CN108625426A - 工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工程机械，即使回转角度发生变化，也能够抑制将下部行走体误判为障碍物的情况发生，并且能够检测出下部行走体附近存在障碍物的情况。控制部(41)决定监视障碍物的对象区域、即不包含下部行走体(10)的区域来作为监视区域(R)。控制部(41)基于回转角度检测部(45)检测出的回转角度(α)，改变监视区域(R)，以使监视区域(R)中不包含下部行走体(10)。在障碍物检测部(50)检测出监视区域(R)中存在障碍物的情况下，控制部(41)限制下部行走体(10)的行走和上部回转体(20)的回转中的至少一方的动作。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械。

背景技术

现有的工程机械例如记载在日本专利特开2007-23486号公报等中。上述公报所记载的工程机械具备避免接触装置，在坐在驾驶座上的操作人员看不到的区域中存在障碍物的情况下，用于避免上部回转体与障碍物接触。该避免接触控制装置具备毫米波雷达作为障碍物检测部，当检测到障碍物位于设定在上部回转体周围的防止冲突区域内时，强制停止上部回转体的动作。即，上述公报所记载的工程机械中，当有障碍物进入工程机械周边的监视区域（上述公报中的防止冲突区域）时，限制工程机械向接近障碍物的方向进行的动作。

在上述公报记载的技术中，即使上部回转体相对于下部行走体的回转角度发生变化，上述监视区域也保持不变。因此，当回转角度发生变化时，下部行走体有可能进入监视区域内，从而导致将下部行走体误判为障碍物。因此，工程机械的动作有可能会被过度限制。另外，为了避免将下部行走体判断为障碍物，考虑缩小监视区域，然而在这种情况下，有可能下部行走体附近存在障碍物，却无法检测出障碍物。因此，工程机械有可能接触到障碍物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程机械，即使回转角度发生变化，也能够抑制将下部行走体误判为障碍物的情况发生，并且能够检测出下部行走体附近存在障碍物的情况。

本发明的工程机械具备：下部行走体；上部回转体，相对于所述下部行走体回转自如；控制部，控制所述下部行走体的行走以及所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转；回转角度检测部，检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度，并将检测结果输入到所述控制部；以及障碍物检测部，安装于所述上部回转体，用于检测障碍物，并将检测结果输入到所述控制部，其中，所述控制部将作为障碍物的监视对象的区域但不包含所述下部行走体的区域决定为监视区域，所述控制部，基于所述回转角度检测部检测出的回转角度来改变所述监视区域，以使所述监视区域中不包含所述下部行走体，在所述障碍物检测部检测到所述监视区域中存在障碍物的情况下，所述控制部限制所述下部行走体的行走和所述上部回转体的回转之中的至少一方的动作。

附图说明

图1是工程机械的俯视图。

图2是表示图1所示的工程机械所具备的控制系统的框图。

图3是图1所示的工程机械的动作的流程图。

图4是图1所示的回转角度α为0°时的与图1相应的图。

图5是从上部回转体后侧Xb2观察图1所示的工程机械的后视图。

图6是图1所示的回转角度α为45°时的与图1相应的图。

图7是图1所示的回转角度α为45°时的与图5相应的图。

图8是图1所示的回转角度α为90°时的与图1相应的图。

图9是图1所示的回转角度α为90°时的与图5相应的图。

图10是实施方式2的与图4相应的图。

图11是实施方式2的与图5相应的图。

图12是实施方式2的与图6相应的图。

图13是实施方式2的与图7相应的图。

图14是与图10所示的测距点P相关的图表。

图15是实施方式3的与图4相应的图。

具体实施方式

（实施方式1）

参照图1～图9,对实施方式1的工程机械1进行说明。

工程机械1是进行工程作业等作业的机械，例如进行挖掘作业等作业的机械，例如挖掘机，例如液压挖掘机。工程机械1具备下部行走体10、上部回转体20、上部附属装置30和控制系统40（参照图2）。

下部行走体10是工程机械1中在地表上行走的部分。如图5所示，下部行走体10具备下部主体11（主体部）和左右一对履带13。下部主体11上有时会安装有例如推土机等下部附属装置（构造物）。该下部附属装置包含在下部行走体10内。左右一对履带13安装在下部主体11的左侧部分和右侧部分。如图1所示，将每条履带13的延伸方向设为下部行走体前后方向Xa。将下部行走体前后方向Xa的一侧（或一个方向）设为下部行走体前侧Xa1，将其相反侧设为下部行走体后侧Xa2。使左右一对履带13分别进行动作的致动器、例如液压马达构成的行走马达设置于下部行走体10的下部行走体后侧Xa2部分。

