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技術 作業機械の周囲監視装置

出願人 コベルコ建機株式会社
発明者 永井政樹上田浩司柚本夏輝
出願日 2019年4月19日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-080040
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-176460
状態 未査定
技術分野 光学的視認装置 閉回路テレビジョンシステム 建設機械の構成部品
主要キーワード 相互作用状態 最大突出量 数値画像 傾動量 走行ペダル モニター装置 計算精度 旋回装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (16)

課題

下部走行体走行時における上部旋回体障害物との接触を作業者に判断させやすくすることが可能な作業機械周囲監視装置を提供する。

解決手段

下部走行体の進行方向を検出する進行方向検出装置と、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、上部旋回体に設けられ、上部旋回体の周囲を撮像する撮像装置と、運転室内に設けられたディスプレイ5と、撮像装置が撮像した画像をディスプレイ5に表示させる表示制御手段と、下部走行体が走行している場合に、進行方向検出装置が検出した下部走行体の進行方向と、旋回角度検出装置が検出した上部旋回体の旋回角度とに基づいて、上部旋回体の後端予想される移動軌跡を後端軌跡11として算出する後端軌跡算出手段と、を有する。表示制御手段は、後端軌跡算出手段が算出した後端軌跡11を、撮像装置が撮像した画像に重畳させてディスプレイ5に表示させる。

概要

背景

特許文献1には、監視カメラによって撮影した画像をモニターに表示するとともに、上部旋回体旋回動作領域を明示する円弧状の境界線モニター画面合成表示するモニター装置が開示されている。

概要

下部走行体走行時における上部旋回体と障害物との接触を作業者に判断させやすくすることが可能な作業機械周囲監視装置を提供する。下部走行体の進行方向を検出する進行方向検出装置と、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、上部旋回体に設けられ、上部旋回体の周囲を撮像する撮像装置と、運転室内に設けられたディスプレイ5と、撮像装置が撮像した画像をディスプレイ5に表示させる表示制御手段と、下部走行体が走行している場合に、進行方向検出装置が検出した下部走行体の進行方向と、旋回角度検出装置が検出した上部旋回体の旋回角度とに基づいて、上部旋回体の後端予想される移動軌跡を後端軌跡11として算出する後端軌跡算出手段と、を有する。表示制御手段は、後端軌跡算出手段が算出した後端軌跡11を、撮像装置が撮像した画像に重畳させてディスプレイ5に表示させる。

目的

本発明の目的は、下部走行体の走行時における上部旋回体と障害物との接触を作業者に判断させやすくすることが可能な作業機械の周囲監視装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

下部走行体と、前記下部走行体の上部に旋回可能に設けられ、運転室を備えた上部旋回体とを有する作業機械の周囲を監視する、作業機械の周囲監視装置であって、前記下部走行体の進行方向を検出する進行方向検出装置と、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、前記上部旋回体に設けられ、前記上部旋回体の周囲を撮像する撮像装置と、前記運転室内に設けられた表示装置と、前記撮像装置が撮像した画像を前記表示装置に表示させる表示制御手段と、前記下部走行体が走行している場合に、前記進行方向検出装置が検出した前記下部走行体の進行方向と、前記旋回角度検出装置が検出した前記上部旋回体の旋回角度とに基づいて、前記上部旋回体の後端予想される移動軌跡を後端軌跡として算出する後端軌跡算出手段と、を有し、前記表示制御手段は、前記後端軌跡算出手段が算出した前記後端軌跡を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする作業機械の周囲監視装置。

請求項2

前記撮像装置は、前記運転室から見て死角となる領域を撮像することを特徴とする請求項1に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項3

前記下部走行体の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向における前記下部走行体の幅を示す幅画像が前記表示装置に表示されることを特徴とする請求項1又は2に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項4

前記幅画像が、前記撮像装置が撮像した前記下部走行体であることを特徴とする請求項3に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項5

前記下部走行体が走行している場合に、前記進行方向検出装置が検出した前記下部走行体の進行方向に基づいて、前記下部走行体の予想される移動軌跡を下部走行体軌跡として算出する下部走行体軌跡算出手段をさらに有し、前記表示制御手段は、前記下部走行体軌跡算出手段が算出した前記下部走行体軌跡を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項6

前記表示装置に表示される画像の向きを、前記下部走行体の進行方向と平行にする画像方向制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項7

