CN103080437A - 液压挖掘机的显示系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供能够精确地进行挖掘作业的液压挖掘机的显示系统及其控制方法。液压挖掘机的显示系统具有运算部和显示部。运算部基于铲斗（8）齿尖的位置和设计面（45）的位置信息，算出齿尖在宽度方向的位置（C1～C5）中距设计面（45）的最接近位置和设计面（45）之间的距离。显示部显示导向画面。导向画面包含表示设计面（45）和铲斗（8）齿尖的位置关系的图像和表示最接近位置和设计面（45）之间的距离的信息。

Description

液压挖掘机的显示系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及液压挖掘机的显示系统及其控制方法。

背景技术

通常，液压挖掘机通过操作者操作操作杆驱动包含铲斗的工作装置。这时，在挖掘规定深度的槽或规定梯度的倾斜面的情况下，操作者难以只通过目视工作装置的动作来判断是否按照目标的形状正确地进行挖掘。于是，在专利文献1公开的液压挖掘机的显示系统中，在监视器上用图像显示目标挖掘面和铲斗齿尖的相互位置关系。另外，在监视器上显示表示目标挖掘面和铲斗齿尖之间的距离的数值。由此，操作者可以适当地挖掘规定的目标挖掘面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2004－68433号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，由于铲斗齿尖在宽度方向上具有规定的大小，因此，在铲斗齿尖不与目标挖掘面平行的情况下，铲斗齿尖与目标挖掘面之间的距离未必在铲斗齿尖于宽度方向上的所有位置均相同。例如，在以铲斗齿尖于宽度方向上的中心部和目标挖掘面之间的距离为基准距离的情况下，有时铲斗齿尖在宽度方向上的端部与目标挖掘面之间的距离比基准距离短。相反，有时还有铲斗齿尖在宽度方向上的端部与目标挖掘面之间的距离比基准距离长的情况。在前者的情况下，当操作者参考在监视器上显示的基准距离进行挖掘作业时，存在将地面挖掘目标挖掘面以上过度挖掘的弊端。另外，在后者的情况下，当操作者参考监视器上显示的基准距离进行挖掘作业时，难以到达目标挖掘面。因此，在上述现有的显示系统中，即使参照了监视器上显示的铲斗齿尖与目标挖掘面之间的距离，也难以精确地进行挖掘作业。

本发明的课题在于提供能够精确地进行挖掘作业的液压挖掘机的显示系统及其控制方法。

本发明第一方式提供一种液压挖掘机的显示系统，该液压挖掘机具有包括铲斗的工作装置和安装于工作装置的主体部。该显示系统具备位置检测部、存储部、运算部、显示部。位置检测部检测与液压挖掘机的当前位置有关的信息。存储部存储表示作业对象的目标形状的设计面的位置信息。运算部基于与液压挖掘机的当前位置有关的信息算出铲斗齿尖的位置。运算部基于铲斗齿尖的位置和设计面的位置信息算出齿尖在宽度方向上的位置中距设计面的最接近位置和设计面之间的距离。显示部显示导向画面。导向画面包括表示设计面和铲斗齿尖的位置关系的图像和表示最接近位置和设计面之间的距离的信息。

本发明第二方式的液压挖掘机的显示系统在第一方式的基础上，表示设计面和铲斗齿尖的位置关系的图像包括铲斗的主视图。而且，最接近位置在铲斗的主视图中显示。

本发明第三方式的液压挖掘机的显示系统在第一方式的基础上，设计面的一部分被选择作为目标面。而且，表示齿尖在宽度方向上的位置中距目标面的最接近位置和目标面之间的距离的信息在导向画面中显示。

本发明第四方式的液压挖掘机的显示系统在第三方式的基础上，在设计面中除目标面的非目标面比目标面靠近铲斗齿尖时，表示齿尖在宽度方向上的位置中距非目标面的最接近位置和非目标面之间的距离的信息以与表示距目标面的最接近位置和目标面之间的距离的信息不同的特征显示。

本发明第五方式的液压挖掘机的显示系统在第三方式的基础上，在铲斗齿尖从与目标面垂直地对置的区域偏离时，表示齿尖在宽度方向上的位置中距目标面的外周边的最接近位置和目标面的外周边之间的距离的信息在导向画面中显示。

本发明第六方式的液压挖掘机的显示系统在第五方式的基础上，在铲斗齿尖的一部分从与目标面垂直地对置的区域偏离，且铲斗齿尖的其它部分位于与目标面垂直地对置的区域内时，表示齿尖在宽度方向上的位置中距目标面的外周边的最接近位置和目标面的外周边之间的距离和齿尖在宽度方向上的位置中距目标面的最接近位置和目标面之间的距离中最小距离的信息在导向画面显示。

本发明第七方面的液压挖掘机的显示系统在第三方式的基础上，铲斗齿尖从与目标面垂直地对置的区域偏离时，表示齿尖在宽度方向上的位置中距目标面的延长面的最接近位置和目标面的延长面之间的距离的信息在导向画面中显示。

本发明第八方式的液压挖掘机的显示系统在第一方式的基础上，与垂直于宽度方向的平面平行的方向上的距设计面的最接近位置和设计面之间的距离作为最接近位置和设计面之间的距离算出。

本发明第九方式的液压挖掘机的显示系统在第一方式的基础上，距所有方向上的设计面的最接近位置和设计面之间的最短距离作为最接近位置和设计面之间的距离算出。

本发明第十方式的液压挖掘机的显示系统在第一方式的基础上，表示设计面和铲斗齿尖的位置关系的图像包括侧视时表示设计面的截面的线段，用不同的颜色表示比线段靠地下侧的区域和比线段靠空中侧的区域。

本发明第十一方式的液压挖掘机具备第一～第十方式中任一方式的液压挖掘机的显示系统。

本发明第十二方式提供一种液压挖掘机的显示系统的控制方法，该液压挖掘机具有包括铲斗的工作装置和安装于工作装置的主体部的。该控制方法包括下面的步骤。在第一步骤，检测与液压挖掘机的当前位置有关的信息。在第二步骤，基于与液压挖掘机的当前位置有关的信息算出铲斗齿尖的位置。在第三步骤，基于表示作业对象的目标形状的设计面的位置信息和铲斗齿尖的位置，算出齿尖在宽度方向上的位置中距设计面的最接近位置和设计面之间的距离。在第四步骤，显示包括表示设计面和铲斗齿尖的位置关系的图像和表示最接近位置和设计面之间的距离的信息的导向画面。

