JP2022155631A - 作業機械の周囲監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械の周囲の物体の距離を正しく把握できるように表示する。【解決手段】作業機械１とその周囲の俯瞰画像を表示する周囲監視装置であって、作業機械１に対する周囲の物体の距離を検出する検出手段６３４と、作業機械１と物体との距離を反映して当該物体を表示する表示手段６２２とを有し、表示手段６２２の物体の表示範囲Ｅは、検出手段６３４の検出範囲Ｆの一部分を抽出した範囲としている。このように、周囲の物体の距離を検出及び抽出して物体を表示するので、物体までの距離を正しく把握させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、作業機械の周囲監視装置に関する。

従来の作業機械の周囲監視装置は、作業機械の四方に設置されたカメラによって斜め下方に向かって撮影した画像に対して、垂直上方から見た画像となるように視線変換を行い、それぞれの変換画像を合成して、いわゆるアラウンドビューといわれる俯瞰画像を生成し、表示装置に表示していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－０７４９２９号公報

しかしながら、視線変換を行った画像は、当該画像内に歪みが生じるので、従来の周囲監視装置で表示される俯瞰画像からは、周囲の物体までの正しい距離を把握することが困難となる場合があった。

本発明は、作業機械の周囲の物体までの距離をより正しく把握できるように表示することを目的とする。

本発明は、作業機械とその周囲の俯瞰画像を表示する周囲監視装置であって、
前記作業機械に対する周囲の物体の距離を検出する検出手段と、
前記俯瞰画像において、前記作業機械と前記物体との距離を反映して当該物体を表示する表示手段とを有し、
前記表示手段の物体の表示範囲は、前記検出手段の検出範囲の一部分を抽出した範囲とする、という構成としている。

本発明によれば、作業機械の周囲の物体までの距離をより正しく把握できるように表示することが可能となる。

本発明の実施形態に係る周囲監視装置を搭載したクレーンの側面図である。 クレーンの制御装置及びその周辺の構成を示すブロック図である。 周囲検出装置による立体的な検出範囲で周囲の物体を検出した場合の検出結果を表示装置で表示した検出画像の表示例である。 表示範囲の一例を示すクレーン後部の右側面図である。 表示範囲で検出された物体のみを表示装置に表示した検出画像の表示例である。 高さ制限と距離制限を行った場合の表示範囲で検された物体のみを表示した検出画像の表示例である。 平面視で矩形となる表示範囲を設定した場合の検出画像の表示例である。 警報範囲を表示装置に表示した場合の表示例である。 周囲監視処理のフローチャートである。 図１０（Ａ）はクレーンの下部走行体に相当する部分を省略した図柄のアイコンの表示例、図１０（Ｂ）はクレーンの下部走行体に加えてブームに相当する部分を省略した図柄のアイコンの表示例である。

［クレーンの概略構成］
図１は本発明の実施形態に係る周囲監視装置を搭載した作業機械としてのクレーンの側面図である。
クレーン１は、いわゆる移動式のクローラクレーンである。クレーン１の記載に関して、上部旋回体３の搭乗者から見た前後左右方向をクレーン１の前後左右方向として説明する。なお、特に言及しない場合には、原則として、下部走行体２は、上部旋回体３と前後方向が一致した状態（基準姿勢とする）にあるものとしてクレーン１の前後左右を説明する。また、クレーン１を水平面に置いた状態でクレーン１における上下方向を鉛直方向という場合もある。

図１に示すように、クレーン１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前側に起伏可能に取付けられたブーム４とを含んで構成されている。

下部走行体２は、本体ボディ２１と、本体ボディ２１の左，右両側に設けられたクローラ２２とを備えている。左，右のクローラ２２は、それぞれ図示しない走行用油圧モータによって回転駆動される。

上部旋回体３の前側にはブーム４の下端部が支持されている。また、上部旋回体３におけるブーム支持位置よりも後側には、マスト３１の下端部が支持されている。
また、上部旋回体３は、図示しない旋回用油圧モータによって下部走行体２に対して鉛直方向の軸回りに旋回駆動される。

