(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業器具が制御可能に取り付けられた作業機械の作業現場における位置と、作業器具の作動位置とについての表示を行うための方法であって、
前記作業現場に対する前記作業機械の位置を求めるステップと、
前記作業機械に対する前記作業器具の位置を求めるステップと、
作業現場の縮尺表示画面に作業機械の全体を縮尺表示し、かつ、作業器具を作業機械に対して縮尺画像を表示することにより、前記作業器具の前記作業現場及び前記作業機械に対する運動を示すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記作業機械が複数のリンク機構によって前記作業機械に制御可能に取り付けられている請求項１に記載の方法であって、
各リンク機構の前記作業機械に対する位置を求めるステップと、
各リンク機構の縮尺画像を表示して各リンク機構の作業機械に対する運動を示すスッテプと、
を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記縮尺表示する前記ステップが、作業現場における前記作業機械全体の少なくとも平面視と側面視を表示するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
作業器具が制御可能に取り付けられた作業機械の作業現場における位置と、作業器具の作動位置とについての表示を行うための装置であって、
前記作業現場に対する前記作業機械の位置を求めるための位置判定システムと、
前記作業機械に対する前記作業器具の位置を求めるための手段と、
前記作業機械に配置されたディスプレイと、
前記作業機械及び前記作業器具の位置情報を受信し、これに応答して、作業現場の縮尺表示画面に作業機械の全体を縮尺表示し、かつ、作業機械に対して作業器具を縮尺表示することにより、作業機械に対する作業器具の運動を示すように、前記ディスプレイに信号を送信するコントローラと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項５】
前記作業器具が、複数のリンク機構によって、前記作業機械に制御可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記作業機械に対する前記作業器具の位置を求めるための前記手段が、前記作業機械に対する各リンク機構の位置を求めるようになっていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記コントローラが更に、各リンク機構を同じ縮尺で画像表示して前記作業機械に対する各リンク機構の運動を示すようになっていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記表示が、前記作業現場における前記作業機械の少なくとも平面視と側面視の表示を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項９】
前記位置判定システムが、全地球測位（ＧＰＳ）システムを含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項１０】
前記作業器具の位置を求めるための前記手段が、複数のリンク機構位置センサーを含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
複数のリンク機構及びバケットが制御可能に取り付けられた掘削機械の作業現場における位置と、前記掘削機械に対する前記複数のリンク機構及び前記バケットの位置の表示を行うための装置であって、
前記作業現場に対する前記掘削機械の位置を求めるための位置判定システムと、
前記掘削機械に対する前記複数のリンク機構及び前記バケットの位置を求めるための前記複数のリンク機構の各々及び前記バケットに関連して設けられたリンク機構センサーと、
前記掘削機械に配置されたディスプレイと、
前記作業現場に対する前記掘削機械の位置についての情報及び前記掘削機械に対する前記複数のリンク機構及び前記バケットの位置についての情報を受信し、これに応答して、作業現場の縮尺画像上に、前記掘削機械の全体の画像を縮尺で、少なくとも平面図及び側面図で表示し、かつ、該掘削機械に対する前記複数のリンク機構及び前記バケットの位置を、縮尺で該平面図及び側面図上に画像表示することにより、掘削機械に対する前記複数のリンク機構及び前記バケットの運動を示すように、前記ディスプレイに信号を送信するコントローラと、
を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に、作業現場における作業機械を表示するための方法及び装置に関し、特に作業現場における作業機械に対する作業器具の位置を表示するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業機械は、作業の種々の局面をディスプレイ上でオペレータに視認させる技術の進歩をますます利用している。かくして、オペレータは、通常はディスプレイなしでは利用できない１又はそれ以上の作業の光景を見ることができるという利点を有する。
例えば、土工作業時においては、作業機械の運転室からオペレータが見ることができない、作業している（すなわち、改変され、作業が行われている）地面の光景を、ディスプレイがオペレータに提供することができる。かくして、オペレータを運転室外の苛酷な環境にさらすことなしに、作業をより効率的かつ正確に行うことができる。
