(57)【要約】【課題】作業機械の姿勢に拘わらず作業機械の後方を確認できる作業機械の視野補助装置を提供する。【解決手段】作業機械の視野補助装置は、運転室内の操作装置で回動操作されるフロント装置を挟んで運転室とは反対側に設置され、作業機械の側方後方を確認するためのミラーと、ミラーと同等の視野角で作業機械の側方後方を撮像する撮像装置と、運転室からミラーにより作業機械の側方後方が視認できるか否かを判定する判定手段と、撮像装置からの撮像信号による側方後方の画像を表示する表示装置と、判定手段で側方後方が視認できないと判定されると、表示装置に側方後方の画像を表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図８
2013002101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転室内の操作装置で回動操作されるフロント装置を挟んで前記運転室とは反対側に設置され、作業機械の側方後方を確認するためのミラーと、
前記ミラーと同等の視野角で作業機械の側方後方を撮像する撮像装置と、
前記運転室から前記ミラーにより作業機械の側方後方が視認できるか否かを判定する判定手段と、
前記撮像装置からの撮像信号による前記側方後方の画像を表示する表示装置と、
前記判定手段で前記側方後方が視認できないと判定されると、前記表示装置に前記側方後方の画像を表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする作業機械の視野補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の視野補助装置において、
前記フロント装置の回動角度を検出する角度検出手段を備え、
前記判定手段は、前記角度検出手段により検出された前記フロント装置の回動角度に基づいて、前記運転室内の運転者から前記ミラーへの視線が前記フロント装置で遮られるか否かにより、前記作業機械の側方後方の視認可否を判定することを特徴とする作業機械の視野補助装置。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械の視野補助装置において、
前記視線は、前記運転室内の運転者の眼の位置を表す位置データと、前記ミラーの位置を表す位置データとに基づいて計算され、
前記判定手段は、前記フロント装置の形状を表す形状データと、前記フロント装置の回動支点の位置を表す位置データと、前記角度検出手段により検出された前記フロント装置の回動角度とに基づいて、前記視線が前記フロント装置で遮られるか否かにより前記視認可否を判定することを特徴とする作業機械の視野補助装置。
【請求項４】
請求項１に記載の作業機械の視野補助装置において、
前記ミラーに対して位置が可変される前記運転室の位置を表す位置データを検出する位置検出手段と、
前記フロント装置の回動角度を検出する角度検出手段とを備え、
前記判定手段は、前記位置検出手段により検出された前記運転室の位置を表す位置データと、前記角度検出手段により検出された前記フロント装置の回動角度とに基づいて、前記運転室内の運転者から前記ミラーへの視線が前記フロント装置で遮られるか否かにより、前記作業機械の側方後方の視認可否を判定することを特徴とする作業機械の視野補助装置。
【請求項５】
請求項４に記載の作業機械の視野補助装置において、
前記視線は、前記位置検出手段により検出された前記運転室の位置を表す位置データを加味して算出された前記運転室内の運転者の眼の位置を表す位置データと、前記ミラーの位置を表す位置データとに基づいて計算され、
前記判定手段は、前記フロント装置の形状を表す形状データと、前記フロント装置の回動支点の位置を表す位置データと、前記角度検出手段により検出された前記フロント装置の回動角度とに基づいて、前記視線が前記フロント装置で遮られるか否かにより前記視認可否を判定することを特徴とする作業機械の視野補助装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の作業機械の視野補助装置において、
前記撮像装置は、前記ミラーに付設され、前記ミラーの光学的視野角よりも広い視野角で前記作業機械の側方後方を撮像することを特徴とする作業機械の視野補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の視野補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の作業機械には、運転者が作業機械の後方を確認するために使用されるサイドミラーが設けられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２９５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のサイドミラーは、作業機械の姿勢によっては運転者から視認できないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、運転室内の操作装置で回動操作されるフロント装置を挟んで運転室とは反対側に設置され、作業機械の側方後方を確認するためのミラーと、ミラーと同等の視野角で作業機械の側方後方を撮像する撮像装置と、運転室からミラーにより作業機械の側方後方が視認できるか否かを判定する判