上部旋回体３の後部には、ブーム４及び吊荷との重量バランスをとるカウンタウエイト５が取付けられる。カウンタウエイト５は、必要に応じて枚数を増減させることができる。

カウンタウエイト５の前側には、ブーム４の起伏動作を行う起伏ウインチ（図示略）が配設され、その前側には、巻き上げロープ３２の巻取り、巻出しを行う巻上ウインチ（図示略）が配設されている。巻上ウインチは、巻上用油圧モータ（図示略）により、巻上ロープ３２の巻取り、巻出しを行い、フック３４及び吊荷を昇降させる。
また、上部旋回体３の右前側にはキャブ３３が配置されている。

ブーム４は、上部旋回体３に起伏可能に取付けられている。ブーム４は、下部ブーム４１と上部ブーム４２とを備えている。
上部ブーム４２の上端部には、巻上ロープ３２をガイドするシーブ４３が回転可能に取付けられている。

マスト３１は、上端部に上部スプレッダ３５を備え、上部スプレッダ３５は、一端部がブーム４の上端部に接続されたペンダントロープ４４の他端部に接続されている。上部スプレッダ３５の下方には下部スプレッダ３６が設けられ、これらの間に複数回掛け回された起伏ロープ３７が起伏ウインチにより巻取り又は巻出されると上部スプレッダ３５と下部スプレッダ３６との間隔が変化してブーム４が起伏する。ブーム起伏ウインチは、起伏用油圧モータ（図示略）により駆動する。

［クレーンの制御系］
上部旋回体３のキャブ３３には、クレーンの制御装置６０が併設されている。図２は制御装置６０及びその周辺の構成を示すブロック図である。制御装置６０は、クレーン１に搭載された制御端末であり、主に、クレーン１の走行、旋回、吊荷等の各種動作の制御に加えて、クレーン１の周囲監視処理を行う。
制御装置６０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されているコントローラ６１を備えている。
コントローラ６１は、周囲監視処理を行う周囲監視処理部６１１のソフトウェアモジュールを備える。なお、周囲監視処理部６１１は、ハードウェアから構成してもよい。

上記コントローラ６１（周囲監視処理部６１１）と入力部６２１と表示装置６２２とは、クレーン１とその周囲の俯瞰画像を表示する周囲監視装置として機能する。周囲監視装置としての機能については、後述する。

コントローラ６１には、入力部６２１、表示手段としての表示装置６２２、警報器６２３、操作レバー６２４、メモリ６２５が接続され、これらが制御装置６０を構成している。
さらに、コントローラ６１には、ロードセル６３１、ブーム角度センサ６３２、旋回量センサ６３３、検出手段としての周囲検出装置６３４、コントロールバルブ６３５が接続されている。

入力部６２１は、キャブ３３内に設けられ、例えば、タッチパネルのような入力インターフェイスであり、作業者からの操作に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。作業者は、入力部６２１を操作してブーム４の長さ、吊荷の重量、その他の各種の設定や操縦に必要な各種の入力を行うことができる。
表示装置６２２は、キャブ３３内に設けられ、例えば、入力部６２１としても利用されるタッチパネル式のディスプレイを備え、コントローラ６１から出力される制御信号に基づいて、表示画面に吊荷の重量、ブーム角度、上部旋回体３の旋回角度等の情報を表示する。
警報器６２３は、コントローラ６１から出力される制御信号に基づいて、警報を発生する。

操作レバー６２４は、キャブ３３内に設けられ、例えば、クレーン１に各種の動作を行わせる操作を手動入力し、操作レバー６２４の操作量に対応する制御信号をコントローラ６１に入力する。
例えば、操作レバー６２４は、下部走行体２の走行動作、上部旋回体３の旋回動作、ブーム４の起伏動作、巻上ウインチによる巻上ロープ３２の巻き取り、巻き出しの操作入力を行うことができる。

ロードセル６３１は、上部スプレッダ３５に取付けられており、ブーム４を起伏させるペンダントロープ４４に作用する張力を検出し、検出した張力に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。

ブーム角度センサ６３２は、ブーム４の基端側に取付けられており、ブーム４の起伏角度（以下、ブーム角度とも記す）を検出し、検出したブーム角度に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。ブーム角度センサ６３２は、たとえば、水平面に対する角度である対地角をブーム角度として検出する。

