(57)【要約】【課題】  建設機械に設けられる画像表示装置に２種類の画像を同時表示するに当って、これら２種類の画像を最も見易くできる。【解決手段】  モニタ１３の画面には、後方視野を取得するためにカウンタウエイト５に設けたカメラ１０から得られるカメラ画像がその全面にわたって表示され、この画面の左下の部分にエンジン冷却水温表示Ｃ１，作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３が目盛りと指針とで表示され、これら以外の領域は透視状態にして、背景となっているカメラ画像が視認可能な状態とすることによって、油圧ショベルを操作するオペレータは車両の作動状況を確認しながら稼動させることができ、これと同時に操作時には死角となる後方及び斜め後方の視野が得られる。【選択図】    図７
2005163370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械からなる車両の運転室に設けられ、少なくとも所定の計器類の計測データ画像と、外部の視野を補助的に得るために設置したカメラから得られるカメラ画像とを表示可能なモニタを装着した建設機械の画像表示装置において、
前記モニタには前記カメラ画像を表示し、このカメラ画像に前記計測データ画像が重ね合わせられて、この計測データ画像からカメラ画像が透視状態となるように表示する合成画像生成手段を備える
構成としたことを特徴とする建設機械の画像表示装置。
【請求項２】
前記計測データ画像として表示される情報は少なくともエンジンの冷却水温計と、燃料計と、作動油温計とを含み、また前記カメラ画像は少なくとも前記車両の後方を監視する後方監視カメラからの画像であることを特徴とする請求項１記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項３】
前記各計測データ画像はアナログ的に表現されるインジケータ画像であることを特徴とする請求項２記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項４】
前記車両には、前記後方監視カメラに加えて作業手段とその周辺を撮影する作業補助視野用カメラが設けられており、前記モニタに前記計測データと重ね合わせて表示されるカメラ画像は、前記後方監視カメラからの画像と、前記作業補助視野用カメラからの画像とを選択可能な構成としたことを特徴とする請求項２記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項５】
前記合成画像生成手段は、前記カメラ画像に対して前記計測データ画像をスーパーインポーズするように制御することを特徴とする請求項１記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項６】
前記計測データ画像と前記カメラ画像とを重ね合わせ表示する状態と、単独表示する状態とに切り換え可能な構成としたことを特徴とする請求項１記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項７】
前記画像の単独表示と重ね合わせ表示との切り換えは、切換手段により行われるものであることを特徴とする請求項６記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項８】
前記画像の単独表示と重ね合わせ表示との切り換えは、車両の作動状況に基づいて行われるようにしたことを特徴とする請求項６記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項９】
前記画像の重ね合わせ表示状態と単独表示状態とでは、前記計測データ画像として表示される事項が異なることを特徴とする請求項１記載の建設機械の画像表示装置。
【請求項１０】
前記車両の作動に異常が発生したときには、前記計測データ画像に代えて、その異常状態を前記カメラ画像に重ね合わせて表示することを特徴とする請求項１記載の建設機械の画像表示装置。
【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の運転室に設置されて、オペレータに各種の情報を認識させるための建設機械の画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の一例として油圧ショベルがある。油圧ショベルは、周知のように、エンジンによって油圧ポンプを駆動し、この油圧ポンプから出力される圧油を作動各部に装着した油圧シリンダや油圧モータからなる油圧アクチュエータに供給されるようになっている。そして、これら各々の作動部は、通常、運転室内にオペレータが搭乗して、操作レバー等の操作手段により操作されて、土砂の掘削等の作業が行われる。
【０００３】
運転室には、機械の作動状況をオペレータに認識させるために、各種の計器類が装着されている。例えば、エンジンの回転数計、燃料計、冷却水温計、作動油温度計、アワーメータ等がある。また、その他、機械の安全な作動に関する情報、例えばゲートロックレバーが正規の位置にあるか否か等の表示も行われる。さらに、スタータキーが入ったかどうかの判別も行なわれる。さらにまた、フロント作業機に装着されるアタッチメントの種類等の認識も可能としている。