上部回转体20安装在下部行走体10上，以回转中心O为中心相对于下部行走体10回转自如。下部行走体10上还设有以能够旋转的方式支承上部回转体20的回转装置。上部回转体20具备上部主体21、驾驶室23和配重25。上部附属装置30安装在上部回转体20上。上部附属装置30和配重25在上部回转体前后方向Xb上分离地配置。将上部回转体20相对于下部行走体10的转轴的方向设为上下方向Z。将上下方向Z上从下部行走体10向着上部回转体20的一侧（或方向）设为上侧Z1，将其相反侧设为下侧Z2。将与上下方向Z正交且从配重25向着上部附属装置的一侧设为上部回转体前后方向Xb的上部回转体前侧Xb1，将其相反侧设为上部回转体前后方向Xb的上部回转体后侧Xb2。将与上下方向Z及上部回转体前后方向Xb正交的方向设为上部回转体横向Yb。将上部回转体横向Yb上从上部回转体后侧Xb2向着上部回转体前侧Xb1观察时的左侧设为上部回转体左侧Yb1，将此时的右侧设为上部回转体右侧Yb2。

上部主体21时上部回转体20的主体部分。上部主体21上搭载有发动机（未图示）等装置。驾驶室23是操作人员（工程机械1的操作者）对工程机械1进行驾驶的部分（其他表现形式为舱室或分区）。例如，驾驶室23安装在上部主体21的上部回转体横向Yb的外侧部分（例如上部回转体左侧Yb1部分）且是上部主体21的上部回转体前侧Xb1部分。配重25是用于使工程机械1的上部回转体前后方向Xb达到重量平衡的重物。配重25安装在上部主体21的上部回转体后侧Xb2部分。上部附属装置30安装在上部主体21的例如上部回转体前侧Xb1部分，是进行挖掘作业等作业的装置。例如，上部附属装置30具备动臂30a、斗杆30b和铲斗30c。

控制系统40（参照图2）检测工程机械1周围的障碍物，并限制工程机械1的动作。如图2所示，控制系统40具备控制器40c（运算装置）、回转角度检测部45、障碍物检测部50、显示部61和电磁比例阀63。控制器40c具备控制部41和存储部43。

控制部41进行信号的输入输出、运算（计算、判断等）、控制等。控制部41控制下部行走体10（参照图1）的行走、以及上部回转体20（参照图1）相对于下部行走体10的回转。

存储部43存储信息。存储部43是控制器40c的存储区域。存储部43存储与下部行走体10（参照图1）的结构相关的数据（例如结构数据、设计数据、下部行走体信息等）。存储部43存储与下述的监视区域R相关的数据即监视区域数据RD。

回转角度检测部45如图1所示地检测上部回转体20相对于下部行走体10的回转角度α。回转角度α是从上下方向Z观察时线段L20与线段L10所成的角度（例如顺时针的旋转角度）。线段L10从回转中心O向下部行走体前侧Xa1延伸。线段L20从回转中心O向上部回转体前侧Xb1延伸。图5所示的回转角度检测部45是角度传感器。回转角度检测部45将检测结果（检测到的回转角度α）输入到控制部41。

障碍物检测部50如图1所示地检测工程机械1周围的物体。障碍物检测部50能够检测监视区域R内的障碍物（其它表现形式为检测对象物或检查对象物）。障碍物检测部50安装于上部回转体20，例如安装在上部回转体20的上表面（上侧Z1的面）。障碍物检测部50也可以安装于上部回转体20的侧面（上部回转体横向Yb外侧的面），还可以安装于上部回转体20的后表面（上部回转体后侧Xb2的面）。如图5所示，障碍物检测部50比下部行走体10更靠上侧Z1。

该障碍物检测部50如图4所示，例如在3处位置设置有传感器，即左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53。左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53分别是测距传感器。左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53分别是光传感器，例如红外光传感器，例如使用激光的传感器。左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53分别是基于从照射装置照射光的时刻开始到光接收装置接收到作为测距对象的物体反射而来的光为止的时间，来计算照射装置到物体的距离的传感器。左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53分别是三维测距传感器，是能够获取图像和距离的传感器。左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53分别是例如红外线激光测距传感器，例如红外线TOF（飞行时间）传感器。左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53分别将检测结果（图像和距离）输入到控制部41（参照图2）。

左侧传感器51安装在上部主体21的上部回转体左侧Yb1端部。端部是指终端及其周边的部分（以下皆相同）。右侧传感器52安装在上部主体21的上部回转体右侧Yb2端部。后侧传感器53安装在上部回转体20的上部回转体后侧Xb2端部，例如安装在配重25（参照图1）的上部回转体后侧Xb2端部。构成障碍物检测部50的传感器的数量及配置可以变更。

显示部61显示图2所示的障碍物检测部50的检测结果等信息。显示部61例如配置在驾驶室23（参照图1）内，例如是仪表显示器。显示部61根据从控制部41输入的指令来显示信息。

电磁比例阀63是控制工程机械1（参照图1）的动作的阀门。电磁比例阀63中有控制下部行走体10（参照图1）的行走的阀门、以及控制上部回转体20（参照图1）相对于下部行走体10的回转的阀门。电磁比例阀63根据从控制部41输入的指令进行动作。

