JP2017078315A - Interference prevention device for construction machine - Google Patents

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JP2017078315A JP2015207603A JP2015207603A JP2017078315A JP 2017078315 A JP2017078315 A JP 2017078315A JP 2015207603 A JP2015207603 A JP 2015207603A JP 2015207603 A JP2015207603 A JP 2015207603A JP 2017078315 A JP2017078315 A JP 2017078315A
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Koyo Kegasa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the existence of an obstacle's interference in an interference risk region, in a short time.SOLUTION: A prediction unit 121 predicts an obstacle's approach position to an operator cab 31 by using posture information measured by angle sensors 101 to 103. A limitation unit 122 limits a measurement range by selecting a measurement sensor capable of measuring a predicted approach position P1 from measurement sensors 111, 112, as an effective measurement sensor. An interference determination unit 123 determines a risk of interference of the obstacle depending on whether or not the depth of an object measured by an effective measurement sensor selected by the limitation unit 122 enters within a warning area D1 or automated operation area D2. When it is determined by the interference determination unit 123 that the obstacle enters the warning area D1, an interference prevention unit 124 rings a buzzer 130.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、姿勢が変更可能な作業装置と運転室とを備える建設機械の干渉防止装置に関するものである。   The present invention relates to an interference prevention device for a construction machine, which includes a working device whose pose can be changed and a cab.

建設機械においては、建設機械の製造者が想定しているアタッチメント以外のアタッチメントがユーザーによって取り付けられることがある。また、解体機などの建設機械では、解体した建物などの部材が把持されることがある。これらの場合、アタッチメントや解体した建物の部材等が障害物となって運転室に干渉する可能性が高まるので、それを未然に防止する必要がある。そこで、建設機械の本体にセンサを取付け、運転室と障害物との距離を検知することで、障害物による運転室への干渉防止が図られている。   In the construction machine, an attachment other than the attachment assumed by the manufacturer of the construction machine may be attached by the user. Moreover, in a construction machine such as a dismantling machine, a member such as a dismantled building may be gripped. In these cases, there is an increased possibility that attachments and dismantled building members will become obstacles and interfere with the driver's cab. Therefore, a sensor is attached to the main body of the construction machine to detect the distance between the cab and the obstacle, thereby preventing the obstacle from interfering with the cab.

例えば、特許文献1には、ブーム用油圧シリンダに設けられた超音波センサを用いてブーム用油圧シリンダに近づく作業具の距離を検知し、検知結果に基づいて作業具がブーム用油圧シリンダから所定距離範囲内にあるか否かを判定し、所定距離範囲内にあると判定したときブザーを鳴動させる干渉防止装置が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a distance of a work tool that approaches the boom hydraulic cylinder is detected using an ultrasonic sensor provided in the boom hydraulic cylinder, and the work tool is predetermined from the boom hydraulic cylinder based on the detection result. An interference prevention device is disclosed that determines whether or not the distance is within a distance range and sounds a buzzer when it is determined that the distance is within a predetermined distance range.

しかし、超音波センサは、計測範囲が狭いので、1つの超音波センサのみでは、障害物の距離を正確に検知できないという問題がある。   However, since the ultrasonic sensor has a narrow measurement range, there is a problem that the distance of an obstacle cannot be accurately detected with only one ultrasonic sensor.

そこで、特許文献2では、複数の超音波センサを用いて、運転室の前方に設定された干渉危険領域にバケットが侵入したか否かを判定する干渉防止装置が開示されている。   Therefore, Patent Document 2 discloses an interference prevention device that uses a plurality of ultrasonic sensors to determine whether or not a bucket has entered a collision risk area set in front of the cab.

特開2005−248502号公報JP-A-2005-248502 特開2001−64992号公報JP 2001-64992 A

しかし、複数の超音波センサを同時に放射すると、超音波センサ同士が干渉し合うので、障害物の距離を正確に検知できないという問題がある。そこで、複数の超音波センサから超音波を時分割で放射させて障害物の距離を計測することが考えられる。しかし、超音波は光のように高速ではないので、複数の超音波センサの1フレームあたりの計測時間が長くなるという問題がある。   However, if a plurality of ultrasonic sensors are simultaneously emitted, the ultrasonic sensors interfere with each other, and there is a problem that the distance of the obstacle cannot be detected accurately. Therefore, it is conceivable to measure the distance of an obstacle by emitting ultrasonic waves from a plurality of ultrasonic sensors in a time-sharing manner. However, since ultrasonic waves are not as fast as light, there is a problem that the measurement time per frame of a plurality of ultrasonic sensors becomes long.

これに対して、ステレオ画像や赤外線画像を使って画素単位で障害物の距離を計測する距離センサが公知である。そこで、これらの距離センサを用いて障害物の干渉の有無を検知することも考えられる。   On the other hand, a distance sensor that measures the distance of an obstacle in pixel units using a stereo image or an infrared image is known. Therefore, it is conceivable to detect the presence or absence of obstacle interference using these distance sensors.

しかし、このような距離センサでは最接近ポイントの探索処理や、測距精度を上げるためのフィルタ処理といった画像処理が必要となるので、処理負荷が大きく、処理時間がかかるという問題がある。   However, since such a distance sensor requires image processing such as search processing for the closest point and filter processing for increasing the distance measurement accuracy, there is a problem that processing load is large and processing time is long.

また、干渉危険領域の一部の領域にしか存在していない障害物の接近を判断するために、距離センサを用いて干渉危険領域の全域を常に監視することは無駄であり、処理時間を短縮する上で更なる改善の余地がある。   In addition, it is useless to constantly monitor the entire interference risk area using a distance sensor in order to determine the approach of an obstacle that exists only in a part of the interference risk area, reducing the processing time. There is room for further improvement.

本発明の目的は、障害物の干渉危険領域への干渉の有無を短時間で検知できる建設機械の干渉防止装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an interference prevention device for a construction machine that can detect in a short time whether or not an obstacle interferes with an interference risk area.

本発明の一態様による建設機械の干渉防止装置は、姿勢が変更可能な作業装置と運転室とを備える建設機械の干渉防止装置であって、
前記運転室の前面に取り付けられ、自身から前記運転室の前方に位置する物体までの距離を計測する計測部と、
前記計測部によって計測された距離を用いて、前記作業装置又は前記作業装置の把持物である障害物による前記運転室への干渉の危険性を判定する干渉判定部と、
前記干渉判定部により前記干渉の危険性が有ると判定された場合、乗車者へ警告及び前記建設機械の動作制限の少なくとも一方を行う干渉防止部と、
前記作業装置の姿勢を示す姿勢情報を取得する取得部と、
前記姿勢情報を用いて、前記運転室から前記障害物までのの接近位置を予測する予測部と、
前記予測部により予測された予測接近位置に従って前記計測部による計測範囲を限定する限定部とを備え、
前記干渉判定部は、前記限定部により限定された計測範囲において前記計測された前記物体の距離を用いて、前記干渉の危険性を判定する。
An interference prevention device for a construction machine according to an aspect of the present invention is an interference prevention device for a construction machine including a working device capable of changing a posture and a cab.
A measurement unit attached to the front of the cab and measuring a distance from itself to an object located in front of the cab;
Using the distance measured by the measurement unit, an interference determination unit that determines the risk of interference with the driver's cab by an obstacle that is a gripped object of the work device or the work device;
When it is determined by the interference determination unit that there is a risk of the interference, an interference prevention unit that performs at least one of warning to a rider and operation restriction of the construction machine,
An acquisition unit for acquiring posture information indicating the posture of the working device;
A prediction unit that predicts an approach position from the cab to the obstacle using the posture information;
A limiting unit that limits a measurement range by the measurement unit according to a predicted approach position predicted by the prediction unit;
The interference determination unit determines the risk of the interference using the measured distance of the object in the measurement range limited by the limitation unit.

作業装置の姿勢が分かれば、その姿勢から作業装置又は作業装置の把持物である障害物の位置をある程度予想できる。本構成では、作業装置の姿勢を示す姿勢情報を用いて、運転室から障害物までの接近位置が予測され、予測された予測接近位置に従って計測部による計測範囲が限定されている。そのため、無駄な計測動作を省くことができ、障害物の干渉危険領域への干渉の有無を短時間で検知できる。更に、限定された計測範囲に処理範囲が絞られているので、検知精度を高めることができると同時に消費電力の抑制も可能となる。   If the posture of the working device is known, the position of the obstacle that is the gripping object of the working device or the working device can be predicted to some extent from the posture. In this configuration, the approach position from the cab to the obstacle is predicted using the attitude information indicating the attitude of the work device, and the measurement range by the measurement unit is limited according to the predicted predicted approach position. Therefore, useless measurement operations can be omitted, and the presence or absence of interference with an obstacle risk area can be detected in a short time. Furthermore, since the processing range is narrowed down to a limited measurement range, the detection accuracy can be increased and at the same time power consumption can be suppressed.

上記態様において、前記計測部は複数の計測センサを備え、
前記限定部は、前記複数の計測センサの中から前記予測接近位置が計測可能な計測センサを選択することで前記計測範囲を限定してもよい。
In the above aspect, the measurement unit includes a plurality of measurement sensors,
The limiting unit may limit the measurement range by selecting a measurement sensor capable of measuring the predicted approach position from the plurality of measurement sensors.

干渉危険領域の全域をカバーするために、計測部を複数の計測センサで構成した場合、これらの計測センサが同時に距離計測を行うと、計測波同士が干渉し、計測精度が悪化することがある。特に、赤外線を照射し反射光を受光する計測センサで複数の計測センサを構成した場合、赤外線同士の干渉が問題となる。本態様では、複数の計測センサの中から予測接近位置が計測可能な計測センサを選択することで計測範囲が限定されている。よって、障害物の検知に最も有効な計測センサを選択することができ、計測精度の増大及び消費電力の削減を図ることができる。   When the measurement unit is configured with multiple measurement sensors to cover the entire interference risk area, if these measurement sensors simultaneously measure distances, the measurement waves may interfere with each other and the measurement accuracy may deteriorate. . In particular, when a plurality of measurement sensors are configured with measurement sensors that emit infrared rays and receive reflected light, interference between infrared rays becomes a problem. In this aspect, the measurement range is limited by selecting a measurement sensor capable of measuring the predicted approach position from a plurality of measurement sensors. Therefore, the most effective measurement sensor for detecting an obstacle can be selected, and measurement accuracy can be increased and power consumption can be reduced.

上記態様において、前記限定部は、前記計測部の計測方向を変更する変更部を備え、前記変更部を用いて前記計測部の計測方向を前記予測接近位置に向けることで前記計測範囲を限定してもよい。   In the above aspect, the limit unit includes a change unit that changes a measurement direction of the measurement unit, and limits the measurement range by directing the measurement direction of the measurement unit toward the predicted approach position using the change unit. May be.

本態様では、予測接近位置に向けて計測部の計測方向を変更することで計測範囲が限定されているので、複数の計測部を設けなくても、予測接近位置付近の物体を計測部に計測させることができる。なお、計測部の計測方向の変更は、例えばアクチュエータを用いることで容易に実現できる。   In this aspect, since the measurement range is limited by changing the measurement direction of the measurement unit toward the predicted approach position, an object near the predicted approach position is measured by the measurement unit without providing a plurality of measurement units. Can be made. Note that the change of the measurement direction of the measurement unit can be easily realized by using, for example, an actuator.

上記態様において、前記計測部は、カメラを備え、
前記限定部は、前記カメラが取得する画像を示すデータから、前記予測接近位置を含む領域を抽出することで前記計測範囲を限定してもよい。
In the above aspect, the measurement unit includes a camera,
The limiting unit may limit the measurement range by extracting a region including the predicted approach position from data indicating an image acquired by the camera.

本態様では、カメラが取得する画像を示すデータから、予測接近位置を含む領域を抽出することで計測範囲が限定されているので、処理対象が絞られ、処理時間を短縮できる。   In this aspect, since the measurement range is limited by extracting the region including the predicted approach position from the data indicating the image acquired by the camera, the processing target can be narrowed down and the processing time can be shortened.

上記態様において、前記計測部は、赤外線を照射する光源と、前記赤外線の反射光を受光するカメラとを備える距離センサで構成されてもよい。   The said aspect WHEREIN: The said measurement part may be comprised with a distance sensor provided with the light source which irradiates infrared rays, and the camera which light-receives the reflected light of the said infrared rays.

赤外線を照射する光源と、赤外線の反射光を受光するカメラとを備える距離センサは、近年、コンシューマゲーム向けの入力インターフェースとして実用化が進んでおり、信頼性が高い。本態様ではこのような距離センサが採用されているので、信頼性の高い距離計測を実現できる。   A distance sensor including a light source that emits infrared light and a camera that receives reflected light of infrared light has recently been put into practical use as an input interface for consumer games, and has high reliability. In this aspect, since such a distance sensor is employed, highly reliable distance measurement can be realized.

上記態様において、前記計測部はステレオカメラを備える距離センサで構成されてもよい。   The said aspect WHEREIN: The said measurement part may be comprised with a distance sensor provided with a stereo camera.

ステレオカメラを備える距離センサは、近年、車載用途などで実用化が進んでおり、信頼性が高い。本態様では、このような距離センサが採用されているので、信頼性の高い距離計測を実現できる。   In recent years, a distance sensor including a stereo camera has been put into practical use for in-vehicle applications and has high reliability. In this aspect, since such a distance sensor is employed, highly reliable distance measurement can be realized.

上記態様において、前記計測部は、前記運転室の近傍に予め設定された干渉危険領域の全域が計測可能となるように前記運転室に設置された複数の距離センサを備え、
前記干渉判定部は、前記限定部により限定された計測範囲において、前記複数の距離センサが計測した距離を用いて前記干渉の危険性を判定してもよい。
In the above aspect, the measurement unit includes a plurality of distance sensors installed in the operator's cab so that the entire area of the risk of interference set in the vicinity of the operator's cab can be measured.
The interference determination unit may determine the risk of the interference using distances measured by the plurality of distance sensors in the measurement range limited by the limitation unit.

運転室前面は広い領域であり、更に運転室の上面まで干渉危険領域と考えると、超音波センサやミリ波センサ等の計測範囲の狭い距離センサを1つ設けただけでは干渉危険領域の全域をカバーしきれない。本態様では、運転室の近傍に予め設定された干渉危険領域の全域が計測可能となるように運転室に複数の距離センサが設置されている。そのため、複数の距離センサは死角無く干渉危険領域の全域を計測できる。また、本態様では、限定部により限定された計測範囲において、複数の距離センサが計測した距離を用いて干渉の危険性が判定されている。そのため、無駄な計測動作を省くことができ、障害物の干渉危険領域への干渉の有無を短時間で検知できる。更に、限定された計測範囲に処理範囲が絞られているので、検知精度を高めることができると同時に消費電力の抑制も可能となる。   The front of the cab is a wide area, and if you consider the risk of interference to the upper surface of the cab, the entire area of the risk of interference can be reached by just providing one distance sensor with a narrow measurement range such as an ultrasonic sensor or millimeter wave sensor. I can't cover it. In this aspect, a plurality of distance sensors are installed in the driver's cab so that the entire area of the risk region of interference set in the vicinity of the driver's cab can be measured. Therefore, the plurality of distance sensors can measure the entire area of the risk of interference without blind spots. Moreover, in this aspect, in the measurement range limited by the limiting unit, the risk of interference is determined using the distances measured by the plurality of distance sensors. Therefore, useless measurement operations can be omitted, and the presence or absence of interference with an obstacle risk area can be detected in a short time. Furthermore, since the processing range is narrowed down to a limited measurement range, the detection accuracy can be increased and at the same time power consumption can be suppressed.