定手段と、撮像装置からの撮像信号による側方後方の画像を表示する表示装置と、判定手段で側方後方が視認できないと判定されると、表示装置に側方後方の画像を表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする作業機械の視野補助装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の作業機械の視野補助装置において、フロント装置の回動角度を検出する角度検出手段を備え、判定手段は、角度検出手段により検出されたフロント装置の回動角度に基づいて、運転室内の運転者からミラーへの視線がフロント装置で遮られるか否かにより、作業機械の側方後方の視認可否を判定することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の作業機械の視野補助装置において、視線は、運転室内の運転者の眼の位置を表す位置データと、ミラーの位置を表す位置データとに基づいて計算され、判定手段は、フロント装置の形状を表す形状データと、フロント装置の回動支点の位置を表す位置データと、角度検出手段により検出されたフロント装置の回動角度とに基づいて、視線がフロント装置で遮られるか否かにより視認可否を判定することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の作業機械の視野補助装置において、ミラーに対して位置が可変される運転室の位置を表す位置データを検出する位置検出手段と、フロント装置の回動角度を検出する角度検出手段とを備え、判定手段は、位置検出手段により検出された運転室の位置を表す位置データと、角度検出手段により検出されたフロント装置の回動角度とに基づいて、運転室内の運転者からミラーへの視線がフロント装置で遮られるか否かにより、作業機械の側方後方の視認可否を判定することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の作業機械の視野補助装置において、視線は、位置検出手段により検出された運転室の位置を表す位置データを加味して算出された運転室内の運転者の眼の位置を表す位置データと、ミラーの位置を表す位置データとに基づいて計算され、判定手段は、フロント装置の形状を表す形状データと、フロント装置の回動支点の位置を表す位置データと、角度検出手段により検出されたフロント装置の回動角度とに基づいて、視線がフロント装置で遮られるか否かにより視認可否を判定することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の作業機械の視野補助装置において、撮像装置は、ミラーに付設され、ミラーの光学的視野角よりも広い視野角で作業機械の側方後方を撮像することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、作業機械の姿勢に拘わらず作業機械の後方を確認できる作業機械の視野補助装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る視野補助装置が適用される油圧ショベルの一例を示す斜視図。
【図２】図１のカメラ付きミラー装置の正面模式図および側面模式図。
【図３】図１の油圧ショベルに設けられたカメラおよびミラーの視野範囲を示す図。
【図４】図１の油圧ショベルの運転室の内部を示す模式図。
【図５】図１の油圧ショベルの平面模式図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る視野補助装置の表示装置を示す図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る視野補助装置の制御システム構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る視野補助装置の制御システムによる処理を示すフローチャート。
【図９】ブーム回動角度に応じた判定テーブルを示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るリンク昇降式の運転室を有する油圧ショベルを示す側面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る視野補助装置の制御システム構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の変形例に係る垂直昇降式の運転室を有する油圧ショベルを示す側面図。
【図１３】本発明の変形例に係る表示装置に表示される表示画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
―第１の実施の形態―
以下、図面を参照して本発明による作業機械の視野補助装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る視野補助装置が適用される作業機械の一例である油圧ショベルの斜視図である。なお、以下では図示のように機体の前後左右方向を定義する。
【０００９】
油圧ショベル１００は、関節式フロント装置１０１と車体１０２とを有する。車体１０２は、左右一対のクローラを備える下部走行体１０６と、下部走行体１０６の上方に旋回可能に搭載された上部旋回体１０４とを備え、上部旋回体１０４には運転室１０３と建屋１０５とが設けられている。
