JP6147037B2

JP6147037B2 - 建設機械制御システム

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Publication number: JP6147037B2
Application number: JP2013051315A
Authority: JP
Inventors: 貴司小川
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: JP2014177784A; US20140271074A1; US9540786B2; EP2778293A2; EP2778293A3

Description

本発明は、建設機械、例えばバケットを有する建設機械で土木作業を行う場合に、掘削面に対してバケットの誘導を行うガイダンス画面を有する建設機械制御システムに関するものである。

建設機械を用いて土木作業を実行する場合、例えば掘削機により掘削、或は法面の形成等の土木作業を実行する場合、特許文献２に示される様に、表示装置に表示されたガイダンス画面により作業者が施工データを把握し、ガイダンス画面の誘導に従って概略作業を完了させ、その後実測しつつ掘削、法面を形成し、施工データに合致させることが行われている。

図１８は、表示装置（図示せず）に表示された特許文献２のガイダンス画面５１を示したものであり、該ガイダンス画面５１は施工データ５２に対するバケット５４の位置、姿勢を前記表示装置に３次元表示したものである。

前記ガイダンス画面５１のうち、ウインドウ５５には前記バケット５４を目標高さに誘導する為の誘導情報である前記施工データ５２に対する前記バケット５４の位置、姿勢が表示され、ウインドウ５６には前記バケット５４を掘削面に正対させる為の誘導情報である方位が表示され、ウインドウ５７，５８には前記バケット５４を目標勾配に誘導する為の誘導情報である移動方向が表示され、更にウインドウ５９には前記施工データ５２が立体的に表示されている。

作業者は、前記ウインドウ５６〜５９に表示された各種誘導情報を基に現況を把握しつつ、誘導に従って前記バケット５４の位置、姿勢、方位、移動方向等を制御して掘削作業を行う。

然し乍ら、特許文献２に示された前記ガイダンス画面５１は、前記ウインドウ５６〜５９に各種誘導情報が個別に表示されている為、作業者が自ら各種情報を結合し、誘導情報を把握する必要があった。

尚、特許文献１には、土木作業用の建設機械にＧＰＳアンテナを２個使用し、アームの旋回中心位置の３次元位置座標を演算し、該３次元位置座標とアームの方向角とを基に、バケットの刃先の３次元座標を求める構成が開示されている。

特開２００２−１８１５３８号公報特開２０１２−２５５２８６号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、土木作業に於いて、施工位置に作業具を誘導する為の各種誘導情報を容易に把握可能な建設機械制御システムを提供するものである。

本発明は、建設機械が作業具と、該作業具を支持し、該作業具に所要の作動をさせる作業アームと、該作業アームを支持し旋回可能な機体と、該機体に設けられた旋回方向取得装置と、記憶部を有する制御装置と、表示装置とを具備し、前記作業アームが屈曲可能に連結され、既知の長さを有する複数の節で構成され、前記機体に水平を検出する２軸傾斜センサが設けられ、前記作業アームの各節の傾斜を検出する作業アーム傾斜センサが設けられ、前記作業具の傾斜を検出する作業具傾斜センサが設けられ、前記制御装置は前記記憶部に格納され施工位置及び設計勾配が設定された施工データ、前記旋回方向取得装置から得られた前記機体の方向と前記２軸傾斜センサ、前記作業アーム傾斜センサ、前記作業具傾斜センサの検出結果を基に前記表示装置にガイダンス画面を表示し、該ガイダンス画面に表示された誘導情報に従って前記作業具を施工位置に誘導する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記旋回方向取得装置が前記機体の絶対座標を取得する位置取得手段を更に具備し、前記機体の作業位置が前記位置取得手段により取得される建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記位置取得手段が前記機体に設けられ、前記位置取得手段により絶対座標を取得しつつ前記機体を旋回させ、旋回の際の取得した絶対座標を基に旋回中心の絶対座標を取得し、該旋回中心の絶対座標と前記位置取得手段の絶対座標とにより前記機体の方向を取得する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記位置取得手段が、前記機体の所定箇所に設けられたプリズムと、既知の位置に設けられたトータルステーションとにより構成された建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記ガイダンス画面に誘導情報として所定の形状の施工位置マークとバケットマークとが表示され、該バケットマークの形状の変化と前記施工位置マークに対する位置の相違とにより施工位置に対する前記作業具の状態を示し、前記施工位置マークと前記バケットマークの形状及び位置が一致する様前記作業具を施工位置に誘導する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記バケットマークは、設計勾配と前記作業具の勾配との差異を前記施工位置マークに対する形状の変化で示し、前記作業具の位置と前記施工位置との差異を前記施工位置マークに対する前記バケットマークの位置の相違によって表示する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記施工位置マークと前記バケットマークとは多角形であり、該バケットマークの２点が移動可能に制御され、該２点間の距離により設計勾配に対する前記作業具の勾配を表示する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記施工位置マークと前記バケットマークとは円形又は楕円形であり、該バケットマークは径の１つの長さが一定、該径と直交する径の長さが可変に制御され、該直交する径の長さにより設計勾配に対する前記作業具の勾配を表示する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記ガイダンス画面が、数値情報を更に表示する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記ガイダンス画面が、施工位置の方向と設計勾配迄の回転方向を示す矢印を更に表示する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記ガイダンス画面が、前記作業具の方向と、前記作業具の高さと、前記作業具の勾配とを更に表示する建設機械制御システムに係るものである。

