CN105765134B - 施工信息显示装置以及施工信息的显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供施工信息显示装置以及施工信息的显示方法，其中，能够视觉确认作为施工对象的区域的目标面、以及针对该目标面的施工前的现况地形的状况或者施工后的现况地形的状况(施工结果)这样的现况地形，因此，施工信息显示装置具备：显示部，其显示至少表示现况地形的局部分布图(D1′)与由框线(51)显示的设计地形；输入部，其从所述设计地形中选择目标面(SA)；以及显示处理部，其在由所述输入部选择出目标面(SA)的情况下，显示选择出的目标面(SA)的范围，并且使选择出的目标面(SA)内的局部分布图(D1′)显示为能够视觉确认，例如，显示处理部使目标面(SA)半透明化显示。

Description

施工信息显示装置以及施工信息的显示方法
技术领域
本发明涉及施工信息显示装置以及施工信息的显示方法，其中，能够视觉确认作为施工对象的区域的目标面、以及针对该目标面的施工前的现况地形的状况或者施工后的现况地形的状况(施工结果)这样的现况地形。
背景技术
近年来，在液压挖掘机或推土机等作业机械中，提出有如下的作业机械：搭载GPS(Global Positioning System)等来检测自身的位置，对其位置信息与表示施工现场的地形的施工信息进行比较，并通过运算处理求出作业设备的姿势，从而控制作业设备的移动、或者对作业设备的姿势或位置与施工信息进行对比而在监视装置中引导显示施工状况(参照专利文献1)。将使用了这样的作业机械的施工称为信息化施工。根据信息化施工，即便是对作业机械的操作不熟练的操作员也能够进行高精度的施工。若是熟练的操作员，则能够通过信息化施工而进行高效率的施工。根据信息化施工，能够大幅度削减以往需要进行的测量作业以及标桩作业。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-205955号公报
发明要解决的技术问题
通过在上述监视装置中显示针对施工对象而表示例如地形的高低差的分布图，能够视觉确认现况地形的状况。
然而，施工完成后的地形(设计地形)通过使用多个设计面进行多边形显示，在操作员开始施工的情况下，有时从一个以上的设计面中选择施工对象的目标面，使显示装置显示用于表示该目标面的范围的图像。目标面是表示本次的施工区域中的施工完成后的地形的面。但是，当表示选择出的目标面的范围的图像覆盖与选择出的目标面对应的、表示施工前的现况地形的状况、施工后的现况地形的状况(施工结果)的分布图时，使得作业机械的操作员无法视觉确认分布图。在该情况下，作业机械的操作员难以掌握现况地形的状况与目标面之间的差值、难以掌握目标面与目前为止的施工结果之间的差值、难以研究针对目标面的区域的施工步骤等。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供施工信息显示装置以及施工信息的显示方法，其中，能够视觉确认作为施工对象的区域的目标面、以及针对该目标面的施工前的现况地形的状况或者施工后的现况地形的状况(施工结果)这样的现况地形。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述的技术问题并实现目的，本发明所涉及的施工信息显示装置显示施工信息，其特征在于，具备：显示部，其显示设计地形与至少表示现况地形的局部分布图；输入部，其从所述设计地形中选择目标面；以及显示处理部，其在由所述输入部选择出所述目标面的情况下，显示选择出的所述目标面的范围，并且使选择出的所述目标面内的所述局部分布图显示为能够视觉确认。
另外，本发明所涉及的施工信息显示装置在上述发明的基础上，其特征在于，所述显示处理部使选择出的所述目标面半透明化显示。
另外，本发明所涉及的施工信息显示装置在上述发明的基础上，其特征在于，所述显示处理部在选择出的所述目标面内利用规定的图案来显示所述目标面的范围，使所述局部分布图显示为能够视觉确认。
另外，本发明所涉及的施工信息显示装置在上述发明的基础上，其特征在于，所述显示控制部利用选择出的所述目标面的框线来显示所述目标面的范围。
另外，本发明所涉及的施工信息显示装置在上述发明的基础上，其特征在于，所述施工信息显示装置具备设定部，通过该设定部进行设定，使得支援针对选择出的目标面的施工的支援区域显示在所述目标面的周围，所述显示处理部在由所述设定部进行了使所述支援区域与所述目标面一并显示于所述显示部的设定的情况下，与选择出的目标面的范围一并显示所述支援区域的范围，并使所述支援区域内的局部分布图显示为能够视觉确认。
另外，本发明所涉及的施工信息显示装置在上述发明的基础上，其特征在于，所述显示处理部将选择出的所述目标面和所述支援区域半透明化显示。
另外，本发明所涉及的施工信息显示装置在上述发明的基础上，其特征在于，所述目标面的范围与支援区域的范围的显示采用不同的显示方式。
另外，本发明所涉及的施工信息的显示方法用于显示施工信息，其特征在于，显示设计地形与至少表示现况地形的局部分布图，在从所述设计地形中选择出目标面的情况下，显示选择出的所述目标面的范围，并且使选择出的所述目标面内的所述局部分布图显示为能够视觉确认。
根据本发明，能够视觉确认作为施工对象的区域的目标面、以及针对该目标面的施工前的现况地形的状况或者施工后的现况地形的状况(施工结果)这样的现况地形，能够提高作业性以及施工效率。
