(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前タイヤが装着される車体と、
前記車体に移動可能に連結されるブームと、前記ブームに連結され少なくとも一部が前記前タイヤよりも前方に配置されるバケットとを含む作業機と、
前記車体の前部に配置され、前記車体の前方を撮影領域として撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された撮影画像と、前記ブームが前記ブームの可動範囲の上端部に配置され前記バケットが前記バケットの可動範囲の上端部又は下端部に配置されたときの前記バケットの先端部を含む第１部位を前記前タイヤの接地面を含む平面に投影した第１投影位置を示す第１ガイド画像とを表示装置に重畳表示させる表示制御部と、
を備え、
前記表示制御部は、前記平面に前記前タイヤ自身の第２部位を投影した第２投影位置を示す第２ガイド画像を前記表示装置に重畳表示させる、
作業車両。
【請求項２】
前記第２部位は、前記前タイヤの前端部を含む、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記第２ガイド画像は、前記平面に前記前タイヤのサイド部を投影した投影位置を示す画像を含む、
請求項１又は２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記作業機が所定の姿勢に維持されたときの前記第１投影位置を示す既知データを記憶する記憶部を備え、
前記表示制御部は、前記既知データに基づいて、前記第１ガイド画像を前記表示装置に表示させる、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業車両。
【請求項５】
前タイヤが装着される車体と、
前記車体に連結されるブームと、前記ブームに連結されるバケットとを含む作業機と、
前記車体の前部に設けられ、前記前タイヤの少なくとも一部を含む撮影領域を撮影するカメラと、
前記カメラで撮影された撮影画像と、前記タイヤの接地面を含む平面に前記バケットの先端部を投影した第１投影位置を示す第１ガイド画像と、前記平面に前記前タイヤ自身の前端部を投影した第２投影位置を示す第２ガイド画像とを表示装置に重畳表示させる表示制御部と、
を備える作業車両。
【請求項６】
前記第１ガイド画像は、前記前タイヤの回転軸と平行な第１ガイドラインを含み、前記第２ガイド画像は、前記前タイヤの回転軸と平行な第２ガイドラインを含む、
請求項５に記載の作業車両。
【請求項７】
前タイヤが装着される車体と、前記車体に移動可能に連結されるブームと、前記ブームに連結され少なくとも一部が前記前タイヤよりも前方に配置されるバケットとを含む作業機と、前記車体の前部に配置され、前記車体の前方を撮影領域として撮影するカメラと、無線通信システムと、を備える作業車両とは別体で設けられ、前記カメラで撮影され前記無線通信システムを介して前記作業車両から送信された撮影画像と、前記ブームが前記ブームの可動範囲の上端部に配置され前記バケットが前記バケットの可動範囲の上端部又は下端部に配置されたときの前記バケットの先端部を含む第１部位を前記前タイヤの接地面を含む平面に投影した第１投影位置を示す第１ガイド画像とを重畳表示させ、前記平面に前記前タイヤ自身の第２部位を投影した第２投影位置を示す第２ガイド画像を重畳表示させる、
表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業車両に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような、カメラを用いて作業車両の周辺の状況を監視する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０３５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作業車両の作業機を使って運搬車両に掘削物を積み込む積込作業を実施する場合、作業車両の運転者が作業車両と運搬車両との相対位置を正確に認識することが困難な場合がある。運転者が作業車両と運搬車両との相対位置を正確に認識できず、作業車両と運搬車両とが近付き過ぎたり離れ過ぎたりすると、積込作業を円滑に実施することが困難となる。【０００５】
本発明の態様は、作業車両と運搬車両との相対位置を作業車両の運転者に正確に認識させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、前タイヤが装着される車体と、前記車体に、移動可能に連結され、少なくとも一部が前記前タイヤよりも前方に配置される作業機と、前記車体の前部に配置され、前記車体の前方を撮影領域として撮影するカメラと、前記カメラで撮影された撮影画像と、前記前タイヤの接地面を含む平面に前記作業機の第１部位を投影した第１投影位置を示す第１ガイド画像とを表示装置に重畳表示させる表示制御部と、を備える作業車両が提供される。【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、前タイヤが装着される車体と、前記車体に連結されるブームと、前記ブームに連結されるバケットとを含む作業機と、前記車体の前部に設けられ、前記前タイヤの少なくとも一部を含む撮影領域を撮影するカメラと、前記カメラで撮影された撮影画像と、前記タイヤの接地面を含む平面に前記バケットの先端部を投影した第１投影位置を示す第１ガイド画像と、前記平面に前記前タイヤの前端部を投影した第２投影位置を示す第２ガイド画像とを表示装置に重畳表示させる表示制御部と、を備える作業車両が提供される。【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、前タイヤが装着される車体と、前記車体に、移動可能に連結され、少なくとも一部が前記前タイヤよりも前方に配置される作業機と、前記車体の前部に配置され、前記車体の前方を撮影領域として撮影するカメラと、無線通信システムと、を備える作業車両とは別体で設けられ、前記カメラで撮影され前記無線通信システムを介して前記作業車両から送信された撮影画像と、前記前タイヤの接地面を含む平面に前記作業機の第１部位を投影した第１投影位置を示す第１ガイド画像とを重畳表示させる表示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、作業車両と運搬車両との相対位置を運転者に正確に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る作業車両の一例を示す側面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る作業車両の一例を示す上面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る作業車両の一例を示す正面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る作業車両の一部を示す正面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るカメラの一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るカメラの撮影領域を説明するための模式図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係るカメラの撮影領域を説明するための模式図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係るカメラの撮影領域を説明するための模式図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る非接触センサの検出領域を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る非接触センサの検出領域を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る制御装置を含む周辺監視システムの一例を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態に係る第１投影位置及び第２投影位置を説明するための模式図である。
【図１３】図１３は、第１実施形態に係る第１投影位置及び第２投影位置を説明するための模式図である。