上記態様において、前記限定部は、前記複数の距離センサの中から前記予測接近位置が計測可能な1以上の距離センサを選択することで前記計測範囲を限定し、
前記干渉判定部は、前記選択された1以上の距離センサが計測した距離を用いて前記干渉の危険性を判定してもよい。
In the above aspect, the limiting unit limits the measurement range by selecting one or more distance sensors capable of measuring the predicted approach position from the plurality of distance sensors.
The interference determination unit may determine the risk of interference using a distance measured by the selected one or more distance sensors.

本態様では、複数の計測センサの中から予測接近位置が計測可能な計測センサを選択することで計測範囲が限定されている。よって、障害物の検知に最も有効な計測センサを選択することができ、計測精度の増大及び消費電力の削減を図ることができる。   In this aspect, the measurement range is limited by selecting a measurement sensor capable of measuring the predicted approach position from a plurality of measurement sensors. Therefore, the most effective measurement sensor for detecting an obstacle can be selected, and measurement accuracy can be increased and power consumption can be reduced.

上記態様において、前記限定部は、前記複数の距離センサの全体の指向性が前記予測接近位置を向くように前記複数の距離センサのそれぞれから放射される計測波の位相を制御することで前記計測範囲を限定してもよい。   In the above aspect, the limiting unit controls the measurement by controlling the phase of the measurement wave radiated from each of the plurality of distance sensors so that the overall directivity of the plurality of distance sensors faces the predicted approach position. The range may be limited.

本態様では、複数の距離センサのそれぞれから放射される計測波の位相を制御することで、複数の距離センサの全体の指向性を任意の方向に設定可能となる。そのため、少ない距離センサで干渉危険領域の全域を計測できる。更に、予測接近位置を向くように複数の距離センサのそれぞれから放射される計測波の位相を制御することで、干渉危険領域への障害物の干渉の有無をピンポイントで判定でき、処理の高速化を図ることができる。   In this aspect, the overall directivity of the plurality of distance sensors can be set in an arbitrary direction by controlling the phase of the measurement wave radiated from each of the plurality of distance sensors. Therefore, it is possible to measure the entire interference risk area with a small number of distance sensors. In addition, by controlling the phase of the measurement wave radiated from each of the multiple distance sensors so as to face the predicted approach position, it is possible to pinpoint the presence or absence of obstacle interference to the interference risk area, and the processing speed is high. Can be achieved.

上記態様において、前記複数の距離センサは、2次元のアレイ状に配置されてもよい。   In the above aspect, the plurality of distance sensors may be arranged in a two-dimensional array.

本態様では、複数の距離センサは2次元のアレイ状に配置されているので、複数の距離センサの全体の指向性を縦方向と横方向とを組み合わせた任意の方向に向けることが可能となり、運転室の前面や上部などに設定された2次元の干渉危険領域の全域をカバーできる。   In this aspect, since the plurality of distance sensors are arranged in a two-dimensional array, it becomes possible to direct the overall directivity of the plurality of distance sensors in an arbitrary direction combining the vertical direction and the horizontal direction, The entire area of the two-dimensional interference danger area set on the front or upper part of the cab can be covered.

上記態様において、前記干渉判定部は、前記限定部により限定された計測範囲において、前記複数の距離センサが計測した距離のうちの最小距離を用いて前記干渉の危険性を判定してもよい。   In the above aspect, the interference determination unit may determine the risk of interference using a minimum distance among the distances measured by the plurality of distance sensors in the measurement range limited by the limitation unit.

この構成によれば、限定部により限定された計測範囲において、複数の距離センサが計測した距離のうちの最小距離を用いて干渉の危険性が判定されているので、障害物の最接近位置が干渉危険領域に侵入したか否かを正確に判定できる。   According to this configuration, since the risk of interference is determined using the minimum distance among the distances measured by the plurality of distance sensors in the measurement range limited by the limiting unit, the closest approach position of the obstacle is It is possible to accurately determine whether or not an intrusion danger area has been entered.

上記態様において、前記複数の距離センサは、前記運転室の前面及び上面のうちの少なくとも一方に設置された格子状の部材上に配置された超音波センサで構成されてもよい。   In the above aspect, the plurality of distance sensors may be constituted by ultrasonic sensors arranged on a lattice-like member installed on at least one of the front surface and the upper surface of the cab.

一般的に超音波センサでは超音波が放射方向を中心に同心円状に広がるため、超音波センサ同士を近接させると、超音波同士が干渉してしまう。そこで、干渉危険領域の全域をカバーするためには超音波センサ同士をある一定の距離以上確保して配置する必要がある。本態様では、複数の超音波センサは運転室の前面及び上面のうちの少なくとも一方に配置された格子状の部材上に配置されているので、一定以上確保して超音波センサ同士を配置できる。   In general, in an ultrasonic sensor, ultrasonic waves spread concentrically around a radiation direction, so that ultrasonic waves interfere with each other when the ultrasonic sensors are brought close to each other. Therefore, in order to cover the entire area of the risk of interference, it is necessary to arrange the ultrasonic sensors while ensuring a certain distance or more. In this aspect, since the plurality of ultrasonic sensors are arranged on a lattice-like member arranged on at least one of the front surface and the upper surface of the cab, the ultrasonic sensors can be arranged with a certain level or more secured.

前記格子状の部材は、フロントガード及びヘッドガードの少なくともいずれか一方であってもよい。   The lattice member may be at least one of a front guard and a head guard.

鉄骨切断機、コンクリート圧砕機、解体用つかみ機などの建設機械では、安全確保のため防護設備として運転室前面を防護するためのフロントガードや運転席上面を防護するためのヘッドガードが備えられている。これらの部材を利用して超音波センサをフロントガード、ヘッドガード上に格子状に配置することにより、超音波センサを取り付けるために専用の部材を設けることが不要となり、オペレータの視界が防護設備以上に悪化されることがなくなる。   Construction machinery such as steel cutting machines, concrete crushers, and demolition grippers are equipped with a front guard for protecting the front of the cab and a head guard for protecting the top of the driver's seat as protective equipment for ensuring safety. Yes. By using these members to arrange the ultrasonic sensors in a grid pattern on the front guard and head guard, it is not necessary to provide a dedicated member for attaching the ultrasonic sensors, and the operator's field of view exceeds that of the protective equipment. No longer gets worse.

上記態様において、前記作業装置は、前記運転室に対して揺動可能に取り付けられたブームと、前記ブームに対して揺動可能に取り付けられたアームと、前記アームに対して揺動可能に取り付けられたアタッチメントとを備え、
前記取得部は、前記ブーム、前記アーム、及び前記アタッチメントの回動角の少なくとも1つを前記姿勢情報として取得してもよい。
In the above aspect, the work device includes a boom that is swingably attached to the cab, an arm that is swingably attached to the boom, and a swingably attached to the arm. With attached attachments,
The acquisition unit may acquire at least one of rotation angles of the boom, the arm, and the attachment as the posture information.

ブーム、アーム、及びアタッチメントの回動角の少なくとも1つが分かれば、障害物の位置をある程度予測できる。本態様では、これらの回動角が姿勢情報として取得されているので、予測接近位置をある程度の精度で予測できる。   If at least one of the rotation angles of the boom, arm, and attachment is known, the position of the obstacle can be predicted to some extent. In this aspect, since these rotation angles are acquired as posture information, the predicted approach position can be predicted with a certain degree of accuracy.

上記態様において、前記予測部は、前記アームの先端又は前記アタッチメントの先端と前記運転室との距離を前記接近位置として予測してもよい。   In the above aspect, the prediction unit may predict the distance between the tip of the arm or the tip of the attachment and the cab as the approach position.

アームの先端又はアタッチメントの先端の位置が分かれば、運転室に最も近い障害物の位置(最接近位置)をある程度予測できる。本態様では、アームの先端又はアタッチメントの先端と運転室との距離が接近位置として予測されているので、最接近位置を厳密に予測する場合に比べて、処理負荷を軽減しつつ、最接近位置をある程度正確に検知できる。   If the position of the tip of the arm or the tip of the attachment is known, the position of the obstacle closest to the cab (closest approach position) can be predicted to some extent. In this aspect, since the distance between the tip of the arm or the tip of the attachment and the cab is predicted as the approach position, the closest approach position is reduced while reducing the processing load compared to the case where the closest approach position is strictly predicted. Can be detected with a certain degree of accuracy.

本発明では、作業装置の姿勢を示す姿勢情報を用いて、障害物の運転室への接近位置が予測され、予測された予測接近位置に従って計測部による計測範囲が限定されている。そのため、無駄な計測動作を省くことができ、障害物の干渉危険領域への干渉の有無を短時間で検知できる。更に、限定された計測範囲に処理範囲が絞られているので、検知精度を高めることができると同時に消費電力の抑制も可能となる。   In the present invention, the approach position of the obstacle to the cab is predicted using the attitude information indicating the attitude of the work device, and the measurement range by the measurement unit is limited according to the predicted predicted approach position. Therefore, useless measurement operations can be omitted, and the presence or absence of interference with an obstacle risk area can be detected in a short time. Furthermore, since the processing range is narrowed down to a limited measurement range, the detection accuracy can be increased and at the same time power consumption can be suppressed.

実施の形態1における干渉防止装置が適用された建設機械の外観図である。1 is an external view of a construction machine to which an interference preventing apparatus according to Embodiment 1 is applied. 実施の形態1における建設機械のシステム構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example of a system configuration of a construction machine according to Embodiment 1. FIG. 予測部が予測接近位置を算出する処理の説明図である。It is explanatory drawing of the process in which a estimation part calculates a prediction approach position. 実施の形態1における建設機械の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the construction machine in the first embodiment. 実施の形態2における建設機械の外観図である。FIG. 6 is an external view of a construction machine in a second embodiment. 実施の形態2における建設機械のシステム構成の一例を示すブロック図である。6 is a block diagram illustrating an example of a system configuration of a construction machine according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における建設機械の処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a process of the construction machine in the second embodiment. 実施の形態3において、有効距離センサが取得した距離画像データの一例を示す図である。In Embodiment 3, it is a figure which shows an example of the distance image data which the effective distance sensor acquired. 実施の形態3における建設機械の処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a process of the construction machine in the third embodiment. 実施の形態4における建設機械の外観図である。FIG. 10 is an external view of a construction machine in a fourth embodiment. 実施の形態4における建設機械の上方視の図である。It is a figure of the upper view of the construction machine in Embodiment 4. FIG. 実施の形態4における建設機械のシステム構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a system configuration of a construction machine in a fourth embodiment. 実施の形態4による建設機械の処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing processing of the construction machine according to the fourth embodiment. 実施の形態5における建設機械の外観図である。FIG. 10 is an external view of a construction machine in a fifth embodiment. 実施の形態5における建設機械のシステム構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a system configuration of a construction machine in a fifth embodiment. 実施の形態5における超音波センサの制御を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining control of an ultrasonic sensor in a fifth embodiment. 実施の形態5における建設機械の動作を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing the operation of the construction machine in the fifth embodiment. 実施の形態5の変形例1における超音波センサアレイの配置を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an arrangement of ultrasonic sensor arrays in a first modification of the fifth embodiment. 実施の形態5の変形例1における建設機械の外観図である。FIG. 10 is an external view of a construction machine in a first modification of the fifth embodiment. 実施の形態5の変形例2における建設機械の上方視の図である。FIG. 10 is a top view of a construction machine in a second modification of the fifth embodiment. 実施の形態6における建設機械の外観図である。FIG. 20 is an external view of a construction machine in a sixth embodiment. 超音波センサの指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity of an ultrasonic sensor. 上面格子部材及び前面格子部材の配置例を示した図である。It is the figure which showed the example of arrangement | positioning of an upper surface lattice member and a front surface lattice member. 超音波センサの配置パターン1を示した図である。It is the figure which showed the arrangement | positioning pattern 1 of an ultrasonic sensor. 超音波センサの配置パターン2を示した図である。It is the figure which showed the arrangement | positioning pattern 2 of an ultrasonic sensor. 超音波センサの配置パターン3を示した図である。It is the figure which showed the arrangement | positioning pattern 3 of an ultrasonic sensor. 実施の形態6において、建設機械に取り付けられた超音波センサが超音波を放射している様子を示した図である。In Embodiment 6, it is the figure which showed a mode that the ultrasonic sensor attached to the construction machine was radiating | emitting an ultrasonic wave. 実施の形態6における建設機械が計測範囲を限定している様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the construction machine in Embodiment 6 has limited the measurement range.

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are examples embodying the present invention, and are not of a nature that limits the technical scope of the present invention.

(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における干渉防止装置が適用された建設機械1の外観図である。ここでは、建設機械1としてハイブリッドショベルを例に挙げるが、これ以外のショベルカー、クレーン等の建設機械に干渉防止装置は適用されてもよい。以下、運転室31の前側の方向を前方と記述し、運転室31の後側の方向を後方と記述し、運転室31の上側の方向を上方と記述し、運転室31の下側の方向を下方と記述する。また、前方と後方とを総称して前後方向と記述し、上方と下方とを総称して上下方向と記述する。また、運転室31から前方を見て左側の方向を左方と記述し、右方向を右方と記述する。また、左方と右方とを総称して左右方向と記述する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external view of a construction machine 1 to which the interference prevention apparatus according to Embodiment 1 is applied. Here, a hybrid excavator is taken as an example of the construction machine 1, but the interference prevention device may be applied to other construction machines such as an excavator car and a crane. Hereinafter, the front side direction of the cab 31 is described as front, the rear side direction of the cab 31 is described as rear, the upper side of the cab 31 is described as upper, and the lower direction of the cab 31 Is described as downward. In addition, the front and rear are collectively referred to as the front-rear direction, and the upper and lower directions are collectively referred to as the vertical direction. Further, when looking forward from the cab 31, the left direction is described as left, and the right direction is described as right. Further, the left side and the right side are collectively referred to as the left-right direction.

建設機械1は、クローラ式の下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられ、姿勢が変更可能な作業装置4とを備えている。   The construction machine 1 includes a crawler type lower traveling body 2, an upper revolving body 3 that is turnably provided on the lower traveling body 2, and a work device 4 that is attached to the upper revolving body 3 and can change its posture. I have.

作業装置4は、上部旋回体3に対して起伏可能に取り付けられたブーム15と、ブーム15の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアーム16と、アーム16の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアタッチメント17とを備えている。   The work device 4 includes a boom 15 attached to the upper swing body 3 so as to be able to move up and down, an arm 16 attached so as to be swingable with respect to the distal end portion of the boom 15, and swinging with respect to the distal end portion of the arm 16. And an attachment 17 movably attached thereto.

上部旋回体3は、箱体で構成され、オペレータが搭乗する運転室31を備える。運転室31において、前方側の面を前面31a、上方側の面を上面31cと記述する。なお、図1の例では、前面31aと上面31cとの間には、後方に向かうにつれて徐々に高さが高くなる傾斜面31bが設けられている。   The upper swing body 3 is formed of a box and includes a cab 31 in which an operator gets on. In the cab 31, the front surface is described as a front surface 31 a and the upper surface is described as an upper surface 31 c. In the example of FIG. 1, an inclined surface 31 b that gradually increases in height toward the rear is provided between the front surface 31 a and the upper surface 31 c.