前記撮像装置は、水平方向に回転可能であり、前記画像方向制御手段は、前記撮像装置が前記下部走行体の進行方向を向くように、前記撮像装置を回転させることを特徴とする請求項6に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項8

前記画像方向制御手段は、前記表示装置に表示される画像の向きが、前記下部走行体の進行方向と平行になるように、前記撮像装置が撮像した前記画像を補正することを特徴とする請求項6に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項9

前記後端軌跡算出手段は、前記下部走行体がカーブ走行する場合に、前記下部走行体のカーブ走行に沿って湾曲する後端軌跡を算出することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項10

前記上部旋回体の後端部の高さを記憶する記憶装置をさらに有し、前記表示制御手段は、前記上部旋回体の後端部の高さを示す高さ画像を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項11

前記撮像装置を、撮像方向を互いに異ならせて複数有し、前記表示制御手段は、前記撮像装置の各々が撮像した画像を繋ぎ合わせて1つの画像として前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項12

前記撮像装置が撮像した画像に障害物が含まれる場合に、前記障害物の位置および高さを算出する障害物情報算出手段と、前記障害物情報算出手段が算出した前記障害物の位置および高さに基づいて、前記障害物が前記上部旋回体に接触するか否かを判定する判定手段と、をさらに有し、前記表示制御手段は、前記上部旋回体に接触すると前記判定手段が判定した前記障害物を前記表示装置に強調して表示させることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の作業機械の周囲監視装置。

請求項13

前記下部走行体の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向において、前記上部旋回体の後端が前記下部走行体の端から突出する突出量を算出する突出量算出手段をさらに有し、前記表示制御手段は、前記突出量算出手段が算出した突出量を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の作業機械の周囲監視装置。

技術分野

0001

本発明は、作業機械の周囲を監視する作業機械の周囲監視装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、監視カメラによって撮影した画像をモニターに表示するとともに、上部旋回体旋回動作領域を明示する円弧状の境界線モニター画面合成表示するモニター装置が開示されている。

先行技術

0003

特開2011−12522号公報

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のものは、上部旋回体の旋回時における上部旋回体と障害物との接触を判断できるが、下部走行体走行時における上部旋回体と障害物との接触を判断できない。

0005

例えば、上部旋回体が旋回した状態で、下部走行体の走行を行った場合、上部旋回体の後端部であるカウンタウエイトが下部走行体のクローラから大きく突出することになる。カウンタウエイトの側面は、運転室からは死角となっているため、下部走行体の走行により、カウンタウエイトと障害物とが接触する可能性がある。

0006

本発明の目的は、下部走行体の走行時における上部旋回体と障害物との接触を作業者に判断させやすくすることが可能な作業機械の周囲監視装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、下部走行体と、前記下部走行体の上部に旋回可能に設けられ、運転室を備えた上部旋回体とを有する作業機械の周囲を監視する、作業機械の周囲監視装置であって、前記下部走行体の進行方向を検出する進行方向検出装置と、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、前記上部旋回体に設けられ、前記上部旋回体の周囲を撮像する撮像装置と、前記運転室内に設けられた表示装置と、前記撮像装置が撮像した画像を前記表示装置に表示させる表示制御手段と、前記下部走行体が走行している場合に、前記進行方向検出装置が検出した前記下部走行体の進行方向と、前記旋回角度検出装置が検出した前記上部旋回体の旋回角度とに基づいて、前記上部旋回体の後端の予想される移動軌跡を後端軌跡として算出する後端軌跡算出手段と、を有し、前記表示制御手段は、前記後端軌跡算出手段が算出した前記後端軌跡を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によると、下部走行体が走行している場合に、上部旋回体の後端の予想される移動軌跡である後端軌跡が、撮像装置が撮像した画像に重畳されて表示装置に表示される。これにより、撮像装置が撮像した画像に障害物が含まれる場合に、障害物と後端軌跡との位置関係を、表示装置を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体の後端部が障害物に接触するか否かを作業者に判断させやすい。よって、下部走行体の走行時における上部旋回体と障害物との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