【図１４】図１４は、第１実施形態に係る表示装置の一例を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、第１実施形態に係る表示装置の一例を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、第１実施形態に係る運転室の一例を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、第１実施形態に係る表示装置の一例を模式的に示す図である。
【図１８】図１８は、第２実施形態に係る作業車両の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１２】
第１実施形態．
［ホイールローダの概要］
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る作業車両１の一例を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る作業車両１の一例を示す上面図である。図３は、本実施形態に係る作業車両１の一例を示す正面図である。本実施形態においては、作業車両１が、アーティキュレート作業車両の一種であるホイールローダ１であることとする。また、本実施形態においては、ホイールローダ１が、鉱山の採掘現場において稼働することとする。ホイールローダ１は、バケット１２ですくい取った掘削物を運搬車両のベッセルに積み込む。運搬車両として、例えばダンプトラックが用いられる。なお、ホイールローダ１は、バケット１２ですくい取った掘削物を、鉱山の所定の場所に設けられた排出場所に排出する場合もある。
【００１３】
図１、図２、及び図３に示すように、ホイールローダ１は、車体２と、運転席が設けられる運転台３と、走行装置４と、車体２に支持される作業機１０とを備える。
【００１４】
車体２は、車体前部２Ｆと車体後部２Ｒとを含む。車体前部２Ｆと車体後部２Ｒとは、関節機構９を介して屈曲可能に連結される。車体前部２Ｆと車体後部２Ｒとの屈曲角度θを検出する角度センサ５０が関節機構９に設けられる。
【００１５】
運転台３は、車体２に支持される。ホイールローダ１は、運転台３に搭乗した運転者によって操作される。運転者に操作される運転操作装置が運転台３に配置される。運転操作装置は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ホイールローダ１を旋回操舵するためのステアリングレバー、ホイールローダ１の前進と後進とを切り替える前後進切替スイッチ、及び作業機１０を操作するための作業レバーを含む。運転者は、運転操作装置を操作して、ホイールローダ１の走行速度の調整、前進又は後進の切り替え、旋回、及び作業機１０の操作を実施する。
【００１６】
走行装置４は、車体２を支持する。走行装置４は、車輪５を有する。車輪５は、車体２に搭載されているエンジンが発生する動力により回転する。タイヤ６が車輪５に装着される。車輪５は、車体前部２Ｆに支持される２つの前輪５Ｆと、車体後部２Ｒに支持される２つの後輪５Ｒとを含む。タイヤ６は、前輪５Ｆに装着される前タイヤ６Ｆと、後輪５Ｒに装着される後タイヤ６Ｒとを含む。走行装置４は、地面ＲＳを走行可能である。
【００１７】
前輪５Ｆ及び前タイヤ６Ｆは、回転軸ＦＸを中心に回転可能である。後輪５Ｒ及び後タイヤ６Ｒは、回転軸ＲＸを中心に回転可能である。
【００１８】
以下の説明においては、前タイヤ６Ｆの回転軸ＦＸと平行な方向を適宜、車幅方向、と称し、地面ＲＳと接触する前タイヤ６Ｆの接地面と直交する方向を適宜、上下方向、と称し、車幅方向及び上下方向の両方と直交する方向を適宜、前後方向、と称する。ホイールローダ１の車体２が直進状態で走行するとき、回転軸ＦＸと回転軸ＲＸとは平行である。
【００１９】
また、以下の説明においては、車幅方向において車体２の中心に近い位置又は方向を適宜、車幅方向の内側又は内方、と称し、車体２の中心から遠い位置又は方向を適宜、車幅方向の外側又は外方、と称する。また、車幅方向において、運転台３の運転席を基準とする一方を適宜、右側又は右方、と称し、右側又は右方の逆側又は逆方向を適宜、左側又は左方、と称する。また、前後方向において、運転台３の運転席を基準として作業機１０に近い位置又は方向を適宜、前側又は前方、と称し、前側又は前方の逆側又は逆方向を適宜、後側又は後方、と称する。また、上下方向において前タイヤ６Ｆの接地面に近い位置又は方向を適宜、下側又は下方、と称し、下側又は下方の逆側又は逆方向を適宜、上側又は上方、と称する。
【００２０】
車体前部２Ｆは、車体後部２Ｒよりも前方に配置される。前輪５Ｆ及び前タイヤ６Ｆは、後輪５Ｒ及び後タイヤ６Ｒよりも前方に配置される。前輪５Ｆ及び前タイヤ６Ｆは、車体２の車幅方向の両側に配置される。後輪５Ｒ及び後タイヤ６Ｒは、車体２の車幅方向の両側に配置される。車体前部２Ｆは、車体後部２Ｒに対して左右に屈曲する。
【００２１】
作業機１０は、車体２に、移動可能に連結される。作業機１０の少なくとも一部は、前タイヤ６Ｆよりも前方に配置される。本実施形態において、作業機１０は、車体２に移動可能に連結されるブーム１１と、ブーム１１に、移動可能に連結されるバケット１２と、ベルクランク１５と、リンク１６とを有する。
【００２２】
ブーム１１は、ブームシリンダ１３が発生する動力によって作動する。ブームシリンダ１３は、ブーム１１を移動するための動力を発生する油圧シリンダである。ブームシリンダ１３の一端部は、車体２に連結される。ブームシリンダ１３の他端部は、ブーム１１に連結される。ブームシリンダ１３は、２つ設けられる。一方のブームシリンダ１３は、車幅方向において車体２の中心よりも右方に設けられる。他方のブームシリンダ１３は、車幅方向において車体２の中心よりも左方に設けられる。運転者が作業レバーを操作するとブームシリンダ１３が伸縮する。ブームシリンダ１３が伸縮することにより、ブーム１１は上げ動作又は下げ動作する。
【００２３】
ブーム１１の上げ動作とは、ブーム１１の先端部が地面ＲＳから離れるように上昇する動作をいう。ブーム１１の下げ動作とは、ブーム１１の先端部が地面ＲＳに近付くように下降する動作をいう。ブーム１１は、ブーム１１の可動範囲において上げ動作及び下げ動作する。上げ動作するブーム１１は、ブーム１１の可動範囲の上端部よりも上方の移動を規制される。下げ動作するブーム１１は、ブーム１１の可動範囲の下端部よりも下方の移動を規制される。
【００２４】
バケット１２は、刃先を含む先端部１２Ｂを有する作業部材である。バケット１２は、前タイヤ６Ｆよりも前方に配置される。バケット１２は、ブーム１１の先端部と連結される。バケット１２は、バケットシリンダ１４が発生する動力によって作動する。バケットシリンダ１４は、バケット１２を移動するための動力を発生する油圧シリンダである。ベルクランク１５の中央部がブーム１１に回転可能に連結される。バケットシリンダ１４の一端部は、車体２に連結される。バケットシリンダ１４の他端部は、ベルクランク１５の一端部に連結される。ベルクランク１５の他端部は、リンク１６を介してバケット１２に連結される。バケットシリンダ１４は、１つ設けられる。バケットシリンダ１４は、車幅方向の中央部に設けられる。運転者が作業レバーを操作するとバケットシリンダ１４が伸縮する。バケットシリンダ１４が伸縮することにより、バケット１２はダンプ動作又はチルト動作する。
【００２５】
バケット１２のダンプ動作とは、バケット１２の開口部が下方を向きバケット１２の先端部１２Ｂが地面ＲＳに近付くようにバケット１２が回転する動作をいう。バケット１２のチルト動作とは、バケット１２の開口部が上方を向きバケット１２の先端部１２Ｂが地面ＲＳから離れるようにバケット１２が回転する動作をいう。バケット１２は、バケット１２の可動範囲においてダンプ動作及びチルト動作する。ダンプ動作するバケット１２は、バケット１２の可動範囲の下端部よりも下方の移動を規制される。チルト動作するバケット１２は、バケット１２の可動範囲の上端部よりも上方の移動を規制される。
【００２６】
バケット１２のダンプ動作が実施されることにより、バケット１２ですくい上げられた掘削物がバケット１２から排出される。バケット１２のチルト動作が実施されることにより、バケット１２は掘削物をすくい取る。
【００２７】
図２及び図３に示すように、車幅方向におけるバケット１２の両側の端部１２Ｅは、車幅方向においてタイヤ６よりも外側に配置される。すなわち、バケット１２の右側の端部１２Ｅと左側の端部１２Ｅとの車幅方向の距離は、右側のタイヤ６の外側面と左側のタイヤ６の外側面との車幅方向の距離よりも大きい。
