JP2021155949A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】動作可能領域と作業装置との位置関係を効率よく認識できる作業機械を提供すること。【解決手段】所定の位置Ｐｅ及び方向Ｖｅで見られる動作可能領域１０１の境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジ１０１ｃの形状と、同位置Ｐｅ及び同方向Ｖｅで見られるフロント作業装置１Ａの実像とを重畳表示するコンバイナ１１とを備えた油圧ショベル１において、制御装置１００は、姿勢センサ８の検出信号から演算されるフロント作業装置１Ａの姿勢データと方位データと、動作可能領域１０１の境界データとに基づいて、動作可能領域１０１の境界面１０１ａ，１０１ｂとフロント作業装置１Ａとの接近度を演算し、コンバイナ１１に表示される境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジ１０１ｃの表示態様を、演算した接近度に応じて変更する。【選択図】 図７

Description

本発明は作業機械の動作可能領域の境界を表示し得る作業機械に関する。

近年、油圧ショベルなどの作業装置を有する作業機械は、作業の効率や安全性の向上を目的として、オペレータの作業を支援するための情報（作業支援情報）をモニタに表示する機能を搭載することが増加してきている。

この種の機能の一例として、作業機械（作業装置を含む）の位置及び姿勢と、予め設定した領域（設定領域）の位置とに基づいて、作業機械と設定領域の距離を演算し、その距離に応じて作業機械が設定領域に近づいたことを運転室内に設置されたモニタやスピーカによってオペレータに伝えることで注意喚起する機能がある。

さらには、操作レバーを介してオペレータから作業装置又は車体を動作させる操作が入力された場合、作業機械と設定領域の距離に応じて、制御装置（コンピュータ、コントローラ）により動作制限（減速動作、停止動作、又は回避動作等）を行うことで、設定領域外に作業機械が逸脱しないようオペレータ操作を補助する制御がある。当該制御は、領域制限制御や動作制限制御などと呼ばれることがある。

特許文献１では、作業装置と選択された設計目標面（設定領域）の位置関係を表示装置に表示することでオペレータの作業を補助している。設計目標面は、オペレータが作業する際の施工完成目標の設計面であり、作業中に表示装置に表示される情報を元に作業装置を操作することで施工効率の向上を図っている。

また、最近では、特許文献２にあるように、作業機械の周囲の風景に情報を重ねて表示することで、実際の作業装置付近に情報を表示することが可能な作業機械が開発されており、作業装置と運転室内の表示装置との間での視線移動による作業効率低下の軽減を図っている。

国際公開第２０１７／１３８５５２号 特開２０１７−１８６９０１号公報

ところで、オペレータが作業中に設定する領域には、特許文献１のような設計目標面ではなく、作業機械の動作可能領域を設定するものがある。動作可能領域は、作業機械が動作可能な領域を示し、動作可能領域の外側の領域（侵入禁止領域）には例えば障害物が存在することがある。作業機械に搭載されたコントローラは、動作可能領域から作業機械が逸脱することを防止するように作業機械を自動的に制御し、作業機械と障害物との接触を防止する。

動作可能領域を設定した場合には、当該領域からの逸脱を防止するように作業機械が強制的に制御されるという点で、設計目標面を設定した場合と共通するが、動作可能領域は、設計目標面のように作業中にオペレータが常に注視する必要が無いという点で設計目標面と異なる。そのため、作業中に設計目標面と同様に動作可能領域をモニタに表示すると、モニタ上の情報量の増加によりオペレータがどの情報に注力して良いか分からなくなり、却って作業効率を低下させる恐れがある。また、特許文献２にあるように、実際のオペレータの視界に動作可能領域を重ねて表示すると、周囲の視界の妨げになることも考えられる。

そこで本発明の目的は、上記の問題点に鑑みたものであり、動作可能領域と作業装置との位置関係を効率よく認識できる作業機械を提供することにある。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車体と、前記車体に取り付けられた作業装置と、前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、前記作業装置の方位を検出する方位センサと、前記車体及び前記作業装置の動作可能領域の境界データが記憶された記憶装置と、運転室内の所定の位置及び方向で前記動作可能領域の境界が見られたときの前記動作可能領域の境界の３次元形状を、前記方位センサの検出信号から演算される前記作業装置の方位データと、前記記憶装置内の前記境界データとに基づいて演算するコントローラと、演算した前記動作可能領域の境界の３次元形状と、前記所定の位置及び方向で見られる前記作業装置の実像とを重畳表示する表示装置とを備えた作業機械において、前記コントローラは、前記姿勢センサの検出信号から演算される前記作業装置の姿勢データと、前記方位データと、前記動作可能領域の境界データとに基づいて、前記動作可能領域の境界と前記作業装置との接近度を演算し、前記表示装置に表示される前記動作可能領域の境界の３次元形状の表示態様を、演算した前記接近度に応じて変更することとする。

本発明によれば、動作可能領域と作業装置との位置関係を効率よく認識できる。

本発明の実施形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの側面図。 運転室１ｆの内観を示した図。 運転室１ｆを左側方から見た図。 第１実施形態に係る油圧ショベルのシステム構成図。 第１実施形態に係るメインＣ／Ｕ２０及び投影装置Ｃ／Ｕ３０（制御装置１００）によって行われる演算処理を機能ごとにブロック化して示した機能ブロック図。 メインＣ／Ｕ２０内での接近度演算処理のフローチャート。 投影装置Ｃ／Ｕ３０内での映像出力処理のフローチャート。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。 第２実施形態に係るメインＣ／Ｕ２０及び投影装置Ｃ／Ｕ３０（制御装置１００）によって行われる演算処理を機能ごとにブロック化して示した機能ブロック図。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。 動作可能領域の境界面と油圧ショベル１との位置関係の一例と、運転室内のオペレータから見える油圧ショベルの前方の風景の一例とを示す図。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
なお、以下では、作業機械として、作業装置の先端の作業具（アタッチメント）としてバケットを備える油圧ショベルを例示するが、バケット以外のアタッチメントを備える作業機械に本発明を適用してもよい。また、複数のフロント部材（アタッチメント、ブーム、アーム等）を連結して構成される多関節型の作業装置を有する作業機械であって、作業装置の実像と動作可能領域を重畳表示可能な表示装置を備える作業機械であれば、油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。

＜第１実施形態＞
本発明の実施形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの側面図を図１に示す。この図に示す油圧ショベル１は、垂直方向にそれぞれ回動する複数のフロント部材（ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃ）を連結して構成される多関節型のフロント作業装置１Ａと、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅからなる車体１Ｂとで構成される。フロント作業装置１Ａは車体１Ｂ（作業機本体）に取り付けられており、上部旋回体１ｄには運転室１ｆが備えられている。

