JP2021075965A - 監視装置及び監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械の運転者に監視対象の相対位置を直感的に把握させる。【解決手段】油圧ショベルなどの建設機械１の周囲を監視する監視装置は、旋回体２００の旋回軸受３００を挟んで運転室２０２Ｂ側の前部２０２とは反対側の後部２０４に設けられ、建設機械１の上下方向と平行な自身の上下方向に延びる回転軸線回りに回転しながら自身の上下方向と直交する方向にレーザを照射してその反射光を受光するセンサ（レーザスキャナ）４０２を用い、回転軸線を中心とする所定半径の円のうち旋回体２００前方の旋回軸受３００の幅を考慮した角度範囲を除いた測定エリア内に存在する監視対象１０、１２、１４、１６の二次元位置を測定し、運転室２０２Ｂ内に設けられた表示部に、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて監視対象１０、１２、１４、１６のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を測定エリア内に示した画像を表示する。【選択図】図７

Description

本発明は、油圧ショベルなどの自走式の建設機械の周囲を監視する監視装置及び監視方法に関する。

特許文献１には、油圧ショベルなどの建設機械の上部旋回体の背面の所定の高さ位置に取り付けられ、建設機械の上下方向に直交する平面上で上部旋回体後方の所定の角度範囲（約２７０度）にレーザを照射して当該レーザの反射光を受光することで上部旋回体後方の所定半径の検出エリア内に存在する監視対象の有無を検出するレーザスキャナと、建設機械の運転室に設けられ、検出エリア内に監視対象が存在するときに警告音又は警告光を出力する警報出力インタフェースと、を備えた後方確認装置が記載されている。

実用新案登録第３１６１９３７号公報

ここで、特許文献１に記載の後方確認装置では、警告音又は警告光によって上部旋回体後方の検出エリア内に監視対象が存在していることを運転者に認識させることができるものの、上部旋回体に対する監視対象の位置（監視対象の相対位置）を検出していない。そのため、上部旋回体後方の検出エリア内において、監視対象の相対位置を運転者に直感的に把握させることが難しかった。

そこで、本発明は、監視対象の相対位置を運転者に直感的に把握させることのできる監視装置及び監視方法を提供することを目的とする。

そのため、本発明の一側面によると、運転室を備えた自走式の建設機械の周囲を監視する監視装置は、前記建設機械の上下方向に平行な自身の上下方向に延びる回転軸線回りに回転しながら前記自身の上下方向と直交する方向にレーザを照射して当該レーザの反射光を受光することで、前記回転軸線と直交する平面上において前記回転軸線を中心とする所定半径の測定エリア内における前記建設機械の少なくとも後方に存在する監視対象までの距離を測定可能なように前記建設機械の前記運転室側の前部とは反対側の後部に設けられたセンサと、前記運転室内に設けられ、前記センサの測定結果に基づいて前記監視対象の前記センサと対向する側の輪郭形状を前記測定エリア内に示した画像を表示する画像表示部と、を含む。

また、本発明の一側面によると、運転室を備えた自走式の建設機械の周囲を監視する監視方法は、前記建設機械の上下方向に平行な自身の上下方向に延びる回転軸線回りを回転しながら前記自身の上下方向と直交する方向にレーザを照射して当該レーザの反射光を受光することで、前記回転軸線と直交する平面上において前記回転軸線を中心とする所定半径の測定エリア内における前記建設機械の少なくとも後方に存在する監視対象までの距離を測定可能なように前記建設機械の前記運転室側の前部とは反対側の後部に設けられたセンサを用い、前記監視対象までの距離を測定するステップと、前記運転室内に設けられた画像表示部に、前記センサの測定結果に基づいて前記センサに対向する側の前記監視対象の輪郭形状を前記測定エリア内に示した画像を表示するステップと、を含む。

本発明の一側面による監視装置及び監視方法によれば、建設機械の運転室側の前部とは反対側の後部に設けられたセンサにより、建設機械の少なくとも後方にレーザが照射される。これにより、センサの測定エリア内において建設機械の少なくとも後方に存在する監視対象までの距離を測定することが可能となるので、この監視対象のセンサと対向する側の輪郭形状を測定エリア内に示した画像が運転室内に設けられた表示部に表示される。したがって、この画像を視た運転者に監視対象の相対位置を直感的に把握させることができる。

建設機械の一例を示す模式的な側面図である。 建設機械の一例を示す模式的な背面図である。 建設機械の後方から視たレーザスキャナの一例を示す部分拡大図である。 建設機械の一例を示す模式的な側面部分拡大図である。 レーザスキャナが測定した監視対象の二次元位置を示すイメージ図である。 レーザスキャナの測定エリアの一例を説明するための図である。 監視装置の表示部に表示される俯瞰画像の一例を示す図である。 監視装置の表示部に表示される俯瞰画像の他の例を示す図である。 建設機械の第１変形例を示す模式的な側面図である。 レーザスキャナの測定エリアの第１変形例を説明するための図である。 旋回体の旋回角度の算出法の一例を説明するための図である。 監視装置の表示部に表示される俯瞰画像の他の例を示す図である。 建設機械の第２変形例を示す模式的な側面図である。 レーザスキャナの測定エリアの第２変形例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施するための実施形態について説明する。
図１は、自走式の建設機械の一例を示す模式的な側面図である。図２は、自走式の建設機械の一例を示す模式的な背面図である。

自走式の建設機械１は、走行体１００及び走行体１００上で旋回可能な旋回体２００を備えている。このような建設機械１の一例としては、いわゆるバックホウなどの油圧ショベルが挙げられる。以下、本明細書において、建設機械１の後方から視て、左側を「左」と定義し、右側を「右」と定義する。

走行体１００は、例えば、油圧モータなどの走行用モータ（図示省略）によって回転駆動するクローラ式の走行体である。より詳細には、走行体１００は、建設機械１の左側に配置され、クローラ及びこれを回転駆動させる走行用モータなどを含む左側クローラ装置１００Ａと、建設機械１の右側に配置され、クローラ及びこれを回転駆動させる走行用モータなどを含む右側クローラ装置１００Ｂと、これら左側及び右側クローラ装置１００Ａ、１００Ｂ間に設けられたセンターフレーム１００Ｃと、を有する。建設機械１は、走行体１００の各走行用モータの回転方向及び回転速度などに応じて所定の速度で前進、後進及び左右方向に方向転換することができる。

旋回体２００は、例えば、走行体１００に対して旋回軸受３００を介して旋回可能である。このような旋回軸受３００は、油圧ショベルなどの建設機械の技術分野においては周知であるが、以下にその詳細を説明する。

旋回軸受３００は、例えば、下面が走行体１００のセンターフレーム１００Ｃに固定された内輪と、その外側に配置され、上面が旋回体２００の前部２０２の底面２０２Ａに固定された外輪と、内輪と外輪との間に配置され、外輪を内輪に対して相対回転可能とする複数のボール（転動体）などで構成されている。尚、本明細書では、旋回軸受３００の外輪のみを図示している。また、内輪の内周面には歯車が形成されている。ここで、旋回体２００の前部２０２には、出力シャフトが下方に突出する油圧モータなどの旋回用モータが内蔵されている。旋回用モータの出力シャフトの下端には内輪の内周面に形成された歯車と噛み合うピニオンが取り付けられている。そして、旋回用モータの出力シャフトが回転すると、ピニオン及び旋回用モータが内輪の内周に沿って公転するのに伴って外輪が内輪に対して相対回転する。これにより、旋回体２００が走行体１００に対して旋回するようになっている。