【０００４】
液晶ディスプレイ等によるモニタを運転室に設置して、以上のように車両の状況に関する多種多様な情報を一括表示するようにしたものが実用化されている。このように、モニタを用いることによって、コンパクトな構成で様々な種類の情報を表示でき、オペレータが機械の作動状況を的確に把握できるようになる。また、運転室内で機械の操作を行うオペレータにとって後方の視野が十分に得られないことから、車両の後方位置に監視用のカメラを装着して、このカメラの画像をモニタに表示することにより、後方における補助的に視野を確保し、もって安全な作業を可能にするようにしたものも開発されている。
【０００５】
前述したカメラから得られた後方視野画像はモニタに表示されることになるが、このために専用のモニタを設置すると、運転室における前方の位置に計測データ画像用とカメラ画像用との２つのモニタが設置されることになり、これらのモニタにより前方視野が制限されることになるだけでなく、オペレータの注意力が散漫になってしまう可能性がある等の点で望ましくはない。そこで、運転室には単一のモニタを設置しておき、オペレータの必要に応じてこのモニタに表示される画像を切り換えるようにするのが一般的である。しかしながら、作業中にオペレータに対してモニタの表示画像の切換操作を強いると、作業に支障を来たすようなことがあり、やはり望ましいものではない。以上の点を勘案して、特許文献１において、必要最小限の計器類の計測データと後方監視カメラからの画像とをモニタに分割表示するように構成したものが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２８６９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、モニタの画面を分割して２種類の情報を表示すると、それぞれの画像表示領域が小さくなってしまう。つまり、カメラ画像を大きく表示しようとすると、計測データの表示領域が制限されることになり、オペレータにとって視認性が低下するだけでなく、表示されるデータを制限しなければならない。一方、計測データの表示領域を大きくすると、カメラ画像が見難くなってしまう。このように、モニタの分割表示では、表示される２種類の画像のうち、少なくとも一方若しくは双方の視認性が低下するという問題点がある。
【０００７】
ところで、前述した２種類の画像のうち、カメラ画像については、その画像全体が全て等しい関心領域という訳ではない。例えば、後方視野について言えば、この後方視野が必要なのは、車両を後進させるときと、上部旋回体を旋回させるときとであり、これらの軌跡以外の画像は表示する必要はあるものの、画質が多少低下しても、格別問題とはならない。従って、後方視野等のカメラ画像のうち、特に関心のある領域でなければ、他の情報を重ね合わせて表示しても、この他の情報を透視してカメラ画像が見えるようになっておれば、実用上で差し支えないものである。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、建設機械に設けられる画像表示装置に２種類の画像を同時表示するに当って、これら２種類の画像を最も見易くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、本発明が採用する構成としては、建設機械からなる車両の運転室に設けられ、少なくとも所定の計器類の計測データ画像と、外部の視野を補助的に得るために設置したカメラから得られるカメラ画像とを表示可能なモニタを装着した建設機械の画像表示装置であって、前記モニタには前記カメラ画像を表示し、このカメラ画像に前記計測データ画像が重ね合わせられて、この計測データ画像からカメラ画像が透視状態となるように表示する合成画像生成手段を備える構成としたことをその特徴とするものである。
【００１０】
エンジン及び油圧ポンプを搭載した建設機械を操作するオペレータが常に認識しなければならない情報としては車両の作動状況である。建設機械は高速走行する訳ではないので、速度表示は特に必要ではない。エンジンが搭載されていることから、エンジンの冷却水の温度は常に把握しておかなければならない。また、燃料の残量及び作動油温も常時確認する必要がある。従って、機械の作動中には、少なくともこれらの計測データ、即ち冷却水温計，燃料計及び作動油温計をインジケータとしてモニタに常時表示する。しかも、これらの計測データはアナログ的に表現されるインジケータとして画像化して表示する方が望ましい。
【００１１】
一方、もう一つの画像であるカメラ画像は、主として後方視野を得るために必要となる。ただし、後方視野が必要なのは車両の後進時と、上部旋回体の旋回時とであり、これら以外の操作時には必ずしも後方視野を得る必要はない。従って、後方視野が必要なときに画面を切り換えることも可能であるが、一連の作業の中で後進や旋回を行うことがあり、その都度画面を切り換えるのは極めて煩わしいものとなる。
【００１２】