又本発明は、前記ガイダンス画面が、ＧＰＳ状態を更に表示する建設機械制御システムに係るものである。

更に又本発明は、前記ガイダンス画面が、施工データを更に表示する建設機械制御システムに係るものである。

本発明によれば、建設機械が作業具と、該作業具を支持し、該作業具に所要の作動をさせる作業アームと、該作業アームを支持し旋回可能な機体と、該機体に設けられた旋回方向取得装置と、記憶部を有する制御装置と、表示装置とを具備し、前記作業アームが屈曲可能に連結され、既知の長さを有する複数の節で構成され、前記機体に水平を検出する２軸傾斜センサが設けられ、前記作業アームの各節の傾斜を検出する作業アーム傾斜センサが設けられ、前記作業具の傾斜を検出する作業具傾斜センサが設けられ、前記制御装置は前記記憶部に格納され施工位置及び設計勾配が設定された施工データ、前記旋回方向取得装置から得られた前記機体の方向と前記２軸傾斜センサ、前記作業アーム傾斜センサ、前記作業具傾斜センサの検出結果を基に前記表示装置にガイダンス画面を表示し、該ガイダンス画面に表示された誘導情報に従って前記作業具を施工位置に誘導するので、該作業具を目標位置迄誘導する為の誘導情報を容易に把握することができ、作業性を向上させることができる。

又本発明によれば、前記旋回方向取得装置が前記機体の絶対座標を取得する位置取得手段を更に具備し、前記機体の作業位置が前記位置取得手段により取得されるので、前記機体が移動する場合であっても該機体の絶対座標を取得することができる。

又本発明によれば、前記位置取得手段が前記機体に設けられ、前記位置取得手段により絶対座標を取得しつつ前記機体を旋回させ、旋回の際の取得した絶対座標を基に旋回中心の絶対座標を取得し、該旋回中心の絶対座標と前記位置取得手段の絶対座標とにより前記機体の方向を取得するので、前記位置取得手段のみにより前記機体の方向を検出する必要がなく、構成を簡易化させることができる。

又本発明によれば、前記位置取得手段が、前記機体の所定箇所に設けられたプリズムと、既知の位置に設けられたトータルステーションとにより構成されたので、該トータルステーションにより前記プリズムを追尾させることで容易に前記機体の絶対座標を取得することができる。

又本発明によれば、前記ガイダンス画面に誘導情報として所定の形状の施工位置マークとバケットマークとが表示され、該バケットマークの形状の変化と前記施工位置マークに対する位置の相違とにより施工位置に対する前記作業具の状態を示し、前記施工位置マークと前記バケットマークの形状及び位置が一致する様前記作業具を施工位置に誘導するので、個別に表示されていた誘導情報を１つの画面で表示することで、各誘導情報を作業者が結合させて掘削作業を行う必要がなくなり、容易に誘導情報を把握して作業性を向上させることができる。

又本発明によれば、前記バケットマークは、設計勾配と前記作業具の勾配との差異を前記施工位置マークに対する形状の変化で示し、前記作業具の位置と前記施工位置との差異を前記施工位置マークに対する前記バケットマークの位置の相違によって表示するので、誘導情報を容易に把握することができる。

又本発明によれば、前記施工位置マークと前記バケットマークとは多角形であり、該バケットマークの２点が移動可能に制御され、該２点間の距離により設計勾配に対する前記作業具の勾配を表示するので、誘導情報を容易に把握することができる。

又本発明によれば、前記施工位置マークと前記バケットマークとは円形又は楕円形であり、該バケットマークは径の１つの長さが一定、該径と直交する径の長さが可変に制御され、該直交する径の長さにより設計勾配に対する前記作業具の勾配を表示するので、誘導情報を容易に把握することができる。

又本発明によれば、前記ガイダンス画面が、数値情報を更に表示するので、施工位置迄の誘導情報をより容易に把握することができる。

又本発明によれば、前記ガイダンス画面が、施工位置の方向と設計勾配迄の回転方向を示す矢印を更に表示するので、施工位置迄の誘導情報をより容易に把握することができる。

又本発明によれば、前記ガイダンス画面が、前記作業具の方向と、前記作業具の高さと、前記作業具の勾配とを更に表示するので、施工位置迄の誘導情報と前記作業具の現状とを同時に把握することができる。

又本発明によれば、前記ガイダンス画面が、ＧＰＳ状態を更に表示するので、誘導情報と共に誘導情報の精度を把握することができる。

更に又本発明によれば、前記ガイダンス画面が、施工データを更に表示するので、施工位置迄の誘導情報と現況とを同時に把握することができるという優れた効果を発揮する。

本発明が掘削機に適用された実施例を示す斜視図である。本発明が掘削機に適用された実施例を示す概略構成図である。本発明の実施例に係る制御装置を示すブロック図である。本発明の実施例の作用を示すフローチャートである。本発明の第１の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配と一致している場合を示している。本発明の第１の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、設計勾配が作業具の勾配よりも大きい場合を示している。本発明の第１の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配よりも大きい場合を示している。本発明の第２の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配と一致している場合を示している。本発明の第２の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、設計勾配が作業具の勾配よりも大きい場合を示している。本発明の第２の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配よりも大きい場合を示している。本発明の第３の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配と一致している場合を示している。本発明の第３の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、設計勾配が作業具の勾配よりも大きい場合を示している。本発明の第３の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配よりも大きい場合を示している。本発明の第４の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配と一致している場合を示している。本発明の第４の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、設計勾配が作業具の勾配よりも大きい場合を示している。本発明の第４の実施例に係るガイダンス画面の表示例であり、作業具の勾配が設計勾配よりも大きい場合を示している。（Ａ）〜（Ｅ）は、ガイダンス画面の他の表示例を示している。特許文献２のガイダンス画面を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明が建設機械である掘削機に実施された場合を示している。