【００２８】
図４は、本実施形態に係るホイールローダ１の一部を示す正面図であって、バケット１２やベルクランク１５を省略（破線で図示）した図に相当する。本実施形態において、走行装置４は、エンジンで発生した動力を前輪５Ｆに伝達する動力伝達機構７と、動力伝達機構７の少なくとも一部を収容するハウジング８とを有する。エンジンは、車体後部２Ｒに配置される。エンジンで発生した動力は、動力伝達機構７のデファレンシャルギアを介して、左右の前輪５Ｆに伝達される。デファレンシャルギアは、ハウジング８の球状部分であるアクスルボール８Ｂに収容される。アクスルボール８Ｂは、車幅方向の中央部に配置される。また、アクスルボール８Ｂは、バケットシリンダ１４よりも下方に配置される。
【００２９】
［周辺監視システムの概要］
本実施形態において、ホイールローダ１は、ホイールローダ１の周辺を監視して、ホイールローダ１の周辺の状況をホイールローダ１の運転者に認識させる周辺監視システム１００を備える。周辺監視システム１００は、ホイールローダ１の周辺を撮影する複数のカメラ２０と、ホイールローダ１の周辺の障害物を非接触で検出する複数の非接触センサ４０と、表示装置６０と、制御装置８０とを備える。
【００３０】
［カメラ］
カメラ２０は、ホイールローダ１に搭載され、ホイールローダ１の周辺の撮影画像を撮影する。本実施形態においては、６台のカメラ２０がホイールローダ１に搭載される。複数のカメラ２０がホイールローダ１に搭載されることにより、周辺監視システム１００は、ホイールローダ１の周辺の異なる領域の撮影画像を取得可能である。
【００３１】
図１、図２、図３、及び図４に示すように、カメラ２０は、ホイールローダ１の周辺の撮影画像を取得するために、ホイールローダ１の車体２の外面に設けられる。本実施形態において、カメラ２０は、車体２の前方を撮影領域として撮影するカメラ２０Ａと、車体２の右方を撮影するカメラ２０Ｂと、車体２の右方及び右後方を撮影するカメラ２０Ｃと、車体２の後方を撮影するカメラ２０Ｄと、車体２の左方及び左後方を撮影するカメラ２０Ｅと、車体２の左方を撮影するカメラ２０Ｆとを含む。
【００３２】
本実施形態において、カメラ２０Ａは、車体前部２Ｆに設けられる。カメラ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆは、車体後部２Ｒに設けられる。
【００３３】
図５は、本実施形態に係るカメラ２０Ａの一例を示す斜視図である。図４及び図５に示すように、カメラ２０Ａは、車体前部２Ｆの前部に配置される。また、カメラ２０Ａは、バケットシリンダ１４よりも下方に配置され、ハウジング８のアクスルボール８Ｂよりも上方に配置される。カメラ２０Ａは、車幅方向の中央部に１つ配置される。カメラ２０Ａは、アクスルボール８Ｂよりも僅かに前方に配置される。
【００３４】
ホイールローダ１は、車体２に支持され、カメラ２０Ａによる撮影領域を照明する照明装置３０を備える。照明装置３０は、照明光を射出する前照灯を含む。本実施形態において、照明装置３０は、カメラ２０Ａの上方に２つ設けられる。照明装置３０は、ケーシング３１に収容される。ケーシング３１は、照明光の照射を妨げずに照明装置３０を保護するロッド部材３１Ｌを含む。ロッド部材３１Ｌは、照明装置３０の前方に配置される。
【００３５】
また、ホイールローダ１の車体前部２Ｆには、上下方向においてバケットシリンダ１４とカメラ２０Ａとの間に配置され、カメラ２０Ａを保護するカバー部材３２が設けられる。本実施形態において、カバー部材３２は、カメラ２０Ａ及び照明装置３０よりも上方に配置された庇部材である。
【００３６】
図６及び図７は、本実施形態に係るカメラ２０Ａの撮影領域ＳＡを説明するための模式図である。図６は、上方から見た撮影領域ＳＡを示す。図７は、側方から見た撮影領域ＳＡを示す。図８は、上方から見た、本実施形態に係るカメラ２０Ａの撮影領域ＳＡ、カメラ２０Ｂの撮影領域ＳＢ、カメラ２０Ｃの撮影領域ＳＣ、カメラ２０Ｄの撮影領域ＳＤ、カメラ２０Ｅの撮影領域ＳＥ、及びカメラ２０Ｆの撮影領域ＳＦのそれぞれを説明するための模式図である。カメラ２０の撮影領域は、カメラ２０の光学系の視野領域を含む。カメラ２０は、例えば、撮影領域に存在する障害物を撮影する。
【００３７】
カメラ２０Ａは、車体２の前方に規定された撮影領域ＳＡを撮影する。カメラ２０Ａの撮影領域ＳＡは、車体２の前方に拡がるように規定される。図６に示すように、車幅方向のカメラ２０Ａの画角αは、約１２０［°］である。図７に示すように、上下方向のカメラ２０Ａの画角βは、９０［°］以上１００［°］以下である。
【００３８】
図６及び図７に示すように、カメラ２０Ａの撮影領域ＳＡは、前タイヤ６Ｆの少なくとも一部を含む。なお、カメラ２０Ａのレンズや設置位置を調整し、前タイヤ６Ｆがカメラ２０Ａの撮影領域ＳＡに含まないように設定してもよい。本実施形態において、カメラ２０Ａの撮影領域ＳＡは、前タイヤ６Ｆの前部を含む。また、カメラ２０Ａの撮影領域ＳＡには、前タイヤ６Ｆと、前タイヤ６Ｆよりも前方に配置され地面ＲＳに接触した接地状態のバケット１２との間の地面ＲＳが含まれる。また、カメラ２０Ａの撮影領域ＳＡには、バケット１２の両側の端部１２Ｅが含まれる。
【００３９】
すなわち、本実施形態においては、カメラ２０Ａは、バケット１２が地面ＲＳに接触するようにブーム１１が下げ動作された状態で、バケット１２の両側の端部１２Ｅと、前タイヤ６Ｆの前部とが映り込むように、バケット１２と前タイヤ６Ｆとの間の地面ＲＳを撮影する。
【００４０】
カメラ２０Ｂは、車体２の右方に規定された撮影領域ＳＢを撮影する。カメラ２０Ｂの撮影領域ＳＢは、車体２の右方に拡がるように規定される。図２及び図８等に示すように、カメラ２０Ｂは、車体後部２Ｒの右側部に設けられる。本実施形態において、カメラ２０Ｂは、運転台３の運転室に通じるステップの中間部であるプラットフォームの近傍に設けられる。
【００４１】
カメラ２０Ｃは、車体２の右方及び右後方に規定された撮影領域ＳＣを撮影する。カメラ２０Ｃの撮影領域ＳＣは、車体２の右方及び右後方に拡がるように規定される。図２及び図８等に示すように、カメラ２０Ｃは、車体後部２Ｒの後部に設けられているラジエータガードの右部に設けられる。
【００４２】
カメラ２０Ｄは、車体２の後方に規定された撮影領域ＳＤを撮影する。カメラ２０Ｄの撮影領域ＳＤは、車体２の後方に拡がるように規定される。図２及び図８等に示すように、カメラ２０Ｄは、車体後部２Ｒの後部に設けられているラジエータガードの中央部に設けられる。
【００４３】
カメラ２０Ｅは、車体２の左方及び左後方を撮影する。カメラ２０Ｅの撮影領域ＳＥは、車体２の左方及び左後方に拡がるように規定される。図１、図２、及び図８等に示すように、カメラ２０Ｅは、車体後部２Ｒの後部に設けられているラジエータガードの左部に設けられる。
【００４４】
カメラ２０Ｆは、車体２の左方に規定された撮影領域ＳＦを撮影する。カメラ２０Ｆの撮影領域ＳＦは、車体２の左方に拡がるように規定される。図１、図２、及び図８等に示すように、カメラ２０Ｆは、車体後部２Ｒの左側部に設けられる。本実施形態において、カメラ２０Ｆは、運転台３の運転室に通じるステップの中間部であるプラットフォームの近傍に設けられる。
【００４５】
周辺監視システム１００は、これら複数のカメラ２０を用いて、ホイールローダ１の周辺の撮影画像を取得することができる。
【００４６】
［非接触センサ］
非接触センサ４０は、ホイールローダ１に搭載され、ホイールローダ１の周辺の障害物を非接触で検出する。障害物としては、例えば、乗用車などがある。非接触センサ４０は、カメラ２０よりも下方に配置される。本実施形態において、非接触センサ４０は、電波を障害物に発射して障害物を非接触で検出可能なレーダ装置を含む。なお、非接触センサ４０は、レーザ光を障害物に発射して障害物を非接触で検出可能なレーザスキャナ装置を含んでもよい。本実施形態においては、４台の非接触センサ４０がホイールローダ１に搭載される。複数の非接触センサ４０がホイールローダ１に搭載されることにより、周辺監視システム１００は、ホイールローダ１の周辺の異なる領域に存在する障害物を検出可能である。
【００４７】
