(57)【要約】  本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記下部走行体又は前記上部旋回体に搭載されたアクチュエータと、前記アクチュエータの動きを制限可能な制御装置と、を有し、前記制御装置は、作業領域内に設置された障害物に対して設定された進入不可領域へ当該ショベルが進入したか否かを判定し、当該ショベルが進入したと判定した場合、当該ショベルの動作を減速又は停止させる動作制御部を有する。
2019189203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記下部走行体又は前記上部旋回体に搭載されたアクチュエータと、
前記アクチュエータの動きを制限可能な制御装置と、を有し、
前記制御装置は、作業領域内に設置された障害物に対して設定された進入不可領域へショベルが進入したか否かを判定し、当該ショベルが進入したと判定した場合、当該ショベルの動作を減速又は停止させる動作制御部を有する、
ショベル。
【請求項２】
前記進入不可領域は、作業領域内に設置された個々の前記障害物に基づいて設定される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記進入不可領域は、前記障害物の所定範囲に設定される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項４】
前記進入不可領域は、前記障害物と当該ショベルとの間に設定される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項５】
前記上部旋回体に取り付けられる障害物検出装置を有し、
前記制御装置は、前記障害物検出装置の出力に基づいて検出される前記障害物に基づいて前記進入不可領域を設定する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項６】
前記進入不可領域の設定を解除する進入不可領域解除部を有する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記障害物と当該ショベルとの位置関係を外部に送信する送信部を有する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記進入不可領域を配置図、若しくは、施工計画図に重畳して表示する表示部を有し、
前記表示部には、前記進入不可領域が設定される前後の配置図、若しくは、施工計画図が同時に表示される、
請求項１に記載のショベル。
【請求項９】
前記障害物と当該ショベルとの位置関係は、前記配置図、若しくは、前記施工計画図に重畳して表示される、
請求項８に記載のショベル。
【請求項１０】
前記上部旋回体には、撮像手段が設けられている、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１１】
前記制御装置は、施工計画図に入力された障害物に関するデータに基づいて設定された前記進入不可領域と当該ショベルとの位置関係に基づいて前記アクチュエータの動きを制限する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１２】
前記上部旋回体に備えられたアタッチメントと、
前記アタッチメントの外方領域において前記障害物の前記アタッチメントへの接近を表示する表示部を備える、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１３】
前記表示部は、側面視において前記障害物の前記アタッチメントへの接近を表示する、
請求項１２に記載のショベル。
【請求項１４】
前記表示部は、上面視において前記障害物の前記アタッチメントへの接近を表示する、
請求項１２に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、埋設物の検出を行い、アタッチメントが埋設物に衝突する可能性がある場合、アタッチメントの動作を減速・停止させたり、アタッチメントを埋設物から回避させたりする制御を行う作業機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１３３１２８号明細書
【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、作業現場には埋設物以外に電柱や電線等の障害物があり、操作者はこのような障害物に注意してショベルを駆動させる必要がある。そのため、作業効率が低下してしまう。【０００５】
そこで、上記課題に鑑み、作業効率を向上させることが可能なショベル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】
【０００６】
本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記下部走行体又は前記上部旋回体に搭載されたアクチュエータと、前記アクチュエータの動きを制限可能な制御装置と、を有し、前記制御装置は、作業領域内に設置された障害物に対して設定された進入不可領域へ当該ショベルが進入したか否かを判定し、当該ショベルが進入したと判定した場合、当該ショベルの動作を減速又は停止させる動作制御部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、作業効率を向上させることが可能なショベルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係るショベルの一例を示す側面図
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態に係るショベルの一例を示す上面図
【図１Ｃ】本発明の第１実施形態に係るショベルの一例を示す側面図
【図１Ｄ】本発明の第１実施形態に係るショベルの一例を示す上面図
【図２】図１Ａのショベルの駆動制御系の構成例を示す図
【図３】コントローラ及びマシンガイダンス装置の構成例を示すブロック図
【図４】車道に配置されたショベルに対し進入不可領域が設定される前の配置図の画像の一例を示す図
【図５】進入不可領域が設定された後の配置図の画像の一例を示す図
【図６】進入不可領域設定処理の一例を示すフローチャート
【図７】進入不可領域が設定された後の配置図の画像の別の例を示す図
【図８】図１Ａのショベルを含むネットワーク図
【図９】ショベルの外表面の構成例を示す図
【図１０】コントローラ及びマシンガイダンス装置の別の構成例を示すブロック図
【図１１】コントローラ及びマシンガイダンス装置の更に別の構成例を示すブロック図
【図１２】本発明の第２実施形態に係るショベルの一例を示す側面図
【図１３】ショベルの管理システムの構成例を示す概略図
【図１４】ＣＧアニメーションの表示例を示す図
【図１５】進入不可領域設定処理の際に表示される画像の構成例を示す図
【図１６】進入不可領域設定処理の際に表示される画像の別の構成例を示す図
【図１７】進入不可領域設定処理の際に表示される画像の更に別の構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
〔第１実施形態〕
最初に、図１Ａ〜図１Ｄを参照して、本発明の第１実施形態に係るショベル１００の一例の全体構成について説明する。図１Ａ及び図１Ｃは、本発明の第１実施形態に係るショベル１００の一例を示す側面図である。図１Ｂ及び図１Ｄは、本発明の第１実施形態に係るショベル１００の一例を示す上面図である。図１Ａは、参照符号及び補助線等を除けば、図１Ｃと同じ図であり、図１Ｂは、参照符号及び補助線等を除けば、図１Ｄと同じ図である。
【００１１】
本実施形態では、ショベル１００は、油圧アクチュエータを搭載している。油圧アクチュエータは、左走行用油圧モータ２ＭＬ、右走行用油圧モータ２ＭＲ、旋回用油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９を含む。
【００１２】
ショベル１００の下部走行体１はクローラ１Ｃを含む。クローラ１Ｃは、下部走行体１に搭載されている走行用油圧モータ２Ｍによって駆動される。具体的には、クローラ１Ｃは左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。左クローラ１ＣＬは左走行用油圧モータ２ＭＬによって駆動され、右クローラ１ＣＲは右走行用油圧モータ２ＭＲによって駆動される。
【００１３】
ショベル１００の下部走行体１には、旋回機構２を介して旋回可能に上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端には、アーム５が取り付けられている。アーム５の先端には、エンドアタッチメント（作業部位）としてバケット６が取り付けられている。エンドアタッチメントとしては、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。
【００１４】
ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例として掘削アタッチメントＡＴを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム４には、ブーム角度センサＳ１が取り付けられている。アーム５には、アーム角度センサＳ２が取り付けられている。バケット６には、バケット角度センサＳ３が取り付けられている。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３を「姿勢センサ」と称することもある。
【００１５】
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１６】
アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度を検出する。アーム角度センサＳ２は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、ブーム４に対するアーム５の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１７】
バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度を検出する。バケット角度センサＳ３は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、アーム５に対するバケット６の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１８】
掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサＳ３は、チルト軸回りのバケット６の回動角度を追加的に検出する。ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。
【００１９】
上部旋回体３は、エンジン１１等の動力源、カウンタウエイト３ｗ、車体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５が搭載され、カバー３ａにより覆われている。車体傾斜センサＳ４は、上部旋回体３の傾斜角度を検出する。車体傾斜センサＳ４は、例えば、水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３の傾斜角度を検出する加速度センサである。旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
【００２０】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられている。キャビン１０内には、操作装置２６、コントローラ３０、表示装置４０、音出力装置４３、入力装置４５、記憶装置４７、及びゲートロックレバー４９が設けられている。
【００２１】
コントローラ３０は、ショベル１００の駆動制御を行う主制御部として機能する。コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成されている。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されているプログラムを実行することで実現される。コントローラ３０は、ショベル１００の操作をガイドするマシンガイダンス装置５０としても機能する。
【００２２】
マシンガイダンス装置５０は、マシンガイダンス機能を実行し、ショベル１００の操作をガイド（案内）する。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、操作者が設定した目標地形の表面である目標施工面とアタッチメントの作業部位との距離等といった作業情報を操作者に報知する。目標施工面は、基準座標系で設定してもよい。基準座標系は、例えば世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そしてＺ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。また、施工現場の任意の点を基準点と定め、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してもよい。目標施工面とアタッチメントの作業部位との距離は、例えば、エンドアタッチメントとしてのバケット６の先端（爪先）、バケット６の背面、エンドアタッチメントとしてのブレーカの先端等と目標施工面との間の距離である。マシンガイダンス装置５０は、表示装置４０や音出力装置４３等を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベル１００の操作をガイドする。
【００２３】
マシンガイダンス装置５０は、マシンコントロール機能を実行し、操作者によるショベルの操作を自動的に支援してもよい。例えば、マシンガイダンス装置５０は、マシンコントロール機能を実行する場合、操作者が掘削操作を行っているときに、目標施工面とバケット６の先端位置とが合致するようにブーム４、アーム５、及びバケット６の動きをアシストする。より具体的には、例えば、操作者がアーム閉じ操作を行っているときにブームシリンダ７及びバケットシリンダ９の少なくとも一方を自動的に伸縮させて目標施工面とバケット６の先端位置とを合致させる。この場合、操作者は、１本の操作レバーを操作するだけで、ブーム４、アーム５、及びバケット６を同時に動かして目標施工面とバケット６の先端位置とを合わせながら掘削作業を行うことができる。
【００２４】
本実施形態では、マシンガイダンス装置５０がコントローラ３０に組み込まれているが、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは別に設けられてもよい。この場合、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置５０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
【００２５】