附图说明
图1是本实施方式所涉及的液压挖掘机的立体图。
图2是液压挖掘机的侧视图。
图3是液压挖掘机的后视图。
图4是表示液压挖掘机所具备的控制系统的框图。
图5是表示多边形显示的设计地形的一例的图。
图6是表示分布图与设计地形显示在同一显示画面上的一例的图。
图7是说明分布图的显示的说明图。
图8是表示在图6所示的显示状态下，在选择出目标面时使目标面的区域半透明化显示、并显示出与目标面对应的局部分布图的一例的图。
图9是表示利用图案对目标面进行强调显示、并从目标面的图案的间隙中显示出施工结果的一例的图。
图10是表示仅对与目标面对应的框线进行了强调显示的一例的图。
图11是说明针对目标面的支援区域的说明图。
图12是表示在图8所示的显示状态下，进一步使支援区域半透明化而进行强调显示，并且显示出包含与支援区域对应的施工结果在内而与目标面对应的分布图的一例的图。
图13是说明在对作业机械进行远程操作时的施工信息显示装置的图。
图14是说明在对作业机械进行远程操作时的施工信息显示装置的例子的图。
具体实施方式
参照附图，对用于实施本发明的方式进行详细说明。并非通过以下的实施方式所记载的内容来限定本发明。另外，作为作业机械的一例，在以下的实施方式中说明液压挖掘机，但在以下的实施方式中作为对象的作业机械只要具有能够使地形的形状变化的作业设备等，则不限定于液压挖掘机。
(作业机械的整体结构)
图1是本实施方式所涉及的液压挖掘机100的立体图。图2是液压挖掘机100的侧视图。图3是液压挖掘机100的后视图。图4是表示液压挖掘机100所具备的控制系统的框图。在本实施方式中，作为作业机械的液压挖掘机100具有作为主体部的车辆主体1和作业设备2。车辆主体1具有作为回转体的上部回转体3和作为行驶体的行驶装置5。上部回转体3在机械室3EG的内部收容有未图示的动力产生装置以及液压泵等装置。机械室3EG配置在上部回转体3的一端侧。
在本实施方式中，液压挖掘机100例如将柴油发动机等内燃机作为动力产生装置，但液压挖掘机100不局限于这样的结构。液压挖掘机100例如也可以具备将内燃机、发电电动机以及蓄电装置组合而成的所谓的混动式动力产生装置等。
上部回转体3具有驾驶室4。驾驶室4载置在上部回转体3的另一端侧。即，驾驶室4配置在与配置有机械室3EG的一侧相反的一侧。在驾驶室4内配置有图4所示的显示输入装置38以及操作装置25。这些装置见后述。行驶装置5具有履带5a、5b。行驶装置5的设于左右的液压马达5c的一方或双方进行驱动，使履带5a、5b旋转，由此使液压挖掘机100行驶。作业设备2安装在上部回转体3的驾驶室4的侧方侧。
液压挖掘机100也可以具备如下的行驶装置，在该行驶装置中，代替履带5a、5b而具备轮胎，并将未图示的柴油发动机的驱动力经由传动装置向轮胎传递，从而能够行驶。例如，作为这种方式的液压挖掘机100，可以是轮式液压挖掘机。另外，液压挖掘机100也可以是具有如下构造的例如挖掘装载机：具备这种具有轮胎的行驶装置，并且在车辆主体(主体部)上安装有作业设备，且不具备图1那样的上部回转体3及其回转机构。即，挖掘装载机在车辆主体上安装有作业设备且具备构成车辆主体的一部分的行驶装置。
上部回转体3的配置有作业设备2以及驾驶室4的一侧为前方，配置有机械室3EG的一侧为后方。朝向前方时的左侧为上部回转体3的左方，朝向前方时的右侧为上部回转体3的右方。另外，液压挖掘机100或者车辆主体1的以上部回转体3作为基准时的行驶装置5侧为下方，以行驶装置5作为基准时的上部回转体3侧为上方。当液压挖掘机100设置在水平面的情况下，下方为铅垂方向、即重力的作用方向侧，上方为与铅垂方向相反的一侧。
作业设备2具有：动臂6、斗杆7、铲斗8、动臂缸10、斗杆缸11、以及铲斗缸12。动臂6的基端部经由动臂销13而安装在车辆主体1的前部。斗杆7的基端部经由斗杆销14而安装在动臂6的前端部。在斗杆7的前端部，经由铲斗销15而安装有铲斗8。铲斗8以铲斗销15作为支点进行动作。
如图2所示，动臂6的长度、即动臂销13至斗杆销14的长度为L1。斗杆7的长度、即斗杆销14的中心至铲斗销15的中心的长度为L2。铲斗8的长度、即铲斗销15的中心至铲斗8的刃尖8T的长度为L3。如图1所示，刃尖8T是在铲斗8的与铲斗销15相反的一侧安装的刀刃8B的前端。铲斗8具有多个刀刃8B。多个刀刃8B排列成一列。将多个刃尖8T的列适当称为刃尖列。
铲斗8也可以不具有多个刀刃8B。即，也可以是不具有图1所示的刀刃8B，而利用钢板将刃尖形成为直线形状那样的铲斗。作业设备2例如也可以具备倾转铲斗。倾转铲斗是指具有铲斗倾转缸且铲斗能够向左右倾转倾斜的铲斗，利用倾转铲斗，即便液压挖掘机100位于倾斜地面，也能够将斜面、平地成形为自由的形状或进行平整地面。此外，作业设备2也可以代替图1所示的铲斗8而具备适于法面施工的法面铲斗或者具备削岩用的片的削岩用附件等。