運転室31の前方には、前方側から順に警告領域D1及び自動運転領域D2が設定されている。警告領域D1は、障害物が侵入した場合、障害物が運転室31に接近しており、危険が迫っていることをオペレータに報知したり、作業装置4の動作を制限させたりするための領域である。自動運転領域D2は、障害物が侵入した場合、作業装置4の動作を自動停止或いは制限させるための領域である。なお、警告領域D1は干渉危険領域の一例に該当する。   A warning area D1 and an automatic operation area D2 are set in front of the cab 31 in order from the front side. The warning area D1 is an area for notifying the operator that the obstacle is approaching the cab 31 and the danger is imminent or restricting the operation of the work device 4 when an obstacle enters. It is. The automatic operation area D2 is an area for automatically stopping or restricting the operation of the work device 4 when an obstacle enters. The warning area D1 corresponds to an example of an interference danger area.

警告領域D1は、境界面L1と境界面L2とによって区画される。境界面L1は、前面31aを臨む境界面L11と傾斜面31bを臨む境界面L12とで構成される。境界面L11は、前面31aから前方に距離d11離れた位置において、前面31aと平行に設定された平面である。境界面L12は、境界面L11の上端K1から上側に設定され、傾斜面31bと距離d11離れて設定された平面である。   The warning area D1 is partitioned by the boundary surface L1 and the boundary surface L2. The boundary surface L1 includes a boundary surface L11 facing the front surface 31a and a boundary surface L12 facing the inclined surface 31b. The boundary surface L11 is a plane set parallel to the front surface 31a at a position d11 away from the front surface 31a. The boundary surface L12 is a plane that is set on the upper side from the upper end K1 of the boundary surface L11 and is set apart from the inclined surface 31b by a distance d11.

自動運転領域D2は、境界面L2と前面31a及び傾斜面31bとで区画される。境界面L2は、前面31aを臨む境界面L21と傾斜面31bを臨む境界面L22とで構成される。境界面L21は、前面31aから前方に距離d12(<d11)離れた位置において、前面31aと平行に設定された平面である。境界面L22は、境界面L21の上端K2から上側に設定され、傾斜面31bと距離d12離れて設定された平面である。上端K1の高さは、上端K2よりも高い位置に設定されている。   The automatic operation region D2 is partitioned by the boundary surface L2, the front surface 31a, and the inclined surface 31b. The boundary surface L2 includes a boundary surface L21 facing the front surface 31a and a boundary surface L22 facing the inclined surface 31b. The boundary surface L21 is a plane set in parallel with the front surface 31a at a position d12 (<d11) away from the front surface 31a. The boundary surface L22 is a plane that is set on the upper side from the upper end K2 of the boundary surface L21 and is set apart from the inclined surface 31b by a distance d12. The height of the upper end K1 is set at a position higher than the upper end K2.

なお、警告領域D1及び自動運転領域D2の最上端は、例えば、計測センサ111の計測範囲C111の上端C111_aの近傍に設けられている。また、警告領域D1及び自動運転領域D2の最下端は、例えば、運転室31の下部の前方に設けられている。また、警告領域D1及び自動運転領域D2の左右方向の幅は、例えば、前面31aの左右方向の幅或いはその幅に多少のマージンを設けた幅に設定されている。但し、これらは、一例であり、警告領域D1及び自動運転領域D2の最上端、最下端、及び左右方向の幅は規定されていなくてもよい。また、警告領域D1及び自動運転領域D2の最上端は、運転室31の上面31cの後方端まで延長されてもよい。以下、警告領域D1及び自動運転領域D2が設定されている3次元の座標系を建設機械1の座標系と記述する。   Note that the uppermost ends of the warning area D1 and the automatic operation area D2 are provided in the vicinity of the upper end C111_a of the measurement range C111 of the measurement sensor 111, for example. Further, the lowermost ends of the warning area D1 and the automatic operation area D2 are provided, for example, in front of the lower part of the cab 31. Further, the width in the left-right direction of the warning area D1 and the automatic operation area D2 is set to, for example, the width in the left-right direction of the front surface 31a or a width provided with a slight margin. However, these are examples, and the uppermost end, the lowermost end, and the width in the left-right direction of the warning area D1 and the automatic operation area D2 may not be defined. The uppermost ends of the warning area D1 and the automatic operation area D2 may be extended to the rear end of the upper surface 31c of the cab 31. Hereinafter, the three-dimensional coordinate system in which the warning area D1 and the automatic operation area D2 are set is described as the coordinate system of the construction machine 1.

前面31aには、上端に計測センサ111が設けられ、下端に計測センサ112が設けられている。計測センサ111,112は、それぞれ、左右方向視において扇状の計測範囲C111,C112を持つ。計測センサ111,112は、計測範囲C111,C112が少なくとも境界面L2の全域をカバーできるように、前面31aにおいて上下方向に離間して設置されている。これにより、警告領域D1において計測センサ111,112の死角が発生せず、障害物が自動運転領域D2に侵入するまでに建設機械1は、オペレータに警告を発することが可能となる。   On the front surface 31a, a measurement sensor 111 is provided at the upper end, and a measurement sensor 112 is provided at the lower end. The measurement sensors 111 and 112 have fan-shaped measurement ranges C111 and C112, respectively, when viewed in the left-right direction. The measurement sensors 111 and 112 are spaced apart in the vertical direction on the front surface 31a so that the measurement ranges C111 and C112 can cover at least the entire boundary surface L2. Thereby, the blind spot of the measurement sensors 111 and 112 does not occur in the warning area D1, and the construction machine 1 can issue a warning to the operator before the obstacle enters the automatic operation area D2.

建設機械1は、更に、角度センサ101,102,103を備える。角度センサ101は、ブーム15の回転支点に設けられ、ブーム15の回転角度を計測する。角度センサ102は、アーム16の回転支点に設けられ、アーム16の回転角度を計測する。角度センサ103は、アタッチメント17の回転支点に設けられ、アタッチメント17の回転角度を計測する。   The construction machine 1 further includes angle sensors 101, 102, and 103. The angle sensor 101 is provided at the rotation fulcrum of the boom 15 and measures the rotation angle of the boom 15. The angle sensor 102 is provided at the rotation fulcrum of the arm 16 and measures the rotation angle of the arm 16. The angle sensor 103 is provided at the rotation fulcrum of the attachment 17 and measures the rotation angle of the attachment 17.

図2は、実施の形態1における建設機械1のシステム構成の一例を示すブロック図である。建設機械1は、エンジン210と、エンジン210の出力軸に連結された油圧ポンプ250及び発電電動機220と、油圧ポンプ250から油圧シリンダ281,282,283に対する作動油の給排を制御するコントロールバルブ260と、発電電動機220により発電された電力を充電可能な蓄電装置240と、蓄電装置240と発電電動機220との電力の変換を行うインバータ230と、作業装置4の姿勢を変更するためのオペレータによる操作を受け付ける操作レバー270とを備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a system configuration of the construction machine 1 according to the first embodiment. The construction machine 1 includes an engine 210, a hydraulic pump 250 and a generator motor 220 connected to the output shaft of the engine 210, and a control valve 260 that controls supply and discharge of hydraulic oil from the hydraulic pump 250 to the hydraulic cylinders 281, 282, and 283. An electric storage device 240 that can charge the electric power generated by the generator motor 220, an inverter 230 that converts electric power between the electric storage device 240 and the generator motor 220, and an operation by an operator for changing the attitude of the work device 4 And an operation lever 270 for receiving the.

油圧ポンプ250は、エンジン210の動力により作動して、作動油を吐出する。油圧ポンプ250から吐出された作動油は、コントロールバルブ260によって流量制御された状態で、油圧シリンダ281,282,283に導かれる。   The hydraulic pump 250 is operated by the power of the engine 210 and discharges hydraulic oil. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 250 is guided to the hydraulic cylinders 281, 282, and 283 while the flow rate is controlled by the control valve 260.

操作レバー270は、操作量を示す信号をコントローラ270に出力する。コントロールバルブ260は、コントローラ270の制御の下、操作レバー270の操作量に応じた開度に弁の開度を設定する。   The operation lever 270 outputs a signal indicating the operation amount to the controller 270. The control valve 260 sets the opening of the valve to an opening corresponding to the operation amount of the operation lever 270 under the control of the controller 270.

油圧シリンダ281は、作動油の供給を受けて伸縮することにより、上部旋回体3に対してブーム15を起伏させる。油圧シリンダ282は、作動油の供給を受けて伸縮することにより、ブーム15に対してアーム16を揺動させる。油圧シリンダ283は、作動油の供給を受けて伸縮することにより、アーム16に対してアタッチメント17揺動させる。   The hydraulic cylinder 281 expands and contracts with the supply of hydraulic oil, thereby raising and lowering the boom 15 with respect to the upper swing body 3. The hydraulic cylinder 282 swings the arm 16 with respect to the boom 15 by expanding and contracting with the supply of hydraulic oil. The hydraulic cylinder 283 causes the attachment 17 to swing with respect to the arm 16 by expanding and contracting upon receiving the supply of hydraulic oil.

発電電動機220は、エンジン210の動力を電力に変換する発電機としての構成と、蓄電装置240が蓄える電力を動力に変換する電動機としての構成とを備えている。図2の例では、発電電動機220は例えば三相モータで構成されているが、これは一例であり、単相モータで構成されていてもよい。   The generator motor 220 has a configuration as a generator that converts the power of the engine 210 into electric power, and a configuration as an electric motor that converts the electric power stored in the power storage device 240 into power. In the example of FIG. 2, the generator motor 220 is configured by, for example, a three-phase motor, but this is an example and may be configured by a single-phase motor.

蓄電装置240は、例えば、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ、電気二重層キャパシタ、及び鉛バッテリといった種々の二次電池で構成される。   The power storage device 240 is composed of various secondary batteries such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, an electric double layer capacitor, and a lead battery.

インバータ230は、コントローラ120の制御の下、発電電動機220の発電機としての作動と、発電電動機220の電動機としての作動との切り換えを制御する。また、インバータ230は、コントローラ120の制御の下、発電電動機220に対する電流及び発電電動機220のトルクを制御する。図2の例では、インバータ230は例えば、3相インバータで構成されているが、これは一例であり単相インバータで構成されていてもよい。   The inverter 230 controls switching between the operation of the generator motor 220 as a generator and the operation of the generator motor 220 as an electric motor under the control of the controller 120. The inverter 230 controls the current to the generator motor 220 and the torque of the generator motor 220 under the control of the controller 120. In the example of FIG. 2, the inverter 230 is configured by, for example, a three-phase inverter. However, this is an example, and the inverter 230 may be configured by a single-phase inverter.

更に、建設機械1は、取得部100、計測部110、及びコントローラ120を備える。   Furthermore, the construction machine 1 includes an acquisition unit 100, a measurement unit 110, and a controller 120.

取得部100は、図1で説明した角度センサ101,102,102を備え、作業装置4の姿勢を示す姿勢情報を取得する。ここでは、ブーム15の回転角度、アーム16の回転角度、及びアタッチメント17の回転角度が姿勢情報に該当する。   The acquisition unit 100 includes the angle sensors 101, 102, 102 described with reference to FIG. 1 and acquires posture information indicating the posture of the work device 4. Here, the rotation angle of the boom 15, the rotation angle of the arm 16, and the rotation angle of the attachment 17 correspond to the posture information.

計測部110は、図1で説明した計測センサ111,112を備え、自身から、運転室31の周囲に位置する物体までの距離を計測する。本実施の形態では、計測センサ111,112としては、例えば、赤外線を照射する光源と、赤外線及び可視光が受光可能なカメラと、カメラが撮像した画像データを処理するプロセッサとを備える深度センサで構成されている。   The measurement unit 110 includes the measurement sensors 111 and 112 described in FIG. 1, and measures the distance from itself to an object located around the cab 31. In the present embodiment, the measurement sensors 111 and 112 are depth sensors including, for example, a light source that emits infrared light, a camera that can receive infrared light and visible light, and a processor that processes image data captured by the camera. It is configured.

計測センサ111,112は、例えば、一定の時間毎(例えば30fps)で赤外線を照射し、赤外線を照射してから反射光を受信するまでの時間を画素単位で計測することでセンサ面から物体までの距離分布を計測する。   For example, the measurement sensors 111 and 112 irradiate infrared rays at regular intervals (for example, 30 fps), and measure the time from irradiation of infrared rays to reception of reflected light in units of pixels, from the sensor surface to the object. Measure the distance distribution.

赤外線を照射する深度センサは、距離計測手段として近年実用化例が増えてきており、ゲームなどでゼスチャ入力を行うための入力インターフェースとして活用されている。また、建設機械1は夜間に使用されることもあるので、赤外線を用いた深度センサは建設機械1にとって有用である。なお、赤外線を照射する深度センサにおいては、上記のように赤外線を照射してから反射光を受信するまでの時間を計測する方式はToF(Time of flight)方式として知られている。その他、深度センサとしては、特定パターンを照射した際の反射光の受光パターンから距離を計測するパターン照射方式が知られており、このパターン照射方式の深度センサが採用されてもよい。建設機械1は屋外で作業することが多いため、太陽光との干渉に強いレーザー走査ToF方式の深度センサが採用されてもよい。   In recent years, depth sensors that irradiate infrared rays have been increasingly put into practical use as distance measuring means, and are used as an input interface for performing gesture input in games and the like. In addition, since the construction machine 1 may be used at night, a depth sensor using infrared rays is useful for the construction machine 1. In the depth sensor that irradiates infrared rays, the method of measuring the time from when the infrared rays are irradiated until the reflected light is received is known as the ToF (Time of flight) method. In addition, as the depth sensor, a pattern irradiation method for measuring a distance from a light receiving pattern of reflected light when a specific pattern is irradiated is known, and a depth sensor of this pattern irradiation method may be adopted. Since the construction machine 1 often works outdoors, a laser scanning ToF type depth sensor that is resistant to interference with sunlight may be employed.

ここでは、計測センサ111,112として深度センサを用いたが、本発明はこれに限定されず、深度センサに比べて比較的安価なステレオカメラで構成されてもよい。この場合、計測センサ111,112は、例えば、ステレオカメラと、ステレオカメラを構成する各カメラで撮像された複数枚の画像データから物体までの距離分布を算出するプロセッサとで構成される。   Here, although the depth sensor is used as the measurement sensors 111 and 112, the present invention is not limited to this, and may be configured with a stereo camera that is relatively inexpensive as compared to the depth sensor. In this case, the measurement sensors 111 and 112 include, for example, a stereo camera and a processor that calculates a distribution of distances from a plurality of pieces of image data captured by each camera constituting the stereo camera to an object.

なお、本実施の形態では、計測センサ111,112は上記のものに限定されず、取り付け位置や角度から運転室31から物体までの距離が計算できる計測センサであれば、どのよう計測センサが採用されてもよい。例えば、非特許文献1で解説されている計測センサが採用されてもよい。   In the present embodiment, the measurement sensors 111 and 112 are not limited to those described above, and any measurement sensor may be used as long as the measurement sensor can calculate the distance from the cab 31 to the object from the attachment position and angle. May be. For example, a measurement sensor described in Non-Patent Document 1 may be employed.

コントローラ120は、例えば、マイクロコントローラ等のプロセッサ及びプログラム等を記憶する記憶装置で構成されている。そして、コントローラ120は、予測部121、限定部122、干渉判定部123、及び干渉防止部124を備えている。予測部121〜干渉防止部124は、専用のハードウェア回路で構成されてもよいし、CPUがプログラムを実行することで実現されてもよい。   The controller 120 includes a processor such as a microcontroller and a storage device that stores programs and the like. The controller 120 includes a prediction unit 121, a limiting unit 122, an interference determination unit 123, and an interference prevention unit 124. The prediction unit 121 to the interference prevention unit 124 may be configured by a dedicated hardware circuit, or may be realized by the CPU executing a program.

