JP2022045986A - 作業車両の走行補助装置およびこれを備えた作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】限られた幅を有する通路部材上を安全に走行できるように前記作業車両の走行を補助することが可能な作業車両の走行補助装置およびこれを備えた作業車両を提供する。【解決手段】走行補助装置３は、ショベル１０の周囲の距離分布の情報を取得する距離情報取得部２０と、前記距離情報から一対の梯子部材５０の側縁位置情報を演算する演算部３０４とを有する。演算部３０４は、距離情報取得部２０によって取得された距離情報に含まれる複数の測定点について、主走査方向（左右方向）において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離をそれぞれ演算し、当該隣接点間距離が予め設定された距離閾値を超えている測定点から構成される第１測定点群を抽出し、当該第１測定点群における前記距離情報に基づいて側縁位置情報（左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒ）を演算する。【選択図】図６

Description

本発明は、作業車両の走行補助装置およびこれを備えた作業車両に関する。

従来から、建設機械や農業機械などの作業車両を作業現場に輸送する際に、トラック（輸送車両）の荷台と地面との間に通路部材（ブリッジ、道板、歩み板ともいう）を掛け渡し、当該通路部材を通じて作業車両をトラックの荷台に積み込む場合がある。

特許文献１には、上記のような作業車両の積み込み作業において、トラックの荷台と地面との間に掛け渡された左右一対の梯子状部材から作業車両が脱落することを防止する技術が開示されている。具体的に、作業車両は、車両本体と、当該車両本体の左右両側に配置された左右一対の倣いセンサと、ポテンションメータと、コントローラとを有する。当該一対の倣いセンサは車両本体から垂下され、前後および左右方向にそれぞれ揺動可能なように車両本体に支持されている。一対の倣いセンサのうちの一方のセンサが梯子状部材の側縁に当接し左右方向の外側に揺動すると、ポテンションメータが倣いセンサの揺動を検出し、作業車両の進行方向がずれているとコントローラが判定する。この結果、コントローラが作業車両の進行方向を調整することで、作業車両の脱落が防止される。また、作業車両が梯子部材上を走行しつづけ、やがて倣いセンサがトラックの荷台の後端部に当接し後方に揺動すると、ポテンションメータが倣いセンサの揺動を検出し、作業車両がトラックの荷台に到達したとコントローラが判定する。

特許第４４０７１４７号公報

特許文献１に記載された技術では、倣いセンサが梯子状部材や荷台に直接接触し、複数の方向に揺動するため、倣いセンサが破損しやすく、作業車両の安全な走行が妨げられるという問題があった。

本発明の目的は、限られた幅を有する通路部材上を作業車両が安全に走行できるように前記作業車両の走行を安定して補助することが可能な作業車両の走行補助装置およびこれを備えた作業車両を提供することにある。

本発明の発明者は、接触式の倣いセンサに代えて、非接触式である光学式の距離情報取得部を利用することを着想した。しかしながら、このような光学式の距離情報取得部は、通路部材の周囲に位置する作業者や障害物を通路部材の一部として誤検知しやすい。

上記の点を踏まえて導き出された、本発明の一の局面に係る作業車両の走行補助装置は、作業車両が通路部材を通じて地面から輸送車両の荷台に又は前記荷台から前記地面に移動することを補助する、作業車両の走行補助装置であって、前記通路部材は、前記地面と前記地面よりも高い位置に配置される前記輸送車両の前記荷台との間に架設され前記作業車両が走行可能な傾斜面を有し、前記作業車両の走行補助装置は、前記作業車両に装着される光学式の距離情報取得部であって、平面視において前記作業車両の進行方向と交差する方向である主走査方向および前記主走査方向と直交する方向である副走査方向のそれぞれの走査方向に沿って分布する複数の測定点のそれぞれの所定の基準点に対する距離を示す距離分布であって前記作業車両から見て前記進行方向の前方かつ少なくとも前記主走査方向において前記通路部材を包含するように設定された測定領域の距離分布を示す情報である距離情報を前記作業車両の走行に伴って繰り返し取得することが可能な光学式の距離情報取得部と、前記通路部材および前記荷台を含む前記作業車両の周辺物体のうち前記主走査方向の両外側において前記通路部材が前記地面と前記荷台とを結ぶ方向である接続方向に沿ってそれぞれ延びる一対の物体側縁の前記作業車両に対する相対位置を示す情報である側縁位置情報を、前記距離情報取得部によって取得される前記距離情報に基づいて前記作業車両の走行中に繰り返し演算する位置情報演算部と、前記位置情報演算部によって演算された前記側縁位置情報に対応する指令信号を出力する信号出力部と、を備え、前記位置情報演算部は、前記距離情報取得部によって取得された前記距離情報に含まれる前記複数の測定点について、前記主走査方向において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離をそれぞれ演算し、当該隣接点間距離が予め設定された距離閾値を超えている測定点から構成される第１抽出点群を抽出し、当該第１抽出点群における前記距離情報に基づいて前記側縁位置情報を演算する。

本構成によれば、作業車両が地面と荷台との間で通路部材上を移動する際に、光学式の距離情報取得部によって作業車両の周辺の距離情報を取得することができるため、距離情報取得部と通路部材や荷台との接触による距離情報取得部の破損、故障が防止される。また、位置情報演算部は、作業車両の走行中に行う側縁位置情報の演算にあたって、距離情報取得部によって取得された距離情報に含まれる複数の測定点について、主走査方向において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離をそれぞれ演算し、当該隣接点間距離が予め設定された距離閾値を超えている測定点から構成される第１抽出点群を抽出し、当該第１抽出点群における距離情報に基づいて側縁位置情報を演算する。通路部材の側縁や荷台の側縁は地面から離れているため、距離閾値に基づいてこれらの側縁に対応する測定点を上記の第１抽出点群に精度良く含めることができる。このため、周辺物体の周囲に作業者や障害物が位置する場合でも、側縁位置情報の演算にノイズや誤差が生じることを抑制することができる。そして、演算された側縁位置情報に基づいて信号出力部が指令信号を出力するため、たとえば、当該指令信号に基づいて通路部材上での作業車両の危険状態を作業者に知らせることや作業車両の進行方向を補正することができる。この結果、限られた幅を有する通路部材上を安全に走行できるように作業車両の走行を安定して補助することが可能となる。

上記の構成において、前記位置情報演算部は、前記位置情報演算部は、前記第１抽出点群に含まれる複数の測定点を前記副走査方向における位置に応じて複数の第２抽出点群にそれぞれ分類し、各第２抽出点群に含まれる測定点の中から前記主走査方向の両外側に位置する一対のエッジ候補点をそれぞれ抽出し、前記複数の第２抽出点群においてそれぞれ抽出された前記一対のエッジ候補点から構成される複数のエッジ候補点に基づいて、前記一対の物体側縁にそれぞれ対応する一対の第１直線の式をそれぞれ算出し前記側縁位置情報を演算することが望ましい。

本構成によれば、第１抽出点群を副走査方向において複数の第２抽出点群に分類し、それぞれの第２抽出点群における両外側の点を一対のエッジ候補点として抽出することで、一対の第１直線を構成する複数の測定点を確実に抽出することができる。

上記の構成において、前記位置情報演算部は、前記主走査方向の両側のそれぞれにおいて、前記複数のエッジ候補点の前記距離情報に対して最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティング処理を行うことで、前記一対の第１直線の式をそれぞれ算出することが望ましい。

本構成によれば、複数のエッジ候補点に基づいて、一対の第１直線の式を速やかに算出することができる。

上記の構成において、前記距離情報取得部は、前記作業車両の少なくとも一部が前記測定領域に含まれるように前記作業車両に装着されており、前記位置情報演算部は、前記作業車両のうち前記主走査方向の最も両外側において前記副走査方向に沿ってそれぞれ延びる一対の車両側縁に対応する一対の第２直線の式を前記距離情報取得部によって取得される前記距離情報に基づいて前記作業車両の走行中に繰り返し算出することが可能であり、前記一対の第１直線の前記一対の第２直線に対する相対位置を前記側縁位置情報として演算することが望ましい。

本構成によれば、作業車両を一対の第２直線によって表現し、一対の第１直線と一対の第２直線との相対位置に基づいて、周辺物体と作業車両との相対位置を容易かつ正確に演算することができる。

上記の構成において、前記位置情報演算部は、前記周辺物体の前記接続方向に延びる中心線である第１中心線の位置情報を前記一対の第１直線の式から演算するとともに、前記作業車両の前記副走査方向に延びる中心線である第２中心線の位置情報を前記一対の第２直線の式から演算し、平面視における前記第１中心線と前記第２中心線との相対角度および前記副走査方向の所定の位置における前記第１中心線と前記第２中心線との相対距離をそれぞれ更に演算することが可能であり前記位置情報演算部によって演算された前記相対角度および前記相対距離に基づいて、前記作業車両が当該作業車両の前記通路部材からの脱落を防止するために予め設定された防止条件を満たしているか否かを判定する判定部を更に備え、前記信号出力部は、前記作業車両が前記防止条件を満たしていないと前記判定部が判定すると、当該判定結果に対応する指令信号を出力することが望ましい。

本構成によれば、第１中心線と第２中心線との相対角度および相対距離に基づいて、通路部材上における作業車両の安全性を容易に判定することができる。特に、通路部材の中央部において作業車両の進行方向が大きく傾いている場合や、作業車両の進行方向は正しく設定される一方当該作業車両が通路部材の端部に位置する場合などでも、作業車両の安全性を正しく判定することが可能となる。

上記の構成において、前記信号出力部から出力された前記指令信号を受け入れ、当該指令信号に応じた警告情報を発報することが可能な報知部を更に備えることが望ましい。

本構成によれば、作業車両の危険状態を作業者に速やかに報知することができる。

また、本発明の他の局面に係る作業車両は、走行面を走行可能な走行装置を含む車両本体と、上記の何れかに記載の作業車両の走行補助装置と、を備える。

本構成によれば、走行補助装置によって通路部材上での作業車両の危険状態を作業者に示すことや作業車両の進行方向を補正することができるとともに、周囲に作業者や障害物が位置する場合でも側縁位置情報の演算にノイズや誤差が生じることを抑制することができるため、作業車両が通路部材上を安全に走行することができる。

上記の構成において、作業車両であって、走行面を走行可能な走行装置を含む車両本体と、上記に記載の作業車両の走行補助装置と、を備え、前記車両本体は、前記走行装置を含む下部走行体と、上下方向に延びる旋回中心軸周りに旋回可能なように前記下部走行体に支持されるとともに、前記下部走行体の少なくとも一部が前記測定領域に含まれるように前記距離情報取得部を支持可能な支持部を有する上部旋回体と、を有し、前記位置情報演算部は、前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回位置を示す情報である旋回位置情報を、前記距離情報取得部が取得する前記距離情報に基づいて更に演算することが可能であることが望ましい。