图1所示的动臂缸10、斗杆缸11、以及铲斗缸12是分别通过工作油的压力(以下适当称为液压)而被驱动的液压缸。动臂缸10驱动动臂6使其升降。斗杆缸11与斗杆7连结，以斗杆销14作为支点使斗杆7动作。铲斗缸12与铲斗8连结，以铲斗销15作为支点使铲斗8动作。在动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12等液压缸与未图示的液压泵之间，配置有图4所示的行驶用控制阀37D以及作业用控制阀37W。通过使后述的车辆用电子控制装置26对行驶用控制阀37D以及作业用控制阀37W进行控制，从而控制向动臂缸10、斗杆缸11、铲斗缸12或者液压马达5c、未图示的回转马达供给的工作油的流量。其结果是，动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12、或者上部回转体3、行驶装置5的动作被控制。
如图2所示，在动臂6、斗杆7以及铲斗8上分别设置有第一行程传感器16、第二行程传感器17以及第三行程传感器18。第一行程传感器16、第二行程传感器17以及第三行程传感器18是检测作业设备2的姿势的姿势检测部9。第一行程传感器16检测动臂缸10的行程长度。后述的显示控制装置39(参照图4)根据第一行程传感器16检测到的动臂缸10的行程长度来计算动臂6相对于后述的车辆主体坐标系的Za轴的倾斜角θ1。第二行程传感器17检测斗杆缸11的行程长度。显示控制装置39根据第二行程传感器17检测到的斗杆缸11的行程长度来计算斗杆7相对于动臂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。显示控制装置39根据第三行程传感器18检测到的铲斗缸12的行程长度来计算铲斗8相对于斗杆7的倾斜角θ3。
如图2所示，车辆主体1具备位置检测部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-Global NavigationSatellite Systems，GNSS称为全球导航卫星系统)用的两个天线21、22(以下适当称作GNSS天线21、22)、三维位置传感器23、以及倾斜角传感器24。GNSS天线21、22设置于车辆主体1，更具体来说设置于上部回转体3。车辆主体坐标系{Xa，Ya，Za}的原点根据车辆主体1的设计尺寸而被确定为任意点。车辆主体坐标系{Xa，Ya，Za}的原点的坐标信息预先存储在作业设备侧存储部35中。
GNSS天线21、22优选设置在上部回转体3的上方且是液压挖掘机100的在左右方向上分离的两端位置。另外，也可以设置在上部回转体3的上方且是未图示的配重(上部回转体3的后端)或驾驶室4的后方。无论哪种情况，当GNSS天线21、22设置在尽可能分离的位置时，液压挖掘机100的当前位置的检测精度提高。另外，GNSS天线21、22优选设置在尽量不妨碍操作员的视野的位置。作为车辆状态检测部的姿势检测部9和位置检测部19能够检测作为与作为作业机械的液压挖掘机100的位置(当前位置)以及作业设备2的姿势相关的信息的车辆状态。
与GNSS天线21、22接收到的GNSS电波对应的信号输入至三维位置传感器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3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的作用方向、即铅垂方向Ng的倾斜角θ4(以下适当称为横摆角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，与上部回转体3的宽度方向、即左右方向一致。
上部回转体3以规定的轴Zr作为中心进行回转。将规定的轴Zr适当称为回转中心轴Zr。回转中心轴Zr是与车辆主体坐标系的Za轴平行的轴。上部回转体3除了GNSS天线21、22之外还具备天线40A。天线40A用于与液压挖掘机100的外部之间对信息进行无线通信。
使用图4来说明液压挖掘机100的控制系统。液压挖掘机100具备：操作装置25、车辆用电子控制装置26、车辆控制装置27、施工信息显示装置28、通信部40、以及作业机械的施工管理装置90。操作装置25具有：作为操作部的作业设备操作构件31L、31R和行驶操作构件33L、33R、以及作业设备操作检测部32L、32R和行驶操作检测部34L、34R。在本实施方式中，作业设备操作构件31L、31R以及行驶操作构件33L、33R是先导压方式的杆，但不局限于此。作业设备操作构件31L、31R以及行驶操作构件33L、33R例如也可以是电动方式的杆。在该情况下，作业设备操作检测部32L、32R以及行驶操作检测部34L、34R作为检测针对作为操作部的作业设备操作构件31L、31R以及行驶操作构件33L、33R的输入的操作检测部发挥功能。
作业设备操作构件31L、31R是操作员用于使作业设备2或上部回转体3动作的构件，例如是操纵杆这样的具备手握部分和棒构件的操作杆。这种构造的作业设备操作构件31L、31R能够通过握住手握部分使其向前后左右倾倒。在驾驶室4内的未图示的驾驶席的左右分别设置有作业设备操作构件31L、31R。例如通过对设置于左方的作业设备操作构件31L进行操作，能够使斗杆7以及上部回转体3动作，通过对设置于右方的作业设备操作构件31R进行操作，能够使铲斗8以及动臂6动作。
作业设备操作检测部32L、32R根据针对作业设备操作构件31L、31R的输入、即操作内容而产生先导压，并向车辆控制装置27具备的作业用控制阀37W供给所产生的工作油的先导压。作业用控制阀37W根据该先导压的大小而动作，从未图示的液压泵向图1所示的动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12等供给工作油。在作业设备操作构件31L、31R是电动方式的杆的情况下，作业设备操作检测部32L、32R例如使用电位器来检测针对作业设备操作构件31L、31R的输入、即操作内容，并将输入转换成电信号(检测信号)而发送至车辆用电子控制装置26。车辆用电子控制装置26基于该检测信号来控制作业用控制阀37W。