フロント作業装置１Ａのブーム１ａの基端は上部旋回体１ｄの前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム１ａの先端にはアームピンを介してアーム１ｂの基端が回動可能に連結されており，アーム１ｂの先端にはバケットピンを介してバケット１ｃの基端が回動可能に連結されている。ブーム１ａはブームシリンダ２ａによって駆動され，アーム１ｂはアームシリンダ２ｂによって駆動され，バケット１ｃはバケットシリンダ２ｃによって駆動される。

上部旋回体１ｄは旋回モータ３ｄ（図４参照）により駆動され、下部走行体１ｅは左右の走行モータ３ｅ，３ｆ（図４参照）により駆動される。上部旋回体１ｄには、油圧ショベル１を動作するためのエンジン４、ポンプ５、バルブ（コントロールバルブ）６（図４参照）が備えられており、ポンプ５はエンジン４によって回転駆動されて各アクチュエータ２ａ，２ｂ，２ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆに作動油を吐出する（図４参照）。また、バルブ６は運転室１ｆ内に備えられた操作レバー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（図２参照）からの操作入力に応じて作動油の流量及び流通方向を変化させることで、各アクチュエータ２ａ，２ｂ，２ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの動作を制御する。

上部旋回体１ｄには、複数の測位衛星から航法信号（衛星信号）を受信するための２本のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System／全球測位衛星システム）アンテナ９ａ，９ｂが取り付けられている。ＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂで受信された衛星信号はＧＮＳＳＣ／Ｕ２０（受信機（図４参照））に送信される。

図２は運転室１ｆの内観を示した図である。運転室１ｆには、各油圧アクチュエータ２ａ，２ｂ，２ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの動作を含む車体の動作を指示する操作装置としての４本の操作レバー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、オペレータに提供される作業支援情報を表示するための表示装置であるコンバイナ１１及び投影装置（プロジェクタ）１３並びにモニタ１２とが設置されている。

（コンバイナ１１）
コンバイナ１１は、投影装置１３から照射された映像の一部を反射するとともに、運転室１ｆへの外部からの光を透過する。そのため、オペレータの視点からは、投影装置１３からの映像を運転室１ｆ前方の風景（実像）と重畳表示される虚像として視認することができる。

なお、本実施形態では、コンバイナ１１と投影装置１３を用いたヘッドアップディスプレイ型の表示装置を用いるが、本実施形態では、運転室１ｆの外部の風景（例えば、フロント作業装置１Ａ）の実像に、投影装置Ｃ／Ｕ３０（後述）によって生成される表示情報（例えば、動作可能領域の境界の３次元形状）を重畳表示できる形式の表示装置であれば利用可能であり、例えば、液晶面が透過されており、風景と情報を重畳表示可能な透明ディスプレイ（ハーフミラー）や、オペレータの頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイを利用しても良い。

図３は運転室１ｆを左側方から見た図であり、コンバイナ１１と投影装置１３の位置関係を示している。この図の投影装置１３は運転室１ｆの天井面から懸架されており、運転室１ｆの前面側開口部に設置されたコンバイナ１１に映像を投影する。

操作レバー７ａ（操作左レバー）はアームシリンダ２ｂ（アーム１ｂ）及び上部旋回体１ｄ（旋回油圧モータ３ｄ）を操作するためのものであり，操作レバー７ｂ（操作右レバー）はブームシリンダ２ａ（ブーム１ａ）及びバケットシリンダ２ｃ（バケット１ｃ）を操作するためのものである。また，操作レバー７ｃ（走行左レバー）は下部走行体１ｅ（左走行油圧モータ３ｅ（図４参照））を操作するためのものであり，操作レバー７ｄ（走行右レバー）は下部走行体１ｅ（右走行油圧モータ３ｆ）を操作するためのものである。

（システム構成）
図４は第１実施形態に係る油圧ショベルのシステム構成図である。本実施形態に係る油圧ショベルは、制御装置（コントローラ）１００として、メインコントロールユニット（以下、コントロールユニットを「Ｃ／Ｕ」と略することがある）２０と、表示制御装置として用いる投影装置Ｃ／Ｕ３０及びモニタＣ／Ｕ５０とを搭載している。また、油圧ショベル１は、２つのＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂで受信された航法信号から上部旋回体１ｄの位置及び方位を演算するための受信機としてＧＮＳＳＣ／Ｕ１０を搭載している。これら４つのＣ／Ｕ１０，２０，３０，５０は、それぞれ、演算処理装置（例えばＣＰＵ等）と、記憶装置（例えばＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ）とを備える制御装置（コントローラ）であり、記憶装置に記憶されたプログラムを演算処理装置で実行することで当該プログラムが規定する各種処理を実行可能に構成されている。

なお、本実施形態では、４つのＣ／Ｕ１０，２０，３０，５０を油圧ショベル１に搭載したが、この４つのＣ／Ｕ１０，２０，３０，５０のいくつか又は全てを統合したＣ／Ｕを利用しても良い。

（姿勢センサ）
フロント作業装置１Ａが備えるブームピン、アームピン、バケットピンには、ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃの回動角を検出する角度センサ（姿勢センサ）８ａ、８ｂ、８ｃが設けられている。角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃの検出角度によってフロント作業装置１Ａの姿勢の検出が可能であり、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃはフロント作業装置１Ａの姿勢を検出する姿勢センサとして機能している。なお、フロント作業装置１Ａの姿勢センサとしては、ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃのそれぞれに取り付けられる慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を利用可能である。また、本実施形態では説明を簡単にするために油圧ショベル１（下部走行体１ｅ）は水平面上に位置するものとして説明するが、油圧ショベル１の接地面の傾斜角（ピッチ角及びロール角）を検出するための傾斜角センサとしてＩＭＵ（車体ＩＭＵ）２３を搭載し、当該ＩＭＵ２３の検出結果を加味することでフロント作業装置１Ａの姿勢をより正確に演算することが好ましい。ただし、本実施形態では、車体ＩＭＵ２３は後述する逸脱防止制御で旋回停止指令を出力する場合に上部旋回体１ｄの旋回角速度を演算するために利用する。

（メインＣ／Ｕ２０（１））
メインＣ／Ｕ２０では、エンジン制御やポンプ制御等の油圧ショベルの基本となるシステムの制御を行うとともに、各種センサ（例えば、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃ、車体ＩＭＵ２３の旋回角速度、操作レバー７ａ，７ｂの操作量）からの入力に基づいて制御指令や作業支援データを生成し、前者をバルブ６へ出力し、後者を投影装置Ｃ／Ｕ３０又はモニタＣ／Ｕ５０へ出力する。