予測部121は、角度センサ101〜103で計測された姿勢情報を用いて、運転室31から障害物までの接近位置を予測する。以下、予測部121が予測した接近位置を予測接近位置と記述する。障害物としては、作業装置4又は作業装置4の把持物が該当するが、以下の説明では、アーム16の先端やアタッチメント17の先端が該当するものとして説明する。なお、作業装置4の把持物を障害物とする場合、予測部121は、アームの先端から後方向に向けて所定のオフセット距離だけ離れた位置を予測接近位置として採用すればよい。オフセット距離としては、想定される把持物の大きさが考慮された予め定められた値が採用されればよい。   The prediction unit 121 predicts the approach position from the cab 31 to the obstacle using the posture information measured by the angle sensors 101 to 103. Hereinafter, the approach position predicted by the prediction unit 121 is described as a predicted approach position. The obstacle corresponds to the work device 4 or the gripping object of the work device 4, but in the following description, the tip of the arm 16 or the tip of the attachment 17 is assumed to be applicable. Note that when the gripping object of the work device 4 is an obstacle, the prediction unit 121 may adopt a position that is separated from the tip of the arm by a predetermined offset distance in the backward direction as the predicted approach position. As the offset distance, a predetermined value in consideration of the assumed size of the grasped object may be adopted.

アタッチメント17がユーザーによって変更されている場合や、アタッチメント17が把持物を把持している場合、計算した予測接近位置が運転室31に干渉するとは限らない。よって、本実施の形態では、予測接近位置は、障害物のおよその位置を推定するための参考情報として活用する。つまり、算出した予測接近位置周辺の計測センサを有効とし、算出した予測接近位置から離れた計測センサは無効と判定するために予測接近位置は利用される。   When the attachment 17 has been changed by the user, or when the attachment 17 is holding a gripped object, the calculated predicted approach position does not necessarily interfere with the cab 31. Therefore, in the present embodiment, the predicted approach position is utilized as reference information for estimating the approximate position of the obstacle. In other words, the predicted approach position is used to validate the measurement sensor around the calculated predicted approach position and to determine that the measurement sensor away from the calculated predicted approach position is invalid.

図3は、予測部121が予測接近位置を算出する処理の説明図である。図3において、ブーム15、アーム16、及びアタッチメント17は説明を簡略化するために直線で示されている。ブーム15、アーム16、及びアタッチメント17の長さは既知である。また、運転室31の前面31aと角度センサ101との前後方向の距離dαも既知である。よって、ブーム15の前面31aに対する回転角度θ1、アーム16のブーム15に対する回転角度θ2、及びアタッチメント17のアーム16に対する回転角度θ3が分かれば、三角関数を用いることで、予測接近位置P1の高度dy及び深度dzを算出できる。ここで、高度dyとは、例えば、前後方向と平行な基準面SEから予測接近位置P1までの上下方向の距離を指し、深度dzとは、例えば、前面31aから予測接近位置P1までの前後方向の距離を指す。図3の例では、角度センサ101を通るように基準面SEが設定されているが、これは一例である。なお、図3の例では、建設機械1の座標系は、前面31aが前後方向の原点に設定され、基準面SEが上下方向の原点に設定され、前面31aの左右方向の中心が左右方向の限定に設定されている。   FIG. 3 is an explanatory diagram of a process in which the prediction unit 121 calculates a predicted approach position. In FIG. 3, the boom 15, the arm 16, and the attachment 17 are shown as straight lines to simplify the description. The lengths of the boom 15, the arm 16, and the attachment 17 are known. The distance dα in the front-rear direction between the front surface 31a of the cab 31 and the angle sensor 101 is also known. Therefore, if the rotation angle θ1 of the boom 15 with respect to the front surface 31a, the rotation angle θ2 of the arm 16 with respect to the boom 15, and the rotation angle θ3 of the attachment 17 with respect to the arm 16 are known, a trigonometric function is used to calculate the altitude dy of the predicted approach position P1. And the depth dz can be calculated. Here, the altitude dy refers to the vertical distance from the reference plane SE parallel to the front-rear direction to the predicted approach position P1, for example, and the depth dz refers to the front-rear direction from the front surface 31a to the predicted approach position P1, for example. Refers to the distance. In the example of FIG. 3, the reference plane SE is set so as to pass through the angle sensor 101, but this is an example. In the example of FIG. 3, in the coordinate system of the construction machine 1, the front surface 31 a is set as the origin in the front-rear direction, the reference plane SE is set as the origin in the up-down direction, and the center in the left-right direction of the front surface 31 a is the left-right direction. Set to limited.

なお、図3の点線で示す姿勢をアタッチメント17がとる場合、アタッチメント17の先端P2よりもアーム16の先端P1’の方が、前面31aに近くなる。この場合、予測部121は、アタッチメント17の先端ではなくアーム16の先端P1’を予測接近位置P1として算出してもよい。   In addition, when the attachment 17 takes the attitude | position shown by the dotted line of FIG. 3, the front-end | tip P1 'of the arm 16 becomes closer to the front surface 31a rather than the front-end | tip P2 of the attachment 17. FIG. In this case, the prediction unit 121 may calculate the tip P1 'of the arm 16 instead of the tip of the attachment 17 as the predicted approach position P1.

ここで、アタッチメント17の姿勢が上下方向に対して前方に向いていれば、アーム16の先端P1’がアタッチメント17の先端P2よりも前面31aに近くなる。そこで、予測部122は、回転角度θ1〜θ3の大きさから、アタッチメント17の姿勢が上下方向に対して前方に向いているか否かを判定し、前方に向いていれば、アーム16の先端P1’を予測接近位置P1として算出し、後方に向いていれば、アタッチメント17の先端を予測接近位置P1として算出してもよい。   Here, if the posture of the attachment 17 is directed forward with respect to the vertical direction, the tip end P <b> 1 ′ of the arm 16 is closer to the front surface 31 a than the tip end P <b> 2 of the attachment 17. Therefore, the predicting unit 122 determines whether or not the posture of the attachment 17 is directed forward with respect to the vertical direction based on the magnitudes of the rotation angles θ1 to θ3, and if it is directed forward, the tip P1 of the arm 16 is determined. 'May be calculated as the predicted approach position P1, and the tip of the attachment 17 may be calculated as the predicted approach position P1 if it faces backward.

或いは、予測接近位置P1は、計測範囲を限定するために用いられるので、厳密に予測される必要はなく、おおよその位置が特定できればよい。そこで、予測部121は、アーム16の先端P1’を予測接近位置P1として算出してもよい。この場合、予測部121は、回転角度θ3を用いずに、予測接近位置P1を算出できる。或いは、予測部121は、ブーム15の先端を予測接近位置P1として算出してもよい。この場合、予測部121は、回転角度θ3,θ2を用いずに予測接近位置P1を算出できる。   Alternatively, since the predicted approach position P1 is used to limit the measurement range, it is not necessary to be predicted precisely, and it is only necessary to be able to specify an approximate position. Therefore, the prediction unit 121 may calculate the tip P1 'of the arm 16 as the predicted approach position P1. In this case, the prediction unit 121 can calculate the predicted approach position P1 without using the rotation angle θ3. Alternatively, the prediction unit 121 may calculate the tip of the boom 15 as the predicted approach position P1. In this case, the prediction unit 121 can calculate the predicted approach position P1 without using the rotation angles θ3 and θ2.

図2に参照を戻す。限定部122は、予測部121により予測された予測接近位置P1に従って計測部110による計測範囲を限定する。   Returning to FIG. The limiting unit 122 limits the measurement range by the measuring unit 110 according to the predicted approach position P1 predicted by the prediction unit 121.

本実施の形態では、限定部122は、計測センサ111,112の中から予測接近位置P1が計測可能な計測センサを有効計測センサとして選択することで計測範囲を限定する。例えば、図1を参照して、限定部122は、予測接近位置P1と計測範囲C111の中心線C111_bとの距離を算出すると共に、予測接近位置P1と計測範囲C112の中心線C112_bとの距離を算出し、距離が短い方の中心線を計測範囲とする計測センサを有効計測センサとして選択すればよい。これにより、障害物の検知に最も有効な計測センサを選択することができ、処理時間の短縮させると共に計測精度の増大及び消費電力の削減を図ることができる。   In the present embodiment, the limiting unit 122 limits the measurement range by selecting a measurement sensor capable of measuring the predicted approach position P1 from the measurement sensors 111 and 112 as an effective measurement sensor. For example, referring to FIG. 1, the limiting unit 122 calculates the distance between the predicted approach position P1 and the center line C111_b of the measurement range C111 and determines the distance between the predicted approach position P1 and the center line C112_b of the measurement range C112. A measurement sensor that calculates and uses a center line with a shorter distance as a measurement range may be selected as an effective measurement sensor. As a result, the most effective measurement sensor for detecting an obstacle can be selected, and the processing time can be shortened, the measurement accuracy can be increased, and the power consumption can be reduced.

干渉判定部123は、計測部110によって計測された物体の距離を用いて、障害物による運転室31への干渉の危険性を判定する。ここで、干渉判定部123は、有効計測センサで計測された物体の深度が警告領域D1或いは自動運転領域D2に侵入しているか否かにより、障害物による干渉の危険性を判定する。   The interference determination unit 123 determines the risk of interference with the cab 31 due to an obstacle using the distance of the object measured by the measurement unit 110. Here, the interference determination unit 123 determines the risk of interference due to an obstacle based on whether or not the depth of the object measured by the effective measurement sensor has entered the warning area D1 or the automatic operation area D2.

具体的には、干渉判定部123は、有効計測センサで計測された計測データ示す深度のうち最小の深度を障害物の深度として検知する。この場合、干渉判定部123は、前面31aから境界面L1までの距離d11と、前面31aから境界面L2までの距離d12とを予め記憶しておけばよい。そして、干渉判定部123は、有効計測センサで計測された最小の深度を、有効計測センサの座標系から建設機械1の座標系に変換し、変換した深度が警告領域D1或いは自動運転領域D2に侵入しているか否かを判定すればよい。   Specifically, the interference determination unit 123 detects the minimum depth of the depths indicated by the measurement data measured by the effective measurement sensor as the depth of the obstacle. In this case, the interference determination unit 123 may store in advance a distance d11 from the front surface 31a to the boundary surface L1 and a distance d12 from the front surface 31a to the boundary surface L2. Then, the interference determination unit 123 converts the minimum depth measured by the effective measurement sensor from the coordinate system of the effective measurement sensor to the coordinate system of the construction machine 1, and the converted depth is changed to the warning area D1 or the automatic operation area D2. What is necessary is just to determine whether it has penetrate | invaded.

或いは、干渉判定部123は、深度に加えて、検知された物体の高さを考慮して、干渉の危険性を判定してもよい。この場合、干渉判定部123は、距離d11,d12に加えて、更に境界面L1の最上端、上端K1、及び最下端の高さと、境界面L2の最上端、上端K1、及び最下端の高さとを予め記憶しておけばよい。そして、干渉判定部123は、有効計測センサが計測した深度のうち最小の深度を示す座標を、有効計測センサの座標系から建設機械1の座標系に変換し、変換した座標が警告領域D1或いは自動運転領域D2に侵入しているか否かを判定すればよい。   Alternatively, the interference determination unit 123 may determine the risk of interference in consideration of the height of the detected object in addition to the depth. In this case, in addition to the distances d11 and d12, the interference determination unit 123 further heights the uppermost end, the upper end K1, and the lowermost end of the boundary surface L1, and the heights of the uppermost end, the upper end K1, and the lowermost end of the boundary surface L2. Sato may be stored in advance. And the interference determination part 123 converts the coordinate which shows the minimum depth among the depths which the effective measurement sensor measured into the coordinate system of the construction machine 1 from the coordinate system of an effective measurement sensor, and the converted coordinate is warning area | region D1 or What is necessary is just to determine whether it has penetrate | invaded into the automatic driving | operation area | region D2.

干渉防止部124は、干渉判定部123により干渉の危険性が有ると判定された場合、オペレータへ警告及び作業装置4の動作制限の少なくともいずれか一方を行う。具体的には、干渉判定部123により、障害物が警告領域D1に位置すると判定された場合、干渉防止部124は、ブザー130を鳴動させる。   When the interference determination unit 123 determines that there is a risk of interference, the interference prevention unit 124 warns the operator and / or restricts the operation of the work device 4. Specifically, when the interference determination unit 123 determines that the obstacle is located in the warning area D1, the interference prevention unit 124 sounds the buzzer 130.

また、干渉判定部123により、障害物が自動運転領域D2に位置すると判定された場合、干渉防止部124は、作業装置4を減速させる或いは自動停止させることで、作業装置4の動作を制限する。   When the interference determination unit 123 determines that the obstacle is located in the automatic driving area D2, the interference prevention unit 124 limits the operation of the work device 4 by decelerating or automatically stopping the work device 4. .

この場合、干渉防止部124は、操作レバー270の操作量に応じて設定されるコントロールバルブ260の弁の開度を作業装置4を減速させるように方向に補正することで、作業装置4を減速させればよい。更にこの場合、干渉防止部124は、障害物の深度が運転室31に近づくにつれて作業装置4の減速量を増大させてもよい。   In this case, the interference preventing unit 124 decelerates the work device 4 by correcting the opening degree of the control valve 260 set in accordance with the operation amount of the operation lever 270 in the direction to decelerate the work device 4. You can do it. Further, in this case, the interference prevention unit 124 may increase the deceleration amount of the work device 4 as the depth of the obstacle approaches the cab 31.

ブザー130は、例えば運転室31内に設けられ、干渉防止部124の制御の下、鳴動する。   The buzzer 130 is provided, for example, in the cab 31 and rings under the control of the interference prevention unit 124.

なお、図2において、コントロールバルブ260は、コントローラ120を介して操作レバー270の操作量が伝達されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、操作レバー270及びコントロールバルブ260間に電磁弁を設け、この電磁弁が操作レバー270の出力する圧力を減圧し、減圧した圧力でコントロールバルブ260の弁の開度を制御する態様が採用されてもよい。   In FIG. 2, the control valve 260 transmits the operation amount of the operation lever 270 via the controller 120, but the present invention is not limited to this. For example, a mode in which a solenoid valve is provided between the operation lever 270 and the control valve 260, the pressure output from the control lever 270 is reduced by the solenoid valve, and the opening degree of the control valve 260 is controlled by the reduced pressure is adopted. May be.

図4は、実施の形態1における建設機械1の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータにより操作レバー270が操作されると(S401でYES)、予測部121は、角度センサ101〜103が計測した回転角度θ1〜θ2を用いて予測接近位置P1を算出する(S402)。一方、操作レバー270が操作されなければ(S401でNO)、処理はS401に戻される。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the construction machine 1 in the first embodiment. First, when the operation lever 270 is operated by the operator (YES in S401), the prediction unit 121 calculates the predicted approach position P1 using the rotation angles θ1 to θ2 measured by the angle sensors 101 to 103 (S402). On the other hand, if the operation lever 270 is not operated (NO in S401), the process returns to S401.

次に、限定部122は、予測接近位置P1に基づいて有効計測センサを選択する(S403)。次に、限定部122は、有効計測センサが計測した計測データが示す物体の深度を計測する(S404)。   Next, the limiting unit 122 selects an effective measurement sensor based on the predicted approach position P1 (S403). Next, the limiting unit 122 measures the depth of the object indicated by the measurement data measured by the effective measurement sensor (S404).