（动作）

参照图3所示的流程图，对工程机械1（参照图1）的动作进行说明。步骤S1中，图2所示的回转角度检测部45检测回转角度α，并将检测结果输入到控制部41。

步骤S3（参照图3）中，控制部41基于回转角度α，决定图1所示的监视区域R的范围。该步骤的详细情况如下所示。

（监视区域R）

监视区域R是监视工程机械1的障碍物的对象区域。监视区域R的其它表现形式是障碍物监视对象区域，是障碍物检测对象区域，是预防接触区域。若在监视区域R中存在障碍物的情况下工程机械1进行动作，则工程机械1有可能与障碍物碰撞（或接触）。在能够抑制这种碰撞的位置和范围中，决定（或设定）监视区域R。

监视区域R包含在障碍物检测部50能够检测到物体的区域即能够检测区域D内。监视区域R可以与能够检测区域D相同，也可以比能够检测区域D小（例如参照实施方式2）。

监视区域R设定在工程机械1周围，且设定在工程机械1附近。监视区域R设定为驾驶室23内的操作人员通过直接看无法确认的区域。监视区域R也可以设定为操作人员通过直接看能够确认的区域。监视区域R例如分为左侧监视区域R1、右侧监视区域R2和后侧监视区域R3。左侧监视区域R1是比上部回转体20更靠上部回转体左侧Yb1的监视区域R，是利用左侧传感器51来检测物体的区域。左侧监视区域R1可以与左侧传感器51能够检测到物体的区域相同，也可以比该区域小。右侧监视区域R2是比上部回转体20更靠上部回转体右侧Yb2的监视区域R，是利用右侧传感器52来检测物体的区域。右侧监视区域R可以与右侧传感器52能够检测到物体的区域相同，也可以比该区域小。后侧监视区域R3是比上部回转体20更靠上部回转体后侧Xb2的监视区域R，是利用后侧传感器53来检测物体的区域。后侧监视区域R3可以与后侧传感器53能够检测到物体的区域相同，也可以比该区域小。

监视区域R即左侧监视区域R1、右侧监视区域R2和后侧监视区域R3分别如图5所示地不包含下部行走体10。用其他表现形式来说，下部行走体10被排除在监视区域R之外。监视区域R中不包含左右一对履带13。用其他表现形式来说，下部行走体10被排除在监视区域R之外。在下部主体11上安装有构造物的情况下，监视区域R中不包含安装于下部主体11的构造物。监视区域R的至少一部分设定在相比于上部回转体20的上表面（即设有障碍物检测部50的面）更靠下侧Z2。监视区域R设定在比地面更靠上侧Z1，且设定在工程机械1的“脚边”。监视区域R优选设定为下部行走体10以外的部分尽可能地大。监视区域R优选设定为障碍物检测部50能够检测的范围能尽可能地利用。

（监视区域R的变更）

图2所示的控制部41基于回转角度α，改变监视区域R（参照图5）。控制部41以无论回转角度α多大，下部行走体10（参照图1）都被排除在监视区域R之外的方式来改变监视区域R。即，控制部41以无论回转角度α是多少，下部行走体10（参照图1）都被排除在监视区域R之外的方式来改变监视区域R。如图5、图7、图9所示，控制部41（参照图2，关于控制部41的情况以下皆相同）通过改变表示障碍物检测部50取得的图像的范围的视角β，来变更监视区域R。更具体而言，通过改变障碍物检测部50取得的图像中的下缘位置，来变更监视区域R。左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53分别单独地设定视角β。控制部41也可以例如进行处理（图像处理等）将障碍物检测部50所取得的图像的一部分从判定对象排除，改变排除的范围，从而改变视角β。图2所示的控制部41每当回转角度α改变规定角度（例如1度、2度或3度等）时，改变监视区域R（参照图5）。该规定角度（即刻度）例如预先设定（或存储）在存储部43等中。

即，所述控制部具备监视区域变更部，该监视区域变更部基于所述回转角度检测部检测出的回转角度，改变所述监视区域，以使所述监视区域中不包含所述下部行走体。

（基于监视区域数据RD决定监视区域R）

存储部43预先存储监视区域数据RD。例如，存储部43在工程机械1（参照图1）出厂等时存储有监视区域数据RD。监视区域数据RD是用于决定监视区域R（参照图1）的数据。即，监视区域数据RD包括用于决定左侧监视区域R1的数据、用于决定右侧监视区域R2的数据和用于决定后侧监视区域R3的数据。监视区域数据RD是规定了回转角度α与监视区域R的关系的数据。例如，在每当回转角度α改变1度时，控制部41就改变监视区域R的情况下，存储部43预先存储360度的监视区域数据RD。监视区域数据RD基于下部行走体10（参照图1）的结构（例如宽度、长度、形状等规格）来设定。监视区域数据RD是障碍物检测部50（参照图1）所得到的与下部行走体10外形相关的数据。即，本实施方式中，存储部43的监视区域数据RD包括左侧传感器51所取得的图像中与下部行走体10的位置和范围相关的数据、右侧传感器52所取得的图像中与下部行走体10的位置和范围相关的数据、以及后侧传感器53所取得的图像中与下部行走体10的位置和范围相关的数据。这些数据分别每隔规定角度地进行存储。控制部41基于回转角度α，读取存储在存储部43中的监视区域数据RD，并基于所读取的监视区域数据RD，决定监视区域R。由此，通过使控制器40c预先学习监视区域R（即监视区域数据RD），监视区域R可被用作为离线信息，可被用作为内部程序。