【００１０】
フロント装置１０１は、上部旋回体１０４の前部に回動可能に軸支されたブーム１０７と、ブーム１０７の先端部に回動可能に軸支されたアーム１０８と、アーム１０８の先端部に回動可能に軸支されたバケット１０９とを有する。ブーム１０７、アーム１０８、バケット１０９はそれぞれ、ブームシリンダ１０７ａ、アームシリンダ１０８ａ、バケットシリンダ１０９ａの伸縮によって回動する。下部走行体１０６に設けられる左右一対のクローラは、それぞれ走行モータ１１１Ｌ，１１１Ｒで駆動され、油圧ショベル１００が走行する。上部旋回体１０４は旋回フレームに搭載される旋回モータ（不図示）の駆動により旋回する。
【００１１】
建屋１０５には、ブームシリンダ１０７ａ、アームシリンダ１０８ａ、バケットシリンダ１０９ａ、走行モータ１１１Ｌ，１１１Ｒ、旋回モータを駆動制御するためのエンジン、油圧ポンプおよび油圧制御弁を備えた油圧制御システム（不図示）が収容されている。
【００１２】
運転室１０３の左前部には油圧ショベル１００の左側方後方を確認するためのサイドミラー２が設けられ、建屋１０５の右前部に設けられる手摺には油圧ショベル１００の右側方後方を確認するためのカメラ付きミラー装置１が設けられている。カメラ付きミラー装置１は、フロント装置１０１を挟んで運転室１０３とは反対側に設置されている。図２に示すように、カメラ付きミラー装置１は、縦長のミラー１０と、ミラー１０と同等の視野角で油圧ショベル１００の右側方後方を撮像するカメラ１１とを有する。カメラ１１は、ミラー１０の上方に付設され、カバー１２によりカメラ１１の上方および側方が覆われている。カバー１２は、カメラ１１の雨除けおよび日除けの役割を果たす。
【００１３】
カメラ付きミラー装置１の裏側には、車体１０２への取付部材１３が設けられており、カメラ１１の電源および映像信号ハーネス１４は取付部材１３の内部を通って建屋１０５内に配線されている。
【００１４】
図３は、油圧ショベル１００に設けられたカメラおよびミラーの視野範囲を示す図である。なお、図中、ミラーの視野範囲を破線で、カメラの視野範囲を二点鎖線で示す。図示するように、通常、ミラー１０，２の向きはミラーの視野範囲１０Ｖ，２Ｖ内に車体１０２の側部が含まれるように調整される。
【００１５】
図示するように、カメラ付きミラー装置１のミラー１０の視野範囲１０Ｖは車体１０２の右側部を含む右側方後方、サイドミラー２の視野範囲２Ｖは車体１０２の左側部を含む左側方後方、後方カメラ３の視野範囲３Ｖは車体１０２の後方となるように調整されている。
【００１６】
カメラ付きミラー装置１のカメラ１１の水平画角および垂直画角はミラー１０の光学的視野角よりも広くなるように、すなわちカメラ１１の視野範囲１１Ｖがミラー１０の視野範囲１０Ｖより広くなるように調整され、カメラ１１は、カメラ１１の視野範囲１１Ｖがミラー１０の視野範囲１０Ｖを包含するようにミラー１０の上方に付設されている（図２参照）。
【００１７】
カメラ付きミラー装置１のカメラ１１で撮影した右側方後方画像および後方カメラ３で撮影した後方画像は、運転室１０３内に設置される表示装置１５０，３５（図４参照）のそれぞれに表示される。
【００１８】
運転室（キャブ）１０３は、図１に示したように、上部旋回体１０４の左前部に設けられている。運転室１０３には、図４に示すように、運転者が着座する運転席３９と、走行レバー３３，３４と、操作レバー３１，３２とが配設されている。運転者は、走行レバー３３，３４を操作することによって下部走行体１０６を走行させることができ、操作レバー３１，３２を操作することによって上部旋回体１０４を旋回させたり、フロント装置１０１のブーム１０７，アーム１０８およびバケット１０９を起伏動させることができる。
【００１９】
図４に示すように、運転室１０３内には、種々の動作モードに対応した表示を行う表示装置（モニタ）３５，１５０が設けられている。表示装置３５は、運転席３９の右前方に設けられ、後方カメラ３（図１参照）による撮影画像等を表示する。表示装置１５０は、運転席３９の右側方に設けられ、運転状態を示す車体情報（たとえば、燃料の残量を示す燃料計、エンジン冷却水の温度を示す水温計、油圧ショベル１００の稼働時間を示すアワーメータ、各種の警報ランプ、ブーム１０７、アーム１０８、バケット１０９の角度情報）の画像、あるいは、カメラ付きミラー装置１のカメラ１１で撮影された右側方後方画像を表示する。
【００２０】
表示装置１５０は、運転者がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右側方後方を視認できる条件が成立しているときには撮影画像を表示せずに車体情報画像を表示し、運転者がミラー１０により油圧ショベル１００の右側方後方を視認できないという条件が成立すると、車体情報画像に代えてカメラ１１からの撮影画像を表示するように制御される。この制御は、本実施の形態に特有の制御であり、詳細については後述する。
【００２１】
図５は、表示装置１５０とカメラ付きミラー装置１との位置関係を示す油圧ショベル１００の平面模式図である。図５に示すように、表示装置１５０は、運転室１０３内において、カメラ付きミラー装置１のミラー１０に対する運転者の視線方向に設置されている。
【００２２】