図面の簡単な説明

0009

作業機械の側面図である。
第1実施形態における周囲監視装置の回路図である。
第1実施形態において、直進する作業機械を上方から見た図である。
第1実施形態において、直進する作業機械におけるディスプレイ画面を示す図である。
上部旋回体の後端部の説明図であり、カウンタウエイトの外周上に複数の代表点を設定した図である。
上部旋回体の後端部の説明図であり、下部走行体に対して上部旋回体が角度βだけ旋回した図である。
第1実施形態において、カーブ走行する作業機械を上方から見た図である。
第1実施形態において、カーブ走行する作業機械におけるディスプレイの画面を示す図である。
第1実施形態における周囲監視制御フローチャートである。
第2実施形態における周囲監視装置の回路図である。
第2実施形態におけるディスプレイの画面を示す図である。
第2実施形態における周囲監視制御のフローチャートである。
第3実施形態における作業機械を上方から見た図である。
第3実施形態におけるディスプレイの画面を示す図である。
第3実施形態における周囲監視制御のフローチャートである。

実施例

0010

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

0011

[第1実施形態]
(作業機械の構成)
本発明の第1実施形態による作業機械の周囲監視装置(周囲監視装置)は、作業機械の周囲を監視するものである。

0012

作業機械20の側面図である図1に示すように、作業機械20は、アタッチメント30で作業を行う機械であり、例えば油圧ショベルである。作業機械20は、下部走行体21と、上部旋回体22と、アタッチメント30と、シリンダ40と、を有している。

0013

下部走行体21は、作業機械20を走行させる部分であり、一対のクローラ25を備える。上部旋回体22は、下部走行体21の上部に旋回装置を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体22の前部には、キャブ(運転室)23が設けられている。キャブ23は、上部旋回体22の左右方向において、上部旋回体22の中央よりも左側に配置されている。上部旋回体22の後端部には、カウンタウエイト24が設けられている。上部旋回体22の後端は、カウンタウエイト24の後端である。

0014

アタッチメント30は、上下方向に回動可能に上部旋回体22に取り付けられる。アタッチメント30は、ブーム31と、アーム32と、バケット33と、を備える。ブーム31は、上部旋回体22に回動可能(起伏可能)に取り付けられる。アーム32は、ブーム31に回動可能に取り付けられる。バケット33は、アーム32に回動可能に取り付けられる。バケット33は、作業対象土砂など)の、掘削、ならし、すくい、などの作業を行う部分である。

0015

シリンダ40は、アタッチメント30を回動させることが可能である。シリンダ40は、油圧式伸縮シリンダである。シリンダ40は、ブームシリンダ41と、アームシリンダ42と、バケットシリンダ43と、を備える。

0016

ブームシリンダ41は、上部旋回体22に対してブーム31を回転駆動させる。ブームシリンダ41の基端部は、上部旋回体22に回動可能に取り付けられる。ブームシリンダ41の先端部は、ブーム31に回動可能に取り付けられる。

0017

アームシリンダ42は、ブーム31に対してアーム32を回転駆動させる。アームシリンダ42の基端部は、ブーム31に回動可能に取り付けられる。アームシリンダ42の先端部は、アーム32に回動可能に取り付けられる。

0018

バケットシリンダ43は、アーム32に対してバケット33を回転駆動させる。バケットシリンダ43の基端部は、アーム32に回動可能に取り付けられる。バケットシリンダ43の先端部は、バケット33に回動可能に取り付けられたリンク部材に、回動可能に取り付けられる。

0019

(周囲監視装置の構成)
周囲監視装置1の回路図である図2に示すように、周囲監視装置1は、走行レバー2と、角度センサ3と、カメラ4と、ディスプレイ5と、コントローラ6とを有している。

0020

走行レバー2は、キャブ23内に設けられている。走行レバー2は、左右一対で設けられ、作業機械20を操縦する作業者が着座するシートの前方において横並びに配置されている。右側の走行レバー2は、右側のクローラ25に対応し、左側の走行レバー2は、左側のクローラ25に対応している。走行レバー2は、作業者により操作される。本実施形態では、下部走行体21を前進させる際に、走行レバー2の各々が前側に傾動され、下部走行体21を後進させる際に、走行レバー2の各々が後側に傾動される。走行レバー2の一方の傾動量が他方よりも大きい場合には、下部走行体21はカーブ走行する。なお、走行レバー2は走行ペダルを兼ねていてもよい。