（回转角度α与监视区域R的关系）

图1所示的回转角度α与监视区域R的关系的具体例子如下所示。回转角度α与监视区域R的关系、以及监视区域R的形状等也可以变更。

回转角度α为0°（包括近似0°的情况。以下的数值也一样）时，监视区域R（具体是指左侧监视区域R1、右侧监视区域R2、后侧监视区域R3）例如图4和图5所示地设定。如图4所示，回转角度α为0°时，下部行走体10并没有在上部回转体横向Yb上行走。另一方面，当上部回转体20以回转中心O为中心回转时，上部回转体20与障碍物有可能接触。因此，从上下方向Z观察时，左侧监视区域R1的上部回转体左侧Yb1端部和右侧监视区域R2的上部回转体右侧Yb2端部设定为以回转中心O为中心（或大致中心）的圆弧状。从上下方向Z观察时，后侧监视区域R3例如设定为长方形，且设定为在上部回转体横向Yb上较长的长方形。左侧监视区域R1、右侧监视区域R2和后侧监视区域R3中可以有2个以上的区域彼此重叠（回转角度α为0°以外的情况也相同）。另外，回转角度α为180°时的监视区域R设定为与回转角度α为0°时的监视区域R相同。

回转角度α为0°以外且为180°以外的情况下，监视区域R例如图6和图7所示地设定。图6和图7中，示出了图6所示的回转角度α为45°时的例子。在回转角度α为0°以外且又是180°以外的情况下，下部行走体10有时会在上部回转体横向Yb上行走。因此，从上下方向Z观察时，左侧监视区域R1和右侧监视区域R2分别设定为例如长方形，且设定为例如在上部回转体前后方向Xb上较长的长方形。即，左侧监视区域R1和右侧监视区域R2在从上下方向Z观察时的形状分别根据回转角度α而发生变更。总而言之，控制部具备监视区域形状变更部，其根据回转角度α变更从上下方向Z观察时监视区域R的形状。在回转角度α为0°以外且又是180°以外的情况下，相比于回转角度α为0°或180°的情况（参照图4），下部行走体10相对于上部回转体20向上部回转体横向Yb突出得更多。因此，如图7所示，在回转角度α为0°以外且又是180°以外的情况下的视角β设定得比回转角度α为0°或180°的情况下的视角β（参照图5）要窄。

步骤S10（参照图3）中，控制部41判定障碍物检测部50是否检测到图1所示的监视区域R中存在障碍物（其他表现形式为有障碍物进入了监视区域R）。具体而言，控制部41判定左侧监视区域R1、右侧监视区域R2、后侧监视区域R3中的任一个区域是否有障碍物存在。左侧监视区域R1中有无障碍物由左侧传感器51来检测，右侧监视区域R2中有无障碍物由右侧传感器52来检测，后侧监视区域R3中有无障碍物由后侧传感器53来检测。在障碍物检测部50检测到监视区域R中有障碍物存在的情况下，前进至步骤S11（参照图3）。在障碍物检测部50没有检测到监视区域R中有障碍物的情况下，返回步骤S1（参照图3）。

步骤S11（参照图3）中，控制部41限制工程机械1的规定动作。“规定动作”是指下部行走体10的行走（以下也简称为行走）和上部回转体20的回转（以下也简称为回转）中的至少一方。此时，控制部41限制工程机械1的动作中有可能导致工程机械1与障碍物接触的动作。限制动作例如是停止动作。限制动作也可以是例如限制动作速度至通常的作业不会达到的程度（例如限制为低速）。限制动作也可以是限制动作的作用力至通常的作业不会达到的程度。

即，所述控制部包括动作限制部，在所述障碍物检测部检测出所述监视区域中存在障碍物的情况下，所述动作限制部限制所述下部行走体的行走和所述上部回转体的回转中的至少一方的动作。

（障碍物的位置与动作限制的关系）

控制部41根据在监视区域R内的哪一个位置检测到障碍物、以及回转角度α，改变要限制的动作的种类（行走、回转）。控制部41根据在左侧监视区域R1、右侧监视区域R2、后侧监视区域R3中的哪一个区域检测到障碍物，改变要限制的动作的种类。即，控制部具备限制动作变更部，其基于在监视区域内检测到障碍物的位置和回转角度α，变更要限制的动作的种类。回转角度α、检测到障碍物的区域、要限制的动作的种类之间的关系的具体示例如表1所示。上述关系也可以变更。

【表1】

在图1所示的左侧监视区域R1、右侧监视区域R2和后侧监视区域R3中的至少一个区域且在下部行走体10上存在障碍物的情况下，无论回转角度α多大，控制部41都限制回转和行走。