走行駆動体１に機体２が設けられ、該機体２は前記走行駆動体１に対して鉛直軸心を中心に旋回可能となっている。前記機体２は運転室３を有し、該運転室３は前記機体２の旋回中心からオフセットされており、前記機体２の旋回中心にはブーム４が起伏可能に設けられている。該ブーム４の起伏中心（回転中心）は、前記鉛直軸心上にあると共に、該鉛直軸心と直交する水平軸心を中心に回転可能となっている。前記ブーム４の先端にはアーム５が軸６を中心に回転可能に設けられ、前記アーム５の先端には作業具であるバケット７が軸（図示せず）を中心に回転自在に設けられている。

前記ブーム４、前記アーム５、前記バケット７は同一平面（以下回転平面と称す）内で回転する様になっており、前記ブーム４はブームシリンダ９によって起伏され、前記アーム５はアームシリンダ１１によって回転され、前記バケット７はバケットシリンダ１２によって回転される様になっている。従って、前記ブーム４の前記機体２に対する回転、前記アーム５の前記ブーム４に対する回転、前記バケット７の前記アーム５に対する回転の協働で、前記バケット７は前後動、上下動、掬上げ等種々の動作が可能であり、前記バケット７の動作は前記回転平面内で行われる。又、該バケット７の下端面７ａは平面となっており、該下端面７ａを施工面に押付け、或は押付けた状態でスライドさせることで、均し作業が行われる。

ここで、前記ブーム４、前記アーム５は屈曲可能に連結され、作業アームを構成し、作業アームは前記バケット７を支持し、該バケット７に所要の動作をさせる。尚、上記掘削機では作業アームは前記ブーム４、前記アーム５の２節を屈曲可能に連結した構成となっているが、更に３節で屈曲可能に構成されてもよい。

前記機体２には、該機体２の絶対座標を取得する位置取得手段として、又前記機体２の方向を検出する方向検出手段として、２台の第１ＧＰＳ装置１３、第２ＧＰＳ装置１４が所定の位置、好ましくは前記機体２の旋回中心を通過する直線に沿って設けられる。尚、ＧＰＳ装置は３以上設けられてもよい。前記第１ＧＰＳ装置１３、前記第２ＧＰＳ装置１４が設けられることで、前記機体２の絶対座標及び該機体２の向き（方位）、即ち前記バケット７の方向が測定される。

又、前記機体２には水平２方向の傾斜を検知する２軸傾斜センサ１５（図３参照）が設けられ、前記ブーム４にブーム傾斜センサ１６（図３参照）、前記アーム５にアーム傾斜センサ１７（図３参照）、前記バケット７にバケット傾斜センサ１８（図３参照）がそれぞれ設けられている。又、図示しないが、前記機体２の旋回角を検出する旋回角検出器が設けられる。尚、前記ブーム傾斜センサ１６、前記アーム傾斜センサ１７、前記バケット傾斜センサ１８は、それぞれ回転角を検出する回転角検出器としてもよい。又、前記ブーム傾斜センサ１６と前記アーム傾斜センサ１７とにより、作業アーム傾斜センサが構成される。

前記第１ＧＰＳ装置１３、前記第２ＧＰＳ装置１４は前記機体２の機械中心に対して既知の位置に設けられ、前記運転室３の位置も既知となっている。機械中心としては、例えば前記ブーム４の回転中心が採用される。又、前記ブーム４の長さ、前記アーム５の長さ、前記バケット７の回転中心から先端迄の長さ及び前記バケット７の回転中心から該バケット７の中心位置迄の距離はそれぞれ既知となっている。

前記ブームシリンダ９の伸縮、前記アームシリンダ１１の伸縮、前記バケットシリンダ１２の伸縮の協働により、前記バケット７を上下移動、前後移動、更に回転させ、所望の掘削作業が行える。

次に、図２、図３を参照して、前記走行駆動体１に於ける制御装置２１について説明する。

該制御装置２１は、機体姿勢センサ部２２、演算部２３、音声入力装置２４、記憶部２５、表示装置２６から構成される。

更に、前記機体姿勢センサ部２２は、前記第１ＧＰＳ装置１３、前記第２ＧＰＳ装置１４、前記２軸傾斜センサ１５、前記ブーム傾斜センサ１６、前記アーム傾斜センサ１７、前記バケット傾斜センサ１８から構成される。

前記記憶部２５は、プログラム格納部２７とデータ格納部２８を有し、前記プログラム格納部２７には前記機体姿勢センサ部２２からの信号の取得、前記表示装置２６への画像の表示を制御するシーケンスプログラム、画像処理プログラム、前記表示装置２６に画像を表示させる為の画像表示プログラム、マイク等の前記音声入力装置２４から入力された音声を前記ブームシリンダ９、前記アームシリンダ１１、前記バケットシリンダ１２への駆動命令へと変換する音声入力プログラム等のプログラムが格納され、前記データ格納部２８には土木作業に必要な施工データ等のデータが格納される。尚、施工データは、掘削作業を行う施工位置の絶対座標、掘削作業を行う際の前記バケット７の下端面７ａの勾配や高さを示す設計勾配、設計高さ等から構成される。

尚、本実施例に於ける前記表示装置２６は、例えば３Ｄ眼鏡となっており、掘削作業を行う際には、作業者が前記３Ｄ眼鏡をかけることで、該３Ｄ眼鏡に後述する誘導情報が表示されたガイダンス画面が表示される様になっている。

次に、図４のフローチャートを参照し、本実施例に於けるバケットガイダンス表示システムを用いた掘削作業について説明する。

ＳＴＥＰ：０１処理が開始されると、先ず前記演算部２３が前記第１ＧＰＳ装置１３と前記第２ＧＰＳ装置１４から前記機体２の絶対座標を取得すると共に、前記２軸傾斜センサ１５、前記ブーム傾斜センサ１６、前記アーム傾斜センサ１７、前記バケット傾斜センサ１８から前記機体２の傾斜、前記ブーム４の傾斜、前記アーム５の傾斜、前記バケット７の傾斜を取得する。