以上のことから、カメラ画像を常時モニタに表示するようになし、このカメラ画像に計測データ画像を重ね合わせて表示する。計測データ画像は実質的に目盛りと指針とが表示されておれば良い。従って、これら２つの画像の重ね合わせ態様としては、モニタの全画面にカメラ画像を表示するようになし、目盛りと指針とからなる計測データ画像はこのカメラ画像を透視できるようにして表示する。これによって、計測データが表示されている領域であっても、この計測データの画像を透かしてカメラ画像を見ることができる。そして、計測データ画像については、背景となるカメラ画像の見易さを損なわない程度において、それから浮き上がって見えるようにするために特定の色調等を持たせるようにするのが望ましい。
【００１３】
たとえ計測データ画像を透かしてカメラ画像を目視できるにしても、２つの画像が重なり合った部分においては、カメラ画像の画質が低下する。例えば、建設機械が油圧ショベルである場合であって、後方の安全確認を行うための監視カメラがカウンタウエイトに取り付けられ、この監視カメラの視野が後方であって斜め下方となっている場合において、モニタ上に表示されている後方視野の画像全体が後方安全確認のために等しい重要性を持っている訳ではない。即ち、車両を後進させたり、上部旋回体を先回させたりする際には、画像の中央部を含み、上下方向及び左右方向に所定の幅分が安全確認のために最も感心のある領域である。そして、一般的な油圧ショベルでは、上部旋回体において、運転室とフロント作業機とは上部旋回体の前方位置で左右に配設されている（一般的には、運転室が上部旋回体の前方左側に配置されている）。従って、右旋回時には、フロント作業機及び上部旋回体の後方側に配置されている建屋やタンク類等により視界が遮られて、オペレータがこの方向を視認するのは実質的に不可能であるが、左旋回方向における斜め後方はオペレータの目視により安全を確認することはある程度は可能である。
【００１４】
以上のことから、モニタにおける画面における４つの角隅部の位置、特に上部側の角隅部の画像は安全確認という点では重要度は低いものであるから、さほど鮮明でなくても差し支えない。また、画面における右側の部分については、バックミラーが設けられており、しかもオペレータが僅かに首を回せば目視が可能であるので、カメラ画像が表示されておれば良く、ある程度画質が低下しても特に不都合はない。要するに、左旋回時には、その旋回範囲に何等かの障害となる物体等が存在しているか否を視認できれば、オペレータの肉眼によってそれを容易に確認できる。このように、カメラ画像が表示されている画面上での重要度に差があることから、計測データの表示領域をモニタ全体に表示されているカメラ画像のうちあまり重要でない部分に割り当てることにより、計測データ画像を大きく表示できるようになり、これら計測データ画像及びカメラ画像からなる２つの画像についてそれぞれ所期の目的を達成することができる。
【００１５】
また、例えば、油圧ショベルのように、掘削等を行う作業手段を備えており、しかもこの作業手段により作業が行われる部位が運転室内で操作するオペレータが目視不能な場合には、後方監視カメラに加えて作業手段とその周辺を撮影する作業補助視野用カメラを設け、この作業補助視野用カメラをモニタに表示することにより作業効率を向上させることができる。この場合にも、機械が作動していることから、後方監視カメラの場合と同様に、計測データ画像を作業補助視野用カメラの画像に重ね合わせて表示する。ただし、このように作業補助視野用カメラを併設する場合には、モニタに表示されるカメラ画像を取り込む際に、これら２種類のカメラ画像のうちのいずれかを選択するように表示の切り換えを行うことになる。
【００１６】
カメラ画像と計測データ画像との重ね合わせを行う合成画像生成手段は、例えば計測データ画像を液晶板に表示させ、カメラ画像はこの液晶板を透過させる等の手法によることもできるが、ＣＣＤカメラを用いている場合は、映像信号はデジタル処理されることから、画像の合成はスーパーインポーズ方式で行うことができる。即ち、モニタの全面にカメラ画像を表示するようになし、このカメラ画像に対して計測データ画像として、例えば目盛りと指針とをスーパーインポーズするように信号処理を行う。この場合、計測データ画像に割り当てられる画素数を変化させるようにすれば、計測データの表示を必要な程度の鮮明度を持たせることができる。
【００１７】
モニタには常に計測データ画像とカメラ画像とを重ね合わせて合成画像として表示しなければならないものではない。従って、重ね合わせ表示する状態と、単独表示する状態との間で表示モードを切り換え可能な構成とするのが望ましい。そして、画像の単独表示モードと重ね合わせ表示モードとの切り換えのために、スイッチ等からなる表示モード選択手段を設けておき、オペレータがこの選択手段を操作することにより表示モードが切り換わるようにすることもできる。また、車両の作動状況に基づいて自動的に切り換わるようにすることもできる。例えば、機械の起動動作時には計測データ画像またはカメラ画像を単独で表示するようになし、作業が開始した後には重ね合わせ表示を行うようにすることもできる。
【００１８】