【０００３】
最新のディスプレイの特徴には、地面、すなわち土工事が行われている地面のリアルタイムの表示が含まれる。さらに、多数の光景を表示することができる。例えば、典型的には、作業の平面視と側面視が示される。さらに、地面に対する作業機械の位置についての情報をオペレータに与えるため、作業機械、例えば、土工機械のアイコンを表示することもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディスプレイは今までのところ、一般的な作業機械のアイコン、及び、おそらく作業を行う作業器具のアイコンしか示さない。これらのアイコンは、作業機械と作業器具の位置の全般的な情報をオペレータに与えるが、作業機械と作業器具が動いた時のすべての部分の光景をオペレータに与えるようには設計されていない。かくして、オペレータに提供される表示は、情報の量と質が限られる。
本発明は、上述の１つ又はそれ以上の課題を克服することに向けられる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様では、作業現場における作業機械の表示を行うための方法が開示される。作業機械には、作業器具が制御可能に取り付けられている。この方法は、現場に対する作業機械の位置及び、作業機械に対する作業器具の位置を求めるステップと、作業現場、作業機械、及び作業機械に対する作業器具の縮尺画像を表示するステップとを含む。本発明の別の態様では、作業現場における作業機械の表示を行うための装置が開示される。この装置は、作業現場に対する作業機械の位置を求めるための位置判定システムと、作業機械に対する作業器具の位置を求めるための手段と、作業機械に配置されたディスプレイと、作業機械及び作業器具の位置情報を受信し、これに応答して、作業現場、作業機械、及び作業機械に対する作業器具の縮尺画像を表示して作業機械に対する作業器具の運動を示すために、前記ディスプレイに信号を送信するコントローラと、を備える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、作業現場１０６における作業機械１０２の表示を行うための方法及び装置１００が開示されている。作業機械１０２は好ましくは、制御可能に取り付けられた作業器具１０４を有する。
特に図1を参照すると、作業機械１０２が作業現場１０６のところに示されている。作業機械１０２は、制御可能に取り付けられた作業器具１０４を有する。好ましい実施の形態では、作業器具１０４は、複数のリンク機構１１０によって作業機械１０２に取り付けられている。例えば、図１には２つのリンク機構１１０a、１１０bが示されている。
【０００７】
図１の作業機械１０２は、掘削機械１０８、特にバックホーローダとして表わされている。しかしながら、他の種類の掘削機械、例えば掘削機、フロント・ショベル、溝掘機などを本発明について使用してもよい。図１の掘削機械１０８は、ブーム１１４及びスティック１１６として一般に知られたリンク機構１１０によって掘削機械１０８に連結された、バケット１１２として示される作業器具１０４を有する。しかしながら、作業器具１０４は、他の種類、例えば、ブレード、ボーリング機、リッパー等でもよい。
【０００８】
図２を参照すると、本発明の好ましい実施の形態を図解するブロック図が示されている。作業機械１０２に配置された機械位置判定システム２０４が、作業現場１０６に対する作業機械の位置を求めるようになっている。好ましくは、機械位置判定システム２０４は、デカルト座標（すなわち、 ｘ、ｙ、ｚ座標）、極座標、緯度／経度座標、又は他の同様なシステムの現場座標で、作業機械１０２の位置を求める。
【０００９】
好ましい実施の形態では、機械位置判定システム２０４は、全地球測位（ＧＰＳ）システム２１２を含む。しかしながら、レーザー平面確認法、非天測位置推測法等のような、他の形式の位置判定システムを使用してもよい。
【００１０】
作業機械１０２に配置された、作業器具１０４の位置を求めるための手段２０６が、作業機械１０２に対する作業器具１０４の位置を判定するようになっている。好ましくは、作業器具１０４の位置を求めるための手段２０６は、器具位置判定システム２１０を含む。
【００１１】
図４を参照して、典型的な器具位置判定システム２１０を述べる。図４に示されるように、バケット１１２が、複数のリンク機構１１０、特にブーム４０２及びスティック４０４によって、作業機械１０２に制御可能に連結されている。各リンク機構１１０は、もう１つのリンク機構１１０、バケット１１２、及び作業機械１０２の１つとの取付部まわりに回動するようになっている。例えば、ブーム４０２が作業機械１０２まわりに回動するようになっており、スティック４０４がブーム４０２まわりに回動するようになっており、バケット１１２がスティック４０４まわりに回動するようになっている。
【００１２】
複数のリンク機構位置センサー４０６が、ブーム４０２、スティック４０４、及びバケット１１２の各々の回動運動すなわち角度運動を検知するため、作業機械１０２に配置されている。例えば、リンク機構位置センサー４０６aが、作業機械１０２に対するブーム４０２の角度運動を検知するため配置され、リンク機構位置センサー４０６ｂが、ブーム４０２に対するスティック４０４の角度運動を検知するために配置され、リンク機構位置センサー４０６ｃが、スティック４０４に対するバケット１１２の角度運動を検知するため配置されている。
