JP2021055438A - 領域設定システムおよびこれを搭載した作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械または作業機械の操作者が認識する作業領域と、周囲の作業者が認識する作業領域とを一致させることができる領域設定システムを提供する。【解決手段】領域設定システム１は、作業機械５の作業領域Ａを設定するために、周囲に認識可能な表示を行う複数の領域表示器２Ａ〜２Ｈと、複数の領域表示器２Ａ〜２Ｈから、作業領域Ａを設定するために領域表示器２Ａ〜２Ｆを複数指定し、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆの表示を制御する制御装置３４を有した領域設定機３と、を備える。制御装置３４は、複数の領域表示器２Ａ〜２Ｈのうち、少なくとも指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆの位置情報と個体識別情報とを取得し、取得結果に応じて領域表示器２Ａ〜２Ｈの表示を制御する。【選択図】図３

Description

作業機械が作業する作業領域を設定する領域設定システムおよびこれを搭載した作業機械に関する。

建設機械等の作業機械が稼働する作業現場においては、作業機械とその周囲で作業者が接触することを防止するため、作業領域の境界にコーン等を設置することで作業機械の操作者と作業機械の周囲の作業者とで作業領域を共有している。

たとえば、特許文献１には、発光部を有した複数のコーンと、複数のコーンの発光部の発光を制御するリモートコントローラと、を備えたコーンシステムが開示されている。このコーンシステムでは、リモートコントローラの指令により、コーンの発光部の制御を行うことができる。

特開平１１−１３１４３２号公報

ここで、特許文献１に記載のコーンシステムでは、作業機械が作業する作業領域の周りに領域表示器であるコーンを配置し、リモートコントローラから、領域表示器に発光の制御の指令を送信している。しかしながら、たとえば、領域表示器ごとの位置情報とその個体識別情報とをリモートコントローラが認識していないため、これらの領域表示器からいくつかの領域表示器を指定して、作業領域を設定することができないことがある。

この結果、作業機械またはこれを操作する操作者が認識している作業領域と、作業機械の周囲で作業する作業者が認識している作業領域とが、一致しないことがある。このような場合、作業機械が、周囲で作業する作業者が認識している作業領域を超えたり、周囲で作業する作業者が、作業機械またはこれを操作する操作者が認識している作業領域内に侵入してしまったりする可能性がある。これにより、作業機械とその周囲の作業者とが接触するリスクが高まってしまう。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業機械またはその操作者が認識する作業領域と、周囲の作業者が認識する作業領域とを一致させることができる領域設定システムおよびこれを搭載した作業機械を提供することにある。

前記課題を鑑みて、本発明に係る領域設定システムは、作業機械の作業領域を設定するために、周囲に認識可能な表示を行う複数の領域表示器と、前記複数の領域表示器から、前記作業領域を設定するために前記領域表示器を複数指定し、指定した前記領域表示器の表示を制御する制御装置を有した領域設定機と、を備えた領域設定システムであって、前記制御装置は、前記複数の領域表示器のうち、少なくとも指定した前記領域表示器の位置情報と個体識別情報とを取得し、取得結果に応じて前記領域表示器の表示を制御することを特徴とする。

本発明によれば、制御装置は、少なくとも指定した複数の領域表示器に対して、領域表示器ごとの位置情報とその個体識別情報を取得する。制御装置は、この取得結果に応じて領域表示器の表示を制御するので、複数の領域表示器の位置情報およびその個体識別情報の取得結果を、複数の領域表示器の表示に反映することができる。このような結果、作業領域の周囲の作業者は、領域表示器の表示内容を確認することで、領域設定機で設定された作業領域を正確に知ることができる。これにより、作業機械またはその操作者が認識する作業領域と、周辺の作業者が認識する作業領域とを一致させることができる。

本発明の第１実施形態に係る領域設定システムの模式的平面図である。 図１に示す領域設定システムの領域設定機が搭載される作業機械の模式的側面図である。 本実施形態に係る領域設定システムとこれを搭載した作業機械とを構成する機器の関係を示したブロック図である。 図１に示す領域表示器の配置状態を説明するための模式斜視図である。 図１に示す領域設定機の制御ブロック図である。 図１に示す領域表示器の構成を示す模式図である。 図１に示す領域設定機の制御フロー図である。 図１に示す領域表示器の制御フロー図である。 本発明の第２実施形態に係る領域設定システムの模式的平面図である。 図９に示す領域表示器の配置状態を説明するための模式斜視図である。 第２実施形態に係る領域設定機の制御ブロック図である。 図９に示す領域設定機の制御フロー図である。 図９に示す領域表示器の制御フロー図である。

図１〜１３を参照して、本発明の第１および第２実施形態に係る領域設定システム１を説明する。

〔第１実施形態〕
図１に示すように、領域設定システム１は、作業機械５の作業領域Ａを設定する領域設定機３と、作業領域Ａを設定するために、周囲に認識可能な表示を行う複数の領域表示器２Ａ〜２Ｈと、を備えている。本実施形態では、領域設定機３は、作業機械５に搭載されており、作業機械５は、後述するように、設定された作業領域Ａに応じて、作業機械５の動作を制限するものである。

１．作業機械５について
まず、図２および図３を参照して、作業機械５について説明する。図２に示すように、作業機械５として、たとえば、油圧ショベルなどを挙げることができる。作業機械５は、クローラ式の下部走行体５１と、下部走行体５１上に旋回可能に設けられた上部旋回体５２と、上部旋回体５２に取り付けられた多関節式のフロント作業機５３とを備えている。

下部走行体５１の前端部にアイドラ５１Ａ１が設けられ、後端部に走行用油圧モータ６１（図２参照）により駆動されるスプロケット５１Ａ２が設けられる。アイドラ５１Ａ１とスプロケット５１Ａ２とには、リンクアッセンブリ５１Ｂが架け渡されており、アイドラ５１Ａ１とのスプロケット５１Ａ２の間には、リンクアッセンブリ５１Ｂを案内するローラ５１Ｃが設けられている。リンクアッセンブリ５１Ｂには、地面に設置するシュープレート５１Ｄが取り付けられている。下部走行体５１のスプロケット５１Ａ２には、減速機等（図示せず）を介して走行用油圧モータ６１（図３参照）が連結されている。走行用油圧モータ６１の駆動により、下部走行体５１のスプロケット５１Ａ２を回転させ、作業機械５が移動可能となる。