0021

コントローラ(進行方向検出装置)6は、走行レバー2の傾動量に基づいて、下部走行体21の進行方向を検出する。具体的には、右側の走行レバー2は、右走行操作量センサを備えている。右走行操作量センサは、右側の走行レバー2の操作方向を含む操作量(傾動量)を検出する。同様に、左側の走行レバー2は、左走行操作量センサを備えている。左走行操作量センサは、左側の走行レバー2の操作方向を含む操作量(傾動量)を検出する。右走行操作量センサおよび左走行操作量センサは、角度センサや圧力センサにより構成され、操作量に応じた信号をコントローラ6に出力する。コントローラ6は、検出された左右の走行レバー2の操作量から下部走行体21の進行方向を検出する。

0022

角度センサ(旋回角度検出装置)3は、下部走行体21に対する上部旋回体22の旋回角度を検出する。角度センサ3は、例えば、エンコーダレゾルバ、又は、ジャイロセンサである。本実施形態では、上部旋回体22の前方が下部走行体21の前方と一致するときの上部旋回体22の旋回角度を0°としている。

0023

作業機械20を上方から見た図である図3に示すように、カメラ(撮像装置)4は、上部旋回体22に設けられている。カメラ4は、上部旋回体22の周囲を撮像する。カメラ4は、その取付位置において鉛直軸心を中心に水平方向に回転可能である。なお、カメラ4を回転させることで、任意の方向にカメラ4を向かせることができる構成であってもよい。また、カメラ4は、自身を回転させる駆動部を備えていてもよい。駆動部は、例えば、コントローラ6で制御可能な電動モータにより構成される。図3においては、下部走行体21に対する上部旋回体22の旋回角度が90°の状態を図示している。カメラ4は、上部旋回体22の右方にある障害物50を撮像可能である。

0024

ディスプレイ(表示装置)5は、キャブ23内に設けられている。ディスプレイ5の画面を示す図である図4に示すように、コントローラ(表示制御手段)6は、カメラ4が撮像した画像をディスプレイ5に表示させる。ディスプレイ5には、障害物50が映し出されている。

0025

図3に示すように、カメラ4は、キャブ23から見て死角となる領域を撮像する。具体的には、カメラ4は、上部旋回体22の左右方向において、上部旋回体22の中央よりも右側に配置されており、上部旋回体22の右方を撮像する。上述したように、キャブ23は、上部旋回体22の左右方向において、上部旋回体22の中央よりも左側に配置されている。よって、キャブ23内の作業者にとって、上部旋回体22の左方は、視認可能な領域である。そのため、図3に示す状態で下部走行体21が図中左方に走行する場合に、上部旋回体22の左方に障害物があっても、キャブ23内の作業者は、上部旋回体22の後端部が障害物に接触するか否かを目視で判断することができる。一方、キャブ23内の作業者にとって、上部旋回体22の右方は、死角となる領域である。そのため、図3に示す状態で下部走行体21が図中右方(矢印方向)に走行する場合に、上部旋回体22の右方に障害物があっても、キャブ23内の作業者は、上部旋回体22の後端部が障害物に接触するか否かを目視で判断することができない。

0026

そこで、図3に示すように、コントローラ(後端軌跡算出手段)6は、下部走行体21が走行している場合に、自身が検出した下部走行体21の進行方向(矢印方向)と、角度センサ3が検出した上部旋回体22の旋回角度とに基づいて、上部旋回体22の後端の予想される移動軌跡を後端軌跡11として算出する。図3では、下部走行体21が図中右方に直進する場合を図示している。ここで、下部走行体21が走行しているか否かは、例えば、右走行操作量センサおよび左走行操作量センサからの信号に基づいて判定される。走行レバー2の操作量が閾値以上である場合に、下部走行体21が走行していると判定される。走行レバー2の操作量には、所謂あそびがあり、あそびの範囲内で走行レバー2を傾動させても、クローラ25は走行しない。操作量の閾値とは、クローラ25が走行しないときと走行するときとの境目の操作量である。

0027

そして、図4に示すように、コントローラ6は、自身が算出した後端軌跡11を、カメラ4が撮像した画像に重畳させてディスプレイ5に表示させる。これにより、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれる場合に、障害物50と後端軌跡11との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体22の後端部が障害物50に接触するか否かを作業者に判断させやすい。よって、下部走行体21の走行時における上部旋回体22と障害物50との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