旋回量センサ６３３は、下部走行体２と上部旋回体３の間に取付けられており、上部旋回体３の旋回角度を検出し、検出した旋回角度に対応する制御信号をコントローラ６１に出力する。旋回量センサ６３３は、たとえば、垂直軸回りの角度を旋回角度として検出する。

コントロールバルブ６３５は、コントローラ６１からの制御信号に応じて切り替えが可能な複数のバルブから構成されている。
例えば、コントロールバルブ６３５は、下部走行体２の左右のクローラ２２の回転駆動を制御するバルブ、上部旋回体３の旋回動作を制御するバルブ、起伏ウインチの回転駆動を制御するバルブ、巻上ウインチの回転駆動を制御するバルブ等を含んでいる。

［周囲検出装置］
周囲検出装置６３４は、クレーン１の周囲に存在する物体までの距離検出を行うセンサ、例えば、LiDAR（Light Detection and Ranging）のようなレーザスキャナを用いた距離計測器である。なお、距離検出の対象となる「物体」には、物だけでなく、人も含まれる。
周囲検出装置６３４は、図１に示すように、上部旋回体３の後端部底面（カウンタウエイト５を設けない状態での後端部）に取り付けられている。
周囲検出装置６３４は、クレーン１における水平方向であって、水平後方に向かう長さおよそ25mの直線ＬＢから周囲検出装置６３４を中心に左右両側に135°（合計270°）の範囲で広がりを持つ扇形の水平な二次元平面を検出平面の一つとしている。さらに、周囲検出装置６３４は、上記扇形の検出平面を、当該周囲検出装置６３４を左右方向に貫通する水平な軸回りに上方と下方とに角度90度以下の範囲で傾斜させた立体的な範囲を検出範囲としている。即ち、周囲検出装置６３４は、レーザ光を直線ＬＢから左右両側に135°の範囲で二次元平面上の走査を行い、さらに、二次元平面上の走査を水平な軸回りに上下に角度90度以下の範囲で、微少角度で変化させて行うことで、立体的な範囲の距離検出を行う。
周囲検出装置６３４は、上記のように、周囲のあらゆる方向に対して物体の距離を検出するので、周囲監視処理部６１１は、その検出結果から、周囲検出装置６３４に対する方向と距離とを対応付けた検出画像のデータを生成することが可能である。
但し、周囲検出装置６３４は、レーザ光の照射を利用するので、クレーン１の各部に遮蔽される範囲については物体を検出することができない。

なお、周囲検出装置６３４について、直線ＬＢの長さと、検出を行う左右及び上下の角度範囲は一例であって、上記数値に限定されるものではない。
また、周囲検出装置６３４は、クレーン１における垂直方向に平行な検出平面を垂直軸回りに左右に回動させて検出を行っても良い。
さらに、周囲検出装置６３４は、車体のいずれかの位置、例えば、上部旋回体３の左端、右端、前端等のように複数箇所に設けてもよい。

なお、上記クレーン１における「水平方向」とは、上部旋回体３の旋回軸に垂直な平面に沿った方向を示し、前述した前後方向及び左右方向に平行な方向である。
また、クレーン１における「垂直方向」とは、上部旋回体３の旋回軸に平行な方向を示し、前述した上下方向に平行な方向である。

［周囲検出装置の検出画像］
図３は周囲検出装置６３４による立体的な検出範囲で周囲の物体を検出した場合の検出結果となる距離を反映して表示装置６２２に表示した場合の検出画像（俯瞰画像）Ｇ１の表示例を示す。
なお、「距離を反映して…表示」とは、周囲検出装置６３４で検出された距離に所定の倍率を乗じた距離で表示することを意味する。また、「距離を反映して…表示」と言う場合には、特定の領域だけ倍率を変更して表示する場合も、倍率を変更せずに一律の倍率を乗じた距離で表示する場合も含まれるものとする。
周囲監視処理部６１１は、周囲検出装置６３４の検出範囲全体を無制限で表示を行う設定の場合には、周囲検出装置６３４による立体的な検出範囲で検出された周囲の物体を全て水平面に正射影で投影した検出画像を表示装置６２２に表示させる。また、後述する表示範囲が設定された場合には、当該表示範囲で検出された周囲の物体を全て水平面に正射影で投影した検出画像を表示装置６２２に表示させる。
また、周囲監視処理部６１１は、周囲検出装置６３４で検出した距離に検出画像の表示倍率と同倍率を乗じた距離で物体を検出画像上に表示する。
例えば、検出画像が縦横25mの範囲を縦横5cmで表示する場合には、周囲検出装置６３４で検出した距離(X,Y,Z)のX,Yの位置の物体は、5/2500を乗じた倍率の距離となる位置で検出画像上に表示する。