ＳＴＥＰ：０２次に、前記演算部２３は、取得した前記機体２の絶対座標、該機体２の傾斜、前記ブーム４の傾斜、前記アーム５の傾斜、前記バケット７の傾斜を基に、該バケット７の刃先の絶対座標及び該バケット７の前記下端面７ａの勾配（以下、単に勾配と称す）を演算すると共に、前記データ格納部２８に格納された施工データを基に施工位置に対する前記バケット７の方向を演算する。

ＳＴＥＰ：０３該バケット７の刃先の絶対座標を演算すると、前記演算部２３は、前記バケット７の刃先座標と施工データを基に、前記バケット７の刃先座標直下の設計高さ及び設計勾配を演算する。

ＳＴＥＰ：０４前記演算部２３は、ＳＴＥＰ：０２にて演算した前記バケット７の刃先の高さと、ＳＴＥＰ：０３にて演算した該バケット７の刃先直下の設計高さを基に、前記バケット７の刃先の高さと設計高さとの差を演算する。

ＳＴＥＰ：０５次に、前記演算部２３は、ＳＴＥＰ：０２にて演算した前記バケット７の勾配及び方向と、ＳＴＥＰ：０３にて演算した該バケット７の刃先直下の設計勾配（施工位置の設計勾配）を基に、前記バケット７の勾配と設計勾配との差、及び該バケット７の方向と施工位置の方向との差を演算する。

ＳＴＥＰ：０６前記演算部２３は、ＳＴＥＰ：０４にて演算した前記バケット７の刃先の高さと設計高さとの差と、ＳＴＥＰ：０５にて演算した該バケット７の勾配と設計勾配との差と、該バケット７の方向と施工位置の方向との差に基づき、例えば図５〜図７に示される様な、該バケット７を施工位置迄導く為のガイダンス画面３１を作成し、前記表示装置２６に表示する。

尚、上記したＳＴＥＰ：０１〜ＳＴＥＰ：０６は掘削作業中逐次実行されており、前記機体２や前記バケット７の現在の状態、即ち該バケット７の方向、及び該バケット７の高さや勾配がリアルタイムで前記表示装置２６に表示される様になっている。

図５〜図７は、本発明の第１の実施例に係る前記ガイダンス画面３１を示している。該ガイダンス画面３１としては、例えば後述する該ガイダンス画面３１Ａａ〜３１Ａｉ，３１Ｂａ〜３１Ｂｉ，３１Ｃａ〜３１Ｃｉのうちの何れか１つが表示される様になっている。

第１の実施例に於いては、誘導情報として前記バケット７の目標位置である施工位置を示す施工位置マーク３２が前記ガイダンス画面３１の中央に破線の正方形で表示され、前記バケット７の状態を示すバケットマーク３３が二重線の四角形で前記ガイダンス画面３１に表示される。尚、該バケットマーク３３は上辺の長さが常に一定であり、下辺の長さ、即ち隣接する２点間の距離が可変となっており、該バケットマーク３３の標準形状は正方形となっている。

図５は、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合の前記ガイダンス画面３１の表示例である、ガイダンス画面３１Ａａ〜３１Ａｉを示している。ここで、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合は、前記バケットマーク３３は、標準形状の正方形として表される。

図５に示される様に、前記バケット７の刃先が施工データに於ける設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ａａ〜３１Ａｃでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が施工データに於ける設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ａｄ〜３１Ａｆでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合には、即ち前記ガイダンス画面３１Ａｇ〜３１Ａｉでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ａａ，３１Ａｄ，３１Ａｇでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ａｂ，３１Ａｅ，３１Ａｈでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ａｃ，３１Ａｆ，３１Ａｉでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも右側に表示される。

尚、前記ガイダンス画面３１に表示される前記バケットマーク３３の左右方向の位置は、前記バケット７を施工位置に正対させる為に必要な旋回量が少ない方向が選択される様になっている。即ち、前記機体２を右に旋回する場合の旋回量が左に旋回する場合の旋回量よりも少なければ、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも左側に表示され、前記機体２を左に旋回する場合の旋回量が右に旋回する場合の旋回量よりも少なければ、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも右側に表示される。

図６は、施工データに於ける設計勾配が、前記バケット７の勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面３１の表示例である、ガイダンス画面３１Ｂａ〜３１Ｂｉを示している。この場合、前記バケットマーク３３の標準形状は、下辺の長さが上辺よりも長い等脚台形形状として表される。

図６に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｂａ〜３１Ｂｃでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｂｄ〜３１Ｂｆでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｂｇ〜３１Ｂｉでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｂａ，３１Ｂｄ，３１Ｂｇでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｂｂ，３１Ｂｅ，３１Ｂｈでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｂｃ，３１Ｂｆ，３１Ｂｉでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも右側に表示される。

図７は、前記バケット７の勾配が、施工データに於ける設計勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面３１の表示例である、ガイダンス画面３１Ｃａ〜３１Ｃｉを示している。この場合、前記バケットマーク３３の標準形状は下辺の長さが上辺よりも短い倒立等脚台形形状として表される。

図７に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｃａ〜３１Ｃｃでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｃｄ〜３１Ｃｆでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｃｇ〜３１Ｃｉでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｃａ，３１Ｃｄ，３１Ｃｇでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｃｂ，３１Ｃｅ，３１Ｃｈでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３１Ｃｃ，３１Ｃｆ，３１Ｃｉでは、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２よりも右側に表示される。