【００１３】
上述の典型的な器具位置判定システム２１０は、当該技術分野では周知であり、作業機械１０２に対するバケット１１２の位置を求めるための１つの可能な方法である。或いは、他の方法を使用してもよい。例えば、リンク機構１１０の運動を制御する油圧シリンダ（図示せず）の位置を検知するシリンダ位置センサー（図示せず）を使用することができる。
【００１４】
再び図２を参照すると、作業機械１０２に配置されたコントローラ２０２が、機械位置判定システム２０４からの位置情報を受信し、器具位置判定システム２１０からの位置情報を受信するようになっている。コントローラ２０２は更に、作業機械１０２に配置されたディスプレイ２０８に位置情報を提供し、作業機械１０２に対する作業現場１０６、作業機械１０２、及び作業機械１０２に対する作業器具の縮尺画像の視覚的表示を提供するようになっている。作業機械１０２に対する各リンク機構１１０の運動を含む、作業機械１０２に対する作業器具１０４の運動も示されている。
【００１５】
図３を参照すると、典型的なディスプレイ２０８の概略図が示されている。ディスプレイ２０８は、作業現場１０６における作業機械１０２、及び作業器具１０４の平面視３０２と側面視３０４を表わす。作業機械１０２及び作業器具１０４は、作業機械画像３０６及び作業器具画像３０８として、ディスプレイ２０８に表示される。さらに、リンク機構１１０は、リンク機構画像３１０によって表わされる。より詳細には、ブーム１１４は第１のリンク機構画像３１０ａによって表わされ、スティック１１６は、第２のリンク機構画像３１０ｂによって表わされる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態では、各画像、すなわち、作業機械画像３０６、作業器具画像３０８、第１のリンク機構画像３１０ａ、及び第２のリンク機構画像３１０ｂは、作業現場１０６のディスプレイに関して縮尺するように示されている。さらに、各作業機械１０２、作業器具１０４と各リンク機構は、作業現場１０６に関する作業機械１０２の全ての関連した構成要素の運動を示すように、ディスプレイ２０８に表示される。かくして、作業機械１０２のオペレータは、ディスプレイ２０８を見ることで、作業機械１０２に対する作業器具１０４の運動及び作業現場１０６に対する作業器具１０４の運動について十分に知ることができる。
【００１７】
図５を参照すると、本発明の好ましい方法を表わすフロー図が示されている。
第１の制御ブロック５０２では、作業機械１０２の位置は、好ましくは機械位置判定システム２０４を用いて、作業現場１０６に対して測定される。
第２の制御ブロック５０４では、作業器具１０４の位置は、好ましくは器具位置判定システム２１０を用いて、作業機械１０２に対して測定される。
作業機械１０２に対する作業器具１０４の運動が示される、第３の制御ブロック５０６では、作業現場１０６、作業機械１０２、及び作業機械１０２に対する作業器具１０4の縮尺画像が表示される。
【００１８】
本発明の用途の一例として、図３の画像は、ブーム１１４、スティック１１６、及びバケット１１２が制御可能に取り付けられたバックホーローダを表わす画像として示されている。バックホーローダのオペレータが作業、例えば掘削を行うと、ディスプレイ２０８は、バックホーローダに対するバケット１１２の運動及び位置の縮尺画像を提供する。かくして、オペレータはバケット１１２の実際の位置と運動についての制限された視野によって制約されることはなくなる。例えば、穴が掘られているとき、リンク機構１１０と重なった位置にあるとき、又はバックホーローダ自体に近過ぎてオペレータの位置からバケット１１２を見ることができないときには、ディスプレイ２０８がないとバケット１１２を見ることができない。さらに、オペレータは、ディスプレイ２０８を見ることによって、ブーム１１４及びスティック１１６の相対的な位置と運動を容易に求めて、バケット１１２の運動の効率的な制御を助けることができる。
【００１９】
本発明の他の態様、目的、及び特徴は、図面、明細書の説明、及び特許請求の範囲から得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】作業現場における作業機械の概略図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態として具体化されるディスプレイの概略図である。
【図４】作業器具を含む作業機械の一部の概略図である。
【図５】本発明の好ましい方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
１０２・・・作業機械、１０４・・・作業器具、１０６・・・作業現場、
１０８・・・掘削機械、１１０・・・リンク機構、１１２・・・バケット、
１１６・・・スティック、２０４・・・機械位置判定システム、
２０８・・・ディスプレイ、２１０・・・器具位置判定システム、
３０２・・・平面視、３０４・・・側面視、３１０・・・リンク機構画像、
４０２・・・ブーム、４０４・・・スティック、
４０６・・・リンク機構位置センサー
【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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