計測データ画像は、合成画像として表示されるモードと単独表示されるモードとで同じ表示内容とする必要はない。単独表示する場合には、モニタの画面全体を使用できるので、より多くの情報を表示することが望ましい。一方、重ね合わせて表示するモードにおいては、画面上での表示領域を限定しなければならず、また必要最小限のデータを表示することによって、カメラ画像の画質の低下を最小限に抑制する。
【００１９】
モニタには、必要に応じてさらに他の情報を表示することもできる。例えば、モニタの制御手段に作業スケジュールや手順等のデータを設定しておくことができ、オペレータは適宜のときにこのデータを読み出して作業の進捗状況と照合する等のことを行うことができる。また、建設機械とその管理センタとを無線通信手段等を介して情報の伝達を行えるようにしたものもあり、この場合には管理センタから与えられるメッセージをモニタに表示するように設定することもできる。ただし、これらの情報は作業開始前、作業終了後、または休憩時等に表示するようになっておれば良い。さらに、車両の作動に異常が発生したときに、その異常内容をメッセージとしてモニタに表示できるように設定することが、故障発生防止等の観点から望ましい。そこで、異常事態の発生を検知したときには、計測データ画像に代えて、その異常状態についてのメッセージをカメラ画像に重ね合わせて表示するか、または単独で表示するように設定すれば良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上のように構成することによって、単独のモニタでオペレータにとって必要とする情報が見易い状態で表示できる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、建設機械として油圧ショベルの表示装置について説明するが、表示装置が装着される建設機械としては、この油圧ショベルに限定されるものではない。
【００２２】
そこで、まず、図１に油圧ショベルの全体構成を示す。同図において、１はクローラ式の下部走行体、２は上部旋回体、３は上部旋回体２に設けた掘削作業手段等からなるフロント作業機である。また、上部旋回体２にはオペレータが搭乗して、機械の操作を行うための運転室（キャブ）４が設置されており、この運転室４内には、下部走行体１による走行、上部旋回体２の旋回、土砂の掘削等といった作業を行うためのフロント作業機３を構成するブーム３ａ，アーム３ｂ，バケット３ｃの作動等といった操作を行う作業レバーを含む操作レバー，操作ペダル、スイッチ等操作手段が設けられている。
【００２３】
油圧ショベルは概略以上のように構成されるが、通常、その駆動はエンジンにより油圧ポンプを作動させて、油圧モータや油圧シリンダといった油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動式となっている。従って、エンジン関係の作動状況を検出する各種のセンサや、油圧駆動系の各部にも各種のセンサが設けられ、さらにフロント作業機３等の作動各部にもセンサ等が装着されて、油圧ショベルの各部を監視している。これら各センサによる検出情報のうち、オペレータが認識する方が望ましいもの及び認識することが必須のものと、オペレータに報知しなくても良いものとがある。また、オペレータに認識させる必要のある情報は車両の作動状況に関する情報であり、これらのうち、緊急に、しかも確実に認識させなければならない情報もある。つまり、オペレータに報知する必要のある情報としては、一般的な車両状況情報と、油圧ショベルにおける重大な故障等が発生するおそれのある異常状態の発生等に関する異常情報とが含まれている。
【００２４】
また、この油圧ショベルには、安全で、しかも効率的な作動を可能にするために、オペレータによる外部視野において、死角となる領域をなくすために、後方監視用のカメラが設置されている。１０は後方視野を確保するために、上部旋回体２の後部位置に設置したカウンタウエイト５に取り付けられて、補助的に後方視野を確保するためのカメラである。また、１１はフロント作業機３におけるアーム３ｂの先端近傍部に取り付けられ、運転室４内からオペレータが覗き込むことのできない深堀位置の状態、つまり掘削状態を確認するために設けたものである。また、カメラ１１により高所作業を行う際に補助的な視野が得られる。なお、これらのカメラ１０，１１の双方を設けることは必須ではなく、油圧ショベルで行う作業態様や作業現場の状況等に応じて適宜設けられるものであるが、これら２つのカメラ１０，１１のうち、後方視野を取得するカメラ１０は、作業の安全確保等の点から必要なものとなる。そして、これらの位置以外にも、例えば側方における補助視野を取得するためのカメラ等を設置することもできる。
【００２５】
さらに、油圧ショベルには通信手段が搭載されており、この通信手段により遠隔地にある管理センタ等の関連施設と無線による通信が可能となっている。これにより、油圧ショベルを含めた各種の建設機械を集中管理することができ、例えば作業現場での作業状況を把握したり、消耗品等の配給を管理したり、建設機械のスケジュール管理を行ったりすることができる。このために、少なくとも油圧ショベルには通信装置１２（図８参照）とそのアンテナ１２ａとを備えている。通信は油圧ショベル側において受信専用のものとしても良く、また双方向通信が可能な構成とすることもできる。
【００２６】