本構成によれば、下部走行体よりも上方に位置する上部旋回体に距離情報取得部を装着できるため、作業車両の周辺の広い範囲の距離分布を取得することができる。また、位置情報演算部が演算する旋回位置情報に基づいて、上部旋回体と下部走行体との旋回方向におけるずれを把握することができる。

上記の構成において、前記信号出力部から出力された前記指令信号を受け入れ、前記走行装置の進行方向を制御する駆動制御部を更に備えることが望ましい。

本構成によれば、作業車両の走行中に危険な状態が発生した場合であっても、信号出力部から出力される指令信号に基づいて、駆動制御部が作業車両の進行方向を制御し、前記危険な状態を速やかに回避することができる。

本発明によれば、限られた幅を有する通路部材上を安全に走行できるように前記作業車両の走行を補助することが可能な作業車両の走行補助装置およびこれを備えた作業車両が提供される。

本発明の一実施形態に係る走行補助装置を備えた作業車両が地面から輸送車両の荷台に移動する様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る作業車両の距離情報取得部の配置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る距離情報取得部の仰角を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る距離情報取得部の方位角を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る作業車両の距離情報取得部の測定領域を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る作業車両の距離情報取得部の測定領域を示す平面図であって、下部走行体の一部が測定領域に含まれた状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置が作業車両の走行を補助する処理全体のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置が作業車両の走行を補助する処理のフローチャートの一部である。 本発明の一実施形態に係る作業車両と通路部材との位置ずれを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置を備えた作業車両が地面から輸送車両の荷台に移動する様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置を備えた作業車両が地面から輸送車両の荷台に移動する様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置が作業車両の走行を補助する処理のフローチャートの一部である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置を備えた作業車両が地面から輸送車両の荷台に移動する様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置を備えた作業車両が地面から輸送車両の荷台に移動する様子を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置が作業車両の走行を補助する処理のフローチャートの一部である。 本発明の一実施形態に係る作業車両と荷台との位置関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る通路部材と荷台との位置関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る走行補助装置が作業車両の走行を補助する処理において荷台の中心線が推定される様子を示す模式図である。 本発明の変形実施形態に係る走行補助装置を備えた作業車両が地面から輸送車両の荷台に移動する様子を示す側面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳述する。図１は、本実施形態に係る走行補助装置３を備えたショベル１０（作業車両）が地面からトラック１００（輸送車両）の荷台１１０に移動する様子を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るショベル１０の距離情報取得部２０の配置を示す側面図である。図３および図４は、本実施形態に係る距離情報取得部２０の仰角ηおよび方位角θを示す模式図である。図５は、本実施形態に係るショベル１０の距離情報取得部２０の測定領域を示す平面図である。図６は、本実施形態に係るショベル１０の距離情報取得部２０の測定領域を示す平面図であって、下部走行体１２の一部が測定領域に含まれた状態を示す図である。更に、図７は、本実施形態に係る走行補助装置３のブロック図である。なお、図１などでは、ショベル１０の進行方向を基準として、前後方向、左右方向および上下方向がそれぞれ図示されているが、当該方向は本実施形態に係る走行補助装置３およびショベル１０の機能を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係る走行補助装置および作業車両の構造および使用態様などを限定するものではない。

ショベル１０は、本発明に係る作業車両の一例であって、油圧式のミニショベルである。なお、他の実施形態において、作業車両はショベル以外の建設機械、作業機械および農業機械などであってもよい。ショベル１０は、上部旋回体１１と下部走行体１２とを含む車両本体１０Ｓと、作業アタッチメント１４とを有する。下部走行体１２は、走行面を走行可能な走行装置としての左右一対のクローラ１３と、ブレード１３Ｓ（排土板）と、を有する。更に、上部旋回体１１は、運転席１５と、アッパーカバー１６とを有する。

上部旋回体１１は、上下方向に延びる旋回中心軸周りに旋回可能なように下部走行体１２に支持される。運転席１５は、上部旋回体１１上に設けられており、ショベル１０を操作する作業者が搭乗（着席）可能とされている。アッパーカバー１６は、運転席１５の上方を覆うように上部旋回体１１に配置されている。アッパーカバー１６は、運転席１５に搭乗する作業者の雨除けや日除け機能を有している。更に、アッパーカバー１６（支持部）は、後記の距離情報取得部２０を支持する機能を有する。この際、アッパーカバー１６は、下部走行体１２の少なくとも一部が距離情報取得部２０の測定領域に含まれるように距離情報取得部２０を支持可能とされている。

作業アタッチメント１４は、上部旋回体１１に起伏可能に支持されており、掘削などの所定の作業を実施する。下部走行体１２に装着されたブレード１３Ｓも同様である。

更に、ショベル１０は、走行補助装置３を有する。ショベル１０に例示される作業車両を作業現場に輸送する際に、図１に示すように、トラック１００（輸送車両）の荷台１１０と地面との間に梯子部材５０（ブリッジ、道板、歩み板などともいう）（通路部材、周辺物体）を掛け渡し、梯子部材５０を通じてショベル１０をトラック１００の荷台１１０に積み込む場合がある。

走行補助装置３は、地面と前記地面よりも高い位置に配置されるトラック１００の荷台１１０との間に架設され、ショベル１０が走行可能な傾斜面を有する梯子部材５０を通じてショベル１０が前記地面から荷台１１０に又は荷台１１０から前記地面に移動することを補助する機能を有している。なお、梯子部材５０は、ショベル１０専用の部材でもよいし、トラック１００専用の部材でもよく、公知の梯子などでもよい。また、図１では、左右一対の梯子部材５０が地面と荷台１１０との間に掛け渡されているが、本発明の通路部材の構造および数はこれに限定されるものではない。前記通路部材は、スロープ状、１枚の板状部材、左右方向から見て三角形状の台座などでもよい。なお、図１において、梯子部材５０が地面とトラック１００の荷台１１０とを結ぶ方向（図１の前後方向）が、接続方向と定義される。

また、本実施形態では、輸送車両の一例であるトラック１００の荷台１１０（周辺物体）は、車両支持板１０１と左右一対の側板１０２とを有する。車両支持板１０１は、前記接続方向と直交する水平な幅方向（図１の左右方向）において、左右一対の梯子部材５０よりも大きな幅を有し、荷台１１０に到達したショベル１０を支持することが可能とされている。また、左右一対の側板１０２は、車両支持板１０１の前記幅方向の両端部からそれぞれ立設され前記接続方向に沿って延びている。

ショベル１０は、距離情報取得部２０と、操作部２１と、処理開始信号入力部２２と、走行駆動部２３と、旋回駆動部２４と、アタッチメント駆動部２５と、表示部２６と、報知部２７と、制御部３０と、を更に有する（図７）。なお、上記のうち、少なくとも距離情報取得部２０および制御部３０は、本実施形態に係る走行補助装置３を構成する。

図２を参照して、距離情報取得部２０は、その視野が運転席１５の前方を含むように、上部旋回体１１に設けられたアッパーカバー１６の先端部に装着されている。本実施形態では、距離情報取得部２０は、レーザー方式の３次元距離センサ（３次元距離測定器）である。距離情報取得部２０は、レーザー光を照射する光源（レーザー素子）と、反射したレーザー光を受光可能な受光素子とを含む。図２では、距離情報取得部２０から照射される走査線Ｌ（レーザー光）が図示されている。なお、図２乃至図５では、距離情報取得部２０に予め設定された互いに直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）が図示されている。これらの座標軸は、距離情報取得部２０自体を原点に設定している。また、図５、図６では、方位角θ方向に沿って連続して延びる走査線Ｌが図示されているが、実際には、走査線Ｌは複数の測定点の集合体である。

光学式の距離情報取得部２０は、図４に示される方位角θ方向に沿ってその測定範囲が広く、周囲９０度から３６０度の範囲の点群を計測することができる。一方、図３に示される仰角η方向にはその測定範囲が制限され、数度～数十度の範囲内の点群を計測する（図２参照）。距離情報取得部２０は、自身から運転席１５の周囲に位置する物体までの距離を計測し、画素毎に出力する。

なお、距離情報取得部２０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もよい。このような距離情報取得部２０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し、ショベル１０の周辺環境の距離分布を示す距離画像データを取得する。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としてＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ）方式が知られている。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。また、公知のステレオカメラなどが距離情報取得部２０として採用されてもよい。この場合、距離情報取得部２０は、例えば、ステレオカメラと、ステレオカメラを構成する複数の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。

なお、距離情報取得部２０の機能について付言すれば、距離情報取得部２０は、平面視においてショベル１０の進行方向と交差する方向である主走査方向（方位角θの方向）および前記主走査方向と直交する方向である副走査方向（仰角ηの方向）のそれぞれの走査方向に沿って分布する複数の測定点（図１７参照）における距離分布を示す情報である距離情報をショベル１０の走行に伴って繰り返し取得することが可能である。なお、上記の距離分布は、所定の基準点と各測定点との距離についての複数の測定点における分布を示すものであり、ショベル１０から見てその進行方向の前方かつ少なくとも前記副走査方向において一対の梯子部材５０を包含するように設定された測定領域における距離分布である（図５、図６）。更に、本実施形態では、距離情報取得部２０の測定領域は、図６に示すように、一対のクローラ１３の少なくとも前側部分が当該測定領域に含まれるように設定されている。また、一例として、ショベル１０のうち距離情報取得部２０が装着された部分が上記の基準点（原点）に設定されている。

操作部２１（図７）は、ショベル１０の運転席１５に配置されている。操作部２１は、作業者がショベル１０を操作するための各種の操作を受け付ける。当該操作には、一対のクローラ１３の走行（前進、後退）、クローラ１３の進行方向の切換（本実施形態では、左右のクローラ１３の独立した走行による）、上部旋回体１１の旋回動作（旋回方向、旋回速度）、作業アタッチメント１４の駆動、ブレード１３Ｓの駆動などが含まれている。

処理開始信号入力部２２は、運転席１５に配置されている。処理開始信号入力部２２は、図１に示すように、ショベル１０が一対の梯子部材５０を通じて地面と荷台１１０との間を移動する際に、作業者によって操作される入力ボタンである。処理開始信号入力部２２が操作されると、走行補助装置３によるショベル１０の走行補助動作が開始される。