表示装置４０は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種の作業情報を含む画像を表示する。表示装置４０は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載液晶ディスプレイである。
【００２６】
音出力装置４３は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの音出力指令に応じて各種音情報を出力する。音出力装置４３は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載スピーカを含む。また、音出力装置４３は、ブザー等の警報器を含んでもよい。
【００２７】
入力装置４５は、ショベル１００の操作者がマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に各種情報を入力するための装置である。入力装置４５は、例えば、表示装置４０の表面に設けられるメンブレンスイッチを含んで構成される。また、入力装置４５は、タッチパネル等を含んで構成されてもよい。
【００２８】
記憶装置４７は、各種情報を記憶するための装置である。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、マシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０等が出力する各種情報を記憶する。
【００２９】
ゲートロックレバー４９は、キャビン１０のドアと運転席との間に設けられ、ショベル１００が誤って操作されるのを防止する機構である。操作者が運転席に乗り込んでゲートロックレバー４９を引き上げると、操作者はキャビン１０から退出できなくなると共に各種操作装置が操作可能になる。操作者がゲートロックレバー４９を押し下げると、操作者はキャビン１０から退出可能になると共に、各種操作装置は操作不能になる。
【００３０】
上部旋回体３及びキャビンには、撮像手段である撮像装置８０が設けられている。撮像装置８０は周囲監視装置の一例であり、ショベル１００の周囲を撮像するように構成されている。撮像装置８０は、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後カメラ８０Ｂ及び後上カメラ８０ＵＢ、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前カメラ８０Ｆ及び前上カメラ８０ＵＦ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左カメラ８０Ｌ及び左上カメラ８０ＵＬ、並びに、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右カメラ８０Ｒ及び右上カメラ８０ＵＲを含む。後カメラ８０Ｂ、後上カメラ８０ＵＢ、前カメラ８０Ｆ、前上カメラ８０ＵＦ、左カメラ８０Ｌ、左上カメラ８０ＵＬ、右カメラ８０Ｒ及び右上カメラ８０ＵＲは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するデジタルカメラであり、それぞれ撮影した画像をキャビン１０内に設けられている表示装置４０に送る。
【００３１】
後カメラ８０Ｂは、ショベル１００の後方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。後上カメラ８０ＵＢは、ショベル１００の後方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。前カメラ８０Ｆは、ショベル１００の前方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。前上カメラ８０ＵＦは、ショベル１００の前方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。左カメラ８０Ｌは、ショベル１００の左方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。左上カメラ８０ＵＬは、ショベル１００の左方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。右カメラ８０Ｒは、ショベル１００の右方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。右上カメラ８０ＵＲは、ショベル１００の右方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。
【００３２】
具体的には、図１Ａに示すように、後カメラ８０Ｂは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ１が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面（図１Ａの例では仮想水平面）に対して角度（俯角）φ１を形成するように構成されている。後上カメラ８０ＵＢは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ２が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）φ２を形成するように構成されている。前カメラ８０Ｆは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ３が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（俯角）φ３を形成するように構成されている。前上カメラ８０ＵＦは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ４が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）φ４を形成するように構成されている。図示はされていないが、左カメラ８０Ｌ及び右カメラ８０Ｒも同様に、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、左上カメラ８０ＵＬ及び右上カメラ８０ＵＲも同様に、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されている。
【００３３】
図１Ｃでは、領域Ｒ１は、前カメラ８０Ｆの監視範囲（撮像範囲）と前上カメラ８０ＵＦの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ２は、後カメラ８０Ｂの撮像範囲と後上カメラ８０ＵＢの撮像範囲とが重複している部分を表している。すなわち、後カメラ８０Ｂと後上カメラ８０ＵＢは、互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、前カメラ８０Ｆと前上カメラ８０ＵＦも、互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されている。また、図示は省略されているが、左カメラ８０Ｌと左上カメラ８０ＵＬも互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、右カメラ８０Ｒと右上カメラ８０ＵＲも互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されている。
【００３４】
図１Ｃに示すように、後カメラ８０Ｂは、撮像範囲の下側の境界を表す仮想線である破線Ｌ１が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面（図１Ｃの例では仮想水平面）に対して角度（俯角）θ１を形成するように構成されている。後上カメラ８０ＵＢは、撮像範囲の上側の境界を表す仮想線である破線Ｌ２が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）θ２を形成するように構成されている。前カメラ８０Ｆは、撮像範囲の下側の境界を表す仮想線である破線Ｌ３が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（俯角）θ３を形成するように構成されている。前上カメラ８０ＵＦは、撮像範囲の上側の境界を表す仮想線である破線Ｌ４が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）θ４を形成するように構成されている。角度（俯角）θ１及び角度（俯角）θ３は、望ましくは、５５度以上である。図１Ｃでは、角度（俯角）θ１は、約７０度であり、角度（俯角）θ３は、約６５度である。角度（仰角）θ２及び角度（仰角）θ４は、望ましくは、９０度以上であり、より望ましくは、１３５度以上であり、更に望ましくは、１８０度である。図１Ｃでは、角度（仰角）θ２は、約１１５度であり、角度（仰角）θ４は、約１１５度である。図示はされていないが、左カメラ８０Ｌ及び右カメラ８０Ｒも同様に、各撮像範囲の下側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対し、５５度以上の俯角を形成するように構成され、左上カメラ８０ＵＬ及び右上カメラ８０ＵＲも同様に、各撮像範囲の上側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対し、９０度以上の仰角を形成するように構成されている。
【００３５】
そのため、ショベル１００は、前上カメラ８０ＵＦによりキャビン１０の上方の空間内に存在する物体を検知できる。また、ショベル１００は、後上カメラ８０ＵＢによりエンジンフードの上方の空間内に存在する物体を検知できる。また、ショベル１００は、左上カメラ８０ＵＬ及び右上カメラＵＲにより上部旋回体３の上方の空間内に存在する物体を検出できる。このように、ショベル１００は、後上カメラ８０ＵＢ、前上カメラ８０ＵＦ、左上カメラ８０ＵＬ、及び右上カメラ８０ＵＲによりショベル１００の上方の空間内に存在する物体を検知できる。
【００３６】
図１Ｄでは、領域Ｒ３は、前カメラ８０Ｆの撮像範囲と左カメラ８０Ｌの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ４は、左カメラ８０Ｌの撮像範囲と後カメラ８０Ｂの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ５は、後カメラ８０Ｂの撮像範囲と右カメラ８０Ｒの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ６は、右カメラ８０Ｒの撮像範囲と前カメラ８０Ｆの撮像範囲とが重複している部分を表している。すなわち、前カメラ８０Ｆと左カメラ８０Ｌは、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左カメラ８０Ｌと後カメラ８０Ｂも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後カメラ８０Ｂと右カメラ８０Ｒも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右カメラ８０Ｒと前カメラ８０Ｆも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されている。また、図示は省略されているが、前上カメラ８０ＵＦと左上カメラ８０ＵＬも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左上カメラ８０ＵＬと後上カメラ８０ＵＢも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後上カメラ８０ＵＢと右上カメラ８０ＵＲも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右上カメラ８０ＵＲと前上カメラ８０ＵＦも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されている。
【００３７】
このような配置により、前上カメラ８０ＵＦは、例えば、ブーム４を最も上昇させたときにブーム４の先端が位置する空間及びその周囲の空間にある物体を撮像できる。そのため、コントローラ３０は、例えば、前上カメラ８０ＵＦが撮像した画像を利用することで、ショベル１００の上空に架けられている電線にブーム４の先端が接触してしまうのを防止できる。
【００３８】
前上カメラ８０ＵＦは、ブーム４を最も上昇させた姿勢であるブーム上限姿勢においてアーム５及びバケット６の少なくとも一方が回動させられたとしても、アーム５及びバケット６が前上カメラ８０ＵＦの撮像範囲内に入るように、キャビン１０に取り付けられていてもよい。この場合、ブーム上限姿勢においてアーム５及びバケット６の少なくとも一方が最大限開かれたとしても、コントローラ３０は、周囲の物体と掘削アタッチメントＡＴとが接触するおそれがあるか否かを判定できる。
【００３９】
キャビン１０の頂部には、ＧＰＳ装置（ＧＮＳＳ受信機）Ｐ１、送信装置Ｔ１、及び障害物検出装置９０が設けられている。
【００４０】
ＧＰＳ装置Ｐ１は、ショベル１００の位置をＧＰＳ機能により検出し、位置情報をコントローラ３０内のマシンガイダンス装置５０に供給する。
【００４１】
送信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部に向けて情報を発信する送信部である。
【００４２】
障害物検出装置９０は、周囲監視装置の別の一例であり、ショベル１００の周囲の電線、電柱、人、動物、車両（ダンプトラック等）、作業機材、建設機械、建造物、電線、柵等の障害物を検出する。更に、ヘルメット、安全ベスト、作業服やヘルメットに装着された所定のマーク等により人を判定してもよい。障害物検出装置９０は、例えば、単眼カメラ、ステレオカメラ等のカメラ、超音波センサ、ミリ波レーダ、レーザレーダ（ＬＩＤＡＲ：Light Detection Ranging）、距離画像センサ、赤外線センサ等であり、検出した信号をコントローラ３０に送る。また、障害物検出装置９０は、障害物検出装置９０、若しくは、ショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成される。また、周囲監視装置としての障害物検出装置９０は、ショベル１００の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。すなわち、障害物検出装置９０は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも１つを識別できるように構成されていてもよい。例えば、障害物検出装置９０は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。また、障害物検出装置９０は、障害物検出装置９０又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。
【００４３】
ショベル１００は、必ずしも、撮像装置８０及び障害物検出装置９０の両方を周囲監視装置として備えている必要はない。周囲監視装置は、障害物検出装置９０により周囲の物体とショベル１００との位置関係を把握できるのであれば、障害物検出装置９０のみで構成されていてもよく、撮像装置８０により周囲の物体とショベル１００との位置関係を把握できるのであれば、撮像装置８０のみで構成されていてもよい。