運転室４内には、図２に示したように、液晶ディスプレイで構成されるモニタ１３が設置されており、このモニタ１３に各種の情報を表示することによって、機械の操作を行うオペレータにこれらの情報を認識させるようにしている。モニタ１３は、従って、オペレータが油圧ショベルを構成する各機構部の操作を行っている間でも見ることができる。ただし、作業中においては、前方視野をできるだけ妨げないようにする必要がある。このために、モニタ１３は比較的小型の画面を有するものとし、運転室４内において、運転席６の斜め前方に配置されており、例えばピラー７に取り付けられている。
【００２７】
モニタ１３に表示される情報は前述したものがあり、これら各種の情報をグループ化して、複数の表示画面態様が設定されており、必要に応じて切り換え表示できるように構成している。そして、画像表示装置に表示される画像としては、例えば図３乃至図７に示した５つの態様が含まれる。これらのうち、図３乃至図６に示した４つの画像は単独表示されるものであり、また図７には２種類の画像を重ね合わせて表示される合成画像であり、これら単独表示画像と図７に合成画像とのいずれかがモニタ１３に表示される。
【００２８】
まず、図３に示した表示態様は、車両状況情報として表示される車両状況表示画像が例示されている。図中に具体的に示されている表示情報としては、アイコン表示として、図面の左側から順に、盗難防止機構が作動しているか否かの表示Ａ１，フロント作業機３を構成するアー３ｂの先端にバケット３ｃが装着されているか、若しくは他のフロントアタッチメントが装着されているかの表示Ａ２、作動負荷の状態表示Ａ３、走行速度表示Ａ４，オートアイドルか否かの表示Ａ５、照明灯の点灯の有無に関する表示Ａ６、ワイパの作動の有無表示Ａ７があり、またこれらと並んで稼働時間表示部Ｂがあり、稼働時間が数値で表示される。さらに、その下段、つまりモニタ１３の中央部分の大きな領域には、エンジン冷却水温表示Ｃ１、作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３が並べてインジケータとしてキャラクタ表示がなされる。さらに、最下段にはバッテリ残量と、エンジンオイル油圧との表示部Ｄ１，Ｄ２があるが、バッテリの充電量及びエンジンオイルの油圧が一定レベルを保っているときと、バッテリの充電量及びエンジンオイルの油圧が所定レベルより低下すると、濃淡の変化、色調の変化等、表示状態が変化する。
【００２９】
なお、車両状況情報として表示されるのは、これら全ての情報を含んでいなければならないものではなく、またこれらの情報以外の情報を含ませることもできる。要は、オペレータが認識すべき車両の現状を表示するようになっておれば良い。ただし、表示形態はともかくとして、少なくともエンジン冷却水温表示Ｃ１、作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３は含まれていなければならない。
【００３０】
次に、図４にカメラの画像を表示する補助視野画像の一例を示す。同図に示したのは、安全確認のために、後方視野を取得するカメラ１０で得た映像を表示したものであり、モニタ１３の画面全体に車両後方の風景映像が表示される。また、作業領域確認用として、掘削状態の映像を取得するカメラ１１からの映像情報が表示される場合も、画面全体を使って表示されることになる。
【００３１】
さらに、図５には受信情報表示画像の一例を示す。受信情報は基本的にはメッセージによる表示であり、メッセージは管理センタ等の関連施設側から送信される指令やメッセージが表示される。メッセージ内容としては、作業スケジュールや作業場所等、機械に関連するもの等その種類は問わない。メッセージ表示場所としては、図３のキャラクタ表示Ｃ１〜Ｃ３がなされている箇所とし、これらのキャラクタ表示に代えてメッセージが表示される。また、双方向通信が可能になっている場合には、オペレータからの送信内容をこの部位に表示するようにしても良い。そして、管理センタ等からのメッセージが受信されたときには、そのことをオペレータに知らせるために、モニタ１３の適宜の箇所、例えば図３における右下の隅にマークを設けて、このマークを点滅させたり、ウインドウを開いたりするように設定することができる。
【００３２】
そして、図６には異常情報表示画像の一例が示されている。異常状態とは、そのままの状態で機器の作動を継続すると故障や事故の原因となる事態の発生であり、具体的に言えば、バッテリの充電電圧が規定値以下となっている場合、エンジンオイルの油圧が規定値以下の場合、エンジン冷却水が規定温度以上の場合、作動油温度が異常に上昇している場合、エンジンフィルタの吸気側に設けたフィルタが目詰まりしている場合等である。これらの事態は、車両状況情報に基づいて認識できるようにすることもできるが、事態の重大性に鑑みて、オペレータに異常状態を確実に迅速かつ認識させるために、モニタ１３の画面中央部、つまり図３のキャラクタ表示Ｃ１〜Ｃ３がなされている箇所とし、これらのキャラクタ表示に代えて文字の大きさや色等の点で目立つようにメッセージ表示がなされるようになっている。しかも、さらに安全性を考慮して、モニタ１３へのメッセージ表示に加えて、数秒乃至数十秒程度にわたって警報を同時に発生させるのが望ましい。