发明效果

在本发明第一方式的液压挖掘机显示系统中，算出表示铲斗齿尖在宽度方向上的位置中距设计面的最接近位置和设计面之间的距离的信息。因此，即使铲斗齿尖不与设计面平行时，操作者也可以容易地把握铲斗齿尖中最接近设计面的位置至设计面的距离。由此，操作者可以精确进行挖掘作业。

在本发明第二方式的液压挖掘机的显示系统中，操作者可以把握在铲斗的主视图中距设计面的最接近位置的位置。由此，操作者可以更精确地进行挖掘作业。

在本发明第三方式的液压挖掘机的显示系统中，操作者可以对所选择的目标面精确地进行挖掘作业。

在本发明第四方式的液压挖掘机的显示系统中，可以容易地把握与目标面邻接的非目标面与铲斗齿尖接近。因此，可以抑制操作者不挖掘目标面而误挖掘邻接的非目标面。

在本发明第五方式的液压挖掘机的显示系统中，铲斗齿尖从与目标正对置的区域偏离时，操作者可以容易地把握铲斗齿尖从目标面偏离多远。

在本发明第六方式的液压挖掘机的显示系统中，即使铲斗齿尖的一部分从与目标正对置的区域偏离，当铲斗齿尖的其它部分接近目标面时，显示铲斗齿尖和目标面之间的距离。因此，可以抑制操作者过于错误地挖掘目标面。

在本发明第七方式的液压挖掘机的显示系统中，从自目标面偏离的位置（例如，目标面的延长面）与目标面平行地操作铲斗齿尖，可以容易地成形目标面。因此，通过在坡顶进行齿尖定位后成形，可以抑制上方的土从坡顶倒塌，或因工作装置动作开始时的冲击不能整齐地成形。

在本发明第八方式的液压挖掘机的显示系统中，操作者容易地把握距与垂直于宽度方向的平面平行的方向上的设计面的最接近位置和设计面之间的距离。在操作者操作工作装置的情况下，通常沿与宽度方向垂直的平面使铲斗移动。因此，通过在导向画面中显示表示上述的距离的信息，操作者在操作工作装置时，可以精确地把握铲斗齿尖和设计面之间的距离。

在本发明第九方式的液压挖掘机的显示系统中，操作者可以容易地把握无论工作装置的操作方向如何，距设计面的最接近位置和设计面之间的最短距离。例如，在液压挖掘机的主体部向左右偏斜的情况下，铲斗不只限于工作装置的驱动方向，也向宽度方向移动。另外，在主体部可旋转的情况下，当主体部旋转时，铲斗也向宽度方向移动。因此，通过在导向画面显示表示上述距离的信息，操作者在使主体部移动时，可以精确地把握铲斗齿尖和设计面之间的距离。

在本发明第十方式的液压挖掘机的显示系统中，在导向画面上，用不同的颜色表示比表示设计面的截面的线段靠地下侧的区域和空中侧的区域。因此，铲斗齿尖从设计面偏离远时，操作者可以容易地把握铲斗位于不存在设计面的区域。

在本发明第十一方式的液压挖掘机中算出表示铲斗齿尖在宽度方向上的位置中距设计面的最接近位置和设计面之间的距离的信息。因此，即使在铲斗齿尖不与设计面平行时，操作者也可以容易地把握铲斗齿尖中最接近设计面的位置至设计面的距离。由此，操作者可以精确地进行挖掘作业。

在本发明第十二方式的液压挖掘机的显示系统的控制方法中，算出表示铲斗齿尖在宽度方向上的位置中距设计面的最接近位置和设计面之间的距离的信息。因此，即使在铲斗齿尖不与设计面平行时，操作者也可以容易地把握铲斗齿尖中最接近设计面的位置至设计面的距离。由此，操作者可以精确地进行挖掘作业。

附图说明

图1是液压挖掘机的立体图；

图2是示意性表示液压挖掘机构成的图；

图3是表示液压挖掘机所具备的控制系构成的框图；

图4是表示用设计地形数据表示的设计地形的图；

图5是表示粗挖掘模式的导向画面的图；

图6是表示精挖掘模式的导向画面的图；

图7是表示求出铲斗齿尖的当前位置的方法的图；

图8是表示算出铲斗齿尖与设计面之间距离的方法的流程；

图9是表示铲斗齿尖上的计算点的图；

图10是例示铲斗齿尖横跨目标面和非目标面而存在的状态的立体图；

图11是表示计算点位于目标区域内的状态的侧视图；

图12是表示计算点位于第一非目标区域内的状态的侧视图；

图13是表示计算点位于目标区域和第一非目标区域之间的间隙区域内的状态的侧视图；

图14是表示计算点位于目标区域和第二非目标区域重叠的区域的状态的侧视图；

图15是表示计算点位于目标区域和第二非目标区域重叠的区域的状态的侧视图；

图16是表示在其它实施方式中确定计算与和设计面的最短距离的方法的图；

图17是表示在其它实施方式中计算点位于目标区域和第一非目标区域之间的间隙区域内时的最短距离的算出方法的图。

具体实施方式

1．构成

1－1液压挖掘机的整体构成

下面，参照附图对本发明一实施方式的液压挖掘机的显示系统进行说明。图1是装载有显示系统的液压挖掘机100的立体图。液压挖掘机100具有车辆主体1和工作装置2。车辆主体1相当于本发明的主体部。车辆主体1具有上部旋转体3、驾驶室4和行驶装置5。上部旋转体3收容未图示的发动机及液压泵等装置。驾驶室4载置于上部旋转体3的前部。在驾驶室4内配置有后述的显示输入装置38及操作装置25（参照图3）。行驶装置5具有履带5a,5b，通过履带5a,5b旋转，使液压挖掘机100行驶。

工作装置2安装于车辆主体1的前部，具有大臂6、小臂7、铲斗8、大臂缸10、小臂缸11、铲斗缸12。大臂6的基端部经由大臂销13可摆动地安装于车辆主体1的前部。小臂7的基端部经由小臂销14可摆动地安装于大臂6的前端部。在小臂7的前端部经由铲斗销15可摆动地安装有铲斗8。