在左侧监视区域R1和右侧监视区域R2中的至少一方存在障碍物的情况下（设为“C1的情况”），控制部41如下所示地限制动作。在上述“C1的情况”且回转角度α为0°（参照图4）或180°的情况下，即下部行走体前侧Xa1和上部回转体前侧Xb1同向（包括近似同向的情况）或反向（包括近似反向的情况）的情况下，控制部41限制回转。在上述“C1的情况”且回转角度为0°以外且又是180°以外的情况下（参照图6），控制部41限制回转和行走。

在后侧监视区域R3中存在障碍物的情况下（设为“C3的情况”），控制部41如下所示地限制动作。在上述“C3的情况”且回转角度α为90°（参照图8）或270°的情况下，即下部行走体前侧Xa1和上部回转体前侧Xb1成直角（包括近似直角的情况）的情况下，控制部41限制回转。在上述“C3的情况”且回转角度为90°以外且又是270°以外的情况下（例如参照图6），控制部41限制向上部回转体后侧Xb2的行走（具体是指后退）及回转。后退包括上部回转体20相对于上部回转体后侧Xb2斜向移动的情况，。另外，例如在障碍物有多个等情况下，有时会在多个区域检测到障碍物。

步骤S13（参照图3）中，图2所示的控制部41使限制部61显示影像。此时，显示部61显示包含监视区域R（参照图1）内的障碍物的影像。例如，显示部61显示红外影像。例如，显示部61显示左侧监视区域R1、右侧监视区域R2、后侧监视区域R3中检测到障碍物的区域的影像。

步骤S20（参照图3）中，控制部41判定障碍物是否从图1所示的监视区域R消失（其他表现形式为是否障碍物检测部50不再检测到监视区域R中有障碍物存在）。具体而言，控制部41判定障碍物是否从左侧监视区域R1、右侧监视区域R2、后侧监视区域R分别消失。在障碍物检测部50检测到监视区域R中有障碍物的情况下，返回步骤S1（参照图3）。在障碍物检测部50没有检测到监视区域R中有障碍物存在的情况下（其它表现形式为障碍物消失的情况），前进至步骤S21（参照图3）。

步骤S21（参照图3）中，控制部41解除动作的限制（其他表现形式为功能复位）。从而，工程机械1如通常一样进行动作，恢复为能够通常作业的状态。

（下部行走体10的规格变更）

例如，在图1所示的工程机械1的工作现场（建筑工地、施工现场）等，下部行走体10的规格有时会发生变更。例如，有在下部主体11安装下部附属装置的情况、将下部附属装置从下部主体11拆下的情况、以及下部附属装置的种类发生变更的情况等。当下部行走体10的规格发生变更时，障碍物检测部50所得到的下部行走体10的外形及距离会发生改变。具体而言，从左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53所得到的下部行走体10的外形和距离发生改变。因此，需要根据下部附属装置的有无及种类来改变监视区域R。图2所示的存储部43中，根据能够安装于下部主体11（参照图5）的构造物的有无及种类，预先存储监视区域数据RD。即，存储部43存储下部主体11上没有安装构造物时的数据、以及与安装于下部主体11的构造物的种类对应的数据来作为监视区域数据RD。其他表现形式为存储部43根据下部行走体10的规格来存储监视区域数据RD。总而言之，存储部43预先存储多种的监视区域数据RD。而且，操作人员将下部附属装置的数据输入到输入装置（未图示）。从而，控制部41从多种监视区域数据RD中，选择与所输入的下部附属装置的信息相对应的监视区域数据RD。结果是，图1所示的下部行走体10的规格发生变更后的回转角度α和减速区域R的关系自动地被决定（其他表现形式为被定义或被更新）。

（校准）

假设以下情况：例如在工程机械1的工作现场等，下部行走体10的规格发生变更，且存储部43（参照图2）中没有存储于变更后的规格的下部行走体10对应的监视区域数据RD（参照图2）。并假设以下情况：存储部43中没有存储与工程机械1的制造商内无结构数据的构造物相对应的监视区域数据、以及与特殊规格的构造物等相对应的监视区域数据RD。这种情况下，为了获取与规格变更后的下部行走体10相对应的监视区域数据RD的校准按照如下方式进行。

控制部41使上部回转体20回转一周，并使障碍物检测部50检测下部行走体10。回转开始时的回转角度α不一定要为0°。该校准优选为在工程机械1周围没有障碍物的状态下进行，并且在地面尽可能平坦的地点进行。此时，控制部41根据障碍物检测部50检测到的下部行走体10的位置，生成监视区域数据RD（参照图2）。更详细而言，生成无论回转角度α多大，下部行走体10都不会包含在监视区域R内的监视区域数据RD。然后，控制部41将所生成的监视区域数据RD存储于存储部43（参照图2）。

即，所述控制部包括监视区域数据生成部，其通过使所述上部回转体回转一周，并使所述障碍物检测部检测所述下部行走体，从而生成所述监视区域数据，并且将所生成的所述监视区域数据存储于所述存储部。