行驶操作构件33L、33R是操作员用于操作液压挖掘机100的行驶的构件。行驶操作构件33L、33R例如是具备手握部和棒构件的操作杆(以下适当称为行驶杆)。这种行驶操作构件33L、33R能够由操作员握住手握部使其向前后倾倒。若将行驶操作构件33L、33R的两个操作杆同时向前倾倒，则液压挖掘机100前进，若将两个操作杆同时向后倾倒，则液压挖掘机100后退。另外，行驶操作构件33L、33R是通过操作员用脚踩踏而能够操作的未图示的踏板，即翘板式踏板。通过对踏板的前侧或后侧的任一侧进行踩踏，与上述的操作杆同样地产生先导压，从而控制行驶用控制阀37D，能够驱动液压马达5c使液压挖掘机100前进或后退。若同时踩踏两个踏板的前侧，则液压挖掘机100前进，若踩踏后侧，则液压挖掘机100后退。或者，若踩踏一方的踏板的前侧或后侧，则仅履带5a、5b的单侧旋转，能够使液压挖掘机100回转。
行驶操作检测部34L、34R根据针对行驶操作构件33L、33R的输入、即操作内容而产生先导压，并向车辆控制装置27具备的行驶用控制阀37D供给所产生的先导压。行驶用控制阀37D根据该先导压的大小而动作，向行驶用的液压马达5c供给工作油。在行驶操作构件33L、33R是电动方式的杆的情况下，行驶操作检测部34L、34R例如使用电位器等来检测针对行驶操作构件33L、33R的输入、即操作内容，并将输入转换成电信号(检测信号)而发送至车辆用电子控制装置26。车辆用电子控制装置26基于该检测信号来控制行驶用控制阀37D。
车辆用电子控制装置26具有包含RAM(Random Access Memory)以及ROM(ReadOnly Memory)中的至少一方的作业设备侧存储部35以及CPU(Central Processing Unit)等运算部36。车辆用电子控制装置26控制液压挖掘机100具备的发动机以及液压泵。运算部36执行用于控制发动机以及液压泵的计算机程序。在作业设备侧存储部35中存储有用于控制发动机以及液压泵的计算机程序等。另外，如上所述，在作业设备侧存储部35中存储有车辆主体坐标系COM的原点的坐标信息。此外，在作业设备侧存储部35中还存储有车辆主体坐标系COM中的回转中心位置的坐标信息。在作业设备操作构件31L、31R以及行驶操作构件33L、33R是电动方式的杆的情况下，车辆用电子控制装置26还控制作业设备2、上部回转体3以及行驶装置5的动作。在该情况下，车辆用电子控制装置26根据作业设备操作构件31L、31R或者行驶操作构件33L、33R的操作，生成用于使作业设备2或行驶装置5动作的控制信号，并向车辆控制装置27输出。
车辆控制装置27是具备液压控制阀等的液压设备，具有行驶用控制阀37D以及作业用控制阀37W。它们被来自作业设备操作检测部32L、32R以及行驶操作检测部34L、34R的先导压控制。在作业设备操作构件31L、31R以及行驶操作构件33L、33R是电动方式的杆的情况下，行驶用控制阀37D以及作业用控制阀37W基于来自车辆用电子控制装置26的控制信号而被控制。
车辆控制装置27具备检测向行驶用控制阀37D供给的先导压的大小并生成对应的电信号的液压传感器37Slf、37Slb、37Srf、37Srb。液压传感器37Slf检测左前进的先导压，液压传感器37Slb检测左后退的先导压，液压传感器37Srf检测右前进的先导压，液压传感器37Srb检测右后退的先导压。车辆用电子控制装置26获取液压传感器37Slf、37Slb、37Srf、37Srb检测并生成的表示工作油的先导压的大小的电信号。该电信号在发动机或液压泵的控制或者后述的施工管理装置的动作等中使用。如上所述，在本实施方式中，作业设备操作构件31L、31R以及行驶操作构件33L、33R是先导压方式的杆。在该情况下，液压传感器37Slf、37Slb、37Srf、37Srb以及后述的液压传感器37SBM、37SBK、37SAM、37SRM作为对针对作为操作部的作业设备操作构件31L、31R以及行驶操作构件33L、33R的输入进行检测的操作检测部发挥功能。
在作业设备操作构件31L、31R是先导压方式的操作杆的情况下，当液压挖掘机100的操作员对这些操作杆进行操作时，与根据作业设备操作构件31L、31R的操作而产生的先导压对应的流量的工作油从作业用控制阀37W流出。从作业用控制阀37W流出的工作油被供给至动臂缸10、斗杆缸11、铲斗缸12以及回转马达中的至少一个。然后，图1所示的动臂缸10、斗杆缸11、铲斗缸12以及回转马达中的至少一个根据从作业用控制阀37W供给的工作油，使各缸进行伸缩动作，并驱动回转马达进行回转。其结果是，作业设备2以及上部回转体3中的至少一方动作。
车辆控制装置27具备检测向作业用控制阀37W供给的先导压的大小而生成电信号的液压传感器37SBM、37SBK、37SAM、37SRM。液压传感器37SBM检测与动臂缸10对应的先导压，液压传感器37SBK检测与斗杆缸11对应的先导压，液压传感器37SAM检测与铲斗缸12对应的先导压，液压传感器37SRM检测与回转马达对应的先导压。车辆用电子控制装置26取得液压传感器37SBM、37SBK、37SAM、37SRM检测并生成的表示先导压的大小的电信号。该电信号在发动机或液压泵的控制或者后述的施工管理装置90的动作等中使用。