なお、検出画像Ｇ１は、周囲検出装置６３４によって検出された物体表面の各点における方向と距離に応じて、画面内における検出方向と検出距離に対応する所定位置に物体の各点を示すドットを表示した画像である。例えば、物体の表面で複数の連続した点が検出されると、検出画像のドットは、物体の外形をなぞるように連続的に表示される。
また、周囲検出装置６３４が表示装置６２２に表示する検出画像Ｇ１内には、検出画像の縮尺及び周囲検出装置６３４の検出方向に対応した縮尺及び向きで、平面視のクレーン１を表したアイコンＩｃが表示される。

［周囲監視処理部による表示範囲に基づく検出画像の表示］
図３に示すように、周囲検出装置６３４による全検出範囲内の検出結果を無制限で表示する設定の場合、クレーン１の動作に殆ど影響しない高さに存在する物体や地面の凹凸、周囲検出装置６３４の検出範囲内に存在するクレーン１の車体の一部分等が表示されることとなり、本来、クレーン１の動作に影響し得る障害物との識別が困難となり得る。
そこで、周囲監視処理部６１１は、周囲検出装置６３４の全検出範囲に含まれ、当該検出範囲よりも狭い範囲である表示範囲で検出された物体のみを表示装置６２２で表示する制御を行う。
上記表示範囲は、例えば、入力部６２１から任意に設定可能である。

図４は上記表示範囲の一例を示すクレーン１後部の右側面図である。この図４では、周囲検出装置６３４の全検出範囲Ｆに対して、高さ制限を行った表示範囲Ｅを例示する。より具体的には、図４の表示範囲Ｅは、周囲検出装置６３４の全検出範囲Ｆに対して、上部旋回体３の底面高さであって、クレーン１における水平方向に沿った平面のみとする場合を例示する。
なお、表示範囲Ｅは、図１の直線ＬＢから周囲検出装置６３４を中心に左右両側に135°（合計270°）の範囲で広がりを持つ扇形の水平な二次元平面がその範囲となる。このため、当該表示範囲Ｅは、周囲検出装置６３４の前方まで及ぶことになるが（図３における縦軸の0点よりも前側の部分）、図４では周囲検出装置６３４よりも前方の範囲については図示を省略している。

なお、図３に示すように、検出範囲Ｆ及び表示範囲Ｅは、クレーン１における前方側の平面視で90°の範囲が欠けており、検出範囲Ｆ及び表示範囲Ｅは、クレーン１の前方側が後方側よりも小さくなっている。クレーン１における前方側の90°の範囲は、キャブ３３からの視界が良好な範囲であるため、物体検出の必要性が低いためである。
但し、周囲検出装置６３４を車体前端に設ける等により、クレーン１における前方側の90°の範囲についても検出及び表示を行っても良いことは言うまでもない。

図５は、図４の表示範囲Ｅで検出された物体のみを表示装置６２２に表示した場合の検出画像（俯瞰画像）Ｇ２の表示例を示す。
図３と比較すると、図５の検出画像Ｇ２では、クレーン１の動作に影響しない高さに存在する物体や地面の凹凸、周囲検出装置６３４の検出範囲内に存在するクレーン１の車体の一部分等に該当する各物体が全て非表示となり、クレーン１の動作に影響を生じやすい上部旋回体３の底面高さ近傍の物体のみが表示されている。
従って、検出画像Ｇ２により、クレーン１の動作に影響し得る障害物を容易に認識可能である。