走行駆動部２３は、一対のクローラ１３を駆動するための油圧回路から構成され、不図示の油源、油圧ポンプ、コントロールバルブ、油圧モータなどから構成される。

旋回駆動部２４は、走行駆動部２３と同様に油圧回路から構成され、上部旋回体１１を下部走行体１２に対して旋回駆動する。旋回駆動部２４は、不図示の油源、油圧ポンプ、コントロールバルブ、旋回モータなどから構成される。

アタッチメント駆動部２５は、走行駆動部２３と同様に油圧回路から構成され、作業アタッチメント１４を上部旋回体１１に対して起伏させる。アタッチメント駆動部２５は、不図示の油源、油圧ポンプ、コントロールバルブ、油圧アクチュエータなどから構成される。なお、作業アタッチメント１４が、ブーム、アーム、バケットなどから構成される場合には、各部材を駆動するための個別の油圧シリンダなどがアタッチメント駆動部２５に含まれる。

表示部２６は、運転席１５に配置されており、作業者に対して報知されるべき各種の情報を表示する。本実施形態では、表示部２６は公知の液晶パネルから構成される。

報知部２７は、運転席１５に配置されており、作業者に対して危険状態などを報知するためのランプやブザー音を発生させる部材などを含む。

制御部３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成されている。また、制御部３０には、上記の距離情報取得部２０、操作部２１、処理開始信号入力部２２、走行駆動部２３、旋回駆動部２４、アタッチメント駆動部２５、表示部２６、報知部２７などが接続されている。

制御部３０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部３０１、特定情報抽出部３０２（位置情報演算部）、走行処理決定部３０３、演算部３０４（位置情報演算部）、判定部３０５、記憶部３０６および指令入力部３０７（信号出力部）を備えるように機能する。

駆動制御部３０１は、作業者から操作部２１が受け付ける操作に応じて、走行駆動部２３、旋回駆動部２４、アタッチメント駆動部２５に対して駆動指令信号を入力する。また、駆動制御部３０１は、ショベル１０の自動制御が実行される場合には、指令入力部３０７から入力される判定信号に応じて、走行駆動部２３に駆動指令信号を入力する。

特定情報抽出部３０２は、走行補助装置３によるショベル１０の走行補助動作において、距離情報取得部２０が取得した距離情報に含まれる複数の測定点の中から特定の測定点を抽出する。特に、特定情報抽出部３０２は、前記主走査方向において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離が予め設定された距離閾値を超えている測定点から構成される第１抽出点群を抽出する。また、特定情報抽出部３０２は、前記第１抽出点群に含まれる複数の測定点を前記副走査方向における位置に応じて複数の第２抽出点群にそれぞれ分類し、各第２抽出点群に含まれる測定点の中から前記主走査方向の両外側に位置する一対のエッジ候補点をそれぞれ抽出する。更に、特定情報抽出部３０２は、ショベル１０の走行中において、距離情報取得部２０が取得した距離情報に含まれる複数の測定点のうち、後記の一対の仮想直線（直線）（図１７の左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒを参照）に対する前記主走査方向における距離が予め設定された第１閾値よりも小さい複数の測定点から構成される第１測定点群を抽出する。また、特定情報抽出部３０２は、ショベル１０が地面から荷台１１０に向かって走行する場合において、特定情報抽出部３０２が取得した距離情報に含まれる複数の測定点のうち、後記の一対の仮想直線に対する距離が予め設定された第２閾値よりも大きくかつ第３閾値よりも小さい測定点から構成される第２測定点群を抽出する。これらの閾値は記憶部３０６に記憶されている。

走行処理決定部３０３は、走行補助装置３によるショベル１０の走行補助動作において、判定部３０５の判定結果に応じて、予め設定された複数の処理動作（梯子進入前処理、梯子走行処理、荷台直前処理、荷台走行処理）の中から実行すべき処理動作を決定し、当該処理動作に関する情報を表示部２６に表示させる。

演算部３０４は、走行補助装置３によるショベル１０の走行補助動作において、複数の演算処理を実行する。特に、演算部３０４は、一対の梯子部材５０のうち前記主走査方向の最も両外側において前記接続方向に沿ってそれぞれ延びる一対の側縁のショベル１０に対する相対位置を示す情報である側縁位置情報を、距離情報取得部２０によって取得される距離情報に基づいてショベル１０の走行中に繰り返し演算する。特に、演算部３０４は、距離情報取得部２０によって取得された距離情報に含まれる複数の測定点について、前記主走査方向において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離をそれぞれ演算する。なお、上記の特定情報抽出部３０２および演算部３０４は、本発明の位置情報演算部を構成する。

判定部３０５は、走行補助装置３によるショベル１０の走行補助動作において、複数の判定処理を実行する。特に、判定部３０５は、演算部３０４によって演算された梯子部材５０の側縁位置情報が、ショベル１０の梯子部材５０からの脱落を防止可能なように予め設定された脱落防止条件（防止条件）を満たしているか否かを判定する。また、判定部３０５は、距離情報取得部２０によって取得される距離情報に基づいて、一対の梯子部材５０の上端部までショベル１０が到達したか否かを判定する。更に、判定部３０５は、演算部３０４によって演算された荷台１１０の側板位置情報が、ショベル１０と側板１０２との接触を防止可能なように予め設定された接触防止条件（防止条件）を満たしているか否かを更に判定する。

記憶部３０６は、走行補助装置３によるショベル１０の走行補助動作において、制御部３０の各部が参照するためのパラメータ、閾値などを予め記憶し、必要に応じてこれらの情報を出力する。

指令入力部３０７は、走行補助装置３によるショベル１０の走行補助動作において、判定部３０５の判定結果に応じて、ショベル１０の危険状態に対応する判定信号を出力し、表示部２６、報知部２７に入力する。特に、指令入力部３０７は、後記のように演算された側縁位置情報が所定の脱落防止条件（防止条件）を満たしていないと判定部３０５が判定すると、当該判定結果に対応するが判定信号を出力する。また、指令入力部３０７は、後記のように演算された側板位置情報が所定の接触防止条件（防止条件）を満たしていないと判定部３０５が判定すると、当該判定結果に対応する判定信号を出力する。

次に、本実施形態に係る走行補助装置３が実行するショベル１０の走行補助動作について詳述する。図８は、本実施形態に係る走行補助装置３がショベル１０の走行を補助する処理全体のフローチャートである。前述のように、作業者（オペレータ）が図１に示すようにショベル１０を一対の梯子部材５０の手前に移動させた後、処理開始信号入力部２２を通じて走行補助動作の開始信号を入力すると、走行補助装置３が図８に示される走行補助動作を実行する。当該走行補助動作の実行中、作業者は運転席１５に搭乗していてもよいし、運転席１５すなわちショベル１０から離れていてもよい。

図８を参照して、走行補助動作が開始されると、距離情報取得部２０によって距離データの取り込み作業（距離情報の取得）が開始される（ステップＳ１）。図２、図５および図６に示すように、一対の梯子部材５０が距離情報取得部２０の測定領域内に含まれるよう、ショベル１０の進行方向に沿って仰角ηが変化し、ショベル１０の進行方向を横切るように方位角θが変化するような姿勢で、距離情報取得部２０がショベル１０のアッパーカバー１６の前端部に取り付けられる。この場合、ショベル１０のトラック１００に対する積込作業および積降作業では、ショベル１０の後方（進行方向の逆方向）のデータは不要であるため、特定情報抽出部３０２が、距離情報取得部２０によって取得される測定点のデータのうち方位角θの範囲を限定する。詳しくは、図５の左右一対の測定境界ＬＳ間の測定点データが選択されることで、前記測定領域内に左右一対の梯子部材５０およびトラック１００の荷台１１０が包含される。なお、このような測定領域の制限、すなわち、左右一対の測定境界ＬＳの配置は、距離情報取得部２０の原点に対するｘ軸方向の距離に応じて設定されればよい。また、各図に示される距離情報取得部２０の取付方法、取付位置は一例であり、距離情報取得部２０の位置はショベル１０の前面部分に限定されず、走行中にショベル１０の下部走行体１２の一部と一対の梯子部材５０および荷台１１０の一部とがそれぞれ測定領域に含まれるような他の取付位置でもよい。また、距離情報取得部２０の取付姿勢は、ショベル１０の進行方向に沿って仰角ηが変化するような向きに限定されない。例えば、ショベル１０の進行方向に沿って方位角θが変化し、ショベル１０の進行方向を横切るように仰角ηが変化するような姿勢で距離情報取得部２０が取り付けられてもよい。

前記測定領域に含まれる各測定点における距離データが取得されると、当該データが記憶部３０６に取り込まれる前に特定情報抽出部３０２が各データの並び替えを行う。ショベル１０の走行中は、距離情報取得部２０が測定する距離データは逐次更新され、前述の測定境界ＬＳ（図５）で制限した範囲内で、仰角ηの値が同じ値を持つ点群データごとに方位角θの値が昇順となるように特定情報抽出部３０２が点群データを並べる。表１は、特定情報抽出部３０２によって並べ替えられ、記憶部３０６に記憶される距離データの一例であり、同じ仰角ηかつ互いに異なる方位角θにおける距離データ（ｘ、ｙ、ｚ座標）を示している。なお、点群番号は、方位角θに対応した番号であって、異なる仰角ηのデータ間において共有される番号である。

表１に示すように、距離情報取得部２０によって取得された距離データは、点群番号ｎにおけるｘ座標、ｙ座標およびｚ座標が（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）とされ、更に、方位角θがθｎとされ、それぞれ記憶部３０６に記憶される。添え字ｎが大きくなるほど方位角θが大きい値となる順に各データが格納される。このような処理が、各仰角ηにおいてそれぞれ実行される。また、上記のような距離データの取り込みは、ショベル１０の走行中に繰り返し実行される。

距離データの取り込みが完了すると、判定部３０５が、記憶部３０６における梯子側縁情報（側縁位置情報）の有無を確認する（ステップＳ２）。梯子側縁情報は、一対の梯子部材５０のうち左右方向（主走査方向）の最も両外側において前後方向（接続方向）に沿ってそれぞれ延びる一対の側縁のショベル１０に対する相対位置を示す情報である。ステップＳ２において、梯子側縁情報が記憶部３０６に記憶されている場合（ステップＳ２でＹＥＳ）には、特定情報抽出部３０２が、特定点群の抽出を実行する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３の詳細については後記で詳述する。