上部旋回体５２の前方の左右一方側にはキャビン５４が設けられ、上部旋回体５２の前方の中央には上下方向に回動して掘削等の作業を行うべく、フロント作業機５３が取り付けられている。上部旋回体５２の後部には機体の重量のバランスを保つカウンタウェイト５６が設けられている。下部走行体５１と上部旋回体５２との間には、減速機等（図示せず）を介して、旋回用油圧モータ６２（図３参照）が連結されている。旋回用油圧モータ６２の駆動により、下部走行体５１に対して、上部旋回体５２を旋回させることができる。

フロント作業機５３は、上部旋回体５２に枢動自在に取り付けられたブーム５３Ａと、ブーム５３Ａの先端に枢動自在に取り付けられたアーム５３Ｂと、アーム５３Ｂに枢動自在に取り付けられたバケット５３Ｃと、を備えている。

ブーム５３Ａは、ブーム５３Ａと上部旋回体５２との間に取り付けられた油圧式のブームシリンダ５３ａにより作動する。アーム５３Ｂは、ブーム５３Ａとアーム５３Ｂの間に取り付けられた油圧式のアームシリンダ５３ｂにより作動する。バケット５３Ｃは、アーム５３Ｂとバケット５３Ｃとの間に取り付けられた油圧式のバケットシリンダ５３ｃにより作動する。以下、ブーム５３Ａ、アーム５３Ｂ、およびバケット５３Ｃの少なくとも１つの動作を、フロント作業機５３の作業動作と称する。

図３に示すように、本実施形態では、作業機械５は、エンジン６５と、エンジン６５に連結された作動ポンプ６４と、作動ポンプ６４に接続されたコントロールバルブ６３と、をさらに備えている。作動ポンプ６４は、エンジン６５の出力により駆動し、オイルタンク（図示せず）から供給される作動油の圧力を昇圧する装置である。作動ポンプ６４により昇圧された作動油がコントロールバルブ６３に流れるように、作動ポンプ６４は、コントロールバルブ６３に接続されている。

作動制御装置６７は、コントロールバルブ６３、作動ポンプ６４、およびエンジン６５に電気的に接続されている。コントロールバルブ６３は、操作者による操作装置６８の操作に起因した指令により、作動制御装置６７を介して、下部走行体５１の走行動作、上部旋回体５２の旋回動作、およびフロント作業機５３による作業動作に要する作動油（圧油）を分配し、これらの動作を制御する。

具体的には、作動制御装置６７からの制御信号により、コントロールバルブ６３の開閉のタイミング、および弁開度が制御される。また、作動制御装置６７からの制御信号により、作動ポンプ６４の作動油の吐出量が制御される。さらに、作動制御装置６７からエンジン６５への制御信号により、エンジン６５の駆動開始および駆動停止、エンジン６５の回転数が制御される。このようにして、作業機械５のアクチュエータである、ブームシリンダ５３ａ、アームシリンダ５３ｂ、バケットシリンダ５３ｃ、走行用油圧モータ６１、および旋回用油圧モータ６２に対して、作動油の供給開始および供給停止と、作動油の供給流量とが制御される。

なお、本実施形態では、操作装置６８は、ゲートロックレバー等を含むオペレータが操作する機器であり、操作装置６８による操作量に応じて、作動制御装置６７が上述した制御信号を生成し、作業機械５を動作させることができる。なお、作動制御装置６７は、たとえば入力装置（図示せず）から入力さらに制御プログラムに基づいて、作業機械５を自動制御することも可能である。

２．領域設定システム１について
本実施形態では、領域設定システム１は、作業機械５の作業領域Ａを設定するために、周囲に認識可能な表示を行う複数の領域表示器２Ａ〜２Ｈと、複数の領域表示器２Ａ〜２Ｈから、たとえば特定の領域表示器２Ａ〜２Ｆを指定して、作業領域Ａを設定する領域設定機３と、を備えている。領域設定機３は、領域表示器２Ａ〜２Ｈの表示を制御する制御装置３４を備えている。

２−１．領域表示器２Ａ〜２Ｈについて
領域表示器２Ａ〜２Ｈは、周囲に認識可能な表示を行う装置であり、複数個の領域表示器を用いて、作業機械５の作業領域Ａを設定する機器である。領域表示器２Ａ〜２Ｈは、固定されていてもよいが、本実施形態では、作業領域Ａを含む領域に移動自在に設置される。本実施形態では、領域表示器２Ａ〜２Ｈを移動自在に設置できるので、作業領域Ａの周りの作業者が、領域表示器２Ａ〜２Ｈを移動することにより、作業領域Ａの位置および範囲を変更することができる。本実施形態では、後述する領域設定機３で設定される作業領域Ａも変更される。

本実施形態では、その一例として、図１、４等には、８つの領域表示器２Ａ〜２Ｈを示しており、このうち６つの領域表示器２Ａ〜２Ｆにより作業領域Ａを設定しているが、作業領域Ａを設定することができるのであれば、これらの個数は限定されるものではない。

本実施形態では、領域表示器２Ａ〜２Ｈは、周囲に認識可能な表示として、光源の点灯を行う。具体的には、図６に示すように、各領域表示器２Ａ〜２Ｈは、白熱球またはＬＥＤなどの光源を有した状態表示部２１と、これを制御する制御部２２とを備えている。なお、以下の点灯の制御において、状態表示部２１の光源の表示色を変更する場合には、光源はＬＥＤであることが好ましいが、表示色の異なる複数の白熱球を組み合わせることにより、表示色を変更してもよい。