【００４４】
本実施形態では、障害物検出装置９０は、上部旋回体３の上面後端に取り付けられたＬＩＤＡＲである後センサ９０Ｂ及び後上センサ９０ＵＢ、キャビン１０の上面前端に取り付けられたＬＩＤＡＲである前センサ９０Ｆ及び前上センサ９０ＵＦ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられたＬＩＤＡＲである左センサ９０Ｌ及び左上センサ９０ＵＬ、並びに、上部旋回体３の上面右端に取り付けられたＬＩＤＡＲである右センサ９０Ｒ及び右上センサ９０ＵＲを含む。
【００４５】
後センサ９０Ｂは、ショベル１００の後方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。後上センサ９０ＵＢは、ショベル１００の後方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。前センサ９０Ｆは、ショベル１００の前方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。前上センサ９０ＵＦは、ショベル１００の前方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。左センサ９０Ｌは、ショベル１００の左方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。左上センサ９０ＵＬは、ショベル１００の左方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。右センサ９０Ｒは、ショベル１００の右方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。右上センサ９０ＵＲは、ショベル１００の右方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。
【００４６】
障害物検出装置９０も撮像装置８０と同様に配置されていてもよい。すなわち、後センサ９０Ｂと後上センサ９０ＵＢは、互いの監視範囲（検知範囲）が上下方向で部分的に重複するように配置され、前センサ９０Ｆと前上センサ９０ＵＦも、互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、左センサ９０Ｌと左上センサ９０ＵＬも互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、右センサ９０Ｒと右上センサ９０ＵＲも互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。また、前センサ９０Ｆと左センサ９０Ｌは、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左センサ９０Ｌと後センサ９０Ｂも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後センサ９０Ｂと右センサ９０Ｒも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右センサ９０Ｒと前センサ９０Ｆも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。更に、前上センサ９０ＵＦと左上センサ９０ＵＬは、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左上センサ９０ＵＬと後上センサ９０ＵＢも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後上センサ９０ＵＢと右上センサ９０ＵＲも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右上センサ９０ＵＲと前上センサ９０ＵＦも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。
【００４７】
後センサ９０Ｂ、前センサ９０Ｆ、左センサ９０Ｌ、及び右センサ９０Ｒは、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、後上センサ９０ＵＢ、前上センサ９０ＵＦ、左上センサ９０ＵＬ、及び右上センサ９０ＵＲは、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されていてもよい。
【００４８】
後センサ９０Ｂ、前センサ９０Ｆ、左センサ９０Ｌ、及び右センサ９０Ｒは、各検知範囲の下側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、後上センサ９０ＵＢ、前上センサ９０ＵＦ、左上センサ９０ＵＬ、及び右上センサ９０ＵＲは、各検知範囲の上側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されていてもよい。
【００４９】
本実施形態では、後カメラ８０Ｂは後センサ９０Ｂに隣接して配置され、前カメラ８０Ｆは前センサ９０Ｆに隣接して配置され、左カメラ８０Ｌは左センサ９０Ｌに隣接して配置され、且つ、右カメラ８０Ｒは右センサ９０Ｒに隣接して配置されている。また、後上カメラ８０ＵＢは後上センサ９０ＵＢに隣接して配置され、前上カメラ８０ＵＦは前上センサ９０ＵＦに隣接して配置され、左上カメラ８０ＵＬは左上センサ９０ＵＬに隣接して配置され、且つ、右上カメラ８０ＵＲは右上センサ９０ＵＲに隣接して配置されている。
【００５０】
本実施形態では、撮像装置８０及び障害物検出装置９０は何れも、図１Ｄに示すように、上面視で上部旋回体３の輪郭からはみ出さないように、上部旋回体３に取り付けられている。但し、撮像装置８０及び障害物検出装置９０の少なくとも１つは、上面視で上部旋回体３の輪郭からはみ出すように、上部旋回体３に取り付けられていてもよい。
【００５１】
後上カメラ８０ＵＢは、省略されてもよく、後カメラ８０Ｂに統合されていてもよい。後上カメラ８０ＵＢが統合された後カメラ８０Ｂは、後上カメラ８０ＵＢがカバーしていた撮像範囲を含む広い撮像範囲をカバーできるように構成されていてもよい。前上カメラ８０ＵＦ、左上カメラ８０ＵＬ、及び右上カメラ８０ＵＲについても同様である。また、後上センサ９０ＵＢは、省略されてもよく、後センサ９０Ｂに統合されていてもよい。前上センサ９０ＵＦ、左上センサ９０ＵＬ、及び右上センサ９０ＵＲについても同様である。また、後上カメラ８０ＵＢ、前上カメラ８０ＵＦ、左上カメラ８０ＵＬ、及び右上カメラ８０ＵＲの少なくとも２つは、１又は複数の全天球カメラ又は半球カメラとして統合されていてもよい。
【００５２】
次に、図２を参照して、ショベル１００の駆動制御系の構成例について説明する。図２は、ショベル１００の駆動制御系の構成例を示す図である。
【００５３】
表示装置４０は、キャビン１０に設けられ、マシンガイダンス装置５０から供給される作業情報等を含む画像を表示する。表示装置４０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の通信ネットワーク、専用線等を介してマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に接続されている。
【００５４】
表示装置４０は、画像表示部４１に表示する画像を生成する変換処理部４０ａを有する。変換処理部４０ａは、撮像装置８０から得られる画像データに基づいて画像表示部４１上に表示する撮影画像を含む画像を生成する。表示装置４０には、左カメラ８０Ｌ、右カメラ８０Ｒ、及び後カメラ８０Ｂのそれぞれから画像データが入力される。
【００５５】
また、変換処理部４０ａは、コントローラ３０から表示装置４０に入力される各種のデータのうち画像表示部４１に表示させるデータを画像信号に変換する。コントローラ３０から表示装置４０に入力されるデータは、例えば、エンジン冷却水の温度を示すデータ、作動油の温度を示すデータ、尿素水の残量を示すデータ、燃料の残量を示すデータ等を含む。
【００５６】
変換処理部４０ａは、変換した画像信号を画像表示部４１に出力し、撮影画像や各種のデータに基づいて生成した画像を画像表示部４１に表示させる。
【００５７】
なお、変換処理部４０ａは、表示装置４０ではなく、例えば、コントローラ３０に設けられてもよい。この場合、撮像装置８０は、コントローラ３０に接続される。
【００５８】
表示装置４０は、入力部としてのスイッチパネル４２を有する。スイッチパネル４２は、各種ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネル４２は、ライトスイッチ４２ａ、ワイパースイッチ４２ｂ、及びウィンドウォッシャスイッチ４２ｃを有する。
【００５９】
ライトスイッチ４２ａは、キャビン１０の外部に取り付けられるライトの点灯・消灯を切り替えるためのスイッチである。ワイパースイッチ４２ｂは、ワイパーの作動・停止を切り替えるためのスイッチである。ウィンドウォッシャスイッチ４２ｃは、ウィンドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。
【００６０】
表示装置４０は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池７０は、エンジン１１のオルタネータ１１ａ（発電機）で発電した電力で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０及び表示装置４０以外のショベル１００の電装品７２等にも供給される。また、エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池７０からの電力で駆動されてエンジン１１を始動させる。
【００６１】
エンジン１１は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５に接続され、エンジン制御装置（ＥＣＵ）７４により制御される。ＥＣＵ７４からは、エンジン１１の状態を示す各種のデータ（例えば、水温センサ１１ｃで検出される冷却水温（物理量）を示すデータ等）がコントローラ３０に常時送信される。コントローラ３０は内部の記憶部３０ａにこのデータを蓄積し、適宜、表示装置４０に送信できる。
【００６２】
メインポンプ１４は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給するための油圧ポンプである。メインポンプ１４は、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００６３】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための油圧ポンプである。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ１５が担っていた機能は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置２６（例えば、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ）等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
【００６４】
コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータ等に、メインポンプ１４が吐出する作動油を選択的に供給する。なお、以下では、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータを、「油圧アクチュエータ」という場合がある。
【００６５】
操作レバー２６Ａ〜２６Ｃは、キャビン１０内に設けられ、操作者によって油圧アクチュエータの操作に用いられる。操作レバー２６Ａ〜２６Ｃが操作されると、パイロットポンプから油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに作動油が供給される。各パイロットポートには、対応する操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの操作方向及び操作量に応じた圧力の作動油が供給される。
【００６６】
本実施形態では、操作レバー２６Ａは、ブーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ａを操作すると、ブームシリンダ７を油圧駆動させて、ブーム４を操作できる。操作レバー２６Ｂは、アーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｂを操作すると、アームシリンダ８を油圧駆動させて、アーム５を操作できる。操作レバー２６Ｃは、バケット操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｃを操作すると、バケットシリンダ９を油圧駆動させて、バケット６を操作できる。なお、ショベル１００には、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの他に、走行用油圧モータや旋回用油圧モータ等を駆動させる操作レバー、操作ペダル等が設けられてもよい。
【００６７】
コントローラ３０は、例えば以下で説明する各種のデータを取得する。コントローラ３０が取得したデータは、記憶部３０ａに格納される。
【００６８】
可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ１４のレギュレータ１４ａは、斜板角度を示すデータをコントローラ３０に送る。また、吐出圧力センサ１４ｂは、メインポンプ１４の吐出圧力を示すデータをコントローラ３０に送る。これらのデータ（物理量を表すデータ）は記憶部３０ａに格納される。また、メインポンプ１４が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ１４との間の管路に設けられている油温センサ１４ｃは、管路を流れる作動油の温度を表すデータをコントローラ３０に送る。
【００６９】
圧力センサ１５ａ，１５ｂは、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃが操作された際にコントロールバルブ１７に送られるパイロット圧を検出し、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に送る。操作レバー２６Ａ〜２６Ｃには、スイッチボタン２７が設けられている。操作者は、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃを操作しながらスイッチボタン２７を操作することで、コントローラ３０に指令信号を送ることができる。
【００７０】