【００３３】
さらに、図７に示した画像は２種類の情報を重ね合わせて表示される合成画像である。この画像は基本的には図４に示したカメラ画像である。そして、このカメラ画像には図３に示した車両状況画像のうちのエンジン冷却水温表示Ｃ１，作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３がカメラ画像を透視状態にして重ね合わせて表示される。ここで、図示したように、エンジン冷却水温表示Ｃ１，作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３はアナログ的な表現形態を有する計測データであり、最低限目盛りと指針とから構成される。図３の状態では、これら目盛り及び指針の他に、エンジン冷却水温、作動油温、燃料を示すキャラクタが表示されている。そこで、重ね合わせて合成画像として表示する際には、これら目盛りと指針のみを表示し、それら以外のキャラクタは削除すると共に、目盛りと指針以外は透視状態に表示して、カメラ画像がそのほぼ全体が視認できるようになる。このように、カメラ画像に重ね合わせて表示される車両状況画像は透視可能であるが、この表示領域においては、背景となっているカメラ画像の部分の画質は多少低下することになる。
【００３４】
ここで、本実施の形態においては、後方監視を行うために設けたカメラ１０は、図１に示したように、カウンタウエイト５の幅方向においては、概略中間位置であって、上部側に配置されている。しかも、カメラ１０における対物レンズの光軸Ａは斜め下方に向けられている。そこで、このカメラ１０の後方視野範囲を図１に示す。ここで、油圧ショベルにおいて、後方の確認が必要なのは車両の後進時と、上部旋回体の旋回時とであり、これらの作動時に車両の動きの範囲内に作業者，機械類，構築物等が存在するか否かを確認し、それらが車両と干渉するおそれがあるときには、停車する等の措置により安全を確保することになる。この場合において、カメラ１０で得られる画像はその全体が同じ重要性を持つ訳ではない。
【００３５】
まず、モニタ１３に映し出されたカメラ画像のうち、上方側はさほど重要ではない。つまり、表示された画像のうち、カウンタウエイト５の上面より高い位置については、何らかの障害物等があっても、上部旋回体２を旋回させる際に格別の危険は発生することはない。また、図１から明らかなように、運転室４は上部旋回体２の左側に位置している関係から、その内部からでは実質的に視野が得られないのは、上部旋回体２の後部側と、斜め右後方とであり、斜め左後方は運転室４内からでもある程度の視野を確保することができる。従って、オペレータにとって、後方確認のためにモニタ１３に頼るしかないのは、画像のうち、概略左半分であって、しかも上下方向の中間部の画像はできるだけ鮮明なものが要求されるが、上部側におけるある幅分と、左側の下方の一部では、画質が多少低下しても後方監視の性能に実質的に影響を与えない。
【００３６】
以上のことから、モニタ１３の画面に表示されている図７に示したカメラ画像において、左下の部分にそれぞれ目盛りと指針とからなるエンジン冷却水温表示Ｃ１，作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３を表示する。そして、これら目盛り及び指針以外の領域は透視状態にして、背景となっているカメラ画像が視認可能な状態とする。また、図７においては、画面の上部における左右の角隅部には、時計Ｔ１と稼動時間Ｔ２とを表示する。ここで、稼動時間Ｔ２は、図３に示した車両状況画像のうちの稼働時間表示部Ｂと同じものである。
【００３７】
次に、図８にモニタ１３における画像表示を制御する制御装置２０の構成を示す。制御装置２０は入力制御部２１を有し、この入力制御部２１には各部に設けたセンサからの検出信号等が取り込まれ、またカメラ１０（及びカメラ１１）からの映像信号が取り込まれるようになっており、さらには通信装置１２に入力された受信信号も取り込まれることになる。
【００３８】
カメラ１０から送信される信号は入力制御部２１から映像信号処理部２２に取り込まれて、この映像信号処理部２２によりモニタ１３に表示される映像信号が生成されることになり、この映像信号は画像メモリ２３に記憶される。また、油圧ショベルを構成する各機器類やフロント作業機３等の作動部には各種のセンサ等が設けられており、これらセンサ等からの検出信号が制御装置２０に刻々入力されるようになっている。そして、これらの入力信号は計測データ処理回路２４に取り込まれて、車両状況を示す各種のデータが生成される。さらに、通信装置１２で受信した管理センタ等からのメッセージ情報は通信情報メモリ２５に記憶される。
【００３９】