0028

ここで、後端軌跡11を算出する際には、コントローラ(突出量算出手段)6は、下部走行体21の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向において、カウンタウエイト24の後端がクローラ25の端から突出する突出量[m]を算出する。以下に、突出量の算出方法を述べる。

0029

まず、上部旋回体22の後端部の説明図である図5に示すように、カウンタウエイト24の外周上に複数の代表点Pn(n=1,2,3,・・・)を設定する。なお、代表点Pnの数が多いほど突出量の計算精度が向上する。そして、代表点Pnの各々について、上部旋回体22の旋回中心Oと代表点Pnとを結ぶ線Lnの長さ[m]、および、上部旋回体22の中心線C1と線Lnとのなす角度αn[deg]を予め計測する。

0030

上部旋回体22の後端部の説明図である図6に示すように、下部走行体21に対して上部旋回体22が角度βだけ旋回したとする。このとき、下部走行体21の中心線C2と線Lnとのなす角度θ[deg]は、下記の式(1)で表せる。なお、旋回角度が0°のときに、上部旋回体22の中心線C1と下部走行体21の中心線C2とは一致する。
θ=β+αn−π ・・・式(1)

0031

よって、下部走行体21の中心線C2から代表点Pnまでの距離Dn[m]は、下記の式(2)で表せる。
Dn=Ln・sinθ ・・・式(2)

0032

下部走行体21の中心線C2からクローラ25の端までの距離をDc[m]とすると、代表点Pnがクローラ25の端から突出する突出量は、(Dn−Dc)[m]である。以上の演算を全代表点Pnについて行い、突出量の最大値を、カウンタウエイト24の後端がクローラ25の端から突出する突出量とする。

0033

図4に戻って、カメラ4が撮像した一対のクローラ25の各々の一部が、下部走行体21の幅を示す幅画像として、ディスプレイ5に表示される。下部走行体21の幅とは、下部走行体21の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向の幅である。これにより、一対のクローラ25の各々の一部と後端軌跡11との位置関係から、後端軌跡11が上部旋回体22の後端の軌跡であることを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0034

なお、幅画像は、コントローラ6が作成した、例えばクローラ25を模した画像であって、カメラ4が撮像した画像に重畳して表示されるものであってもよい。

0035

また、図3に示すように、コントローラ(下部走行体軌跡算出手段)6は、下部走行体21が走行している場合に、自身が検出した下部走行体21の進行方向に基づいて、下部走行体21の予想される移動軌跡を下部走行体軌跡12として算出する。

0036

そして、図4に示すように、コントローラ6は、自身が算出した下部走行体軌跡12を、カメラ4が撮像した画像に重畳させてディスプレイ5に表示させる。これにより、下部走行体軌跡12と後端軌跡11との位置関係から、後端軌跡11が上部旋回体22の後端の軌跡であることを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0037

ここで、図4に示すように、コントローラ(画像方向制御手段)6は、ディスプレイ5に表示される画像の向きを、下部走行体21の進行方向と平行にする。具体的には、コントローラ6は、カメラ4が下部走行体21の進行方向を向くように、カメラ4を回転させることで、ディスプレイ5に表示される画像の向きを、下部走行体21の進行方向と平行にする。これにより、上部旋回体22がどのように旋回しようとも、ディスプレイ5に表示される画像の向きが下部走行体21の進行方向となる。よって、下部走行体21の進行方向に障害物50があるか否かを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0038

なお、カメラ4を回転させずに、カメラ4が撮像した画像をコントローラ6が補正することで、ディスプレイ5に表示される画像の向きを、下部走行体21の進行方向と平行にしてもよい。

0039

また、作業機械20を上方から見た図である図7に示すように、コントローラ6は、下部走行体21がカーブ走行する場合に、下部走行体21のカーブ走行に沿って湾曲する後端軌跡11を算出する。

0040

ディスプレイ5の画面を示す図である図8に示すように、コントローラ6は、下部走行体21がカーブ走行する場合においても、自身が算出した後端軌跡11を、カメラ4が撮像した画像に重畳させてディスプレイ5に表示させる。これにより、下部走行体21がカーブ走行する場合においても、障害物50と後端軌跡11との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体22の後端部が障害物50に接触するか否かを作業者に判断させやすい。