ショベル１００のキャビン１０内には、エンジン回転数調整ダイヤル７５が設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジンの回転数を調整するためのダイヤルであり、例えば、エンジン回転数を段階的に切り替えることができる。本実施形態では、エンジン回転数調整ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード、及びアイドリング（ＩＤＬＥ）モードの４段階にエンジン回転数を切り替えることができるように設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定状態を示すデータをコントローラ３０に送る。なお、図２には、エンジン回転数調整ダイヤル７５によりＨモードが選択された状態が示されている。
【００７１】
ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、２番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベル１００を稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、３番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で設定された回転数モードのエンジン回転数で一定回転数に制御される。
【００７２】
障害物検出装置９０は、検出したショベル１００の周囲の電線、電柱等の障害物のデータをコントローラ３０に送る。障害物のデータは、障害物の大きさ、位置情報等を含む。
【００７３】
また、操作レバー２６Ａの形態として油圧式パイロット回路に関する説明を記載したが、油圧式操作レバーではなく電気式パイロット回路を備えた電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、電気信号としてコントローラ３０へ入力される。また、パイロットポンプ１５と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置される。電磁弁は、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。なお、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ３０からの電気信号に応じて動作する。
【００７４】
次に、図３を参照して、ショベル１００のコントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０に設けられている各種機能について説明する。図３は、コントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０の構成例を示すブロック図である。
【００７５】
コントローラ３０は、ＥＣＵ７４を含むショベル１００全体の動作を制御する。コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを閉状態とし、ゲートロックレバー４９が引き上げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを開状態とするように制御する。ゲートロック弁４９ａは、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等との間の油路に設けられている切替弁である（図２参照）。なお、ゲートロック弁４９ａは、コントローラ３０からの指令によって開閉する構成になっているが、ゲートロックレバー４９と機械的に接続され、ゲートロックレバー４９の動作に応じて開閉する構成であってもよい。
【００７６】
ゲートロック弁４９ａは、閉状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等との間の作動油の流れを遮断して操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等の操作を無効にする。また、ゲートロック弁４９ａは、開状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー等との間で作動油を連通させて操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等の操作を有効にする。
【００７７】
コントローラ３０は、ゲートロック弁４９ａが開状態となり、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの操作が有効になった状態で、圧力センサ１５ａ，１５ｂによって検出されるパイロット圧から、各レバーの操作量を検出する。
【００７８】
コントローラ３０は、ショベル１００全体の動作の制御に加えて、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。具体的には、コントローラ３０は、ショベル１００が休止中であると判定したときは、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを中止するように、マシンガイダンス装置５０にガイダンス中止指令を送る。
【００７９】
また、コントローラ３０は、オートアイドルストップ指令をＥＣＵ７４に対して出力する際に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。あるいは、コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられた状態にあると判定した場合に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。
【００８０】
コントローラ３０は、姿勢把握部３０１と、位置関係把握部３０２と、進入不可領域設定部３０３と、進入判定部３０４と、動作制御部３０５と、進入不可領域解除部３０６と、表示制御部３０７と、を有する。
【００８１】
姿勢把握部３０１は、ショベル１００の位置及び姿勢を把握する。本実施形態では、姿勢把握部３０１は、ＧＰＳ装置Ｐ１が検出したショベル１００の位置情報に基づいて、ショベル１００の位置を把握する。また、姿勢把握部３０１は、ブーム角度センサＳ１が検出したブーム４の回動角度、アーム角度センサＳ２が検出したアーム５の回動角度、及びバケット角度センサＳ３が検出したバケット６の回動角度に基づいて、ショベル１００の姿勢を把握する。なお、姿勢把握部３０１は、車体傾斜センサＳ４に基づいてショベル１００の姿勢を把握してもよい。また、向き検出装置によって、下部走行体１と上部旋回体３の相対位置を把握してもよい。例えば、向き検出装置は、下部走行体１に取り付けられた方位センサと上部旋回体３に取り付けられた方位センサの組み合わせや旋回角速度センサＳ５で構成される。旋回角速度センサＳ５は、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する機構に関連して設けられるセンタージョイントに配置されていてもよい。また、旋回用電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置は、レゾルバで構成されていてもよい。
【００８２】
位置関係把握部３０２は、作業領域内に設置された障害物とショベル１００との位置関係を把握する。本実施形態では、位置関係把握部３０２は、障害物検出装置９０が検出した障害物の位置情報と、姿勢把握部３０１が把握したショベル１００の位置情報と、に基づいて、障害物とショベル１００との位置関係を把握する。また、位置関係把握部３０２によって把握された障害物とショベル１００との位置関係は、送信装置Ｔ１によってショベル１００の外部（例えばショベル１００とネットワークを介して通信可能な管理装置）に向けて発信可能に構成されている。
【００８３】
進入不可領域設定部３０３は、位置関係把握部３０２が把握した障害物とショベル１００との位置関係に基づいて、進入不可領域を設定する。進入不可領域は、例えば障害物を含む所定の範囲とすることができる。進入不可領域は個々の障害物に対して設定され、個々の障害物の外形からの所定の範囲として設定してもよい。つまり、障害物から予め設定された距離までを進入不可領域として設定される。更に、進入不可領域として設定される所定の範囲は障害物の種類に応じて変更してもよい。また、進入不可領域は、個々の障害物とショベルとの間の空間に対して設定してもよい。このように、作業領域内の地表面上に設置された障害物に対して進入不可領域が設定される。
【００８４】
進入判定部３０４は、位置関係把握部３０２が把握した障害物とショベル１００との位置関係に基づいて進入不可領域設定部３０３が設定した進入不可領域にショベル１００が進入したか否かを判定する。
【００８５】
動作制御部３０５は、進入判定部３０４が進入不可領域にショベル１００が進入したと判定した場合、ショベル１００の動作を減速又は停止させる。また、動作制御部３０５は、進入判定部３０４が進入不可領域にショベル１００が進入したと判定した場合、音出力装置４３を介して操作者に警報を発してもよい。
【００８６】
進入不可領域解除部３０６は、進入不可領域の設定を解除する。進入不可領域解除部３０６は、例えば入力装置４５によって設定を解除する進入不可領域が選択されると、選択された進入不可領域の設定を解除する。また、進入不可領域が設定された場所に障害物がなくなった場合、進入不可領域が他の進入不可領域と区別できるように破線や異なる色等で表示されてもよい。この場合、進入不可領域解除部３０６は、障害物がなくなった進入不可領域を入力装置４５によって選択されると、障害物がなくなった進入不可領域の設定を解除してもよい。
【００８７】
表示制御部３０７は、表示装置４０の画像表示部４１に表示させる画像を制御する。本実施形態では、例えば表示装置４０の画像表示部４１に表示される配置図に重畳して進入不可領域設定部３０３が設定した進入不可領域を表示させる。また、表示制御部３０７は、例えば表示装置４０の画像表示部４１に、進入不可領域を表示させる前後の配置図を同時に表示させてもよい。ここで、配置図は、丁張りに関する情報、二次元又は三次元の施工図面データ等を含んでいてもよい。
【００８８】
次に、マシンガイダンス装置５０について説明する。マシンガイダンス装置５０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、車体傾斜センサＳ４、ＧＰＳ装置Ｐ１、入力装置４５等から、コントローラ３０に供給される各種信号及びデータを受信する。
【００８９】
マシンガイダンス装置５０は、受信した信号及びデータに基づいてバケット６等のアタッチメントの実際の動作位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの実際の動作位置と目標施工面とを比較し、例えばバケット６と目標施工面との間の距離等を算出する。マシンガイダンス装置５０は、ショベル１００の旋回中心軸からバケット６の爪先までの距離や、目標施工面の傾斜角度等も算出し、これらを作業情報として表示装置４０に送信する。
【００９０】
なお、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とが別に設けられている場合には、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは、ＣＡＮを通じて互いに通信可能に接続される。
【００９１】
マシンガイダンス装置５０は、高さ算出部５０３、比較部５０４、表示制御部５０５、及びガイダンスデータ出力部５０６を有する。
【００９２】
高さ算出部５０３は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３の検出信号から求められるブーム４、アーム５、及びバケット６の角度から、バケット６の先端（爪先）の高さを算出する。
【００９３】
比較部５０４は、高さ算出部５０３が算出したバケット６の先端（爪先）の高さと、ガイダンスデータ出力部５０６から出力されるガイダンスデータにおいて示される目標施工面の位置とを比較する。また、比較部５０４は、ショベル１００に対する目標施工面の傾斜角度を求める。高さ算出部５０３や比較部５０４において求められた各種のデータは、記憶装置４７に記憶される。
【００９４】
表示制御部５０５は、比較部５０４によって求められたバケット６の高さや目標施工面の傾斜角度等を、作業情報として表示装置４０に送信する。表示装置４０は、撮像装置８０から送られる撮影画像と共に、表示制御部５０５から送られる作業情報を画面に表示する。表示装置４０の表示画面構成については後述する。また、表示制御部５０５は、バケット６が目標施工面よりも低い位置になった場合等には、音出力装置４３を介して操作者に警報を発することができる。
【００９５】
次に、図４及び図５を参照して、表示装置４０の画像表示部４１に表示させる画像の一例について説明する。図４は、車道に配置されたショベル１００に対し進入不可領域が設定される前の配置図の画像の一例を示す図である。図５は、進入不可領域が設定された後の配置図の画像の一例を示す図である。
【００９６】
図４に示されるように、画像表示部４１には、ショベルから施工対象側へ視点変換した配置図が表示される。視点変換は撮像した範囲内であれば任意の視点から生成できる。図４の配置図は、道路境界柵の外側（歩道側）からの配置関係を示す視点変換画像である。これにより、ショベルとショベルの周辺の配置関係を視認できる。配置図は、電柱画像４１１、電線画像４１２、道路境界柵画像４１３、ロードコーン画像４１４、埋設物画像４１５、及びショベル画像４１６を含む。また、図５に示されるように、画像表示部４１には、電柱画像４１１、電線画像４１２、道路境界柵画像４１３、及びロードコーン画像４１４のそれぞれを含む所定の範囲が進入不可領域４２１、４２２、４２３、４２４として表示されている。
【００９７】
電柱画像４１１は、障害物の一例である電柱の位置を示す画像である。電線画像４１２は、障害物の一例である電線の位置を示す画像である。道路境界柵画像４１３は、障害物の一例である道路境界柵の位置を示す画像である。ロードコーン画像４１４は、障害物の一例であるロードコーンの位置を示す画像である。埋設物画像４１５は、障害物の一例である埋設物の位置を示す画像である。
【００９８】
配置図は、障害物検出装置９０の検出データに基づいて生成される。また、配置図は、障害物検出装置９０の検出データと撮像装置８０の検出データとを組み合わせて生成してもよい。
【００９９】
更に、ＧＰＳ装置（ＧＮＳＳ受信機）Ｐ１により施工計画図に用いる基準座標系におけるショベル１００の配置位置（配置座標）を導き出すことができる。基準座標系は、例えば世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そしてＺ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。また、障害物とショベル１００との位置関係が把握できるため、障害物検出装置９０により検出された各障害物の基準座標系における配置座標も算出できる。このため、各障害物の配置位置を施工計画図へ入力することもできる。これにより、施工計画図において施工目標面の計画だけでなく、施工目標面に対する各障害物の配置位置も生成でき、施工計画図に各障害物を重畳表示できる。
【０１００】