図１、図２、及び図８等に示すように、非接触センサ４０は、ホイールローダ１の周辺の障害物を検出するために、ホイールローダ１の車体２の外面に設けられる。本実施形態において、非接触センサ４０は、車体２の右方及び右後方の障害物を検出する非接触センサ４０Ａと、車体２の後方及び左後方の障害物を検出する非接触センサ４０Ｂと、車体２の後方及び右後方の障害物を検出する非接触センサ４０Ｃと、車体２の左方及び左後方の障害物を検出する非接触センサ４０Ｄとを含む。つまり、非接触センサ４０Ｂの電波の発射方向と非接触センサ４０Ｃの電波の発射方向とが交差するように、各非接触センサ４０が設置され、車体２の後方に存在する障害物が漏れ無く検出されるようになっている。
【００４８】
本実施形態において、非接触センサ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄは、車体後部２Ｒに設けられる。
【００４９】
図９及び図１０は、本実施形態に係る非接触センサ４０Ａの検出領域ＤＡ、非接触センサ４０Ｂの検出領域ＤＢ、非接触センサ４０Ｃの検出領域ＤＣ、及び非接触センサ４０Ｄの検出領域ＤＤのそれぞれを説明するための模式図である。図９は、上方から見た非接触センサ４０の検出領域を示している。図１０は、前方又は後方から見た非接触センサ４０の検出領域を示している。非接触センサ４０の検出領域は、発射した電波が到達可能な領域を含む。非接触センサ４０は、検出領域に存在する障害物を検出する。
【００５０】
図９に示すように、水平方向の非接触センサ４０の検出角γは、約８０［°］である。図１０に示すように、垂直方向の非接触センサ４０の検出角δは、約３０［°］である。
【００５１】
非接触センサ４０Ａは、車体２の右方に規定された検出領域ＤＡの障害物を検出する。非接触センサ４０Ａの検出領域ＤＡは、車体２の右方に拡がるように規定される。図２及び図８等に示すように、非接触センサ４０Ａは、車体後部２Ｒの右側部に設けられる。本実施形態において、非接触センサ４０Ａは、例えば、運転台３の運転室に通じるステップの下部の近傍に設けられる。
【００５２】
非接触センサ４０Ｂは、車体２の後方及び左後方に規定された検出領域ＤＢの障害物を検出する。非接触センサ４０Ｂの検出領域ＤＢは、車体２の後方及び左後方に拡がるように規定される。図２及び図８等に示すように、非接触センサ４０Ｂは、例えば、車体後部２Ｒの後部に設けられているリアバンパーの右部に設けられる。
【００５３】
非接触センサ４０Ｃは、車体２の後方及び右後方に規定された検出領域ＤＣの障害物を検出する。非接触センサ４０Ｃの検出領域ＤＣは、車体２の後方及び右後方に拡がるように規定される。図１、図２、及び図８等に示すように、非接触センサ４０Ｃは、例えば、車体後部２Ｒの後部に設けられているリアバンパーの左部に設けられる。
【００５４】
非接触センサ４０Ｄは、車体２の左方に規定された検出領域ＤＤの障害物を検出する。非接触センサ４０Ｄの検出領域ＤＤは、車体２の左方に拡がるように規定される。図１、図２、及び図８等に示すように、非接触センサ４０Ｄは、車体後部２Ｒの左側部に設けられる。本実施形態において、非接触センサ４０Ｄは、例えば、運転台３の運転室に通じるステップの下部の近傍に設けられる。
【００５５】
カメラ２０の撮影領域と、非接触センサ４０の検出領域の少なくとも一部とは、重複する。
【００５６】
［制御装置］
次に、本実施形態に係る制御装置８０について説明する。図１１は、本実施形態に係る制御装置８０を含む周辺監視システム１００の一例を示す機能ブロック図である。制御装置８０は、複数のカメラ２０、前後進切替スイッチを含む運転操作装置５２、入力装置７０、複数の非接触センサ４０、及び表示装置６０のそれぞれと接続される。制御装置８０、複数のカメラ２０、運転操作装置５２、入力装置７０、複数の非接触センサ４０、及び表示装置６０は、ホイールローダ１に搭載されている。
【００５７】
制御装置８０は、コンピュータシステムを含む。制御装置８０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなプロセッサと、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はストレージのような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）のような揮発性メモリを含む記憶装置とを有する。
【００５８】
表示装置６０及び入力装置７０は、運転台３の運転室に配置される。表示装置６０は、液晶ディスプレイ（Liquid  Crystal  Display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（Organic  Electroluminescence  Display：ＯＥＬＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。入力装置７０は、スイッチボタン、コンピュータ用キーボード、マウス、及び表示装置６０の表示画面に設けられたタッチセンサの少なくとも１つを含む。制御装置８０は、表示装置６０に表示データを出力する。ホイールローダ１の運転者は、表示装置６０に表示された表示データを視認可能である。表示装置６０は、制御装置８０から出力された表示データを表示画面に表示する。入力装置７０は、ホイールローダ１の運転者によって操作される。運転者に操作されることにより、入力装置７０は、入力データを生成し、制御装置８０に出力する。
【００５９】
制御装置８０は、撮影画像データ取得部８２と、障害物データ取得部８３と、俯瞰画像合成部８４と、フロント画像生成部８５と、カメラ画像切替部８６と、記憶部８７と、障害物位置データ生成部９０と、表示制御部９１とを備える。
【００６０】
撮影画像データ取得部８２は、ホイールローダ１に搭載されている複数のカメラ２０のそれぞれで撮影された撮影画像を示す撮影画像データを複数のカメラ２０のそれぞれから取得する。
【００６１】
障害物データ取得部８３は、ホイールローダ１に搭載されている複数の非接触センサ４０のそれぞれで検出された障害物を示す障害物データを複数の非接触センサ４０のそれぞれから取得する。
【００６２】
俯瞰画像合成部８４は、撮影画像データ取得部８２で取得された複数の撮影画像データを画像処理してホイールローダ１の周辺の俯瞰画像ＢＩを示す俯瞰画像データを生成する。本実施形態において、俯瞰画像合成部８４は、車体後部２Ｒに設けられているカメラ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆで取得された複数の撮影画像データに基づいて、ホイールローダ１の周辺の俯瞰画像データを生成する。
【００６３】
フロント画像生成部８５は、撮影画像データ取得部８２で取得された撮影画像データに基づいてホイールローダ１の前方の画像を示すフロント画像データを生成する。フロント画像生成部８５は、車体前部２Ｆに設けられているカメラ２０Ａで取得された撮影画像データに基づいて、フロント画像データを生成する。
【００６４】
カメラ画像切替部８６は、複数のカメラ２０のそれぞれが撮影した複数の撮影画像データから特定の撮影画像データを選択する。本実施形態において、カメラ画像切替部８６は、運転操作装置５２の前後進切替スイッチの操作信号に基づいて、複数の撮影画像データから特定の撮影画像データを選択する。また、カメラ画像切替部８６は、入力装置７０で生成された入力データに基づいて、複数の撮影画像データから特定の撮影画像データを選択することができる。
【００６５】
記憶部８７は、図１２及び図１３に示す所定の平面ＦＬに作業機１０の第１部位ＳＬ１を投影した第１投影位置ＰＬ１を示す第１投影位置データを記憶する。また、記憶部８７は、所定の平面ＦＬに前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２を投影した第２投影位置ＰＬ２を示す第２投影位置データを記憶する。本実施形態において、所定の平面ＦＬは、地面ＲＳと接触する前タイヤ６Ｆの接地面を含む。本実施形態において、平面ＦＬは、実質的に地面ＲＳを含む。
【００６６】
図１２及び図１３は、本実施形態に係る第１投影位置ＰＬ１及び第２投影位置ＰＬ２を説明するための模式図である。図１２は、側方から見たホイールローダ１と第１投影位置ＰＬ１と第２投影位置ＰＬ２とを示す。図１３は、上方から見たホイールローダ１の一部と第１投影位置ＰＬ１と第２投影位置ＰＬ２とを示す。なお、図１２に示す破線は、所定の車格の運搬車両２００を模式的に示したものである。図１２及び図１３に示すように、第１投影位置ＰＬ１は、作業機１０の第１部位ＳＬ１を平面ＦＬに投影した位置である。第１投影位置ＰＬ１は、平面ＦＬと平行な面内において、作業機１０の第１部位ＳＬ１と同一の位置である。換言すれば、第１投影位置ＰＬ１とは、平面ＦＬと直交し第１部位ＳＬ１を通る仮想線が平面ＦＬと交わる位置をいう。