图2是示意性表示液压挖掘机100构成的图。图2（a）是液压挖掘机100的侧视图，图2（b）是液压挖掘机100的后视图。如图2（a）所示，大臂6的长度即从大臂销13至小臂销14的长度为L1。小臂7的长度即从小臂销14至铲斗销15的长度为L2。铲斗8的长度即从铲斗销15至铲斗8齿尖的长度为L3。

图1所示的大臂缸10、小臂缸11和铲斗缸12是分别通过液压驱动的液压缸。大臂缸10驱动大臂6。小臂缸11驱动小臂7。铲斗缸12驱动铲斗8。在大臂缸10、小臂缸11、铲斗缸12等液压缸和未图示的液压泵之间配置有比例控制阀37（参照图3）。比例控制阀37通过被后述的工作装置控制器26控制，控制向液压缸10～12供给到的工作油的流量。由此，控制液压缸10～12的动作。

如图2（a）所示，在大臂6、小臂7和铲斗8上分别设置有第一～第一行程传感器16～18。第一行程传感器16检测大臂缸10的行程长度。后述的显示控制器39（参照图3）根据第一行程传感器16检测出的大臂缸10的行程长度，算出大臂6相对于后述的车辆主体坐标系的Za轴（参照图7）的倾斜角θ1。第二行程传感器17检测小臂缸11的行程长度。显示控制器39根据第二行程传感器17检测出的小臂缸11的行程长度，算出小臂7相对于大臂6的倾斜角θ2。第三行程传感器18检测铲斗缸12的行程长度。显示控制器39根据第三行程传感器18检测出的铲斗缸12的行程长度，算出铲斗8相对于小臂7的倾斜角θ3。

车辆主体1具有位置检测部19。位置检测部19检测液压挖掘机100的当前位置。位置检测部19具有RTK－GNSS（Real Time Kinematic－GlobalNavigation Satellite Systems，GNSS称为全球导航卫星系统）用的两天线21,22（下面，称为“GNSS天线21,22”）、三维位置传感器23、倾斜角传感器24。GNSS天线21,22沿后述的车辆主体坐标系Xa－Ya－ZaのYa轴（参照图7）隔开一定距离配置。与由GNSS天线21,22接收到的GNSS电波对应的信号输入三维位置传感器23。三维位置传感器23检测GNSS天线21,22的设置位置P1,P2的位置。如图2（b）所示，倾斜角传感器24检测车辆主体1的宽度方向相对于重力方向（铅垂线）的倾斜角θ4（下面，称为“侧倾角θ4”）。需要说明的是，在本实施方式中，宽度方向是指铲斗8的宽度方向，与车宽方向一致。但是，在工作装置2具备后述的倾斜铲斗的情况下，有时铲斗的宽度方向和车宽方向不一致。

图3是表示液压挖掘机100所具有的控制系构成的框图。液压挖掘机100具备操作装置25、工作装置控制器26、工作装置控制装置27、显示系统28。操作装置25具有工作装置操作部件31、工作装置操作检测部32、行驶操作部件33、行驶操作检测部34。工作装置操作部件31是操作者用于操作工作装置2的部件，例如是操作杆。工作装置操作检测部32检测工作装置操作部件31的操作内容，并作为检测信号向工作装置控制器26发送。行驶操作部件33是操作者用于操作液压挖掘机100的行驶的部件，例如是操作杆。行驶操作检测部34检测行驶操作部件33的操作内容，并作为检测信号向工作装置控制器26发送。

工作装置控制器26具有RAM、ROM等存储部35及CPU等运算部36。工作装置控制器26主要进行工作装置2的控制。工作装置控制器26根据工作装置操作部件31的操作生成用于使工作装置2动作的控制信号，并向工作装置控制装置27输出。工作装置控制装置27具有比例控制阀37，基于来自工作装置控制器26的控制信号控制比例控制阀37。与来自工作装置控制器26的控制信号对应的流量的工作油从比例控制阀37流出，向液压缸10～12供给。液压缸10～12通过由比例控制阀37供给的工作油驱动。由此工作装置2动作。

1－2显示系统28的构成

显示系统28是用于向操作者提供挖掘作业区域内的地面以形成后述的设计面形状的信息的系统。显示系统28除上述的第一～第三行程传感器16～18、三维位置传感器23、倾斜角传感器24之外，还具有显示输入装置38、显示控制器39。

显示输入装置38具有触控面板式输入部41和LCD等显示部42。显示输入装置38显示导向画面，该导向画面提供用于进行挖掘的信息。另外，导向画面上显示有各种键。操作者通过触碰导向画面上的各种键，可以执行显示系统28的各种功能。关于导向画面，将在后面详细说明。

显示控制器39执行显示系统28的各种功能。显示控制器39具有RAM、ROM等存储部43及CPU等运算部44。存储部43存储工作装置数据。工作装置数据包含上述大臂6的长度L1、小臂7的长度L2、铲斗8的长度L3。另外，工作装置数据包含大臂6的倾斜角θ1、小臂7的倾斜角θ2、铲斗8的倾斜角θ3的各自的最小值及最大值。显示控制器39和工作装置控制器26通过无线或有线的通信装置相互可通信。在显示控制器39的存储部43预先制作并存储有设计地形数据。设计地形数据是与三维设计地形的形状及位置有关的信息。设计地形表示成为作业对象的地面的目标形状。显示控制器39基于设计地形数据及来自上述各种传感器的检测结果等数据，在显示输入装置38显示导向画面。具体地说，如图4所示，设计地形通过由三角多边形分别表现的多个设计面45构成。需要说明的是，图4中仅在多个设计面中的一个设计面上附加有符号45，省略其它的设计面的符号。目标作业对象是这些设计面45中的一个或多个设计面。操作者将在这些设计面45中选择一个或多个设计面作为目标面70。显示控制器39在显示输入装置38显示用于向操作者告知目标面70的位置的导向画面。

2．导向画面

下面，对导向画面详细进行说明。导向画面表示目标面70和铲斗8齿尖的位置关系，是以作业对象即地面成为与目标面70相同的形状的方式用于诱导液压挖掘机100的工作装置2的画面。如图5及图6所示，导向画面具有粗挖掘模式的导向画面（下面，称为“粗挖掘画面53”）和精挖掘模式的导向画面（下面，称为“精挖掘画面54”）。