(施工管理装置90)
施工管理装置90具有处理部91和存储部92。施工管理装置90、更具体来说处理部91生成液压挖掘机100的施工管理信息。施工管理信息是包含表示液压挖掘机100对施工对象进行施工而得到的结果的现况地形在内的信息。施工对象是指由液压挖掘机100施行的作业现场，是挖掘沙土的场所、是在地面挖掘槽而形成的场所、或者是实施法面整形等的场所等。施工管理信息例如由全球坐标系表示。需要说明的是，由液压挖掘机100施工后的结果几乎实时地被反映并更新现况地形的信息。即，在液压挖掘机100中，如后所述，能够求出铲斗8的刃尖位置P3，因此在为了挖掘施工对象而对作业设备2进行了操作的情况下，通过积累该刃尖位置P3的轨迹，能够依次更新并获取施工后的结果，即表示施工后的地形的信息(现况地形的信息)。需要说明的是，刃尖位置P3是在将液压挖掘机100的规定位置作为原点的车辆主体坐标系中示出的位置，其通过处理部91转换成全球坐标系，作为现况地形的信息而求出。获取到的现况地形的信息能够存储在存储部92中。需要说明的是，现况地形的信息包含后述的分布图D1。如后所述，能够基于全球坐标系中示出的现况地形的信息、即现况面SB，根据距全球坐标系中的设计面S0的高度h来制作分布图。
需要说明的是，也可以通过经由通信部40向外部的服务器对铲斗8的刃尖位置P3这样的现况地形的信息进行无线通信，从而在服务器侧积累现况地形的信息，制作后述的分布图D1。在该情况下，服务器侧具备施工管理装置90的功能。
存储部92存储有处理部91生成的施工管理信息以及预先制作的设计地形信息等。设计地形信息包含与成为施工目标的三维设计地形的形状以及位置相关的信息。在施工管理信息中包含初始现况地形。初始现况地形是通过测量等预先求出的表示施工前的地形的信息。例如从未图示的施工管理系统的管理服务器经由通信机构而获取该初始现况地形。之后，以初始现况地形为基础开始施工，之后的施工管理信息的现况地形作为表示几乎实时地反映出施工结果的地形的信息而被依次更新。需要说明的是，初始现况地形的信息包含后述的分布图D1。在该情况下，针对通过测量得到的表示施工前的地形的初始现况地形的信息，能够利用后述的方法，关于从设计面S0朝向铅垂上方的高度而生成分布图D1。
在施工管理装置90上连接有三维位置传感器23、作为姿势检测部9的第一行程传感器16、第二行程传感器17以及第三行程传感器18、倾斜角传感器24。此外，施工管理装置90能够接收液压传感器37Slf、37Slb、37Srf、37Srb以及液压传感器37SBM、37SBK、37SAM、37SRM这样的各液压传感器所生成的电信号。施工管理装置90获取来自上述各传感器的检测值。在施工管理装置90上连接具有上述天线40A的通信部40。施工管理装置90经由通信部40而与液压挖掘机100的外部之间、例如与对液压挖掘机100的施工进行管理的施工管理系统之间通过无线通信来交换信息。无线通信能够利用地面波通信或卫星通信。无线通信能够在液压挖掘机100与施工管理系统之间，将上述的施工管理信息等相互通信。施工管理系统的管理服务器获取由多个液压挖掘机100等作业机械更新后的包含现况地形的施工管理信息，并更新为一个施工管理信息。这一施工管理信息被发送至各作业机械。即，以各作业机械中的施工结果为基础来更新一个施工结果，各作业机械能够几乎实时地取得并显示更新后的施工结果、即现况地形的信息。其结果是，施工信息显示装置28能够基于输入的现况地形的信息，使作为施工信息的后述的分布图D1显示于显示部42。
处理部91基于上述的车辆状态检测部的检测结果，求出作为与作业设备2的位置相关的信息的作业设备位置信息，尤其是刃尖位置P3(参照图2)，并使用该作业设备位置信息，生成作为液压挖掘机100的施工结果的施工管理信息。
(施工信息显示装置28)
施工信息显示装置28将表示设计地形或成为施工对象的目标面的地形形状的信息、与作业设备2的姿势或位置相关的信息向操作员显示。在操作员操作作业设备2来挖掘施工对象的地面等而以成为设计地形的方式进行施工时，操作员能够利用施工信息显示装置28所示的信息，进行有效的施工。即，施工信息显示装置28是能够支援由操作员进行的作业设备2的操作的装置，用于显示后述的目标面、局部分布图这样的施工信息。施工信息显示装置28具有：显示输入装置38、显示控制装置39、以及包含用于通知警报声的扬声器等在内的声音产生装置46。
显示输入装置38具有触摸面板式的输入部41和LCD(Liquid Crystal Display)等显示部42。显示输入装置38显示用于提供用于进行挖掘等施工的信息的引导画面。另外，在引导画面上显示各种按键。液压挖掘机100的操作员通过触碰到引导画面上的各种按键，能够执行施工信息显示装置28的各种功能。需要说明的是，显示输入装置38也可以包括作为显示部42而由液晶画面构成的显示装置以及作为输入部41而由按键开关构成的输入装置。
显示控制装置39执行施工信息显示装置28的各种功能。显示控制装置39具有显示侧存储部43和显示处理部44。