【００６７】
第１投影位置ＰＬ１は、作業機１０が所定の姿勢に維持されたときの第１部位ＳＬ１の位置に基づいて定められる。作業機１０が所定の姿勢に維持されたときの、平面ＦＬと平行な面内における第１部位ＳＬ１の位置は、ホイールローダ１の設計データ又は諸元データから導出可能である。本実施形態において、作業機１０が所定の姿勢に維持されたときの作業機１０の第１部位ＳＬ１の位置、及び第１部位ＳＬ１を平面ＦＬに投影した第１投影位置ＰＬ１は既知データであり、記憶部８７に記憶される。
【００６８】
本実施形態において、第１部位ＳＬ１及び第１投影位置ＰＬ１は、車幅方向に所定の長さを有するものである。本実施形態において、作業機１０の第１部位ＳＬ１は、バケット１２の先端部１２Ｂを含む。第１投影位置ＳＬ１は、作業機１０が所定の姿勢に維持されたときのバケット１２の先端部１２Ｂに基づいて定められる。
【００６９】
本実施形態において、作業機１０の所定の姿勢とは、ブーム１１がブーム１１の可動範囲の上端部に配置され、バケット１２がバケット１２の可動範囲の下端部に配置されたときの姿勢をいう。すなわち、図１２に示すように、作業機１０の第１部位ＳＬ１は、上げ動作したブーム１１がブーム１１の可動範囲の上端部に配置され、ダンプ動作したバケット１２がバケット１２の可動範囲の下端部に配置されたときのバケット１２の先端部１２Ｂを含む。
【００７０】
以下の説明においては、ブーム１１がブーム１１の可動範囲の上端部に配置され、バケット１２がバケット１２の可動範囲の下端部に配置されたときの作業機１０の姿勢を適宜、ダンピングリーチ姿勢、と称する。
【００７１】
ダンピングリーチ姿勢における、平面ＦＬと平行な面内におけるバケット１２の先端部１２Ｂの位置、及びバケット１２の先端部１２Ｂを平面ＦＬに投影した第１投影位置ＰＬ１は、ホイールローダ１の設計データ又は諸元データから導出可能である。なお、バケット１２を異なる寸法や形状のバケット１２に付け替えた際には、そのバケット１２の設計データに基づいて、第１投影位置ＰＬ１は変更される。例えば、入力装置７０を用いて、付け替えられたバケット１２の設計データを記憶部８７に記憶させる。
【００７２】
なお、作業機の１０の所定の姿勢は、ブーム１１がブーム１１の可動範囲の上端部に配置され、バケット１２がバケット１２の可動範囲の下端部に配置されたダンピングリーチ姿勢でなくてもよい。また、第１投影位置ＰＬ１は、ダンピングリーチ姿勢とは異なる作業機１０の所定の姿勢において、バケット１２の先端部１２Ｂを平面ＦＬに投影した位置でもよい。例えば、作業機１０の所定の姿勢が、ブーム１１がブーム１１の可動範囲の上端部に配置され、バケット１２がバケット１２の可動範囲の上端部に配置されたときの作業機１０の姿勢でもよい。
【００７３】
第２投影位置ＰＬ２は、前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２を平面ＦＬに投影した位置である。第２投影位置ＰＬ２は、平面ＦＬと平行な面内において、前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２と同一の位置である。第２部位ＳＬ２及び第２投影位置ＰＬ２は、車幅方向に長い。
【００７４】
平面ＦＬと平行な面内における第２部位ＳＬ２の位置は、ホイールローダ１の設計データ又は諸元データから導出可能である。前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２の位置、及び第２部位ＳＬ２を平面ＦＬに投影した第２投影位置ＰＬ２は既知データであり、記憶部８７に記憶される。
【００７５】
図１２に示すように、本実施形態において、前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２は、例えば、前タイヤ６Ｆの前端部を含む。
【００７６】
障害物位置データ生成部９０は、障害物データ取得部８３で取得された障害物データに基づいて、障害物の位置を示す障害物位置データを生成する。
【００７７】
表示制御部９１は、俯瞰画像合成部８４で生成された俯瞰画像ＢＩとホイールローダ１の上方から見たキャラクタ画像ＣＧとを表示装置６０に同時に表示させる。本実施形態において、表示制御部９１は、ホイールローダ１のキャラクタ画像ＣＧを表示装置６０の表示画面の中央部に表示させ、俯瞰画像ＢＩを表示装置６０の表示画面において代表画像の周囲に表示させる。代表画像についての詳細は後述する。
【００７８】
また、表示制御部９１は、障害物位置データ生成部９０で生成された障害物位置データに基づいて、障害物の位置を示すマーク６３を表示装置６０に表示させる。表示制御部９１は、俯瞰画像ＢＩに重ねるように、障害物の位置を示すマーク６３を表示装置６０に表示させる。
【００７９】
また、本実施形態において、表示制御部９１は、カメラ２０Ａで撮影された撮影画像と、第１投影位置ＰＬ１を示す第１ガイド画像Ｌｄとを表示装置６０に重畳表示させる。また、表示制御部９１は、第２投影位置ＰＬ２を示す第２ガイド画像Ｌｅを表示装置６０に表示させる。
【００８０】
本実施形態において、表示制御部９１は、カメラ２０Ａで撮影された撮影画像と、バケット１２の先端部１２Ｂを投影した第１投影位置ＰＬ１を示す第１ガイド画像Ｌｄと、前タイヤ６Ｆの先端部を投影した第２投影位置ＰＬ２を示す第２ガイド画像Ｌｅとを表示装置６０に重畳表示させる。
【００８１】
図１４は、本実施形態に係る表示装置６０の一例を模式的に示す図である。図１４に示すように、本実施形態において、表示制御部９１は、表示装置６０の表示画面の第１領域６１にホイールローダ１のキャラクタ画像ＣＧ及び俯瞰画像ＢＩを表示させ、第１領域６１の隣の表示画面の第２領域６２にカメラ２０Ａの撮影画像を表示させる。
【００８２】
表示制御部９１は、俯瞰画像ＢＩを生成するための撮影画像データを取得する複数のカメラ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆの撮影領域ＳＢｐ，ＳＣｐ，ＳＤｐ，ＳＥｐ，ＳＦｐの境界を示すラインＬＧを俯瞰画像ＢＩに重ねて表示させる。なお、撮影領域ＳＢｐ，ＳＣｐ，ＳＤｐ，ＳＥｐ，ＳＦｐは、実際のカメラ２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆの撮影領域ＳＢｐ，ＳＣｐ，ＳＤｐ，ＳＥｐ，ＳＦｐに対応する画像データを示す。
【００８３】
また、表示制御部９１は、ホイールローダ１の外縁からの距離を示すラインＬａ，Ｌｂ，Ｌｃを俯瞰画像ＢＩに重ねて表示させる。ホイールローダ１の外縁とは、ホイールローダ１が、直進できる姿勢において、ホイールローダ１を上方から見た平面視が示すホイールローダ１の外形を形成する線である。図１３に示す例において、ラインＬａは、ホイールローダ１の外縁から３［ｍ］の位置を示し、ラインＬｂは、ホイールローダ１の外縁から５［ｍ］の位置を示し、ラインＬｃは、ホイールローダ１の外縁から７［ｍ］の位置を示す。なお、ラインＬａ，Ｌｂ，Ｌｃが示す距離は一例であり、任意に定めることができる。また、ホイールローダ１の外縁からの距離を示すラインは、３本でなくてもよく、１本又は２本でもよいし、４本以上の任意の複数本でもよい。
【００８４】
また、表示制御部９１は、非接触センサ４０によって検出された障害物の位置を示すマーク６３を俯瞰画像ＢＩに重ねて表示させる。例えば、ホイールローダ１の後方に存在する障害物が非接触センサ４０によって検出されたとき、表示制御部９１は、障害物位置データ生成部９０で生成された障害物の位置を示す障害物位置データに基づいて、俯瞰画像ＢＩにおいて表示されている障害物にマーク６３を重ねて表示させる。これにより、障害物が存在することが強調して示され、ホイールローダ１の運転者は、障害物の存在を速やかに認識することができる。ここで、表示制御部９１は、マーク６３を点滅表示させてもよい。また、本実施形態においては、表示制御部９１は、複数の撮影領域ＳＢｐ，ＳＣｐ，ＳＤｐ，ＳＥｐ，ＳＦｐのうち、障害物が存在する撮影領域を強調表示させる。例えば、表示制御部９１は、障害物が存在する撮影領域を、障害物が存在しない他の撮影領域とは異なる色彩で表示させたり、障害物が存在する撮影領域を点滅表示させたりすることができる。また、表示制御部９１は、障害物が存在する撮影領域の輪郭線を点滅表示させてもよい。