0041

また、図7に示すように、コントローラ6は、下部走行体21がカーブ走行する場合に、下部走行体21のカーブ走行に沿って湾曲する下部走行体軌跡12を算出する。そして、図8に示すように、コントローラ6は、湾曲する下部走行体軌跡12をカメラ4が撮像した画像に重畳させてディスプレイ5に表示させる。

0042

(周囲監視装置の動作)
次に、周囲監視制御のフローチャートである図9を用いて、周囲監視装置1の動作を説明する。

0043

まず、コントローラ6は、角度センサ3が検出した上部旋回体22の旋回角度を取得する(ステップS1)。次に、コントローラ6は、下部走行体21が走行しているか否かを判定する(ステップS2)。ステップS2において、下部走行体21が走行していないと判定した場合には(S2:NO)、コントローラ6は、ステップS1に戻る。

0044

一方、ステップS2において、下部走行体21が走行していると判定した場合には(S2:YES)、コントローラ6は、下部走行体21の進行方向が死角側図3図7の右側)であるか否かを判定する(ステップS3)。ステップS3において、下部走行体21の進行方向が死角側でないと判定した場合には(S3:NO)、コントローラ6は、ステップS1に戻る。

0045

一方、ステップS3において、下部走行体21の進行方向が死角側であると判定した場合には(S3:YES)、コントローラ6は、後端軌跡11を算出する(ステップS4)。また、コントローラ6は、下部走行体軌跡12を算出する(ステップS5)。

0046

そして、コントローラ6は、カメラ4が撮像した画像をディスプレイ5に表示させるとともに(ステップS6)、カメラ4が撮像した画像に後端軌跡11を重畳表示させる(ステップS7)。また、コントローラ6は、カメラ4が撮像した画像に下部走行体軌跡12を重畳表示させる(ステップS8)。そして、ステップS1に戻る。

0047

(効果)
以上に述べたように、本実施形態に係る周囲監視装置1によれば、下部走行体21が走行している場合に、上部旋回体22の後端の予想される移動軌跡である後端軌跡11が、カメラ4が撮像した画像に重畳されてディスプレイ5に表示される。これにより、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれる場合に、障害物50と後端軌跡11との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体22の後端部が障害物50に接触するか否かを作業者に判断させやすい。よって、下部走行体21の走行時における上部旋回体22と障害物50との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

0048

また、カメラ4は、キャブ23から見て死角となる領域を撮像する。カメラ4が撮像した画像に後端軌跡11が重畳されてディスプレイ5に表示される。これにより、キャブ23から見て死角となる領域において、上部旋回体22の後端部と障害物50との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者に把握させることができる。

0049

また、下部走行体21の幅を示す幅画像が、ディスプレイ5に表示される。これにより、幅画像と後端軌跡11との位置関係から、後端軌跡11が上部旋回体22の後端の軌跡であることを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0050

また、カメラ4が撮像した下部走行体21(クローラ25)が、ディスプレイ5に表示される。これにより、下部走行体21と後端軌跡11との位置関係から、後端軌跡11が上部旋回体22の後端の軌跡であることを、ディスプレイ5を見た作業者により直感的に理解させることができる。

0051

また、下部走行体21が走行している場合に、下部走行体21の予想される移動軌跡である下部走行体軌跡12が、カメラ4が撮像した画像に重畳されてディスプレイ5に表示される。これにより、下部走行体軌跡12と後端軌跡11との位置関係から、後端軌跡11が上部旋回体22の後端の軌跡であることを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0052

また、ディスプレイ5に表示される画像の向きが、下部走行体21の進行方向と平行にされる。これにより、上部旋回体22がどのように旋回しようとも、ディスプレイ5に表示される画像の向きが下部走行体21の進行方向となる。よって、下部走行体21の進行方向に障害物50があるか否かを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0053

また、カメラ4が下部走行体21の進行方向を向くように、カメラ4が回転される。これにより、ディスプレイ5に表示される画像の向きを、下部走行体21の進行方向と平行にすることができる。

0054

また、ディスプレイ5に表示される画像の向きが、下部走行体21の進行方向と平行になるように、カメラ4が撮像した画像が補正される。これにより、ディスプレイ5に表示される画像の向きを、下部走行体21の進行方向と平行にすることができる。

0055

また、下部走行体21がカーブ走行する場合に、下部走行体21のカーブ走行に沿って湾曲する後端軌跡11がディスプレイ5に表示される。これにより、下部走行体21がカーブ走行する場合においても、障害物50と後端軌跡11との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体22の後端部が障害物50に接触するか否かを作業者に判断させやすい。