制御部２２は、状態表示部２１の点灯の制御を行う点灯制御部２２Ａと、状態表示部２１の表示の状態を通知する状態通知部２２Ｂと、を備えている。なお、各領域表示器２Ａ〜２Ｈは、点灯制御部２２Ａを介して、状態表示部２１（の光源）に電力を供給する電源（図示せず）も備えている。

ここで、点灯制御部２２Ａは、後述する領域設定機３から指令（具体的には、各領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報および個体識別情報の取得結果）に基づいて、状態表示部２１による表示の制御（具体的には点灯の制御）を行う電子回路である。具体的には、点灯制御部２２Ａは、取得結果に応じた異なるパターンの点灯がされるように、状態表示部２１の点灯のパターンを制御する。

点灯制御部２２Ａでは、各領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報および個体識別情報が正常に取得された場合の正常点灯パターンと、各領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報または個体識別情報が正常に取得されなかった場合の異常点灯パターンが設定されている。

点灯制御部２２Ａは、領域設定機３から指令に基づいて、この設定されたいずれかの点灯パターンで領域表示器２Ａ〜２Ｈが点灯されるように、状態表示部２１の点灯のパターンを制御する。本実施形態では、正常点灯パターンと異常点灯パターンとは、点灯周期または点灯時の表示色などにより、異なるものに設定されている。

なお、本実施形態では、点灯制御部２２Ａには、正常点灯パターンと異常点灯パターンの異なるパターンが設定さているが、たとえば、各領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報または個体識別情報が正常に取得されなかった場合、異常点灯パターンを設定せず、状態表示部２１を点灯させなくてもよい。

また、本実施形態では、各領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報または個体識別情報が正常に取得されなかった場合に同じ異常点灯パターンが設定されている。しかしながら、たとえば、位置情報が正常に取得されなかった場合（たとえば図８のステップＳ８１でＮｏの場合）、個体識別情報が正常に認識されなかった場合（たとえば図８のステップＳ８２でＮｏの場合）、および領域設定が正常でないと判定した場合（たとえば図８のステップＳ８３でＮｏの場合）に分けて、異なる異常点灯パターンを設定してもよい。これにより、操作者がどのよう異常であるかを認識し、異常点灯パターンが表示された領域表示器を特定し、これを点検することができる。

状態通知部２２Ｂは、状態表示部２１の表示（点灯）の状態を通知する電子回路である。具体的には、状態通知部２２Ｂは、状態表示部２１の光源に入力される電圧または電流を取得し、状態表示部２１の点灯の状態が、正常点灯パターンか、異常点灯パターンか、それ以外のパターン（具体的には点灯していない状態）であるかを判定する。状態通知部２２Ｂは、この判定した結果を、領域設定機３の制御装置３４に通知する。このような通知により、領域設定機３の制御装置３４は、点灯制御部２２Ａによる表示制御が正常に行われたかを確認し、点灯制御部２２Ａを含む領域表示器２Ａ〜２Ｈの誤作動または故障を検知することができる。

さらに、領域表示器２Ａ〜２Ｈは、その外側面に、領域表示器２Ａ〜２Ｈごとに対応する個体識別情報が設定されており、この個体識別情報として、１次元コード（バーコード）の識別コード２ａ〜２ｈを有している。本実施形態では、１次元コードとしてバーコードを例示したが、たとえば、ＱＲコード、ＳＰコードなどの２次元コードであってもよい。なお、本明細書でいう「個体識別情報」とは、領域表示器２Ａ〜２Ｈを個別に特定する（識別する）ことができる情報である。したがって、各領域表示器２Ａ〜２Ｈに付されている識別コード２ａ〜２ｈは、異なる識別コードである。

２−２．領域設定機３について
領域設定機３は、各領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置を検出する位置検出装置３１と、各領域表示器２Ａ〜２Ｈの識別コードを撮像する撮像装置３２と、領域表示器２Ａ〜２Ｈから作業領域Ａを設定する領域表示器２Ａ〜２Ｈを指定するための入力装置３３と、を備えている。領域設定機３は、領域表示器２Ａ〜２Ｈのうち、指定された領域表示器の表示（点灯）の制御を行う制御装置３４をさらに備えている。

位置検出装置３１は、電磁波を送信することにより、各領域表示器２Ａ〜２Ｈに反射した電磁波から各領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置を検出するものである。具体的には、位置検出装置３１は、位置検出装置３１から電磁波を発信してから、この電磁波が領域表示器２Ａ〜２Ｈを反射して位置検出装置３１で受信するまでの時間に基づいて、位置検出装置３１から領域表示器２Ａ〜２Ｈまでの距離を検出する。さらに、位置検出装置３１は、反射した電磁波を受信した方向から、位置検出装置３１に対する領域表示器２Ａ〜２Ｈの方向（方位）を検出する。このようにして、領域設定機３に対する領域表示器２Ａ〜２Ｈの相対位置をより正確に特定することができる。

本実施形態では、図１に示すように、領域設定機３は、４つの位置検出装置３１を備えている。これらの位置検出装置３１は、作業機械５の四方に所定の範囲（扇形状の範囲）Ｒ１〜Ｒ４で電磁波が発信されるように、配置されている。なお、位置検出装置３１では、所定の範囲Ｒ１〜Ｒ４に存在する領域表示器２Ａ〜２Ｈばかりでなく、それ以外の障害物等も検出することがある。そこで、本実施形態では、各領域表示器２Ａ〜２Ｈに、たとえば、電磁波に対して所定の反射率を有する検出補助部材（図示せず）がさらに配置してもよい。これにより、検出補助部材に入射された電磁波は、特定の反射率で反射するため、他の物体に反射した電磁波と区別することができる。この結果、位置検出装置３１は、領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置をより正確に特定することができる。

本実施形態では、位置検出装置３１は、電磁波を利用して領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置を検出したが、たとえば、領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置を検出することができるのであれば、赤外線を利用して領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置を検出してもよい。なお、位置検出装置３１は、たとえば、作業機械５に予め搭載され、作業機械５の周りの物体を検出する物体検出装置であってもよい。