【００８５】
第２領域６２には、撮影画像データ取得部８２で取得された撮影画像が表示される。図１４においては、カメラ２０Ａで撮影され、フロント画像生成部８５において画像処理された、ホイールローダ１の前方を示す撮影画像が表示される。
【００８６】
また、第２領域６２には、ダンピングリーチ姿勢におけるバケット１２の先端部１２Ｂの第１投影位置ＰＬ１を示す第１ガイド画像Ｌｄと、前タイヤ６Ｆの前端部の第２投影位置ＰＬ２を示す第２ガイド画像Ｌｅとが表示される。一例として、第１投影位置ＰＬ１は、カメラ２０Ａの設置位置から前方に１．３［ｍ］の位置である。第２投影位置ＰＬ２は、カメラ２０の設置位置から前方に３．８［ｍ］の位置である。なお、第１ガイド画像Ｌｄと第２ガイド画像Ｌｅとは、図１４に示すように破線による表示形態で表示されてもよいし、実線による表示形態で表示されてもよい。また、第１ガイド画像Ｌｄと第２ガイド画像Ｌｅとは、両者が同様な表示形態で表示されてもよいし、両者が異なる表示形態（線種や色彩が異なる表示形態）で表示されてもよい。例えば、一方が赤線で表示され他方が黄色線で表示されてもよいし、一方が実線で表示され他方が破線で表示されてもよい。
【００８７】
本実施形態において、第１ガイド画像Ｌｄは、前タイヤ６Ｆの回転軸ＦＸと平行な第１ガイドラインを含む。第２ガイド画像Ｌｅは、前タイヤ６Ｆの回転軸ＦＸと平行な第２ガイドラインを含む。
【００８８】
本実施形態において、ホイールローダ１が、これから前進しようとしているとき、あるいは前進しているとき（以下、前進時という）、表示制御部９１は、カメラ２０Ａで撮影されたホイールローダ１の前方を示す撮影画像を第２領域６２に表示させる。一方、ホイールローダ１が、これから後進しようとしているとき、あるいは後進しているとき（以下、後進時という）、表示制御部９１は、カメラ２０Ｄで撮影されたホイールローダ１の後方を示す撮影画像を第２領域６２に表示させる。
【００８９】
本実施形態においては、運転操作装置５２の前後進切替スイッチの操作信号がカメラ画像切替部８６に入力される。カメラ画像切替部８６は、運転操作装置５２から出力された操作信号に基づいて、第２領域６２に表示させる撮影画像を切り替えるための指令データを表示制御部９１に出力する。ホイールローダ１が前進しており、ホイールローダ１の前方の撮影画像を表示させる指令データをカメラ画像切替部８６から取得したとき、表示制御部９１は、カメラ２０Ａで撮影された撮影画像を第２領域６２に表示させる。ホイールローダ１が後進しており、ホイールローダ１の後方の撮影画像を表示させる指令データをカメラ画像切替部８６から取得したとき、表示制御部９１は、カメラ２０Ｄで撮影された撮影画像を第２領域６２に表示させる。
【００９０】
また、第２領域６２には、複数のカメラ２０の撮影領域のうち第２領域６２に表示されているカメラ２０の撮影領域を示すインジケータ６４が表示される。また、第２領域６２は、非接触センサ４０の作動状況を示すアイコン６５が表示される。
【００９１】
なお、表示制御部９１は、第２領域６２を表示させず、運転操作装置５２で選択された代表画像を表示装置６０の表示画面の中央部に表示させ、俯瞰画像ＢＩを表示装置６０の表示画面において代表画像の周囲に表示させてもよい。また、表示制御部９１は、第１領域６１を表示させず、カメラ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆのいずれか１つのカメラ２０で撮影された撮影画像を表示装置６０に表示させてもよい。すなわち、表示制御部９１は、所謂、二画面表示させてもよいし、一画面表示させてもよい。
【００９２】
図１５は、本実施形態に係るホイールローダ１が、後進しようとしているとき、あるいは後進しているときの表示装置６０の表示例を示す図である。ホイールローダ１が後進時には、表示制御部９１は、カメラ２０Ｄで撮影されたホイールローダ１の後方を示す撮影画像を自動的に表示装置６０に表示させる。図１５は、カメラ２０Ｄで撮影された撮影画像が一画面表示されている例を示す。図１５に示す例では、表示制御部９１は、ホイールローダ１の後端部からの距離を示すラインＬｆ，Ｌｇ，Ｌｈを撮影画像に重ねて表示させる。ホイールローダ１の後端部は、例えば、車体後部２Ｒの最後部に設けられたリアバンパーの後端に設定することができる。なお、ホイールローダ１の後端部からの距離を示すラインは、３本でなくてもよく、１本又は２本でもよいし、４本以上の任意の複数本でもよい。
【００９３】
なお、ホイールローダ１の後進時において、非接触センサ４０によりホイールローダ１の側方（右方又は左方）に存在する障害物が検出された場合、表示制御部９１は、障害物位置データ生成部９０で生成された障害物の位置を示す障害物位置データに基づいて、障害物が存在する撮影領域の撮影画像データを選択して表示装置６０に表示させてもよい。例えば、ホイールローダ１の後進時において、カメラ２０Ｂの撮影領域ＳＢに障害物が存在することを非接触センサ４０Ａが検出したとき、表示制御部９１は、表示装置６０に表示されている撮影画像データを、カメラ２０Ｄで取得された撮影画像からカメラ２０Ｂで取得された撮影画像に切り替える。つまり、表示装置６０に表示される撮影画像が、障害物を撮影している撮影画像に自動的に切り替えられる。これにより、運転者は、障害物の状況やホイールローダ１と障害物との相対位置関係を視認することができる。
【００９４】
図１６は、本実施形態に係る運転台３の運転室の一例を模式的に示す図である。図１６は、運転室の運転席に着座した運転者が見ている景色を模式的に示す。
【００９５】
表示装置６０は、車体２の運転室に配置される。運転者は、運転室に設けられている表示装置６０を見て、ホイールローダ１の周辺の状況を確認することができる。
【００９６】
運転室には、例えば運転操作装置５２であるアクセルペダル５２Ａ及び左右のブレーキペダル５２Ｂ、操作パネル５４、モニタ装置５６、及びリアビューモニタ装置５８など、複数の機器が設けられている。運転室の前部にはフロントガラスが設けられる。フロントガラスは、運転室のピラー３３に支持されている。表示装置６０は、ピラー３３に支持される。表示装置６０がピラー３３に支持されているので、運転者は、表示装置６０に遮られることなく、フロントガラスを介して外部の状況を視認することができる。
【００９７】
図１６に示すように、ホイールローダ１においては、運転室の運転者は、フロントガラスを介して、ブーム１１、バケット１２，及びバケットシリンダ１４等を視認可能であるものの、地面ＲＳを含むホイールローダ１の周辺の状況を視認することは困難である。特に、大型のホイールローダ１になると運転台３が地面ＲＳから高い位置に設置されるため、運転手は、地面ＲＳの状況を、直接的に視認することが困難となる。
【００９８】
本実施形態においては、ホイールローダ１の周辺の撮影画像データがカメラ２０で取得され、表示装置６０に表示される。また、ホイールローダ１の周辺に障害物が存在する場合には非接触センサ４０によって検出される。障害物が存在する場合、撮影画像データとして障害物が表示装置６０に表示されると同時に、障害物の位置が表示装置６０に表示される。これにより、運転者は、ホイールローダ１の周辺の状況を円滑に把握することができる。
【００９９】
［周辺監視方法］
次に、本実施形態に係る作業車両の周辺監視方法について説明する。例えばホイールローダ１を使って運搬車両のベッセルに掘削物を積み込むとき、運転者は、バケット１２に掘削物が保持された状態で、運搬車両に向かってホイールローダ１を前進させる。
【０１００】
図１４に示したように、表示装置６０には、作業機１０の第１部位ＳＬ１を投影した第１投影位置ＰＬ１を示す第１ガイド画像Ｌｄが表示される。これにより、運転者は、作業機１０の第１部位ＳＬ１を目視することが困難でも、表示装置６０の第１ガイド画像Ｌｄ１を見ることによって、作業機１０の第１部位ＳＬ１の位置を認識することができる。
【０１０１】
本実施形態において、第１ガイド画像Ｌｄは、作業機１０がダンピングリーチ姿勢のときのバケット１２の先端部１２Ｂを平面ＦＬ（地面ＲＳ）に投影した第１投影位置ＰＬ１を示す。図１２に示すように、ダンピングリーチ姿勢は、ホイールローダ１の作業機１０を使って運搬車両２００のベッセル２１０に掘削物を積み込む積込作業において、バケット１２に保持されている掘削物をバケット１２から排出する処理が完了した姿勢である。
【０１０２】