0056

[第2実施形態]
次に、第2実施形態の周囲監視装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第1実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第1実施形態と異なる点について説明する。なお、第1実施形態と同じ部材については、第1実施形態と同じ符号を付している。

0057

(周囲監視装置の構成)
第2実施形態の周囲監視装置101は、周囲監視装置101の回路図である図10に示すように、記憶装置7を有している。記憶装置7は、上部旋回体22の後端部であるカウンタウエイト24の高さを記憶している。具体的には、記憶装置7は、地面が平面である場合において、地面からカウンタウエイト24の下面までの高さを記憶している。なお、記憶装置7は、地面が平面である場合において、地面からカウンタウエイト24の上面までの高さを記憶していてもよい。

0058

ディスプレイ5の画面を示す図である図11に示すように、コントローラ6は、カウンタウエイト24の高さを示す高さ画像13を、カメラ4が撮像した画像に重畳させてディスプレイ5に表示させる。これにより、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれる場合に、障害物50と高さ画像13との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体22の後端部が障害物50に接触するか否かを作業者に容易に判断させやすい。

0059

(周囲監視装置の動作)
次に、周囲監視制御のフローチャートである図12を用いて、周囲監視装置101の動作を説明する。

0060

ステップS1からステップS8までは、図9のフローチャートと同様である。ステップS8の後に、コントローラ6は、カメラ4が撮像した画像に高さ画像13を重畳して表示させる(ステップS9)。そして、ステップS1に戻る。

0061

(効果)
以上に述べたように、本実施形態に係る周囲監視装置101によれば、上部旋回体22の後端部の高さを示す高さ画像13が、カメラ4が撮像した画像に重畳されてディスプレイ5に表示される。これにより、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれる場合に、障害物50と高さ画像13との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体22の後端部が障害物50に接触するか否かを作業者に容易に判断させやすい。

0062

[第3実施形態]
次に、第3実施形態の周囲監視装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第1実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第1実施形態と異なる点について説明する。なお、第1実施形態と同じ部材については、第1実施形態と同じ符号を付している。

0063

(周囲監視装置の構成)
第3実施形態の周囲監視装置201は、作業機械20を上方から見た図である図13に示すように、カメラ4を、撮像方向を互いに異ならせて複数有している。本実施形態では、キャブ23から見て死角となる領域である上部旋回体22の右方を撮像するカメラ4aと、キャブ23から見て死角となる領域である上部旋回体22の後方を撮像するカメラ4bと、を有している。カメラ4bは、上部旋回体22の後端部に配置されている。

0064

ディスプレイ5の画面を示す図である図14に示すように、コントローラ6は、カメラ4の各々が撮像した画像を繋ぎ合わせて1つの画像としてディスプレイ5に表示させる。図13の左半分が、カメラ4aが撮像した画像であり、図13の右半分が、カメラ4bが撮像した画像である。これにより、上部旋回体22の後端部と障害物50との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者により広い範囲で把握させることができる。

0065

また、コントローラ(障害物情報算出手段)6は、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれる場合に、障害物50の位置および高さを算出する。そして、コントローラ(判定手段)6は、自身が算出した障害物50の位置および高さに基づいて、障害物50が上部旋回体22(カウンタウエイト24)に接触するか否かを判定する。

0066

図14に示すように、コントローラ6は、上部旋回体22に接触すると自身が判定した障害物50をディスプレイ5に強調して表示させる。具体的には、上部旋回体22に接触すると判定された障害物50を囲う枠画像14がディスプレイ5に重畳表示される。これにより、カウンタウエイト24に接触する障害物50があることを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0067

また、図14に示すように、コントローラ6は、自身が算出した突出量をディスプレイ5に表示させる。上述したように、突出量[m]とは、下部走行体21の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向において、カウンタウエイト24の後端がクローラ25の端から突出する量である。本実施形態では、突出量の数値を示す数値画像15がディスプレイ5に重畳表示される。これにより、カウンタウエイト24の後端がクローラ25の端からどれぐらい突出しているかを、ディスプレイ5を見た作業者に認識させることができる。なお、数値画像15は、算出した突出量の数値と最大突出量の数値とを同時に示すものであってもよい。また、突出量の数値のスケールと、スケールの上を移動可能なバーとを表示して、突出量に応じてスケール上でバーを移動させるような視覚的な表示を行ってもよい。