表示装置１５０は、図６に示すように、カメラ付きミラー装置１のミラー１０とほぼ同じアスペクト比の表示画面を有している。表示装置１５０には、カメラ付きミラー装置１のミラー１０を見たときと同じように撮影画像が鏡像変換されて出力される。表示装置１５０には画面切替スイッチや電源スイッチを含む入力部１５５が設けられている。
【００２３】
図７は、第１の実施の形態に係る視野補助装置の制御システム構成を示すブロック図である。視野補助装置は、カメラ１１を有するカメラ付きミラー装置１と、表示装置１５０と、表示コントローラ１６０と、車体コントローラ１７０とを備える。表示コントローラ１６０は、表示制御部１６１と視認可否判定部１６２とを有し、車体コントローラ１７０は、車体情報管理部１７１を有する。なお、各コントローラ１６０，１７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。
【００２４】
車体情報管理部１７１には、上部旋回体１０４の下部走行体１０６に対する旋回角を検出する旋回角度検出器１２１と、ブーム１０７の回動角度を検出する角度検出器１２２と、アーム１０８の回動角度を検出する角度検出器１２３と、バケット１０９の回動角度を検出する角度検出器１２４と、走行モータ１１１Ｌ，１１１Ｒの速度を検出する速度検出器１２５，１２６からの信号がそれぞれ入力される。なお、ブーム角度検出器１２２により検出された回動角度は、フロント装置全体の回動角度に相当する。さらに、図示しないエンジンの回転数や燃料残量、冷却水温などの車体情報も車体情報管理部１７１に入力される。車体情報管理部１７１は、入力された車体情報を表示コントローラ１６０の表示制御部１６１に出力するとともに、ブーム角度検出器１２２から出力されるブーム角度信号を視認可否判定部１６２に出力する。
【００２５】
視認可否判定部１６２は、予め作成されたテーブル（図９参照）を備えており、入力されるブーム１０７の回動角度に基づいて、このテーブルを参照し、運転者９とカメラ付きミラー装置１との間にブーム１０７が介在して、運転室１０３から運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により右側方後方を視認できない状況（運転環境）か否かを判定する。視認可否判定部１６２での判定結果情報は、表示制御部１６１に出力される。
【００２６】
第１の実施の形態の視野補助装置では、たとえば、運転室１０３内の運転者９の眼の位置とカメラ付きミラー装置１のミラー１０とを結ぶ直線を運転者９のミラー１０への視線と定義し、この視線をブーム１０７が遮る条件が成立するときに、運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右側方後方を視認できないと定義する。
【００２７】
ここで、運転者９の眼の位置を表す位置データは、運転室１０３内に着座する標準的な体格の運転者９の眼の位置（特定位置）を表す位置データである。運転者９の眼の位置は、たとえば、油圧ショベル１０３の予め定めた位置を原点（０，０，０）とする３次元座標系の座標値（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）である。原点は適宜決定すればよい。ミラー１０の位置を表すミラー１０の位置データも同様の３次元座標値（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）である。運転者９の視線を表すデータは、眼の位置（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ）とミラー１０の位置（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を結ぶ線分として算出することができる。また、ブーム１０７の寸法形状データは設計値として既知であり、ブーム１０７の回動支点であるブームフットの位置座標（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）も既知である。
上記ミラー１０による視認の可否条件、すなわち、視線がブーム１０７で遮られるか否かの判定は、ブーム１０７の形状を表す形状データと、ブーム１０７の回動支点の位置を表す位置データと、角度検出器１２２により検出されたブーム１０７の回動角度とに基づいて、視線がブーム１０７を通過するかしないかを計算して判定することができる。
【００２８】
第１の実施の形態による視野補助装置では、角度検出器１２２により検出されたブーム１０７の回動角度に基づいて図９のテーブルを参照することにより、運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０を視認できるか否かを判定する。
【００２９】
図９の判定テーブルは、横軸にブーム１０７の回動角度θを、縦軸には、運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右側方後方を視認できるか否かを示す指標を定めたものである。縦軸の指標は判定結果を示す信号（以下、判定結果信号）であり、運転者９がミラー１０により油圧ショベル１００の右側方後方を視認できるときは「１」を、視認できないときは「０」を与えるものである。なお、θ＝０は、ブーム１０７を最も下方に傾倒させたときのブーム１０７の角度である。
【００３０】