ホイールローダ１の運転者は、積込作業を実施するために運搬車両２００に向かってホイールローダ１を前進させる場合、第１ガイド画像Ｌｄを見ながら、ホイールローダ１に対面する運搬車両２００のベッセル２１０の端部ＥＤが、第１ガイド画像Ｌｄよりもホイールローダ１側（手前側）に配置されるように、運搬車両２００に対するホイールローダ１の位置を調整する。これにより、積込作業において、ホイールローダ１は、掘削物をベッセル２１０に円滑に積み込むことができる。
【０１０３】
すなわち、ホイールローダ１に対面する運搬車両２００のベッセル２１０の端部ＥＤが、ダンピングリーチ姿勢におけるバケット１２の先端部１２Ｂよりも前方に位置する状態で積込作業が実施されてしまうと、バケット１２から排出された掘削物の一部がベッセル２１０に落下せず、ベッセル２１０の外側（手前側）に落下する可能性が高くなる。本実施形態においては、ダンピングリーチ姿勢におけるバケット１２の先端部１２Ｂの第１投影位置ＰＬ１を示す第１ガイド画像Ｌｄが表示装置６０に表示される。そのため、運転者は、表示装置６０を見ながら、ホイールローダ１に対面する運搬車両２００のベッセル２１０の端部ＥＤが、ダンピングリーチ姿勢におけるバケット１２の先端部１２Ｂよりもホイールローダ１側（手前側）に配置されるように、運搬車両２００とホイールローダ１との相対位置を調整することができる。ベッセル２１０の端部ＥＤが第１ガイド画像Ｌｄよりもホイールローダ１側に配置された状態で、バケット１２の掘削物をベッセル２１０に排出する積込作業が実施されることにより、掘削物がベッセル２１０の外側に排出されることが抑制され、ベッセル２１０に円滑に積み込まれる。
【０１０４】
また、本実施形態においては、表示装置６０には、前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２を投影した第２投影位置ＰＬ２を示す第２ガイド画像Ｌｅが表示される。これにより、運転者は、前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２を目視することが困難でも、表示装置６０の第２ガイド画像Ｌｅを見ることによって、前タイヤ６Ｆの第２部位ＳＬ２の位置を認識することができる。
【０１０５】
本実施形態において、第２ガイド画像Ｌｅは、前タイヤ６Ｆの前端部を平面ＦＬ（地面ＲＳ）に投影した第２投影位置ＰＬ２を示す。図１２に示すように、積込作業において、前タイヤ６Ｆと運搬車両２００とは適切な距離だけ離れていることが好ましい。
【０１０６】
ホイールローダ１の運転者は、積込作業を実施するために運搬車両２００に向かってホイールローダ１を前進させる場合、第２ガイド画像Ｌｅを見ながら、ホイールローダ１に対面する運搬車両２００の端部ＥＤが、第２ガイド画像Ｌｅよりも前方側に配置されるように、運搬車両２００に対するホイールローダ１の位置を調整する。これにより、積込作業において、ホイールローダ１と運搬車両２００との接触が抑制され、ホイールローダ１は、掘削物をベッセル２１０に円滑に積み込むことができる。
【０１０７】
すなわち、本実施形態において、ホイールローダ１の運転者は、積込作業において、ホイールローダ１に対面する運搬車両２００の端部ＥＤが、第１ガイド画像Ｌｄと第２ガイド画像Ｌｅとの間に配置されるように、表示装置６０を見ながら、ホイールローダ１と運搬車両２００との相対位置を調整する。これにより、積込作業は円滑に実施される。
【０１０８】
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、第１ガイド画像Ｌｄが表示装置６０に表示されることにより、ホイールローダ１の運転者は、ホイールローダ１と運搬車両２００との相対位置を目視により正確に認識することが困難な状況でも、表示装置６０を見ることにより、ホイールローダ１と運搬車両２００との相対位置を正確に認識することができる。したがって、積込作業において、運転者は、ホイールローダ１と運搬車両２００との相対位置を適切に調整することができる。
【０１０９】
また、本実施形態においては、第１投影位置ＰＬ１は、バケット１２の先端部１２Ｂを平面ＦＬに投影した位置である。したがって、バケット１２を使って積込作業を実施するとき、運転者は、バケット１２と運搬車両２００のベッセル２１０との相対位置を適切に調整することができる。
【０１１０】
また、本実施形態においては、第１投影位置ＰＬ１は、ダンピングリーチ姿勢におけるバケット１２の先端部１２Ｂを平面ＦＬに投影した位置である。したがって、図１２を参照して説明したように、積込作業において、バケット１２の掘削物がベッセル２１０の外側に排出されることが抑制される。
【０１１１】
また、本実施形態においては、第２ガイド画像Ｌｅが表示装置６０に表示されることにより、ホイールローダ１の運転者は、ホイールローダ１と運搬車両２００とをより適切な相対位置に調整することができる。また、本実施形態において、第２投影位置ＰＬ２は、前タイヤ６Ｆの前端部を平面ＦＬに投影した位置である。したがって、積込作業を実施するとき、運転者は、第２ガイド画像Ｌｅを見ながら、ホイールローダ１と運搬車両２００との相対位置をより適切に調整することができる。
【０１１２】
すなわち、ホイールローダ１から見て最も近い位置に配置される、運搬車両２００の端部ＥＤが、第１ガイド画像Ｌｄと第２ガイド画像Ｌｅとの間に配置されるように、ホイールローダ１と運搬車両２００との相対位置が調整されることにより、ホイールローダ１は、運搬車両２００に近付き過ぎたり運搬車両２００から離れ過ぎたりすることなく、積込作業を円滑に実施することができる。
【０１１３】
また、本実施形態においては、ホイールローダ１の前方を撮影するカメラ２０Ａが搭載される。これにより、ホイールローダ１の前進において、運転者は、表示装置６０を見て、前タイヤ６Ｆの前方の地面ＲＳの状況を視認することができる。例えば前タイヤ６Ｆの前方に鋭利な角を有する石が存在する場合、その石に乗り上げた前タイヤ６Ｆが破損する可能性がある。本実施形態によれば、運転者は、表示装置６０を見て、前タイヤ６Ｆの前方の地面ＲＳの状況を視認することができるので、前タイヤ６Ｆの前方に障害物が存在することを認識した場合、その障害物に前タイヤ６Ｆが乗り上げないように、ブレーキペダルを操作してホイールローダ１を停止させたり、ホイールローダ１の進行方向を変更させたりするなど、前タイヤ６Ｆの破損を抑制するための措置を講じることができる。
【０１１４】
なお、上述の実施形態においては、第１ガイド画像Ｌｄは、前タイヤ６Ｆの回転軸ＦＸと平行な第１ガイドラインを含み、第２ガイド画像Ｌｅは、前タイヤ６Ｆの回転軸ＦＸと平行な第２ガイドラインを含むこととした。第１ガイドライン及び第２ガイドライン以外のガイドラインが表示装置６０に表示されてもよい。図１７は、本実施形態に係る表示装置６０の表示例を示す図である。図１７は、作業機１０の図示は省略している。図１７に示すように、表示制御部９１は、車幅方向の右側の前タイヤ６Ｆのサイド部（サイドウォール部）の投影位置を示す画像であるガイドラインＬｓｒ及び車幅方向の左側の前タイヤ６Ｆのサイド部の投影位置を示す画像であるガイドラインＬｓｌを表示してもよい。このように、前タイヤ６Ｆの第２部位が前タイヤ６Ｆのサイド部を含み、平面ＦＬに前タイヤ６Ｆの第２部位を投影した第２投影位置を示す第２ガイド画像が、平面ＦＬに前タイヤ６Ｆのサイド部を投影した投影位置を示す画像を含んでもよい。これにより、運転者は、前後方向における前タイヤ６Ｆの位置のみならず、車幅方向における前タイヤ６Ｆの位置を認識することができる。
【０１１５】
なお、図１７に示す例においては、前タイヤ６Ｆの車幅方向の内側のサイド部の投影位置を示すガイドラインが表示されることとした。前タイヤ６Ｆの車幅方向の外側のサイド部の投影位置を示すガイドラインが表示されてもよい。
【０１１６】
第２実施形態．
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
【０１１７】
上述の第１実施形態において、運転操作装置５２、表示装置６０、及び制御装置８０は、ホイールローダ１に搭載されることとした。運転操作装置５２及び表示装置６０がホイールローダ１の遠隔地にあってもよい。また、制御装置８０の複数の機能の一部又は全部がホイールローダ１の遠隔地にあってもよい。
【０１１８】
図１８は、本実施形態に係るホイールローダ１の一例を模式的に示す図である。本実施形態において、ホイールローダ１は、ホイールローダ１の遠隔地に設けられている運転操作装置５２Ｆによって遠隔操作される。