本実施形態では、撮像装置３２は、領域表示器２Ａ〜２Ｈの画像（デジタル画像）を撮像する装置である。本実施形態では、領域設定機３は、４つの撮像装置３２を備えており、これらの撮像装置３２は、作業機械５の四方に所定の範囲（扇形状の範囲）Ｒ１〜Ｒ４で像が写り込むように、配置されている。

本実施形態では、上述したように、複数の領域表示器２Ａ〜２Ｈの表面には、領域表示器２Ａ〜２Ｈごとに識別コード（１次元コード）２ａ〜２ｈが付されており、撮像装置３２は、領域表示器２Ａ〜２Ｈの１次元コードを撮像する。これにより、後述する制御装置３４は、撮像装置３２で撮像された画像から、画像処理により１次元コードを抽出し、１次元コードに基づいて、領域表示器２Ａ〜２Ｈの個体識別情報を特定することができる。なお、この撮像装置３２は、たとえば、作業機械５に搭載され、作業機械５の周りを撮像する車載カメラを利用してもよい。

なお、本実施形態では、位置検出装置３１から、電磁波の反射を利用して、領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報を検出し、撮像装置３２から、領域表示器２Ａ〜２Ｈの個体識別情報を取得した。しかしながら、領域表示器２Ａ〜２ＨにＧＰＳ発信器等の発信器を設け、領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報と個体識別情報とを特定してもよい。さらに、２つのカメラ（ステレオカメラ）を利用して、これらのカメラから、領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報と個体識別情報を特定してもよい。

入力装置３３は、領域表示器２Ａ〜２Ｈから作業領域Ａを設定する領域表示器２Ａ〜２Ｆを指定するため装置であり、具体的には、操作者が領域表示器２Ａ〜２Ｈから使用する領域表示器を制御装置３４に登録するものである。本実施形態では、操作者は、８つの領域表示器２Ａ〜２Ｈのうち、作業領域Ａを設定するために６つの領域表示器２Ａ〜２Ｆを登録している。

ここで、図３に示すように、領域設定機３は、必要に応じて表示装置３５をさらに備えていてもよい。表示装置３５は、領域表示器２Ａ〜２Ｈの予め登録されたコード、これらの配置状態および点灯状態などが表示される。入力装置３３は、表示装置３５に表示された領域表示器２Ａ〜２Ｈのコードから、領域表示器２Ａ〜２Ｆを指定してもよい。

しかしながら、本実施形態では、より好ましい態様として、入力装置３３は、携帯式の入力装置であり、操作者により持ち運び可能な装置である。入力装置３３は、指定する領域表示器２Ａ〜２Ｈの１次元コード（識別コード）を読み取る読み取り部３３ａと、読み取り部３３ａで読み取った１次元コード（識別コード）を制御装置３４に入力する入力部３３ｂと、を備えている。

本実施形態では、読み取り部３３ａは、いわゆるバーコードリーダであり、領域表示器２Ａ〜２Ｈに設けられた１次元コードを読み取る。ここで、読み取り部３３ａで読み取る識別コードは、撮像装置３２が撮像する上述した１次元コードであってもよいが、領域表示器２Ａ〜２Ｈごとの個体識別情報を特定できるのであれば、別の１次元コードまたは２次元コードが、領域表示器２Ａ〜２Ｈに設けられていてもよい。

読み取り部３３ａで読み取られた識別コードは、入力部３３ｂにより、領域設定機３の制御装置３４に入力される。この際、入力部３３ｂによる制御装置３４への入力を、入力装置３３を制御装置３４に直接的に接続することにより行ってもよく、通信により行ってもよい。

本実施形態では、たとえば、オペレータが、図３に示す作業領域Ａを設定しようとした場合には、入力装置３３の読み取り部３３ａで作業領域Ａの周りに配置される領域表示器２Ａ〜２Ｆの個体識別情報を読み取り、領域表示器２Ｇ、２Ｈの個体識別情報を読み取らない。これにより、入力装置３３の入力部３３ｂは、読み取った領域表示器２Ａ〜２Ｆを制御装置３４に登録し、制御装置３４では、登録された領域表示器２Ａ〜２Ｆの個体識別情報が指定される。

制御装置３４は、ハードウエアとして、ＲＯＭ、ＲＡＭからなる記憶装置（図示せず）と、ＣＰＵからなる演算装置（図示せず）とを備えている。記憶装置には、たとえば、領域表示器の個体識別情報、演算装置が実行するプログラム（後述する制御フローを実行するプログラム（ソフトウエア））等が記憶されている。演算装置は、記憶装置で記憶されたプログラムを実行する。

図５に示すように、制御装置３４は、ソフトウエアとして、識別情報認識部３４ａ、位置特定部３４ｂ、位置照合部３４ｃ、表示器指定部３４ｄ、表示器照合部３４ｅ、領域設定部３４ｆ、および表示制御設定部３４ｇを備えている。

識別情報認識部３４ａは、撮像装置３２で撮像された画像から、画像処理により、領域表示器２Ａ〜２Ｈの識別コードの画像を抽出し、抽出した画像から、各領域表示器の個体識別情報を認識する（特定する）。ここでは、撮像装置３２の撮像範囲（領域Ｒ１〜Ｒ４）内に配置された領域表示器２Ａ〜２Ｈの個体識別情報が認識される。

位置特定部３４ｂは、位置検出装置３１で検出された領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報に基づいて、作業機械５（具体的には領域設定機３）に対する各領域表示器２Ａ〜２Ｈの相対的な座標を特定する。ここでは、位置検出装置３１の検出範囲（領域Ｒ１〜Ｒ４）内に配置された領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報を特定するが、特定した位置情報が、いずれの領域表示器２Ａ〜２Ｈの位置情報に対応するか、わからない。また、領域表示器２Ａ〜２Ｈ以外の位置情報も検出されることがある。