進入不可領域は、表示装置４０に表示された配置図若しくは施工計画図の上に重畳表示されてもよい。進入不可領域は、例えば、コントローラ３０によって表示装置４０に表示された進入不可領域の表示画像を確認した操作者が設定ボタンを押すことで設定される。或いは、進入不可領域は、コントローラ３０が進入不可領域を認識した際に、自動的に設定されてもよい。また、事前に把握できる電柱又はフェンスＦＳ等の障害物に関する情報は、施工計画図に関するデータとして事前に設定されていてもよい。この場合、コントローラ３０は、施工計画図を取得したときに、目標施工面の位置と障害物の位置とを事前に対応付けることができる。そして、施工する際には目標施工面と障害物との位置関係に基づいて進入不可領域を生成することができる。また、コントローラ３０は、施工状況に応じて位置関係が随時変化するロードコーンＲＣの配置と、事前に入力された各障害物の配置とを関連づけて進入不可領域を生成することもできる。
【０１０１】
ショベル画像４１６は、ショベル１００の位置を示す画像である。ショベル１００の位置は、ＧＰＳ装置Ｐ１が検出したショベル１００の位置情報に基づいて特定されたショベル１００の位置を示す。
【０１０２】
次に、図４から図６を参照して、コントローラ３０が、障害物検出装置９０により検出された障害物の情報に基づいて、進入不可領域を設定する処理（以下「進入不可領域設定処理」という。）の一例について説明する。図６は、進入不可領域設定処理の一例を示すフローチャートである。
【０１０３】
ステップＳＴ１では、姿勢把握部３０１は、ショベル１００の位置及び姿勢を把握する。本実施形態では、姿勢把握部３０１は、ＧＰＳ装置Ｐ１が検出したショベル１００の位置情報に基づいて、ショベル１００の位置を把握する。また、姿勢把握部３０１は、ブーム角度センサＳ１が検出したブーム４の回動角度、アーム角度センサＳ２が検出したアーム５の回動角度、及びバケット角度センサＳ３が検出したバケット６の回動角度に基づいて、ショベル１００の姿勢を把握する。なお、姿勢把握部３０１は、車体傾斜センサＳ４に基づいてショベル１００の姿勢を把握してもよい。また、向き検出装置によって、下部走行体１と上部旋回体３の相対位置を把握してもよい。例えば、向き検出装置は、下部走行体１に取り付けられた方位センサと上部旋回体３に取り付けられた方位センサの組み合わせや旋回角速度センサで構成される。旋回角速度センサは、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する機構に関連して設けられるセンタージョイントに配置されていてもよい。また、旋回用電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置は、レゾルバで構成されていてもよい。
【０１０４】
ステップＳＴ２では、障害物検出装置９０が、ショベル１００の周囲の障害物を検出する。本実施形態では、障害物検出装置９０により、電柱、電線、道路境界柵、及びロードコーンが障害物として検出され、例えば図４に示されるように、表示装置４０の画像表示部４１に表示される配置図に電柱画像４１１、電線画像４１２、道路境界柵画像４１３、及びロードコーン画像４１４が表示されている。
【０１０５】
ステップＳＴ３では、位置関係把握部３０２は、障害物とショベル１００との位置関係を把握する。本実施形態では、位置関係把握部３０２は、障害物検出装置９０が検出した障害物の位置情報と、姿勢把握部３０１が把握したショベル１００の位置情報と、に基づいて、障害物とショベル１００との位置関係を把握する。また、位置関係把握部３０２によって把握された障害物とショベル１００との位置関係は、送信装置Ｔ１によってショベル１００の外部に向けて発信されてもよい。本実施形態では、位置関係把握部３０２によって把握された障害物とショベル１００との位置関係は、送信装置Ｔ１によって、例えば図８に示されるように、ショベル１００とネットワーク３００を介して通信可能な管理装置２００に向けて発信される。
【０１０６】
ステップＳＴ４では、進入不可領域設定部３０３は、位置関係把握部３０２が把握した障害物とショベル１００との位置関係に基づいて、進入不可領域を設定する。本実施形態では、例えば図５に示されるように、障害物検出装置９０が検出した障害物である電柱、電線、道路境界柵、及びロードコーンを含む所定の範囲が進入不可領域として設定され、表示装置４０の画像表示部４１に表示される配置図に電柱画像４１１、電線画像４１２、道路境界柵画像４１３、及びロードコーン画像４１４のそれぞれを含む所定の範囲が進入不可領域４２１、４２２、４２３、４２４として表示されている。本実施形態では、進入不可領域設定部３０３によって配置図や施工計画図に設定された進入不可領域は、送信装置Ｔ１によって、図８に示されるように、ショベル１００とネットワーク３００を介して通信可能な管理装置２００に向けて発信されてもよい。また、進入不可領域の設定がされた配置図を、管理装置２００から他のショベル１００に送信してもよい。
【０１０７】
ステップＳＴ５では、進入判定部３０４は、進入不可領域設定部３０３が設定した進入不可領域にショベル１００が進入したか否かを判定する。進入不可領域にショベル１００が進入したと判定された場合、処理をステップＳＴ６へ進める。一方、進入不可領域にショベル１００が進入していないと判定された場合、処理を終了する。
【０１０８】
ステップＳＴ６では、動作制御部３０５は、ショベル１００の動作を減速又は停止させる。その後、処理を終了する。
【０１０９】
本実施形態に係るショベル１００では、コントローラ３０が、進入不可領域にショベル１００が進入した場合、ショベル１００の動作を減速又は停止させる。これにより、操作者は、作業現場に存在する電柱や電線等の障害物を過度に注意することなくショベル１００を駆動させることができる。そのため、作業効率が向上する。
【０１１０】
また、上記の進入不可領域設定処理で設定された進入不可領域は、進入不可領域解除部３０６によって解除されるように構成されていてもよい。本実施形態では、入力装置４５によって設定を解除する進入不可領域が選択されると、進入不可領域解除部３０６は選択された進入不可領域の設定を解除する。また、進入不可領域が設定された場所に障害物がなくなった場合、進入不可領域が他の進入不可領域と区別できるように破線や異なる色等で表示されてもよい。この場合、進入不可領域解除部３０６は、障害物がなくなった進入不可領域を入力装置４５によって選択されると、障害物がなくなった進入不可領域の設定を解除してもよい。
【０１１１】
次に、図７を参照して、表示装置４０の画像表示部４１に表示させる画像の別の例について説明する。図７は、進入不可領域が設定された後の配置図の画像の別の例を示す図である。
【０１１２】
図７に示される例では、表示装置４０の画像表示部４１に進入不可領域が設定される前の配置図の画像４１Ａと、進入不可領域が設定された後の配置図の画像４１Ｂとが同時に表示されている。これにより、操作者は画像表示部４１に表示された画像を確認することで、進入不可領域設定処理によって新たに設定された進入不可領域を容易に確認できる。
【０１１３】
なお、コントローラ３０は、例えば、ショベル１００の外表面上の点が進入不可領域に侵入した場合に、機体の一部が進入不可領域に侵入するおそれがあると判定するように構成されていてもよい。ショベル１００の外表面は、例えば、下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面を含む。コントローラ３０には、姿勢センサの取り付け位置と下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面との位置関係が予め設定されている。そのため、コントローラ３０は、姿勢センサの位置の変化を所定の周期で算出することにより、下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面の位置の変化も算出できる。
【０１１４】
具体的には、コントローラ３０は、例えば、ポリゴンモデル又はワイヤーフレームモデル等の仮想的な三次元モデルを用いてショベル１００の全体的且つ立体的な外形（外表面）を認識して外表面上の点の座標を算出する。なお、下部走行体１の外表面は、例えば、クローラ１Ｃの前面、上面、底面、及び後面等を含む。上部旋回体３の外表面は、例えば、側面カバーの表面、エンジンフードの上面、並びに、カウンタウエイトの上面、左側面、右側面、及び後面等を含む。掘削アタッチメントＡＴの外表面は、例えば、ブーム４の背面、左側面、右側面、及び腹面、並びに、アーム５の背面、左側面、右側面、及び腹面等を含む。
【０１１５】
図９は、ポリゴンモデルを用いて認識されるショベル１００の全体的且つ立体的な外表面の構成例を示す。図形９Ａは、上部旋回体３及び掘削アタッチメントＡＴのポリゴンモデルの上面図であり、図形９Ｂは、下部走行体１のポリゴンモデルの上面図であり、図形９Ｃは、ショベル１００のポリゴンモデルの左側面図である。図９では、下部走行体１の外表面は、斜線パターンで表され、上部旋回体３の外表面は、粗いドットパターンで表され、掘削アタッチメントＡＴの外表面は、細かいドットパターンで表されている。
【０１１６】
ポリゴンモデルとしてのショベル１００の外表面は、実際のショベル１００の外表面よりも所定の余裕距離だけ外側にある表面として認識されてもよい。すなわち、ポリゴンモデルとしてのショベル１００は、例えば、実際の下部走行体１、上部旋回体３、及び掘削アタッチメントＡＴのそれぞれが別々に相似拡大されたものとして認識されてもよい。この場合、余裕距離は、ショベル１００の動き（例えば、掘削アタッチメントＡＴの動き）等に応じて変化する距離であってもよい。そして、コントローラ３０は、この相似拡大されたポリゴンモデルで表される空間内に進入不可領域が進入した場合に、警報を出力してもよく、制動制御等によってショベル１００の動きを減速或いは停止させてもよい。
【０１１７】
コントローラ３０は、例えば、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分（下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面）のそれぞれについて、機体の一部が進入不可領域に進入するおそれがあるか否かを別々に判定してもよい。また、コントローラ３０は、ショベル１００の作業内容によっては、３つの部分のうちの少なくとも１つについて、機体の一部が進入不可領域に進入するおそれがあるか否かの判定を省略してもよい。
【０１１８】
例えば、図５に示す例では、コントローラ３０は、所定の制御周期毎に、掘削アタッチメントＡＴの外表面上の各点と進入不可領域４２１、４２２、４２３、４２４のそれぞれとの間の距離を算出し、算出した距離に基づいてバケット６が進入不可領域４２１、４２２、４２３、４２４に進入するおそれがあるか否かを判定してもよい。この場合、コントローラ３０は、下部走行体１の外表面上の各点及び上部旋回体３の外表面上の各点と進入不可領域４２１、４２２、４２３、４２４のそれぞれとの間の距離の算出を省略してもよい。
【０１１９】
ここで、図１０を参照し、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分のそれぞれと、周囲監視装置としての障害物検出装置９０によって検知された物体との間の距離に基づいてショベル１００（旋回用油圧モータ２Ａ）の動きを制限する制限機能の更に別の一例について説明する。図１０は、コントローラ３０の構成の別の一例を示す図である。なお、周囲監視装置は、撮像装置８０であってもよい。
【０１２０】
図１０に示す例では、コントローラ３０は、進入不可領域設定部３０３、速度指令生成部３０８、状態認識部３０９、距離判定部３１０、制限対象決定部３１１、及び速度制限部３１２を機能要素として有する。そして、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、車体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、電気式の左操作レバー２６Ｌ、撮像装置８０、及び障害物検出装置９０等が出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁３１等に制御指令を出力できるように構成されている。なお、進入不可領域設定部３０３は、図３に示すコントローラ３０が有する進入不可領域設定部３０３と同じように動作する。
【０１２１】
速度指令生成部３０８は、操作装置２６が出力する信号に基づいてアクチュエータの動作速度に関する指令を生成するように構成されている。図１０に示す例では、速度指令生成部３０８は、左右方向に操作された左操作レバー２６Ｌが出力する電気信号に基づいて旋回用油圧モータ２Ａの回転速度に関する指令を生成するように構成されている。
【０１２２】
状態認識部３０９は、ショベル１００の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、状態認識部３０９は、アタッチメント状態認識部３０９Ａ、上部旋回体状態認識部３０９Ｂ、及び下部走行体状態認識部３０９Ｃを有する。
【０１２３】
アタッチメント状態認識部３０９Ａは、掘削アタッチメントＡＴの現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、アタッチメント状態認識部３０９Ａは、掘削アタッチメントＡＴの外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、掘削アタッチメントＡＴの全頂点を含む。
【０１２４】
上部旋回体状態認識部３０９Ｂは、上部旋回体３の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、上部旋回体状態認識部３０９Ｂは、上部旋回体３の外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、上部旋回体３の全頂点を含む。
【０１２５】
下部走行体状態認識部３０９Ｃは、下部走行体１の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、下部走行体状態認識部３０９Ｃは、下部走行体１の外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、下部走行体１の全頂点を含む。
【０１２６】
状態認識部３０９は、ショベル１００の作業内容等に応じ、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分（下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面）のうちの何れの状態の認識を実行し、何れの状態の認識を省略するかを決定してもよい。
【０１２７】
距離判定部３１０は、状態認識部３０９が算出したショベル１００の外表面上の各点と進入不可領域設定部３０３が設定した進入不可領域との間の距離が所定値を下回ったか否かを判定するように構成されている。
【０１２８】
制限対象決定部３１１は、制限対象を決定するように構成されている。図１０に示す例では、制限対象決定部３１１は、距離判定部３１０の出力、すなわち、ショベル１００の外表面上の何れの点と進入不可領域との間の距離が所定値を下回ったかに基づき、動きを制限すべきアクチュエータ（以下、「制限対象アクチュエータ」とする。）を決定する。
【０１２９】