また、周囲検出装置６３４の全検出範囲に対して高さ制限だけでなく、距離制限を行うことも可能である。図６は、周囲検出装置６３４の全検出範囲に対して高さ制限と距離制限を行った場合の表示範囲Ｅで検出された物体のみを表示装置６２２に表示した場合の検出画像（俯瞰画像）Ｇ３の表示例を示す。検出画像Ｇ３の表示範囲は、周囲検出装置６３４の検出範囲の半分程度に制限した場合を例示する。
例えば、検出画像Ｇ２の表示範囲Ｅがクレーン１の動作に影響し得ない距離にまで及んでいる場合、表示範囲Ｅをクレーン１の動作に影響し得る距離に制限することにより、検出画像Ｇ３のように、距離制限が行われた表示範囲Ｅよりも外側となる余分な情報が非表示となり、クレーン１の動作に影響し得る障害物の認識をより明確に行うことが可能となる。

また、周囲検出装置６３４の全検出範囲Ｆに対して距離制限を行う場合に、周囲検出装置６３４を中心とする周囲の全方向について均一な距離となる平面視円形の表示範囲Ｅのように設定する場合に限られない。
例えば、周囲検出装置６３４を中心とする周囲の各方向について個別に制限距離を設定して、平面視で任意の形状の距離制限が行われた表示範囲Ｅを設定しても良い。例えば、図７は、平面視で矩形となる表示範囲Ｅを設定した場合の検出画像Ｇ４を示している。
これにより、例えば、クレーン１に予定された動作やクレーン１の平面形状に、より適正に対応した表示範囲Ｅについて検出された物体を表示することができ、障害物となり得る物体の認識をさらに明確に行うことが可能となる。

［周囲監視処理部による警報範囲に基づく警報制御］
周囲監視処理部６１１は、周囲検出装置６３４による全検出範囲Ｆ内に含まれ、当該検出範囲Ｆよりも狭い範囲である警報範囲Ｗで物体が検出された場合に、表示範囲Ｅ内の物体の表示とは異なる態様、例えば、警報範囲Ｗに着色表示等の強調表示を行ってクレーン１の操縦を行う作業者に警報を行う警報制御を実行する。ここでは、警報範囲Ｗに着色表示等の強調表示を行って作業者に警報を行う警報制御を実行する周囲監視処理部６１１は、「警報手段」としても機能している。
上記警報範囲Ｗは、例えば、入力部６２１から任意に設定可能である。

前出の図４に示すように、周囲検出装置６３４の全検出範囲Ｆに対して、高さ制限と距離制限を行った警報範囲Ｗを例示する。この警報範囲Ｗは、図４に示す表示範囲Ｅと比較して、水平方向については表示範囲Ｅよりも狭く、垂直方向については表示範囲Ｅよりも広い場合を例示する。警報範囲Ｗにおいて、表示範囲Ｅと重複する範囲を重複領域ＷＡ、表示範囲Ｅから鉛直方向に拡張された範囲を拡張領域ＷＢという。
より具体的には、図４の警報範囲Ｗは、水平方向については表示範囲Ｅよりも周囲検出装置６３４に近い距離であって、垂直方向については、上部旋回体３の底面高さ以下となる範囲全体を含む場合を例示する。
なお、側面視の警報範囲Ｗも、周囲検出装置６３４の幾分前方まで及んでいるが、表示範囲Ｅの図示と同様に、図４では周囲検出装置６３４よりも前方の範囲（図３における縦軸の0点よりも前側の部分）については図示を省略している。

図８は、より詳細な警報範囲Ｗを表示装置６２２に表示した場合の表示例である。
図示のように、上記警報範囲Ｗは、クレーン１からの距離に応じて段階的に設定しても良い。
例えば、警報範囲Ｗにおけるクレーン１からの距離が離隔した範囲を注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４とし、クレーン１からの距離がより近接した範囲を警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４としても良い。
注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４は、例えば、作業者に対して注意喚起を行う距離内の範囲を示し、警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４は、例えば、作業者に対して何らかの対応を行うべき距離内の範囲を示す。
さらに、注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４及び警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４のように、クレーン１を中心とする周囲の複数方向に個別に分割しても良い。図８は四分割を例示しているが、分割個数は任意に変更可能である。