如上所述，工程机械1具备下部行走体10、上部回转体20、图2所示的控制部41、回转角度检测部45和障碍物检测部50。如图1所示，上部回转体20相对于下部行走体10回转自如。控制部41（参照图2）控制下部行走体10的行走、以及上部回转体20相对于下部行走体10的回转。回转角度检测部45（参照图2）检测上部回转体20相对于下部行走体10的回转角度α，并将检测结果输入到控制部41（参照图2）。障碍物检测部50安装于上部回转体20，用于检测障碍物，并将检测结果输入到控制部41（参照图2）。

于是，工程机械1具有以下的特征性结构。

[结构1-1]控制部41（参照图2）决定监视障碍物的对象区域、即不包含下部行走体10的区域来作为监视区域R。即，控制部包括监视区域决定部，决定监视障碍物的对象区域、即不包含下部行走体的区域来作为监视区域。

[结构1-2]图2所示的控制部基于回转角度检测部45检测出的回转角度α，改变监视区域R，以使图5所示的监视区域R中不包含下部行走体10。即，控制部具备监视区域变更部，该监视区域变更部基于回转角度检测部检测出的回转角度，改变监视区域，以使监视区域中不包含下部行走体。

[结构1-3]在障碍物检测部50检测出监视区域R中存在障碍物的情况下，控制部41限制下部行走体10的行走和上部回转体20的回转中的至少一方的动作。即，控制部包括动作限制部，在障碍物检测部检测出监视区域中存在障碍物的情况下，动作限制部限制下部行走体的行走和上部回转体的回转中的至少一方的动作。

工程机械1具备上述[结构1-1]和[结构1-2]，因此即使图1所示的回转角度α发生变更，也不会将下部行走体10判断为监视区域R内的障碍物。结果是，工程机械1能够抑制性质和回转中的至少一方的动作被误限制的情况发生（关于限制的情况，参照[结构1-3]）。即，能够避免工程机械1的作业在中途不必要地中断。工程机械1还具备上述[结构1-2]。从而，当回转角度α发生变化时，能够缩小监视区域R或扩大监视区域R。工程机械1在回转角度α发生变化时扩大监视区域R的情况下，能够抑制监视区域R过度缩小。因而，即使回转角度α发生变化，工程机械1也能够抑制将下部行走体10误判为障碍物的情况发生，并且即使回转角度α发生变化，也能够检测出下部行走体10附近存在障碍物的情况。

另外，工程机械1除了具有上述特征性的结构之外，还具有以下的特征性结构。

[结构2]工程机械1具备存储部43（参照图2）。存储部43预先存储用于决定监视区域R的数据即监视区域数据RD（参照图2）。图2所示的控制部41基于回转角度检测部45检测出的回转角度α，读取存储在存储部43中的监视区域数据RD，并基于所读取的监视区域数据RD，决定监视区域R（参照图1）。即，控制部所具备的监视区域决定部基于回转角度检测部检测出的回转角度，读取存储在存储部中的监视区域数据，并基于所读取的监视区域数据来决定监视区域。

具备上述[结构2]的工程机械1能够抑制控制部41为了决定与图1所示的回转角度α相应的监视区域R而进行的运算量。具体而言，例如控制部41不必进行如下动作：使障碍物检测部50一直检测下部行走体10，并通过运算来决定检测出的下部行走体10不会包含在监视区域R内的监视区域R。另外，能够抑制为了决定与回转角度α相应的监视区域R而在装置间收发的数据量。能够抑制运算量和数据量的结果是，能够提高控制部41（参照图2）的控制的响应性。例如，在障碍物突然进入监视区域R内等的情况下，能够迅速地限制工程机械1的动作（其他表现形式为能够抑制限制工程机械1的动作时的时滞）。

另外，工程机械1除了具有上述特征性的结构之外，还具有以下的特征性结构。

[结构3]存储部43（参照图2）中，根据能够安装于图5所示的下部行走体10的下部主体11的构造物（下部附属装置）的有无及种类，预先存储监视区域数据RD（参照图2）。即，存储部43存储下部主体11上没有安装构造物时的数据、以及与安装于下部主体11的构造物的种类对应的数据来作为监视区域数据RD。其他表现形式为存储部43根据下部行走体10的规格来存储监视区域数据RD。

具备上述[结构3]的工程机械1在下部主体11上安装有下部附属装置的情况、下部附属装置从下部主体11拆下的情况、下部附属装置的种类发生变更的情况下，也能得到上述的技术效果（即能够抑制控制部41为了决定与图1所示的回转角度α相应的监视区域R而进行的运算量这一效果）。结果是，工程机械1能够容易地应对下部行走体10的规格变更。

另外，工程机械1除了具有上述特征性的结构之外，还具有以下的特征性结构。

[结构4]控制部41（参照图2）通过使图1所示的上部回转体20回转一周，并使障碍物检测部50检测下部行走体10，从而生成图2所示的监视区域数据RD，并且将所生成的监视区域数据RD存储于存储部43。即，控制部41包括监视区域数据生成部，其通过使上部回转体20回转一周，并使障碍物检测部50（左侧传感器51、右侧传感器52和后侧传感器53）检测下部行走体10，从而生成监视区域数据RD，并且将所生成的监视区域数据RD存储于存储部43。