速度制限部３１２は、１又は複数のアクチュエータの動作速度を制限するように構成されている。図１０に示す例では、速度制限部３１２は、速度指令生成部３０８が生成した速度指令のうちの、制限対象決定部３１１により制限対象アクチュエータとして決定されたアクチュエータに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を比例弁３１に対して出力する。
【０１３０】
具体的には、速度制限部３１２は、制限対象決定部３１１により制限対象アクチュエータとして決定された旋回用油圧モータ２Ａに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を比例弁３１ＢＬ又は比例弁３１ＢＲに対して出力する。旋回用油圧モータ２Ａの回転速度を低減させ或いは停止させるためである。
【０１３１】
この制限機能により、図１０に示すコントローラ３０は、ショベル１００の機体の一部が進入不可領域に進入するのを防止するために、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させることができる。
【０１３２】
次に、図１１を参照し、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分のそれぞれと、周囲監視装置としての障害物検出装置９０によって検知された物体との間の距離に基づいてショベル１００（旋回用油圧モータ２Ａ）の動きを制限する制限機能の更に別の一例について説明する。図１１は、コントローラ３０の構成の更に別の一例を示す図である。なお、周囲監視装置は、撮像装置８０であってもよい。
【０１３３】
図１１に示すコントローラ３０は、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーに接続される構成である点で、油圧式パイロット回路を備えた電気式操作レバーに接続される構成である図１０に示すコントローラ３０と異なる。具体的には、図１１に示すコントローラ３０の速度制限部３１２は、操作圧センサ２９の出力に基づいて速度指令を生成し、生成した速度指令のうちの、制限対象決定部３１１により制限対象アクチュエータとして決定されたアクチュエータに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令をそのアクチュエータに関する電磁弁６０に対して出力する。
【０１３４】
電磁弁６０は、電磁弁６０Ｌ及び電磁弁６０Ｒを含む。図１１に示す例では、電磁弁６０Ｌは、左操作レバー２６Ｌが左右方向に操作されたときに作動油を吐出するリモコン弁の左側ポートと制御弁１７３の左側パイロットポートとを繋ぐ管路に配置される電磁比例弁である。電磁弁６０Ｒは、左操作レバー２６Ｌが左右方向に操作されたときに作動油を吐出するリモコン弁の右側ポートと制御弁１７３の右側パイロットポートとを繋ぐ管路に配置される電磁比例弁である。
【０１３５】
具体的には、速度制限部３１２は、制限対象決定部３１１により制限対象アクチュエータとして決定された旋回用油圧モータ２Ａに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を電磁弁６０Ｌ又は電磁弁６０Ｒに対して出力する。旋回用油圧モータ２Ａの回転速度を低減させ或いは停止させるためである。
【０１３６】
この制限機能により、図１１に示すコントローラ３０は、図１０に示すコントローラ３０と同様に、ショベル１００の機体の一部が進入不可領域に進入するのを防止するために、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させることができる。これにより、例えば、操作者がクローラに注視しつつ走行操作を行っている際にバケットが電柱に接近した場合でも、走行動作を停止させることができる。更に、進入不可領域に進入しないように、所定のアクチュエータを駆動させ回避制御をさせてもよい。この場合、例えば操作者がクローラに注視しつつ走行操作を行っている際にバケットが電柱に接近した場合でも、バケットを電柱から離間させるように自動的に旋回制御を行ってもよい。
【０１３７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係るショベル１００Ａの一例の全体構成について説明する。図１２は、本発明の第２実施形態に係るショベル１００Ａの一例を示す側面図である。
【０１３８】
本実施形態に係るショベル１００Ａは、キャビン１０の頂部、及びキャビン１０の頂部から死角となる領域を含む範囲内の障害物を検出する障害物検出装置９０が設けられていることを特徴とする。なお、その他の構成については、第１実施形態に係るショベル１００と同様であるので、ショベル１００と同様の構成については説明を省略する。
【０１３９】
障害物検出装置９０は、センサ９０Ｕ、センサ９０Ｄ、センサ９０Ｆ、及びセンサ９０Ｌ、９０Ｒ、９０Ｂを有する。
【０１４０】
センサ９０Ｕは、キャビン１０の頂部に設けられており、ショベル１００Ａの周囲の障害物を検出する。センサ９０Ｄは、ブーム４の下部に設けられており、ショベル１００Ａの前方のキャビン１０の頂部から死角となる領域を含む範囲内の障害物を検出する。センサ９０Ｆは、キャビン１０の前方に設けられており、ショベル１００Ａの前方のキャビン１０の頂部から死角となる領域を含む範囲内の障害物を検出する。センサ９０Ｌ、９０Ｒ、９０Ｂは、上部旋回体３のカバー３ａ上部に設けられており、それぞれ上部旋回体３からキャビン１０に向かって、左側、右側、後方のキャビン１０の頂部から死角となる領域を含む範囲内の障害物を検出する。センサ９０Ｕ、センサ９０Ｄ、センサ９０Ｆ、及びセンサ９０Ｌ、９０Ｒ、９０Ｂは、例えば、単眼カメラ、ステレオカメラ等のカメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダ等であり、それぞれ検出した信号をコントローラ３０に送る。
【０１４１】
本実施形態に係るショベル１００Ａでは、コントローラ３０が、進入不可領域にショベル１００Ａが進入した場合、ショベル１００Ａの動作を減速又は停止させる。これにより、操作者は、作業現場に存在する電柱や電線等の障害物を過度に注意することなくショベル１００Ａを駆動させることができる。そのため、作業効率が向上する。
【０１４２】
特に、本実施形態では、キャビン１０の頂部に設けられたセンサ９０Ｕに加えて、キャビン１０の頂部から死角となる領域を含む範囲内の障害物を検出するセンサ９０Ｄ、センサ９０Ｆ、及びセンサ９０Ｌ、９０Ｒ、９０Ｂが設けられているので、操作者から死角となりやすいショベル１００Ａ近傍の障害物を検出できる。
【０１４３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【０１４４】
例えば、上述の実施形態では、コントローラ３０が、配置図や施工計画図上に表示される障害物に対して、進入不可領域を設定したが、配置図が無い場合においても進入不可領域を設定できるようにしてもよい。具体的に、撮像装置８０によって撮像された画像を画面表示させ、障害物検出装置９０によって検出された障害物を撮像画像に表示させる。この撮像画像上に重畳された障害物に対して、進入不可領域を設定する。
【０１４５】
また、ショベル１００が取得する情報は、図１３に示すようなショベルの管理システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルの操作者等と共有されてもよい。図１３は、ショベルの管理システムＳＹＳの構成例を示す概略図である。管理システムＳＹＳは、ショベル１００を管理するシステムである。本実施形態では、管理システムＳＹＳは、主に、ショベル１００、支援装置４００、及び管理装置５００で構成される。ショベル１００、支援装置４００、及び管理装置５００のそれぞれは、通信装置を備え、携帯電話通信網、衛星通信網、又は近距離無線通信網等を介して互いに直接的に或いは間接的に接続されている。管理システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置４００、及び管理装置５００は、それぞれ１台であってもよく、複数台であってもよい。図１３の例では、管理システムＳＹＳは、１台のショベル１００と、１台の支援装置４００と、１台の管理装置５００とを含む。
【０１４６】
支援装置４００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等のコンピュータである。支援装置４００は、ショベル１００の操作者が携帯するコンピュータであってもよい。但し、支援装置４００は、固定端末装置であってもよい。
【０１４７】
管理装置５００は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータである。管理装置５００は、可搬性のコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等の携帯端末装置）であってもよい。
【０１４８】
支援装置４００及び管理装置５００の少なくとも一方（以下、「支援装置４００等」とする。）は、モニタと遠隔操作用の操作装置とを備えていてもよい。この場合、操作者は、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作する。遠隔操作用の操作装置は、例えば、携帯電話通信網、衛星通信網、又は近距離無線通信網等の通信網を通じ、コントローラ３０に接続される。
【０１４９】
上述のようなショベルの管理システムＳＹＳでは、ショベル１００のコントローラ３０は、進入不可領域に関する情報を支援装置４００等に送信してもよい。進入不可領域に関する情報は、例えば、進入不可領域の位置に関する情報、ショベル１００の機体の一部が進入不可領域に進入するおそれがあると判定された時刻（以下、「判定時刻」とする。）に関する情報、判定時刻におけるその機体の一部の位置に関する情報、判定時刻におけるショベル１００の作業内容に関する情報、判定時刻における作業環境に関する情報、及び、判定時刻及びその前後の期間に測定されたショベル１００の動きに関する情報等の少なくとも１つを含む。作業環境に関する情報は、例えば、地面の傾斜に関する情報、及び、天気に関する情報等の少なくとも１つを含む。ショベル１００の動きに関する情報は、例えば、パイロット圧、及び、油圧アクチュエータにおける作動油の圧力等の少なくとも１つを含む。
【０１５０】
コントローラ３０は、撮像装置８０が撮像した画像を支援装置４００等に送信してもよい。画像は、例えば、判定時刻を含む所定期間に撮像された複数の画像であってもよい。所定期間は、判定時刻に先行する期間を含んでいてもよい。
【０１５１】
更に、コントローラ３０は、判定時刻を含む所定期間におけるショベル１００の作業内容に関する情報、ショベル１００の姿勢に関する情報、及び掘削アタッチメントの姿勢に関する情報等の少なくとも１つを支援装置４００等に送信してもよい。支援装置４００等を利用する管理者が、作業現場に関する情報を入手できるようにするためである。すなわち、ショベル１００の動きを減速或いは停止させなければならない状況が発生した原因等を管理者が分析できるようにするためであり、更には、そのような分析結果に基づいて管理者がショベル１００の作業環境を改善できるようにするためである。
【０１５２】
更に、コントローラ３０は、操作者が進入不可領域の位置を変更したり、或いは、進入不可領域を新たに生成したりできるように構成されていてもよい。
【０１５３】
進入不可領域に関する情報は、典型的には、コントローラ３０における揮発性記憶装置又は不揮発性記憶装置に一次的に記憶され、任意のタイミングで管理装置５００に送信される。
【０１５４】
管理装置５００は、管理装置５００の利用者が作業現場の様子を把握できるように、受信した進入不可領域に関する情報を利用者に提示するように構成されている。本実施形態では、管理装置５００は、検知空間内で物体が検知されているときの作業現場の様子を視覚的に再現できるように構成されている。具体的には、管理装置５００は、受信した進入不可領域に関する情報を利用してコンピュータグラフィックスアニメーションを生成する。以下では、コンピュータグラフィックスを「ＣＧ」とする。
【０１５５】
図１４は、管理装置５００が生成したＣＧアニメーションの表示例を示す。ＣＧアニメーションは、作業現場の再生画像の一例であり、管理装置５００に接続された表示装置ＤＳに表示されている。表示装置ＤＳは、例えば、タッチパネルモニタである。
【０１５６】
図１４の例では、ＣＧアニメーションは、図５に示すショベル１００の様子を真上からの視点で再現するＣＧアニメーションであり、画像Ｇ１〜Ｇ１２を含む。図５に示すショベル１００には、ショベル１００の周囲を監視できるように複数台の障害物検出装置９０が搭載されている。そのため、コントローラ３０、及び、コントローラ３０からの情報を受信する管理装置５００は、ショベル１００の周囲に存在する物体とショベル１００との位置関係に関する情報を正確に取得できる。
【０１５７】
画像Ｇ１は、ショベル１００を表すＣＧである。画像Ｇ２は、電柱を表すＣＧである。画像Ｇ３は、電線及び道路境界柵を表すＣＧである。画像Ｇ４は、ロードコーンを表すＣＧである。画像Ｇ５は、埋設物を表すＣＧである。画像Ｇ６は、画像Ｇ２を囲む枠画像であり、障害物である電柱に対する進入不可領域を表す。画像Ｇ７は、画像Ｇ３のショベル１００側に画像Ｇ３に沿って延びる画像であり、障害物である電線及び道路境界柵に対する進入不可領域を表す。画像Ｇ８は、画像Ｇ４を囲む枠画像であり、障害物であるロードコーンに対する進入不可領域を表す。画像Ｇ１０は、ＣＧアニメーションの再生箇所を表示するシークバーである。画像Ｇ１１は、ＣＧアニメーションの現在の再生位置を指し示すスライダである。画像Ｇ１２は、各種情報を表示するテキスト画像である。なお、画像Ｇ２〜Ｇ８は、撮像装置８０が撮像した画像に視点変換処理を施して生成される画像であってもよい。すなわち、管理装置５００は、ＣＧアニメーションではなく、撮像装置８０が撮像した動画像を作業現場の再生画像の別の一例として表示装置ＤＳで再生させてもよい。また、図１４の例では、電線及び道路境界柵を表すＣＧが１つの画像として画像Ｇ３で示されているが、電線を表すＣＧと道路境界柵を表すＣＧとが別の画像で示されていてもよい。また、電線及び道路境界柵に対する進入不可領域が１つの画像として画像Ｇ７で表されているが、電線に対する進入不可領域と道路境界柵に対する進入不可領域とが別の画像で表されていてもよい。
【０１５８】
図１４の例では、画像Ｇ１２は、作業が行われた年月日を表すテキスト画像「２０１６年１０月２６日」、作業が行われた場所を表すテキスト画像「東経＊＊ 北緯＊＊」、作業内容を表すテキスト画像「クレーン吊り作業」、及び、物体が検知されたときのショベル１００の動作である検知時動作を表すテキスト画像「吊り旋回」を含む。
【０１５９】
画像Ｇ１は、進入不可領域に関する情報に含まれているショベル１００の姿勢に関するデータ、及び、掘削アタッチメントの姿勢に関するデータ等に基づいて動くように表示される。ショベル１００の姿勢に関するデータは、例えば、上部旋回体３のピッチ角、ロール角、及びヨー角（旋回角度）等を含む。掘削アタッチメントの姿勢に関するデータは、ブーム角度、アーム角度、及びバケット角度等を含む。
【０１６０】