2－1粗挖掘画面53

图5表示粗挖掘画面53。粗挖掘画面53包含表示作业区域的设计地形和液压挖掘机100的当前位置的俯视图53a及表示目标面70和液压挖掘机100的位置关系的侧视图53b。

粗挖掘画面53的俯视图53a利用多个三角多边形表现俯视时的设计地形。更具体地说，俯视图53a以液压挖掘机100的旋转平面为投影面表现设计地形。因此，俯视图53a是从液压挖掘机100的正上方观察的图，液压挖掘机100倾斜时，设计面倾斜。另外，从多个设计面45作为目标作业对象被选择的目标面70用与其它设计面45不同的颜色显示。需要说明的是，图5中液压挖掘机100的当前位置用俯视时的液压挖掘机的图标61来表示，也可以用其它的符号表示。另外，俯视图53a包含用于使液压挖掘机100与目标面70正对的信息。用于使液压挖掘机100与目标面70正对的信息作为正对罗盘73表示。正对罗盘73是表示对目标面70的正对方向和应旋转液压挖掘机100的方向的图标。操作者利用正对罗盘73可以确认与目标面70的正对度。

粗挖掘画面53的侧视图53b包含表示目标面70和铲斗8齿尖的位置关系的图像和表示目标面70与铲斗8齿尖之间的距离的距离信息。具体地说，侧视图53b包含设计面线74、目标面线79、侧视时的液压挖掘机100的图标75。设计面线74表示目标面70以外的设计面45的截面。目标面线79表示目标面70的截面。如图4所示，设计面线81和目标面线82通过算出经过铲斗8齿尖P3的当前位置的平面77和设计面45的交线80来求出。关于算出铲斗8齿尖P3的当前位置的方法，将在后面说明。在侧视图53b中，目标面线79用与设计面线74不同的颜色来表示。需要说明的是，在图5中可以改变线种表现目标面线79和设计面线74。另外，在侧视图53b中，比目标面线79及设计面线74靠近地下侧的区域和比这些线段靠近空中侧的区域用不同的颜色来表示。图5中，通过在比目标面线79及设计面线74靠近地侧的区域附加阴影线来表现颜色的不同。

表示目标面70与铲斗8齿尖之间的距离的距离信息包含数值信息83和图形信息84。数值信息83是表示铲斗8齿尖与目标面70之间的最短距离的数值。图形信息84是利用图形表示铲斗8齿尖与目标面70之间的距离的信息。具体地说，图形信息84包含指示杆84a和表示指示杆84a中铲斗8齿尖和目标面70之间的距离相当于零的位置的指示标记84b。指示杆84a根据铲斗8的前端和目标面70的最短距离，点亮各指示杆84a。需要说明的是，图形信息84的显示的接通/断开也可以通过操作者的操作可变更。关于铲斗8齿尖和目标面70之间的距离的算出方法，将在后面详细说明。

如上所述，在粗挖掘画面53中，显示目标面线79和液压挖掘机100的相对位置关系和表示铲斗8的前端和目标面线79的最短距离的数值。操作者通过使铲斗8齿尖沿目标面线79移动，以当前的地形成为设计地形的方式可以容易地挖掘。

需要说明的是，在粗挖掘画面53中显示用于切换导向画面的画面切换键65，操作者通过操作画面切换键65，可以从粗挖掘画面53切换到精挖掘画面54。

2－2精挖掘画面54

图6表示精挖掘画面54。精挖掘画面54与粗挖掘画面53相比，更详细地表示目标面70和液压挖掘机100的位置关系。即精挖掘画面54与粗挖掘画面53相比更详细地表示目标面70和铲斗8齿尖的位置关系。精挖掘画面54包含表示目标面70和铲斗8的主视图54a和表示目标面70和铲斗8的侧视图54b。精挖掘画面54的主视图54a中包含正面看的铲斗8的图标89、表示正面看的目标面70的截面的线78（下面，称为“目标面线78”）。精挖掘画面54的侧视图54b中包含侧视时的铲斗8的图标90和设计面线74。另外，在精挖掘画面54的主视图54a和侧视图54b中分别显示有表示目标面70和铲斗8的位置关系的信息。

在主视图54a中表示目标面70和铲斗8的位置关系的信息包含距离信息86a和角度信息86b。距离信息86a是表示铲斗8齿尖和目标面70之间在Za方向上的距离的信息。该距离如在后面所述，是铲斗8齿尖在宽度方向上的位置中与目标面70最接近的位置和目标面70之间的距离。主视图54a中表示最接近位置的标记86c与铲斗8的主视图的图标89重叠显示。角度信息86b是表示目标面70和铲斗8之间的角度的信息。具体地说，角度信息86b是经过铲斗8齿尖的假想线段和目标面线78之间的角度。

在侧视图54b中表示目标面70和铲斗8的位置关系的信息包含距离信息87a和角度信息87b。距离信息87a是表示铲斗8齿尖和目标面70之间的最短距离，即表示目标面70的垂线方向上的铲斗8的前端与目标面70之间的距离的信息。另外，角度信息87b是表示目标面70和铲斗8之间的角度的信息。具体地说，显示于侧视图54b的角度信息87b是铲斗8的底面和目标面线79之间的角度。

精挖掘画面54包含利用图形表示上述的铲斗8齿尖和目标面70之间的距离的图形信息88。图形信息88与粗挖掘画面53的图形信息84同样，具有指示杆88a和指示标记88b。

如上所述，在精挖掘画面54中详细地显示有目标面线78,79和铲斗8齿尖的相对位置关系。操作者使铲斗8齿尖沿目标面线78,79移动，从而以当前的地形成为与三维设计地形相同的形状的方式可以更容易地挖掘。需要说明的是，精挖掘画面54中与上述的粗挖掘画面53一样显示有画面切换键65。操作者通过操作画面切换键65，可以从精挖掘画面54切换到粗挖掘画面53。

2－3铲斗8齿尖的当前位置的算出方法

如上所述，目标面线79从铲斗8齿尖的当前位置算出。显示控制器39基于来自三维位置传感器23、第一～第三行程传感器16～18、倾斜角传感器24等的检测结果，算出在整体坐标系｛X，Y，Z｝中铲斗8齿尖的当前位置。具体地说，铲斗8齿尖的当前位置如下求出。