メインＣ／Ｕ２０内の記憶装置には、車体１Ｂ及びフロント作業装置１Ａの動作可能領域の境界データ（動作可能領域の境界の位置データ）が記憶されている。境界データは世界座標系に設定されているものとし、本実施形態では当該境界を、３次元空間を区切る面で設定できる。

メインＣ／Ｕ２０は、上部旋回体１ｄの旋回動作（旋回操作）によりフロント作業装置１Ａを含む油圧ショベル１が動作可能領域から逸脱することを防止する指令（旋回停止指令）と、フロント作業装置１Ａの動作によりフロント作業装置１Ａが当該動作可能領域から逸脱することを防止する指令を該当するバルブ６に出力できる。これにより油圧ショベル１が動作可能領域から逸脱すること（換言すると、油圧ショベル１が侵入禁止領域に侵入すること）が防止される。本稿ではこのような制御を逸脱防止制御と称することがある。

上部旋回体１ｄの旋回動作に伴う逸脱防止制御に際して、メインＣ／Ｕ２０は、予め記憶装置（後述の動作可能領域記憶部２３）に記憶された動作可能領域の位置と上部旋回体１ｄの方位とフロント作業装置１Ａの姿勢とに基づいて、上部旋回体１ｄ及びフロント作業装置１Ａが動作可能領域から逸脱する前に上部旋回体１ｄの旋回を停止させるための旋回角度の目標値である目標旋回停止角度を演算し、オペレータ操作により旋回中の上部旋回体１ｄを目標旋回停止角度で自動的に停止させるための旋回停止指令をバルブ６（ただし、旋回モータ３ｄを制御するバルブ６）に出力する。

フロント作業装置１Ａの動作に伴う逸脱防止制御に際して、メインＣ／Ｕ２０は、フロント作業装置１Ａを構成する複数のフロント部材１ａ，１ｂ，１ｃのうち、動作することによりフロント作業装置１Ａを動作可能領域から逸脱させ得るフロント部材を判定し、判定されたフロント部材（油圧シリンダ）の動作を減速又は停止させるための回動停止指令をバルブ６（ただし、油圧シリンダ２ａ，２ｂ，２ｃを制御するバルブ６）に出力する。

また、メインＣ／Ｕ２０には入力装置１４が接続されており、油圧ショベル１の各種設定変更、モニタ１２の表示内容の切り替え、動作可能領域の境界データの入力・編集、動作可能領域の境界の３次元形状の表示態様変更、オペレータの視線位置Ｐｅおよび視線方向Ｖｅ（登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅ）の入力等を行うことができる。

（ＧＮＳＳＣ／Ｕ１０）
ＧＮＳＳＣ／Ｕ（受信機）１０は、ＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂで受信された航法信号に基づいて世界座標系（地理座標系）における上部旋回体１ｄの位置（座標値）及び方位を演算し、その演算結果をメインＣ／Ｕ２０に出力する。上部旋回体１ｄにおける所定の位置は、当該位置と２つのＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂとの位置関係が予め定まっているため、例えば、２つのＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂにおける一方のＧＮＳＳアンテナ（メインアンテナ）の位置から演算できる。上部旋回体１ｄの方位は、例えば、２つのＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂにおける一方のＧＮＳＳアンテナ（メインアンテナ）の位置を演算し、当該一方のＧＮＳＳアンテナから他方のＧＮＳＳアンテナ（サブアンテナ）へのベクトルを演算することから特定できる。

また、上部旋回体１ｄに対するフロント作業装置１Ａの取り付け位置は予め決定しているため、フロント作業装置１Ａの方位は上部旋回体１ｄの方位から演算できる。したがって、２つのＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂとＧＮＳＳＣ／Ｕ１０はフロント作業装置１Ａの方位を検出する方位センサとして機能する。

なお、上部旋回体１ｄの位置及び方位の演算精度を向上するために、世界座標系における座標（位置）が既知の基準局から送信される補正データを受信するための無線機７（図１参照）を油圧ショベル１に搭載し、無線機７が受信した補正データを利用して上部旋回体１ｄの位置及び方位を計測することが好ましい。

また、ＧＮＳＳＣ／Ｕ１０では、２つのＧＮＳＳアンテナ９ａ，９ｂにおける一方のＧＮＳＳアンテナ（メインアンテナ）の位置の演算と、当該一方のＧＮＳＳアンテナから他方のＧＮＳＳアンテナ（サブアンテナ）へのベクトルの演算とに留め、上部旋回体１ｄの位置及び方位はメインＣ／Ｕ２０で演算する構成を採用しても良い。

（投影装置Ｃ／Ｕ３０（１）、モニタＣ／Ｕ５０）
各表示制御装置（投影装置Ｃ／Ｕ及びモニタＣ／Ｕ）３０，５０は、メインＣ／Ｕ２０から入力される情報に基づいて作業支援情報が含まれる表示画像とその関連情報の作成と、コンバイナ１１とモニタ１２の画面上における当該表示画像と当該関連情報の表示位置の決定を行い、投影装置１３及びモニタ１２に対して信号（表示制御信号）を出力する。そして、投影装置１３及びモニタ１２は各表示制御装置３０，５０からの信号に基づき、オペレータに対する作業支援情報（表示画像及びその関連情報）の投影・表示を行う。また、本実施形態の油圧ショベル１はマシンガイダンス機能を搭載しており、例えば、目標地形面とバケット１ｃ先端部（例えば爪先）との距離情報や、バケット１ｃの底面が目標地形面となす角度（角度情報）を作業支援情報（表示画像）として表示装置１１，１２に表示することができる。

投影装置Ｃ／Ｕ３０の記憶装置には、運転室１ｆ内のオペレータの視点位置Ｐｅ及び視線方向Ｖｅ（図３参照）が予め記憶されている。なお、視線方向Ｖｅは視点位置Ｐｅからバケット１ｃ（例えば、バケット１ｃにおいて中央に位置する爪の先端部）を見たときの方向になるようにフロント作業装置１Ａの姿勢から演算により求めても良い。以下では、投影装置Ｃ／Ｕ３０に格納されているオペレータの視線位置Ｐｅおよび視線方向Ｖｅを、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅと称することがある。なお、視点位置Ｐｅ及び視線方向Ｖｅの少なくとも一方はリアルタイムに演算して取得しても良い。例えば、運転室１ｆ内にステレオカメラを設置してオペレータの瞳の位置を検出することで視点位置Ｐｅを演算できる。また、オペレータの頭部にカメラを装着し、運転室１ｆ内に取り付けられた２次元マーカを当該カメラで撮影することで視点位置Ｐｅ及び視線方向Ｖｅを演算できる。オペレータの頭部に複数の発光体を固定し、当該複数の発光体を運転室内１ｆ内のカメラで撮影することで視点位置Ｐｅ及び視線方向Ｖｅを演算しても良い。オペレータの視線の先にはバケット１ｃの先端が位置すると想定し、視点位置Ｐｅとバケット１ｃの先端を通過する直線を視線方向Ｖｅとして演算しても良い。