管理装置５００の利用者は、例えば、画像Ｇ１０（シークバー）上の所望の位置をタッチ操作することで、ＣＧアニメーションの再生位置を所望の位置（時点）に変更できる。図１４は、スライダが指し示す午前１０時８分における作業現場の様子がＣＧアニメーションで再生されていることを示している。
【０１６１】
このようなＣＧアニメーションにより、管理装置５００の利用者である管理者は、例えば、物体が検知されたときの作業現場の様子を容易に把握できる。すなわち、管理システムＳＹＳは、ショベル１００の動きが制限された原因等を管理者が分析できるようにし、更には、そのような分析結果に基づいて管理者がショベル１００の作業環境を改善できるようにする。
【０１６２】
また、ＣＧアニメーション又は動画像といった作業現場の再生画像は、管理装置５００に接続された表示装置ＤＳばかりでなく、支援装置４００に搭載された表示装置、又は、ショベル１００のキャビン１０内に設置された表示装置４０で表示されてもよい。
【０１６３】
次に、図１５を参照し、進入不可領域設定処理の実行中に表示される画像の一例について説明する。図１５に示すように、表示装置４０に表示される画像Ｇｘ１は、時刻表示部１４１１、回転数モード表示部１４１２、走行モード表示部１４１３、アタッチメント表示部１４１４、エンジン制御状態表示部１４１５、尿素水残量表示部１４１６、燃料残量表示部１４１７、冷却水温表示部１４１８、エンジン稼働時間表示部１４１９、カメラ画像表示部１４２０、及び作業状態表示部１４３０（上面視作業状態表示部と側面視作業状態表示部）を有する。回転数モード表示部１４１２、走行モード表示部１４１３、アタッチメント表示部１４１４、及びエンジン制御状態表示部１４１５は、ショベル１００の設定状態に関する情報を表示する表示部である。尿素水残量表示部１４１６、燃料残量表示部１４１７、冷却水温表示部１４１８、及びエンジン稼働時間表示部１４１９は、ショベル１００の運転状態に関する情報を表示する表示部である。各部に表示される画像は、表示装置４０によって、コントローラ３０から送信される各種データ及び撮像装置８０から送信される画像データ等を用いて生成される。
【０１６４】
時刻表示部１４１１は、現在の時刻を表示する。回転数モード表示部１４１２は、不図示のエンジン回転数調整ダイヤルによって設定されている回転数モードをショベル１００の稼働情報として表示する。走行モード表示部１４１３は、走行モードをショベル１００の稼働情報として表示する。走行モードは、可変容量モータを用いた走行用油圧モータの設定状態を表す。例えば、走行モードは、低速モード及び高速モードを有し、低速モードでは「亀」を象ったマークが表示され、高速モードでは「兎」を象ったマークが表示される。アタッチメント表示部１４１４は、現在装着されているアタッチメントの種類を表すアイコンを表示する領域である。エンジン制御状態表示部１４１５は、エンジン１１の制御状態をショベル１００の稼働情報として表示する。図１５の例では、エンジン１１の制御状態として「自動減速・自動停止モード」が選択されている。「自動減速・自動停止モード」は、非操作状態の継続時間に応じて、エンジン回転数を自動的に低減し、さらにはエンジン１１を自動的に停止させる制御状態を意味する。その他、エンジン１１の制御状態には、「自動減速モード」、「自動停止モード」、及び「手動減速モード」等がある。
【０１６５】
尿素水残量表示部１４１６は、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態をショベル１００の稼働情報として画像表示する。図１５の例では、尿素水残量表示部１４１６には、現在の尿素水の残量状態を表すバーゲージが表示されている。尿素水の残量は、尿素水タンクに設けられている尿素水残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
【０１６６】
燃料残量表示部１４１７は、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を稼働情報として表示する。図１５の例では、燃料残量表示部１４１７には、現在の燃料の残量状態を表すバーゲージが表示されている。燃料の残量は、燃料タンクに設けられている燃料残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
【０１６７】
冷却水温表示部１４１８は、エンジン冷却水の温度状態をショベル１００の稼働情報として表示する。図１５の例では、冷却水温表示部１４１８には、エンジン冷却水の温度状態を表すバーゲージが表示されている。エンジン冷却水の温度は、エンジン１１に設けられている水温センサが出力するデータに基づいて表示される。
【０１６８】
エンジン稼働時間表示部１４１９は、エンジン１１の累積稼働時間をショベル１００の稼働情報として表示する。図１５の例では、エンジン稼働時間表示部１４１９には、操作者によりカウントがリスタートされてからの稼働時間の累積が、単位「ｈｒ（時間）」と共に表示されている。エンジン稼働時間表示部１４１９には、ショベル製造後の全期間の生涯稼働時間又は操作者によりカウントがリスタートされてからの区間稼働時間が表示されてもよい。
【０１６９】
カメラ画像表示部１４２０は、撮像装置８０によって撮影された画像を表示する。図１５の例では、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後カメラ８０Ｂによって撮影された画像がカメラ画像表示部１４２０に表示されている。カメラ画像表示部１４２０には、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左カメラ８０Ｌ又は上面右端に取り付けられた右カメラ８０Ｒによって撮像されたカメラ画像が表示されてもよい。また、カメラ画像表示部１４２０には、左カメラ８０Ｌ、右カメラ８０Ｒ、及び後カメラ８０Ｂのうちの複数のカメラによって撮影された画像が並ぶように表示されてもよい。また、カメラ画像表示部１４２０には、左カメラ８０Ｌ、右カメラ８０Ｒ、及び後カメラ８０Ｂの少なくとも２つによって撮像された複数のカメラ画像の合成画像が表示されてもよい。合成画像は、例えば、俯瞰画像であってもよい。
【０１７０】
各カメラは上部旋回体３の一部がカメラ画像に含まれるように設置されていてもよい。表示される画像に上部旋回体３の一部が含まれることで、操作者は、カメラ画像表示部１４２０に表示される物体とショベル１００との間の距離感を把握し易くなるためである。図１５の例では、カメラ画像表示部１４２０は、上部旋回体３のカウンタウエイト３ｗの画像を表示している。
【０１７１】
図１５の例で示すように、側面視の状態表示部を備えることで、操作者は、アタッチメントの外方領域、つまり、ブーム上げ方向、アーム開き方向、バケットの開き方向における障害物のアタッチメントへの接近を容易に視認することができる。これにより、操作者は、上下方向においてもどの部位が障害物へ接近しているかを容易に確認することができる。更に、上面視の状態表示部も備えることで、操作者は、ショベル１００の後方、左右方向への障害物への接近も確認することができる。尚、図１５ではアタッチメントの外方領域における障害物の接近を示したが、アタッチメントの内方領域、つまり、ブーム下げ方向、アーム閉じ方向、バケットの閉じ方向において、障害物がアタッチメントへ接近する場合にも、状態表示部に表示させてもよい。また、下部走行体のクローラがロードコーン等の障害物に接近している場合も、上面視の状態表示部に障害物の位置を表示してもよい。
【０１７２】
カメラ画像表示部１４２０には、表示中のカメラ画像を撮影した撮像装置８０の向きを表す図形１４２１が表示されている。図形１４２１は、ショベル１００の形状を表すショベル図形１４２１ａと、表示中のカメラ画像を撮像した撮像装置８０の撮影方向を表す帯状の方向表示図形１４２１ｂとで構成されている。図形１４２１は、ショベル１００の設定状態に関する情報を表示する表示部である。
【０１７３】
図１５の例では、ショベル図形１４２１ａの下側（掘削アタッチメントＡＴを表す図形の反対側）に方向表示図形１４２１ｂが表示されている。これは、後カメラ８０Ｂによって撮影されたショベル１００の後方の画像がカメラ画像表示部１４２０に表示されていることを表す。例えば、カメラ画像表示部１４２０に右カメラ８０Ｒによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベル図形１４２１ａの右側に方向表示図形１４２１ｂが表示される。また、例えばカメラ画像表示部１４２０に左カメラ８０Ｌによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベル図形１４２１ａの左側に方向表示図形１４２１ｂが表示される。
【０１７４】
操作者は、例えば、キャビン１０内に設けられている不図示の画像切換スイッチを押すことで、カメラ画像表示部１４２０に表示する画像を他のカメラにより撮影された画像等に切り換えることができる。
【０１７５】
ショベル１００に撮像装置８０が設けられていない場合には、カメラ画像表示部１４２０の代わりに、異なる情報が表示されてもよい。
【０１７６】
作業状態表示部１４３０は、ショベル１００の作業状態を表示する。図１５の例では、作業状態表示部１４３０は、ショベル１００の図形１４３１、１４３２、画面の種類を示す図形１４３３、検知した物体の位置を示す図形１４３４、１４３５を含み、これらの図形１４３１〜１４３５は、カメラ画像表示部１４２０に表示されたショベル１００の後方の画像と同時に表示されている。
【０１７７】
図形１４３１は、ショベル１００を横から見たときのショベル１００の状態を示す。図形１４３２は、ショベル１００を上から見たときのショベル１００の状態を示す。図形１４３３は、作業状態表示部１４３０に表示されている画面の種類を表すテキストメッセージである。図形１４３４は、検知した物体の位置を示し、図１５の例では、図形１４３１の上方に位置する円形状の図形である。図形１４３５は、検知した物体の位置を示すテキストメッセージであり、図１５の例では、「ブーム上方１ｍ」と表示され、下線によって強調表示されている。
【０１７８】
コントローラ３０は、進入不可領域に関する情報等に基づいて図形１４３１〜１４３５を生成するように構成されていてもよい。具体的には、図形１４３１、１４３２は、ショベル１００の実際の姿勢を表すように生成されてもよい。この場合、図形１４３１、１４３２は、ショベル１００の実際の動作と連動するアニメーション表示であってもよく、固定された画像であってもよい。また、コントローラ３０は、撮像装置８０及び障害物検出装置９０の少なくとも一方の出力に基づき、検知した物体の位置を検出し、検出した位置に応じて図形１４３４の位置及び大きさを変化させてもよい。
【０１７９】
この構成により、ショベル１００の操作者は、画像Ｇｘ１を見ることで、物体が検出されているか否かを把握することができ、また、物体が検出されている場合にはショベル１００に対する物体の位置を把握することができる。図１５の例では、ショベル１００の操作者は、ブーム上方１ｍの位置に物体を検知したことを把握することができる。
【０１８０】
なお、図１５の例では、作業状態表示部１４３０にショベル１００の側面を示す図形１４３１及びショベル１００の上面を示す図形１４３２が表示されているが、図形１４３１、１４３２の少なくとも一方に代えて、ショベル１００を斜めから見た斜視図が表示されていてもよい。これにより、例えば、操作者がクローラに注視しつつ走行操作を行っている際にブームが電線に接近した場合でも、走行動作を停止させることができる。そして、操作者は表示画面を確認することで、走行の停止の原因が、ブームがショベル１００の周囲に存在する物体と接近したことによるものであると容易に確認することができる。更に、進入不可領域に進入しないように、所定のアクチュエータを駆動させ回避制御をさせてもよい。この場合、例えば操作者がクローラに注視しつつ走行操作を行っている際にブームが電線に接近した場合でも、ブームを電柱から離間させるように自動的にブーム下げ制御を行ってもよい。この場合であっても、操作者は表示画面を確認することで、ブームがショベル１００の周囲に存在する物体と接近していることを容易に把握することができる。
【０１８１】
次に、図１６を参照し、進入不可領域設定処理の実行中に表示される画像の別の一例について説明する。図１６の例では、画像Ｇｘ２の作業状態表示部１４３０は、ショベル１００の図形１４３１、１４３２、画面の種類を示す図形１４３３、接触のおそれがあるショベル１００の部位を示す図形１４３６〜１４３８を含み、これらの図形１４３１〜１４３３、１４３６〜１４３８は、カメラ画像表示部１４２０に表示されたショベル１００の後方の画像と同時に表示されている。
【０１８２】
図形１４３１は、ショベル１００を横から見たときのショベル１００の状態を示す。図形１４３２は、ショベル１００を上から見たときのショベル１００の状態を示す。図形１４３３は、作業状態表示部１４３０に表示されている画面の種類を表すテキストメッセージである。図形１４３６は、接触のおそれがあるショベル１００の部位の位置を示し、図１６の例では、図形１４３１におけるショベル１００のアームを囲む枠画像である。図形１４３７は、接触のおそれがあるショベル１００の部位の位置を示し、図１６の例では、図形１４３２におけるショベル１００のアームを囲む枠画像である。図形１４３８は、接触のおそれがあるショベル１００の部位を示すテキストメッセージであり、「アーム前方１ｍ」と表示され、下線によって強調表示されている。
【０１８３】
コントローラ３０は、進入不可領域に関する情報等に基づいて図形１４３１〜１４３３、１４３６〜１４３８を生成するように構成されていてもよい。具体的には、図形１４３１、１４３２は、ショベル１００の実際の姿勢を表すように生成されてもよい。この場合、図形１４３１、１４３２は、ショベル１００の実際の動作と連動するアニメーション表示であってもよく、固定された画像であってもよい。また、コントローラ３０は、撮像装置８０及び障害物検出装置９０の少なくとも一方の出力に基づき、検知した物体の位置を検出し、検出した位置に応じて図形１４３６、１４３７の位置及び大きさを変化させてもよい。
【０１８４】
この構成により、ショベル１００の操作者は、画像Ｇｘ２を見ることで、接触のおそれがあるショベル１００の部位が検出されているか否かを把握することができ、また、接触のおそれがあるショベル１００の部位が検出されている場合にはその部位の位置を把握することができる。図１６の例では、ショベル１００の操作者は、アーム前方１ｍの位置に物体を検知し、アームに接触のおそれがあることを把握することができる。また、下部走行体のクローラがロードコーン等の障害物に接近している場合も、上面視の状態表示部において障害物に最も接近しているクローラの部位を含むように強調表示してもよい。
【０１８５】
なお、図１６の例では、作業状態表示部１４３０にショベル１００の側面を示す図形１４３１及びショベル１００の上面を示す図形１４３２が表示されているが、図形１４３１、１４３２の少なくとも一方に代えて、ショベル１００を斜めから見た斜視図が表示されていてもよい。
【０１８６】
次に、図１７を参照し、進入不可領域設定処理の実行中に表示される画像の更に別の一例について説明する。
【０１８７】