次に、判定部３０５が、ステップＳ３において特定された特定点群の数と予め設定され記憶部３０６に記憶された荷台特定用閾値（側板確認用閾値）との大小関係を比較する（ステップＳ４）。ここで、特定点群の数が荷台特定用閾値以上の場合（ステップＳ４でＹＥＳ）には、次のステップＳ５が実行される。ステップＳ５では、判定部３０５が記憶部３０６に荷台側面情報が記憶されているか否かを判定する。なお、荷台側面情報は、荷台１１０の一対の側板１０２のショベル１０に対する相対位置を示す情報である。ここで、記憶部３０６が荷台側面情報を記憶している場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、走行処理決定部３０３は「荷台走行処理」の実行を決定する（ステップＳ６）。一方、ステップＳ５において、記憶部３０６が荷台側面情報を記憶していない場合（ステップＳ５でＮＯ）、走行処理決定部３０３が「荷台直前処理」の実行を決定する（ステップＳ９）。

一方、ステップＳ２において、記憶部３０６が梯子側縁情報を記憶していない場合（ステップＳ２でＮＯ）、走行処理決定部３０３は、「梯子進入前処理」の実行を決定する（ステップＳ７）。

また、ステップＳ４において、特定点群の数が荷台特定用閾値未満の場合（ステップＳ４でＮＯ）、走行処理決定部３０３が「梯子走行処理」の実行を決定する（ステップＳ８）。

ステップＳ６の荷台走行処理動作の完了とともに上記の走行補助動作全体が終了する。

以下では、図８に示される各処理について更に詳述する。

＜梯子進入前処理について＞
まず、図８のステップＳ７の梯子進入前処理について詳述する。図９は、本実施形態に係る走行補助装置３がショベル１０の走行を補助する処理のフローチャートの一部であり、図８の梯子進入前処理（ステップＳ７）のフローチャートである。図１０は、本実施形態に係るショベル１０と梯子部材５０との位置ずれを説明するための模式図である。なお、図１は、ショベル１０が一対の梯子部材５０に進入する直前の斜視図に相当する。

図９を参照して、梯子進入前処理（図８のステップＳ７）が開始されると、演算部３０４が隣接点間距離の演算を実行する（ステップＳ１１）。当該隣接点間距離とは、同じ仰角ηに属する複数の測定点のうち互いに隣接する点同士の距離に相当する。すなわち、隣接点間距離は、表１において、点群番号１の測定点と点群番号２の測定点との距離、点群番号２の測定点と点群番号３の測定点との距離（以後同じ）に相当する。この隣接点間距離をｄｉｓｔ（ｎ）と定義すると、演算部３０４は以下の式１によって当該距離を演算する。この結果、各仰角ηについて、ｎ－１個の隣接点間距離ｄｉｓｔ（ｎ）が算出される。

次に、特定情報抽出部３０２が、エッジ候補点の抽出を行う（ステップＳ１２）。具体的に、まず、判定部３０５が、上記で演算されたｎ－１個の隣接点間距離ｄｉｓｔ（ｎ）のそれぞれと、予め設定された閾値ａ（距離閾値）との大小関係を比較し、特定情報抽出部３０２が、閾値ａよりも大きな隣接点間距離を有する測定点を抽出する。このように抽出された測定点は、本発明の第１抽出点群を構成する。閾値ａは、前記距離情報の中から一対の梯子部材５０の左右側縁や一対のクローラ１３の左右側縁を抽出するために予め設定されたものである。一対の梯子部材５０は地面と荷台１１０との間に掛け渡されているため、上記のｎ－１個の隣接点間距離ｄｉｓｔ（ｎ）を左右方向（主走査方向）に沿って評価すると、梯子部材５０の側縁（エッジ部分）では、地面との間で前記隣接点間距離ｄｉｓｔ（ｎ）が急激に大きくなる。このため、特定情報抽出部３０２によって閾値ａに基づいて抽出された上記の測定点は、一対の梯子部材５０の側縁（エッジ部分）に関連する点と推定することができる。ここで、図１に示すように、上記のような側縁（エッジ部分）は、一対の梯子部材５０の左右方向の内側にも存在する。したがって、特定情報抽出部３０２は、上述の条件を満たす点群のうち、方位角θｎの最小の点をショベル１０の進行方向左側の下部走行体１２の外側の側縁上の点あるいは梯子部材５０の外側の側縁上の点とし、方位角θｎの最大の点をショベル１０の進行方向右側の下部走行体１２の外側の側縁上の点あるいは梯子部材５０の外側の側縁上の点として、上記の抽出された測定点のうち方位角θが最大の点および最小の点をそれぞれエッジ候補点として抽出する。

なお、エッジ候補点の抽出精度を高めるために、以下のような処理が追加されてもよい。この場合、特定情報抽出部３０２は、抽出した点を方位角θの昇順（前記ｎの昇順）に評価する。この際、それぞれの点に対して、その前後の数個の点（例えば、前後３点）に関して、方位角θの最大値と最小値との差が予め設定された閾値ｂ以下でありｚ方向（高さ方向）の差が予め設定された閾値ｃより大きい条件を満たす点群を更に抽出することで、より精度の高いエッジ候補点を得ることができる。ただし、距離情報取得部２０が取得する点群データにノイズや誤差の影響がなく、物体までの距離を正確に計測できる場合には、特定情報抽出部３０２は前述の閾値ａのみに基づいてエッジ候補点の抽出を行えばよい。

ステップＳ１２におけるエッジ候補点の抽出が完了すると、次に、特定情報抽出部３０２は、上記の処理で得られたエッジ候補点に対して、その仰角ηの大きさに応じて異なる処理を実行する。具体的に、判定部３０５は、記憶部３０６に格納されたエッジ候補点の仰角ηを予め設定された仰角閾値ηｃと比較する（ステップＳ１３）。この仰角閾値ηｃは、距離情報取得部２０の測定領域のうち、下部走行体１２の一対のクローラ１３が含まれる仰角群と、その他の仰角群（クローラ１３よりも前方）とを分離するために予め設定されたものであり、距離情報取得部２０の取付角度に応じて設定されている。そして、仰角ηがηｃ以上の場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、当該仰角群のデータにはクローラ１３が含まれていないため、特定情報抽出部３０２が梯子側縁の抽出を実行する（ステップＳ１４）。一方、仰角ηがηｃ未満の場合（ステップＳ１３でＮＯ）、当該仰角群のデータはクローラ１３の一部に相当するため、特定情報抽出部３０２が下部走行体１２（一対のクローラ１３）の側縁の抽出を実行する（ステップＳ１９）。

ステップＳ１４では、特定情報抽出部３０２が、仰角閾値ηｃ以上の仰角群におけるエッジ候補点から、一対の梯子部材５０の側縁を抽出する。具体的に、演算部３０４が、複数の仰角ηにおいてそれぞれ抽出されたエッジ候補点のうち、方位角θが最小の点同士について、最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティング（ＳＡＣアルゴリズム）を行う。この結果、一対の梯子部材５０の左側の側縁を示す直線（図６の左側縁推定線５０Ｌ）の式（第１直線の式）が得られる。同様に、演算部３０４が、複数の仰角ηにおいてそれぞれ抽出されたエッジ候補点のうち、方位角θが最大の点同士について、最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティングを行うことで、一対の梯子部材５０の右側の側縁を示す直線（図６の右側縁推定線５０Ｒ）の式（第１直線の式）が得られる。

なお、表１に示されるｎ個の測定点は、１つの仰角ηにおけるデータである。このため、上記の特定情報抽出部３０２および演算部３０４の特定（抽出）処理および演算処理は、以下のように説明することができる。すなわち、演算部３０４は、距離情報取得部２０によって取得された距離情報に含まれる複数の測定点について、前記主走査方向において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離をそれぞれ演算し、特定情報抽出部３０２は、当該隣接点間距離が予め設定された閾値ａ（距離閾値）を超えている測定点から構成される第１抽出点群を抽出する。また、演算部３０４は、当該第１抽出点群における前記距離情報に基づいて前記側縁位置情報を演算する。また、特定情報抽出部３０２は、前記第１抽出点群に含まれる複数の測定点を前記副走査方向における位置に応じて複数の第２抽出点群にそれぞれ分類し、各第２抽出点群に含まれる測定点の中から前記主走査方向の両外側に位置する一対のエッジ候補点をそれぞれ抽出し、演算部３０４は、前記複数の第２抽出点群においてそれぞれ抽出された前記一対のエッジ候補点から構成される複数のエッジ候補点に基づいて、一対の梯子部材５０の側縁（物体側縁）にそれぞれ対応する一対の第１直線の式をそれぞれ算出し前記側縁位置情報を演算する。この際、演算部３０４は、前記主走査方向の両側のそれぞれにおいて、前記複数のエッジ候補点の前記距離情報に対して最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティング処理を行うことで、前記一対の第１直線の式をそれぞれ算出する。

次に、演算部３０４が、上記で得られた左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒに基づいて、一対の梯子部材５０の中心ベクトル（目標進路ベクトル、第１中心線）を算出する（ステップＳ１５）。具体的に、上記で得られた左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒのそれぞれの直線は、各直線が通る点の座標、方向ベクトル、任意の媒介変数ｔを用いて、以下の式２、式３で表される。

この結果、左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒの中心を通る直線ＣＤ（図１０）は、以下の式４で表される。

上記の式４で得られた直線は、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行する際に、目標とすべき進路を表すベクトル（目標進路ベクトル）に相当する。

一方、ステップＳ１９では、特定情報抽出部３０２が、仰角閾値ηｃ未満の仰角群におけるエッジ候補点から、下部走行体１２（一対のクローラ１３）の側縁を抽出する。具体的に、演算部３０４が、複数の仰角ηにおいてそれぞれ抽出されたエッジ候補点のうち、方位角θが最小の点同士について、最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティング（ＳＡＣアルゴリズム）を行う。この結果、一対のクローラ１３の左側の側縁を示す直線（図６の左側縁推定線１３Ｌ）の式（第２直線の式）が得られる。同様に、演算部３０４が、複数の仰角ηにおいてそれぞれ抽出されたエッジ候補点のうち、方位角θが最大の点同士について、最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティングを行うことで、一対のクローラ１３の右側の側縁を示す直線（図６の右側縁推定線１３Ｒ）の式（第２直線の式）が得られる。

次に、演算部３０４が、上記で得られた左側縁推定線１３Ｌおよび右側縁推定線１３Ｒ（一対の車両側縁）に基づいて、下部走行体１２（一対のクローラ１３）の中心ベクトル（機体方向ベクトル、第２中心線）を算出する（ステップＳ２０）。具体的に、上記で得られた左側縁推定線１３Ｌおよび右側縁推定線１３Ｒのそれぞれの直線は、各直線が通る点の座標、方向ベクトル、任意の媒介変数ｔを用いて、前述の式２、式３で表される。また、左側縁推定線１３Ｌおよび右側縁推定線１３Ｒの中心を通る直線ＣＣ（図６）は、前述の式４で表される。そして、当該式４で得られた直線は、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行する際に、自らの進行方向を表すベクトル（機体方向ベクトル）に相当する。