但し、旋回軸受３００は上述の構成に限るものではなく、例えば、旋回軸受３００の内輪の内周面に歯車を設けることに代えて、外輪の外周面に歯車が設けられていてもよい。この場合、外輪の下面がセンターフレーム１００Ｃに固定され、内輪の上面が旋回体２００の底面２０２Ａに固定される。すなわち、ピニオン及び旋回用モータの外輪の外周面に沿った公転に伴って内輪が外輪に対して相対回転することにより、旋回体２００が旋回するようになっていてもよい。

旋回体２００の前部２０２には、例えば、左側に配置された運転室２０２Ｂと、略中央に配置されると共にブーム２０２Ｃ１、アーム２０２Ｃ２、バケット２０２Ｃ３及びこれらに対応して設けられた図示省略の複数の油圧シリンダなどで構成される作業装置２０２Ｃとが設けられている。

運転室２０２Ｂには、走行体１００の前進、後進及び旋回操作、旋回体２００の旋回操作、並びに、作業装置２０２Ｃのブーム２０２Ｃ１、アーム２０２Ｃ２及びバケット２０２Ｃ３の回動操作に用いられる複数のレバー（図示省略）などが設けられている。

ブーム２０２Ｃ１は、その一端が旋回体２００の前部２０２にピン結合されており、左右方向に延びる回転軸線回りに回動可能である。アーム２０２Ｃ２は、その一端がブーム２０２Ｃ１の他端にピン結合されており、左右方向に延びる回転軸線回りに回動可能である。バケット２０２Ｃ３は、その一部がアーム２０２Ｃ２の他端にピン結合され、左右方向に延びる回転軸線回りに回動可能である。これらブーム２０２Ｃ１、アーム２０２Ｃ２及びバケット２０２Ｃ３は、これらに対応する油圧シリンダの駆動によって回動する。

旋回体２００の後部２０４は、それぞれ図示省略の作動油タンク、油圧ポンプ、エンジン及びカウンターウェイトなどを収容する筐体で構成されている。作動油タンクは、上述した走行用モータ、旋回用モータ及び各油圧シリンダを駆動させるための作動油を貯蔵するものである。油圧ポンプは、走行用モータ、旋回用モータ及び各油圧シリンダのそれぞれに対応して設けられた図示省略のコントロールバルブを介してこれら走行用モータ、旋回用モータ及び各油圧シリンダに作動油を送るためのものである。エンジンは、例えば、油圧ポンプに動力を与えるディーゼルエンジンである。カウンターウェイトは、建設機械１の重心移動を許容範囲内に収めることで建設機械１を安定させるためのものである。

また、旋回体２００の前部２０２（例えば、運転室２０２Ｂ）には、エンジン、油圧ポンプ及びコントロールバルブを電子制御する図示省略の電子制御装置（ＥＣＵ：Electric Control Unit）と、これに電力を供給するバッテリ（図示省略）とが内蔵されている。

ＥＣＵは、例えば、建設機械１のエンジン始動スイッチがオンとなったときに起動する。ＥＣＵは、エンジン、油圧ポンプ及びコントロールバルブを制御するための制御プログラムなどを格納するメモリ、制御プログラムを読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置及び通信回路などの通信インタフェースなどで構成されたマイクロコンピュータである。そして、ＥＣＵが、運転者のレバー操作に応じてエンジンの運転状態、油圧ポンプからの作動油の吐出量及び流れ方向、並びに、コントロールバルブの開閉などを制御することで、走行用モータ、旋回用モータ及び各油圧シリンダの駆動が制御される。これにより、走行体１００、旋回体２００及び作業装置２０２Ｃの動作が制御される。

また、建設機械１には、建設機械１の周囲を監視する監視装置４００が設けられている。より詳細には、監視装置４００は、旋回体２００の少なくとも後方に存在する物体や人などの監視対象を監視するものであり、監視（測距）用センサとしてのレーザスキャナ４０２と、制御部４０４と、表示部４０６と、警告部４０８と、を含む。これらレーザスキャナ４０２、制御部４０４、表示部４０６及び警告部４０８は、それぞれ、例えば、建設機械１のエンジン始動スイッチがオンとなったときに上述のバッテリから電力の供給を受け起動する。

レーザスキャナ４０２は、旋回体２００の旋回中心（旋回軸受３００の回転軸線）を挟んで運転室２０２Ｂ側の前部２０２とは反対側の後部２０４の底面２０４Ａに取り付けられている。

レーザスキャナ４０２は、例えば、所定の回転軸線回りに３６０度回転しながら回転軸線と直交する方向にレーザを照射して物体からの反射光を受光することで物体までの距離を測定する二次元ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging又はLaser Imaging Detection and Ranging）である。

このようなレーザスキャナ４０２の構造の一例及び取り付け態様の詳細について、図３、４を参照して説明する。

レーザスキャナ４０２は、例えば、略ドーム状の回転体４０２Ａと、回転体４０２Ａを回転自在に支持する略円柱状のベース４０２Ｂと、ベース４０２Ｂに取り付けられた略円板状の取付板４０２Ｃと、を含む。

回転体４０２Ａは、自身の上下方向に延びる回転軸線（回転体４０２Ａの上下方向の中心軸線）Ａ回りに３６０度回転する（例えば、平面視で反時計回り（矢印Ｂの方向））。尚、レーザスキャナ４０２は、回転軸線Ａが建設機械１の上下方向に延びる直線に略平行となるように底面２０４Ａに取り付けられている。

また、回転体４０２Ａは、レーザを照射する照射部４０２Ａ１及びレーザの反射光を受光する受光部４０２Ａ２を有する。要するに、照射部４０２Ａ１は、回転軸線Ａ回りに３６０度回転しながら上下方向と直交する方向にレーザを照射する。受光部４０２Ａ２は、照射部４０２Ａ１の回転方向後方に配置されている。但し、レーザスキャナ４０２は、上述の回転体４０２Ａに代えて、照射部４０２Ａ１及び受光部４０２Ａ２を有する略円柱状の回転体と、アクリルなどの透明な材料で形成されると共に回転体を囲むようにベース４０２Ｂに固定された略ドーム形状のカバーとを含んでもよい。

ベース４０２Ｂには、例えば、出力シャフトが回転体４０２Ａに接続された図示省略の電動モータ（例えば、ブラシレスモータ）などのアクチュエータが内蔵されている。これにより、回転体４０２Ａがベース４０２Ｂの下方で回転可能となる。回転体４０２Ａの回転速度は、例えば、約５〜２０Ｈｚ（５回転／秒〜２０回転／秒）である。但し、これに限るものではなく、回転体４０２Ａの回転速度は、例えば、詳細を後述する制御部４０４によりベース４０２Ｂの電動モータをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することで任意に設定可能である。

取付板４０２Ｃの下面は、例えば、図示省略の複数のボルトによってベース４０２Ｂの上面に固定されている。ここで、旋回体２００の後部２０４の底面２０４Ａには、例えば、ボルト及びナットの組５００を複数用いて円板状のブラケット５０２が着脱自在に取り付けられている。そして、取付板４０２Ｃは、ブラケット５０２に対して、ゴム又は樹脂製の略円錐台状の防振部材５０４Ａ付のボルト及びナットの組５０４を複数用いて着脱自在に取り付けられている。但し、これに限るものではなく、底面２０４Ａへのブラケット５０２の取り付け、及び、ブラケット５０２への取付板４０２Ｃの取り付けは、それぞれ、例えば、電磁石により行われてもよい。また、取付板４０２Ｃを省略して、ベース４０２Ｂをブラケット５０２に直接取り付けてもよい。