首先，如图7所示，求出以上述的GNSS天线21的设置位置P1为原点的车辆主体坐标系｛Xa，Ya，Za｝。图7（a）是液压挖掘机100的侧视图。图7（b）是液压挖掘机100的后视图。在此，液压挖掘机100的前后方向即车辆主体坐标系的Ya轴向相对于整体坐标系的Y轴向倾斜。另外，在车辆主体坐标系中的大臂销13的坐标为（0，Lb1，－Lb2），预先存储于显示控制器39的存储部43。

三维位置传感器23检测GNSS天线21,22的设置位置P1,P2。根据所检测的坐标位置P1,P2通过下面的式（1），算出Ya轴向的单位矢量。

Ya＝（P1－P2）／｜P1－P2｜…（1）

如图7（a）所示，如果导入经过由Ya和Z的两个矢量表示的平面且与Ya垂直的矢量Z′，则下面的关系成立。

（Z′，Ya）＝0…（2）

Z′＝（1－c）Z＋cYa…（3）

c为常数。

从式（2）及式（3），Z′如下面的式（4）表示。

Z′＝Z＋｛（Z，Ya）／（（Z，Ya）－1）｝（Ya－Z）…（4）

另外，将与Ya及Z′垂直的矢量设为X′时，X′如下面的式（5）表示。

X′＝Ya⊥Z′…（5）

如图7（b）所示，车辆主体坐标系是将其绕Ya轴仅旋转上述的侧倾角θ4而得到，因此如下面的式（6）表示。

$\left[\begin{array}{ccc}\mathrm{Xa}& \mathrm{Ya}& \mathrm{Za}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{X}^{\′}& \mathrm{Ya}& Z^{\′}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\θ}4& 0& \sin \mathrm{\θ}4\\ 0& 1& 0\\ -\sin \mathrm{\θ}4& 0& \cos \mathrm{\θ}4\end{array}\right]\·\·\·\left(6\right)$

另外，根据第一～第三行程传感器16～18的检测结果，算出上述的大臂6、小臂7、铲斗8的当前的倾斜角θ1、θ2、θ3。在车辆主体坐标系中的铲斗8齿尖P3的坐标（xat、yat、zat）使用倾斜角θ1、θ2、θ3及大臂6、小臂7、铲斗8的长度L1、L2、L3通过下面的式（7）～（9）算出。

xat＝0…（7）

yat＝Lb1＋L1sinθ1＋L2sin（θ1＋θ2）＋L3sin（θ1＋θ2＋θ3）…（8）

zat＝－Lb2＋L1cosθ1＋L2cos（θ1＋θ2）＋L3cos（θ1＋θ2＋θ3）…（9）

另外，铲斗8齿尖P3在车辆主体坐标系的Ya－Za平面内移动。

而且，在整体坐标系中的铲斗8齿尖P3的坐标通过下面的式（10）求出。

P3＝xat·Xa＋yat·Ya＋zat·Za＋P1…（10）

如图4所示，显示控制器39基于如上所述算出的铲斗8齿尖的当前位置和存储于存储部43的设计地形数据，算出三维设计地形和经过铲斗8齿尖P3的Ya－Za平面77的交线80。然后，显示控制器39将该交线中经过目标面70的部分作为上述目标面线79在导向画面显示。

2－4铲斗8齿尖和目标面70之间的距离的算出方法

如上所述，在导向画面所显示的铲斗8齿尖和目标面70之间的距离是齿尖在宽度方向上的位置中距目标面70的最接近位置和目标面70之间的距离。基于图8说明为了算出铲斗8齿尖和目标面70之间的距离而由显示控制器39执行的处理。

首先，在步骤S1检测液压挖掘机100的当前位置。在此，如上所述，显示控制器39基于来自三维位置传感器23的检测信号检测车辆主体1的当前位置。

在步骤S2设定铲斗8齿尖上的多个计算点。如图9所示，铲斗8具有多个斗齿8a～8e。因此，设想通过多个斗齿8a～8e的前端且与铲斗8宽度方向尺寸一致的假想线段LS1。然后，将假想线段LS1均等分为四个范围，表示各范围的边界及两端的五个点分别作为第一～第五计算点C1～C5来设定。即第一～第五计算点C1～C5表示铲斗8齿尖在宽度方向的多个位置。然后，基于在步骤S1检测出的液压挖掘机100的当前位置算出第一～第五计算点C1～C5的当前位置。具体地说，通过上述的铲斗8齿尖的当前位置的算出方法算出中央的计算点C3的当前位置。然后，根据中央的计算点C3的当前位置和铲斗8的宽度方向尺寸算出其它计算点C1、C2、C4、C5的当前位置。需要说明的是，铲斗8的宽度方向尺寸作为上述的工作装置数据预先予以存储。

接着，在步骤S3～步骤S9，基于设计面45的位置信息和第一～第五计算点C1～C5的当前位置，算出在第一～第五计算点C1～C5中与设计面45最近的计算点和设计面45之间的距离。具体的处理如下。

在步骤S3中，算出通过第i计算点Ci的Ya－Za平面和设计面45的交线Mi。其中，i为变数，在图8所示的流程开始时，第i计算点Ci的i值设定为1。在此，如上所述，通过与求出图4所示的交线80的方法一样的方法，算出通过第i计算点Ci的Ya－Za平面和设计面45的交线Mi。例如，如图10所示，设想横跨设计面45中由操作者选择的目标面70和未被选择的非目标面71,72配置有铲斗8齿尖的情况。非目标面71,72具有第一非目标面71和第二非目标面72，目标面70位于第一非目标面71和第二非目标面72之间。该情况下，如图11所示，通过第i计算点Ci的Ya－Za平面和设计面45的交线Mi包含目标线Mai、第一非目标线MBi和第二非目标线MCi。目标线Mai是通过第i计算点Ci的Ya－Za平面和目标面70的交线，是表示目标面70的截面的直线。第一非目标线MBi是通过第i计算点Ci的Ya－Za平面和第一非目标面71的交线，是表示第一非目标面71的截面的直线。第二非目标线MCi是通过第i计算点Ci的Ya－Za平面和第二非目标面72的交线，是表示第二非目标面72的截面的直线。