次に、演算部３０４は、ステップＳ１５で得られた目標進路ベクトルと、ステップＳ２０で得られた機体方向ベクトルとに基づいて、機体ずれ情報を演算する（ステップＳ１６）。具体的に、前記機体方向ベクトルを式５のように表し、前記目標進路ベクトルを式６のように表す。

なお、式５、式６に関して、ショベル１０の高さ方向（ｚ方向）のベクトルは、左右方向（横幅方向）のベクトルと直交するため、無視することができる。

ここで下部走行体１２の側縁上の点として抽出された点群のベクトルを点Ｎ（ｘｉ，ｙｉ）（ｉは変数）とすると、下部走行体１２の中心線ＣＣ上の先端部Ｍ（図１０）の点は、左側縁推定線１３Ｌ、右側縁推定線１３Ｒ上として抽出された点Ｎ（ｘｉ，ｙｉ）を下部走行体１２の中心線ＣＣに射影し、その中で最もショベル１０から遠い（ｙ座標の値が大きい）点として抽出することができる。なお、点Ｎを下部走行体１２の中心ベクトルが定める中心線ＣＣに正射影したベクトルＶは、以下の式７によって表すことができる。

上記のＶは、式５のｔ_１に相当する。したがって、下部走行体１２の左側縁推定線１３Ｌ、右側縁推定線１３Ｒ上として抽出された点のそれぞれについて、式７のＶを演算し、式５に代入することで、そのｙ座標の値が最も大きい点を下部走行体１２の中心線ＣＣ上の先端部Ｍとして求めることができる。

ここで、ショベル１０の幅方向のずれ量（図１０のオフセット距離Ｇｏ、相対距離）は、一対の梯子部材５０の中心線ＣＤと、下部走行体１２の中心線ＣＣ上の先端部Ｍとの最短距離として算出することができる。具体的に、式６のｔ_２に異なる２値を代入することで、一対の梯子部材５０の中心線ＣＤ上の２点（それぞれベクトルＪ、ベクトルＫとする）を計算し、下記の式８よりオフセット距離Ｇｏを算出することができる。

また、ショベル１０の角度のずれ量（図１０のオフセット角度Ｇａ、相対角度）は、一対の梯子部材５０の中心線ＣＤと一対のクローラ１３の中心線ＣＣとのなす角度であるから、ステップＳ１５で得られた目標進路ベクトルと、ステップＳ２０で得られた機体方向ベクトルとのなす角を式５、式６から求めればよく、以下の式９、式１０によって算出される。

なお、式９のｓｉｇｎ（ｃ）は、ベクトルｄ、ベクトルｄｃにそれぞれ直交するベクトルの向きであり、符号を考慮するために加えられている。

次に、判定部３０５は、ステップＳ１６で演算されたオフセット距離Ｇｏと予め設定された閾値Ａ１との大小関係を比較する（ステップＳ１７）。ここで、オフセット距離Ｇｏが閾値Ａ１以下の場合には、ショベル１０の幅方向のずれ量が許容値以下であるため、ステップＳ１８において、判定部３０５がオフセット角度Ｇａと予め設定された閾値Ａ２とを比較する。そして、オフセット角度Ｇａが閾値Ａ２以下の場合には、梯子進入前処理を終了する。

一方、ステップＳ１７において、オフセット距離Ｇｏが閾値Ａ１を超えている場合には、ショベル１０の幅方向のずれ量が許容値から外れており、ショベル１０が梯子部材５０から脱落する可能性があるため、指令入力部３０７が表示部２６および報知部２７に対して判定信号をそれぞれ入力し、ショベル１０の危険情報に関する情報を表示、報知させる。ステップＳ１８において、オフセット角度Ｇａが閾値Ａ２を超えている場合も同様である。このように、オフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａによってショベル１０と一対の梯子部材５０の側縁との相対的な位置関係を評価することで、ショベル１０の危険状態を精度良く検出することができる。なお、ステップＳ１７、Ｓ１８を通じて梯子進入処理が終了する際にも、オフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａに関する情報が表示部２６に表示され、作業者に視認可能とされることが望ましい。

また、ステップＳ１４において演算された梯子端縁の情報（左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒ）は、図８のステップＳ２において評価される梯子側縁情報に相当する。

＜梯子走行処理について＞
次に、図８のステップＳ８について詳述する。図１１および図１２は、本実施形態に係る走行補助装置３を備えたショベル１０が地面からトラック１００の荷台１１０に移動する様子を示す斜視図であって、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行する様子を示す図である。図１３は、本実施形態に係る走行補助装置３がショベル１０の走行を補助する処理のフローチャートの一部であり、図８の梯子走行処理（ステップＳ８）のフローチャートである。

図１１、図１２に示すように、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行する場合にも、先の距離データの取り込み（ステップＳ１）および梯子進入前処理（ステップＳ７）と同様の処理が実行される。図１３を参照して、梯子走行処理（図８のステップＳ８）が開始されると、演算部３０４が図９のステップＳ１１と同様に隣接点間距離の演算を実行する（ステップＳ３１）。すなわち、演算部３０４は、同じ仰角ηで測定された点群について、隣接点間距離を演算し、求めた隣接点間距離を閾値ａと比較し、当該閾値ａよりも大きい測定点に対して、その座標（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）の点を抽出する（表１）。

次に、特定情報抽出部３０２がエッジ候補点の抽出を実行する（ステップＳ３２）。この際、特定情報抽出部３０２は、梯子進入前処理または当該梯子走行処理における前回の演算処理において求められた梯子部材５０の側縁情報（左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒ）を利用する。具体的に、特定情報抽出部３０２は、エッジ候補点を抽出するための測定点として、左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒに対する距離が予め設定された第１閾値以下の点を抽出する（第１測定点群）。当該第１閾値は、梯子部材５０の幅よりも小さく、例えば梯子部材５０の幅の半分程度に設定されればよい。

上記の処理によって、隣接点間距離が閾値ａよりも大きな点群の中から、左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒに対する距離が第１閾値以下の点群を更に絞り込むことができる。このため、隣接点間距離が閾値ａよりも大きな点群の中に、梯子部材５０の周囲に位置する作業者や障害物に相当する測定点が含まれている場合であっても、対象を梯子部材５０の左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒの近傍に位置する測定点に限定することで、エッジ候補点の抽出誤差を低減することができる。すなわち、過去の演算によって抽出された左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒを有効利用し、新たに演算される左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒの演算精度を高めることが可能となる。

なお、図１３のステップＳ３３～Ｓ３５は、図９のステップＳ１４～Ｓ１６と同様である。ステップＳ３４では、ショベル１０の走行に伴って距離情報取得部２０から見た一対の梯子部材５０の位置が変化しているため、目標進路ベクトルの算出、更新が行われる。なお、上記の説明では、地面から荷台１１０への走行時に、上部旋回体１１が下部走行体１２に対して旋回しないことを前提としているが、意に反して上部旋回体１１が僅かながら旋回する可能性がある場合には、図１３の梯子走行処理中にも、特定情報抽出部３０２および演算部３０４が、図９のステップＳ１３、Ｓ１９、Ｓ２０をそれぞれ実行し、距離情報取得部２０から見た下部走行体１２の相対位置情報（左側縁推定線１３Ｌ、右側縁推定線１３Ｒ、機体方向ベクトル）を更新すればよい。

また、図１３のステップＳ３６、Ｓ３７においても、図９のステップＳ１７、Ｓ１８と同様に、判定部３０５が、オフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａと予め設定された閾値Ａ３、閾値Ａ４とをそれぞれ比較する。そして、オフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａが各閾値（許容値）を超えている場合には、ステップＳ３８において、指令入力部３０７が表示部２６および報知部２７に対して判定信号をそれぞれ入力し、ショベル１０の危険情報に関する情報を表示、報知させる。また、ステップＳ３６においてオフセット距離Ｇｏが閾値Ａ３以下であり、ステップＳ３７においてオフセット角度Ｇａが閾値Ａ２以下の場合には、制御部３０が梯子走行処理（Ｓ８）を終了する。なお、当該ステップＳ８は、図８のステップＳ４の条件が満たされるまでステップＳ３とともに繰り返される。

＜特定点群の抽出、荷台直前処理および荷台走行処理について＞
図１４は、本実施形態に係る走行補助装置３を備えたショベル１０が地面からトラック１００の荷台１１０に移動する様子を示す斜視図であって、ショベル１０が荷台１１０の直前（梯子部材５０の上端部）に到達した様子を示す図である。図１５は、本実施形態に係る走行補助装置３を備えたショベル１０が地面からトラック１００の荷台１１０に移動する様子を示す斜視図であって、ショベル１０が荷台１１０上を走行する様子を示す図である。図１６は、本実施形態に係る走行補助装置３がショベル１０の走行を補助する処理のフローチャートの一部であり、図８の荷台直前処理（ステップＳ６）および荷台走行処理（ステップＳ９）のフローチャートである。更に、図１７は、本実施形態に係るショベル１０と荷台１１０との位置関係を示す模式図である。図１８は、本実施形態に係る一対の梯子部材５０と荷台１１０との位置関係を示す模式図である。図１９は、本実施形態に係る走行補助装置３がショベル１０の走行を補助する処理において、荷台１１０の中心線が推定される様子を示す模式図である。

図８を参照して、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行している場合、ステップＳ１～Ｓ４、Ｓ７およびＳ８が繰り返される。この際、ステップＳ４は、ショベル１０が一対の梯子部材５０の上端部、すなわち、トラック１００の荷台１１０の直前に到達したか否かを判定する処理に相当し、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行する間、並行して処理される。