図９の判定テーブルは、角度検出器１２２により検出されたブーム１０７の回動角度θに対する視認可否を表すテーブルである。図９の判定テーブルのブーム１０７の回動角度θに対する視認可（判定結果信号「１」）、視認否（判定結果信号「０」）は、上記のとおり、視線がブーム１０７を通過するかしないかを、運転者９の眼の位置とミラー１０の位置とを結ぶ視線データと、ブーム１０７の形状データと、ブーム１０７の回動支点の位置データと、ブーム１０７の回動角度とに基づいて予め計算して作成したものである。
【００３１】
視認可否判定部１６２は、図９の判定テーブルを参照して、入力される回動角度θに対応した視認可否判定結果信号を表示制御部１６１に出力する。具体的には、視認可否判定部１６２は、θ＜θ１、または、θ４＜θのときには、「視認可」の姿勢である判定結果信号「１」を出力し、θ１≦θ≦θ４のときには、「視認不可」の姿勢である判定結果信号「０」を出力する。ここで、θ２＜θ＜θ３は、基準となる運転者９の眼の位置（特定位置）における視認不可範囲であり、この特定位置における視認不可範囲に対して、視認不可姿勢の判定範囲（θ１≦θ≦θ４）には裕度を持たせている。
【００３２】
つまり、基準となる運転者９の眼の位置（特定位置）とカメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置とを結ぶ直線（視線）上にブーム１０７が位置していなくても、視認可否判定部１６２は、運転者９の眼の位置とカメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置とを結ぶ直線にブーム１０７がある程度近づいたときに運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右側方後方を視認できないと判定する。このように、裕度を持たせることで、運転席３９の位置や運転者９の体格の個体差を吸収できる。
【００３３】
図７に示すように、表示制御部１６１は、視認可否判定部１６２から運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右側方後方を視認できることを表す判定結果信号「１」を受信すると、車体情報管理部１７１から出力される車体情報を表示するための画像信号を表示装置１５０に出力する。表示制御部１６１は、視認可否判定部１６２から運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により右側方後方を視認できないことを表す判定結果信号「０」を受信すると、カメラ１１を起動する。カメラ１１は、撮影した被写体像を示す撮像信号を表示制御部１６１に出力し、表示制御部１６１は、右後方画像を表示するための画像信号を生成し、表示装置１５０に画像信号を出力する。これにより、表示装置１５０には、カメラ１１で撮像した車両右後方の景観が鏡像画像として表示される。
【００３４】
図８は、視野補助装置の制御システムによる処理の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートは、ブーム１０７の回動角度に対応する判定テーブル（図９参照）を用いて、ミラー１０の視認可否を判定する処理の一例を示している。このフローチャートに示す処理は、たとえばエンジンキースイッチのオンにより開始され、繰り返し実行される。
【００３５】
ステップＳ１０１では、旋回角度検出器１２１、ブーム角度検出器１２２、アーム角度検出器１２３、バケット角度検出器１２４、速度検出器１２５，１２６のそれぞれで検出された車体情報や、エンジンの回転数や燃料残量、冷却水温などの車体情報が車体情報管理部１７１に入力される。車体情報管理部１７１に入力された車体情報は表示制御部１６１に出力され、車体情報のうちブーム角度検出器１２２で検出されたブーム１０７の回動角度情報は、視認可否判定部１６２に出力される。
【００３６】
ステップＳ１０５では、入力されたブーム１０７の回動角度情報に基づいて視認可否判定処理が実行される。視認可否判定部１６２には、上述したように、予めブーム１０７の回動角度に対応した判定結果を表すテーブルが記憶されている。
【００３７】
ステップＳ１０５の視認可否判定処理において、視認可否判定結果信号が表示制御部１６１に出力されると、ステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０では、表示制御部１６１に入力された視認可否判定結果信号が「１」か「０」か、すなわち、油圧ショベル１００が視認可の姿勢であるか否かが判定される。視認可の姿勢にあると判定されたときは、ステップＳ１２０に進み、カメラ１１による撮影を停止する処理を実行する。その後ステップＳ１２３に進み、車体情報画像の画像信号を生成し、ステップＳ１３０において、車体情報画像の画像信号を表示装置１５０に出力する。表示装置１５０は、入力された画像信号に基づいて車体情報などの表示画像を画面に表示する。
【００３８】
視野補助装置の制御システムは、ステップＳ１３０において画像信号出力処理を実行した後、ステップＳ１４０において終了判定処理を行う。ステップＳ１４０において、処理終了と判定された場合には処理を終了し、終了しないと判定された場合にはステップＳ１０１に戻って処理を継続する。
【００３９】