在步骤S4中，判定铲斗8齿尖的第i计算点Ci是否处于交线Mi的垂线方向。例如，如图11所示，在第i计算点Ci位于与目标线MAi垂直地对置的区域（下面，称为“目标区域A1”）内的情况下，判定出第i计算点Ci处于交线Mi的垂线方向。另外，如图12所示，在第i计算点Ci位于与第一非目标线MBi垂直地对置的区域（下面，称为“第一非目标区域A2”）内的情况下，同样判定铲斗8齿尖的第i计算点Ci处于交线Mi的垂线方向。但是，如图13所示，第i计算点Ci位于目标区域A1和第一非目标区域A2之间的间隙区域时，判定铲斗8齿尖的第i计算点Ci未处于交线Mi的垂线方向。

在步骤S4中，当判定出铲斗8齿尖的第i计算点Ci处于交线Mi的垂线方向时，进入步骤S5。在步骤5中，算出包含于交线Mi的各直线Mai－MCi和第i计算点Ci之间的距离。在此，对于包含于交线Mi的各直线Mai－MCi算出通过第i计算点Ci的垂线，算出各直线Mai－MCi和第i计算点Ci之间的距离。例如，如图11所示，在第i计算点Ci位于目标区域A1内时，算出通过第i计算点Ci的目标线Mai的垂线，算出第i计算点Ci和目标线Mai之间的最短距离（下面，称为“目标面距离DAi”）。如图12所示，在第i计算点Ci位于第一非目标区域A2内时，算出通过第i计算点Ci的第一非目标线MBi的垂线，算出第i计算点Ci和第一非目标线MBi之间的最短距离（下面，称为“第1非目标面距离DBi”）。但是，如图14及图15所示，第i计算点Ci位于与第二非目标线MCi垂直地对置的区域（下面，称为第二非目标区域A3“）和目标区域A1重叠的区域内的情况下，算出两条垂线。即算出通过第i计算点Ci的目标线MAi的垂线和通过第i计算点Ci的第二非目标线MCi的垂线。然后，算出在第i计算点Ci的目标面距离DAi、第i计算点Ci和第二非目标线MCi之间的最短距离（下面，称为“第二非目标面距离DCi’’）。

在步骤S4中，当判定出铲斗8齿尖的第i计算点Ci未处于设计面45的垂线方向时，进入步骤S6。在步骤S6中，对于交线Mi的各直线MAi～MCi算出铲斗8齿尖的第i计算点Ci和各直线MAi～MCi的端点之间的距离。例如，如图13所示，算出第i计算点Ci和目标线Mai的端点PAi之间的距离（下面，称为“假目标面距离DDi“’’）。

在步骤S7中，对于所有计算点C1～C5判定距离的计算是否完成。在本实施方式中设定有五个计算点C1～C5，因此，对于第一～第五计算点C1～C5判定步骤S3～步骤S6的距离的计算是否完成。对于所有计算点，当距离的计算未完成时，在步骤S8中第i计算点Ci的i值只增加1并返回步骤S3。然后，反复从步骤S3至步骤S6的处理，对于所有计算点C1～C5距离的计算完成时，进入步骤S9。

在步骤S9中，将算出的多个距离中最小的一个极力设定为“最短距离”。因此，铲斗8齿尖上的多个计算点C1～C5中与设计面45最接近的计算点被确定为最接近位置。然后，相当于最接近位置的计算点和设计面45之间的距离被设定为“最短距离”。

在步骤S10中，判定“最短距离”是否针对目标面70计算的值。即判定设定为“最短距离”的距离是否针对端点PAi也包含在内的目标线MAi计算的值。“最短距离”是针对目标面70计算的值时，进入步骤S11。判定出“最短距离”不是针对目标面70计算的值时，进入步骤S12。

在步骤S11及步骤S12中，“最短距离”显示于导向画面。具体地说，在步骤S11中，表示在步骤S9选择的“最短距离”的信息和表示设计面45和铲斗8齿尖的位置关系的图像一起在粗挖掘画面53和精挖掘画面54显示。另外，如上所述，表示相当于最接近位置的计算点的位置的标记86c在精挖掘画面54的主视图54a重叠显示。下面，将在该步骤S11中表示“最短距离”的信息的显示方式称为“通常的显示方式”。即在步骤S10判定出“最短距离”是针对目标面70计算的值时，“最短距离”以通常的显示方式在导向画面显示。

在步骤S12中，“最短距离”被附加特定的特征后在导向画面中显示。在此，表示“最短距离“的信息被附加与通常的显示方式不同的特征后在粗挖掘画面53和精挖掘画面54中显示。例如，表示“最短距离”的信息的文字、图形的颜色、大小等视觉的要素与通常的显示方式不同。即“最短距离”是针对第一非目标面71或第二非目标面72计算的值时，“最短距离”被附加特定的特征后在导向画面中显示。

如上所述，算出“最短距离”后在导向画面中显示。下面，表示最短距离的算出的具体例。

第一～第五计算点C1～C5如图11所示都位于目标区域A1内的情况下，与第一～第五计算点C1～C5对应，分别算出目标面距离DAi。然后，五个目标面距离DAi中最小的值选择作为“最短距离”。即在与目标面70最接近的计算点的目标面距离DAi设定为“最短距离”。然后，“最短距离”以通常的显示方式在导向画面中显示。

第一～第五计算点C1～C5如图12所示都位于第一非目标区域A2内的情况下，与第一～第五计算点C1～C5对应，分别算出第一非目标面距离DBi。然后，五个第一非目标面距离DBi中最小值选择作为“最短距离”。即第一～第五计算点C1～C5中与第一非目标面71最接近的计算点的第一非目标面距离DBi设定为“最短距离”。然后，“最短距离”被附加特定的特征后在导向画面中显示。

第一～第五计算点C1～C5如图13所示都位于目标区域A1和第一非目标区域A2之间的间隙区域内的情况下，与第一～第五计算点C1～C5对应，分别算出假目标面距离DDi。然后，五个假目标面距离DDi中最小的值作为“最短距离”进行选择。即第一～第五计算点C1～C5中与目标面70的外周边最接近的计算点的假目标面距离DDi设定为“最短距离”。然后，“最短距离”以通常的显示方式在导向画面中显示。

第一～第五计算点C1～C5中一部分如图11所示位于目标区域A1内，且第一～第五计算点C1～C5的其它部分如图13所示位于第一非目标区域A2内的情况下，第一～第五计算点C1～C5的目标面距离DAi和假目标面距离DDi中最小的值设定为“最短距离”。然后，“最短距离”以通常的显示方式在导向画面中显示。