具备上述[结构4]的工程机械1在使用存储部43中预先没有存储的下部行走体10（参照图1）的情况下，也能容易地存储监视区域数据RD，从而能得到上述的技术效果（即能够抑制控制部41为了决定与图1所示的回转角度α相应的监视区域R而进行的运算量这一效果）。结果是，工程机械1对于下部行走体10的规格变更能够随机应变（其他表现形式为对于下部行走体10的规格变更具有很高的鲁棒性（robustness））。

另外，工程机械1除了具有上述特征性的结构之外，还具有以下的特征性结构。

[结构5]控制部41通过改变图5所示的障碍物检测部50的视角β，改变监视区域R。即，控制部所具备的监视区域变更部通过改变障碍物检测部50的视角，改变监视区域。

工程机械1具备上述[结构5]。从而，例如与视角β不变，控制部41通过进行将下部行走体10所在的部分排除在能够检测区域D之外的运算来改变监视区域R等的情况相比，能够抑制用于改变监视区域R的运算量和数据量。

（实施方式2）

参照图10～图14,对实施方式2的工程机械201与上述实施方式的不同点进行说明。实施方式2的工程机械201中，与实施方式1相同之处标注与实施方式1相同的标号，并省略说明（关于省略相同之处的说明这一点，在实施方式3的说明中也一样）。实施方式1中，通过改变图5所示的障碍物检测部50的视角β，来改变监视区域R，而在本实施方式中，图11所示的障碍物检测部50的视角β是固定的，通过改变排除区域E来改变监视区域R。

控制部41（参照图2）将排除区域E从图10所示的障碍物检测部50的能够检测区域D排除后（其他表现形式为减去后）的区域决定为监视区域R。能够检测区域D中下部行走体10所在的区域就是排除区域E。另外，如图11所示，能够检测区域D中障碍物检测部50照射的光被下部行走体10遮挡而无法到达的部分就是排除区域E。图10～图13中，对排除区域E标上了双点划线的阴影。例如，控制部41（参照图2）通过图像处理，将排除区域E从图10所示的能够检测区域D排除。例如，控制部41基于回转角度α改变排除区域E，从而改变监视区域R。例如，存储部43对每一个回转角度α预先存储排除区域。存储在存储部43中的排除区域E包含在监视区域数据RD（即与监视区域R相关的数据）中。也可以预先决定将排除区域E从能够检测区域D排除后的监视区域R，并在存储部43中预先存储与所决定的监视区域R相关的监视区域数据RD（与实施方式1相同）。

图14表示与图10～图13所示的监视区域R内的测距点P相关的图表。该图表是测距点P无障碍物时的图表。该图表的纵轴表示从图10所示的障碍物检测部50(图10所示的例子中为左侧传感器51)到离障碍物检测部5最近的物体的距离（最近距离）。图14所示的图表的横轴表示回转角度α（参照图12）。如图10和图11所示，当障碍物检测部50在测距点P检测到地面时，最近距离为从障碍物检测部50到地面的距离A（地面检测距离，参照图14）。如图12和图13所示，当障碍物检测部50在测距点P检测到下部行走体10时，最近距离为从障碍物检测部50到下部行走体10的距离B（下部行走体检测距离，参照图14）。如图10的图表所示，当回转角度α发生变化时，最近距离从距离A变为距离B，或者最近距离从距离B变为距离A。图表中，标了阴影的部分是包含在监视区域R（参照图10）内的最近距离，没有标阴影的部分是没有包含在监视区域R内的最近距离。

在测距点P（参照图10）存在障碍物（其他表现形式为有障碍物进入）的情况下，与测距点P无障碍物的情况相比，最近距离变小（其他表现形式为变短）。具体而言，例如在回转角度α为0°的情况下，测距点P（参照图11）无障碍物时的最近距离为距离A，测距点P存在障碍物时的最近距离小于距离A。例如在回转角度α为45°的情况下，测距点P（参照图13）无障碍物时的最近距离为距离B，测距点P存在障碍物时的最近距离小于距离B。该图表只是简单的表示，忽视了例如下部行走体10的凹凸等。

图10所示的本实施方式的工程机械201具有以下的特征性结构。

[结构6]障碍物检测部50的视角β（参照图11）被固定。控制部41将下部行走体10所在的区域即排除区域E从障碍物检测部50能够检测到物体的区域即能够检测区域D排除后的区域决定为监视区域R。即，监视区域决定部将下部行走体所在的区域即排除区域从障碍物检测部能够检测到物体的区域即能够检测区域排除后的区域决定为监视区域。图2所示的控制部41基于回转角度检测部45检测到的回转角度α，改变图12所示的排除区域E，从而改变监视区域R。即，控制部所具备的监视区域变更部基于回转角度检测部检测到的回转角度，改变排除区域，从而改变监视区域。