投影装置Ｃ／Ｕ３０は、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅから動作可能領域の境界が見られたときの当該動作可能領域の境界の３次元形状を、ＧＮＳＳＣ／Ｕ１０で演算されるフロント作業装置１Ａ（上部旋回体１ｄ）の方位データと、記憶装置内の動作可能領域の境界データとに基づいて演算する。そして、投影装置Ｃ／Ｕ３０は、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｐｄからコンバイナ１１が見られたときに、演算した当該動作可能領域の境界の３次元形状がコンバイナ１１上に投影されるようにコンバイナ１１に対する投影データを生成し、その生成した投影データに基づく映像をコンバイナ１１に投影する。これにより、運転室１ｆ内のオペレータにとっては、コンバイナ１１上に、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅから動作可能領域の境界が見られたときの当該動作可能領域の境界の３次元形状（虚像）と、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅからコンバイナ１１を透過して見られるフロント作業装置１Ａの実像とが重畳表示されることになる。

（メインＣ／Ｕ２０（２））
図５は第１実施形態に係るメインＣ／Ｕ２０及び投影装置Ｃ／Ｕ３０（制御装置１００）によって行われる演算処理を機能ごとにブロック化して示した機能ブロック図である。メインＣ／Ｕ２０及び投影装置Ｃ／Ｕ３０（制御装置１００）は、自身の記憶装置に記憶されたプログラムを演算装置によって実行することにより図５に示した各部として機能する。なお、図５に示したメインＣ／Ｕ２０及び投影装置Ｃ／Ｕ３０の機能ブロックはメインＣ／Ｕ２０及び投影装置Ｃ／Ｕ３０の機能の一部である。

メインＣ／Ｕ２０は、姿勢演算部２１、接近度演算部２２、及び、動作可能領域記憶部２３として機能する。

姿勢演算部２１は、ＧＮＳＳＣ／Ｕ（受信機）１０から得られる上部旋回体１ｄの位置及び方位データと、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃから得られるフロント作業装置１Ａの姿勢データとに基づいて、動作可能領域の境界データが規定された座標系（例えば、世界座標系や現場座標系）におけるフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢を演算する。なお、現場座標系は原点が作業現場の所定の場所に設定された座標系であり、世界座標系から現場座標系への座標変換は例えば予め演算した所定の行列を利用することで可能である。

動作可能領域記憶部２３は、メインＣ／Ｕ２０の記憶装置内に割り当てられた動作可能領域の境界データ用の記憶領域であり、入力装置１４からのデータ入力に基づいて動作可能領域の境界データを記憶する。動作可能領域の境界データは、３次元空間における動作可能領域と進入禁止領域との境界面の形状及び位置を規定するデータである。動作可能領域の境界データは、例えば、世界座標系や現場座標系に規定できる。また、動作可能領域の境界面は、水平面に対して略垂直な平面に限らず、当該平面が傾斜していたり、境界面自体が曲面になっていても良い。さらに、油圧ショベル１の上方や下方に境界面が設定されていても良い。

接近度演算部２２は、姿勢演算部２１で演算されたフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢データと、動作可能領域記憶部２３に記憶されている動作可能領域の境界データとに基づいて、動作可能領域の境界とフロント作業装置１Ａとの接近度を演算する。接近度は、動作可能領域の境界とフロント作業装置１Ａの距離的近さの指標値であり、例えば、動作可能領域の境界面とフロント作業装置１Ａの最短距離が利用できる。フロント作業装置１Ａにおける所定の点から動作可能領域の境界面の距離も接近度として利用可能である。本実施形態では、動作可能領域の境界とフロント作業装置１Ａの最短距離（距離的近さ）が小さい（近い）ほど接近度が大きくなるように設定されているものとする。ただし、両者の関係を逆に設定しても良い。

本稿では説明を簡単にするためにフロント作業装置１Ａと動作可能領域の境界との距離的近さ（例えば最短距離）を接近度としたが、上部旋回体１ｄもオペレータ操作により動作可能領域から逸脱する可能性がある。そこで、上部旋回体１ｄ及びフロント作業装置１Ａと動作可能領域の境界との距離的近さを接近度としても良い。また、そのような接近度を利用するのは、操作レバー７ａに旋回操作が入力されている場合に限っても良い。

（投影装置Ｃ／Ｕ３０（２））
投影装置Ｃ／Ｕ３０は、境界表示情報生成部３１、表示位置演算部３２、及び表示設定部３３として機能する。

境界表示情報生成部３１は、メインＣ／Ｕ２０の動作可能領域記憶部２３に記憶されている動作可能領域の境界データを取得し、その境界データから境界面のエッジ（辺）を演算する。境界面のエッジとは、各境界面を規定する３つ以上の辺の集合である。境界面のエッジは３次元座標系上の直線または線分で表すことができ、直線を表す方程式や、始点及び終点の座標によって定義できる。なお、エッジを表す直線や線分は、動作可能領域の境界データが規定された座標系（例えば、世界座標系や現場座標系）に定義することが好ましい。

表示位置演算部３２は、メインＣ／Ｕ２０の姿勢演算部２１で演算されたフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢と、境界表示情報生成部３１で算出された境界面のエッジの位置と、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅと、投影装置１３とコンバイナ１１の位置関係とに基づいて、投影装置１３から出力する映像（投影映像）のどこに境界面のエッジを描画するか、当該映像上のエッジの位置を算出する。その際、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅでオペレータが運転室１ｆの外をみたときにオペレータの目に映るべきエッジの３次元形状を考慮して、当該影像上のエッジの位置を算出する。

表示設定部３３では、メインＣ／Ｕ２０の接近度演算部２２で演算された接近度に応じて、境界表示情報生成部３１にて生成された境界面のエッジの表示態様を決定する。接近度に応じて変更し得るエッジの表示態様としては、例えば、色（色の明度（濃淡）、彩度、輝度、トーン）や、種類（線種（実線、点線、破線、一点鎖線、二点鎖線）、太さ）、透明度などがある。接近度が高いほどオペレータが視認しやすい表示態様に変更すること、逆に言えば、接近度が低い場合にはオペレータが視認しにくい表示態様に変更することが好ましい。

