離演算部２ｃは、設定された警報レベルＬに応じて、スピーカ８を制御し警報を発し、あるいは機体動作を抑制するようになっている。
〔ａ〕警報レベルＬ＝０の場合、警報なし
〔ｂ〕警報レベルＬ＝１の場合、所定間隔の電子音（ピッピッ）を吹鳴
〔ｃ〕警報レベルＬ＝２の場合、Ｌ＝１の場合よりも速い断続音（ピピピ）を吹鳴
〔ｄ〕警報レベルＬ＝３の場合、連続音（ピー）を吹鳴し、機体の動作を抑制
【００３８】
［フローチャート］
本警報システムは上述のように構成され、図５，図６に示すフローチャートに従って制御を実施する。これらのフローチャートは主にＥＣＭ１内において繰り返し実行されている。
【００３９】
［１．送信情報処理フロー］
図５に示すフローは、無線信号を発信する機能を実現するための制御内容を示す送信情報処理フローである。
ステップＡ１０では、ＧＰＳ衛星からの測位信号がＧＰＳアンテナ５によって受信され、ＥＣＭ１へ入力される。続くステップＡ２０では、絶対位置計測部２ａにおいて、ステップＡ１０で入力された一対のＧＰＳアンテナ５のそれぞれの測位信号が個別に処理され、絶対位置座標が算出される。
【００４０】
一方、ステップＡ３０では、姿勢検出装置６において作業装置２３の姿勢に係る回動角及び傾きが検出され、これらの各情報がＥＣＭ１へ入力される。続くステップＡ４０では、姿勢算出部２ｂにおいて油圧ショベル１０の姿勢が算出される。またこの姿勢に基づいて作業半径RAが算出される。
そしてステップＡ５０では、ステップＡ２０で算出された絶対位置座標の情報，ステップＡ４０で算出された作業半径RAの情報及び予め設定された固定値である機体半径RBの情報が自機体の情報として記憶されるとともに、送信部３を介して無線アンテナ７から無線信号として発信される。
【００４１】
［２．受信情報処理フロー］
図６に示すフローは、他機体から発信された無線信号に基づいて警報を発する機能を実現するための制御内容を示す受信情報処理フローである。
ステップＢ１０では、無線アンテナ７において他機体から発信された無線信号が受信され、ＥＣＭ１の受信部４へ入力される。この無線信号の中には、他機体の機体中心座標，作業半径RA及び機体半径RBの情報が含まれている。なお、自機体の周囲に複数の他機体が存在する場合には、複数の無線信号が受信されることになる。
【００４２】
続くステップＢ２０では、自機体の機体中心座標及び無線信号に含まれる他機体の機体中心座標の情報に基づき、最も近傍の他機体が選択される。ステップＢ１０で複数の無線信号を受信した場合には、このステップで判断対象が選別されることになる。そして続くステップＢ３０では、近接距離演算部２ｃにおいてステップＢ２０で選択された他機体のまでの距離Ｄが算出される。また、ステップＢ４０では自機体及び他機体の作業半径の和RA0が算出され、さらに、ステップＢ５０では自機体及び他機体の機体半径の和RB0が算出される。
【００４３】
ステップＢ６０では、ステップＢ４０で算出された作業半径の和RA0が距離Ｄ及び余裕距離ａの和以下であるか否かが判定される。ここで、RA0＞Ｄ＋ａの場合、最も近傍の他機体ですら作業領域同士が余裕距離ａよりも大きく離れており、空間的にやや余裕があることになる。そのため、ステップＢ７０へ進み、警報レベルがＬ＝０に設定され、何も警報がされない。一方RA0≦Ｄ＋ａの場合、最も近傍の他機体の作業領域同士の間隔が余裕距離ａ以下であることになる。そのため、ステップＢ８０へ進み、さらに距離判定がなされる。
【００４４】
ステップＢ８０では、ステップＢ４０で算出された作業半径の和RA0が距離Ｄよりも大きいか否かが判定される。ここで、RA0＞Ｄである場合にはステップＢ１００へ進む。つまり、最も近傍の他機体との作業領域同士が近接しているものの重複はしていない状態である。
ステップＢ１００では、警報レベルがＬ＝１に設定される。したがって、続くステップＢ１４０では、スピーカ８から所定間隔で電子音の警報が発せられる。一方、ステップＢ８０においてRA0≦Ｄであると判定された場合にはステップＢ９０へ進む。
【００４５】
ステップＢ９０では、ステップＢ５０で算出された機体半径の和RB0が距離Ｄよりも大きいか否かが判定される。ここでRB0＞Ｄである場合にはステップＢ１１０へ進む。つまり、最も近傍の他機体との作業領域同士が重複しているものの機体領域は重複していない状態である。
ステップＢ１１０では、警報レベルがＬ＝２に設定される。したがってこの場合、これに続くステップＢ１４０では、警報レベルがＬ＝１である場合よりも速く断続する電子音が警報として発せられる。また、ステップＢ９０においてRB0≦Ｄであると判定された場合にはステップＢ１２０へ進む。
【００４６】
ステップＢ１２０では、警報レベルがＬ＝３に設定される。したがってこの場合、ステップＢ１３０において自機体の動作が抑制されるとともに、これに続くステップＢ１４０では、連続する電子音が警報として発せられる。