また、図３、４に示すように、レーザスキャナ４０２は、底面２０４Ａに対して、照射部４０２Ａ１及び受光部４０２Ａ２の高さ位置が走行体１００（クローラ１００Ａ及び１００Ｂの上面）と旋回体２００（後部２０４）との間の隙間に配置されるように取り付けられている。すなわち、レーザスキャナ４０２のレーザを照射及び受光する高さ位置は、走行体１００と旋回体２００との間の隙間に配置されている。

より詳細には、照射部４０２Ａ１及び受光部４０２Ａ２の高さ位置は、例えば、建設機械１の接地面から約１ｍの高さ位置に配置されている。この場合、レーザは、接地面から約１ｍの高さで照射される。より詳細には、レーザは、建設機械１の上下方向に直交する方向と略平行な方向であって、建設機械１の接地面と略平行な方向に照射される。これにより、接地面から約１ｍ以上の高さを有する監視対象までの距離を測定することが可能である。

尚、照射部４０２Ａ１及び受光部４０２Ａ２の高さ位置は、ブラケット５０２の形状及び寸法などを変更することで適宜調整可能である。また、照射部４０２Ａ１及び受光部４０２Ａ２の高さ位置は、走行体１００（左側及び右側クローラ装置１００Ａ、１００Ｂ）の高さなどを考慮して、例えば、接地面から約０．５ｍ〜約１．２ｍの高さ位置に調整可能である。

照射部４０２Ａ１が照射するレーザとしては、例えば、波長約７７５ｎｍ〜約７９５ｎｍの赤外線（近赤外線）帯域のレーザが用いられる。レーザスキャナ４０２による監視対象までの距離の測定回数は、例えば、約１０００回／回転である。但し、これに限るものではなく、詳細を後述する制御部４０４によってレーザスキャナ４０２の１回転あたりのレーザ照射回数を変更することなどにより測定回数を任意に設定することができる。

また、レーザスキャナ４０２は、回転軸線Ａと直交する平面上において回転軸線Ａを中心とする所定半径の測定エリア内に存在する監視対象までの距離を測定する。例えば、レーザスキャナ４０２は、最大で約２５ｍの半径の測定エリア内に存在する監視対象までの距離を測定可能である。但し、これに限るものではなく、測定エリアの半径は、例えば、制御部４０４によって約１０ｍとするなど任意に設定可能である。例えば、レーザスキャナ４０２は、測定エリアの半径を約１０ｍに設定した場合、最小で約６．２ｃｍの幅を有する物体までの距離を測定することが可能である。

より詳細には、レーザスキャナ４０２は、回転しながらレーザを照射して物体からの反射光を受光することで、レーザが照射された物体表面上の複数の位置を測定する。例えば、図５に示すように、レーザスキャナ４０２の測定結果（測定データ）は、物体のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を構成する複数の点で表される二次元座標の集合である。すなわち、レーザスキャナ４０２は、レーザスキャナ４０２を基準とする物体までの距離及び物体の方位を測定することができる。

ここで、「距離」とは、例えば、図５に示すように、レーザスキャナ４０２の回転中心（中心点）からレーザスキャナ４０２と対向する側の監視対象の輪郭形状を構成する複数の点までの距離を意味する。

また、「方位」については、まず、例えば、図５に示すように、レーザスキャナ４０２の中心点から旋回体２００の旋回中心（旋回軸受３００の中心点）を通って延びる直線のうち旋回体２００の前方を基準線（０°）とする。以下、この基準線を「旋回体２００の中心線」という。そして、「方位」とは、この旋回体２００の中心線と、レーザスキャナ４０２の中心点から監視対象のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を構成する複数の点までの距離を規定する直線とがなす角度を意味する。

以下、本明細書において、レーザスキャナ４０２を基準とする物体の方位及び物体までの距離を「監視対象の二次元位置」という。すなわち、レーザスキャナ４０２は、測定エリア内に存在する監視対象の二次元位置を測定することができる。そして、レーザスキャナ４０２は、受光部４０２Ａ２によりレーザの反射光を受光すると、監視対象の二次元位置を含む測定結果（測定データ）を制御部４０４に出力する。

以上のように構成されたレーザスキャナ４０２が、自身の上下方向に延びる回転軸線Ａ回りに回転しながら上下方向に直交する方向にレーザを照射して当該レーザの反射光を受光することで、回転軸線Ａと直交する平面上において回転軸線Ａを中心とする所定半径の測定エリア内に存在する監視対象までの距離を測定するセンサの一例として挙げられる。

制御部４０４には、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワークを介してレーザスキャナ４０２、表示部４０６及び警告部４０８が接続されている。

制御部４０４は、上述したように、レーザスキャナ４０２の回転速度、単位回転あたりのレーザ照射回数、単位回転あたりの測定回数及び測定エリアの半径を変更するなどレーザスキャナ４０２の動作を制御するように構成されている。

また、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて、建設機械１の上方から視た俯瞰画像（その詳細については後述する）に相当する画像信号を生成し、表示部４０６に出力する。

さらに、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて、例えば、レーザスキャナ４０２の測定エリア内に監視対象が侵入したときに、所定の音響信号を生成し、警告部４０８に出力する。

以上説明した制御部４０４の機能は、例えば、上述したＥＣＵとは別に運転室２０２Ｂ内に設けられた監視装置４００専用のＥＣＵにより実現される。したがって、監視装置４００専用のＥＣＵのメモリには、レーザスキャナ４０２の動作制御用のプログラム、画像信号及び音響信号を生成するためプログラムが格納されている。但し、これに限るものではなく、レーザスキャナ４０２の動作を制御するＥＣＵと、画像信号を生成する機能を有するＥＣＵと、音響信号を生成する機能を有するＥＣＵとが別々に設けられてもよい。また、監視装置４００専用のＥＣＵを設けることに代えて、エンジン及び油圧ポンプを制御する上述のＥＣＵが制御部４０４の機能を有するようになっていてもよい。

表示部４０６は、運転室２０２Ｂ内に設けられており、例えば、運転者が視認しやすい場所に配置された液晶ディスプレイである。表示部４０６は、制御部４０４から画像信号を入力すると、俯瞰画像を表示する。したがって、制御部４０４及びこれと協働する表示部４０６が画像表示部の一例として挙げられる。

警告部４０８は、例えば、運転室２０２Ｂ内に設けられたスピーカである。警告部４０８は、制御部４０４から音響信号を入力すると、この音響信号に応じた警告音を発生する。これにより、運転者に測定エリア内に監視対象が侵入したときにその旨を報知することができる。したがって、制御部４０４及びこれと協働する警告部４０８が報知部の一例として挙げられる。

尚、警告音としては、例えば、ブザー音やビープ音などが挙げられる。但し、これに限るものではなく、警告部４０８は、例えば、測定エリア内に監視対象が侵入した旨を報知する内容の音声を発生してもよい。

次に、制御部４０４が生成し表示部４０６に表示される俯瞰画像について図６、７を参照して説明する。例えば、図６では、建設機械１が配備された作業現場において、平面視で建設機械１の周囲には、監視対象として、仮設電源などの設備１０、壁１２、柱１４及び複数の作業者１６、１８が存在している。

ここで、レーザスキャナ４０２による測定エリアの詳細について説明する。レーザスキャナ４０２は、上述したように、旋回体２００の旋回中心を挟んで運転室２０２Ｂ側の前部２０２とは反対側の後部２０４の底面２０４Ａに取り付けられている。これにより、レーザスキャナ４０２は、平面視で旋回体２００の少なくとも後方にレーザを照射することが可能となる。また、レーザスキャナ４０２がレーザを照射及び受光する高さ位置は、走行体１００と旋回体２００との間の隙間に配置されている。これにより、レーザスキャナ４０２は、当該隙間を介して旋回体２００の側方に照射することが可能である。一方、レーザスキャナ４０２の前方には、旋回軸受３００が配置されているので、前方に照射したレーザは旋回軸受３００に当たる。そのため、レーザスキャナ４０２は、旋回体２００の前方に存在する監視対象にレーザを照射できず、この監視対象の二次元位置は測定できない。しかしながら、旋回体２００の前方は運転室２０２Ｂ内にいる運転者が目視できるため特に問題とならない。