カメラ画像と車両状況画像とは、切換スイッチ等からなる表示モード選択手段２６によって、それぞれの画像を単独で表示するか、これら２つの画像の合成画像を表示するかの選択を行えるようになっている。このために、画像メモリ２３及び計測データ信号処理部２４の出力側にはそれぞれ切換スイッチＳＷ１，ＳＷ２からなる表示モード選択部２７が設けられており、これら切換スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接点ａを接点ｂ側に接続したときには、表示モードは合成画像表示モードとなり、接点ｃ側に接続する状態に切り換えると、単独表示モードとなる。このために、接点ｂ側は合成画像生成回路２８に接続されとり、この合成画像生成回路２８によって、画像メモリ２３から出力されるカメラ画像がモニタ１３に表示されると共に、計測データ処理部２４からの出力信号をスーパーインポーズ画像生成回路２９により生成された計測データ画像とを重ね合わせるようにして合成される。ここで、スーパーインポーズ画像生成回路２９においては、計測データ処理部２４からの出力信号に基づいて、エンジン冷却水温表示Ｃ１，作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３と、時計Ｔ１及び稼動時間Ｔ２とがそれぞれモニタ１３の画面における図７に示した各領域において、目盛り，指針及び数字という表現形式で表示される画像が生成されるようになっている。そして、この画像は合成画像生成回路２８において、画像メモリ２３から出力されるカメラ画像にスーパーインポーズされ、しかも背景となるカメラ画像を透視可能な状態で表示される合成画像が生成される。そして、この合成画像は出力制御部３０に出力されることになる。
【００４０】
計測データ処理部２４からの出力信号に基づいて２種類の画像が生成可能となっている。前述したスーパーインポーズ画像生成回路２９では、カメラ画像に重なり合うように表示される関係から、表示情報及びその態様、さらには情報表示位置が限定されるが、計測データを単独に表示できるようにするために、スイッチＳＷ２の接点ｃ側には計測データ表示画面用画像生成回路３１が接続されており、これによって図４に示した車両状況表示画像が出力可能な状態となる。また、スイッチＳＷ１の接点ａ，ｃ間が接続されると、画像メモリ２３からのカメラ画像が出力制御部３０に出力可能な状態となる。
【００４１】
そして、計測データ信号処理部２４の出力側には、表示モード選択部２７の前段にデータ比較部３２が設けられており、このデータ比較部３２には異常検出の基準となる数値データが保持されている。従って、計測データ信号処理部２４からの出力信号はこのデータ比較部３２に取り込まれた現状の数値が設定されている基準値と比較されて、異常事態が発生したか否かが判定されるようになっている。従って、データ比較部３２は異常検出手段を構成している。そして、このデータ比較部３２により異常事態が発生したと判定されたときには、それに応じたメッセージを生成するメッセージ発生部３３により適切なメッセージが生成される。さらに、通信装置１２で受信し、通信情報メモリ２５に記憶されている通信情報も出力制御部３０に出力可能になっている。
【００４２】
そして、表示モード選択手段２６により合成画像の表示モードが選択されているときには、出力制御部３０からモニタ１３にはこの合成画像（図７に示したような画像）が出力されて、カメラ画像と計測データ画像とを重ね合わせた画像が表示されることになる。一方、表示モード選択手段２６により単独表示画像の表示モードが選択されたときには、画像メモリ２３からのカメラ画像信号、計測データ表示画面用画像生成回路３１からの車両状況信号、通信情報メモリ２４からの受信情報のいずれかの画像が出力制御部３０を介してモニタ１３に表示されるようになっている。
【００４３】
ただし、異常情報表示画像については、異常状態が発生しない限り、その表示が行われない。しかも、異常状態となれば、できるだけ迅速かつ確実にオペレータに認識させなければならない。従って、モニタ１３にどのような画像が表示されているにしても、異常状態が発生すると、異常情報表示画像に直ちに自動的に切り換わるように設定されている。従って、例えばエンジン冷却水の温度について言えば、データ比較部３２にはエンジン冷却水の最高温度が基準値として設定されており、計測データ処理部２４で得たエンジン冷却水温の実測値が、この基準値を超えたときには、メッセージ表示部３３を介して出力制御部３０を介して図６に示した異常情報が表示される。即ち、データ比較部３２の出力がトリガとなって、モニタ１３には、カメラ画像表示画面から異常状態表示画面に直ちに、しかも自動的に切り換わることになる。
【００４４】
ここで、表示モード選択手段２６により単独表示画像の表示モードが選択されると、画像メモリ２３からのカメラ画像、計測データ表示画面用画像生成回路３１からの車両状況画像、通信情報メモリ２４からの受信情報画像のうちのいずれかがモニタ１３に表示されることになるが、これらは画面切換手段３４により切り換え表示される。従って、この画面切換手段３４を適宜操作すれば、所望の画像が表示されることになる。ただし、表示モード選択手段２６により単独画像表示モードが選択されたときには、モニタ１３に優先的に表示される画像を設定しておく方が望ましい。
【００４５】