显示控制装置39与车辆用电子控制装置26能够经由无线或有线的通信机构相互通信。作为有线的通信机构，例如具有车内LAN(Local Area Network)。显示控制装置39基于上述的设计地形信息以及来自上述各种传感器的检测值等信息，使引导画面显示于显示输入装置38的显示部42。在该情况下，显示控制装置39例如从施工管理装置90的存储部92读取设计地形信息，用于引导画面的显示。例如，如图5所示，设计地形具有分别通过三角多边形表现的多个设计面S0。施工对象(目标面SA)是这些设计面S0中的一个或多个设计面S0。操作员利用指尖触碰作为输入部41发挥功能的画面，从而在上述设计面S0中的一个或多个设计面S0、即显示有设计地形的显示部42中选择目标面SA。在此的目标面SA是多个设计面S0中的、从现在开始由液压挖掘机100施工的面。显示控制装置39使显示输入装置38显示用于使操作员知晓目标面SA的位置、范围的引导画面。此外，显示控制装置39还能够使显示输入装置38的显示部42显示施工管理装置90的施工管理信息等。
(俯视图显示处理)
显示输入装置38的显示部42能够基于显示控制装置39的显示处理部44的控制，如图6所示显示俯视图的显示画面42a。该俯视图具有从铅垂上方观察到的、表示液压挖掘机100施工后的现况地形的分布图D1、以及由多个设计面S0的框线51多边形显示出液压挖掘机100要施工的设计地形的设计地形图D2。另外，在俯视图中显示出从铅垂上方观察液压挖掘机100时的图像，能够视觉确认液压挖掘机100相对于现况地形的位置。在此，在显示未进行任何施工的场所的情况下，也可以使显示画面42a显示基于通过测量得到的表示施工前的地形的初始现况地形的信息的分布图D1。
另外，在显示部42的下部的显示画面42b上，例如显示有画面切换按钮B1、俯视图切换按钮B2、强调显示模式选择按钮B3、隔离模式选择按钮B4、以及设定按钮B5。这些按钮是用于进行显示部42的设定等的设定部。
画面切换按钮B1是循环选择向俯视图、侧视图、三维显示图等各种画面的切换的按钮。俯视图切换按钮B2是选择在俯视图(显示画面42a)中仅显示分布图D1、或者仅显示设计地形图D2、或者显示分布图D1以及设计地形图D2这两者的按钮。
强调显示模式选择按钮B3是选择强调显示模式的按钮。如后所述，强调显示模式是指，在显示部42中显示出分布图D1以及设计地形图D2的状态下，当选择了作为施工对象的目标面SA(参照图5、图6)时，显示处理部44使显示部42强调显示选择出的目标面SA，并显示选择出的目标面SA的范围，并且以能够视觉确认的方式显示选择出的目标面SA内的局部分布图。在该情况下，也可以使显示分布图D1中的局部分布图显示为能够视觉确认，而不显示该局部分布图以外的部分。
隔离模式选择按钮B4是选择后述的隔离模式的按钮。设定按钮B5是在维修人员等预先设定强调显示模式的详细内容、隔离模式的详细内容时按下的按钮。当按下设定按钮B5时，显示用于进行各种设定的引导画面。
(分布图的显示内容)
分布图D1进行表示设计地形至铅垂上方的现况面的深度的、包含浓淡的颜色显示。分布图D1是表示现况地形的分布图。显示处理部44执行用于使显示部42显示该分布图D1的处理。其结果是，分布图D1至少能够以三维显示来示出相对于设计地形的现况面。
图7是说明分布图D1的显示的说明图。如图7所示，在设计面S0上设定有表示从设计面S0朝向铅垂上方的高度的假想的等高线S1～S3。显示控制装置39随着设计面S0至现况面SB的高度h变大而依次使分布图D1的颜色变化。例如，随着高度h变大而使颜色变浓、或者增大亮度。例如随着高度h变大而依次显示蓝色、蓝绿色、绿色、黄色、橙色、红色。在图7中，按照高度h为设计面S0以下的区域E0、高度h超过设计面S0至等高线S1的区域E1、高度h超过等高线S1至等高线S2的区域E2、高度h超过等高线S2至等高线S3的区域E3、高度h超过等高线S3的区域E4的顺序显示为较浓的颜色。这种颜色显示表示施工的完成程度。
(基于半透明化的目标面SA的强调显示)
在此，当在图6中选择目标面SA时，如图8所示，显示处理部44使目标面SA强调显示于显示部42。假设当选择目标面SA并涂满目标面SA的区域时，与目标面SA对应的范围的分布图D1、即局部分布图隐藏于目标面SA而不会显示。对此，在本实施方式中，如图8所示，显示处理部44使显示部42执行用于将目标面SA半透明化显示的处理，从而能够视觉确认与目标面对应的局部分布图D1′。半透明化例如能够按照如下的方法来执行。以使针对目标面SA的混合因子(Blend factor)a与针对局部分布图D1′的混合因子b的合计成为1的方式分配，并通过将作为混合因子a的目标面SA的目标面SAa与作为混合因子b的局部分布图D1′的局部分布图D1a相加来实现。混合因子a、b是在颜色要素R、G、B之外设定的要素。通过使混合因子a、b的值变化，从而使目标面SAa和局部分布图D1a的透明度变化。通过这种方法，能够在外观上使目标面SA半透明化显示。该透明度(比)能够在按下上述设定按钮B5而打开的设定画面中预先进行设定。需要说明的是，对于是否进行该强调显示，能够通过强调显示模式选择按钮B3来切换。另外，在图8中，为了进一步强调显示目标面SA而显示有目标面SA的框线61。在此示出的半透明化显示的方法是一例，也可以通过其他方法来执行。
在本实施方式中，利用选择出的目标面SA的区域的基于半透明化的强调显示，显示选择出的目标面SA的范围。因此，能够同时视觉确认作为施工对象的目标面SA的区域与针对目标面SA的区域的局部分布图D1′的现况地形这两者，能够提高操作员的作业性。