このようにレーザスキャナ４０２の建設機械１における取付位置を考慮すると、測定エリアは、図６において破線で示す範囲となる（例えば、図６では、レーザの測定エリアの半径は１０ｍに設定されている）。すなわち、測定エリアの角度範囲は、平面視でレーザスキャナ４０２の前方に位置する旋回軸受３００の幅（外輪の外径）を考慮した旋回体２００の前方約９０度の角度範囲を除く旋回体２００の周囲約２７０度の範囲とすることが可能である。言い換えれば、測定エリアは、平面視で旋回体２００の前方約９０度角度範囲を除く所定半径の円で規定される。したがって、レーザスキャナ４０２は、運転者の死角となる旋回体２００の後方及び側方に存在する監視対象の二次元位置を測定することができる。

但し、測定エリアの角度範囲は、旋回体２００の前方約９０度の角度範囲を除く旋回体２００の周囲約２７０度の範囲に限られるものではない。例えば、レーザスキャナ４０２を旋回軸受３００から可能な限り離れた位置に取り付けることにより、旋回軸受３００の幅を考慮した旋回体２００の前方の角度範囲を約９０度以下にすることが可能である。したがって、測定エリアの角度範囲を約２７０度以上に設定することができる。

レーザスキャナ４０２は、例えば、建設機械１のエンジン始動スイッチがオンとなって制御部４０４が起動したことを契機として、レーザの回転照射を開始する。但し、これに限るものではなく、例えば、運転室内のレーザスキャナ４０２による測定開始用スイッチを設け、運転者がこれをオンにすることでレーザの回転照射が開始されてもよい。

図６では、測定エリア内には、監視対象のうち設備１０、壁１２、柱１４及び作業者１６が存在している。この状況でレーザスキャナ４０２が測定結果を制御部４０４に出力すると、制御部４０４は、この測定結果に基づいて、俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させる（図７を参照）。尚、作業者１８については、図６において測定エリア外に存在しているため、二次元位置は測定されず、俯瞰画像には示されない。

俯瞰画像は、図７に示すように、測定エリア内に存在する監視対象１０、１２、１４及び１６のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状（各監視対象１０、１２、１４及び１６の輪郭形状のうち太線で示す部分）を測定エリア内に示した画像である。輪郭形状を規定する輪郭線は、各監視対象１０、１２、１４及び１６の輪郭形状のうちレーザが照射された（当たった）部分である。より詳細には、輪郭線は、レーザが照射された各監視対象１０、１２、１４及び１６表面上の複数の二次元位置を表す複数の点で構成されている。

要するに、建設機械１の周囲を監視する監視方法は、レーザスキャナ４０２を用い、レーザスキャナ４０２の測定エリア内における旋回体２００の少なくとも後方に存在する監視対象１０、１２、１４及び１６までの距離を測定するステップと、表示部４０６に、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて監視対象のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を測定エリア内に示した画像を表示するステップと、を含む。これにより、俯瞰画像を視た運転者に、レーザスキャナ４０２の測定エリア内に存在する監視対象１０、１２、１４及び１６の相対位置を直感的に把握させることができる。

また、制御部４０４は、輪郭線と、レーザスキャナ４０２の中心から輪郭線の各端部を通って延びる直線と、測定エリアの外周を規定する曲線とで囲まれる領域を測定エリアから切り欠いた俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させる。これにより、運転者に、測定エリアのうち切り欠かれていない領域を監視対象が存在せず建設機械１を用いた作業を行うことのできる作業可能領域として直感的に認識させることができる。一方、運転者に、測定エリアのうち切り欠かれた領域を監視対象が存在するため建設機械１を用いた作業すべきでない作業禁止領域として直感的に認識させることができる。

表示部４０６に表示される俯瞰画像では、例えば、背景色を白色とし、図７に示す太線部を含む実線部が黒色で示される。但し、これに限るものではなく、背景色及び実線部は他の色で示されていてもよい。

また、制御部４０４は、例えば、作業禁止領域を切り欠いた俯瞰画像を生成することに代えて、作業禁止領域を背景色（例えば、白色）と異なる色（例えば、黒色）で示した俯瞰画像を生成し表示部４０６に表示させてもよい。

尚、図７に示す俯瞰画像では、説明の便宜上、各監視対象１０、１２、１４及び１６の輪郭形状を点線で示しているが、これら点線で示される監視対象１０、１２、１４及び１６の輪郭形状は俯瞰画像には示されない。

また、図７に示すように、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の取付位置に基づいて、俯瞰画像上に建設機械１を上方から視た形状を重ね合わせ、これを表示部４０６に表示させてもよい。そのために、制御部４０４として機能するＥＣＵのメモリは、例えば、レーザスキャナ４０２の取付位置及び建設機械１の寸法及び形状に関する情報を予め格納しておくことが好ましい。尚、図７に示す俯瞰画像には、作業装置２０２Ｃの形状が示されていないが、制御部４０４は、例えば、油圧シリンダの制御情報を入力し、当該制御情報に応じた作業装置２０２Ｃの形状を推定して、推定した作業装置２０２Ｃの形状を示した俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させてもよい。

さらに、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて、各監視対象１０、１２、１４及び１６の二次元位置に関する情報を示した俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させてもよい。例えば、図７に示す俯瞰画像上に、レーザスキャナ４０２の中心点から各監視対象１０、１２、１４及び１６までの最短距離、及び、上述した旋回体２００の中心線を基準（０度）に右方を９０度、後方を１８０度、左方を２７０度として、旋回体２００の中心線と各監視対象１０、１２、１４及び１６までの最短距離を規定する直線とがなす角度を含む表を各監視対象１０、１２、１４及び１６に対応させて示していてもよい。

尚、図７に示す俯瞰画像では、測定エリアから旋回軸受３００の幅を考慮した旋回体２００の前方約９０度の角度が予め除かれている。ここで、レーザスキャナ４０２は、旋回軸受３００の二次元位置も測定可能である。したがって、制御部４０４は、旋回軸受３００のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を俯瞰画像に示してもよい。

以上のように構成された監視装置４００によれば、以下の作用及び効果が得られる。すなわち、まず、旋回体２００の旋回中心を挟んで運転室２０２Ｂ側の前部２０２とは反対側の後部２０４の底面２０４Ａに取り付けられたレーザスキャナ４０２により、旋回体２００の少なくとも後方における所定半径の測定エリア内に存在する監視対象の二次元位置を測定することが可能である。次に、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて、建設機械１を上方から視た俯瞰画像として、監視対象のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を測定エリア内に示した画像を生成し、表示部４０６に表示させる。これにより、俯瞰画像を視た運転者に、運転者の死角となる旋回体２００の少なくとも後方に存在する監視対象の相対位置を直感的に把握させることができる。

また、制御部４０４は、監視対象のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を規定する輪郭線と、レーザスキャナ４０２の中心から当該輪郭線の各端部を通って延びる直線と、測定エリアの外周を規定する曲線とで囲まれる領域（作業禁止領域）を測定エリアから切り欠いた画像を生成し、表示部４０６に表示させる。これにより、俯瞰画像を視た運転者に、作業禁止領域とこれ以外の領域（作業可能領域）とを直感的に把握させることができる。