第一～第五计算点C1～C5如图14或图15所示都位于目标区域A1和第二非目标区域A3重叠的区域内的情况下，第一～第五计算点C1～C5的目标面距离DAi和第二非目标面距离DCi中最小值设定为“最短距离”。因此，第二非目标面72比目标面70靠近铲斗8齿尖时，在距第二非目标面72的最接近位置的计算点的第二非目标面距离DCi被附加特定的特征后在导向画面中显示。另外，目标面70比第二非目标面72靠近铲斗8齿尖时，在距目标面70的最接近位置的计算点的目标面距离DAi以通常的显示方式在导向画面中显示。

另外，设想第一～第五计算点C1～C5位于图11～图15所示的各区域的情况。即第一计算点C1位于图12所示的第一非目标区域A2内。第二计算点C2位于图13所示的间隙区域内。第三计算点C3位于图11所示的目标区域A1内。第四计算点C4位于图14所示的目标区域A1和第二非目标区域A3重叠的区域内。第五计算点C5位于图15所示的目标区域A1和第二非目标区域A3重叠的区域内。该情况下，对于第一计算点C1算出图12所示的第一非目标面距离DBi。对于第二计算点C2算出图13所示的假目标面距离DDi。对于第三计算点C3算出图11所示的目标面距离DAi。对于第四计算点C4算出图14所示的目标面距离DAi。然后，对于第五计算点C5算出图15所示的第二非目标面距离DCi。然后，第一计算点C1的第一非目标面距离DBi、第二计算点C2的假目标面距离DDi、第三计算点C3的目标面距离DAi、第四计算点C4的目标面距离DAi和第五计算点C5的第二非目标面距离DCi中最小的值作为“最短距离”进行选择。第二计算点C2的假目标面距离DDi、第三计算点C3的目标面距离DAi、第四计算点C4的目标面距离DAi中的任一作为“最短距离”进行选择时，以通常的显示方式表示“最短距离”的信息在导向画面中显示。另外，第一计算点C1的第一非目标面距离DBi和第五计算点C5的第二非目标面距离DCi中的任一作为“最短距离”进行选择时，附加特定的特征并表示“最短距离”的信息在导向画面中显示。

4．特征

本实施方式的液压挖掘机的显示系统28具有下述的特征。

显示控制器39算出从铲斗8齿尖的第一计算点C1至第五计算点C5中距设计面45的最接近位置和设计面45之间的距离作为“最短距离”，在导向画面中显示表示“最短距离”的距离信息。因此，如图9所示，即使铲斗8齿尖不与设计面45平行时，操作者也可以容易地把握从铲斗8齿尖的最接近位置至设计面45的距离。由此，操作者可以精确地进行挖掘作业。

如图6所示，包含于精挖掘画面54的铲斗8的主视图中表示用于表示距设计面45的最接近位置的标记86c。因此，操作者可以把握在铲斗8的主视图中距设计面45的最接近位置的位置。由此，操作者可以更精确地进行挖掘作业。

将从距非目标面的最接近位置的距离作为最短距离算出时，表示最短距离的信息以与通常的显示方式不同的特征显示。因此，操作者可以容易地把握与目标面70邻接的非目标面与铲斗8齿尖接近。因此，可以抑制操作者不挖掘目标面70而误挖掘邻接的非目标面的情况。

如图13所示，铲斗8齿尖在位于从目标区域A1偏离的间隙区域时，算出距目标面70的外周边的距离。因此，铲斗8齿尖偏离与目标面70对置的区域时，操作者可以容易地把握铲斗8齿尖从目标面70偏离多少。

一部分计算点位于目标区域A1内，其它计算点位于从目标区域A1偏离的间隙区域内时，距各计算点的距离中最小的值作为最短距离进行选择。因此，即使铲斗8齿尖的一部分从目标区域A1偏离，当铲斗8齿尖的其它部分与目标面70接近时，显示铲斗8齿尖和目标面70之间的距离。因此，可以抑制操作者错误地过于挖掘目标面70。

如图9所示，在通过各计算点C1～C5的Ya－Za平面上算出各计算点C1～C5和设计面45的距离D1～D5。因此，操作者可以容易地把握与Ya－Za平面平行的方向的最短距离。操作者操作工作装置2的情况下，通常使铲斗8向与Ya－Za平面平行的方向移动。因此，表示上述的距离的信息在导向画面中显示，由此操作者在操作工作装置2时，可以精确地把握铲斗8齿尖和设计面45之间的距离。

粗挖掘画面53的侧视图53b及精挖掘画面54的侧视图54b中，用不同的颜色显示比设计面线74及目标面线79靠地下侧的区域和比该线段靠空中侧的区域。因此，铲斗8齿尖较大幅度远离设计面45时，操作者可以容易地把握铲斗8位于设计面45未存在的区域。

5．其它实施方式

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明的宗旨的范围呢可以进行各种变更。各导向画面的内容不限于上述的内容，也可以适当变更。另外，显示控制器39的功能的一部或全部也可以通过配置于液压挖掘机100的外部的计算机来执行。另外，目标作业对象不限于上述的平面，也可以是点、线、三维的形状。显示输入装置38的输入部41不限于触控面板式结构，也可以由硬键及开关等操作部件构成。

在上述实施方式中，说明了通过操作者操作工作装置操作部件31，用手动进行挖掘的情况，但也可以进一步具备自动挖掘模式。选择自动挖掘模式时，上述的目标面线79成为用于移动铲斗8齿尖的目标移动路径。显示控制器39向工作装置控制装置27输出沿目标移动路径自动地移动铲斗8齿尖的控制信号。由此，自动地执行工作装置2的挖掘。

在上述的实施方式中，工作装置2具有大臂6、小臂7、铲斗8，但工作装置2的构成不限于此，至少具有铲斗8即可。

在上述的实施方式中，利用第一～第三行程传感器16～18检测大臂6、小臂7、铲斗8的倾斜角，但倾斜角的检测装置不限于此。例如，也可以具备检测大臂6、小臂7、铲斗8的倾斜角的角度传感器。