以下では、まず図８のステップＳ３、Ｓ４について詳述する。ステップＳ３では、特定情報抽出部３０２が、特定点群（第２測定点群）の抽出を行う。具体的に、特定情報抽出部３０２は、前述の梯子進入前処理（ステップＳ７）または梯子走行処理（ステップＳ８）において演算された、一対の梯子部材５０の側縁情報（左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒ）の直線式を用いて、距離情報取得部２０によって取得された距離データの中から、特定の点群を抽出する。この際、特定情報抽出部３０２は、上記の左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒまでの距離が予め設定された第２閾値よりも大きくかつ第３閾値よりも小さい点を抽出し、これらを特定点群とする。なお、各測定点と直線との距離は、前述の式８を用いて演算部３０４が演算する。また、第３閾値は、第２閾値よりも大きく設定されている。第２閾値は、使用する梯子部材５０および荷台１１０に応じて決定される距離Ｈ（図１８）に応じて設定される。距離Ｈは、梯子部材５０の外側端部から荷台１１０の外側端部までの距離に相当する。第２閾値は、当該距離Ｈよりもやや小さく設定されればよく、第３閾値は第２閾値よりも数十センチ大きく設定さればよい。この第３閾値と第２閾値との差は、荷台１１０の側板１０２の高さに応じて設定されればよい。ここで、図１７では、特定情報抽出部３０２が特定点群を抽出するにあたって、左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒに対する距離が第２閾値だけ離れた位置に直線ＩＩが図示され、同距離が第３閾値だけ離れた位置に直線ＩＩＩが図示されている。すなわち、直線ＩＩと直線ＩＩＩとの間の領域Ｑに特定点群（第２測定点群）が含まれる。

このように抽出された特定点群は、図１１、図１２および図１４のように、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行するに伴って、距離情報取得部２０の測定領域内に左右一対の側板１０２が含まれているか否かを判定するために使用される。なお、一対の側板１０２は上下方向に延びる高さを有しているため、距離情報取得部２０から照射された走査線Ｌと側板１０２との交点（測定点）も、上下方向に沿って点在する。したがって、これらの点を抽出するために、上記の第２閾値および第３閾値が準備されている。

次に、ステップＳ４において、判定部３０５が、予め設定された荷台特定用閾値とステップＳ３で抽出された特定点群の数との大小関係を比較する。荷台特定用閾値は、上記のように距離情報取得部２０の測定領域における側板１０２の有無を確認するために予め設定された閾値である。なお、図１４に示すように、左右のクローラ１３が左右の梯子部材５０の上端部にそれぞれ到達した際に、距離情報取得部２０の測定領域に含まれている左右一対の側板１０２の面積、換言すれば、側板１０２に含まれる測定点数に応じて、荷台特定用閾値が設定されている。

なお、ショベル１０の上部旋回体１１における距離情報取得部２０の取り付け位置が、ショベル１０の左右方向の中央ではない場合には、左右の側板１０２を抽出するための荷台特定用閾値が個別に設定されればよい。

ステップＳ４において、特定点群の数が、荷台特定用閾値よりも小さい場合には、ショベル１０が一対の梯子部材５０の上端部、すなわち、荷台１１０の直前の位置に至っていないため、前述の荷台走行処理が実行される（ステップＳ８）。一方、ステップＳ４において、特定点群の数が、荷台特定用閾値以上の場合には、ショベル１０が一対の梯子部材５０の上端部、すなわち、荷台１１０の直前の位置に至ったため、荷台直前処理（ステップＳ９）または荷台走行処理（ステップＳ６）の準備段階として、判定部３０５が荷台側面情報の有無を判定する（ステップＳ５）。

ステップＳ５における荷台側面情報は、前述のように、一対の側板１０２を表す平面の式に相当する。当該平面の式は、荷台直前処理の中で演算される。したがって、この荷台側面情報が記憶部３０６に記憶されていない場合には、ステップＳ９の荷台直前処理に進み、記憶されている場合にはステップＳ６の荷台走行処理に進む。このように、荷台直前処理は、距離情報取得部２０による梯子部材５０の検出から荷台１１０の側板１０２の検出に移行するタイミングにおける処理であるため、通常は一回のみ行われることとなる。ただし、制御部３０が実行する処理において、複数回のフロー（複数フレーム）の平均化処理のように、複数回のデータの取り込みが必要な場合には、荷台直前処理が複数回おこなわれてもよい。

次に、図１６を参照して、荷台直前処理（ステップＳ６）について詳述する。荷台直前処理が開始されると、特定情報抽出部３０２および演算部３０４によって、荷台側面の抽出、すなわち、側板１０２を表す平面の式が抽出される。具体的には、ステップＳ３において抽出された特定点群に含まれる各測定点の座標を用いて、公知の平面抽出用の数値解析処理が実行される。一例として、演算部３０４が複数の点群情報に対するＲＡＮＳＡＣアルゴリズムを用いて、距離情報取得部２０の測定領域内の左右一対の平面を抽出する。この際、ＲＡＮＳＡＣアルゴリズムによって抽出される平面のうち、はじめに抽出される２つの平面のモデル式が、一対の側板１０２に相当する。

左右一対の側板１０２の平面のモデル式が抽出されると、ステップＳ４１において、演算部３０４が機体ずれ情報を演算する。具体的に、演算部３０４は、左右一対の側板１０２の平面のモデル式から、ショベル１０の横幅方向のずれ量と角度のずれ量とを算出する。この際、演算部３０４は、下記の式１１、式１２に基づいて、左右一対の側板１０２（図１９の左側板１０２Ｌおよび右側板１０２Ｒ）の平面を形成する点群の平均値を演算するとともに、その平均値の中心の点の座標を式１３に基づいて演算する。

更に、演算部３０４は、式１４に基づいて、左右の側板１０２の平面の法線ベクトルの合成ベクトルを演算する。

ここで、式１３のｃｅｎｔｅｒ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を通り、式１４のｎｏｒｍａｌ（Ａ，Ｂ，Ｃ）を法線とする平面をＰ１、ｃｅｎｔｅｒ（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）を通り、ベクトル（０，０，１）を法線とする平面をＰ２とすると、式１５、式１６および式１７から、平面Ｐ１および平面Ｐ２が決定される。

ここで、演算部３０４は、上記の２つの平面を通る任意の点を最小二乗法により演算する。このように求めた２つの平面を通る点と、ｎｏｒｍａｌ（Ａ，Ｂ，Ｃ）と地面に垂直なベクトル（０，０，１）に直交するベクトルが、左右の側板１０２の平面の中心を通る直線ＣＦ（図１９参照）となる。このように、左右の側板１０２の平面の中心を通る直線が求まれば、演算部３０４が前述の式８、式９に基づいてオフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａを演算することができる。

次に、図１６のステップＳ４２において、判定部３０５がオフセット距離Ｇｏと予め設定された閾値Ａ５とを比較する。オフセット距離Ｇｏが閾値Ａ５以下の場合には、ショベル１０の幅方向のずれ量が許容値以下であるため、ステップＳ４３において、オフセット角度Ｇａと予め設定された閾値Ａ６とを比較する。そして、オフセット角度Ｇａが閾値Ａ６以下の場合には、荷台直前処理を終了する。

一方、ステップＳ４２において、オフセット距離Ｇｏが閾値Ａ５を超えている場合には、ショベル１０の幅方向のずれ量が許容値から外れており、ショベル１０が側板１０２に衝突する可能性があるため、指令入力部３０７が表示部２６および報知部２７に対して判定信号をそれぞれ入力し、ショベル１０の危険情報に関する情報を表示、報知させる。同様に、ステップＳ４３において、オフセット角度Ｇａが閾値Ａ６を超えている場合も同様である。このように、オフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａによってショベル１０と一対の側板１０２の相対的な位置関係を評価することで、ショベル１０の危険状態を精度良く検出することができる。なお、ステップＳ４２、Ｓ４３を通じて荷台直前処理が終了する際にも、オフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａに関する情報が表示部２６に表示され、作業者に視認可能とされることが望ましい。

次に、同じく図１６を参照して、荷台走行処理（ステップＳ９）について詳述する。荷台走行処理では、前述の荷台直前処理において、左右一対の側板１０２の平面のモデル式が演算されているため、ステップＳ４０は省略される。

したがって、演算部３０４が、ステップＳ４１において機体ずれ情報を演算する。この際、本実施形態では、すでに演算されている左右一対の平面のモデル式を用いて、距離情報取得部２０によって取得された距離データに含まれる複数の測定点から所定の特定点が抽出される。具体的に、ステップＳ４０において決定された側板１０２の平面のモデル式における、ｘ、ｙ、ｚの係数および定数をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとし、各点群の中の座標を（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）とすると、演算部３０４は、各点から平面までの距離ｄｉｓｔを以下の式１８、式１９を用いて演算する。

次に、判定部３０５が、上記で得られた距離ｄｉｓｔと予め設定された側面比較用閾値との大小関係を比較し、当該側面比較用閾値よりも距離が小さい測定点を抽出する。次に、演算部３０４は、抽出された点群に基づいて、前述の荷台直前処理におけるステップＳ４０と同様に、ＲＡＮＳＡＣアルゴリズムなどを用いて、新たに左右一対の側板１０２の平面のモデル式を算出する。以後は、荷台直前処理と同様に、演算部３０４が、算出されたモデル式に基づいて、オフセット距離Ｇｏおよびオフセット角度Ｇａを算出し、ステップＳ４２、Ｓ４３において各閾値Ａ５、Ａ６との大小関係が比較判定される。

上記のように、荷台走行処理（ステップＳ９）では、荷台直前処理において予め演算された左右一対の側板１０２の平面のモデル式を用いて、新たに平面のモデル式を演算するためのデータ（点群）を特定の点に限定する。前述の荷台比較用閾値は、左右一対の側板１０２よりも左右方向の外側の測定点を除外するために、所定の安全率を含めて設定されている。この結果、前述の左右一対の梯子部材５０の側縁情報の場合と同様に、左右一対の側板１０２の外側に作業者や障害物が存在する場合に、側板１０２の平面のモデル式の演算処理にノイズが含まれることが防止される。

上記のように、図８に示される走行補助処理は、ショベル１０の走行中に繰り返し行われる。なお、作業者が運転席１５に搭乗している場合には、処理開始信号入力部２２のボタンが再度操作されることで、走行補助処理が終了してもよい。また、ショベル１０がトラック１００の荷台１１０上に安定して搭載された状態を、他の検知部によって検知することで、上記の走行補助動作が終了してもよい。

以上のように、本実施形態では、走行補助装置３が、光学式の距離情報取得部２０と、制御部３０と、を有する。制御部３０は、特定情報抽出部３０２と、演算部３０４と、判定部３０５と、指令入力部３０７とを有している。演算部３０４は、距離情報取得部２０によって取得された距離情報に含まれる複数の測定点について、主走査方向（左右方向）において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離をそれぞれ演算し、当該隣接点間距離が予め設定された距離閾値を超えている測定点から構成される第１抽出点群を抽出し、当該第１抽出点群における前記距離情報に基づいて側縁位置情報（左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒ）を演算する。