ステップＳ１１０において、視認可否判定部１６２により視認不可の姿勢にあると判定されたときは、ステップＳ１２５に進み、カメラ１１を起動する。カメラ１１は、車両右後方の動画撮影を開始する処理を実行し、撮像された車両右後方の被写体像を表す１フレームごとの撮像信号を繰り返し出力する。ステップＳ１２７において、表示制御部１６１は撮像信号に基づいて、車両右後方の景観の鏡像を表す画像信号を生成し、ステップＳ１３０において、生成した画像信号を表示装置１５０に出力する。表示装置１５０の画面には、入力された画像信号に基づいて車両右後方の動画像が表示される。
【００４０】
以上のように、視認可否判定部１６２から視認不可の判定結果信号「０」が表示制御部１６１に出力されると、表示装置１５０の画面に表示されていた車体情報画像に代わって、カメラ１１によって撮像された車両右後方の景観が鏡像である動画として画面表示される。その後、油圧ショベル１００の姿勢が変化して、視認可否判定部１６２から視認可の判定結果信号「１」が表示制御部１６１に出力されると、表示装置１５０の画面に表示されていた車両右後方画像に代わって、車体情報画像が表示される。
【００４１】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）油圧ショベル１００の姿勢、すなわち、ブーム１０７の回動角度を検出して、運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右後方を視認できるか否かを判定し、視認できないと判定したとき、カメラ付きミラー装置１のカメラ１１により撮像された車両右後方画像を表示装置１５０に表示させる構成とした。これにより、運転者９とカメラ付きミラー装置１のミラー１０との間にフロント装置１０１、実施の形態ではブーム１０７が介在して運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右後方を視認できない場合であっても、油圧ショベル１００の右後方を確認できる視野補助装置を提供することができる。
【００４２】
（２）表示装置１５０は、ミラー１０に対する運転者９の視線方向に設置されているため、運転者９はカメラ付きミラー装置１のミラー１０を見るのと同様の感覚で、車両右後方を確認して、障害物や作業者などとの位置関係を容易に把握することができる。
【００４３】
（３）ミラー１０に映る像と、表示装置１５０に表示される画像がほぼ同じになるようにしたため、自然な視野情報を運転者９に提供することができる。
（４）運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル１００の右後方を視認できるときには、カメラ１１が停止するため、カメラ１１の消費電力を抑えることができる。
【００４４】
なお、以上では図９の判定テーブルを使用してミラー１０の視認可否を判定した。しかしながら、以下の演算を実行することにより、判定テーブルを使用せずにミラー１０の視認可否を判定してもよい。すなわち、運転者９の眼の位置情報と、カメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置情報と、フロント装置１０１の形状を含む幾何学情報と、ブーム１０７の回動支点の位置情報と、角度検出器１２２からのブーム角度情報とに基づいて、運転者９の眼の位置とカメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置とを結ぶ直線（視線）上にブーム１０７が位置しているかどうかを演算して視認可否を判定してもよい。
【００４５】
―第２の実施の形態―
第１の実施の形態では、車体１０２のフレームに運転室１０３が固定されていたが、図１０に示すように、第２の実施の形態の油圧ショベル２００は、運転室１０３を昇降させるためのリンク式昇降可動装置を備え、運転室１０３の位置がカメラ付きミラー装置１のミラー１０に対して上下方向に可変される。第２の実施の形態に係る油圧ショベル２００のリンク式昇降可動装置は、上記フレームに設置されたタワー２５１と、タワー２５１に基端側が連結され、他端側に運転室１０３が装着された平行リンク２５２と、平行リンク２５２を駆動する不図示の昇降シリンダとを含む。第２の実施の形態による油圧ショベル２００は、リンク式昇降可動装置以外は第１の実施の形態に係る油圧ショベル１００と同じ構造を有している。
【００４６】
油圧ショベル２００には、運転室（キャブ）１０３が支持フレーム（タワー）２５１を介して設置されている。タワー２５１は、上部旋回体１０４に固定されている。油圧ショベル２００の運転室１０３は、タワー２５１に対して回動する平行リンク２５２が昇降シリンダ（不図示）により駆動されることで、少なくとも可動範囲において最も低い位置に相当する第１位置と、最も高い位置に相当する第２位置との間で昇降自在とされている。なお、第２の実施の形態では、第１位置と第２位置との間において、無段階で所望の位置に運転室１０３を固定可能な構成とされている。
【００４７】
図１１は、第２の実施の形態に係る視野補助装置の制御システム構成を示すブロック図である。図７に示した第１の実施の形態のブロック図と同様の箇所には同一の符号を付し、相違点を主に説明する。