そこで、位置照合部３４ｃでは、位置特定部３４ｂが特定した位置情報が、識別情報認識部３４ａで認識された領域表示器２Ａ〜２Ｈのうち、いずれの領域表示器に対応する位置情報であるか、位置情報の照合を行う。たとえば、位置特定部３４ｂで特定した作業機械５の周りの相対的な位置座標と、複数の撮像装置３２で撮像した領域表示器２Ａ〜２Ｈの方位との関係から、これらの位置情報の照合を行ってもよい。

このような位置情報の照合により、位置照合部３４ｃは、これらの個体識別情報に対して、特定した位置情報を対応付ける。これにより、各領域表示器２Ａ〜２Ｈのうち、個体識別情報と位置情報が対応している領域表示器２Ａ〜２Ｈが存在することを確認することができる。

そして、位置照合部３４ｃは、対応関係を満たす領域表示器２Ａ〜２Ｈに対して、その個体識別情報に位置情報を紐付けて、これを表示器照合部３４ｅに入力する。一方、識別情報認識部３４ａで個体識別情報を認識しているが、この個体識別情報に対して、位置特定部３４ｂで対応する位置情報が存在しない場合、位置照合部３４ｃは、その個体識別情報を表示制御設定部３４ｇに入力する。

表示器指定部３４ｄは、入力装置３３により登録された領域表示器２Ａ〜２Ｆを、作業領域Ａを設定する領域表示器２Ａ〜２Ｆとして指定する。表示器指定部３４ｄは、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆの個体識別情報を、表示器照合部３４ｅに入力する。

表示器照合部３４ｅは、位置照合部３４ｃで、位置情報が紐付けられた個体識別情報に対して、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆの個体識別情報が存在するかを照合する。この結果、表示器照合部３４ｅにより、表示器指定部３４ｄで指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆが、個体識別情報および位置情報が取得された領域表示器２Ａ〜２Ｈの中に存在するかを確認することができる。

そして、表示器照合部３４ｅは、個体識別情報および位置情報が取得された領域表示器であり、かつ、指定された領域表示器に該当するものの個体識別情報を、領域設定部３４ｆに入力する。一方、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆのうち、個体識別情報および位置情報が取得されていない（すなわち、これらが検出できない）ものがある場合には、表示器照合部３４ｅは、該当する領域表示器の識別情報を、表示制御設定部３４ｇに入力する。

領域設定部３４ｆでは、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆであって、個体識別情報および位置情報が検出された領域表示器２Ａ〜２Ｆに基づいて、作業領域Ａを設定することが可能であるかを判断し、作業領域Ａが設定可能である場合には作業領域Ａを設定する。領域設定部３４ｆは、この設定された作業領域Ａの位置および範囲の情報を、作動制御装置６７に入力する。

作動制御装置６７は、設定した作業領域Ａに応じて、作業機械５の動作を制限する。具体的には、作動制御装置６７は、位置検出装置３１により検出された、作業領域Ａに対する作業機械５の位置情報を特定する。次に、操作装置６８の操作指令または自動運転時の作動制御装置６７の制御指令と、作業機械５の位置情報とに基づいて、作業機械５の動作範囲を推定し、作業機械５が作業領域Ａを超えようとした場合には、作業機械５の動作を制限する。

ここで、作業機械５の動作の制限として、たとえば、作動制御装置６７が、エンジン６５の駆動を停止する制御を行うことにより、作動ポンプ６４を停止してもよい。これにより、各アクチュエータ（ブームシリンダ５３ａ、アームシリンダ５３ｂ、バケットシリンダ５３ｃ、走行用油圧モータ６１、および旋回用油圧モータ６２）への作動油の供給を遮断し、作業機械５の動作を停止させることができる。

また、作業機械５の動作の制限として、作動制御装置６７が、エンジン６５の回転数を下げる制御を行うことにより、作動ポンプ６４による作動油の圧力を下げ、各アクチュエータに供給される作動油の圧力を下げ、作業機械５の動作速度を低減してもよい。

さらに、作業機械５の動作の制限として、作動制御装置６７が、コントロールバルブ６３の弁開度を調整することにより、各アクチュエータに流れる作動油に流量を制限し、作業機械５の動作を停止する、または、作業機械５の動作速度を低減してもよい。上述した作業機械５の動作の制限の制御は、その一例であり、作業機械５が作業する作業領域Ａを超えようとする際に、作業機械５の動作を制限することができるのであれば、その制御はこれらに限定されるものではない。

ここで、領域設定部３４ｆは、たとえば、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆのうち、個体識別情報および位置情報が検出されない領域表示器が存在する場合には、作業領域Ａの設定が不可能であると判断し、この結果を、表示制御設定部３４ｇに入力する。

なお、領域設定部３４ｆが指定した個体識別情報が無い領域表示器があっても、指定した残りの領域表示器により、作業機械５の動作範囲内で、作業領域としての領域を設定することが可能であれば、作業領域Ａを設定してもよい。たとえば、図１では、作業領域Ａの隅部に該当する領域表示器２Ａ、２Ｂ、２Ｄ、２Ｅの個体識別情報と位置情報が特定されていれば、これらの位置を直線で繋ぐことにより作業領域Ａを設定することが可能である。したがって、この場合には、領域表示器２Ｃ、２Ｆの個体識別情報および位置情報が特定されていなくても、領域設定部３４ｆは、作業領域Ａの設定が可能であると判断し、作業領域Ａを設定してもよい。

表示制御設定部３４ｇは、個体識別情報が認識された領域表示器２Ａ〜２Ｈに対して、表示（点灯）の制御を設定する。なお、この制御には、点灯しない制御が含まれていてもよい。具体的には、表示制御設定部３４ｇは、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆであって、個体識別情報および位置情報が正常に検出された領域表示器２Ａ〜２Ｆ、すなわち、作業領域Ａの設定に用いられる領域表示器２Ａ〜２Ｆに、正常点灯パターンを設定する。表示制御設定部３４ｇは、この正常点灯パターンを点灯すべき指令（制御信号）を、各領域表示器２Ａ〜２Ｆに入力する。