(基于图案的目标面SA的强调显示)
如图9所示，代替上述的基于半透明化的目标面SA的强调显示，也可以进行基于图案的目标面SA的强调显示，显示选择出的目标面SA的范围。在图9中，对目标面SA内的区域进行基于斜线的阴影线的描绘处理。而且，与目标面SA的区域对应的局部分布图显示在没有显示阴影线图案的非显示区域中。阴影线图案是在目标面SA内分散的描绘处理，能够从非显示区域、即阴影线图案所分散的间隙中视觉确认分布图D1中的局部分布图。
目标面SA的图案不限于阴影线图案，能够使用网格图案、点状图案等规定的图案。即，通过使用对描绘的间隙进行分散配置的图案，能够视觉确认局部分布图。
(基于框线的强调显示)
另外，如图10所示，也可以显示选择出的目标面SA的框线61，使在目标面SA内的局部分布图上重叠的目标面SA透过而显示选择出的目标面SA的范围。由此，能够视觉确认目标面SA的范围，并且还能够直接同时视觉确认目标面SA内的局部分布图。
(支援区域的强调显示)
本实施方式所示的这种液压挖掘机100能够运算刃尖位置P3与目标面SA的相对位置。因此，在操作作业设备2时，能够将目标面SA作为控制对象，进行以不使作业设备2侵蚀并挖掘目标面SA的方式执行作业设备2的动作限制的控制。例如，如图11所示，存在目标面SA为斜面、在目标面SA的周缘具有角部70、且以包含角部70的方式将平面部FL和目标面SA作为施工对象的情况。在该情况下，作业设备2的控制对象成为包含角部70的平面部FL和目标面SA。作业设备2在对该角部70进行施工时，作业设备2的动作限制的控制变得复杂。因而，在对这种施工对象进行施工的情况下，首先仅将目标面SA的斜面作为控制对象进行施工。对此，没有将目标面SA作为控制对象，为了容易进行执行动作限制的控制而使目标面SA的范围具有富余度，将目标面SA与富余度作为控制对象。如以下那样，相对于目标面SA形成作为富余度的支援区域SS。因此，通过从目标面SA的周缘(框线61)朝向外侧(图11所示的箭头方向)形成将目标面SA假想地延长的支援区域SS，能够容易地进行目标面SA的施工。支援区域SS本身与设计面S0不同，形成该支援区域的模式是为了执行作业设备2的动作限制的控制而设定的模式。在以下的说明中，将该模式称为隔离模式。需要说明的是，在隔离模式的另一应用例中，例如在挖掘槽时，从槽的底部的周缘朝向外侧(槽的宽度方向)形成将底部假想地延长的支援区域。通过形成该支援区域，不使槽的缘部成为控制对象，因此基于槽的缘部的位置与铲斗8的刃尖位置P3的位置关系，不执行槽挖掘时的铲斗8的动作限制，因此不会过度地执行动作限制而能够容易地进行施工。
对于是否应用隔离模式，能够通过隔离模式选择按钮B4来选择。另外，能够使用设定按钮B5来打开隔离模式设定画面，并使用该隔离模式设定画面来预先设定例如带状的支援区域SS的宽度等。另外，能够使用隔离模式的强调显示设定画面来进行支援区域SS的强调显示的详细设定。此外，也可以使用强调显示模式选择按钮B3来进行支援区域SS的强调显示的切换，还可以重新设置支援区域SS的强调显示模式选择按钮。
图12是表示通过半透明化对目标面SA以及支援区域SS的区域进行了强调显示的显示画面的图。如图12所示，目标面SA的区域通过基于与图8相同的半透明化的强调显示而示出。因而，能够视觉确认目标面SA的范围。另外，还能够视觉确认支援区域SS的区域以及通过半透明化而与支援区域SS对应的局部分布图。在该情况下，也能够视觉确认目标面SA的范围和支援区域SS的范围，并且不仅能够视觉确认目标面SA内的局部分布图，还能够直接同时视觉确认支援区域SS内的局部分布图。在该情况下，也可以使分布图D1中的、局部分布图显示为能够视觉确认，且不显示该局部分布图以外的部分。
需要说明的是，支援区域SS与目标面SA不同，是假想的支援区域，因此，例如，优选使支援区域SS的混合因子的值比与支援区域SS对应的局部分布图的混合因子的值小，从而提高支援区域SS的透明度。另外，优选支援区域SS的混合因子比目标面SA的混合因子小。由此，目标面SA相对于支援区域SS被相对地强调显示。需要说明的是，也可以在使目标面SA与支援区域SS的色彩不同的基础上，使目标面SA与支援区域SS半透明化显示。这样，通过使目标面SA的范围与支援区域SS的范围的显示成为不同的显示方式，从而能够识别两者。
另外，支援区域SS的强调显示与目标面SA的强调显示相同，不限于半透明化，也可以仅通过图案、框线来进行强调显示。在仅通过图案、框线进行强调显示的情况下，在欲使目标面SA相对于支援区域SS相对地强调显示的情况下，使目标面SA的点、线的直径、粗细度比支援区域SS大即可。另外，也可以使支援区域SS与目标面SA的强调显示的描绘方法不同。
需要说明的是，在本实施方式中，将施工信息显示装置28搭载在作为作业机械的液压挖掘机100上，但不限于此，在从远程操作室对液压挖掘机100等作业机械进行远程操作的情况下，施工信息显示装置28设置在远程操作室中。图13是说明对液压挖掘机100进行远程操作时的施工信息显示装置280的图。液压挖掘机100与远程操作室300经由未图示的通信装置而能够相互无线通信。如图13所示，在远程操作室300中具备驾驶席140，在驾驶席140的附近设置有作业设备操作构件120L、120R。另外，在驾驶席140的前方设置有行驶操作构件130L、130R。通过对作业设备操作构件120L、120R进行操作，将表示操作量、操作内容的信号发送至液压挖掘机100，从而能够远程使作业设备2、上部回转体3动作。另外，通过对行驶操作构件130L、130R进行操作，将表示操作量、操作内容的信号发送至液压挖掘机100，从而能够远程使行驶装置5动作。