前述したように、警報範囲Ｗ内に物体が検出された場合には、周囲検出装置６３４は、クレーン１の操縦を行う作業者に警報を行う警報制御を実行する。
上記のように、警報範囲Ｗを複数に分割した場合、例えば、周囲検出装置６３４は、注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４及び警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４における物体が検出された範囲について、色彩を付する、明度を高める、点滅表示を行う等の強調表示を行う警報制御を実行しても良い。
その場合、図８のように、各範囲に対して物体ｈが検出されたときに、クレーン１からの距離が離隔した注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４よりもクレーン１からの距離が近接した警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４の方がより強調された表示を行うことが好ましい。強調された表示とは、例えば、より濃い色彩の表示、より明るい色彩の表示、該当する範囲の点滅速度を高める表示等が挙げられる。

また、注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４及び警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４のように、クレーン１を中心とする周囲の複数方向に個別に分割した場合には、いずれの方向に物体ｈが存在しているかを明確且つ速やかに認識させることが可能である。

［クレーンによる周囲監視処理の流れ］
図１５はクレーン１のコントローラ６１の周囲監視処理部６１１が行う周囲監視処理を示すフローチャートである。
まず、周囲監視処理部６１１は、周囲検出装置６３４により検出範囲Ｆ内の物体検出を実行させる（ステップＳ１）。
そして、検出範囲Ｆから抽出された表示範囲Ｅが設定されているか否かを判定する（ステップＳ３）。

その結果、周囲監視処理部６１１は、表示範囲Ｅが設定されていない場合には、検出範囲Ｆの全体での検出結果に基づいて検出画像を表示装置６２２に表示させる（ステップＳ５）。
また、周囲監視処理部６１１は、表示範囲Ｅが設定されている場合には、表示範囲Ｅでの検出結果に基づいて検出画像を表示装置６２２に表示させる（ステップＳ７）。

検出画像表示後は、周囲監視処理部６１１は、検出範囲Ｆから抽出された警報範囲Ｗが設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。
そして、警報範囲Ｗが設定されていない場合には、処理を終了する。

また、警報範囲Ｗが設定されている場合には、周囲監視処理部６１１は、警報範囲Ｗ内に物体が検出されているかを判定する（ステップＳ１３）。
そして、警報範囲Ｗ内に物体が検出されていない場合には、処理を終了する。

また、警報範囲Ｗ内に物体が検出されている場合には、周囲監視処理部６１１は、警報範囲Ｗの強調表示を行うよう表示装置６２２を制御する。
このとき、警報範囲Ｗが注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４及び警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４のように複数に区分されている場合には、物体が検出された範囲を特定し、当該範囲について予め定められた強調表示を行うよう表示装置６２２を制御する。
そして、処理を終了する。

［発明の実施形態の技術的効果］
以上のように、クレーン１のコントローラ６１の周囲監視処理部６１１は、クレーン１に対する周囲の物体の距離を検出する周囲検出装置６３４により検出した距離を反映して当該物体を表示する検出画像を表示装置６２２に表示させるので、撮像画像の視線変換処理を不要とし、物体までの距離をより正しく把握できる検出画像を表示することが可能となる。
さらに、周囲監視処理部６１１は、表示装置６２２の物体の表示範囲Ｅを周囲検出装置６３４の検出範囲Ｆの一部分を抽出した範囲として検出画像を表示するので、クレーン１に対して、重要性が低い範囲における検出結果までを含んで表示することを抑制し、周囲の物体を適正に明確に作業者に認識させることが可能となる。
また、検出画像において、周囲検出装置６３４で検出した距離に検出画像の表示倍率と同倍率を乗じた距離で物体を表示しているので、距離感覚の認識が容易となる。

また、周囲監視処理部６１１は、予め設定された警報範囲Ｗに物体が侵入した場合に、表示範囲Ｅにおける物体の表示とは異なる態様で警報するので、作業者に対して、警報範囲Ｗへの物体の進入に対して格別な注意を喚起させることが可能となる。

また、周囲監視処理部６１１は、クレーン１に対する物体の距離に基づく警報範囲Ｗを設定し、注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４及び警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４のように複数の領域に区分けして設定している。
さらに、周囲監視処理部６１１は、表示装置６２２により、物体ｈが注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４又は警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４のいずれかの領域に入ったときに当該領域を強調して表示させる。
従って、注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４と警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４とのように、クレーン１に対する物体の距離が異なる範囲で区分けした場合には、物体がいずれの距離に存在しているかを明確に作業者に認識させることが可能となる。
また、注意範囲Ｗ１１～Ｗ１４又は警告範囲Ｗ２１～Ｗ２４のように、クレーン１に対する方向に応じて複数に区分けした場合には、物体がいずれの方向に存在しているかを明確に作業者に認識させることが可能となる。