本実施形態では、接近度を１，２，３の三段階に分けてエッジの色（色の濃淡）で表示態様を変更しており、接近度１では「色なし」（エッジの表示無し）、接近度２では「グレー」（接近度１と接近度３の場合の中間色）、接近度３では「黒」としている。なお、視認性向上のためにはエッジと背景の輝度差を確保することが効果的であるため、エッジの色は、接近度１で「色なし」、接近度２で「グレー」（輝度差：中）、接近度３で「白」（輝度差：大）としても良い。

（メインＣ／Ｕ２０のフローチャート）
図６を用いてメインＣ／Ｕ２０による接近度演算処理について説明する。図６はメインＣ／Ｕ２０内での接近度演算処理のフローチャートである。油圧ショベル１の電源がＯＮの間、メインＣ／Ｕ２０は所定の制御周期で図６のフローチャートを開始する。

まず、Ｓ２０ａでは、メインＣ／Ｕ２０は、動作可能領域の設定が有るか否かを判定し、設定が有る場合（真（ＴＲＵＥ）の場合）にはＳ２０ｂに進み、無い場合（偽（ＦＡＬＳＥ）の場合）には処理を終了して次回の制御周期まで待機する。

Ｓ２０ｂでは、メインＣ／Ｕ２０（姿勢演算部２１）は、ＧＮＳＳＣ／Ｕ（受信機）１０から上部旋回体１ｄの位置及び方位データを取得し、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃからフロント作業装置１Ａの姿勢データを取得する。

Ｓ２０ｃでは、メインＣ／Ｕ２０（姿勢演算部２１）は、動作可能領域の境界データが規定された座標系（例えば、世界座標系や現場座標系）におけるフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢を演算する。

Ｓ２０ｄでは、メインＣ／Ｕ２０（接近度演算部２２）は、Ｓ２０ｃで演算されたフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢データと、動作可能領域記憶部２３に記憶されている動作可能領域の境界データとに基づいて、動作可能領域の境界とフロント作業装置１Ａの各部との距離を演算する。

Ｓ２０ｅでは、メインＣ／Ｕ２０（接近度演算部２２）は、Ｓ２０ｄで演算した距離に基づいて接近度を演算する。既述のように、接近度は、Ｓ２０ｄで演算した距離が小さいほど大きくなるように設定されている。操作量センサを介して検出される操作レバー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの操作量から、フロント作業装置１Ａが最寄りの境界面に対して接近する方向が判明している場合には、当該接近方向において最も境界面に早く接触すると予測される点と境界面の距離から接近度を演算できる。

Ｓ２０ｆでは、メインＣ／Ｕ２０（接近度演算部２２）は、Ｓ２０ｅで演算した接近度を投影装置Ｃ／Ｕ３０に出力する。

（投影装置Ｃ／Ｕ３０のフローチャート）
図７を用いて投影装置Ｃ／Ｕ３０による映像出力処理について説明する。図７は投影装置Ｃ／Ｕ３０内での映像出力処理のフローチャートである。油圧ショベル１の電源がＯＮの間、投影装置Ｃ／Ｕ３０は所定の制御周期で図７のフローチャートを開始する。

まず、Ｓ３０ａでは、投影装置Ｃ／Ｕ３０は、動作可能領域の設定が有るか否かを判定し、設定が有る場合（真（ＴＲＵＥ）の場合）にはＳ３０ｂに進み、無い場合（偽（ＦＡＬＳＥ）の場合）には処理を終了して次回の制御周期まで待機する。

Ｓ３０ｂでは、投影装置Ｃ／Ｕ３０（境界表示情報生成部３１）は、メインＣ／Ｕ２０の動作可能領域記憶部２３に記憶されている動作可能領域の境界データに基づいて境界面のエッジ（辺）を演算する。

Ｓ３０ｃでは、投影装置Ｃ／Ｕ３０（表示位置演算部３２）は、メインＣ／Ｕ２０の姿勢演算部２１で演算されたフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢（図６のＳ２０ｃ）と、Ｓ３０ｂで算出された境界面のエッジの位置と、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅと、投影装置１３とコンバイナ１１の位置関係とに基づいて、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅから見える境界面のエッジの３次元形状を演算し、その３次元形状がコンバイナ１１上に投影されるように、投影装置１３から出力する映像（投影映像）上におけるエッジの位置（エッジ位置）を算出する。

Ｓ３０ｄでは、投影装置Ｃ／Ｕ３０（表示設定部３３）は、メインＣ／Ｕ２０から入力される接近度（図６のＳ２０ｆ）に応じて、Ｓ３０ｃの投影影像上に位置する境界面のエッジの表示態様を決定する。前述の通り、本実施形態では接近度が高くなるほどエッジを示す線の色が濃くなるように表示態様を変更する。

Ｓ３０ｅでは、投影装置Ｃ／Ｕ３０は、Ｓ３０ｃ及びＳ３０ｄの結果に基づいて生成した制御信号を投影装置１３に出力する。この制御信号に従って、投影装置１３は、Ｓ３０ｃで演算した位置に配置され、Ｓ３０ｄで決定された表示態様の境界面のエッジをコンバイナ１１上に表示する。

（効果（例１：エッジの濃淡変更））
上記のように構成される油圧ショベル１による作用及び効果について図８及び図９を用いて説明する。

図８及び図９は、動作可能領域１０１の境界面１０１ａ，１０１ｂが車体１Ｂ（上部旋回体１ｄ）の旋回方向における左右両側に設けられており、当該２つの境界面１０１ａ，１０１ｂにより車体１Ｂ（上部旋回体１ｄ）の旋回動作範囲が制限される場合の一例をそれぞれ示している。各図の右側（ｂ）には、動作可能領域１０１の２つの境界面１０１ａ，１０１ｂと油圧ショベル１との位置関係を示し、各図の左側（ａ）には、両者の位置関係が右側の場合に運転室１ｆ内のオペレータから見える油圧ショベル１の前方の風景を示している。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する。

本実施形態では、図８及び図９の（ｂ）に示すように、フロント作業装置１Ａと２つの境界面１０１ａ，１０１ｂの接近度を１から３の三段階で規定しており、フロント作業装置１Ａが境界面１０１ａ，１０１ｂに近づくほど接近度の値が大きくなる。本実施形態では、コンバイナ１１に表示される境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジの表示態様として色の濃淡を変更しており、接近度が高くなるほどエッジの色が濃くなる。より具体的には、接近度１でエッジの着色は無しに、接近度２でエッジはグレーに、接近度３でエッジは黒に変更される。