【００４７】
［作用］
上記のような構成及び制御フローにより、本警報システムは以下のように作用する。ここでは、複数の油圧ショベル及び工事用車両が作業している作業現場において、比較的近接して位置する２機の油圧ショベル１０，第２油圧ショベル２０について説明する。
【００４８】
各油圧ショベル１０，２０はＧＰＳを利用して各々が自機体の絶対位置を計測し、互いに自機体の絶対位置座標及び姿勢の情報を無線信号で発信し合う。無線信号が伝播される範囲は、少なくとも自機体との接触のおそれがある範囲（例えば、自機体から数ｍ〜十数ｍ程度の範囲）であればよいため、無線電波の出力は微弱である。したがって、多数の作業機械，工事用車両が錯綜する作業現場においても、無線電波が干渉によって乱れるようなことはない。
【００４９】
各油圧ショベル１０，２０の作業領域同士が余裕距離ａよりも離れている場合には、近接の度合いが極めて小さいため、警報レベルがＬ＝０に設定され、何も警報されない。
一方、図７（ａ）に示すように、油圧ショベル１０が図中Ａ方向へ移動して第２油圧ショベル２０へと接近し、作業領域同士の距離が余裕距離ａ以下になると、警報レベルがＬ＝１に設定される。この状態では、各油圧ショベル１０，２０がどんなに旋回したとしても互いに接触することはなく、近接の度合いは比較的小さいため、間隔の空いた警報音が吹鳴される。
【００５０】
また、図７（ｂ）に示すように、油圧ショベル１０が図中Ａ方向へ移動して各作業領域同士が重なると、警報レベルがＬ＝２に設定される。この状態では、各油圧ショベル１０，２０の旋回状態に依っては作業装置２３同士が接触する可能性があり、近接の度合いは比較的大きいため、間隔の短い警報音が吹鳴される。
さらに、図７（ｄ）に示すように、各油圧ショベル１０，２０の機体領域同士が接触するまで近接すると、警報レベルがＬ＝３に設定される。この状態では、近接の度合いが極めて大きいため、各油圧ショベル１０，２０の動作が抑制され、連続した警報音が吹鳴される。
【００５１】
［効果］
このように、本警報システムによれば、油圧ショベル１０，２０同士の近接の度合いを正確に把握することができ、その近接の度合いに応じて適切な警報を発することができる。したがって、油圧ショベル１０，２０同士の接触を未然に防ぐことができる。
また、油圧ショベル１０，２０同士の近接の度合いが各油圧ショベル１０，２０自身によって自律的に把握されるため、作業現場内の全ての油圧ショベル，工事用車両の動作を監視する必要がない。つまり、各作業機械，各工事用車両を統括管理する管理手段（例えば、管理センター等の施設）を作業現場に設ける必要がなく、各々を自律的に制御することができる。
【００５２】
また、各油圧ショベル１０，２０から発信される無線信号には、絶対位置座標の情報だけでなく、姿勢の情報（作業半径RA）も含まれている。したがって、より正確に近接の度合いを把握することができ、各作業機械，各工事用車両同士の接触を効果的に防止することができる。
特に、油圧ショベルの作業領域は、ブーム２４やスティック２５の姿勢に応じて大きく相違する。そのため、接触の可能性も作業状態に大きく左右される。そこで本実施形態では、警報レベルの判定に際し作業半径RAという可変の基準値を用いることによって、近接の度合いを動的に判定している。例えば、スティック２５が伸びている状態で警報レベル１と判断される距離と、スティック２５が曲がっている状態で警報レベル１と判断される距離とを相違させることができる。したがって、より正確に警報を発することができるようになる。また、作業領域同士が重複する直前から警告を発することができるため、互いに作業中の油圧ショベル１０，２０同士の干渉を効果的に防止することができる。
【００５３】
さらに、警報レベルがＬ＝３になると、各油圧ショベル１０，２０の動作が抑制されるため、万が一オペレータが警報に気付かなかったとしても、各油圧ショベル１０，２０同士の接触を防ぐことができる。また、ラジコンを利用して遠隔操作で作業機械，工事用車両を用いる作業現場では、操作者にとって現場の三次元的な状況が把握しにくいことがあるため、このような自動制御が機体の干渉防止にさらに効果を発揮する。
【００５４】
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、Ｌ＝０〜３の４段階の警報レベルが設定されているが、より簡素な設定としてもよいし、より詳細な場合分けを行うことも一案である。
【００５５】
例えば、図７（ｃ）に示すように、２機の油圧ショベルの近接の度合いに関して、何れか一方の機体領域が他方の作業領域と重複した場合の警報レベルの設定及び制御を以下のようにする。
〔Ｃ′〕RA1＋RB2≦Ｄ、または、RB1＋RA2≦Ｄの場合、警報レベルＬ＝２′
〔ｃ′〕警報レベルＬ＝２′の場合、Ｌ＝２の場合よりも速い断続音を吹鳴
このような構成により、作業領域と機体領域との接触をより効果的に防止することができる。