また、周囲監視処理部６１１が、クレーン１における水平方向について、表示範囲Ｅを警報範囲Ｗ以上の範囲に設定することにより、警報範囲Ｗの外側にある警戒性の低い物体の存在を予め認識することが可能となる。また、より早い段階で物体の接近に対応を行うことが可能となる。

また、周囲監視処理部６１１が、警報範囲Ｗを表示範囲Ｅと重なる重複領域だけでなく、クレーン１における垂直方向について、警報範囲Ｗを表示範囲Ｅ以上の範囲となる拡張領域に設定することにより、警戒性の高いに警報範囲Ｗについては、高さの制限を低減又は制限をなくして認識することが可能となる。
また、周囲監視処理部６１１は、警報範囲Ｗの表示範囲Ｅ以上の範囲については、物体の表示を行わないので、警報は行いながらも、表示させたい範囲である表示範囲のみについて物体を表示させるという要求に応えることが可能である。

また、周囲監視処理部６１１が、表示範囲Ｅについてクレーン１の前方側が後方側よりも小さい範囲としている場合には、視界が良好な範囲ついて、物体の表示を省略することができ、表示装置６２２による物体の認識範囲の適正化を図ることが可能となる。

［その他］
上記発明の実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、前述したクレーン１のアイコンＩｃは、クレーン１の全体を俯瞰した図柄を表した構成となっている場合を例示したが、これに限定されない。
例えば、図１０（Ａ）に示すアイコンＩｃのように、クレーン１の下部走行体２（クローラ２２）に相当する部分を省略した図柄を表した構成としても良い。さらに、図１０（Ｂ）に示すアイコンＩｃのように、クレーン１の下部走行体２に加えてブーム４に相当する部分を省略した図柄を表した構成としても良い。
この場合、上記のそれぞれのアイコンＩｃを選択的に使用可能としても良い。

図１０（Ａ）又は図１０（Ｂ）に示すこれらのアイコンＩｃは、例えば、前述した、周囲検出装置６３４の高さとなる水平面の範囲を表示範囲Ｅとした場合に、表示される物体の高さでは、干渉を生じる可能性が低いクレーン１の構成を除いたアイコンＩｃを表示することで、干渉を生じ得るもの同士の距離を明確に認識することが可能となる。
また、クレーン１が、クローラ２２やブーム４を取り外し可能とする場合には、これらを取り外した状態でクレーン１を使用する場合に、クレーン１の状態に応じて適正なアイコンＩｃを使用することができ、適正に物体の距離を認識することが可能となる。

また、上記クレーン１における周囲監視装置を行う構成は、クローラクレーンに限らず、ホイールクレーン、トラッククレーン等の他の移動式クレーンに加えて、港湾クレーン、天井クレーン、ジブクレーン、門型クレーン、アンローダ、固定式クレーン等、ウインチドラムを有するあらゆるクレーンに適用可能である。
さらに、周囲監視装置は、クレーン以外の油圧ショベル、基礎機械等の作業機械にも適用可能である。

また、周囲検出装置６３４は、レーザスキャナに限らず、物体との距離を検出することができればカメラや超音波等による距離検出手段を利用することも可能である。

また、検出画像では、当該検出画像全体で物体も含めて一定の縮尺倍率で表示していたが、一部の範囲の倍率を変えて表示しても良い。

また、上記実施形態では、クレーン１に設けられている表示装置６２２に検出画像（俯瞰画像）を表示する例を示したが、検出画像（俯瞰画像）は、携帯端末やクレーン外の管理者が見る表示装置に表示しても良い。

また、上記実施形態では、警報手段（周囲監視処理部６１１）が、検出画像の警報範囲Ｗに着色して作業者に警報を行う例を示したが、警報は、音による警報や検出画像以外の別の画面への表示、振動、クレーンの自動停止等、注意を喚起するあらゆる手段を用いることができる。また、警報として、例えば、別のカメラを用いて警報範囲にある物体を映し出して表示してもよい。
また、警報を行う対象も、クレーン１の作業者（搭乗者）に限らず、クレーン１の外部にいる管理者や周囲の現場作業員等でもよい。