フロント作業装置１Ａと境界面１０１ａ，１０１ｂの距離から決定される接近度が１のときは、境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジは透明（着色無し）になるためコンバイナ１１に表示されない。すなわち、この場合に旋回操作を行ってもフロント作業装置１Ａがいずれかの境界面１０１ａ，１０１ｂに接近するにはある程度の時間を要するため、境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジをコンバイナ１１に表示することを中断する。これによりコンバイナ１１上に表示される情報量が抑制されてオペレータの周囲視野が充分確保され、エッジ１０１ｃの表示によりオペレータの注意が削がれることがないので、作業効率の低下を抑制できる。

次に、図８の場合には、運転室１ｆ内のオペレータには境界面１０１ａが見える。この場合、接近度が１のときよりもフロント作業装置１Ａが境界面１０１ａに近づいており、図８（ｂ）に示すようにフロント作業装置１Ａと境界面１０１ａの距離Ｄ１２から決定される接近度は２となる。これによりコンバイナ１１上の境界面１０１ａのエッジ１０１ｃはグレーで表示される。コンバイナ１１上にグレーのエッジ１０１ｃが表れることにより、境界面１０１ａが存在することをオペレータに報知しながらも、オペレータの周囲視野はある程度確保されるので、作業効率が著しく低下することは防止できる。

図９の場合も同様に運転室１ｆ内のオペレータには境界面１０１ａが見える。この場合、図８の場合よりもフロント作業装置１Ａが境界面１０１ａにさらに近づいており、図９（ｂ）に示すようにフロント作業装置１Ａと境界面１０１ａの距離Ｄ１３から決定される接近度は３となる。これによりコンバイナ１１上の境界面１０１ａのエッジ１０１ｃは黒で表示される。コンバイナ１１上のエッジ１０１ｃを黒に変化させてエッジ１０１ｃの視認性を向上することにより、オペレータに境界面１０１ａの存在を明確に報知でき、動作可能領域１０１の境界面１０１ａ付近で作業していることをオペレータに容易に認識させることができる。

以上のように本実施形態によれば、投影装置１３で周囲の風景に重ねて表示している動作可能領域１０１の境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジ１０１ｃの表示態様を、油圧ショベル１と動作可能領域１０１の境界面との接近度に応じて変更することで、接近度が低い場合にはオペレータの周囲視界を優先し、接近度が高い場合には、接近度が高いことを通知することを優先できる。そのため、オペレータの周囲視界を確保しながらも、接近度が高いときには、優先的に動作可能領域の境界に接近していることを通知できるため、作業効率が向上する。

なお、上記の例では、境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジ１０１ｃの色と接近度を３つに分類したが、これ以上の数に分類しても良い。例えば、フロント作業装置１Ａと境界面１０１ａ（１０１ｂ）の距離が小さくなるつれてエッジ１０１ｃの色が徐々に濃くなるように設定しても良い。このように表示態様を変更すると、エッジ１０１ｃの色が徐々に変化するため、エッジ１０１ｃの色の変化がオペレータに与える違和感を低減できる。

なお、本実施形態では、エッジ１０１ｃの色の濃淡を変更することで境界面１０１ａ，１０１ｂの視認性を変更したが、エッジ１０１ｃの色彩変更や線種変更等によって視認性を変更しても良い。次に、接近度に応じた境界面１０１ａ，１０１ｂの表示態様の変更の他の例について説明する。

（例２：エッジの線種変更）
図１０は、フロント作業装置１Ａと動作可能領域１０１の境界面１０１ａ，１０１ｂとの接近度に応じて、境界面１０１ａ，１０１ｂのエッジ１０１ｃの線種を変更する例の説明図である。

図１０の例では、接近度の増加に応じて、境界面１０１ａ，１０１ｂの視認性が向上するように、エッジ１０１ｃの線種を実線に近づけている。「実線に近づける」とは、線における切れ目（空白部分）の割合を低減させることである。図１０の例では、接近度１ではエッジ１０１ｃの表示は中断され、接近度２ではエッジ１０１ｃは１点鎖線で表示され（図１０参照）、接近度３ではエッジ１０１ｃは実線で表示される（図９参照）。このようにエッジ１０１ｃの表示態様を変更しても上記と同様の効果を得ることができる。なお、線種の変更とともに色の濃淡の変更も行っても良い。図１０の例では、図８と同様にエッジ１０１ｃの色をグレーに変更している。

（例３：境界面着色）
図１１は、フロント作業装置１Ａと動作可能領域１０１の境界面１０１ａ，１０１ｂとの接近度に応じて、境界面１０１ａ，１０１ｂの面１０１ｄの色を変更する例の説明図である。なお、境界面の面１０１ｄとは、１つの境界面を構成する要素のうち、複数のエッジ１０１ｃによって囲まれた内側の領域のことを示す。

図１１の例では、接近度の増加に応じて、境界面１０１ａ，１０１ｂの視認性が向上するように、境界面１０１ａ，１０１ｂの面１０１ｄの色を濃くしている。つまり、面１０１ｄの色の濃淡により境界面１０１ａ，１０１ｂの表示態様を変更している。図１０の例では、接近度１及び２では面１０１ｄへの着色は中断され、接近度３では面１０１ｄはグレーに着色される（図１１参照）。このように面１０１ｄの表示態様を変更すると、エッジ１０１ｃの表示態様を変更する場合よりも境界面１０１ａ，１０１ｂの視認性を向上できる。

なお、面１０１ｄの色変更とともにエッジ１０１ｃの表示態様の変更（色の濃淡や線種の変更等）も行っても良い。図１１の例では、図９と同様にエッジ１０１ｃの色を黒に変更している。また、上記の説明では接近度３のときのみに面１０１ｄに着色したが、接近度２のときに接近度３のときよりも薄い色（例えば薄いグレー）に面１０１ｄを着色しても良い。

（例４：前方の境界面）
図１２は、動作可能領域１０２の境界面１０２ａがフロント作業装置１Ａの前方（すなわちフロント作業装置１Ａの前後方向における前方）に設けられており、その境界面１０２ａによってフロント作業装置１Ａの動作範囲が制限される場合の一例を示している。