【００５６】
また、上述の実施形態では、絶対位置座標，作業半径RA及び機体半径RBの情報を用いて近接の度合いを判定しているが、具体的な判定方法はこれに限定されない。バケット２６の位置や作業装置２３の配向方向，上部旋回体２２の傾斜等を加味して近接の度合いを判定してもよい。
例えば、図８に示すように、油圧ショベル１０の作業領域に第２油圧ショベル２０の作業装置２３が侵入している場合には、近接の度合いが極めて高いものと判定して、警報を発するとともに機体の動作を抑制すること等が考えられる。
【００５７】
また、上述の実施形態では、本発明に係る警報システムを油圧ショベル１０，２０に適用したものを説明したが、油圧ショベル以外の作業機械に適用することも考えられる。例えば、工事現場内を走行しうるホイール装置やクローラ装置を備えた油圧ショベル，ブルドーザ，ホイールローダ，アスファルトフィニッシャ等の車両系建設機械に適用可能である。なお、オペレータが搭乗して運転するようなものだけでなく、遠隔操作が可能なラジコン仕様の車両系建設機械にも適用可能である。
【００５８】
また、これらの作業機械だけでなく、ダンプトラックや給油車等の工事現場において資材を運搬するための運搬車両に適用することも考えられる。
例えば、油圧ショベル１０によるダンプトラックへの積み込み作業時には、油圧ショベル１０の絶対位置座標及び姿勢、並びに、ダンプトラックの絶対位置座標及び姿勢を考慮することによって、油圧ショベル１０のバケット２６とダンプトラックのベッセル（荷台）との干渉を防止することができる。
【００５９】
あるいは、油圧ショベル１０の給油車に適用した場合、複数の作業機械や工事用車両が作業している現場内への進入が容易となる。
また、上述の実施形態では、ブーム，アーム及びバケットの回動状態を検出する角度センサ６ａ〜６ｃや上部旋回体２２の傾きを検出する傾斜センサ６ｄを備えた構成となっているが、これらの構成は必須ではない（例えば、ブルドーザやホイールローダに本発明の警報システムを適用する場合等）。なお、角度センサの代わりに各油圧シリンダの作動量を検出するセンサを用いて、作業装置２３の姿勢を把握してもよい。
【００６０】
また、上述の実施形態では特に触れていないが、自機体及び他機体の近接の度合いの演算において、Δｔ秒後の自機体の位置及び姿勢と、Δｔ秒後の他機体の位置及び姿勢とを予測する構成を加えてもよい。この場合、旋回方向，旋回速度，走行方向，走行速度，各作業装置のレバー操作状態等を加味して、Δｔ秒後の状態を予測することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムが適用された油圧ショベルの側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムに係る油圧ショベルの作業半径の算出方法を説明するための側面図であり、（ａ）はスティックを伸ばした状態、（ｂ）はスティックを曲げた状態を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムに係る絶対位置の情報及び姿勢の情報を説明するための模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムで送信される情報の演算手段を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムで受信される情報の演算手段を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る作業機械の警報システムを備えた２機の油圧ショベルにおける制御内容を説明する模式図であり、（ａ）は作業領域同士が余裕距離ａ離れている状態、（ｂ）は作業領域同士が部分的に重複している状態、（ｃ）は一方の作業領域と他方の機体領域とが部分的に重複している状態、（ｄ）は機体領域同士が接触している状態を示す。
【図８】本発明の変形例としての作業機械の警報システムを備えた２機の油圧ショベルにおける制御内容を説明する模式図であり、一方の作業領域の内部に他方の作業装置が侵入している場合を示す。
【符号の説明】
【００６２】
１  ＥＣＭ（電子制御装置）
２  演算部
２ａ  絶対位置計測部（絶対位置計測手段）
２ｂ  姿勢算出部（姿勢算出手段）
２ｃ  近接距離演算部（演算手段）
３  送信部（情報送信手段）
４  受信部（情報受信手段）
５  ＧＰＳアンテナ
６  姿勢検出装置
７  無線アンテナ
８  スピーカ（警報手段）
９  機体動作制御装置
１０  油圧ショベル
２０  第２油圧ショベル
【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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