ＳＴＥＰ：０７作業者は、前記ガイダンス画面３１に示された前記バケットマーク３３の上下方向の位置、左右方向の位置、形状を基に、前記機体２を旋回させ、前記バケット７を移動させる。

例えば、前記表示装置２６に前記ガイダンス画面３１Ｂａが表示された場合には、前記バケットマーク３３の下辺の長さが上辺の長さと一致する様前記バケット７を起こし、前記バケットマーク３３の左右方向の位置が前記施工位置マーク３２と一致する様前記機体２を右方へと旋回させた後、前記バケットマーク３３の上下方向の位置が前記施工位置マーク３２と一致する様前記バケット７を下降させる。これにより、前記ガイダンス画面３１Ａｅに示される様に、前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と合致し、前記バケット７が施工位置へと誘導される。前記バケットマーク３３が前記施工位置マーク３２と合致した状態で掘削作業を行い、掘削作業が終了することで一連の処理が終了する。

上述の様に、第１の実施例に於いては、特許文献２の様に、個別の画面に表示されていた施工位置に対する前記バケット７の方向、該バケット７の勾配、該バケット７の高さという３つの情報を、四角形で表示された前記バケットマーク３３の形状の変化、及び前記施工位置マーク３２に対する位置の相違により１つの画面にて表示可能としている。

従って、前記バケット７を目標位置迄誘導する為の情報を作業者が結合させて掘削作業を行う必要がないので、容易に誘導情報を把握することができ、掘削作業に於ける作業性を向上させることができる。

又、第１の実施例では、前記表示装置２６として３Ｄ眼鏡を使用しているので、前記バケット７と前記ガイダンス画面３１とを同時に見ながら掘削作業を行うことができ、より作業性を向上させることができる。

尚、第１の実施例に於いては、前記ガイダンス画面３１として、ガイダンス画面３１Ａａ〜３１Ａｉ，３１Ｂａ〜３１Ｂｉ，３１Ｃａ〜３１Ｃｉの何れか１つを表示する様にしているが、図５〜図７に示される様な、設計位置に対する前記バケット７の向き、設計勾配に対する該バケット７の状態等を同時に表示させる様にしてもよい。

次に、図８〜図１０に於いて、本発明の第２の実施例に係るガイダンス画面３４について説明する。該ガイダンス画面３４としては、例えば後述するガイダンス画面３４Ａａ〜３４Ａｉ，３４Ｂａ〜３４Ｂｉ，３４Ｃａ〜３４Ｃｉのうちの何れか１つが表示される様になっている。

第２の実施例に於いては、誘導情報としてバケット７の目標位置である施工位置を示す施工位置マーク３５が前記ガイダンス画面３４の中央に破線の円形で表示される。又、前記バケット７の状態を示すバケットマーク３６が二重線の円形で表示され、該バケットマーク３６の標準形状は前記施工位置マーク３５に合致する形状、即ち円である。尚、該バケットマーク３６は、上下方向の径の長さが常に一定であり、左右方向の径の長さが可変となっている。

図８は、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合の前記ガイダンス画面３４の表示例である、ガイダンス画面３４Ａａ〜３４Ａｉを示している。ここで、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合は、前記バケットマーク３６は標準形状の円として表される。

図８に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ａａ〜３４Ａｃでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ａｄ〜３４Ａｆでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ａｇ〜３４Ａｉでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ａａ，３４Ａｄ，３４Ａｇでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ａｂ，３４Ａｅ，３４Ａｈでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ａｃ，３４Ａｆ，３４Ａｉでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも右側に表示される。

図９は、施工データに於ける設計勾配が、前記バケット７の勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面３４の表示例である、ガイダンス画面３４Ｂａ〜３４Ｂｉを示している。この場合、前記バケットマーク３６の標準形状は、左右方向の径が上下方向の径よりも長い楕円形状で表される。

図９に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｂａ〜３４Ｂｃでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｂｄ〜３４Ｂｆでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｂｇ〜３４Ｂｉでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｂａ，３４Ｂｄ，３４Ｂｇでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｂｂ，３４Ｂｅ，３４Ｂｈでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｂｃ，３４Ｂｆ，３４Ｂｉでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも右側に表示される。

図１０は、前記バケット７の勾配が、施工データに於ける設計勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面３４の表示例である、ガイダンス画面３４Ｃａ〜３４Ｃｉを示している。この場合、前記バケットマーク３６の標準形状は、左右方向の径が上下方向の径よりも短い楕円形状として表される。

図１０に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｃａ〜３４Ｃｃでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｃｄ〜３４Ｃｆでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｃｇ〜３４Ｃｉでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｃａ，３４Ｃｄ，３４Ｃｇでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｃｂ，３４Ｃｅ，３４Ｃｈでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３４Ｃｃ，３４Ｃｆ，３４Ｃｉでは、前記バケットマーク３６が前記施工位置マーク３５よりも右側に表示される。

尚、第２の実施例に於いては、上下方向の径の長さが一定、左右方向の径の長さが可変としているが、左右方向の径の長さが一定、上下方向の径の長さが可変としてもよいのは言う迄もない。

次に、図１１〜図１３に於いて、本発明の第３の実施例に係るガイダンス画面３７について説明する。該ガイダンス画面３７としては、例えば後述するガイダンス画面３７Ａａ〜３７Ａｉ，３７Ｂａ〜３７Ｂｉ，３７Ｃａ〜３７Ｃｉのうちの何れか１つが表示される様になっている。