次に、干渉判定部123が、計測した物体の深度が警告領域D1に侵入したと判定すると(S405でYES)、干渉防止部124は、障害物が警告領域D1に侵入したと判定し、ブザー130を鳴動させて警告する(S406)。一方、干渉判定部123は、計測した物体の深度が警告領域D1に侵入していないと判定すると(S405でNO)、障害物が警告領域D1に侵入していないと判定し、処理をS401に戻す。   Next, when the interference determination unit 123 determines that the measured depth of the object has entered the warning region D1 (YES in S405), the interference prevention unit 124 determines that an obstacle has entered the warning region D1, and the buzzer A warning is issued by ringing 130 (S406). On the other hand, when the interference determination unit 123 determines that the measured depth of the object has not entered the warning area D1 (NO in S405), the interference determination unit 123 determines that an obstacle has not entered the warning area D1, and the process proceeds to S401. return.

次に、干渉判定部123が、計測した物体の深度が自動運転領域D2に侵入していると判定すると(S407でYES)、干渉防止部124は、障害物が自動運転領域D2に侵入したと判定し、作業装置4の動作を制限させる(S408)。S408が終了すると、処理はS401に戻される。一方、干渉判定部123は、計測した物体の深度が自動運転領域D2に侵入していないと判定すると(S407でNO)、障害物が自動運転領域D2に侵入していないと判定し、処理をS401に戻す。   Next, when the interference determination unit 123 determines that the measured depth of the object has entered the automatic driving region D2 (YES in S407), the interference prevention unit 124 indicates that the obstacle has entered the automatic driving region D2. It determines and restrict | limits operation | movement of the working apparatus 4 (S408). When S408 ends, the process returns to S401. On the other hand, when the interference determination unit 123 determines that the measured depth of the object has not entered the automatic driving area D2 (NO in S407), the interference determining unit 123 determines that the obstacle has not entered the automatic driving area D2, and performs processing. Return to S401.

なお、上記フローチャートでは、障害物が警告領域D1に侵入したと判定した場合、警告のみが行われているが、作業装置4が減速されてもよい。そして、障害物が自動運転領域D2に侵入したと判定した場合、干渉防止部124は、作業装置4を自動停止させてもよい。或いは、障害物が警告領域D1に侵入したと判定した場合、操作レバー270の操作量に拘わらず、干渉防止部124は、自動運転領域D2内に障害物が侵入しないように作業装置4の動作を制限してもよい。   In the flowchart, when it is determined that an obstacle has entered the warning area D1, only the warning is performed, but the work device 4 may be decelerated. And when it determines with the obstruction having penetrate | invaded into the automatic driving | operation area | region D2, the interference prevention part 124 may make the work apparatus 4 stop automatically. Alternatively, when it is determined that an obstacle has entered the warning area D1, the interference prevention unit 124 operates the work device 4 so that the obstacle does not enter the automatic operation area D2, regardless of the amount of operation of the operation lever 270. May be restricted.

このように、実施の形態1では、作業装置4の姿勢を示す姿勢情報を用いて、障害物の運転室31への接近位置が予測され、予測された予測接近位置P1に従って計測部110による計測範囲が限定されている。そのため、無駄な計測動作を省くことができ、障害物の警告領域D1への干渉の有無を短時間で検知できる。更に、限定された計測範囲に処理範囲が絞られているので、検知精度を高めることができると同時に消費電力の抑制も可能となる。   As described above, in the first embodiment, the approach position of the obstacle to the cab 31 is predicted using the posture information indicating the posture of the work device 4, and the measurement by the measurement unit 110 is performed according to the predicted predicted approach position P1. The range is limited. Therefore, useless measurement operation can be omitted, and the presence or absence of interference with the warning area D1 of the obstacle can be detected in a short time. Furthermore, since the processing range is narrowed down to a limited measurement range, the detection accuracy can be increased and at the same time power consumption can be suppressed.

なお、図1では、複数の計測センサが設けられているが、警告領域D1及び自動運転領域D2をカバーできるのであれば、計測センサの個数は1つであってもよい。   In FIG. 1, a plurality of measurement sensors are provided, but the number of measurement sensors may be one as long as the warning area D1 and the automatic operation area D2 can be covered.

(実施の形態2)
実施の形態2の建設機械1は、予測接近位置P1に計測センサの計測範囲を向けることを特徴とする。図5は、実施の形態2における建設機械1の外観図である。実施の形態2では、計測センサ111は1つである。計測センサ111にはアクチュエータ110aが取り付けられている。アクチュエータ110aは、計測センサ111と前面31aとの仰角を変更させる方向(矢印YAに示す方向)に計測センサ111回転させ、計測センサ111の計測範囲C111を予測接近位置P1に位置決めする。これにより1つの計測センサ111で計測できる範囲が格段に大きくなり、警告領域D1の全域をカバーするために無駄な計測センサを追加せずに済む。
(Embodiment 2)
The construction machine 1 according to the second embodiment is characterized in that the measurement range of the measurement sensor is directed to the predicted approach position P1. FIG. 5 is an external view of the construction machine 1 according to the second embodiment. In the second embodiment, there is one measurement sensor 111. An actuator 110 a is attached to the measurement sensor 111. The actuator 110a rotates the measurement sensor 111 in the direction in which the elevation angle between the measurement sensor 111 and the front surface 31a is changed (the direction indicated by the arrow YA), and positions the measurement range C111 of the measurement sensor 111 at the predicted approach position P1. As a result, the range that can be measured by one measurement sensor 111 is remarkably increased, and it is not necessary to add a useless measurement sensor to cover the entire warning area D1.

図6は、実施の形態2における建設機械1のシステム構成の一例を示すブロック図である。図6において、図2との相違点は、計測部110から計測センサ112が省かれ、アクチュエータ110aが設けられている点にある。それ以外は、図2と同じである。   FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a system configuration of the construction machine 1 according to the second embodiment. 6 is different from FIG. 2 in that the measurement sensor 112 is omitted from the measurement unit 110 and an actuator 110a is provided. The rest is the same as FIG.

限定部122は、予測部121により算出された予測接近位置P1が計測センサ111の計測範囲C111に含まれるように、計測センサ111を回転させる。図5を参照して、例えば、図示する位置に予測接近位置P1が算出されたとすると、限定部122は、アクチュエータ110aを制御して、中心線C111_bが予測接近位置P1と交差するように計測センサ111を回転させる。   The limiting unit 122 rotates the measurement sensor 111 so that the predicted approach position P1 calculated by the prediction unit 121 is included in the measurement range C111 of the measurement sensor 111. Referring to FIG. 5, for example, if the predicted approach position P1 is calculated at the illustrated position, the limiting unit 122 controls the actuator 110a so that the center line C111_b crosses the predicted approach position P1. Rotate 111.

図7は、実施の形態2における建設機械1の処理を示すフローチャートである。なお、本フローチャートにおいて、図4のフローチャートと同じ処理には同じ符号が付されている。   FIG. 7 is a flowchart showing processing of the construction machine 1 in the second embodiment. In this flowchart, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the flowchart of FIG.

S402に続くS701では、限定部122は、アクチュエータ110aを制御して、予測接近位置P1に向かうように計測センサ111の計測範囲C111の方向を変更する(S701)。   In S701 following S402, the limiting unit 122 controls the actuator 110a to change the direction of the measurement range C111 of the measurement sensor 111 so as to go to the predicted approach position P1 (S701).

次に、計測センサ111は、変更された計測範囲C111において物体の深度を計測する(S702)。以降、図4と同じ処理が繰り返される。   Next, the measurement sensor 111 measures the depth of the object in the changed measurement range C111 (S702). Thereafter, the same processing as in FIG. 4 is repeated.

このように、実施の形態2による建設機械1では、予測接近位置P1に向けて計測センサ111の計測範囲C111が変更されているので、複数の計測センサを設けなくても、予測接近位置P1付近の物体を計測センサ111に計測させることができる。   Thus, in the construction machine 1 according to the second embodiment, since the measurement range C111 of the measurement sensor 111 is changed toward the predicted approach position P1, the vicinity of the predicted approach position P1 without providing a plurality of measurement sensors. The object can be measured by the measurement sensor 111.

なお、図5では、計測センサ111の個数を1つとしたが、警告領域D1が大きく1つの計測センサ111では、警告領域D1の全域をカバーできない場合、計測センサを複数設けてもよい。この場合、各計測センサにアクチュエータ110aを設け、各計測センサの計測範囲を個別に変更できるようにすればよい。   In FIG. 5, the number of the measurement sensors 111 is one. However, when the warning area D1 is large and one measurement sensor 111 cannot cover the entire area of the warning area D1, a plurality of measurement sensors may be provided. In this case, an actuator 110a may be provided for each measurement sensor so that the measurement range of each measurement sensor can be changed individually.

(実施の形態3)
実施の形態3の建設機械1は、実施の形態1において、有効計測センサが計測データとして取得した距離画像データから、予測接近位置P1を含む一部の領域を抽出し、抽出した領域内において物体の深度を検知することを特徴とする。
(Embodiment 3)
The construction machine 1 according to the third embodiment extracts a part of the area including the predicted approach position P1 from the distance image data acquired as the measurement data by the effective measurement sensor in the first embodiment, and the object in the extracted area It is characterized by detecting the depth.

図8は、実施の形態3において、有効計測センサが取得した距離画像データG1の一例を示す図である。距離画像データG1には、運転室31の前面31a側から見たアーム16とアタッチメント17との画像が含まれている。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the distance image data G1 acquired by the effective measurement sensor in the third embodiment. The distance image data G1 includes images of the arm 16 and the attachment 17 as viewed from the front surface 31a side of the cab 31.

そして、図示する位置に予測接近位置P1が位置したとすると、限定部122は、距離画像データG1において、予測接近位置P1を中心に処理領域D80を設定し、距離画像データG1から処理領域D80を抽出する。この場合、限定部122は、予測接近位置P1の座標系を建設機械1の座標系から有効計測センサの座標系に変換することで距離画像データG1内に予測接近位置P1をプロットすればよい。   Then, assuming that the predicted approach position P1 is located at the illustrated position, the limiting unit 122 sets a processing region D80 around the predicted approach position P1 in the distance image data G1, and sets the processing region D80 from the distance image data G1. Extract. In this case, the limiting unit 122 may plot the predicted approach position P1 in the distance image data G1 by converting the coordinate system of the predicted approach position P1 from the coordinate system of the construction machine 1 to the coordinate system of the effective measurement sensor.

ここで、予測接近位置P1は、図3に示されるように、深度dzと高度dyの2成分のデータなので、左右方向の位置が分からない。したがって、限定部122は、予測接近位置P1の左右方向の位置を、作業装置4と運転室31との相対的な位置関係から予め定められた位置に設定すればよい。或いは、作業装置4が左右方向に傾倒可能に構成されているのであれば、作業装置4の左右方向の回転角度を角度センサで計測させ、予測部121に予測接近位置P1の左右方向の位置を算出させてもよい。   Here, as shown in FIG. 3, the predicted approach position P1 is data of two components of the depth dz and the altitude dy, so the position in the left-right direction is not known. Therefore, the limiting unit 122 may set the position in the left-right direction of the predicted approach position P1 to a position determined in advance from the relative positional relationship between the work device 4 and the cab 31. Alternatively, if the work device 4 is configured to be tiltable in the left-right direction, the rotation angle in the left-right direction of the work device 4 is measured by the angle sensor, and the prediction unit 121 determines the position in the left-right direction of the predicted approach position P1. It may be calculated.

なお、処理領域D80は、アタッチメント17の種類や把持物などが考慮された予め定められたサイズが採用される。この場合、限定部122は、アタッチメント17の種類に応じて処理領域D80の大きさを変更してもよい。なお、限定部122は、アタッチメント17の種類をオペレータにより入力させることで、認識すればよい。   Note that the processing area D80 has a predetermined size in consideration of the type of the attachment 17 and a grasped object. In this case, the limiting unit 122 may change the size of the processing region D80 according to the type of the attachment 17. The limiting unit 122 may recognize the attachment 17 by causing the operator to input the type of the attachment 17.

図9は、実施の形態3における建設機械1の処理を示すフローチャートである。なお、本フローチャートにおいて、図4のフローチャートと同じ処理には同じ符号が付されている。   FIG. 9 is a flowchart showing processing of the construction machine 1 in the third embodiment. In this flowchart, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the flowchart of FIG.

S403に続くS901では、限定部122は、有効計測センサが計測した距離画像データから処理領域D80を抽出する。次に、干渉判定部123は、処理領域D80内の深度のうち最小の深度を障害物の深度として検知する(S902)。以降、図4と同じ処理が繰り返される。   In S901 following S403, the limiting unit 122 extracts the processing region D80 from the distance image data measured by the effective measurement sensor. Next, the interference determination unit 123 detects the minimum depth in the processing region D80 as the depth of the obstacle (S902). Thereafter, the same processing as in FIG. 4 is repeated.

このように、実施の形態3の建設機械1では、計測センサが取得する距離画像データG1から、予測接近位置P1を含む処理領域D80を抽出することで計測範囲が限定されているので、処理対象が絞られ、処理時間を短縮できる。   Thus, in the construction machine 1 according to the third embodiment, the measurement range is limited by extracting the processing region D80 including the predicted approach position P1 from the distance image data G1 acquired by the measurement sensor. The processing time can be shortened.

なお、実施の形態3は、実施の形態2に適用されてもよい。この場合、計測範囲C111が予測接近位置P1を向くように位置決めされた計測センサ111が計測した距離画像データG1内から処理領域D80が抽出されることになる。   The third embodiment may be applied to the second embodiment. In this case, the processing region D80 is extracted from the distance image data G1 measured by the measurement sensor 111 positioned so that the measurement range C111 faces the predicted approach position P1.

(実施の形態4)
実施の形態4は、少なくとも警告領域D1がカバーできるように複数配置された超音波センサを用いることを特徴とする。
(Embodiment 4)
The fourth embodiment is characterized in that a plurality of ultrasonic sensors are used so that at least the warning area D1 can be covered.

図10は、実施の形態4における建設機械1の外観図である。運転室31の前面31aには上下方向に3つの超音波センサ310が配置されている。図11は、実施の形態4における建設機械1の上方視の図である。運転室31の前面31aには、左右方向3つの超音波センサ310が配置されている。   FIG. 10 is an external view of the construction machine 1 according to the fourth embodiment. Three ultrasonic sensors 310 are arranged on the front surface 31a of the cab 31 in the vertical direction. FIG. 11 is a top view of the construction machine 1 according to the fourth embodiment. Three ultrasonic sensors 310 in the left-right direction are arranged on the front surface 31a of the cab 31.

このように本実施の形態では、3行×3列=9個の超音波センサ310が運転室31の前面31aにアレイ状に配置されている。   As described above, in the present embodiment, 3 rows × 3 columns = 9 ultrasonic sensors 310 are arranged in an array on the front surface 31 a of the cab 31.

ここでは、超音波センサ310が採用されているが、物体との距離を計測できるセンサであれば、ミリ波や電波や光などの計測波を照射して物体との距離を計測するセンサが採用されてもよい。   Here, the ultrasonic sensor 310 is adopted, but if the sensor can measure the distance to the object, a sensor that measures the distance to the object by irradiating a measurement wave such as millimeter wave, radio wave, or light is adopted. May be.

超音波センサ310は、実施の形態1で示した深度センサのように深度の分布を計測することはできず、計測範囲E310内で最も接近している物体の深度しか計測できない。そのため、超音波センサ310は、前面31aに接近している物体であっても、斜め前方に位置する物体は、センサ面からの距離が長くなるので、深度を大きく計測してしまう。そのため、超音波センサ310の計測範囲E310を広角に設定できない。   The ultrasonic sensor 310 cannot measure the depth distribution like the depth sensor shown in the first embodiment, and can measure only the depth of the closest object in the measurement range E310. Therefore, even if the ultrasonic sensor 310 is an object that is approaching the front surface 31a, an object positioned obliquely forward increases the distance from the sensor surface, so that the depth is greatly measured. Therefore, the measurement range E310 of the ultrasonic sensor 310 cannot be set to a wide angle.