本構成によれば、ショベル１０が地面と荷台１１０との間で一対の梯子部材５０上を移動する際に、光学式の距離情報取得部２０によってショベル１０の周辺の距離情報を取得することができるため、距離情報取得部２０と梯子部材５０や荷台１１０との接触による距離情報取得部２０の破損、故障が防止される。また、一対の梯子部材５０の側縁や荷台１１０の側縁は地面から離れているため、距離閾値に基づく分類によって、これらの側縁を上記の第１抽出点群に精度良く含めることができる。このため、梯子部材５０や荷台１１０（周辺物体）の周囲に作業者や障害物が位置する場合でも、側縁位置情報の演算にノイズや誤差が生じることを抑制することができる。そして、演算された側縁位置情報に基づいて指令入力部３０７が指令信号を出力するため、たとえば、当該指令信号に基づいて梯子部材５０上でのショベル１０の危険状態を作業者に知らせることやショベル１０の進行方向を補正することができる。この結果、限られた幅を有する一対の梯子部材５０上を安全に走行できるようにショベル１０の走行を安定して補助することが可能となる。

また、本実施形態では、演算部３０４は、前記第１抽出点群に含まれる複数の測定点を副走査方向（前後方向）における位置に応じて複数の第２抽出点群にそれぞれ分類し、各第２抽出点群に含まれる測定点の中から主走査方向（左右方向）の両外側に位置する一対のエッジ候補点をそれぞれ抽出し、前記複数の第２抽出点群においてそれぞれ抽出された前記一対のエッジ候補点から構成される複数のエッジ候補点に基づいて、左側縁推定線５０Ｌおよび右側縁推定線５０Ｒ（一対の物体側縁）にそれぞれ対応する一対の第１直線の式をそれぞれ算出し前記側縁位置情報を演算する。

このような構成によれば、第１抽出点群を副走査方向において複数の第２抽出点群に分類し、それぞれの第２抽出点群における両外側の点を一対のエッジ候補点として抽出することで、一対の第１直線を構成する複数の測定点を確実に抽出することができる。

また、本実施形態では、演算部３０４は、主走査方向の両側のそれぞれにおいて、前記複数のエッジ候補点の距離情報に対して最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティング処理を行うことで、前記一対の第１直線の式をそれぞれ算出する。

このような構成によれば、複数のエッジ候補点に基づいて、一対の第１直線の式を速やかに算出することができる。

また、本実施形態では、距離情報取得部２０は、ショベル１０の少なくとも一部が前記測定領域に含まれるようにショベル１０に装着されており、演算部３０４は、ショベル１０のうち主走査方向の最も両外側において副走査方向に沿ってそれぞれ延びる左側縁推定線１３Ｌおよび右側縁推定線１３Ｒ（一対の車両側縁）に対応する一対の第２直線の式を距離情報取得部２０によって取得される距離情報に基づいてショベル１０の走行中に繰り返し算出することが可能であり、前記一対の第１直線の前記一対の第２直線に対する相対位置を前記側縁位置情報として演算する。

このような構成によれば、ショベル１０を一対の第２直線によって表現し、一対の第１直線と一対の第２直線との相対位置に基づいて、梯子部材５０や荷台１１０などの周辺物体とショベル１０との相対位置を容易かつ正確に演算することができる。

更に、本実施形態では、演算部３０４は、一対の梯子部材５０の前記接続方向に延びる中心線である第１中心線の位置情報を前記一対の第１直線の式から演算するとともに、ショベル１０の前記副走査方向に延びる中心線である第２中心線の位置情報を前記一対の第２直線の式から演算する。更に、演算部３０４は、平面視における前記第１中心線と前記第２中心線との相対角度および前記副走査方向の所定の位置における前記第１中心線と前記第２中心線との相対距離をそれぞれ更に演算することが可能である。一方、判定部３０５は、演算部３０４によって演算された前記相対角度および前記相対距離に基づいて、ショベル１０が当該ショベル１０の梯子部材５０からの脱落を防止するために予め設定された防止条件を満たしているか否かを判定する。そして、指令入力部３０７は、ショベル１０が前記防止条件を満たしていないと判定部３０５が判定すると、当該判定結果に対応する指令信号を出力する。

このような構成によれば、第１中心線と第２中心線との相対角度および相対距離に基づいて、梯子部材５０上におけるショベル１０の安全性を容易に判定することができる。特に、一対の梯子部材５０の中央部においてショベル１０の進行方向が大きく傾いている場合や、ショベル１０の進行方向は正しく設定される一方当該ショベル１０が一対の梯子部材５０の端部に位置する場合などでも、ショベル１０の安全性を正しく判定することが可能となる。

また、本実施形態では、演算部３０４は、ショベル１０の走行中におけるｎ回目（ｎは自然数）の側縁位置情報の演算結果から一対の梯子部材５０の両外側の一対の側縁を前記接続方向にそれぞれ延長した一対の仮想直線（左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒ）の位置情報を演算する。また、特定情報抽出部３０２は、ｍ回目（ｍは自然数かつｍ＞ｎ）の側縁位置情報の演算に先立って、距離情報取得部２０が取得した距離情報に含まれる複数の測定点のうち、前記一対の仮想直線に対する方位角方向（主走査方向）における距離が予め設定された第１閾値よりも小さい複数の測定点から構成される第１測定点群を抽出する。また、演算部３０４は、当該第１測定点群における前記距離分布に基づいて前記ｍ回目の側縁位置情報を演算する。

したがって、演算部３０４は、ショベル１０の走行中に行う側縁位置情報の演算にあたって、過去に演算された一対の仮想直線（左側縁推定線５０Ｌ、右側縁推定線５０Ｒ）に対して所定の距離範囲内に含まれる測定点から、新たな側縁位置情報を演算するため、前記距離範囲外に作業者や障害物が位置する場合でも、側縁位置情報の演算にノイズや誤差が生じることを抑制することができる。そして、演算された側縁位置情報に基づいて判定部３０５が脱落防止条件の成否を判定し、脱落防止条件が満たされていない場合には、指令入力部３０７が出力する判定信号に基づいて、梯子部材５０上でのショベル１０の危険状態を作業者に知らせることやショベル１０の進行方向を補正することができる。この結果、限られた幅を有する一対の梯子部材５０上をショベル１０が安全に走行できるように、ショベル１０の走行を安定して補助することが可能となる。

また、本実施形態では、梯子部材５０の一対の側縁を一対の直線の式で表すことで、第１測定点群の抽出時に各測定点と一対の直線との距離を容易に演算することができる。

また、本実施形態では、記憶部３０６が、一対の梯子部材５０の側縁に対する荷台１１０の側板１０２の前記主走査方向における相対位置に応じてそれぞれ設定された、第２閾値および前記第２閾値よりも大きな第３閾値をそれぞれ記憶する。そして、判定部３０５は、ショベル１０が地面から前記荷台に向かって走行する場合において、特定情報抽出部３０２が取得した前記距離情報に含まれる複数の測定点のうち、前記一対の仮想直線に対する距離が第２閾値よりも大きくかつ第３閾値よりも小さい測定点の数が、予め設定された側板確認用閾値よりも大きくなると、一対の梯子部材５０の上端部（トラック１００の荷台１１０が前記測定領域に含まれる位置）までショベル１０が到達したと判定する。

本構成によれば、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を走行することに伴って、距離情報取得部２０の測定領域に一対の側板１０２が含まれることにもとづいて、一対の梯子部材５０の上端部までショベル１０が到達したことを判定することができる。

また、本実施形態では、特定情報抽出部３０２は、ショベル１０が地面から荷台１１０に向かって走行する場合において、距離情報取得部２０が取得した前記距離情報に含まれる複数の測定点のうち、前記一対の直線に対する距離が前記第２閾値よりも大きくかつ前記第３閾値よりも小さい範囲に含まれる複数の測定点から構成される第２測定点群を抽出する。そして、演算部３０４は、当該第２測定点群における前記距離分布に基づいて、荷台１１０の一対の側板１０２のショベル１０に対する相対位置を示す情報である側板位置情報を更に演算する。

本構成によれば、一対の梯子部材５０両外側の一対の側縁から所定の距離の範囲内の測定点だけを側板位置情報を演算するための第２測定点群を抽出するため、測定位置情報を精度よく演算することができる。

また、本実施形態では演算部３０４は、前記側板位置情報として、荷台１１０の一対の側板１０２にそれぞれ対応する一対の平面の式を算出する。

本構成によれば、一対の側板１０２を一対の平面の式で表すことで、第２測定点群の抽出時に各測定点と一対の平面との距離を容易に演算することができる。

また、本実施形態では、判定部３０５は、演算部３０４によって演算された前記側板位置情報が、ショベル１０と側板１０２との接触を防止するために予め設定された接触防止条件を満たしているか否かを更に判定する。そして、指令入力部３０７は、前記側板位置情報が前記接触防止条件を満たしていないと判定部３０５が判定すると、当該判定結果に対応する判定信号を更に出力する。

本構成によれば、接触防止条件が満たされていない場合には、指令入力部３０７が出力する判定信号に基づいて、荷台１１０上におけるショベル１０の危険状態を作業者に示すことやショベル１０の進行方向を補正することができる。

また、本実施形態では、走行補助装置３が報知部２７を有する。報知部２７は、指令入力部３０７から出力された前記指令信号を受け入れ、当該指令信号に応じてショベル１０の危険状態に関連する警告情報を発報することが可能とされている。

本構成によれば、ショベル１０の危険状態を作業者に速やかに報知することができる。

更に、本実施形態では、ショベル１０が、走行補助装置３を有する。

本構成によれば、走行補助装置３によって一対の梯子部材５０上でのショベル１０の危険状態を作業者に示すことやショベル１０の進行方向を補正することができるとともに、周囲に作業者や障害物が位置する場合でも、側縁位置情報の演算にノイズや誤差が生じることを抑制することができるため、ショベル１０が一対の梯子部材５０上を安全に走行することができる。

また、本実施形態では、ショベル１０の車両本体１０Ｓ、一対のクローラ１３（走行装置）を含む下部走行体１２と、上下方向に延びる旋回中心軸周りに旋回可能なように下部走行体１２に支持されるとともに、距離情報取得部２０を支持可能なアッパーカバー１６（支持部）を有する上部旋回体１１と、を有する。

本構成によれば、下部走行体１２よりも上方に位置する上部旋回体１１に距離情報取得部２０を装着できるため、ショベル１０の周辺の広い範囲で距離分布を取得することができる。

また、本実施形態では、アッパーカバー１６は、下部走行体１２の少なくとも一部が前記測定領域に含まれるように距離情報取得部２０を支持可能である。また、演算部３０４は、上部旋回体１１の下部走行体１２に対する旋回位置を示す情報である旋回位置情報を、距離情報取得部２０が取得する前記距離情報に基づいて更に演算することが可能である。