第２の実施の形態に係る視野補助装置の制御システムは、平行リンク２５２のタワー２５１に対する回動角度を検出する角度検出器１２７をさらに有している。なお、平行リンク２５２や運転室１０３の寸法形状データは設計値として既知であり、タワー２５１に対する平行リンク２５２の回動支点や平行リンク２５２に対する運転室１０３の回動支点の位置座標も既知であるため、平行リンク２５２の回動角度を検出することで、運転室１０３の位置を計算により特定することができる。車体情報管理部１７１には、この角度検出器１２７と、角度検出器１２１〜１２４と、速度検出器１２５，１２６とからの信号がそれぞれ入力される。以下、具体的に説明する。
【００４８】
第２の実施の形態による視野補助装置でも、角度検出器１２２から入力されるブーム１０７の回動角度に基づいて図９のテーブルを参照することにより、運転者９がカメラ付きミラー装置１のミラー１０により油圧ショベル２００の右側方後方を視認できるか否かを判定する。ただし、第２の実施の形態の油圧ショベル２００の運転室１０３は第１の位置と第２の位置との間に無段階に昇降する。したがって、運転者９のミラー１０への視線がブーム１０７に遮られるか否かの判断を行う際、角度検出器１２７により検出された平行リンク２５２の角度から特定される運転室１０３の昇降位置も考慮する必要がある。また、運転室１０３が所定の高さ以上に位置するときは、ブーム１０７による視線の遮断ではなく、運転室１０３の昇降位置に起因して運転者がミラー１０を視認できない。
【００４９】
そこで、本実施の形態では以下の（１）、（２）の２つの視認可否判定を行う。
（１）運転室１０３の昇降位置も加味し、運転者９のミラー１０への視線とブーム１０７との交差に基づく視認可否判定
（２）運転室１０３の昇降位置にのみ起因した視認可否判定
【００５０】
（１）の視認可否判定は、第１の実施の形態と同様の幾何学演算により作成された判定テーブルを用いる。すなわち、第２の実施の形態では、下記（ａ）〜（ｄ）の各データを使用して視認可否を演算し、複数の高さ位置データに対応する判定テーブルを予め作成する。
（ａ）運転室１０３の高さ位置データ
（ｂ）運転室１０３の高さ位置データも加味して決定される運転者９の眼の位置とカメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置とを結ぶ視線データ
（ｃ）ブーム１０７の回動角度データ
（ｄ）ブーム１０７の幅を含むブーム形状データ
（ｅ）ブーム１０７の回動支点の位置データ
運転室１０３の高さは、上述したように、平行リンク２５２の角度に基づいて計算することができる。運転室１０３の高さ位置座標も、運転者９の眼の位置座標やカメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置座標と同様に定義することができる。
【００５１】
具体的には、図９の判定テーブルを運転室１０３の複数の昇降位置ごとに作成し、検出した平行リンク２５２の角度から算出された運転室１０３の昇降位置から使用するテーブルを特定し、運転室昇降位置で特定したテーブルを参照して視認可否の判定を行う。たとえば、第１位置の第１判定テーブルと、第１位置と第２位置との間の異なる２つの中間位置の第２および第３判定テーブルとを設けることができる。
【００５２】
（２）の視認可否判定は、第２の位置の手前である所定の昇降位置を越えた昇降位置では、運転室１０３の高さに起因して運転者９がミラー１０による油圧ショベル２００の右後方を視認できないと判定するものである。すなわち、運転室１０３の高さ位置が予め定めた所定高さ位置以上に設定されると、運転者９がミラー１０により油圧ショベル２００の右後方を視認できないものとして、運転者９のミラー１０への視線がブーム１０７で遮られるか否かに拘わらず、カメラ１１を起動して得た油圧ショベル右後方画像の鏡像を表示装置１５０に表示する。
【００５３】
このように、第２の実施の形態に係る視野補助装置では、ブーム１０７の姿勢と、昇降する運転室１０３の位置に依存する運転者９の眼の位置との情報に基づいて、運転者９がミラー１０により側方後方を視認できるか否かを判定する。また、運転者９のミラー１０への視線がブーム１０７で遮られたときだけでなく、運転室１０３の高さ位置に基づいて、運転室１０３が所定高さ位置まで上昇したことにより運転者９がミラー１０により油圧ショベル２００の右側方後方を視認できなくなったことを判定する。そして、第１の実施の形態と同様に、いずれの視認否判定でも、カメラ１１で得た右後方の景観の鏡像画像を表示装置１５０に表示するようにしたので、運転者９は確実に油圧ショベル右後方視野を確認することができる。
【００５４】
なお、第２の実施の形態では、判定テーブルを運転室１０３の複数の昇降位置ごとに作成したが、本発明はこれに限定されない。平行リンク２５２の角度ごとに判定テーブルを作成してもよい。さらに、判定テーブルを使用せずにミラー１０の視認可否を判定してもよい。すなわち、平行リンク２５２の角度情報に基づいて計算される運転者９の眼の位置情報と、カメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置情報と、フロント装置１０１の形状を含む幾何学情報と、ブーム１０７の回動支点の位置情報と、角度検出器１２２からのブーム角度情報とに基づいて、運転者９の眼の位置とカメラ付きミラー装置１のミラー１０の位置とを結ぶ直線（視線）上にブーム１０７が位置しているかどうかを演算して視認可否を判定してもよい。