さらに、レーザスキャナ４０２のレーザを照射及び受光する高さ位置が走行体１００と旋回体２００との間の隙間に配置されていることにより、当該隙間を介してレーザを運転者の死角となる旋回体２００の側方にも照射することが可能となる。これにより、平面視でレーザスキャナ４０２の前方に位置する旋回軸受３００の幅を考慮した旋回体２００の前方約９０度の角度範囲を除いた旋回体２００の周囲約２７０度の角度範囲に存在する監視対象の二次元位置を測定することが可能となる。したがって、運転者に、旋回体２００の後方だけでなく側方における測定エリア内に存在する監視対象の相対位置を直感的に把握させることができる。

さらにまた、俯瞰画像上に建設機械１を上方から視た形状を示すことにより、運転者に、測定エリア内で建設機械１及び監視対象のそれぞれが占める割合を直感的に把握させることができる。

また、監視装置４００では、俯瞰画像上に監視対象についての最短距離及び角度を含む表を示すことが可能であるので、俯瞰画像を視た運転者に監視対象の相対位置を直感的に把握させるだけでなく定量的に把握させることができる。

ここで、従来において、建設機械１の周囲を監視するための手段としては、例えば、建設機械１の周囲で作業し得る作業者にＩＣタグを携行させ、レーザと比較して指向性が低く散乱しやすい電波、磁場、超音波、赤外光などを建設機械１から発生させることでＩＣタグを検知する手段が知られている。しかしながら、この手段では、電波、磁場、超音波、赤外光などの波の伝搬が監視対象の種類によっては遮断され又は減衰されてしまい、ＩＣタグの検知漏れが生じやすい。また、例えば、電波、磁場、超音波、赤外光などの波が複数の経路を伝搬して干渉してしまうマルチパスなどにより、例えば、想定していない距離（例えば、設定距離以上の距離）に存在するＩＣタグを検知してしまうなどの誤検知が生じやすい。さらに、ＩＣタグを作業者に携行させることが必須であり且つＩＣタグの充電が必要であるなど、管理に手間がかかる。一方、以上説明した監視装置４００では、指向性が高く散乱しにくいレーザを用いて監視対象の二次元位置を測定することが可能であるので、従来の監視手段における検知漏れ及び誤検知を抑制することができると共に管理手間を省くことができる。

また、従来の監視対象を監視する他の手段としては、監視対象としての作業者に特定の色を有するベストを着せてベストの色をカメラで識別することにより作業者を監視する手段が知られている。しかしながら、ベストの色による識別は、悪天候や暗所などにより作業現場の照度が低い場合には検知漏れが生じやすい。また、例えば、人工知能（ＡＩ）及びカメラを組み合わせた画像認識により監視対象としての作業者を監視する手段は、作業現場を模した環境でのＡＩの学習（例えば、ディープラーニング）が必須であるなど建設機械１に導入するのにコスト及び手間がかかる。一方、監視装置４００では、照度による監視対象の検知漏れが生じにくく、また、建設機械１へ導入する際のコストを抑制し手間を省くことができる。

ここで、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の回転速度及び単位回転あたりの測定回数に応じて俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させる。例えば、図６に示す状況から建設機械１が前方に移動した場合、レーザスキャナ４０２も前方に移動するため、各監視対象１０、１２、１４及び１６の二次元位置が変化する。したがって、俯瞰画像では、図８に示すように、各監視対象１０、１２、１４及び１６が下方に移動する。これに伴って、監視対象の輪郭形状、作業禁止領域、並びに、角度及び最短距離を含む表の数値も変化する。すなわち、監視装置４００によれば、監視対象である作業者の移動、建設機械１の移動及び旋回体２００の旋回により刻々と変化する監視対象の二次元位置に応じた俯瞰画像をリアルタイムに表示することが可能となる。したがって、運転者に、監視対象の相対位置の変化をリアルタイム且つ直感的に把握させることができる。

また、例えば、測定エリア外に存在していた作業者１８が図８に示す矢印Ｃの方向に移動して測定エリア内に侵入してきた場合、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて作業者１８の輪郭形状及び作業禁止領域を測定エリア内に示した俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させる。これと同時に、制御部４０４は、レーザスキャナ４０２の測定結果に基づいて、所定の音響信号を生成し、警告部４０８に警告音を発生させる。制御部４０４は、例えば、測定エリアの半径未満の距離に存在する監視対象を検出したときに音響信号を生成する。これにより、測定エリア内に監視対象が侵入した旨が運転者に報知される。したがって、運転者に、測定エリア内の監視対象の存在を俯瞰画像により視覚的に把握させることができるだけでなく、聴覚的に把握させることができる。

ここで、制御部４０４は、例えば、レーザスキャナ４０２によるレーザの２回転目以降の回転照射が開始されてから測定エリア内に監視対象が侵入したことを条件として所定の音響信号を生成してもよい。これにより、レーザスキャナ４０２の測定が開始された時点で測定エリア内に既に存在する監視対象については警告音が発生しない。したがって、過剰な警告音の発生を抑制することが可能となるので、建設機械１を用いた作業の効率性を保つことができる。

さらに、監視対象までの最短距離に応じて、俯瞰画像の背景色、及び、警告音の音量又は発生パターンを変更してもよい。例えば、制御部４０４は、監視対象までの最短距離が短くなるほど、表示部４０６に表示させる俯瞰画像の背景色を白色（デフォルト色）、黄色、オレンジ、赤の順に変更してもよい。したがって、監視装置４００では、表示部４０６を介して監視対象が測定エリア内に侵入した旨を報知することも可能である。また、制御部４０４は、監視対象までの最短距離が短くなるほど、例えば、ブザー音の音量を大きくしたり、ブザー音の発生時間を延ばすか又は発生回数を増やしたりしてもよい。これにより、監視対象が比較的近くに存在していることを運転者に直感的に把握させ、運転者に対してより慎重な作業を行うことを促すことができる。

さらにまた、制御部４０４は、測定エリア内に存在する監視対象の二次元位置の変化から監視対象が移動している物体又は人であるか静止物体であるかを判別することが可能である。より詳細には、例えば、建設機械１が停止している場合、作業者又は他の建設機械などの測定エリア内に存在する特定の監視対象が移動するとその二次元位置が変化する。したがって、建設機械１が停止していれば、二次元位置が変化した監視対象を測定エリア内で移動している物体又は人として認識することできる。この場合、制御部４０４は、例えば、当該監視対象が測定エリア内で移動している物体又は人であることを示した俯瞰画像を表示部４０６に表示させてもよい。

また、制御部４０４は、測定エリア内に存在する監視対象の二次元位置の変化から監視対象の相対的な移動方向、相対速度及び相対加速度を演算し、監視対象の接近危険度を設定するように構成されていてもよい。制御部４０４は、例えば、相対的な移動方向が建設機械１に近付く方向である場合や、相対的な移動方向が建設機械１に近付く方向であり且つ相対速度及び相対加速度が大きい場合などにおいて、監視対象の接近危険度を高めに設定する。そして、制御部４０４は、設定した接近危険度に応じて、表示部４０６に表示させる俯瞰画像の背景色や警告部４０８に発生させる警告音の音量又は発生パターンを変更する。これにより、運転者が監視対象の接近危険度を直感的に把握することができる。

一方、制御部４０４は、例えば、相対的な移動方向が建設機械１から遠ざかる方向である場合などにおいて、監視対象の接近危険度を低めに設定する。この場合、制御部４０４は、表示部４０６に表示させる俯瞰画像の背景色及び警告部４０８に発生させる警告音の音量又は発生パターンを変更しなくてもよい。これにより、監視対象の接近危険度が比較的低い場合には、俯瞰画像の背景色や警告音の音量又は発生パターンの変更による報知が必要以上に行われるのを抑制することが可能になる。したがって、建設機械１を用いた作業の効率性を保つことができる。