上記実施形態では、警報範囲が水平方向には表示範囲よりも狭く、垂直方向では表示範囲よりも広い場合を例示したが、これに限定されず、警報範囲と表示範囲とが、水平方向と垂直方向で異なっている他のパターンでも良い。例えば、警報範囲が水平方向及び垂直方向の両方について表示範囲よりも広い場合や両方について表示範囲よりも狭い場合、警報範囲が水平方向には表示範囲よりも広く、垂直方向では表示範囲よりも狭い場合であっても良い。
また、表示範囲Ｅと警報範囲Ｗとは、全く重複しないように設定しても良い。
警報範囲と表示範囲とでは、物体が存在する場合に実行される処理が異なるので、上記各種のパターンによって種々の要請に対応することができる。

また、表示範囲Ｅは、クレーン１（周囲検出装置６３４）からの水平方向距離によって、鉛直方向の高さが異なる範囲に設定しても良い。例えば、一例を挙げると、図４に示す表示範囲Ｅと警報範囲Ｗとが全て表示範囲となるような場合である。このとき、表示範囲Ｅは、警報範囲Ｗを全て含んでいても良い。

また、表示範囲Ｅは、作業機械からの水平方向距離が小さくなるに従って、鉛直方向高さが大きくなる範囲に設定しても良い。この場合、上記の図４に示す表示範囲Ｅと警報範囲Ｗとが全て表示範囲となるような場合のように、段階的な形状でも良いし、作業機械からの水平方向距離が小さくなるに従って、鉛直方向高さが漸増的に大きくなる範囲としてもよい。

１ クレーン（作業機械）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ カウンタウエイト
６０ 制御装置
６１ コントローラ（周囲監視装置）
６１１ 周囲監視処理部（周囲監視装置）
６２１ 入力部
６２２ 表示装置（表示手段、周囲監視装置）
６２３ 警報器
６３４ 周囲検出装置（検出部、周囲監視装置）
Ｅ 表示範囲
Ｆ 検出範囲
Ｇ１～Ｇ４ 検出画像（俯瞰画像）
Ｉｃ アイコン
Ｗ 警報範囲
Ｗ１１～Ｗ１４ 注意範囲
Ｗ２１～Ｗ２４ 警告範囲
ｈ 物体

Claims (8)

1. 作業機械とその周囲の俯瞰画像を表示する周囲監視装置であって、
   前記作業機械に対する周囲の物体の距離を検出する検出手段と、
   前記俯瞰画像において、前記作業機械と前記物体との距離を反映して当該物体を表示する表示手段とを有し、
   前記表示手段の物体の表示範囲は、前記検出手段の検出範囲の一部分を抽出した範囲である作業機械の周囲監視装置。
2. 前記俯瞰画像において、前記検出手段で検出した距離に前記俯瞰画像の表示倍率と同倍率を乗じた距離で前記物体を表示する
   請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置。
3. 予め設定された警報範囲に物体が侵入した場合に、前記表示範囲における前記物体の表示とは異なる態様で警報する警報手段を有する
   請求項１又は２に記載の作業機械の周囲監視装置。
4. 前記警報範囲は、前記表示範囲に含まれる重複領域と、前記表示範囲から鉛直方向に拡張された拡張領域と、を有する
   請求項３に記載の作業機械の周囲監視装置。
5. 前記表示範囲は、前記作業機械からの水平方向距離によって、鉛直方向の高さが異なる
   請求項１から４のいずれか一項に記載の作業機械の周囲監視装置。
6. 前記表示範囲は、前記作業機械からの水平方向距離が小さくなるに従って、鉛直方向高さが大きくなる
   請求項５に記載の作業機械の周囲監視装置。
7. 前記警報範囲を複数の領域に区分けして設定し、
   前記警報手段は、前記表示手段により、前記物体が前記警報範囲のいずれかの前記領域に入ったときに当該領域を強調して表示させる
   請求項３又は４に記載の作業機械の周囲監視装置。
8. 前記表示範囲は、前記作業機械の前方側が後方側よりも小さい
   請求項１から７のいずれか一項に記載の作業機械の周囲監視装置。

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