本構成によれば、演算部３０４が演算する旋回位置情報に基づいて、上部旋回体１１と下部走行体１２との旋回方向におけるずれを把握することができる。

以上、本発明に係る走行補助装置３およびこれを備えたショベル１０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、下記のような変形例が可能である。

（１）上記の実施形態では、ショベル１０が荷台１１０に乗り上げる直前の判断を、図８のステップＳ４において、左右の側板１０２が距離情報取得部２０の測定領域に含まれるか否かで判断する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図２０は、本発明の変形実施形態に係る走行補助装置３を備えたショベル１０が地面からトラック１００の荷台１１０に移動する様子を示す側面図である。

図２０に示すように、走行補助装置３は、ショベル１０の上部旋回体１１の後側部分に装着された赤外線方式の距離センサ４０を有する。距離センサ４０は、ショベル１０の後方において、ショベル１０と地面ＧＬまでの距離を計測することができる。そして、距離センサ４０が検出する距離が予め設定された閾値以上になると、判定部３０５が、ショベル１０が荷台１１０に乗り上げる直前に至ったと判断して、図８のステップＳ５以降に進み、平面抽出の処理に移行してもよい。前記閾値は、ショベル１０が乗り込む荷台１１０および使用する梯子部材５０に応じて設定されればよい。

（２）また、上記の実施形態では、下部走行体１２の正面方向と上部旋回体１１の正面方向とが互いに合致している（旋回角度が０度）場合を前提として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、下部走行体１２の正面方向と上部旋回体１１の正面方向との相対関係は、以下のように比較判定されてもよい。まず、図９のステップＳ１９において、左右一対のクローラ１３の側縁（左側縁推定線１３Ｌ、右側縁推定線１３Ｒ）が抽出される際に、判定部３０５が、左側縁推定線１３Ｌおよび右側縁推定線１３Ｒの両方が正常に取得されているかを判定する。そして、両方の側縁推定線が正常に取得されている場合には、判定部３０５が、距離情報取得部２０の原点から左右のクローラ１３、すなわち、左側縁推定線１３Ｌおよび右側縁推定線１３Ｒまでの距離が予め設定された範囲内に含まれているか否かを更に判定する。例えば、演算部３０４は、左右のクローラ１３に関して式２、式３で特定されるベクトルと、距離情報取得部２０の原点の座標（０、０）とから、式８を用いて、距離情報取得部２０の原点からの左右のクローラ１３の側縁までの距離を算出し、判定部３０５が当該距離を予め設定された閾値と比較する。両者が一致する場合に、判定部３０５が、下部走行体１２の正面方向に対して上部旋回体１１の正面方向が合致していると判断することができる。

（３）また、上記の実施形態では、図９のステップＳ１７、Ｓ１８、図１３のステップＳ３６、Ｓ３７、図１６のステップＳ４２、Ｓ４３において、ショベル１０の危険状態が判定されると、指令入力部３０７が報知部２７に判定信号を入力し、作業者に報知する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、制御部３０の駆動制御部３０１が、指令入力部３０７から出力された前記判定信号を受け入れ、ショベル１０の危険状態を回避するように一対のクローラ１３の進行方向を制御するものでもよい。この場合、ショベル１０が近傍の梯子部材５０の側縁や側板１０２から離れるように、駆動制御部３０１が走行駆動部２３に指令信号を入力し、一対のクローラ１３（下部走行体１２）の進行方向を切り換えればよい。

このような構成によれば、ショベル１０の走行に危険な状態が発生した場合であっても、指令入力部３０７から出力される判定信号に基づいて、駆動制御部３０１が作業車両の進行方向を制御し、前記危険な状態を速やかに回避することができる。

１０ ショベル（作業車両）
１０Ｓ 車両本体
１１ 上部旋回体
１２ 下部走行体
１３ クローラ（走行装置）
１３Ｓ ブレード
１４ 作業アタッチメント
１５ 運転席
１６ アッパーカバー（支持部）
２０ 距離情報取得部
２１ 操作部
２２ 処理開始信号入力部
２３ 走行駆動部
２４ 旋回駆動部
２５ アタッチメント駆動部
２６ 表示部
２７ 報知部
３ 走行補助装置
３０ 制御部
３０１ 駆動制御部
３０２ 特定情報抽出部（位置情報演算部）
３０３ 走行処理決定部
３０４ 演算部（位置情報演算部）
３０５ 判定部
３０６ 記憶部
３０７ 指令入力部（信号出力部）
４０ 距離センサ
５０ 梯子部材（通路部材）
５０Ｌ 左側縁推定線
５０Ｒ 右側縁推定線
１００ トラック（輸送車両）
１０１ 車両支持板
１０２ 側板
１０２Ｌ 左側板
１０２Ｒ 右側板
１０２Ｃ 中心面
１１０ 荷台
Ｌ 走査線
ＬＳ 測定境界
θ 方位角
η 仰角

Claims (9)

1. 作業車両が通路部材を通じて地面から輸送車両の荷台に又は前記荷台から前記地面に移動することを補助する、作業車両の走行補助装置であって、
   前記通路部材は、前記地面と前記地面よりも高い位置に配置される前記輸送車両の前記荷台との間に架設され前記作業車両が走行可能な傾斜面を有し、
   前記作業車両の走行補助装置は、
   前記作業車両に装着される光学式の距離情報取得部であって、平面視において前記作業車両の進行方向と交差する方向である主走査方向および前記主走査方向と直交する方向である副走査方向のそれぞれの走査方向に沿って分布する複数の測定点のそれぞれの所定の基準点に対する距離を示す距離分布であって前記作業車両から見て前記進行方向の前方かつ少なくとも前記主走査方向において前記通路部材を包含するように設定された測定領域の距離分布を示す情報である距離情報を前記作業車両の走行に伴って繰り返し取得することが可能な光学式の距離情報取得部と、
   前記通路部材および前記荷台を含む前記作業車両の周辺物体のうち前記主走査方向の両外側において前記通路部材が前記地面と前記荷台とを結ぶ方向である接続方向に沿ってそれぞれ延びる一対の物体側縁の前記作業車両に対する相対位置を示す情報である側縁位置情報を、前記距離情報取得部によって取得される前記距離情報に基づいて前記作業車両の走行中に繰り返し演算する位置情報演算部と、
   前記位置情報演算部によって演算された前記側縁位置情報に対応する指令信号を出力する信号出力部と、
   を備え、
   前記位置情報演算部は、前記距離情報取得部によって取得された前記距離情報に含まれる前記複数の測定点について、前記主走査方向において互いに隣接する測定点同士の距離である隣接点間距離をそれぞれ演算し、当該隣接点間距離が予め設定された距離閾値を超えている測定点から構成される第１抽出点群を抽出し、当該第１抽出点群における前記距離情報に基づいて前記側縁位置情報を演算する、作業車両の走行補助装置。
2. 前記位置情報演算部は、前記第１抽出点群に含まれる複数の測定点を前記副走査方向における位置に応じて複数の第２抽出点群にそれぞれ分類し、各第２抽出点群に含まれる測定点の中から前記主走査方向の両外側に位置する一対のエッジ候補点をそれぞれ抽出し、前記複数の第２抽出点群においてそれぞれ抽出された前記一対のエッジ候補点から構成される複数のエッジ候補点に基づいて、前記一対の物体側縁にそれぞれ対応する一対の第１直線の式をそれぞれ算出し前記側縁位置情報を演算する、請求項１に記載の作業車両の走行補助装置。
3. 前記位置情報演算部は、前記主走査方向の両側のそれぞれにおいて、前記複数のエッジ候補点の前記距離情報に対して最小二乗法による直線のモデル式へのフィッティング処理を行うことで、前記一対の第１直線の式をそれぞれ算出する、請求項２に記載の作業車両の走行補助装置。
4. 前記距離情報取得部は、前記作業車両の少なくとも一部が前記測定領域に含まれるように前記作業車両に装着されており、
   前記位置情報演算部は、前記作業車両のうち前記主走査方向の最も両外側において前記副走査方向に沿ってそれぞれ延びる一対の車両側縁に対応する一対の第２直線の式を前記距離情報取得部によって取得される前記距離情報に基づいて前記作業車両の走行中に繰り返し算出することが可能であり、前記一対の第１直線の前記一対の第２直線に対する相対位置を前記側縁位置情報として演算する、請求項３に記載の作業車両の走行補助装置。
5. 前記位置情報演算部は、前記周辺物体の前記接続方向に延びる中心線である第１中心線の位置情報を前記一対の第１直線の式から演算するとともに、前記作業車両の前記副走査方向に延びる中心線である第２中心線の位置情報を前記一対の第２直線の式から演算し、平面視における前記第１中心線と前記第２中心線との相対角度および前記副走査方向の所定の位置における前記第１中心線と前記第２中心線との相対距離をそれぞれ更に演算することが可能であり、
   前記位置情報演算部によって演算された前記相対角度および前記相対距離に基づいて、前記作業車両が当該作業車両の前記通路部材からの脱落を防止するために予め設定された防止条件を満たしているか否かを判定する判定部を更に備え、
   前記信号出力部は、前記作業車両が前記防止条件を満たしていないと前記判定部が判定すると、当該判定結果に対応する指令信号を出力する、請求項４に記載の作業車両の走行補助装置。
6. 前記信号出力部から出力された前記指令信号を受け入れ、当該指令信号に応じた警告情報を発報することが可能な報知部を更に備える、請求項１乃至５の何れか１項に記載の作業車両の走行補助装置。
7. 作業車両であって、
   走行面を走行可能な走行装置を含む車両本体と、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の作業車両の走行補助装置と、
   を備える、作業車両。
8. 作業車両であって、
   走行面を走行可能な走行装置を含む車両本体と、
   請求項４または５に記載の作業車両の走行補助装置と、
   を備え、
   前記車両本体は、
   前記走行装置を含む下部走行体と、
   上下方向に延びる旋回中心軸周りに旋回可能なように前記下部走行体に支持されるとともに、前記下部走行体の少なくとも一部が前記測定領域に含まれるように前記距離情報取得部を支持可能な支持部を有する上部旋回体と、
   を有し、
   前記位置情報演算部は、前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回位置を示す情報である旋回位置情報を、前記距離情報取得部が取得する前記距離情報に基づいて更に演算することが可能である、作業車両。
9. 前記信号出力部から出力された前記指令信号を受け入れ、前記走行装置の進行方向を制御する駆動制御部を更に備える、請求項７または８に記載の作業車両。

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