0068

(周囲監視装置の動作)
次に、周囲監視制御のフローチャートである図15を用いて、周囲監視装置201の動作を説明する。

0069

ステップS1からステップS8までは、図9のフローチャートと同様である。ステップS8の後に、コントローラ6は、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれるか否かを判定する(ステップS10)。ステップS10において、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれないと判定した場合には(S10:NO)、コントローラ6は、ステップS14に進む。一方、ステップS10において、カメラ4が撮像した画像に障害物50が含まれると判定した場合には(S10:YES)、コントローラ6は、障害物50の位置および高さを算出する(ステップS11)。

0070

そして、コントローラ6は、障害物50がカウンタウエイト24に接触するか否かを判定する(ステップS12)。ステップS12において、障害物50がカウンタウエイト24に接触しないと判定した場合には(S12:NO)、コントローラ6は、ステップS14に進む。一方、ステップS12において、障害物50がカウンタウエイト24に接触すると判定した場合には(S12:YES)、コントローラ6は、接触する可能性のある障害物50を強調する枠画像14をディスプレイ5に重畳表示させる(ステップS13)。

0071

ステップS14では、コントローラ6は、算出した突出量を示す数値画像15をディスプレイ5に重畳表示させる(ステップS14)。そして、ステップS1に戻る。

0072

(効果)
以上に述べたように、本実施形態に係る周囲監視装置201によれば、カメラ4の各々が撮像した画像が繋ぎ合わされて1つの画像としてディスプレイ5に表示される。これにより、上部旋回体22の後端部と障害物50との位置関係を、ディスプレイ5を見た作業者により広い範囲で把握させることができる。

0073

また、上部旋回体22に接触すると判定された障害物50がディスプレイ5に強調して表示される。これにより、上部旋回体22の後端部に接触する障害物50があることを、ディスプレイ5を見た作業者に直感的に理解させることができる。

0074

また、上部旋回体22の後端が下部走行体21の端から突出する突出量がディスプレイ5に表示される。これにより、上部旋回体22の後端が下部走行体21の端からどれぐらい突出しているかを、ディスプレイ5を見た作業者に認識させることができる。

0075

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

0076

例えば、上記実施形態では、走行レバー2の操作量が閾値以上である場合に、下部走行体21が走行していると判定しているが、これに限定されない。下部走行体21が走行しているか否かは、作業者と走行レバー2との状態が、非相互作用状態から相互作用状態に遷移したことで判定してもよい。ここで、非相互作用状態とは、例えば、作業者が走行レバー2に握っていない状態、または、触れていない状態である。また、相互作用状態とは、例えば、作業者が走行レバー2を握っている状態、または、触れている状態である。また、下部走行体21が走行しているか否かは、作業者により走行レバー2が不感帯において操作されているか否かに基づいて判定してもよい。

0077

また、走行レバー2の0ではない操作量が検知されたものの、その大きさが閾値未満である場合、下部走行体21が走行しているか否かは、作業者と走行レバー2と状態が非相互作用状態から相互作用状態に遷移したか否か、または、作業者により走行レバー2が不感帯において操作されているか否かで判定してもよい。こうすることで、作業者が下部走行体21を動作させる意思がある蓋然性が高い一方で下部走行体21がまだ動作を開始していない操作初期段階で、カメラ4が撮像した画像に後端軌跡11を重畳してディスプレイ5に表示することができる。これにより、上部旋回体22と障害物50との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

0078

1,101,201周囲監視装置
2走行レバー
3角度センサ(旋回角度検出装置)
4カメラ(撮像装置)
5ディスプレイ(表示装置)
6コントローラ(進行方向検出装置、表示制御手段、後端軌跡算出手段、下部走行体軌跡算出手段、画像方向制御手段、障害物情報算出手段、判定手段、突出量算出手段)
7記憶装置
11 後端軌跡
12 下部走行体軌跡
13 高さ画像
14枠画像
15数値画像
20作業機械
21 下部走行体
22上部旋回体
23キャブ
24カウンタウエイト
25クローラ
30アタッチメント
31ブーム
32アーム
33バケット
40シリンダ
41ブームシリンダ
42アームシリンダ
43バケットシリンダ
50 障害物

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