第３の実施例に於いては、誘導情報としてバケット７の目標位置である施工位置を示す施工位置マーク３８が前記ガイダンス画面３７の中央に破線の二等辺三角形で表示される。又、前記バケット７の状態を示すバケットマーク３９が二重線の二等辺三角形で表示され、該バケットマーク３９の標準形状は前記施工位置マーク３８と同一形状の二等辺三角形となっている。尚、該バケットマーク３９は、高さが常に一定であり、底辺の長さが可変、即ち隣接する２点間の距離が可変となっている。

図１１は、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合の前記ガイダンス画面３７の表示例である、ガイダンス画面３７Ａａ〜３７Ａｉを示している。ここで、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合、表示される前記バケットマーク３９は標準形状の二等辺三角形として表される。

図１１に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ａａ〜３７Ａｃでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ａｄ〜３７Ａｆでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ａｇ〜３７Ａｉでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ａａ，３７Ａｄ，３７Ａｇでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ａｂ，３７Ａｅ，３７Ａｈでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ａｃ，３７Ａｆ，３７Ａｉでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも右側に表示される。

図１２は、施工データに於ける設計勾配が、前記バケット７の勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面３７の表示例である、ガイダンス画面３７Ｂａ〜３７Ｂｉを示している。この場合、前記バケットマーク３９の標準形状は前記施工位置マーク３８よりも底辺の長さが長い二等辺三角形形状で表される。

図１２に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｂａ〜３７Ｂｃでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｂｄ〜３７Ｂｆでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｂｇ〜３７Ｂｉでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｂａ，３７Ｂｄ，３７Ｂｇでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｂｂ，３７Ｂｅ，３７Ｂｈでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｂｃ，３７Ｂｆ，３７Ｂｉでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも右側に表示される。

図１３は、前記バケット７の勾配が、施工データに於ける設計勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面３７の表示例である、ガイダンス画面３７Ｃａ〜３７Ｃｉを示している。この場合、前記バケットマーク３９の標準形状は、前記施工位置マーク３８よりも底辺の長さが短い二等辺三角形形状で表される。

図１３に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｃａ〜３７Ｃｃでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｃｄ〜３７Ｃｆでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｃｇ〜３７Ｃｉでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｃａ，３７Ｃｄ，３７Ｃｇでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｃｂ，３７Ｃｅ，３７Ｃｈでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面３７Ｃｃ，３７Ｃｆ，３７Ｃｉでは、前記バケットマーク３９が前記施工位置マーク３８よりも右側に表示される。

次に、図１４〜図１６に於いて、本発明の第４の実施例に係るガイダンス画面４１について説明する。該ガイダンス画面４１としては、例えば後述するガイダンス画面４１Ａａ〜４１Ａｉ，４１Ｂａ〜４１Ｂｉ，４１Ｃａ〜４１Ｃｉのうちの何れか１つが表示される様になっている。

第４の実施例に於いては、誘導情報としてバケット７の目標位置である施工位置を示す施工位置マーク４２が前記ガイダンス画面４１の中央に破線の台形で表示される。又、前記バケット７の状態を示すバケットマーク４３が二重線の等脚台形形状で表示され、該バケットマーク４３の標準形状は前記施工位置マーク４２と同形状の等脚台形形状である。
尚、該バケットマーク４３は上辺の長さが常に一定であり、下辺の長さは左右方向に変化可能、即ち下辺の隣接する２点間の距離が可変となっている。

図１４は、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合の前記ガイダンス画面４１の表示例である、ガイダンス画面４１Ａａ〜４１Ａｉを示している。ここで、前記バケット７の勾配と、施工データに於ける設計勾配とが一致している場合、表示される前記バケットマーク４３は標準形状の等脚台形として表される。

図１４に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ａａ〜４１Ａｃでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ａｄ〜４１Ａｆでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ａｇ〜４１Ａｉでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ａａ，４１Ａｄ，４１Ａｇでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ａｂ，４１Ａｅ，４１Ａｈでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ａｃ，４１Ａｆ，４１Ａｉでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも右側に表示される。

図１５は、施工データに於ける設計勾配が、前記バケット７の勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面４１の表示例である、ガイダンス画面４１Ｂａ〜４１Ｂｉを示している。この場合、前記バケットマーク４３の標準形状は前記施工位置マーク４２よりも下底の長さが長い台形形状で表される。

図１５に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｂａ〜４１Ｂｃでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｂｄ〜４１Ｂｆでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｂｇ〜４１Ｂｉでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｂａ，４１Ｂｄ，４１Ｂｇでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｂｂ，４１Ｂｅ，４１Ｂｈでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｂｃ，４１Ｂｆ，４１Ｂｉでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも右側に表示される。

図１６は、前記バケット７の勾配が、施工データに於ける設計勾配よりも大きい場合の前記ガイダンス画面４１の表示例である、ガイダンス画面４１Ｃａ〜４１Ｃｉを示している。この場合、前記バケットマーク４３の標準形状は、前記施工位置マーク４２よりも下底の長さが短い台形形状で表される。

図１６に示される様に、前記バケット７の刃先が設計高さよりも高い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｃａ〜４１Ｃｃでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも上側に表示される。前記バケット７の刃先が設計高さと一致している場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｃｄ〜４１Ｃｆでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２と上下方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の刃先が設計高さよりも低い位置にある場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｃｇ〜４１Ｃｉでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも下側に表示される。

又、前記バケット７の方向が施工位置よりも左方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｃａ，４１Ｃｄ，４１Ｃｇでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも左側に表示される。前記バケット７の方向が施工位置と一致している場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｃｂ，４１Ｃｅ，４１Ｃｈでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２と左右方向の位置が一致した状態で表示される。前記バケット７の方向が施工位置よりも右方を向いている場合、即ち前記ガイダンス画面４１Ｃｃ，４１Ｃｆ，４１Ｃｉでは、前記バケットマーク４３が前記施工位置マーク４２よりも右側に表示される。