この図に示すようにフロント作業装置１Ａの前方に動作可能領域１０２が設定された場合には、境界表示情報生成部３１によって下部走行体１ｅの接地面（車体接地面）上に境界面１０２ａのエッジ１０２ｃが生成される。境界面１０２ａのエッジ１０２ｃは動作可能領域１０２の境界面１０２ａと車体接地面の交線である。車体接地面の位置情報は、予め境界表示情報生成部３１で保持していても良いし、各種センサから取得される値から演算しても良い。この場合のエッジ１０２ｃについても、油圧ショベル１及びフロント作業装置１Ａの接近度に応じて表示態様を変更することで、先に説明したエッジ１０１ｃと同様の効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞ コンバイナの表示可能領域外に境界があるとき
次に本発明の第２実施形態について図１３から図１６を用いて説明する。本実施形態は、動作可能領域の境界面がコンバイナ１１に表示できず、コンバイナ１１の表示可能領域外にあるときには、その境界面が存在する方向を示す情報（本実施形態では、矢印のシンボル）をコンバイナ１１に表示することでオペレータに境界面の位置を報知する点に特徴がある。

図１３は第２実施形態に係るメインＣ／Ｕ２０及び投影装置Ｃ／Ｕ３０（制御装置１００）によって行われる演算処理を機能ごとにブロック化して示した機能ブロック図である。第１実施形態（図５）との主な相違点は、投影装置Ｃ／Ｕ３０が、表示可能領域記憶部３４と、表示可否判定部３５として機能する点にあり、表示可否判定部３５の判定結果に応じて表示位置演算部３２と表示設定部３３が行う処理も異なっている。

表示可能領域記憶部３４は、投影装置Ｃ／Ｕ３０の記憶装置内に割り当てられた、コンバイナ１１の表示可能領域（投影可能範囲）の位置を記憶するための記憶領域であり、入力装置１４からのデータ入力等に基づいてコンバイナ１１の表示可能領域の位置データを記憶する。

表示可否判定部３５は、表示可能領域記憶部３４に記憶されたコンバイナ１１の表示可能領域（投影可能範囲）と、境界表示情報生成部３１で生成された境界面のエッジと、姿勢演算部２１で演算されたフロント作業装置１Ａの位置及び姿勢データと、登録視点位置Ｐｅおよび登録視線方向Ｖｅとに基づいて、境界面のエッジがコンバイナ１１の表示可能領域内にあるか否かを判定し、その判定結果（表示可または表示不可）を表示位置演算部３２及び表示設定部３３に出力する。

表示設定部３３は、表示可否判定部３５から表示不可の判定結果を入力したとき、フロント作業装置１Ａに最も近い境界面が存在する方向を演算し、その方向を示すシンボル（例えば矢印１０４（図１４−１６参照））を投影装置１３から出力する映像に含める。第１実施形態と同様に接近度が高いほど視認性が向上するように、当該シンボル１０４の表示態様を接近度に応じて変更しても良い。なお、表示可否判定部３５から表示可の判定結果を入力したときにはシンボル１０４は投影映像に含まれない。

表示位置演算部３２は、表示可否判定部３５から表示不可の判定結果を入力したとき、投影装置１３から出力する映像のどこにシンボル１０４を表示する位置を決定する。本実施形態では、登録視点位置Ｐｅから登録視線方向Ｖｅに添って直線を延ばし、当該直線がコンバイナ１１と交差する位置にシンボル１０４を表示する。登録視線方向Ｖｅをバケット１ｃの位置に合わせて変更する場合には、シンボル１０４をバケット１ｃの近傍に常に表示できる。なお、表示可否判定部３５から表示可の判定結果を入力したときにはシンボル１０４は投影映像に含まれないので表示位置演算部３２の位置決定処理も実施されない。

上記のように構成される本実施形態の油圧ショベル１の作用及び効果について図１４及び図１５を用いて説明する。

図１４及び図１５は、動作可能領域１０３の境界面１０３ａがフロント作業装置１Ａ（油圧ショベル１）の上方に設けられており、当該境界面１０３ａによりフロント作業装置１Ａの動作範囲が制限される場合の一例をそれぞれ示している。各図の右側（ｂ）には、動作可能領域１０３の境界面１０３ａとフロント作業装置１Ａ（油圧ショベル１）との位置関係を示し、各図の左側（ａ）には、両者の位置関係が右側の場合に運転室１ｆ内のオペレータから見える油圧ショベル１の前方の風景を示している。フロント作業装置１Ａに最も近い境界面１０３ａはコンバイナ１１の表示可能領域外にあり、当該境界面１０３ａが存在する方向は上方になるため、上向きの矢印がシンボル１０４としてコンバイナ１１に表示されている。

本実施形態では、図１４及び図１５の（ｂ）に示すように、フロント作業装置１Ａと境界面１０３ａの接近度を１から３の三段階で規定しており、フロント作業装置１Ａが境界面１０３ａに近づくほど接近度の値が大きくなる。図１４及び図１５の例では、コンバイナ１１に表示されるシンボル１０４の表示態様として色（線の色）の濃淡を変更しており、接近度が高くなるほどシンボル１０４の色が濃くなる。より具体的には、接近度１でシンボル１０４の表示は無しに、接近度２でシンボル１０４の色はグレーに、接近度３でシンボル１０４の色は黒に変更される。

フロント作業装置１Ａに最も近い境界面１０３ａ及びそのエッジがコンバイナ１１の表示可能領域外にあり、フロント作業装置１Ａと境界面１０３ａの距離から決定される接近度が１のときは、シンボル１０４は透明（着色無し）になるためコンバイナ１１に表示されない。これによりコンバイナ１１上に表示される情報量が抑制されてオペレータの周囲視野が充分確保され、シンボル１０４の表示によりオペレータの注意が削がれることがないので、作業効率の低下を抑制できる。

次に、図１４の場合には、接近度が１のときよりもフロント作業装置１Ａが境界面１０３ａに近づいており、図１４（ｂ）に示すようにフロント作業装置１Ａと境界面１０３ａの距離Ｄ４２から決定される接近度は２となる。これによりコンバイナ１１上のシンボル１０４ａはグレーで表示される。コンバイナ１１上にグレーのシンボル１０４ａが表れることにより、境界面１０３ａが近くに存在することをオペレータに報知しながらも、オペレータの周囲視野はある程度確保されるので、作業効率が著しく低下することは防止できる。

図１５の場合には、図１４の場合よりもフロント作業装置１Ａが境界面１０３ａにさらに近づいており、図１５（ｂ）に示すようにフロント作業装置１Ａと境界面１０３ａの距離Ｄ４３から決定される接近度は３となる。これによりコンバイナ１１上のシンボル１０４ｂは黒で表示される。コンバイナ１１上のシンボル１０４ｂを黒に変化させて境界面１０３ａが位置する方向の視認性を向上することにより、オペレータに境界面１０３ａの存在を明確に報知でき、動作可能領域１０３の境界面１０３ａ付近で作業していることをオペレータに容易に認識させることができる。