一方、表示制御設定部３４ｇは、異常点灯パターンを点灯すべき指令（制御信号）を、該当する領域表示器に入力する。具体的には、位置特定部３４ｂで対応する位置情報が検出できない領域表示器が存在する場合には、表示制御設定部３４ｇは、この領域表示器に異常点灯パターンを点灯すべき指令を出力する。また、表示器照合部３４ｅで個体識別情報および位置情報が検出されていない領域表示器が存在する場合、表示制御設定部３４ｇは、この領域表示器に異常点灯パターンを点灯すべき指令を出力する。さらに、領域設定部３４ｆで作業機械５による作業領域Ａが設定できない場合、たとえ、個体識別情報および位置情報が検出されている領域表示器が存在していたとしても、この領域表示器に異常点灯パターンを点灯すべき指令を出力する。

なお、たとえば、本実施形態では、領域表示器２Ｇ、２Ｈは、作業領域Ａの設定に使用する領域表示器として指定されていない。したがって、領域表示器２Ｇ、２Ｈの個体識別情報および位置情報が検出できている場合であっても、表示制御設定部３４ｇは、領域表示器２Ｇ、２Ｈには点灯すべき指令を出力しない。

以下に、図７を参照しながら、領域設定機３の制御フローを説明する。まず、ステップＳ７１では、識別情報認識部３４ａにより、撮像装置３２で撮像された画像から、領域表示器２Ａ〜２Ｆの個体識別情報を認識する。本実施形態では、図１に示すように、８つの領域表示器２Ａ〜２Ｈが存在するので、識別情報認識部３４ａでは、これらの個体識別情報を認識する。次に、ステップＳ７２では、位置特定部３４ｂにより、位置検出装置３１により検出された位置情報に基づいて、作業機械５に対する領域表示器２Ａ〜２Ｈ等の相対的な位置情報を特定する。この時点で、特定された位置情報は、領域表示器２Ａ〜２Ｈのいずれの位置であるか特定できておらず、これら以外の障害物等の位置情報も検出される。

次に、ステップＳ７３では、ステップＳ７１で位置照合部３４ｃにより認識された領域表示器２Ａ〜２Ｈの個体識別情報と、ステップＳ７２で位置特定部３４ｂが特定された位置情報が、領域表示器２Ａ〜２Ｈのいずれの位置情報に対応するか、位置情報の照合を行う。そして、認識された領域表示器２Ａ〜２Ｈに対して、対応する位置情報がある場合には、ステップＳ７４に進み、対応する位置情報がない場合には、ステップＳ７９１に進む。ステップＳ７９１では、表示制御設定部３４ｇは、対応する位置情報が存在しない領域表示器（たとえば領域表示器２Ｈ）に、異常信号（制御信号）を通知する。ここで、上述した異常点灯パターンが複数設定されている場合には、表示制御設定部３４ｇは、位置情報が無いエラーに応じた異常信号を、該当する領域表示器（たとえば領域表示器２Ｈ）に通知する。

ステップＳ７４では、入力装置３３により、登録した領域表示器２Ａ〜２Ｆが、作業領域Ａに使用する領域表示器であるので、表示器指定部３４ｄでは、領域表示器２Ａ〜２Ｆの個体識別情報を指定し、ステップＳ７５に進む。

ステップＳ７５では、表示器照合部３４ｅは、指定された領域表示器２Ａ〜２Ｆの個体識別情報が、ステップＳ７１で認識した個体識別情報に存在するか、領域表示器の個体識別情報の照合を行う。これにより、表示器照合部３４ｅにより、認識した個体識別情報に、指定した個体識別情報が存在する場合、ステップＳ７６に進む。一方、認識した個体識別情報に、指定した個体識別情報がない場合には、ステップＳ７９２に進む。

ここで、ステップＳ７９２では、表示制御設定部３４ｇは、指定した領域表示器２Ａ〜２Ｆのうち、個体識別情報がない領域表示器（たとえば、領域表示器２Ｆ）に、異常信号を通知する。すなわち、このステップＳ７９２において、異常信号を通知する領域表示器は、個体識別情報が検出できていない（取得できていない）領域表示器である。ここで、異常点灯パターンが複数設定されている場合には、表示制御設定部３４ｇは、個体識別情報が無いエラーに応じた異常信号を、該当する領域表示器（たとえば領域表示器２Ｆ）に通知する。

ステップＳ７６では、領域設定部３４ｆが、指定された領域表示器２Ａ〜２Ｆのうち、個体識別情報が認識されている領域表示器の位置情報により、作業領域Ａが設定可能であるかを判定する。ここで、作業領域Ａの設定が可能であると判断した場合には、ステップＳ７７に進む。一方、作業領域Ａの設定が不可能であると判断した場合には、ステップＳ７９３に進む。

ステップＳ７９３では、指定した残りの領域表示器の位置情報および個体識別情報は検出できている（取得できている）が、作業領域Ａの設定が不可能であるので、表示制御設定部３４ｇは、この残りの領域表示器に、異常信号を通知する。ここで、異常点灯パターンが複数設定されている場合には、表示制御設定部３４ｇは、領域設定ができないエラーに応じた異常信号を、残りの領域表示器に通知する。

ステップＳ７７では、位置情報および個体識別情報が検出され（取得され）、かつ、指定された領域表示器により、作業領域Ａを設定する。さらに、ステップＳ７７では、設定された作業領域Ａの位置および範囲の情報を、作業機械５の作動制御装置６７に入力する。これにより、上述した如く、作動制御装置６７により、設定した作業領域Ａに応じて、作業機械５の動作が制限される。最後に、ステップＳ７８では、表示制御設定部３４ｇは、作業領域Ａの設定に使用される領域表示器に対して、正常信号（制御信号）を通知する。

図８を参照し、本実施形態に係る領域表示器２Ａ〜２Ｆの制御フローを説明する。まず、ステップＳ８１では、上述したステップＳ７３により、表示制御設定部３４ｇから、位置情報が無いエラーに応じた異常信号を受信したか否かを判定する。ここで、ステップＳ８１で、この異常信号を受信していない場合には、位置情報特定のエラー無しであると判定できるので、ステップＳ８２に進む。