第２の実施例〜第４の実施例に於いても、特許文献２の様に、別の画面に表示されていた施工位置に対する前記バケット７の方向、該バケット７の勾配及び高さという３つの情報を、円形、三角形、台形等所定の形状で表示された前記バケットマーク３６，３９，４３の形状の変化、及び前記施工位置マーク３５，３８，４２に対する位置の相違により１つの画面にて表示可能としているので、作業者は目標位置迄の誘導情報を容易に把握することができ、掘削作業に於ける作業性を向上させることができる。

尚、第１の実施例〜第４の実施例に於いては、前記表示装置２６として３Ｄ眼鏡を使用し、前記バケット７と前記ガイダンス画面３１，３４，３７，４１とを同時に見ながら掘削作業を行う様にしているが、前記運転室３内に別途モニタ等の表示装置を設け、該表示装置に前記ガイダンス画面３１，３４，３７，４１を表示させる様にしてもよい。

又、第１の実施例〜第４の実施例では、前記施工位置マーク３２，３５，３８，４２及び前記バケットマーク３３，３６，３９，４３を、四角形、円形、三角形、台形にて表現しているが、形状及び位置により前記機体２の向き、前記バケット７の勾配及び高さを表現できれば他の形状、例えば三角形、四角形以外の多角形や楕円形であってもよいのは言う迄もない。

又、第１の実施例、第３の実施例、第４の実施例では、１辺の長さを可変、即ち隣接する２点間の距離を可変としているが、例えばバケットマークを五角形、六角形とし、隣接しない２点間の距離を可変とすることで前記バケットマークの形状を変化させてもよい。

又、第１の実施例〜第４の実施例では、前記バケットマーク３３，３６，３９，４３を二重線にて表示しているが、例えば該バケットマーク３３，３６，３９，４３を前記施工位置マーク３２，３５，３８，４２と異なった色の太線で表示する等、該施工位置マーク３２，３５，３８，４２と前記バケットマーク３３，３６，３９，４３が重なった際に、両者が区別できれば他の形式で表示してもよい。

更に、第１の実施例〜第４の実施例に於いては、前記機体２の向き、前記バケット７の勾配及び高さを、前記バケットマーク３３，３６，３９，４３の形状、及び前記施工位置マーク３２，３５，３８，４２に対する位置のみにより表現しているが、以下に示す様に、文字や矢印等の他のデータを組合わせて表示させてもよい。

図１７（Ａ）〜（Ｅ）は、施工位置マーク４４及びバケットマーク４５と、他のデータ等を組合わせた場合のガイダンス画面４６の他の表示例を示している。

図１７（Ａ）では、目標位置迄の誘導情報を、前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５との組合わせに加え、目標位置迄の距離等の数値情報を文字４８によっても表示した場合を示している。前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５だけではなく、前記文字４８によっても誘導を行うことで、目標位置迄の誘導情報をより容易に把握することができる。

図１７（Ｂ）では、目標位置迄の誘導情報を、前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５との組合わせに加え、目標位置への方向を示す矢印４７によっても表示した場合を示している。前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５だけではなく、前記矢印４７によっても誘導を行うことで、目標位置迄の誘導情報をより容易に把握することができる。尚、目標位置迄の距離が遠ければ前記矢印４７を大きくし、目標位置迄の距離が近ければ該矢印４７を小さくする等、該矢印４７の形状の変化で目標位置迄の距離を把握できる様にしてもよい。

図１７（Ｃ）では、前記ガイダンス画面４６に、前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５だけではなく、施工データと受信している衛星の数を示すＧＰＳ状態を共に表示した場合を示している。前記ガイダンス画面４６に、前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５に加えて、施工データとＧＰＳ状態を同時に表示することで、誘導情報と現況とを同時に把握することができると共に、誘導情報の精度を把握することができる。

図１７（Ｄ）は、図１７（Ｂ）に示す前記ガイダンス画面４６と、図１７（Ｃ）に示す前記ガイダンス画面４６とを組合わせたものであり、誘導情報として前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５に加えて前記矢印４７を表示すると共に、施工データとＧＰＳ状態を前記施工位置マーク４４、前記バケットマーク４５、前記矢印４７と同時に前記ガイダンス画面４６に表示している。これにより、目標位置迄の誘導情報をより容易に把握することができると共に、誘導情報と現況とを同時に把握でき、又誘導情報の精度を把握することができる。

又、図１７（Ｅ）に示される様に、前記ガイダンス画面４６に、前記施工位置マーク４４と前記バケットマーク４５だけではなく、施工データ、ＧＰＳ状態、及び設計位置に対する前記バケット７の方向や傾斜指示の様な、特許文献２のガイダンス画面に表示されていた情報を共に表示させ、誘導情報と共に前記バケットの現在の状態を把握可能としてもよいのは言う迄もない。

尚、第１の実施例〜第４の実施例に於いては、前記機体２の絶対座標を取得する位置取得手段として、前記第１ＧＰＳ装置１３、前記第２ＧＰＳ装置１４（図１参照）の２台のＧＰＳ装置を用いているが、前記機体２が所定の位置に於いて移動することなく掘削作業を行う場合には、ＧＰＳ装置は１台でもよい。

この場合、先ずＧＰＳ装置によりＧＰＳ測定を行いながら前記機体２を旋回させる。該機体２を旋回させることで、前記演算部２３が水平面に対する旋回中心の絶対座標を演算し、演算結果に基づいて前記機体２の機械中心の絶対座標を演算し、該機体２の機械中心の絶対座標を取得することができる。