運転室31の前面31aは、例えば、縦2m程度×横1m程度であり広範囲である。よって、1つの超音波センサ310では警告領域D1の全域をカバーできない。そこで、図10では、複数の超音波センサ310が設けられている。   The front surface 31a of the cab 31 is, for example, approximately 2m in length and approximately 1m in width and is wide. Therefore, one ultrasonic sensor 310 cannot cover the entire warning area D1. Therefore, in FIG. 10, a plurality of ultrasonic sensors 310 are provided.

具体的には、図10、図11に示すように、超音波センサ310は、計測範囲E310が少なくとも境界面L2の全域をカバーできるように上下方向及び左右方向に離間して配置されている。これにより、警告領域D1において超音波センサ310の死角が発生せず、障害物が自動運転領域D2に侵入するまでに建設機械1は、オペレータに警告を発することが可能となる。   Specifically, as shown in FIGS. 10 and 11, the ultrasonic sensors 310 are arranged apart in the vertical direction and the horizontal direction so that the measurement range E310 can cover at least the entire area of the boundary surface L2. Thereby, the blind spot of the ultrasonic sensor 310 does not occur in the warning area D1, and the construction machine 1 can issue a warning to the operator before the obstacle enters the automatic operation area D2.

図12は、実施の形態4における建設機械1のシステム構成を示すブロック図である。図12において、図2との相違点は、計測部110が計測センサ111,112ではなく、複数の超音波センサ310で構成されている点にある。   FIG. 12 is a block diagram illustrating a system configuration of the construction machine 1 according to the fourth embodiment. 12 is different from FIG. 2 in that the measurement unit 110 is configured by a plurality of ultrasonic sensors 310 instead of the measurement sensors 111 and 112.

超音波センサ310は、例えば、一定時間毎(例えば数十msec程度毎)に超音波を放射し、放射してから反射波を受信するまでの時間を計測し、音速×時間/2の演算を行うことで、物体までの距離を計測する。   For example, the ultrasonic sensor 310 emits an ultrasonic wave at regular time intervals (for example, every several tens of msec), measures the time from when the ultrasonic wave is emitted until it receives a reflected wave, and calculates the speed of sound × time / 2. By doing so, the distance to the object is measured.

限定部122は、超音波センサ310の中から、予測接近位置P1が計測可能な1以上の超音波センサ310を有効計測センサとして選択することで計測範囲を限定する。例えば、図10を参照して、限定部122は、左右方向視(側面視)において、計測範囲E310に予測接近位置P1が含まれる1以上の超音波センサ310を有効超音波センサとして選択する。或いは、限定部122は、予測接近位置P1と各超音波センサ310との距離を求め、求めた距離が閾値以下の超音波センサ310を有効超音波センサとして選択してもよい。ここで、閾値としては、例えば、超音波センサ310の計測範囲E310が予測接近位置P1を含むことが見込まれる予め定められた値が採用されればよい。   The limiting unit 122 limits the measurement range by selecting one or more ultrasonic sensors 310 capable of measuring the predicted approach position P1 from the ultrasonic sensors 310 as effective measurement sensors. For example, referring to FIG. 10, the limiting unit 122 selects one or more ultrasonic sensors 310 including the predicted approach position P <b> 1 in the measurement range E <b> 310 as an effective ultrasonic sensor in the left-right direction view (side view). Alternatively, the limiting unit 122 may obtain the distance between the predicted approach position P1 and each ultrasonic sensor 310, and may select the ultrasonic sensor 310 whose calculated distance is equal to or less than a threshold as an effective ultrasonic sensor. Here, as the threshold value, for example, a predetermined value expected that the measurement range E310 of the ultrasonic sensor 310 includes the predicted approach position P1 may be adopted.

また、図11を参照して、限定部122は、上方視において、計測範囲E310に予測接近位置P1が含まれる1以上の超音波センサ310を有効超音波センサとして設定する。なお、予測接近位置P1は、深度dzと高度dyとの2成分データであるので、限定部122は、運転室31と作業装置4との相対的な位置関係から予め定められた位置を予測接近位置P1の左右方向の位置として設定してもよいし、作業装置4が左右方向に回転するのであれば、その回転角度から予測接近位置P1の左右方向の位置を設定してもよい。   Referring to FIG. 11, limiting unit 122 sets one or more ultrasonic sensors 310 whose predicted approach position P1 is included in measurement range E310 as an effective ultrasonic sensor when viewed from above. Since the predicted approach position P1 is two-component data of the depth dz and the altitude dy, the limiting unit 122 predicts and approaches a predetermined position based on the relative positional relationship between the cab 31 and the work device 4. The position in the left-right direction of the position P1 may be set, or if the work device 4 rotates in the left-right direction, the position in the left-right direction of the predicted approach position P1 may be set from the rotation angle.

図12を参照し、干渉判定部123は、限定部122により選択された有効計測センサで計測された深度のうち、最小の深度を障害物の深度として検知する。そして、干渉判定部123は、検知した最小の深度が警告領域D1或いは自動運転領域D2内に侵入していれば、干渉の危険性があると判定すればよい。   Referring to FIG. 12, the interference determination unit 123 detects the minimum depth among the depths measured by the effective measurement sensor selected by the limiting unit 122 as the depth of the obstacle. Then, the interference determination unit 123 may determine that there is a risk of interference if the detected minimum depth has entered the warning area D1 or the automatic driving area D2.

図13は、実施の形態4による建設機械1の処理を示すフローチャートである。なお、本フローチャートにおいて、図4のフローチャートと同じ処理には同じ符号が付されている。   FIG. 13 is a flowchart showing processing of the construction machine 1 according to the fourth embodiment. In this flowchart, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the flowchart of FIG.

S402に続くS1301では、限定部122は、予測接近位置P1に基づいて有効超音波センサを選択する。次に、有効超音波センサは、物体の深度を計測する(S1302)。次に、干渉判定部123は、有効超音波センサが計測した深度のうち最小の深度を特定する(S1303)。   In S1301 following S402, the limiting unit 122 selects an effective ultrasonic sensor based on the predicted approach position P1. Next, the effective ultrasonic sensor measures the depth of the object (S1302). Next, the interference determination unit 123 specifies the minimum depth among the depths measured by the effective ultrasonic sensor (S1303).

次に、干渉判定部123により特定した最小の深度が警告領域D1に侵入していると判定されれば(S1304でYES)、干渉防止部124は、ブザー130を鳴動させて警告する(S406)。また、干渉判定部123により特定した最小の深度が自動運転領域D2に侵入していると判定されれば(S1305でYES)、干渉防止部124は、作業装置4の動作を制限する(S408)。なお、S1304でNO、S1305でNOの場合、処理はS401に戻される。   Next, when it is determined that the minimum depth specified by the interference determination unit 123 has entered the warning area D1 (YES in S1304), the interference prevention unit 124 sounds the buzzer 130 to warn (S406). . If it is determined that the minimum depth specified by the interference determination unit 123 has entered the automatic driving area D2 (YES in S1305), the interference prevention unit 124 restricts the operation of the work device 4 (S408). . If NO in S1304 and NO in S1305, the process returns to S401.

このように実施の形態4の建設機械1では、警告領域D1の全域が計測可能となるように運転室31に複数の超音波センサ310が設置されている。そのため、複数の超音波センサ310は死角無く警告領域D1の全域を計測できる。また、本態様では、有効超音波センサが計測した深度を用いて干渉の危険性が判定されている。そのため、無駄な計測動作を省くことができる。   As described above, in the construction machine 1 according to the fourth embodiment, the plurality of ultrasonic sensors 310 are installed in the cab 31 so that the entire warning area D1 can be measured. Therefore, the plurality of ultrasonic sensors 310 can measure the entire warning area D1 without blind spots. In this aspect, the risk of interference is determined using the depth measured by the effective ultrasonic sensor. Therefore, useless measurement operation can be omitted.

(実施の形態5)
実施の形態5は、予測接近位置P1に超音波センサアレイの指向性が向くように各超音波センサが放射する超音波の位相を制御することを特徴とする。
(Embodiment 5)
The fifth embodiment is characterized in that the phase of the ultrasonic wave radiated from each ultrasonic sensor is controlled so that the directivity of the ultrasonic sensor array is directed to the predicted approach position P1.

図14は、実施の形態5における建設機械1の外観図である。図14に示すように超音波センサアレイ1710は、前面31aの上部に設けられている。超音波センサアレイ1710は、図18に示されるように、送信側アレイ1711と受信側アレイ1712とを備える。送信側アレイ1711には、超音波を放射する送信素子310Sが所定行×所定列でアレイ状に配列されている。受信側アレイ1712には、超音波を受信する受信素子310Rが所定行×所定列でアレイ状に配列されている。ここで、送信側アレイ1711に配置された送信素子310Sと受信側アレイ1712に配置された受信素子310Rは、同一行同一列の送信素子310S及び受信素子310R同士が一対一に対応している。また、1つの送信素子310Sとそれに対応する1つの受信素子310Rとで1つの超音波センサ310が構成される。   FIG. 14 is an external view of the construction machine 1 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 14, the ultrasonic sensor array 1710 is provided in the upper part of the front surface 31a. The ultrasonic sensor array 1710 includes a transmission side array 1711 and a reception side array 1712 as shown in FIG. In the transmission side array 1711, transmission elements 310 </ b> S that emit ultrasonic waves are arranged in an array of predetermined rows × predetermined columns. In the receiving array 1712, receiving elements 310R that receive ultrasonic waves are arranged in an array of predetermined rows × predetermined columns. Here, the transmitting element 310S arranged in the transmitting side array 1711 and the receiving element 310R arranged in the receiving side array 1712 have a one-to-one correspondence between the transmitting element 310S and the receiving element 310R in the same row and the same column. In addition, one ultrasonic sensor 310 is configured by one transmission element 310S and one reception element 310R corresponding thereto.

図15は、実施の形態5における建設機械1のシステム構成を示すブロック図である。図15において、図2との相違点は、計測部110が計測センサ111,112に代えて超音波センサアレイ1710,1720を備えている点にある。それ以外は、同じである。   FIG. 15 is a block diagram illustrating a system configuration of the construction machine 1 according to the fifth embodiment. 15 is different from FIG. 2 in that the measurement unit 110 includes ultrasonic sensor arrays 1710 and 1720 instead of the measurement sensors 111 and 112. The rest is the same.

なお、図15では、2つの超音波センサアレイ1710,1720が設けられているが、図14に示すように1つの超音波センサアレイ1710で構成した場合、超音波センサアレイ1720は不要となる。   In FIG. 15, two ultrasonic sensor arrays 1710 and 1720 are provided. However, when the ultrasonic sensor array 1710 is configured as shown in FIG. 14, the ultrasonic sensor array 1720 is not necessary.

図16は、実施の形態5における超音波センサの制御を説明する図である。図14では超音波センサアレイ1710は運転室31の前面31aの上部の1か所にしか配置されていないが、各超音波センサ310から放射される超音波の位相を制御することで超音波センサアレイ1710の全体の指向性を変更できる。図16では、説明を簡略化するために、3つの超音波センサ311,312,313で超音波センサアレイ1710が構成されているとして説明する。   FIG. 16 is a diagram for explaining the control of the ultrasonic sensor according to the fifth embodiment. In FIG. 14, the ultrasonic sensor array 1710 is disposed only at one position above the front surface 31 a of the cab 31, but the ultrasonic sensor is controlled by controlling the phase of the ultrasonic wave radiated from each ultrasonic sensor 310. The overall directivity of the array 1710 can be changed. In FIG. 16, in order to simplify the description, it is assumed that an ultrasonic sensor array 1710 is configured by three ultrasonic sensors 311, 312, and 313.

図16のセクション(a)では、超音波センサ311〜313は、同位相で超音波を放射している。この場合、超音波センサアレイ1710のセンサ面S1600に対して90度の方向A1の超音波成分W1〜W3の位相が揃うので、この方向A1における超音波成分W1〜W3が強め合う。その結果、超音波センサアレイ1710からは方向A1に最大の強度を持つ超音波が放射される。   In section (a) of FIG. 16, the ultrasonic sensors 311 to 313 emit ultrasonic waves in the same phase. In this case, since the phases of the ultrasonic components W1 to W3 in the direction A1 of 90 degrees with respect to the sensor surface S1600 of the ultrasonic sensor array 1710 are aligned, the ultrasonic components W1 to W3 in the direction A1 strengthen each other. As a result, ultrasonic waves having the maximum intensity in the direction A1 are emitted from the ultrasonic sensor array 1710.

一方、セクション(b)では、方向A1に対して角度θyだけ上側の方向A2において、超音波成分W1〜W3の位相が揃うように、上から2番目の超音波センサ312と上から3番目の超音波センサ313とは超音波センサ311に対する位相がずらされている。これにより、方向A2の超音波成分W1〜W3が強め合い、超音波センサアレイ1710からは方向A2に最大の強度をもつ超音波が放射される。   On the other hand, in the section (b), the second ultrasonic sensor 312 from the top and the third ultrasonic sensor from the top so that the phases of the ultrasonic components W1 to W3 are aligned in the direction A2 above the direction A1 by the angle θy. The phase with respect to the ultrasonic sensor 311 is shifted from the ultrasonic sensor 313. Thereby, the ultrasonic components W1 to W3 in the direction A2 are strengthened, and ultrasonic waves having the maximum intensity in the direction A2 are emitted from the ultrasonic sensor array 1710.

ここで、1番目の超音波センサ310に対して上からn(nは2以上の整数)番目の超音波センサ310の位相のずれをα(n)(rad)とおくと、α(n)は式(1)で表される。   Here, when the phase shift of the nth (n is an integer of 2 or more) ultrasonic sensor 310 from the top with respect to the first ultrasonic sensor 310 is α (n) (rad), α (n) Is represented by Formula (1).

α(n)=2π(n−1)・d・sinθy/λ (1)
但し、dは超音波センサ310間の距離をメートル単位で表し、λは超音波センサから放射される超音波の波長をメートル単位で表したものである。
α (n) = 2π (n−1) · d · sin θy / λ (1)
However, d represents the distance between the ultrasonic sensors 310 in meters, and λ represents the wavelength of ultrasonic waves emitted from the ultrasonic sensors in meters.

そこで、本実施の形態では、限定部122は、式(1)に基づいて各超音波センサ310の位相のずれを制御することで、超音波センサアレイ1710全体での超音波の指向性を調整し、計測範囲を限定する。   Therefore, in the present embodiment, the limiting unit 122 adjusts the directivity of the ultrasonic wave in the entire ultrasonic sensor array 1710 by controlling the phase shift of each ultrasonic sensor 310 based on Expression (1). And limit the measurement range.

図14を用いて具体的に説明すると、図示する予測接近位置P1は、前後方向に対する角度がθyであったとする。この場合、限定部122は、1行目の超音波センサ310の位相に対して2行目以降の各行の超音波センサ310の位相のずれを以下のように設定する。   More specifically, it is assumed that the predicted approach position P1 shown in FIG. 14 has an angle θy with respect to the front-rear direction. In this case, the limiting unit 122 sets the phase shift of the ultrasonic sensors 310 in the second and subsequent rows with respect to the phase of the ultrasonic sensor 310 in the first row as follows.