ステップＳ８２では、上述したステップＳ７５により、表示制御設定部３４ｇから、個体識別情報が無いエラーに応じた異常信号を受信したか否かを判定する。ここで、ステップＳ８２で、この異常信号を受信していない場合には、個体識別情報認識のエラー無しであるので、ステップＳ８３に進む。

次に、ステップＳ８３では、上述したステップＳ７６により、表示制御設定部３４ｇから、領域設定が不可能であるエラーに応じた異常信号を受信したか否かを判定する。ここで、ステップＳ８３で、この異常信号を受信していない場合には、領域設定状況は正常であるので、ステップＳ８４に進む。

ステップＳ８４では、点灯制御部２２Ａは、表示制御設定部３４ｇから作業領域Ａを正常に設定するための正常信号（制御信号）を受信したかを判断し、受信した場合には、ステップＳ８５進む。ステップＳ８５では、点灯制御部２２Ａは正常点灯パターンの制御信号を状態表示部２１に入力し、状態表示部２１は正常点灯パターンで点灯される。一方、ステップＳ８１〜ステップＳ８３で異常信号を受信した場合、ステップＳ８４で正常信号を受信しなかった場合には、ステップＳ８７において、点灯制御部２２Ａは、この異常信号に応じた異常点灯パターンの制御信号を状態表示部２１に入力し、状態表示部２１では異常点灯パターンで点灯される。なお、この異常点灯パターンが、エラーの種類に応じて異なる点灯パターンに設定されている場合には、このエラーの種類に応じた異常点灯パターンで点灯される。

さらに、ステップＳ８６では、状態通知部２２Ｂは、領域表示器の状態表示部２１の点灯状態（表示の状態）を、領域設定機３に通知する。これにより、状態表示部２１の表示の状態が、表示制御設定部３４ｇで設定された表示に合致しているかを確認することができる。このような結果を、たとえば表示装置３５に入力してもよい。

本実施形態によれば、領域設定機３の制御装置３４は、指定した複数の領域表示器２Ａ〜２Ｆに対して、領域表示器２Ａ〜２Ｆごとの位置情報とその個体識別情報を検出することができる。制御装置３４は、この検出した結果に応じた表示がされるように、領域表示器２Ａ〜２Ｆの表示（点灯）に制御信号を、通信を介して入力する。

したがって、複数の領域表示器２Ａ〜２Ｆの位置情報およびその個体識別情報の検出結果を、複数の領域表示器２Ａ〜２Ｆの表示に反映することができる。このような結果、作業領域Ａの周囲の作業者は、領域表示器２Ａ〜２Ｆの表示内容を確認することで、領域設定機３で設定された作業領域Ａを正確に知ることができる。これにより、作業機械５または作業機械５の操作者が認識する作業領域と、周囲の作業者が認識する作業領域とを一致させることができる。また、作業機械５が自動運転で制御されているときであっても、周囲の作業者は、安心して作業を行うことができる。

また、制御装置３４は、検出した結果に応じた異なるパターン（すなわち、正常点灯パターンと異常点灯パターン）が表示されるように、各領域表示器の点灯を制御するので、異常点灯パターンが点灯された領域表示器を点検することができる。

〔第２実施形態〕
以下に第２実施形態に係る領域設定システム１を説明する。第２実施形態に係る領域設定システム１が第１実施形態のものと相違する点は、領域設定システム１が、複数の領域設定機３Ａ、３Ｂを備え、各領域設定機３Ａ、３Ｂが、複数の作業領域Ａ１、Ａ２からその１つを設定する点である。したがって、第１実施形態と同じ構成は、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。

図９および図１０に示すように、本実施形態に係る領域設定システム１は、複数の作業領域Ａ１、Ａ２の数に応じた数の領域設定機３Ａ、３Ｂを有している。本実施形態では、その一例として、作業機械５Ａ、５Ｂは２つであり、作業領域Ａ１、Ａ２が２つであり、領域設定機３Ａ、３Ｂも２つであるが、これらの個数は、複数であれば特に限定されるものではない。

各領域設定機３Ａ、３Ｂの制御装置３４は、他の領域設定機の制御装置により指定した領域表示器の表示とは異なるパターンが表示されるように、各領域設定機３Ａ、３Ｂで指定した領域表示器２Ａ〜２Ｌの表示を制御する。

具体的には、図１１に示すように、各領域設定機３Ａ、３Ｂの制御装置３４は、領域指定部３４ｈをさらに備えている。本実施形態では、その一例として、領域設定機３Ａの領域指定部３４ｈは、作業領域Ａ１として領域表示器２Ａ〜２Ｆを指定し、領域設定機３Ｂの領域指定部３４ｈは、作業領域Ａ２として領域表示器２Ｇ〜２Ｌを指定する。具体的には、図９に示すように、本実施形態では、領域設定機３Ａの入力装置３３からの入力により、作業領域Ａ１（すなわち領域表示器２Ａ〜２Ｆ）が指定され、領域設定機３Ｂの入力装置３３からの入力により、作業領域Ａ２（すなわち領域表示器２Ｇ〜２Ｌ）が指定される。各領域設定機３Ａ、３Ｂの各領域指定部３４ｈは、指定された作業領域の結果（具体的には、その作業領域に応じたコード）を、表示制御設定部３４ｇに入力する。これにより、領域設定機３Ａの表示制御設定部３４ｇは、その設定領域Ａ１に応じたパターンを表示するように、通信を介して領域表示器２Ａ〜２Ｆに制御信号を入力する。一方、領域設定機３Ｂの表示制御設定部３４ｇは、その設定領域Ａ２に応じたパターン（設定領域Ａ１とは異なるパターン）を表示するように、通信を介して領域表示器２Ｇ〜２Ｌに制御信号を入力する。