該機体２の機械中心の絶対座標と、前記ＧＰＳ装置により取得された座標とにより、前記演算部２３が前記機体２の旋回方向（方位）、即ち前記バケット７の方向を演算し、該バケット７の方向を取得することができる。この時、前記ＧＰＳ装置と前記演算部２３により前記機体２の旋回方向を取得する旋回方向取得装置が構成される。

又、前記ＧＰＳ装置が前記機体２の機械中心に対して未知の位置に設けられている場合には、前記演算部２３が前記機体２が旋回した際に前記ＧＰＳ装置により形成される円の軌跡の式を求め、更に求めた式から前記機体２の旋回中心を求める様にしてもよい。求めた式に前記ＧＰＳ装置により取得した座標を代入することで、前記演算部２３が円の軌跡上の前記ＧＰＳ装置の位置を特定し、前記機体２の旋回中心の座標と前記ＧＰＳ装置の位置とにより該機体２の旋回方向を取得することができる。

更に、２台のＧＰＳ装置ではなく、前記機体２の機械中心に対して既知の位置に設けられた１台のトータルステーションを用いてもよい。前記機体２の所定の箇所にプリズムを設け、前記トータルステーションに前記プリズムを追尾させ、前記トータルステーションから前記プリズム迄の距離と回転角を求め、求めた距離と回転角とにより、前記演算部２３が前記機体２の絶対座標を演算し、該機体２の絶対座標を取得することができる。この場合、前記トータルステーションと前記プリズムとにより前記機体２の絶対座標を取得する位置取得手段が構成される。

１走行駆動体
２機体
３運転室
４ブーム
５アーム
７バケット
１３第１ＧＰＳ装置
１４第２ＧＰＳ装置
１５２軸傾斜センサ
１６ブーム傾斜センサ
１７アーム傾斜センサ
１８バケット傾斜センサ
２１制御装置
２２機体姿勢センサ部
２３演算部
２５記憶部
２６表示装置
３１ガイダンス画面
３２施工位置マーク
３３バケットマーク
３４ガイダンス画面
３５施工位置マーク
３６バケットマーク
３７ガイダンス画面
３８施工位置マーク
３９バケットマーク
４１ガイダンス画面
４２施工位置マーク
４３バケットマーク
４４施工位置マーク
４５バケットマーク
４６ガイダンス画面

Claims

建設機械が作業具と、該作業具を支持し、該作業具に所要の作動をさせる作業アームと、該作業アームを支持し旋回可能な機体と、該機体に設けられた旋回方向取得装置と、記憶部を有する制御装置と、表示装置とを具備し、前記作業アームが屈曲可能に連結され、既知の長さを有する複数の節で構成され、前記機体に水平を検出する２軸傾斜センサが設けられ、前記作業アームの各節の傾斜を検出する作業アーム傾斜センサが設けられ、前記作業具の傾斜を検出する作業具傾斜センサが設けられ、前記制御装置は前記記憶部に格納され施工位置及び設計勾配が設定された施工データ、前記旋回方向取得装置から得られた前記機体の方向と前記２軸傾斜センサ、前記作業アーム傾斜センサ、前記作業具傾斜センサの検出結果を基に前記表示装置にガイダンス画面を表示し、該ガイダンス画面に誘導情報として所定の形状の施工位置マークとバケットマークとが表示され、該バケットマークは設計勾配と前記作業具の勾配との差異を前記施工位置マークに対する形状の変化で示し、前記作業具の位置と前記施工位置との差異を前記施工位置マークに対する前記バケットマークの位置の相違によって表示し、前記施工位置マークと前記バケットマークの形状及び位置が一致する様前記作業具を施工位置に誘導することを特徴とする建設機械制御システム。
前記旋回方向取得装置が前記機体の絶対座標を取得する位置取得手段を更に具備し、前記機体の作業位置が前記位置取得手段により取得される請求項１の建設機械制御システム。
前記位置取得手段が前記機体に設けられ、前記位置取得手段により絶対座標を取得しつつ前記機体を旋回させ、旋回の際の取得した絶対座標を基に旋回中心の絶対座標を取得し、該旋回中心の絶対座標と前記位置取得手段の絶対座標とにより前記機体の方向を取得する請求項２の建設機械制御システム。
前記位置取得手段が、前記機体の所定箇所に設けられたプリズムと、既知の位置に設けられたトータルステーションとにより構成された請求項２の建設機械制御システム。
前記施工位置マークと前記バケットマークとは多角形であり、該バケットマークの２点が移動可能に制御され、該２点間の距離により設計勾配に対する前記作業具の勾配を表示する請求項１の建設機械制御システム。
前記施工位置マークと前記バケットマークとは円形又は楕円形であり、該バケットマークは径の１つの長さが一定、該径と直交する径の長さが可変に制御され、該直交する径の長さにより設計勾配に対する前記作業具の勾配を表示する請求項１の建設機械制御システム。
前記ガイダンス画面が、数値情報を更に表示する請求項１又は請求項５又は請求項６のうちいずれかの建設機械制御システム。
前記ガイダンス画面が、施工位置の方向と設計勾配迄の回転方向を示す矢印を更に表示する請求項１又は請求項５〜請求項７のうちいずれかの建設機械制御システム。
前記ガイダンス画面が、前記作業具の方向と、前記作業具の高さと、前記作業具の勾配とを更に表示する請求項１又は請求項５〜請求項８のうちいずれかの建設機械制御システム。
前記ガイダンス画面が、ＧＰＳ状態を更に表示する請求項１又は請求項５〜請求項９のうちいずれかの建設機械制御システム。
前記ガイダンス画面が、施工データを更に表示する請求項１又は請求項５〜請求項１０のうちいずれかの建設機械制御システム。