在远程操作室300中，监视装置110设置在从驾驶席140观察时的斜前方。由设置于液压挖掘机100的各种传感器检测到的数据经由通信装置而无线发送至远程操作室300，并将基于该数据的各种信息显示于监视装置110。此外，在驾驶席140的前方设置有包含施工信息显示装置280的显示装置。在远程操作室300的未图示的存储装置中预先存储设计地形信息，并从液压挖掘机100经由通信装置而取得铲斗8的刃尖位置P3的信息，由此能够在远程操作室300的未图示的处理装置中生成分布图D1。在该情况下，远程操作室300也可以经由通信装置来取得由液压挖掘机100的施工管理装置90生成的分布图D1，并使其显示于施工信息显示装置280。
因此，与上述实施方式所示的施工信息显示装置28同样，施工信息显示装置280能够显示目标面SA、局部分布图等。需要说明的是，如图14所示，也可以代替设置于远程操作室300的施工信息显示装置280，将至少具备显示部的便携终端装置380用作施工信息显示装置。
附图标记说明
1 车辆主体，2 作业设备，3 上部回转体，4 驾驶室，5c 行驶马达，5 行驶装置，5c液压马达，5a、5b 履带，8 铲斗，8B 刀刃，8T 刃尖，9 姿势检测部，16 第一行程传感器，17第二行程传感器，18 第三行程传感器，19 位置检测部，21、22 天线，23 三维位置传感器，24 倾斜角传感器，25 操作装置，26 车辆用电子控制装置，27 车辆控制装置，28、280 施工信息显示装置，35 作业设备侧存储部，36 运算部，37W 作业用控制阀，37D 行驶用控制阀，38 显示输入装置，39 显示控制装置，40A 天线，40 通信部，41 输入部，42 显示部，42a、42b 显示画面，43 显示侧存储部，44 显示处理部，51、61 框线，70 角部，90 施工管理装置，91 处理部，92 存储部，100 液压挖掘机，300 远程操作室，B1 画面切换按钮，B2 俯视图切换按钮，B3 强调显示模式选择按钮，B4 隔离模式选择按钮，B5 设定按钮，D1 分布图，D2 设计地形图，P3 刃尖位置，S0 设计面，SA 目标面，SB 现况面，SS 支援区域。

Claims (7)

1.一种施工信息显示装置，其显示施工信息，
所述施工信息显示装置的特征在于，
所述施工信息显示装置具备：
显示部，其在从铅垂上方观察到的俯视图中显示设计地形与局部分布图，该局部分布图进行至少表示所述设计地形至铅垂上方的现况地形的深度的颜色显示；
输入部，其从所述设计地形中选择目标面；以及
显示处理部，其以涂满的方式显示由所述输入部选择出的所述目标面的范围，并且以选择出的所述目标面与所述局部分布图重叠的方式使选择出的所述目标面内的所述局部分布图显示，并使选择出的所述目标面以及所述局部分布图半透明化显示。
2.根据权利要求1所述的施工信息显示装置，其特征在于，
所述显示处理部在选择出的所述目标面内利用规定的图案来显示所述目标面的范围，使所述局部分布图显示。
3.根据权利要求1或2所述的施工信息显示装置，其特征在于，
所述显示处理部利用选择出的所述目标面的框线来显示所述目标面的范围。
4.根据权利要求1所述的施工信息显示装置，其特征在于，
所述施工信息显示装置具备设定部，通过该设定部进行设定，使得支援针对选择出的目标面的施工的支援区域显示在所述目标面的周围，
所述显示处理部与选择出的目标面的范围一并显示所述支援区域的范围，并使所述支援区域内的局部分布图显示。
5.一种施工信息显示装置，其显示施工信息，
所述施工信息显示装置的特征在于，
所述施工信息显示装置具备：
显示部，其在从铅垂上方观察到的俯视图中显示设计地形与局部分布图，该局部分布图进行至少表示所述设计地形至铅垂上方的现况地形的深度的颜色显示；
输入部，其从所述设计地形中选择目标面；
显示处理部，其以涂满的方式显示由所述输入部选择出的所述目标面的范围，并且以选择出的所述目标面与所述局部分布图重叠的方式使选择出的所述目标面内的所述局部分布图显示；以及
设定部，通过该设定部进行设定，使得支援针对选择出的目标面的施工的支援区域显示在所述目标面的周围，
所述显示处理部将选择出的所述目标面和所述支援区域半透明化显示。
6.根据权利要求4或5所述的施工信息显示装置，其特征在于，
所述显示处理部将所述目标面的范围与支援区域的范围的显示设为不同的显示方式。
7.一种施工信息的显示方法，其显示施工信息，
所述施工信息的显示方法的特征在于，
在从铅垂上方观察到的俯视图中显示设计地形与局部分布图，该局部分布图进行至少表示所述设计地形至铅垂上方的现况地形的深度的、颜色显示，在从所述设计地形中选择出目标面的情况下，以涂满的方式显示选择出的所述目标面的范围，并且以选择出的所述目标面与所述局部分布图重叠的方式使选择出的所述目标面内的所述局部分布图显示，并使选择出的所述目标面以及所述局部分布图半透明化显示。
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