また、コンバイナ１１におけるシンボル１０４の表示位置をバケット１ｃの位置（透過位置）に近づけると、オペレータが作業中に大きな視点移動をすることなくシンボル１０４を認識できるので、作業中のオペレータによるシンボル１０４の視認性を飛躍的に向上できる。

以上のように本実施形態によれば、コンバイナ１１に境界面１０３ａ及びそのエッジが表示できない場合にも、作業効率を確保しながらフロント作業装置１Ａと境界面１０３ａとの距離をオペレータに容易に認識させることができる。

なお、接近度に基づくシンボル１０４の表示態様の変更方法としては、上記の例に限定されず、接近度に応じてシンボル１０４の透明度を変化させたり、点灯態様を変化させたり、形状（例えば大きさや形）を変化させたり等しても良い。

（例：シンボルの形状変更）
図１６は、フロント作業装置１Ａと動作可能領域１０３の境界面１０３ａとの接近度に応じて、シンボル１０４ｃの形状を変更する例の説明図である。

図１６の例では、接近度の増加に応じて、シンボル１０４の視認性が向上するように、シンボル１０４の形状を変更している。形状変更の例としては、矢印のシンボルとともにＸ印と！印のシンボルを付加するものがある。図１６の例では、接近度１ではシンボル１０４の表示は中断され、接近度２では先の図１４のように矢印のシンボル１０４ａのみがグレーで表示され、接近度３では矢印とともにＸ印と！印が組み合わさったシンボル１０４ｃが表示される（図１６参照）。このようにシンボル１０４の表示態様を変更しても上記と同様の効果を得ることができる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

上記の説明ではフロント作業装置１Ａと境界面１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０３ａまでの距離に応じて接近度を決定したが、図８−１２及び図１４−１６の（ｂ）に示すように動作可能領域を複数の領域（分割領域）に分割し、当該複数の分割領域のうち境界面１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０３ａに近い分割領域ほど高い接近度を付与し、例えばフロント作業装置１Ａがそれら複数の分割領域のいずれに位置するかに基づいて接近度を決定しても良い。

また、上記の制御装置１００に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記の制御装置１００に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該制御装置１００の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。

また、上記の各実施の形態の説明では、制御線や情報線は、当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが、必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。

１…油圧ショベル，１ａ…ブーム，１Ａ…フロント作業装置，１ｂ…アーム，１Ｂ…車体，１ｃ…バケット，１ｄ…上部旋回体，１ｅ…下部走行体，１ｆ…運転室，２ａ…ブームシリンダ，２ｂ…アームシリンダ，２ｃ…バケットシリンダ，３ｄ…旋回油圧モータ，３ｅ…左走行油圧モータ，３ｆ…右走行油圧モータ，４…エンジン，５…ポンプ，６…バルブ（コントロールバルブ），７…無線機，７…操作レバー，８…姿勢センサ，９…ＧＮＳＳアンテナ，１０…ＧＮＳＳコントロールユニット（受信機），１１…コンバイナ，１２…モニタ，１３…投影装置（プロジェクタ），１４…入力装置，２０…メインコントロールユニット，２１…姿勢演算部，２２…接近度演算部，２３…動作可能領域記憶部，３０…投影装置コントロールユニット，３１…境界表示情報生成部，３２…表示位置演算部，３３…表示設定部，３４…表示可能領域記憶部，３５…表示可否判定部，５０…モニタコントロールユニット，１００…制御装置（コントローラ），１０１…動作可能領域，１０１ａ…境界面，１０１ｂ…境界面，１０１ｃ…エッジ，１０１ｄ…面，１０２…動作可能領域，１０２ａ…境界面，１０２ｃ…エッジ，１０３…動作可能領域，１０３ａ…境界面，１０４ａ…シンボル，１０４ｂ…シンボル，１０４ｃ…シンボル

Claims (6)

1. 車体と、
   前記車体に取り付けられた作業装置と、
   前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、
   前記作業装置の方位を検出する方位センサと、
   前記車体及び前記作業装置の動作可能領域の境界データが記憶された記憶装置と、
   運転室内の所定の位置及び方向で前記動作可能領域の境界が見られたときの前記動作可能領域の境界の３次元形状を、前記方位センサの検出信号から演算される前記作業装置の方位データと、前記記憶装置内の前記境界データとに基づいて演算するコントローラと、
   演算した前記動作可能領域の境界の３次元形状と、前記所定の位置及び方向で見られる前記作業装置の実像とを重畳表示する表示装置とを備えた作業機械において、
   前記コントローラは、
   前記姿勢センサの検出信号から演算される前記作業装置の姿勢データと、前記方位データと、前記動作可能領域の境界データとに基づいて、前記動作可能領域の境界と前記作業装置との接近度を演算し、
   前記表示装置に表示される前記動作可能領域の境界の３次元形状の表示態様を、演算した前記接近度に応じて変更することを特徴とする作業機械。
2. 請求項１の作業機械において、
   前記車体は、左右方向に旋回可能であり、
   前記表示装置に表示される前記動作可能領域の境界が、前記車体の旋回方向における左右に設けられ、前記車体の旋回動作範囲を制限する境界であることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１の作業機械において、
   前記コントローラは、前記表示装置に表示される前記動作可能領域の境界面のエッジの色及び線種の少なくとも一方を、前記接近度に応じて変更することを特徴とする作業機械。
4. 請求項１の作業機械において、
   前記コントローラは、前記表示装置に表示される前記動作可能領域の境界面の色を、前記接近度に応じて変更することを特徴とする作業機械。
5. 請求項１の作業機械において、
   前記表示装置に表示される前記動作可能領域の境界が、前記作業装置の前方に設けられ、前記作業装置の動作範囲を制限する境界であり、
   前記表示装置に表示される前記動作可能領域の境界面のエッジは、前記動作可能領域の境界面と前記作業機械の接地面との交線であることを特徴とする作業機械。
6. 請求項１の作業機械において、
   前記コントローラは、前記所定の位置及び方向で前記動作可能領域の境界を見たときの前記動作可能領域の境界が前記表示装置の表示可能領域の外に位置する場合、前記動作可能領域の境界が位置する方向を示すシンボルを前記表示装置に表示し、前記接近度に応じて前記シンボルの表示態様を変更することを特徴とする作業機械。

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