具备上述[结构6]的工程机械201与仅改变视角β（参照图11）来改变监视区域R的情况相比，更容易扩大下部行走体10附近的监视区域R。从而，工程机械201与仅改变视角β来改变监视区域R的情况即工程机械1相比，更容易检测出下部行走体10附近有障碍物这一情况。

（实施方式3）

参照图15,对实施方式3的工程机械301与实施方式1的不同点进行说明。图1所示的实施方式1的工程机械1（液压挖掘机）中，当从上下方向Z观察时，在上部回转体20回转之际，上部回转体20的上部回转体后侧Xb2的端部会从左右任一方履带13伸出。另一方面，图15所示的本实施方式1的工程机械301（后方小回转机）中，当从上下方向Z观察时，在上部回转体20回转之际，上部回转体20的上部回转体后侧Xb2的端部不会从左右任一方履带13伸出（或者基本不伸出）。因此，图1所示的左侧传感器51和右侧传感器52不设置也可以。图15所示的工程机械301中，也可以设置左侧传感器51和右侧传感器52用以检测例如下部行走体10上的障碍物等。

（变形例）

上述实施方式的各构成要素的配置和形状也可以变更。图2所示的框图的各构成要素的连接等也可以变更。图3所示的流程图的各步骤（处理）的顺序等也可以变更。

不同实施方式的构成要素也可以相互组合。例如，也可以在回转角度α发生变化时，如实施方式1那样改变障碍物检测部50的视角β，并且如实施方式2那样改变排除区域E，由此来改变监视区域R。

上述实施方式和变形例的构成要素的一部分也可以不设置，构成要素的数量也可以变更。障碍物检测部50也可以不检测左右履带13上的障碍物。下部行走体10的“主体部”也可以不仅包含下部主体11，还包含对左右履带13进行支撑的履带架。履带架上也可以安装构造物。

图8所示的例子中，在上部回转体前后方向Xb和下部行走体前后方向Xa正交的情况下（记为“C5的情况”），设定后侧监视区域R3，但也可以在上述“C5的情况”且从上下方向Z观察时上部回转体20的上部回转体后侧Xb2端部的形状是以回转中心O为中心（或大致中心）的圆弧状（或近似圆弧状）的情况下，不设定后侧监视区域R3。这种情况下，即使在相当于后侧监视区域R3的区域内存在障碍物，上部回转体20的上部回转体后侧Xb2部分也不会与障碍物接触。

上述实施方式中，控制部41基于和回转角度α相应的监视区域数据RD（参照图2），决定图10所示的监视区域R。另一方面，控制部41也可以使障碍物检测部50一直检测下部行走体10，并通过运算来决定检测出的下部行走体10不会包含在监视区域R内的监视区域R。

Claims (6)

1.一种工程机械，其特征在于包括：

下部行走体；

上部回转体，相对于所述下部行走体回转自如；

控制部，控制所述下部行走体的行走以及所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转；

回转角度检测部，检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度，并将检测结果输入到所述控制部；以及

障碍物检测部，安装于所述上部回转体，用于检测障碍物，并将检测结果输入到所述控制部，其中，

所述控制部将作为障碍物的监视对象的区域但不包含所述下部行走体的区域决定为监视区域，

所述控制部，基于所述回转角度检测部检测出的回转角度来改变所述监视区域，以使所述监视区域中不包含所述下部行走体，

在所述障碍物检测部检测到所述监视区域中存在障碍物的情况下，所述控制部限制所述下部行走体的行走和所述上部回转体的回转之中的至少一方的动作。

2.如权利要求1所述的工程机械，其特征在于还包括：

存储部，预先存储根据所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度而设定的多个监视区域数据，来作为用于决定所述监视区域的数据，其中，

所述控制部，基于所述回转角度检测部检测出的回转角度，读取存储在所述存储部中的所述多个监视区域数据中与所述回转角度检测部检测到的回转角度相对应的监视区域数据，并基于所读取的所述监视区域数据来决定所述监视区域。

3.如权利要求2所述的工程机械,其特征在于：

所述存储部，根据所述下部行走体的规格,预先存储所述多个监视区域数据。

4.如权利要求2所述的工程机械,其特征在于：

所述控制部，通过一边使所述上部回转体回转一周一边让所述障碍物检测部检测所述下部行走体来生成所述多个监视区域数据，并将生成的所述多个监视区域数据存储于所述存储部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的工程机械,其特征在于：

所述障碍物检测部能够获取图像,

所述控制部，通过改变表示由所述障碍物检测部获取的所述图像的范围的视角，来改变所述监视区域。

6.如权利要求1至4中任一项所述的工程机械，其特征在于：

所述障碍物检测部能够获取图像,

表示由所述障碍物检测部获取的所述图像的范围的视角被固定,

所述控制部，将从所述障碍物检测部能够检测物体的区域即能够检测区域排除所述下部行走体所在的区域即排除区域后的区域，决定为所述监视区域,

所述控制部，基于所述回转角度检测部检测到的回转角度，通过改变所述排除区域从而改变所述监视区域。