本実施形態では、その一例として、領域設定機３Ａ、３Ｂの各表示制御設定部３４ｇは、作業領域Ａ１を設定する領域表示器２Ａ〜２Ｆが点灯する表示色と、作業領域Ａ２を設定する領域表示器２Ｇ〜２Ｌが点灯する表示色と、を異なる表示色に設定している。さらに、領域設定機３Ａ、３Ｂの各表示制御設定部３４ｇは、各正常点灯パターンと異常点灯パターンを、異なる点灯周期となるように設定している。なお、ここで、２つの領域設定機３Ａ、３Ｂを通信可能な状態とし、１つの領域設定機の領域指定部３４ｈが、１つの作業領域を指定すると、他の領域設定機の領域指定部３４ｈに、指定された作業領域の指定を禁止するようにしてもよい。

第２実施形態に係る各領域設定機３Ａ、３Ｂでは、図１２に示すように、第１実施形態に対応する図７に示す制御フロー図のステップＳ７３とステップＳ７４との間に、さらに、ステップＳ１０１が追加されている。このステップＳ１０１では、上述したように、入力装置３３からの入力により、作業領域Ａ１、Ａ２のいずれかの作業領域が指定される。これにより、正常点灯パターンと異常点灯パターンとにより設定された点灯周期と、作業領域Ａ１、Ａ２に応じた設定された点灯する色とで点灯するための制御信号を、各領域表示器に送信することができる。

第２実施形態に係る各領域表示器２Ａ〜２Ｈでは、図１３に示すように、第１実施形態に対応する図８に示す制御フロー図のステップＳ８５が相違する。このステップＳ８５では、指定された作業領域Ａ１、Ａ２に応じた表示色となる正常点灯パターンで状態表示部２１に表示される。なお、本実施形態では、ステップＳ８７では、異常点灯パターンの表示は、第１実施形態と同じであってもよいが、たとえば、この異常点灯パターンの表示色も、異なる色に設定してもよい。このように、本実施形態によれば、複数の作業領域Ａ１、Ａ２が存在する場合であっても正確に領域を示すことができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

第１実施形態および第２実施形態では、領域設定機の制御装置、入力装置、および表示装置は、作業機械５に搭載したが、たとえば、位置検出装置、撮像装置が作業機械に搭載されていれば、領域設定機の制御装置、入力装置、および表示装置は、作業領域外に配置されていてもよく、これらがすべて持ち運び可能であってもよい。

さらに、第２実施形態では、作業領域同士が重ならないように配置されているが、たとえば、各領域設定機で指定した領域表示器により設定された作業領域の情報を相互に通信で送信し、作業領域同士が重なる状態になる場合には、各領域設定部により領域設定が不可能であると判定してもよい。

さらに、第１および第２実施形態では、作業機械を直接的に制御する作動制御装置と、領域設定機の制御装置とを個別に設けたが、例えば、これらの装置を１つの制御装置としてもよい。

１：領域設定システム、２Ａ〜２Ｌ：領域表示器、３，３Ａ，３Ｂ：領域設定機、３１：位置検出装置、３２：撮像装置、３３：入力装置、３４：制御装置、５，５Ａ，５Ｂ：作業機械、Ａ，Ａ１，Ａ２：作業領域

Claims (9)

1. 作業機械の作業領域を設定するために、周囲に認識可能な表示を行う複数の領域表示器と、
   前記複数の領域表示器から、前記作業領域を設定するために前記領域表示器を複数指定し、指定した前記領域表示器の表示を制御する制御装置を有した領域設定機と、を備えた領域設定システムであって、
   前記制御装置は、前記複数の領域表示器のうち、少なくとも指定した前記領域表示器の位置情報と個体識別情報とを取得し、取得結果に応じて前記領域表示器の表示を制御することを特徴とする領域設定システム。
2. 前記領域表示器は、前記作業領域を含む領域に移動自在に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の領域設定システム。
3. 前記領域表示器は、表示の状態を前記領域設定機に通知する状態通知部を備えることを特徴とする請求項１に記載の領域設定システム。
4. 前記領域設定機は、前記領域表示器の位置を検出する位置検出装置を備えており、
   前記位置検出装置は、電磁波を送信することにより、前記領域表示器に反射した電磁波から前記各領域表示器の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の領域設定システム。
5. 前記領域表示器は、前記領域表示器ごとに対応する個体識別情報を、１次元コードまたは２次元コードの識別コードとして有しており、
   前記領域設定機は、前記領域表示器の識別コードを撮像する撮像装置を備えており、
   前記制御装置は、前記撮像装置で撮像された識別コードに基づいて、前記領域表示器の個体識別情報を特定することを特徴とする請求項１に記載の領域設定システム。
6. 前記領域表示器は、前記領域表示器に対応する位置情報および個体識別情報を、前記領域設定機に発信する発信器を備えることを特徴とする請求項１に記載の領域設定システム。
7. 前記領域設定システムは、前記作業領域の数に応じて、前記領域設定機を複数有しており、
   前記制御装置は、他の領域設定機の制御装置により指定された領域表示器の表示とは異なるパターンが表示されるように、前記領域表示器の表示を制御することを特徴とする請求項１に記載の領域設定システム。
8. 前記領域表示器は、前記領域表示器ごとに対応する個体識別情報を、１次元コードまたは２次元コードの識別コードとして有しており、
   前記領域設定機は、前記領域表示器を指定するため携帯式の入力装置を有しており、
   前記入力装置は、指定する前記領域表示器の識別コードを読み取る読み取り部と、前記読み取り部で読み取った前記識別コードを前記制御装置に入力する入力部と、を備え、
   前記制御装置は、前記入力部で入力された前記識別コードに基づいて、前記領域表示器の個体識別情報を特定し、特定した個体識別情報に対応した前記領域表示器を、前記作業領域を設定するための領域表示器として指定することを特徴とする請求項１に記載の領域設定システム。
9. 請求項１に記載の領域設定システムを搭載した作業機械であって、
   前記領域設定機は、指定した複数の前記領域表示器に応じて、前記作業機械の作業領域を設定し、
   設定した前記作業領域に応じて、前記作業機械の動作を制限することを特徴とする作業機械。
   

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