【０１１９】
上述の実施形態と同様、ホイールローダ１は、少なくとも、前タイヤ６Ｆが装着される車体２と、車体２に、移動可能に連結され、少なくとも一部が前タイヤ６Ｆよりも前方に配置される作業機１０と、車体２の前部に配置され、前タイヤ６Ｆの少なくとも一部を含む撮影領域を撮影するカメラ２０とを備える。
【０１２０】
ホイールローダ１の遠隔地に設けられている遠隔操作施設に、表示装置６０Ｆ、入力装置７０Ｆ、制御装置８０Ｆ、及び運転操作装置５２Ｆが配置される。表示装置６０Ｆ、入力装置７０Ｆ、制御装置８０Ｆ、及び運転操作装置５２Ｆはそれぞれ、ホイールローダ１とは別体で設けられる。
【０１２１】
ホイールローダ１と制御装置８０Ｆとは、無線通信システムを介して無線通信する。ホイールローダ１には無線通信システムの無線通信機２０１が設けられ、制御装置８０Ｆには無線通信システムの無線通信機２０２が接続される。
【０１２２】
運転操作装置５２Ｆは、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ホイールローダ１を旋回操舵するためのステアリングレバー、ホイールローダ１の前進と後進とを切り替える前後進切替スイッチ、及び作業機１０を操作するための作業レバーを含む。運転者は、遠隔操作施設において運転操作装置５２Ｆを操作する。運転操作装置５２Ｆが操作されることにより生成された操作信号は、無線通信システムを介して、ホイールローダ１に送信される。これにより、ホイールローダ１は遠隔操作され、ホイールローダ１の走行速度の調整、前進又は後進の切り替え、旋回、及び作業機１０の操作が実施される。
【０１２３】
制御装置８０Ｆは、図１１を参照して説明したような、撮影画像データ取得部８２と、障害物データ取得部８３と、俯瞰画像合成部８４と、フロント画像生成部８５と、カメラ画像切替部８６と、記憶部８７と、障害物位置データ生成部９０と、表示制御部９１とを有する。
【０１２４】
ホイールローダ１に設けられているカメラ２０で撮影された撮影画像は、無線通信システムを介してホイールローダ１から制御装置８０Ｆに送信される。制御装置８０Ｆの表示制御部９１は、カメラ２０で撮影され無線通信システムを介してホイールローダ１から送信された撮影画像と、前タイヤ６Ｆの接地面を含む平面ＦＬに作業機１０の第１部位ＳＬ１を投影した第１投影位置ＰＬ１を示す第１ガイド画像Ｌｄとを表示装置６０Ｆに重畳表示させる。遠隔操作施設の運転者は、表示装置６０Ｆに表示された表示データを視認可能である。
【０１２５】
以上説明したように、ホイールローダ１が無線通信システムを介して遠隔操作されてもよい。運転者は、遠隔地で、運転操作装置５２Ｆを操作する。運転操作装置５２Ｆの操作信号は、無線通信システムを介してホイールローダ１に送信される。ホイールローダ１は、運転操作装置５２Ｆの操作信号に基づいて、走行速度の調整、前進又は後進の切り替え、及び作業機１０の操作を実施することができる。また、制御装置８０Ｆが遠隔地にある場合、非接触センサ４０で取得された障害物データ、及びカメラ２０で取得された撮影画像データは、無線通信システムを介して、遠隔地にある制御装置８０Ｆに送信される。制御装置８０Ｆは、受信した撮影画像データに基づいて、俯瞰画像ＢＩを、遠隔地にある表示装置６０Ｆに表示させることができる。また、制御装置８０Ｆは、受信した障害物データに基づいて、障害物を示すマーク６３を遠隔地にある表示装置６０Ｆに表示させることができる。
【０１２６】
なお、上述の各実施形態においては、第１ガイド画像及び第２ガイド画像のそれぞれがガイドラインを含むこととした。第１ガイド画像及び第２ガイド画像の少なくとも一方は、ラインでなくてもよい。例えば、第１ガイド画像及び第２ガイド画像が、円形マーク、楕円形マーク、多角形マーク、及び星形マークの少なくとも一つを含んでもよい。また、第１ガイド画像及び第２ガイド画像が、透過画像を含んでもよい。例えば、第１ガイド画像及び第２ガイド画像が、地面ＲＳを透かして見ることができる透過ハッチングを含んでもよい。
【０１２７】
なお、上述の各実施形態において、第１投影位置ＰＬ１は、ダンピングリーチ姿勢におけるバケット１２の先端部１２Ｅ（第１部位ＳＬ１）の投影位置であったが、第１投影位置ＰＬ１に対応する第１部位ＳＬ１は異なる場所であってもよい。第１投影位置ＰＬ１に対応する第１部位ＳＬ１は、例えば、ブーム１１がブーム１１の可動範囲の上端部に配置されバケット１２がバケット１２の可動範囲の上端部に配置されたときのバケット１２の先端部１２Ｅの投影位置でもよい。また、第１投影位置ＰＬ１に対応する第１部位は、バケット１２の先端部１２Ｅの投影位置でなくてもよく、バケット１２の基端部の投影位置でもよいし、ブーム１１の先端部の投影位置でもよい。
【０１２８】
なお、上述の各実施形態において、第２投影位置ＰＬ２は、前タイヤ６Ｆの前端部（第２部位ＳＬ２）の投影位置であったが、第２投影位置ＰＬ２に対応する第２部位ＳＬ２は異なる投影位置であってもよく、例えば、前タイヤ６Ｆが装着される前輪５Ｆの一部の投影位置でもよい。なお、第２投影位置ＰＬ２に対応する第２部位ＳＬ２は、車体前部２Ｆの前端部の投影位置でもよい。
【０１２９】
なお、上述の各実施形態においては、ブーム１１の先端部に作業部材の一種であって、複数の刃を有するバケット１２が連結されることとした。ブーム１１の先端部に連結される作業部材は、ストレートの刃先を有するブレードでもよい。
【０１３０】
なお、上述の各実施形態においては、ホイールローダ１が鉱山の採掘現場で稼働することとした。ホイールローダ１は、施工現場又は建設現場で使用されてもよいし、除雪作業に使用されてもよいし、農畜産業における作業に使用されてもよいし、林業における作業に使用されてもよい。また、ブーム１１の先端部に連結される作業部材は、除雪作業に使用されるスノープラウ又はスノーバケットでもよいし、農畜産業の作業において使用されるベールグラブ又はフォークでもよいし、林業の作業において使用されるフォーク又はバケットでもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１…ホイールローダ（作業車両）、２…車体、２Ｆ…車体前部、２Ｒ…車体後部、３…運転台、４…走行装置、５…車輪、５Ｆ…前輪、５Ｒ…後輪、６…タイヤ、６Ｆ…前タイヤ、６Ｒ…後タイヤ、７…動力伝達機構、８…ハウジング、８Ｂ…アクスルボール、９…関節機構、１０…作業機、１１…ブーム、１２…バケット、１２Ｂ…先端部、１２Ｅ…端部、１３…ブームシリンダ、１４…バケットシリンダ、１５…ベルクランク、１６…リンク、２０…カメラ、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ…カメラ、３０…照明装置、３１…ケーシング、３１Ｌ…ロッド部材、３２…カバー部材、３３…ピラー、４０…非接触センサ（レーダ装置）、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ…非接触センサ（レーダ装置）、５０…角度センサ、５２…運転操作装置、５２Ａ…アクセルペダル、５２Ｂ…ブレーキペダル、５４…操作パネル、５６…モニタ装置、５８…リアビューモニタ装置、６０…表示装置、６１…第１領域、６２…第２領域、６３…マーク、６４…インジケータ、６５…アイコン、７０…入力装置、８０…制御装置、８２…撮影画像データ取得部、８３…障害物データ取得部、８４…俯瞰画像合成部、８５…フロント画像生成部、８６…カメラ画像切替部、８７…記憶部、９０…障害物位置データ生成部、９１…表示制御部、１００…周辺監視システム、２０１…無線通信機、２０１…無線通信機、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ…ライン、Ｌｄ…第１ガイド画像、Ｌｅ…第２ガイド画像、ＬＧ…ライン、ＲＳ…地面。
【要約】
作業車両は、前タイヤが装着される車体と、車体に、移動可能に連結され、少なくとも一部が前タイヤよりも前方に配置される作業機と、車体の前部に配置され、車体の前方を撮影領域として撮影するカメラと、カメラで撮影された撮影画像と、前タイヤの接地面を含む平面に作業機の第１部位を投影した第１投影位置を示す第１ガイド画像とを表示装置に重畳表示させる表示制御部と、を備える。【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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