在上述的实施方式中，具有铲斗8，但铲斗不限于此，也可以是倾斜铲斗。倾斜铲斗是指具备铲斗倾斜缸，通过使铲斗向左右倾斜，液压挖掘机即使处于倾斜地，能够以自由的形式对斜面、平地进行成形、整地的，可以进行低板平板进行平面压实作业的铲斗。

在上述的实施方式中，如图9所示，设定有五个计算点C1～C5，计算点的数量不限于此，也可以设定多个计算点。

在上述的实施方式中，如图9所示，算出在通过各计算点C1～C5的Ya－Za平面上各计算点C1～C5和设计面45的距离D1～D5。但是，与方向无关，也可以算出各计算点C1～C5和设计面45之间的最短距离。例如，如图16所示，对于计算点C5，不是算出通过计算点C5的Ya－Za平面上的最短距离D5，而是可以算出在所有方向上的距设计面45的最短距离D5′。该情况下，操作者可以容易地把握不管工作装置2的操作方向如何，距设计面45的最接近位置和设计面45之间的最短距离。例如，液压挖掘机100的车辆主体1向左右倾斜的情况下，铲斗8不只限于工作装置2的驱动方向，还可以向宽度方向移动。另外，上部旋转体3旋转时，铲斗8也向宽度方向移动。因此，通过使所有方向上的最短距离在导向画面中显示，操作者在使车辆主体1移动时，可以精确地把握铲斗8齿尖和设计面45之间的距离。

在上述的实施方式中，当铲斗8齿尖位于从目标区域A1偏离的间隙区域时，算出第i计算点Ci和表示目标面70的外周边的端点PAi之间的距离。但是，也可以算出第i计算点Ci和目标面70的延长面之间的距离。即如图17所示，第i计算点Ci和目标线MAi的延长线MAi′之间的距离也可以作为假目标面距离DDi被算出。该情况下，通过从自目标面70偏离的位置（例如，目标面70的延长面）与目标面70平行地操作铲斗8齿尖，可以容易地把握目标面70。因此，通过在坡顶进于齿尖的定位并成形，可以抑制比坡顶靠上的土崩塌，或者因工作装置2的动作开始时的冲击而不能整齐地成形。

工业实用性

本发明具有能够精确地进行挖掘作业的效果，作为液压挖掘机的显示系统及其控制方法是有用的。

符号说明

1车辆主体（主体部）

2工作装置

8铲斗

19位置检测部

28显示系统

42显示部

43存储部

44运算部

45设计面

53粗挖掘画面（导向画面）

54精挖掘画面（导向画面）

70目标面

71第一非目标面

72第二非目标面

100液压挖掘机

Claims (12)

1.一种液压挖掘机的显示系统，其特征在于，该液压挖掘机具有包括铲斗的工作装置和安装有所述工作装置的主体部，该显示系统具有：

位置检测部，其检测与所述液压挖掘机的当前位置有关的信息；

存储部，其存储设计面的位置信息，该设计面的位置信息表示作业对象的目标形状；

运算部，其基于与所述液压挖掘机的当前位置有关的信息算出所述铲斗的齿尖的位置，基于所述铲斗的齿尖的位置和所述设计面的位置信息算出所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述设计面的最接近位置和所述设计面之间的距离；

显示部，其显示导向画面，该导向画面包括表示所述设计面和所述铲斗的齿尖的位置关系的图像和表示所述最接近位置和所述设计面之间的距离的信息。

2.如权利要求1所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

表示所述设计面和所述铲斗的齿尖的位置关系的图像包括所述铲斗的主视图，

所述最接近位置表示在所述铲斗的主视图中。

3.如权利要求1所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

选择所述设计面的一部分作为目标面，表示所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述目标面的最接近位置和所述目标面之间的距离的信息显示在所述导向画面中。

4.如权利要求3所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

所述设计面中除了所述目标面的非目标面比所述目标面靠近所述铲斗的齿尖时，表示所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述非目标面的最接近位置和所述非目标面之间的距离的信息以与表示距所述目标面的最接近位置和所述目标面之间的距离的信息不同的特征被显示。

5.如权利要求3所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

所述铲斗的齿尖从与所述目标面垂直地对置的区域偏离时，表示所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述目标面的外周边的最接近位置和所述目标面的外周边之间的距离的信息显示在所述导向画面中。

6.如权利要求5所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

所述铲斗的齿尖的一部分从与所述目标面垂直地对置的区域偏离，且所述铲斗的齿尖的其它部分位于与所述目标面垂直地对置的区域内时，表示所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述目标面的外周边的最接近位置和所述目标面的外周边之间的距离及所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述目标面的最接近位置和所述目标面之间的距离中的最小距离的信息显示在所述导向画面中。

7.如权利要求3所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

所述铲斗的齿尖从与所述目标面垂直地对置的区域偏离时，表示所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述目标面的延长面的最接近位置和所述目标面的延长面之间的距离的信息显示在所述导向画面中。

8.如权利要求1所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

与垂直于所述宽度方向的平面平行的方向上的距所述设计面的最接近位置和所述设计面之间的距离作为所述最接近位置和所述设计面之间的距离被算出。

9.如权利要求1所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

距所有方向上的所述设计面的最接近位置和所述设计面之间的最短距离作为所述最接近位置和所述设计面之间的距离被算出。

10.如权利要求1所述的液压挖掘机的显示系统，其特征在于，

表示所述设计面和所述铲斗的齿尖的位置关系的图像包括侧视时表示所述设计面的截面的线段，用不同的颜色表示比所述线段靠地下侧的区域和比所述线段靠空中侧的区域。

11.一种液压挖掘机，其特征在于，

具备权利要求1～10中任一项所述的液压挖掘机的显示系统。

12.一种液压挖掘机的显示系统的控制方法，其特征在于，该液压挖掘机具有包括铲斗的工作装置和安装有所述工作装置的主体部，该控制方法包括：

检测与所述液压挖掘机的当前位置有关的信息的步骤；

基于与所述液压挖掘机的当前位置有关的信息算出所述铲斗的齿尖的位置的步骤，

基于设计面的位置信息和所述铲斗齿尖的位置，算出所述齿尖在宽度方向上的位置中距所述设计面的最接近位置和所述设计面之间的距离的步骤，该设计面的位置信息表示作业对象的目标形状；

显示包括表示所述设计面和所述铲斗的齿尖的位置关系的图像和表示所述最接近位置和所述设计面之间的距离的信息的导向画面的步骤。

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