すなわち、限定部122は、2行目の超音波センサ310について、位相のずれα(2)を、α(2)=2π・1・d・sinθy/λと設定し、3行目の超音波センサ310について、位相のずれα(3)を、α(3)=2π・2・d・sinθy/λに設定し、・・・、n行目の超音波センサ310について、位相のずれα(n)を、α(n)=2π(n−1)・d・sinθy/λに設定する。これにより、超音波センサアレイ1710から予測接近位置P1の方向に強度の高い超音波が放射され、計測範囲を効率良く限定できる。   That is, the limiting unit 122 sets the phase shift α (2) as α (2) = 2π · 1 · d · sin θy / λ for the ultrasonic sensor 310 in the second row, and sets the ultrasonic wave in the third row. For the sensor 310, the phase shift α (3) is set to α (3) = 2π · 2 · d · sin θy / λ,..., For the nth row ultrasonic sensor 310, the phase shift α ( n) is set to α (n) = 2π (n−1) · d · sin θy / λ. Thereby, ultrasonic waves with high intensity are radiated from the ultrasonic sensor array 1710 in the direction of the predicted approach position P1, and the measurement range can be efficiently limited.

図17は、実施の形態5における建設機械1の動作を示すフローチャートである。なお、本フローチャートにおいて、図13のフローチャートと同じ処理には同じ符号が付されている。   FIG. 17 is a flowchart showing the operation of the construction machine 1 in the fifth embodiment. In this flowchart, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the flowchart of FIG.

S402に続くS1701では、限定部122は、超音波センサアレイ1710の指向性が予測接近位置P1に向くように、式(1)を用いて超音波センサ310の位相のずれを調整する。   In S1701 following S402, the limiting unit 122 adjusts the phase shift of the ultrasonic sensor 310 using Expression (1) so that the directivity of the ultrasonic sensor array 1710 is directed to the predicted approach position P1.

次に、超音波センサアレイ1710は、物体の深度を計測する(S1702)。ここでは、超音波センサアレイ1710を構成する超音波センサ310のそれぞれにより物体の深度が計測される。   Next, the ultrasonic sensor array 1710 measures the depth of the object (S1702). Here, the depth of the object is measured by each of the ultrasonic sensors 310 constituting the ultrasonic sensor array 1710.

次に、干渉判定部123は、各超音波センサ310で計測された深度の中から最小の深度を障害物の深度として特定する(S1703)。以降、図13のフローチャートと同じ処理が繰り返される。   Next, the interference determination unit 123 specifies the minimum depth among the depths measured by the ultrasonic sensors 310 as the depth of the obstacle (S1703). Thereafter, the same processing as in the flowchart of FIG. 13 is repeated.

次に、実施の形態5の変形例1について説明する。図18は、実施の形態5の変形例1における超音波センサアレイの配置を示す図である。変形例1では、超音波センサアレイ1710に加えて超音波センサアレイ1720が設けられている点を特徴とする。   Next, Modification 1 of Embodiment 5 will be described. FIG. 18 is a diagram illustrating an arrangement of the ultrasonic sensor array in the first modification of the fifth embodiment. The first modification is characterized in that an ultrasonic sensor array 1720 is provided in addition to the ultrasonic sensor array 1710.

前面31aはフロントガラス1703で覆われているがフロントガラス1703上に超音波センサアレイ1710,1720を配置すると、作業者の視界を遮ることとなり操作性が悪化する。そこで、フロントガラス1703を覆う上ピラー1705に超音波センサアレイ1710は配置され、下ピラー1706に超音波センサアレイ1720は配置されている。   Although the front surface 31a is covered with the windshield 1703, if the ultrasonic sensor arrays 1710 and 1720 are disposed on the windshield 1703, the operator's field of view is blocked and the operability is deteriorated. Therefore, the ultrasonic sensor array 1710 is disposed on the upper pillar 1705 covering the windshield 1703, and the ultrasonic sensor array 1720 is disposed on the lower pillar 1706.

超音波センサアレイ1720は、超音波センサアレイ1710と同様、送信側アレイ1721及び受信側アレイ1722を備えている。送信側アレイ1721及び受信側アレイ1722は送信側アレイ1711及び受信側アレイ1712と同一構成なので説明を省略する。   Similar to the ultrasonic sensor array 1710, the ultrasonic sensor array 1720 includes a transmission side array 1721 and a reception side array 1722. The transmission-side array 1721 and the reception-side array 1722 have the same configuration as the transmission-side array 1711 and the reception-side array 1712, and thus description thereof is omitted.

図19は、実施の形態5の変形例1における建設機械1の外観図である。図19に示すように、変形例1では、前面31aの上部に設けられた超音波センサアレイ1710に加えて、前面の下部に超音波センサアレイ1720が配置されている。したがって、超音波センサアレイ1710、1720全体での計測範囲をより拡大できる。   FIG. 19 is an external view of the construction machine 1 according to the first modification of the fifth embodiment. As shown in FIG. 19, in Modification 1, in addition to the ultrasonic sensor array 1710 provided at the upper part of the front surface 31a, the ultrasonic sensor array 1720 is arranged at the lower part of the front surface. Therefore, the measurement range of the entire ultrasonic sensor array 1710, 1720 can be further expanded.

変形例1において、限定部122は、超音波センサアレイ1710,1720の中から予測接近位置P1に対する距離が近い方の超音波センサアレイを選択し、選択した超音波センサアレイの指向性を予測接近位置P1に向けてもよい。これにより、物体の深度をより正確に検知できる。   In the first modification, the limiting unit 122 selects an ultrasonic sensor array having a shorter distance from the predicted approach position P1 from the ultrasonic sensor arrays 1710 and 1720, and predicts the directivity of the selected ultrasonic sensor array. You may point to the position P1. Thereby, the depth of the object can be detected more accurately.

次に、実施の形態5の変形例2について説明する。図20は、実施の形態5の変形例2における建設機械1の上方視の図である。変形例2は、超音波センサアレイ1710の指向性を上下方向に加えて左右方向にも変更させる点を特徴とする。   Next, a second modification of the fifth embodiment will be described. FIG. 20 is a top view of the construction machine 1 according to the second modification of the fifth embodiment. Modification 2 is characterized in that the directivity of the ultrasonic sensor array 1710 is changed in the horizontal direction in addition to the vertical direction.

例えば、予測接近位置P1が、超音波センサアレイ1710のセンサ面S1600から、前後方向を基準としたときの左右方向の角度がθxの方向A3にあったとする。この場合、限定部122は、超音波センサアレイ1710の指向性が方向A3を向くように、各超音波センサ310の位相のずれを調整する。なお、超音波センサアレイ1710の指向性を方向A3に向ける位相のずれの制御は、図16において、超音波センサ311〜313が左右方向に配列されていると考えれば容易に推測できる。   For example, it is assumed that the predicted approach position P1 is in the direction A3 of θx from the sensor surface S1600 of the ultrasonic sensor array 1710 with respect to the front-rear direction as a reference. In this case, the limiting unit 122 adjusts the phase shift of each ultrasonic sensor 310 so that the directivity of the ultrasonic sensor array 1710 faces the direction A3. Note that the control of the phase shift that directs the directivity of the ultrasonic sensor array 1710 in the direction A3 can be easily estimated by assuming that the ultrasonic sensors 311 to 313 are arranged in the left-right direction in FIG.

具体的には、式(1)のθyをθxに置き換える。そして、限定部122は、1列目の超音波センサ310の位相に対して2列目以降の各列の超音波センサ310の位相のずれを以下のように設定する。   Specifically, θy in equation (1) is replaced with θx. Then, the limiting unit 122 sets the phase shift of the ultrasonic sensors 310 in the second and subsequent rows with respect to the phase of the ultrasonic sensor 310 in the first row as follows.

すなわち、限定部122は、2列目の超音波センサ310について、位相のずれα(2)を、α(2)=2π・1・d・sinθx/λと設定し、3列目の超音波センサ310について、位相のずれα(3)を、α(3)=2π・2・d・sinθx/λと設定し、・・・、n列目の超音波センサ310について、位相のずれα(n)をα(n)=2π(n−1)・d・sinθx/λと設定する。これにより、超音波センサアレイ1710から予測接近位置P1の方向に強度の高い超音波が放射され、計測範囲を効率良く限定できる。   That is, the limiting unit 122 sets the phase shift α (2) to α (2) = 2π · 1 · d · sin θx / λ for the ultrasonic sensor 310 in the second row, and sets the ultrasonic wave in the third row. For the sensor 310, the phase shift α (3) is set as α (3) = 2π · 2 · d · sin θx / λ,..., And the phase shift α ( n) is set to α (n) = 2π (n−1) · d · sin θx / λ. Thereby, ultrasonic waves with high intensity are radiated from the ultrasonic sensor array 1710 in the direction of the predicted approach position P1, and the measurement range can be efficiently limited.

更に、変形例2では、左右方向と上下方向とを組み合わせた方向に超音波センサアレイ1710の指向性を向けることも可能である。   Furthermore, in the second modification, it is possible to direct the directivity of the ultrasonic sensor array 1710 in a direction that combines the left-right direction and the up-down direction.

例えば、超音波センサアレイ1710のセンサ面S1600から前後方向を基準としたときの上下方向の角度がθyの方向A2(図14参照)と、センサ面1600から前後方向を基準としたときの左右方向の角度がθxの方向A3(図20参照)とをベクトル加算した方向に予測接近位置P1があったとする。   For example, a direction A2 (see FIG. 14) in which the vertical direction is θy with respect to the front-rear direction from the sensor surface S1600 of the ultrasonic sensor array 1710 and a left-right direction with respect to the front-rear direction from the sensor surface 1600 Is the predicted approach position P1 in the direction obtained by vector addition of the direction A3 (see FIG. 20) of the angle θx.

この場合、限定部122は、まず、1行j列目の超音波センサ310について、1行1列目の超音波センサ310に対する位相のずれα(j)を、α(j)=2π(j−1)・d・sinθx/λに設定する。そして、限定部122は、i行j列目の超音波センサ310について、1行j列目の超音波センサ310に対する位相のずれα(i)を、α(i)=2π(i−1)・d・sinθy/λに設定する。   In this case, the limiting unit 122 first sets a phase shift α (j) with respect to the ultrasonic sensor 310 in the first row and first column to α (j) = 2π (j -1) · d · sin θx / λ. Then, the limiting unit 122 sets the phase shift α (i) of the ultrasonic sensor 310 in the i-th row and j-th column to the ultrasonic sensor 310 in the first row and j-th column, α (i) = 2π (i−1). Set to d · sin θy / λ.

これにより方向A2と方向A3とをベクトル加算した方向に超音波センサアレイ1710の指向性を向けることができる。なお、変形例2は変形例1と組み合わされても良い。   As a result, the directivity of the ultrasonic sensor array 1710 can be directed in the direction obtained by vector addition of the direction A2 and the direction A3. Note that Modification 2 may be combined with Modification 1.

(実施の形態6)
実施の形態6は、実施の形態4に示す複数の超音波センサ310が配置された建設機械1において超音波センサ310を上面格子部材及び前面格子部材に取り付けた点を特徴とする。なお、本実施の形態において実施の形態1〜5と同一のものは同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 6)
The sixth embodiment is characterized in that the ultrasonic sensor 310 is attached to the upper lattice member and the front lattice member in the construction machine 1 in which the plural ultrasonic sensors 310 shown in the fourth embodiment are arranged. In addition, in this Embodiment, the same thing as Embodiment 1-5 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.

図21は、実施の形態6における建設機械1の外観図である。建設機械1の運転室31の前面31a及び上面31cには、それぞれ、前面格子部材2102及び上面格子部材2101が配置されている。超音波センサ310は、前面格子部材2102及び上面格子部材2102に配置されている。   FIG. 21 is an external view of the construction machine 1 according to the sixth embodiment. A front lattice member 2102 and an upper lattice member 2101 are disposed on the front surface 31a and the upper surface 31c of the cab 31 of the construction machine 1, respectively. The ultrasonic sensors 310 are disposed on the front lattice member 2102 and the upper lattice member 2102.

超音波センサ310は、運転室31の前面31aや上面31cへの障害物の干渉を事前に検知するために、数十msの間隔で超音波を発しながらその反射波を受信することで物体までの距離を計測する。   The ultrasonic sensor 310 receives the reflected waves while emitting ultrasonic waves at intervals of several tens of ms in order to detect the interference of obstacles with the front surface 31a and the upper surface 31c of the cab 31 in advance. Measure the distance.

図22は、超音波センサ310の指向性を示す図である。超音波センサ310の指向性の指標は半値角βによって表される。半値角βは、音響レベル(音の強さ)が最大の角度を基準として、角度をずらしていったときに、音響レベルが最大値の1/2に減衰する角度を示す。半値角βが広すぎると運転室31から物体までの距離の誤差が大きくなり好ましくない。そのため、超音波センサ310の半値角βは小さい方が好ましい。この場合、1つの超音波センサ310だけでは、警告領域D1の全域をカバーできないので、複数の超音波センサ310を用いるのが現実的である。   FIG. 22 is a diagram illustrating the directivity of the ultrasonic sensor 310. The directivity index of the ultrasonic sensor 310 is represented by the half-value angle β. The half-value angle β indicates an angle at which the sound level is attenuated to ½ of the maximum value when the angle is shifted with reference to the angle having the maximum sound level (sound intensity). If the half-value angle β is too wide, an error in the distance from the cab 31 to the object increases, which is not preferable. Therefore, it is preferable that the half-value angle β of the ultrasonic sensor 310 is small. In this case, since only one ultrasonic sensor 310 cannot cover the entire warning area D1, it is practical to use a plurality of ultrasonic sensors 310.

そこで、本実施の形態6では、図23に示すように上面格子部材2101及び前面格子部材2102を運転室31の前面31a及び上面31cに配置し、上面格子部材2101及び前面格子部材2102に複数の超音波センサ310を配置した。   Therefore, in the sixth embodiment, as shown in FIG. 23, the upper surface lattice member 2101 and the front surface lattice member 2102 are arranged on the front surface 31a and the upper surface 31c of the cab 31, and a plurality of upper surface lattice members 2101 and front surface lattice members 2102 are arranged on the front surface lattice member 2101 and front surface lattice member 2102. An ultrasonic sensor 310 was arranged.

図23は、上面格子部材2101及び前面格子部材2102の配置例を示した図である。図23に示すように、上面格子部材2101は、上面31cの全域を覆うように上面31cの上方に設けられた格子状の部材である。前面格子部材2102は、前面31aの全域を覆うように前面31aの前方に設けられた格子状の部材である。具体的には、上面格子部材2101及び前面格子部材2102は、複数の縦棒2111と複数の横棒2112とが格子状に組み合わされて構成されている。   FIG. 23 is a view showing an arrangement example of the upper surface lattice member 2101 and the front surface lattice member 2102. As shown in FIG. 23, the upper surface lattice member 2101 is a lattice-like member provided above the upper surface 31c so as to cover the entire area of the upper surface 31c. The front lattice member 2102 is a lattice-shaped member provided in front of the front surface 31a so as to cover the entire area of the front surface 31a. Specifically, the upper surface lattice member 2101 and the front surface lattice member 2102 are configured by combining a plurality of vertical bars 2111 and a plurality of horizontal bars 2112 in a lattice shape.

図24は、超音波センサ310の配置パターン1を示した図である。配置パターン1では、縦棒2111及び横棒2112が交差する部分に超音波センサ310が配置されている。   FIG. 24 is a diagram showing an arrangement pattern 1 of the ultrasonic sensors 310. In the arrangement pattern 1, the ultrasonic sensor 310 is arranged at a portion where the vertical bar 2111 and the horizontal bar 2112 intersect.