一般的には、車両状況画像が優先的に表示され、他の単独表示画像は画面切換手段３４の切換操作により切り換わるように設定する。また、油圧ショベルの作動状況に応じてモニタ１３の画面に優先的に表示する画像の種類を予め設定しておくこともできる。即ち、油圧ショベルが、作業状態で稼動している場合には車両状況画像を優先的に表示し、アイドリング状態で作動しているときにはカメラ画像が優先的に表示される画像というような設定も可能である。さらに、単独表示モードが選択されると、車両状況画像が表示されるが、例えばオペレータが操作レバーを操作して、車両を後進させたとき、及び上部旋回体２を旋回させたときには、後方視野からなるカメラ画像が表示される状態に自動的に切り換わるようにしても良い。
【００４６】
いずれにしろ、表示モード選択手段２７及び画面切換手段３４はスイッチで構成することができ、これらのスイッチは、モニタ１３の額縁に設けるようにしても良く、また操作レバー等のようにオペレータが操作し易い位置に設けるようにすることもできる。運転室４内における運転席６の両袖部には作業用レバーが設けられており、オペレータは油圧ショベルを作動させて、土砂の掘削等の作業を行う際には、この左右の作業用レバーを左右の手で常時把持しているのが一般的であるから、これら作業用レバーに表示モード選択手段２７及び画面切換手段３４を構成する各スイッチを設けるようにすると、表示モードの選択及び画面の切り換えを円滑に行うことができる。
【００４７】
以上のように構成することによって、画像表示装置を構成するモニタ１３には、油圧ショベルを作動させる上で極めて重要な２種類の情報が重なり合うようにして表示できることから、この油圧ショベルを操作するオペレータは車両の作動状況を確認しながら稼動させることができ、これと同時に操作時には死角となる後方及び斜め後方の視野を得ることができるようになる。従って、油圧ショベルを円滑かつ安定的に作動させることができ、また後進時及び旋回時における安全確保を図ることができるようになる。
【００４８】
即ち、計器類の状態、つまり油圧ショベルを操作する際に常に認識していなければならない計測データについては、モニタ１３に表示されている画像のうち、計測データとしてのエンジン冷却水温表示Ｃ１，作動油温表示Ｃ２及び燃料残量表示Ｃ３がなされている部位を注視すれば良く、これらは大きく表示できることから、オペレータは正確にこれらの情報を把握できる。そして、車両を後進させたり、上部旋回体２を旋回させたりする際には、モニタ１３の全体にカメラ画像が表示されているので、このカメラ画像を目視しながら操作を行うことによって、作業の安全性及び確実性が得られることになる。モニタ１３に表示されているカメラ画像のうち、計測データを透過して得られる部位については多少画質が低下するが、この部位に何らかの障害物が存在しているか否かを確認できれば良く、この障害物について、より詳細な情報を取得するには、それをオペレータは振り返ることによって直接目視することができ、またはバックミラーに写し出されるので、安全確認という点では格別問題となることはない。
【００４９】
なお、図７に示した計測データの表示態様は単に一例を示したものであり、この計測データの表示位置は、例えば図７において、稼動時間Ｔ２が表示されている領域を計測データの表示領域に割り当てるようになし、時計Ｔ１及び稼働時間Ｔ２はモニタ１３の画面の下部位置に配置するようにしても良い。複数の計測データを分散的に配置するようにすることもできる。例えば、モニタ１３の画面の３つの角隅部をそれらの表示領域とし、また時計Ｔ１と稼動時間Ｔ２とは残りの１つの角隅部に表示するようにすることもできる。さらに、計測データ画像としては、前述した３種類のものだけでなく、さらに他のデータを表示することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】建設機械の一例としての油圧ショベルの概略構成図である。
【図２】図１の油圧ショベルの運転室の内部における要部構成図である。
【図３】画像表示装置における車両状況表示画面の一例を示す図である。
【図４】画像表示装置における後方視野画像表示画面の一例を示す図である。
【図５】画像表示装置における通信情報表示画面の一例を示す図である。
【図６】画像表示装置における異常状態表示画面の一例を示す図である。
【図７】画像表示装置に後方視野画像に計測データ画像を透視状態にして重ね合わせて表示している画面の一例を示す図である。
【図８】制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  下部走行体
２  上部旋回体
３  フロント作業機
４  運転室
１０，１１  カメラ
１２  通信装置
１３  表示装置
２０  制御装置
２２  映像信号処理部
２３  画像メモリ
２４  計測データ処理部
２６  表示モード選択手段
２７  表示モード選択部
２８  合成画像生成回路
２９  スーパーインポーズ画像生成回路
３１  計測データ表示画面用画像生成回路
３４  画面切換手段
【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】
2005163370.tif 000008
【図７】
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【図８】
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