【００５５】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）第１および第２の実施の形態では、運転室１０３が上部旋回体１０４の左前部に設けられた例を説明したが、本発明はこれに限定されない。運転室１０３が上部旋回体１０４の右前部に設けられていてもよい。この場合、カメラ付きミラー装置１は車体１０２の左前部に設けられる。さらに、運転室１０３が上部旋回体１０４の中央に設けられて、運転室１０３の両脇に設けられる一対のフロント装置を有する双腕型の作業機械に本発明を適用することもできる。この場合、カメラ付きミラー装置１は、車体１０２の左右前部に設けられる。
【００５６】
（２）図１２に示すように、油圧ショベル３００の運転室１０３は、昇降シリンダ３５３の駆動力でタワー３５１に対してスライドして昇降するように構成されていてもよい。その他、高さ位置を変えずに運転室１０３が前後方向にスライドして移動するように構成されていてもよく、運転室１０３が前後方向に傾斜（チルト）するように構成されていてもよい。
【００５７】
（３）表示装置１５０（図４参照）は、ミラー１０に対する運転者９の視線方向に設置されている場合に限定されない。
（４）表示装置１５０（図４参照）を省略して、表示装置３５（図４参照）にカメラ付きミラー装置１のカメラ１１により撮像して取得された画像を表示してもよい。この場合、入力部１５５を操作することで、所定の表示モードに切り替えられて、切り替えられた表示モードに対応する表示画像が表示装置３５に表示される。
【００５８】
図１３は、表示装置３５にカメラ１１により撮像して取得された画像を表示した画面を示した図である。図１３（ａ）に示すように、カメラ１１により撮像された縦長の画像を表示装置３５に表示させてもよいし、図１３（ｂ）に示すように、後方カメラ３により撮像された画像を左側に表示し、カメラ付きミラー装置１のカメラ１１により撮像して取得された画像を表示装置３５の右側に表示させてもよい。
【００５９】
（５）第１および第２の実施の形態では、油圧ショベル１００，２００が視認不可の姿勢から視認可の姿勢になったときに、表示装置１５０の画面に表示される画像が側方後方画像から車体情報画像に自動で切り替えたが、本発明はこれに限定されない。判定結果が視認不可とされて車体情報から側方後方画像に自動的に切り替えられた後、判定結果が視認可とされた場合には側方後方画像から車体情報画像に自動的に切り替えず、入力部１５５の表示切替スイッチにより手動で車体情報画像に戻るようにしてもよい。これにより、油圧ショベル１００，２００の微妙な姿勢変化により画面が頻繁に切り替えられることを防止できる。
【００６０】
（６）第１および第２の実施の形態では、車体情報画像に代えて側方後方画像を表示させるように画面全体の表示を切り替えたが、本発明はこれに限定されない。判定結果が視認不可とされたときに、車体情報画像を簡略化するなどして縮小して表示し、それ以外の部分に側方後方画像を表示してもよい。車体情報画像を半透明化して側方後方画像と重畳させてもよい。これにより、ミラー１０を視認できなくなった場合に側方後方画像により油圧ショベル１００，２００の側方後方を確認できるとともに、常時、車体情報も確認できる。
【００６１】
（７）カメラ付きミラー装置１は、ミラー１０にカメラ１１を付設するものとしたが、本発明はこれに限定されない。ミラー１０とカメラ１１を別体としてもよい。ただし、カメラ１１は、ミラー１０と同等の視野角で作業機械の側方後方を撮像できることが重要である。好ましくは、視野角がミラーの光学的視野角よりも広い視野角で動画撮像することができる撮像装置を使用することが好ましい。
（８）視認可否判定の結果、視認不可と判定されたときにカメラ１１を起動するものとしたが、カメラ１１は常時起動しておき、表示装置での表示のみ開始するものとしてもよい。
【００６２】
（９）視野補助装置は、油圧ショベルに適用される場合に限定されない。クレーンなどのフロント装置を有する種々の建設用作業機械に本発明に係る視野補助装置を適用することができる。さらに、本発明は建設用作業機械に搭載される視野補助装置に限定されるものでもない。サイドミラーを備え、作業姿勢に応じてミラーの視認性が低下する種々の産業用作業機械に本発明を適用することができる。
【００６３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  カメラ付きミラー装置、９  運転者、１０  ミラー、１０Ｖ  視野範囲、１１  カメラ、１１Ｖ  視野範囲、３１，３２  操作レバー、３３，３４  走行レバー、３５  表示装置、３９  運転席、１００  油圧ショベル、１０１  フロント装置、１０２  車体、１０３  運転室、１０４  上部旋回体、１０５  建屋、１０６  下部走行体、１０７  ブーム、１２１，１２２，１２３，１２４  角度検出器、１５０  表示装置、１６０  表示コントローラ、１６１  表示制御部、１６２  視認可否判定部、１７０  車体コントローラ、１７１  車体情報管理部、２００  油圧ショベル、２５１  タワー、２５２  平行リンク、３００  油圧ショベル、３５１  タワー、３５３  昇降シリンダ
【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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