なお、超音波センサ310の半値角βに基づいて、少なくとも警告領域D1への物体の検知をカバーできる範囲を検討し、上面格子部材2101及び前面格子部材2102の格子の間隔や形状は決定されればよい。   Note that, based on the half-value angle β of the ultrasonic sensor 310, at least a range that can cover the detection of an object in the warning area D 1 is examined, and the lattice spacing and shape of the top lattice member 2101 and the front lattice member 2102 are determined. That's fine.

図25は、超音波センサ310の配置パターン2を示した図である。ここで、横棒2112が行に対応し、縦棒2111が列に対応し、横棒2112と縦棒2111との交点が行及び列で表されると考える。配置パターン2では、奇数行においては、奇数列の交点に超音波センサ310が配置され、偶数行においては、偶数列の交点に超音波センサ310が配置されている。   FIG. 25 is a diagram showing an arrangement pattern 2 of the ultrasonic sensors 310. Here, it is assumed that the horizontal bar 2112 corresponds to a row, the vertical bar 2111 corresponds to a column, and the intersection of the horizontal bar 2112 and the vertical bar 2111 is represented by a row and a column. In the arrangement pattern 2, the ultrasonic sensors 310 are arranged at the intersections of the odd columns in the odd rows, and the ultrasonic sensors 310 are arranged at the intersections of the even columns in the even rows.

図26は、超音波センサ310の配置パターン3を示した図である。配置パターン3では、上面格子部材2101及び前面格子部材は2102は、格子がひし形である。具体的には、上面格子部材2101及び前面格子部材2102は四角形の枠体2601と、枠体2601の内部にひし形の格子が形成されるように組み込まれた複数の棒体2602とで構成されている。そして、格子の各交点に超音波センサ310が配置されている。   FIG. 26 is a diagram showing an arrangement pattern 3 of the ultrasonic sensors 310. In the arrangement pattern 3, the upper surface lattice member 2101 and the front surface lattice member 2102 have a rhombus shape. Specifically, the upper surface lattice member 2101 and the front surface lattice member 2102 are configured by a rectangular frame body 2601 and a plurality of rod bodies 2602 incorporated so that a rhombus lattice is formed inside the frame body 2601. Yes. And the ultrasonic sensor 310 is arrange | positioned at each intersection of a grating | lattice.

図27は、実施の形態6において、建設機械1に取り付けられた超音波センサ310が超音波を放射している様子を示した図である。   FIG. 27 is a diagram illustrating a state in which the ultrasonic sensor 310 attached to the construction machine 1 emits ultrasonic waves in the sixth embodiment.

図27に示すように、超音波センサ310は、計測範囲2201が少なくとも境界面L2上の全域をカバーできるように格子状に配置されている。警告領域D1において超音波センサ310の死角が発生せず、障害物が自動運転領域D2に侵入するまでに建設機械1は、オペレータに警告を発することが可能となる。   As shown in FIG. 27, the ultrasonic sensors 310 are arranged in a grid so that the measurement range 2201 can cover at least the entire region on the boundary surface L2. The blind spot of the ultrasonic sensor 310 does not occur in the warning area D1, and the construction machine 1 can issue a warning to the operator before the obstacle enters the automatic operation area D2.

鉄骨切断機、コンクリート圧砕機、及び解体用つかみ機といったアタッチメントを装着する建設機械では、安全確保のため防護設備としてフロントガード(運転室前面を防護)やヘッドガード(運転席上面を防護)する設備が備えられていることが多い。   For construction machines equipped with attachments such as steel cutters, concrete crushers, and demolition grippers, front guards (protecting the front of the cab) and head guards (protecting the driver's upper surface) are provided as protective equipment to ensure safety. Is often provided.

超音波センサ310を配置するために専用の部材を建設機械1に取り付けてもよいが、もともと建設機械1が防護設備として備えているフロントガード、ヘッドガードを有効に活用すれば、専用の部材が不要となる。   In order to arrange the ultrasonic sensor 310, a dedicated member may be attached to the construction machine 1, but if the front guard and the head guard originally provided as a protective equipment by the construction machine 1 are effectively used, the dedicated member is It becomes unnecessary.

そこで、本実施の形態では、フロントガードとして前面格子部材2102、ヘッドガードとして上面格子部材2101を採用し、両部材の上に超音波センサ310を配置した。これにより、オペレータの視界が防護設備以上に悪化させることなくなる。その結果、本実施の形態では、建設機械1の余計な重量増大やコストの上昇を防ぐことができる。   Therefore, in the present embodiment, the front lattice member 2102 is employed as the front guard, the upper lattice member 2101 is employed as the head guard, and the ultrasonic sensor 310 is disposed on both members. This prevents the operator's field of view from becoming worse than that of the protective equipment. As a result, in the present embodiment, it is possible to prevent an excessive increase in weight and cost of the construction machine 1.

図28は、実施の形態6における建設機械1が計測範囲を限定している様子を示す図である。実施の形態4と同様にして予測接近位置P1が算出されている。そして、限定部122は、実施の形態4と同様、予測接近位置P1を計測範囲2201に含む超音波センサ310を有効超音波センサとして選択する。   FIG. 28 is a diagram illustrating a state where the construction machine 1 according to the sixth embodiment limits the measurement range. The predicted approach position P1 is calculated in the same manner as in the fourth embodiment. Then, similarly to the fourth embodiment, the limiting unit 122 selects the ultrasonic sensor 310 that includes the predicted approach position P1 in the measurement range 2201 as an effective ultrasonic sensor.

図28の例では前面格子部材2102に取り付けられた超音波センサ310のうち、上から1行目と2行目に位置する超音波センサ310の計測範囲2201に予測接近位置P1が位置していた。そのため、限定部122は、上から1行目と2行目に位置する超音波センサ310を有効超音波センサとして選択する。そして、干渉判定部123は、有効超音波センサで計測された深度のうち、最小の深度を障害物の深度と検知すればよい。そして、実施の形態4と同様にして、干渉の危険性が判定される。   In the example of FIG. 28, the predicted approach position P1 is located in the measurement range 2201 of the ultrasonic sensor 310 located in the first row and the second row from the top among the ultrasonic sensors 310 attached to the front lattice member 2102. . Therefore, the limiting unit 122 selects the ultrasonic sensor 310 located in the first row and the second row from the top as an effective ultrasonic sensor. And the interference determination part 123 should just detect the minimum depth as the depth of an obstacle among the depths measured with the effective ultrasonic sensor. Then, the risk of interference is determined in the same manner as in the fourth embodiment.

C111,C112,E310 計測範囲
D1 警告領域
D2 自動運転領域
D80 処理領域
G1 距離画像データ
P1 予測接近位置
θ1,θ2,θ3 回転角度
1 建設機械
4 作業装置
15 ブーム
16 アーム
17 アタッチメント
31 運転室
31a 前面
31b 傾斜面
31c 上面
100 取得部
101,102,103 角度センサ
110 計測部
110a アクチュエータ
111,112 計測センサ
120 コントローラ
121 予測部
122 限定部
123 干渉判定部
124 干渉防止部
130 ブザー
310 超音波センサ
1710 超音波センサアレイ
1720 超音波センサアレイ
2101 上面格子部材
2102 前面格子部材
C111, C112, E310 Measurement range D1 Warning area D2 Automatic operation area D80 Processing area G1 Distance image data P1 Predicted approach position θ1, θ2, θ3 Rotation angle 1 Construction machine 4 Working device 15 Boom 16 Arm 17 Attachment 31 Operation room 31a Front 31b Inclined surface 31c Upper surface 100 Acquisition unit 101, 102, 103 Angle sensor 110 Measurement unit 110a Actuator 111, 112 Measurement sensor 120 Controller 121 Prediction unit 122 Limiting unit 123 Interference determination unit 124 Interference prevention unit 130 Buzzer 310 Ultrasonic sensor 1710 Ultrasonic sensor Array 1720 Ultrasonic sensor array 2101 Top grid member 2102 Front grid member

Claims (15)

姿勢が変更可能な作業装置と運転室とを備える建設機械の干渉防止装置であって、
前記運転室に取り付けられ、自身から前記運転室の周辺に位置する物体までの距離を計測する計測部と、
前記計測部によって計測された距離を用いて、前記作業装置又は前記作業装置の把持物である障害物による前記運転室への干渉の危険性を判定する干渉判定部と、
前記干渉判定部により前記干渉の危険性が有ると判定された場合、乗車者へ警告及び前記建設機械の動作制限の少なくとも一方を行う干渉防止部と、
前記作業装置の姿勢を示す姿勢情報を取得する取得部と、
前記姿勢情報を用いて、前記運転室から前記障害物までの接近位置を予測する予測部と、
前記予測部により予測された予測接近位置に従って前記計測部による計測範囲を限定する限定部とを備え、
前記干渉判定部は、前記限定部により限定された計測範囲において前記計測された前記物体の距離を用いて、前記干渉の危険性を判定する建設機械の干渉防止装置。
An interference prevention device for a construction machine comprising a working device capable of changing a posture and a cab,
A measurement unit that is attached to the cab and measures a distance from itself to an object located around the cab;
Using the distance measured by the measurement unit, an interference determination unit that determines the risk of interference with the driver's cab by an obstacle that is a gripped object of the work device or the work device;
When it is determined by the interference determination unit that there is a risk of the interference, an interference prevention unit that performs at least one of warning to a rider and operation restriction of the construction machine,
An acquisition unit for acquiring posture information indicating the posture of the working device;
A prediction unit that predicts an approach position from the cab to the obstacle using the posture information;
A limiting unit that limits a measurement range by the measurement unit according to a predicted approach position predicted by the prediction unit;
The said interference determination part is the interference prevention apparatus of the construction machine which determines the danger of the said interference using the distance of the said measured object in the measurement range limited by the said limitation part.
前記計測部は複数の計測センサを備え、
前記限定部は、前記複数の計測センサの中から前記予測接近位置が計測可能な計測センサを選択することで前記計測範囲を限定する請求項1に建設機械の干渉防止装置。
The measurement unit includes a plurality of measurement sensors,
2. The construction machine interference preventing apparatus according to claim 1, wherein the limiting unit limits the measurement range by selecting a measurement sensor capable of measuring the predicted approach position from the plurality of measurement sensors.
前記限定部は、前記計測部の計測方向を変更する変更部を備え、前記変更部を用いて前記計測部の計測方向を前記予測接近位置に向けることで前記計測範囲を限定する請求項1又は2に記載の建設機械の干渉防止装置。   The said limitation part is provided with the change part which changes the measurement direction of the said measurement part, and limits the said measurement range by orient | assigning the measurement direction of the said measurement part to the said prediction approach position using the said change part. The construction machine interference prevention device according to 2. 前記計測部は、カメラを備え、
前記限定部は、前記カメラが取得する画像を示すデータから、前記予測接近位置を含む領域を抽出することで前記計測範囲を限定する請求項1〜3のいずれか1項に記載の建設機械の干渉防止装置。
The measurement unit includes a camera,
The construction machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the limiting unit limits the measurement range by extracting a region including the predicted approach position from data indicating an image acquired by the camera. Interference prevention device.
前記計測部は、赤外線を照射する光源と、前記赤外線の反射光を受光するカメラとを備える距離センサで構成される請求項1〜4のいずれか1項に記載の建設機械の干渉防止装置。   5. The construction machine interference prevention device according to claim 1, wherein the measurement unit includes a distance sensor including a light source that emits infrared light and a camera that receives reflected light of the infrared light. 前記計測部はステレオカメラを備える距離センサで構成される請求項1〜4のいずれか1項に記載の建設機械の干渉防止装置。   The construction machine interference prevention device according to claim 1, wherein the measurement unit includes a distance sensor including a stereo camera. 前記計測部は、前記運転室の近傍に予め設定された干渉危険領域の全域が計測可能となるように前記運転室に設置された複数の距離センサを備え、
前記干渉判定部は、前記限定部により限定された計測範囲において、前記複数の距離センサが計測した距離を用いて前記干渉の危険性を判定する請求項1に記載の建設機械の干渉防止装置。
The measurement unit includes a plurality of distance sensors installed in the operator's cab so that the entire area of the danger zone of interference set in the vicinity of the operator's cab can be measured,
The interference prevention device for a construction machine according to claim 1, wherein the interference determination unit determines the risk of interference using distances measured by the plurality of distance sensors in a measurement range limited by the limitation unit.
前記限定部は、前記複数の距離センサの中から前記予測接近位置が計測可能な1以上の距離センサを選択することで前記計測範囲を限定し、
前記干渉判定部は、前記選択された1以上の距離センサが計測した距離を用いて前記干渉の危険性を判定する請求項7に記載の建設機械の干渉防止装置。
The limiting unit limits the measurement range by selecting one or more distance sensors capable of measuring the predicted approach position from the plurality of distance sensors.
The construction machine interference prevention device according to claim 7, wherein the interference determination unit determines the risk of the interference using a distance measured by the selected one or more distance sensors.
前記限定部は、前記複数の距離センサの全体の指向性が前記予測接近位置を向くように前記複数の距離センサのそれぞれから放射される計測波の位相を制御することで前記計測範囲を限定する請求項7に記載の建設機械の干渉防止装置。   The limiting unit limits the measurement range by controlling the phase of measurement waves radiated from each of the plurality of distance sensors so that the overall directivity of the plurality of distance sensors faces the predicted approach position. The construction machine interference prevention device according to claim 7. 前記複数の距離センサは、2次元のアレイ状に配置されている請求項9に記載の建設機械の干渉防止装置。   The construction machine interference prevention device according to claim 9, wherein the plurality of distance sensors are arranged in a two-dimensional array. 前記干渉判定部は、前記限定部により限定された計測範囲において、前記複数の距離センサが計測した距離のうちの最小距離を用いて前記干渉の危険性を判定する請求項7〜10のいずれか1項に記載の建設機械の干渉防止装置。   The said interference determination part determines the danger of the said interference using the minimum distance among the distances which the said several distance sensor measured in the measurement range limited by the said limitation part. The construction machine interference prevention device according to Item 1. 前記複数の距離センサは、前記運転室の前面及び上面のうちの少なくとも一方に設置された格子状の部材上に配置された超音波センサで構成される請求項7〜11のいずれか1項に記載の建設機械の干渉防止装置。   The plurality of distance sensors according to any one of claims 7 to 11, wherein the plurality of distance sensors are constituted by ultrasonic sensors arranged on a lattice-like member installed on at least one of a front surface and an upper surface of the cab. The construction machine interference prevention device described. 前記格子状の部材は、フロントガード及びヘッドガードの少なくともいずれか一方である請求項12に記載の建設機械の干渉防止装置。   13. The construction machine interference preventing apparatus according to claim 12, wherein the lattice-shaped member is at least one of a front guard and a head guard. 前記作業装置は、前記運転室に対して揺動可能に取り付けられたブームと、前記ブームに対して揺動可能に取り付けられたアームと、前記アームに対して揺動可能に取り付けられたアタッチメントとを備え、
前記取得部は、前記ブーム、前記アーム、及び前記アタッチメントの回動角の少なくとも1つを前記姿勢情報として取得する請求項1〜13のいずれか1項に記載の建設機械の干渉防止装置。
The working device includes a boom swingably attached to the cab, an arm swingably attached to the boom, and an attachment swingably attached to the arm. With
The construction machine interference prevention device according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires at least one of rotation angles of the boom, the arm, and the attachment as the posture information.
前記予測部は、前記アームの先端又は前記アタッチメントの先端と前記運転室との距離を前記接近位置として予測する請求項14に記載の建設機械の干渉防止装置。   15. The construction machine interference prevention device according to claim 14, wherein the prediction unit predicts a distance between a tip of the arm or a tip of the attachment and the cab as the approach position.
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