次に、監視装置４００の変形例について図９、１０を参照して説明する。
図９に示すように、監視装置４００は、レーザスキャナ４０２とは別に、旋回体２００の運転室２０２Ｂ側の前部２０２の底面２０２Ａに設けられると共にレーザスキャナ４０２と同様のレーザスキャナ４１０を更に含む。以下、レーザスキャナ４０２を「第１のレーザスキャナ４０２」といい、レーザスキャナ４１０を「第２のレーザスキャナ４１０」という。また、第１のレーザスキャナ４０２の測定エリアを「第１の測定エリア」という。第２のレーザスキャナ４１０も、例えば、ＣＡＮなどのネットワークを介して制御部４０４に接続されている。

第２のレーザスキャナ４１０の底面２０２Ａへの取り付けは、図３において説明したのと同様であるので説明を省略する。すなわち、第２のレーザスキャナ４１０のレーザを照射及び受光する高さ位置は、走行体１００と旋回体２００との間の隙間に配置されている。したがって、第２のレーザスキャナ４１０の測定エリア（以下、これを「第２の測定エリア」という）は、平面視で、第２のレーザスキャナ４１０の後方に位置する旋回軸受３００の幅を考慮した旋回体２００の後方約９０度の角度範囲を除く旋回体２００の周囲約２７０度の角度範囲である。したがって、旋回体２００の後方及び側方に加えて旋回体２００の前方に存在する監視対象の二次元位置を測定することができる。

要するに、第１及び第２のレーザスキャナ４０２及び４１０により、測定エリアを平面視で旋回体２００の周囲３６０度の角度範囲に拡大することが可能になる。これにより、例えば、旋回体２００の前方に監視対象が存在する場合であっても、表示部４０６に当該監視対象の第２のレーザスキャナ４１０と対向する側の輪郭形状及び作業禁止領域を測定エリア内に示した俯瞰画像を表示することが可能になる。したがって、このような監視装置４００の変形例によれば、旋回体２００の側方及び後方だけでなく、旋回体２００の前方における作業可能領域及び作業禁止領域を運転者に直感的に認識させることができる。

また、図９に示すように、監視装置４００は、旋回体２００の前方と走行体１００の前進方向とが一致した状態で旋回中心（旋回軸受３００）と各レーザスキャナ４０２、４１０との間のそれぞれに配置され、走行体１００のセンターフレーム１００Ｃに固定された第１及び第２のマーカ４１２及び４１４を更に含んでもよい。

より詳細には、旋回体２００の前方と走行体１００の前進方向とが一致した状態で、第１のマーカ４１２は、第１のレーザスキャナ４０２の前方且つ旋回軸受３００の後方に配置され、第２のマーカ４１４は、第２のレーザスキャナ４１０の後方且つ旋回軸受３００の前方に配置されている。

第１及び第２のマーカ４１２及び４１４は、例えば、略円柱状の物体であり、センターフレーム１００Ｃから上方に突出するように設けられている。

また、第１及び第２のマーカ４１２及び４１４は、旋回体２００の旋回中に旋回体２００と干渉（衝突）しない高さであって、各レーザスキャナ４０２及び４１０のレーザが当たるのに十分な高さを有する。したがって、各レーザスキャナ４０２及び４１０は、第１及び第２のマーカ４１２及び４１４の方位及び第１及び第２のマーカ４１２及び４１４までの距離を測定することが可能である。

そして、制御部４０４は、各レーザスキャナ４０２、４１０の測定結果に基づいて旋回体２００の旋回角度を算出する。以下、旋回角度の算出法の一例について図１１を参照して説明する。尚、図１１では、説明の便宜上、作業装置２０２Ｃを省略している。

図１１に示すように、旋回体２００が平面視で左に所定角度（４５度）旋回すると、これに伴って旋回体２００に固定された各レーザスキャナ４０２及び４１０も移動する。一方、センターフレーム１００Ｃに固定された各マーカ４１２及び４１４は移動しない。

より詳細には、各レーザスキャナ４０２及び４１０の中心と各マーカ４１２及び４１４の中心とを結ぶ直線Ｄが建設機械１の前後方向に延びる直線Ｅと一致した状態から直線Ｄと直線Ｅとがなす角度が約４５度である状態に変化している。

ここで、各レーザスキャナ４０２及び４１０による監視対象の二次元位置の測定は、例えば、図７、８で説明したように、旋回体２００の中心線を基準（０度）に右方を９０度、後方を１８０度、左方を２７０度として行うように設定されている。

この場合、第１のレーザスキャナ４０２は、旋回体２００の旋回前に０度の位置にあった第１のマーカ４１２が旋回後に３１５度の位置になったことを検出する。一方、第２のレーザスキャナ４１０は、旋回体２００の旋回前に１８０度の位置にあった第２のマーカ４１４が旋回後に１３５度の位置になったことを検出する。すなわち、制御部４０４は、各レーザスキャナ４０２及び４１０の測定結果に基づいて得られる各マーカ４１２及び４１４までの最短距離と規定する直線と、各レーザスキャナ４０２及び４１０の中心から旋回体２００の旋回中心を通って延びる直線とがなす角度から旋回体２００の旋回角度を算出する。尚、制御部４０４は、旋回角度を算出する際は、例えば、建設機械１の前進方向を基準（０度）に右方９０度、後方を１８０度、左方を２７０度とする。したがって、図１１では、算出される旋回体２００の旋回角度は３１５度である。

また、制御部４０４は、算出した旋回体２００の旋回角度を俯瞰画像に反映させてもよい。例えば、図６に示す状況から旋回体２００が左に９０度旋回したとする。この場合、制御部４０４は、例えば、建設機械１の前進方向を基準（０度）に右方９０度、後方を１８０度、左方を２７０度とした場合、旋回体２００の旋回角度を旋回体２００の旋回角度を２７０度として算出すると共に俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させる。表示部４０６が表示する俯瞰画像を図１２に示す。

図１２では、俯瞰画像の略中心に旋回体２００の旋回角度を反映させた建設機械１が示されている。より詳細には、俯瞰画像には、走行体１００の前進方向が旋回体２００の中心線に対して９０度の方向を向いた建設機械１が示される。すなわち、制御部４０４は、算出した旋回角度に応じた建設機械１を上方から視た形状を示した俯瞰画像を生成し、表示部４０６に表示させる。また、制御部４０４のメモリには、各レーザスキャナ４０２及び４１０の取付位置並びに建設機械１の寸法及び形状を予め格納しておくことが好ましい。このように、旋回体２００の旋回角度を算出することにより、旋回体２００の走行体１００に対する旋回動作、すなわち、現実の建設機械１の動きを反映させた俯瞰画像を運転者に対して表示することが可能となる。したがって、運転者に建設機械１と監視対象とのより現実に即した位置関係を直感的に把握させることが可能となる。

また、第１のレーザスキャナ４０２の測定結果に加えて第２のレーザスキャナ４１０の測定結果に基づいて生成され表示部４０６に表示される俯瞰画像では、平面視で建設機械１の周囲３６０度の角度範囲の領域を示すことが可能となる。すなわち、制御部４０４は、各レーザスキャナ４０２及び４１０の測定結果に基づいて監視対象の各レーザスキャナ４０２及び４１０と対向する側の輪郭形状を各レーザスキャナ４０２及び４１０の測定エリア内に示した画像を生成し、表示部４０６に表示させる。より詳細には、例えば、制御部４０４は、まず、第１のレーザスキャナ４０２の測定エリアの角度範囲を旋回体２００の後方１８０度の角度範囲に設定すると共に、第２のレーザスキャナ４１０の測定エリアの角度範囲を旋回体２００の前方１８０度の角度範囲に設定する。そして、制御部４０４は、各測定エリアの角度範囲で得られた測定結果を組み合わせることで図１２に示す俯瞰画像を生成する。尚、図１２に示す俯瞰画像では、角度座標については旋回軸受３００の中心を基準としている。このように、制御部４０４は、各レーザスキャナ４０２及び４１０の各測定結果の角度を、旋回軸受３００の中心を基準とする角度に補正して、補正後の角度を俯瞰画像に反映するようになっていてもよい。