表示画面４１Ｖは、図１７に示すように、日時表示領域４１ａ、走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、燃費表示領域４１ｄ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、回転数モード表示領域４１ｉ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、カメラ画像表示領域４１ｍを含む。
【０１８８】
日時表示領域４１ａは、現在の日時を表示する領域である。図１７に示す例では、デジタル表示が採用され、日付（２０１４年４月１日）と時刻（１０時５分）が示されている。
【０１８９】
走行モード表示領域４１ｂは、現在の走行モードを表示する領域である。走行モードは、可変容量ポンプを用いた走行油圧モータの設定状態を表す。具体的には、走行モードは、低速モード及び高速モードを有し、低速モードでは「亀」を象ったマークが表示され、高速モードでは「兎」を象ったマークが表示される。図１７に示す例では、「亀」を象ったマークが表示されており、運転者は低速モードが設定されていることを認識できる。
【０１９０】
アタッチメント表示領域４１ｃは、現在装着されているアタッチメントを表す画像を表示する領域である。ショベル１００には、バケット、削岩機、グラップル、リフティングマグネット等の様々なアタッチメントが装着される。アタッチメント表示領域４１ｃは、例えば、これらのアタッチメントを象ったマーク及びアタッチメントに対応する番号を表示する。図１７に示す例では、削岩機を象ったマークが表示され、且つ削岩機の出力の大きさを示す数字として「１」が表示されている。
【０１９１】
燃費表示領域４１ｄは、コントローラ３０によって算出された燃費情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄは、生涯平均燃費又は区間平均燃費を表示する平均燃費表示領域４１ｄ１、瞬間燃費を表示する瞬間燃費表示領域４１ｄ２を含む。
【０１９２】
図１７に示す例では、平均燃費表示領域４１ｄ１には、区間平均燃費が単位［Ｌ／ｈｒ（リットル／時］と共に数値で表示されている。また、瞬間燃費表示領域４１ｄ２には、瞬間燃費の大きさに応じて点灯・消灯状態が個別に制御される９つのセグメントで構成されたバーグラフが表示されている。瞬間燃費が大きくなると、点灯状態のセグメント数が増え、瞬間燃費が小さくなると、点灯状態のセグメント数が減るように各セグメントが制御され、運転者は視覚的に瞬間燃費の大きさを認識することができる。
【０１９３】
エンジン稼働時間表示領域４１ｆは、エンジン１１の累積稼働時間を表示する領域である。図１７に示す例では、運転者によりカウントがリスタートされてからの稼働時間の累積が、単位「ｈｒ（時）」と共に表示されている。エンジン稼働時間表示領域４１ｆには、ショベル１００が製造されてから全期間の生涯稼働時間及び運転者によりカウントがリスタートされてからの区間稼働時間の少なくとも一方が表示される。
【０１９４】
運転者により図示しない稼働時間表示切替スイッチが押下されると、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに表示される稼働時間情報と共に、平均燃費表示領域４１ｄ１に表示される燃費情報が切り替わる。例えば、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに区間稼働時間が表示されている場合には、平均燃費表示領域４１ｄ１に区間平均燃費が表示される。また、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに生涯稼働時間が表示されている場合には、平均燃費表示領域４１ｄ１に生涯平均燃費が表示される。さらに、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに区間稼働時間及び生涯稼働時間の両方が表示されている場合には、平均燃費表示領域４１ｄ１に区間平均燃費及び生涯平均燃費の両方が表示される。
【０１９５】
このように、稼働時間表示切替スイッチが押下される度に、平均燃費表示領域４１ｄ１に表示される燃費情報が、「区間平均燃費」、「生涯平均燃費」又は「区間平均燃費及び生涯平均燃費」に切り替えられる。したがって、運転者は、稼働時間表示切替スイッチを押下することで、区間平均燃費及び生涯平均燃費を把握することができ、現在の作業における燃費状態の良し悪しを認識し、より燃費を向上させるように作業を進めることが可能になる。
【０１９６】
なお、平均燃費表示領域４１ｄ１に表示される生涯平均燃費又は区間平均燃費は、図１７に示す例とは異なる単位で表示されてもよく、バーグラフで表示されてもよい。また、瞬間燃費表示領域４１ｄ２には、瞬間燃費が数値で表示されてもよい。
【０１９７】
エンジン制御状態表示領域４１ｅは、エンジン１１の制御状態を表示する領域である。図１７に示す例では、エンジン１１の制御状態として「自動減速・自動停止モード」が選択されている。なお、「自動減速・自動停止モード」は、エンジン負荷が小さい状態の継続時間に応じて、エンジン回転数を自動的に低減し、さらにはエンジン１１を自動的に停止させる制御状態を意味する。その他、エンジン１１の制御状態には、「自動減速モード」、「自動停止モード」、「手動減速モード」等がある。
【０１９８】
冷却水温表示領域４１ｇは、現在のエンジン冷却水の温度状態を表示する領域である。図１７に示す例では、エンジン冷却水の温度状態を表すバーグラフが表示されている。なお、エンジン冷却水の温度は、エンジン１１に取り付けられる水温センサ１１ｃが出力するデータに基づいて表示される。具体的には、冷却水温表示領域４１ｇは、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３、セグメント表示４１ｇ４及びアイコン表示４１ｇ５を含む。
【０１９９】
異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３は、それぞれエンジン冷却水の温度が異常高温状態、注意を要する状態、正常状態にあることを運転者に知らせるための表示である。また、セグメント表示４１ｇ４は、エンジン冷却水の温度の高低を運転者に知らせるための表示である。また、アイコン表示４１ｇ５は、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３及びセグメント表示４１ｇ４がエンジン冷却水の温度に関する表示であることを表すシンボル図形等のアイコンである。なお、アイコン表示４１ｇ５は、エンジン冷却水の温度に関する表示であることを表す文字等であってもよい。
【０２００】
図１７に示す例では、セグメント表示４１ｇ４は、点灯・消灯状態が個別に制御される８つのセグメントで構成され、冷却水温が高くなるほど点灯状態のセグメントの数が増加する。図１７に示す例では、４つのセグメントが点灯状態となっている。なお、図１７に示す例では、各セグメントが表す温度の幅は同じであるが、セグメント毎に温度の幅を変えてもよい。
【０２０１】
また、図１７に示す例では、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３はそれぞれ、セグメント表示４１ｇ４に沿うように並べて配置される円弧状の図形であり、例えば赤色、黄色、緑色で常時点灯される。セグメント表示４１ｇ４は、１番目（最下位）から６番目のセグメントが正常範囲に属し、７番目のセグメントが注意範囲に属し、８番目（最上位）のセグメントが異常範囲に属する。
【０２０２】
なお、冷却水温表示領域４１ｇは、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２及び正常範囲表示４１ｇ３を円弧状の図形として表示する代わりに、異常レベル、注意レベル、正常レベルを表す文字、記号等をそれぞれの境界に表示してもよい。
【０２０３】
なお、異常範囲表示、注意範囲表示、正常範囲表示、セグメント表示及びアイコン表示を含む上記構成は、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ及び作動油温表示領域４１ｋにおいても同様に採用される。また、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊでは、異常範囲、注意範囲、及び正常範囲を表す円弧状の図形を表示する代わりに、「Ｆｕｌｌ（満タン状態）」を表す文字「Ｆ」又は黒丸（塗りつぶされた丸印）、「Ｅｍｐｔｙ（空状態）」を表す文字「Ｅ」又は白丸（塗りつぶされていない丸印）等がそれぞれの境界に表示されてもよい。
【０２０４】
燃料残量表示領域４１ｈは、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を表示する領域である。図１７に示す例では、現在の燃料の残量状態を表すバーグラフが表示されている。なお、燃料の残量は、燃料残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
【０２０５】
回転数モード表示領域４１ｉは、エンジン回転数調整ダイヤル７５によって設定された現在の回転数モードを画像表示する領域である。回転数モードは、例えば、上述のＳＰモード、Ｈモード、Ａモード及びアイドリングモードの４つを含む。図１７に示す例では、ＳＰモードを表す記号「ＳＰ」が表示されている。
【０２０６】
尿素水残量表示領域４１ｊは、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態を画像表示する領域である。図１７に示す例では、現在の尿素水の残量状態を表すバーグラフが表示されている。なお、尿素水の残量は、尿素水タンクに設けられている尿素水残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
【０２０７】
作動油温表示領域４１ｋは、作動油タンク内の作動油の温度状態を表示する領域である。図１７に示す例では、作動油の温度状態を表すバーグラフが表示されている。なお、作動油の温度は、油温センサ１４ｃが出力するデータに基づいて表示される。
【０２０８】
また、図１７に示す例では、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、及び作動油温表示領域４１ｋのそれぞれのセグメント表示が、同じ１つの所定円の円周方向に沿って伸縮するように表示される。具体的には、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋがそれぞれ、その所定円の左側、上側、下側、右側の部分に配置される。また、冷却水温表示領域４１ｇ及び作動油温表示領域４１ｋでは、上から順番に異常範囲表示、注意範囲表示、正常範囲表示が並び、燃料残量表示領域４１ｈ及び尿素水残量表示領域４１ｊでは、左から順番に異常範囲表示、注意範囲表示、正常範囲表示が並ぶ。また、燃料残量表示領域４１ｈ及び尿素水残量表示領域４１ｊでは、セグメント表示は、残量が多いほど点灯状態のセグメントの数が多くなるように表示され、１番目（右端）から６番目の
セグメントが正常範囲に属し、７番目のセグメントが注意範囲に属し、８番目（左端）の
セグメントが異常範囲に属する。
【０２０９】
また、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋでは、バーグラフ表示の代わりに針表示が採用されてもよい。
【０２１０】
カメラ画像表示領域４１ｍは、撮像装置８０によって撮影された撮像画像を表示する領域である。図１７に示す例では、カメラ画像表示領域４１ｍは、前カメラ８０Ｆ、左カメラ８０Ｌ、右カメラ８０Ｒ、及び後カメラ８０Ｂによって撮像された複数のカメラ画像の合成画像である俯瞰画像が表示されている。具体的には、カメラ画像表示領域４１ｍは、ショベル１００を上から見た図形４１ｍ１、検知した物体の位置を示す図形４１ｍ２、４１ｍ３を含む。図形４１ｍ１は、ショベル１００を上から見た図形である。図形４１ｍ２は、検知した物体の位置を示す図形であり、ブームと重なるように表された枠画像である。図形４１ｍ３は、検知した物体の位置を示すテキストメッセージであり、「ブーム上方１ｍ」と表示され、下線によって強調表示されている。
【０２１１】
この構成により、ショベル１００の操作者は、表示画面４１Ｖを見ることで、物体が検出されているか否かを把握することができ、また、物体が検出されている場合にはショベル１００に対する物体の位置を把握することができる。図１７の例では、ショベル１００の操作者は、ブーム上方１ｍの位置に物体を検知したことを把握することができる。ブーム上方だけでなく、アーム開方向、バケット開方向、ブーム下方、アーム閉方向、バケット閉方向においても、同様である。更に、カメラ画像表示領域４１ｍには、ショベル１００が後方、若しくは、左右のいずれかに存在する障害物への接近した場合、その障害物に対して強調表示してもよい。これにより、操作者は、ショベル１００の後方、左右方向への障害物への接近（ショベル１００の周囲領域への進入物の有無）も確認することができる。
【０２１２】
本国際出願は、２０１８年３月２６日に出願した日本国特許出願第２０１８−０５８９１３号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【０２１３】
１      下部走行体
３      上部旋回体
４      ブーム
５      アーム
６      バケット
３０    コントローラ
３０１  姿勢把握部
３０２  位置関係把握部
３０３  進入不可領域設定部
３０４  進入判定部
３０５  動作制御部
３０６  進入不可領域解除部
３０７  表示制御部
４０    表示装置
４１    画像表示部
８０    撮像装置
９０    障害物検出装置
１００  ショベル
Ｔ１    送信装置
【図１Ａ】
2019189203.tif 000003
【図１Ｂ】
2019189203.tif 000004
【図１Ｃ】
2019189203.tif 000005
【図１Ｄ】
2019189203.tif 000006
【図２】
2019189203.tif 000007
【図３】
2019189203.tif 000008
【図４】
2019189203.tif 000009
【図５】
2019189203.tif 000010
【図６】
2019189203.tif 000011
【図７】
2019189203.tif 000012
【図８】
2019189203.tif 000013
【図９】
2019189203.tif 000014
【図１０】
2019189203.tif 000015
【図１１】
2019189203.tif 000016
【図１２】
2019189203.tif 000017
【図１３】
2019189203.tif 000018
【図１４】
2019189203.tif 000019
【図１５】
2019189203.tif 000020
【図１６】
2019189203.tif 000021
【図１７】
2019189203.tif 000022
【国際調査報告】
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