ここで、例えば、図６に示す状況での俯瞰画像を示す図７において１８０度〜２７０度の領域に存在していた柱１４及び作業者１６は、旋回体２００の左方への９０度の旋回により２７０度〜０度の領域に移動することになる。特に作業者１６は、第１のレーザスキャナ４０２の第１の測定エリアでは俯瞰画像に示されなくなる。しかしながら、第１のレーザスキャナと同様の第２のレーザスキャナ４１０を設けることにより、第１の測定エリア外の領域のうち旋回体２００の前方約９０度の角度範囲の領域に存在する監視対象の二次元位置も反映させた俯瞰画像を表示することが可能となる。

尚、以上の説明では、旋回角度の算出用に２つのマーカ４１２、４１４を設けたが、第１のマーカ４１２のみを設けた場合であっても、旋回角度を算出することが可能である。この場合、旋回軸受３００の幅を考慮した第１のレーザスキャナ４０２によって測定できない角度範囲が旋回体２００の前方約９０度であるとすると、第１のマーカ４１２の二次元位置は、旋回体２００が右回り又は左回りに約１３５度を超えて旋回したときに測定できなくなる。これは、建設機械１の前進方向を基準として約９０度の角度範囲に移動した第１のレーザスキャナ４０２が照射したレーザが、旋回軸受３００に照射されてしまい、第１のマーカ４１２まで届かなくなるためである。一方、第２のレーザスキャナ４１０は、建設機械１の後進方向を基準として約９０度の角度範囲に移動するので、レーザを第１のマーカ４１２に照射することが可能となる。これにより、第１のレーザスキャナ４０２が第１のマーカ４１２の二次元位置を測定できない場合であっても、第２のレーザスキャナ４１０により第１のマーカ４１２の二次元位置を測定することが可能となる。したがって、２つのレーザスキャナ４０２、４１０により第１のマーカ４１２の二次元位置を測定できない角度範囲を補うことで３６０度の角度範囲で旋回角度を算出することができる。

ここで、上述したように、第１のレーザスキャナ４０２が第１のマーカ４１２の二次元位置を測定できないのは、旋回体２００の旋回角度が右回り又は左回りに約１３５度を超えたときである。言い換えれば、旋回体２００の旋回角度が右回り又は左回りに約１３５度以下であれば、第１のレーザスキャナ４０２は第１のマーカ４１２の二次元位置を測定できる。これにより、建設機械１の後進方向を基準として第１のレーザスキャナ４０２が第１のマーカ４１２の二次元位置を測定できない約９０度の角度範囲を除く約２７０度の角度範囲で旋回角度を算出することができる。したがって、第２のレーザスキャナ４１０が設けられていない場合であっても、旋回軸受３００の後方に配置された第１のマーカ４１２のみを設けることにより、ある程度の角度範囲で旋回角度を算出することができる。

また、以上の説明では、建設機械１の一例として油圧ショベルを挙げたが、これに限るものではない。例えば、作業装置２０２Ｃの動作、旋回動作及び走行動作が電動アクチュエータにより行われる電動ショベルの他、走行体上で旋回可能な旋回体を備えたクレーン車又は不整地運搬車（クローラキャリアダンプ）などが建設機械１の一例として挙げられる。

さらに、以上では、走行体１００がクローラ式の走行体であるとして説明したが、これに限るものではない。例えば、走行体１００は、走行体１００と旋回体２００との間にレーザを照射及び受光可能な隙間を有することを条件として、左側及び右側クローラ装置１００Ａ、１００Ｂに代えて少なくとも前後に２組配置された左右一対の車輪が設けられたホイール式の走行体であってもよい。

また、監視装置４００は、例えば、建設機械１の旋回体２００の上部に設けられたＧＮＳＳセンサを更に含んでもよい。ＧＮＳＳセンサは、ＧＰＳ衛星、グロナス衛星、ガリレオ衛星、準天頂衛星「みちびき」などの複数の測位用衛星が発信した信号を受信するものである。ＧＮＳＳセンサは、信号を受信すると、建設機械１の現在位置（３次元座標位置）を測位（検出）することが可能であるので、制御部４０４は、建設機械１の現在位置に監視対象の二次元位置を組み合わせることで作業現場のマップを生成し記憶することができる。これにより、制御部４０４は、マップの生成過程において、監視対象のうち、例えば、仮設電源などの設備、柱及び壁などを既知の固定構造物として特定することが可能である。したがって、制御部４０４は、生成したマップに基づいて、特定した固定構造物の相対位置との関係で相対位置が変化した監視対象を作業者などの人と推定することが可能となる。

また、以上では、レーザスキャナ４０２が旋回体２００の後部２０４の底面２０４Ａに取り付けられている場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、レーザスキャナ４０２は、旋回体２００の背面に取り付けられていてもよい。これにより、レーザスキャナ４０２は、レーザを旋回体２００の後方に照射することが可能であるので、レーザスキャナ４０２の測定エリアを規定する角度範囲を旋回体２００の後方約１８０度の範囲とすることができる。要するに、レーザスキャナ４０２は、その測定エリア内における建設機械１の少なくとも後方に存在する監視対象までの距離を測定可能なように建設機械１の運転室２０２Ｂ側の前部２０２とは反対側の後部２０４に設けられていればよい。また、以上説明した監視装置４００を、旋回体を備えず、ホイール式の走行装置を備えたホイールローダなどの建設機械に適用してもよい。以下、建設機械１が、例えば、ホイールローダである場合について、図１３、１４を参照して説明する。

図１３に示すように、建設機械１の本体６００は、その前部６０２に設けられた運転室６０２Ａ及び作業装置６０２Ｂと、後部６０４に設けられた図示省略のエンジン、油圧ポンプ及び作動油タンクと、走行装置６０６と、監視装置４００と、を含む。

作業装置６０２Ｂは、構造体６０２Ｂ１、左右一対のブーム６０２Ｂ２、バケット６０２Ｂ３、及び、ブーム６０２Ｂ２及びバケット６０２Ｂ３のそれぞれに対応して設けられた図示省略の複数の油圧シリンダなどで構成されている。構造体６０２Ｂ１は、建設機械１の上下方向に延びる回転軸線回りに回動可能なように、本体６００の前部６０２にピン結合されている。左右一対のブーム６０２Ｂ２は、それぞれ、左右方向に延びる回転軸線回りに回動可能なように、構造体６０２Ｂ１の前部にピン結合されている。バケット６０２Ｂ３は、左右方向に延びる回転軸線回りに回動可能なように、左右一対のブーム６０２Ｂ２の各先端にピン結合されている。ブーム６０２Ｂ２及びバケット６０２Ｂ３は、これらに対応する油圧シリンダの駆動によって回動する。

走行装置６０６は、それぞれ構造体６０２Ｂ１に設けられた左側の前輪６０６Ａ１及び右側の前輪６０６Ａ２、並びに、本体６００に設けられた左側の後輪６０６Ｂ１及び右側の後輪６０６Ｂ２などを含む。構造体６０２Ｂ１は、建設機械１の走行中の前輪６０６Ａ１及び６０６Ａ２の舵角に応じて本体６００に対して回動するようになっている。

監視装置４００の制御部４０４、表示部４０６及び警告部４０８は、運転室６０２Ａ内に設けられている。監視装置４００のレーザスキャナ４０２は、その測定エリア内における建設機械１の少なくとも後方に存在する監視対象までの距離を測定可能なように建設機械１（本体６００）の後部６０４に設けられている。

より詳細には、レーザスキャナ４０２は、例えば、背面６０４Ａから後方に突出するように設けられた取付板６０４Ａ１を介して背面６０４Ａに取り付けられている。但し、これに限るものではなく、例えば、背面６０４Ａが階段状に形成されている場合など、背面６０４Ａの一部が後方に突出するように形成されていれば、図３に示した取付板４０２Ｃ及びブラケット５０２を介して、背面６０４Ａの突出部に載置するようにレーザスキャナ４０２を取り付けてもよい。いずれの場合でも、レーザスキャナ４０２は、建設機械１の後方約１８０度の角度範囲にレーザを照射可能である。

このように、監視装置４００を適用する建設機械１がホイールローダなどである場合でも、レーザスキャナ４０２の測定エリアを規定する角度範囲のうち建設機械１の後方約１８０度の角度範囲内に存在する監視対象の二次元位置を測定することが可能である。これにより、建設機械１を上方から視た俯瞰画像として、監視対象のレーザスキャナ４０２と対向する側の輪郭形状を測定エリア内に示した画像を生成し、表示部４０６に表示させることが可能となる。したがって、俯瞰画像を視た運転者に、運転者の死角となる建設機械１の少なくとも後方に存在する監視対象の相対位置を直感的に把握させることができる。

ここで、建設機械１の一例としてのホイールローダは、油圧ショベルなどと比較して、旋回体を備えていないため周囲に存在する監視対象への作業装置６０２Ｂの衝突の可能性は低いものの、走行速度が比較的大きく、また、作業中に後進する頻度が高い。そこで、建設機械１が、比較的走行速度が大きく、後進する頻度が高いホイールローダである場合は、ホイールローダの使用態様に合わせて、警告部４０８が警告を発する領域（警告領域）を画像に示される領域（画像表示領域）よりも狭めてもよい。

例えば、建設機械１を上方から視た図１４に示すように、警告領域を、建設機械１の後進方向における建設機械１の車幅（左側の前輪６０６Ａ１及び後輪６０６Ｂ１から右側の前輪６０６Ａ２及び後輪６０６Ｂ２までの距離）とレーザスキャナ４０２の測定エリアの半径を規定する距離とで規定される略長方形で囲まれる領域（図１４においてハッチングで示す領域）としてもよい。一方、画像表示領域については、建設機械１の後方約１８０度の半円で囲まれる領域としてもよい。これにより、建設機械１の後進方向において警告領域内に作業者２０などの監視対象が侵入した旨が報知されて運転者に危険性を認識させることができる。一方、画像表示領域のうち警告領域以外の領域、すなわち、作業装置６０２Ｂが衝突する可能性や後進によって建設機械１が衝突する可能性が低い領域に作業者２２などの監視対象が侵入した場合には警告音を発生させない。これにより、過剰な警告音の発生を抑制することが可能となる。したがって、ホイールローダなどの建設機械１の使用態様に応じて、運転者に危険性を認識させることができると共に作業の効率性を維持することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態及びその変形例について説明したが、本発明は上記各実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

１…建設機械、１００…走行体、１００Ｃ…センターフレーム、２００…旋回体、２０２…前部、２０２Ａ…底面、２０２Ｂ…運転室、２０４…後部、２０４Ａ…底面、４００…監視装置、４０２…第１のレーザスキャナ（センサ）、４０４…制御部、４０６…表示部、４０８…警告部、４１０…第２のレーザスキャナ（センサ）、４１２…第１のマーカ、４１４…第２のマーカ

Claims (9)

1. 運転室を備えた自走式の建設機械の周囲を監視する監視装置であって、
   前記建設機械の上下方向と平行な自身の上下方向に延びる回転軸線回りに回転しながら前記自身の上下方向と直交する方向にレーザを照射して当該レーザの反射光を受光することで、前記回転軸線と直交する平面上において前記回転軸線を中心とする所定半径の測定エリア内における前記建設機械の少なくとも後方に存在する監視対象までの距離を測定可能なように前記建設機械の前記運転室側の前部とは反対側の後部に設けられたセンサと、
   前記運転室内に設けられ、前記センサの測定結果に基づいて前記監視対象の前記センサと対向する側の輪郭形状を前記測定エリア内に示した画像を表示する画像表示部と、
   を含む、監視装置。
2. 前記画像表示部は、前記輪郭形状を規定する輪郭線と、前記センサの中心から前記輪郭線の各端部を通って延びる直線と、前記測定エリアの外周を規定する曲線とで囲まれる領域を前記測定エリアから切り欠いた画像を表示する、請求項１に記載の監視装置。
3. 前記画像表示部は、前記画像上に前記建設機械を上方から視た形状を示す、請求項１又は請求項２に記載の監視装置。
4. 前記測定エリア内に物体が侵入した場合にその旨を報知する報知部を更に含む、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の監視装置。
5. 前記建設機械は、走行体、及び、当該走行体上で旋回可能な旋回体を備えると共に前記旋回体の前部に運転室が設けられており、
   前記センサは、前記旋回体の旋回中心を挟んで前記運転室側の前部とは反対側の後部の底面に取り付けられている、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の監視装置。
6. 前記センサのレーザを照射及び受光する高さ位置が前記走行体と前記旋回体との間の隙間に配置されている、請求項５に記載の監視装置。
7. 前記旋回体の前部の底面に取り付けられ、自身の上下方向に延びる回転軸線回りに回転しながら前記上下方向と直交する方向にレーザを照射して当該レーザの反射光を受光することで、前記回転軸線と直交する平面上において前記回転軸線を中心とする所定半径の測定エリア内に存在する監視対象までの距離を測定するセンサを更に含み、
   前記画像表示部は、各センサの測定結果に基づいて前記監視対象の前記各センサと対向する側の輪郭形状を前記各センサの測定エリア内に示した画像を表示する、請求項５又は請求項６に記載の監視装置。
8. 前記旋回体の前方と前記走行体の前進方向とが一致した状態で前記旋回中心と前記センサとの間に配置され、前記走行体のセンターフレームに固定されたマーカを更に含み、
   前記画像表示部は、前記センサの測定結果に基づいて得られる前記センサの中心から前記マーカまでの最短距離を規定する直線と、前記センサの中心から前記旋回中心を通って延びる直線とがなす角度から前記旋回体の旋回角度を算出し、前記画像上に、前記旋回角度に応じた前記建設機械を上方から視た形状を示す、請求項５又は請求項６に記載の監視装置。
9. 運転室を備えた自走式の建設機械の周囲を監視する監視方法であって、
   前記建設機械の上下方向と平行な自身の上下方向に延びる回転軸線回りに回転しながら前記自身の上下方向と直交する方向にレーザを照射して当該レーザの反射光を受光することで、前記回転軸線と直交する平面上において前記回転軸線を中心とする所定半径の測定エリア内における前記建設機械の少なくとも後方に存在する監視対象までの距離を測定可能なように前記建設機械の前記運転室側の前部とは反対側の後部に設けられたセンサを用い、前記監視対象までの距離を測定するステップと、
   前記運転室内に設けられた画像表示部に、前記センサの測定結果に基づいて前記監視対象の前記センサと対向する側の輪郭形状を前記測定エリア内に示した画像を表示するステップと、を含む、監視方法。

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