JP4776491B2 - 作業機械の周囲監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械の周囲を監視する周囲監視装置に関する。

従来より、油圧ショベル等の作業機械には、機体の周囲を監視するためにカメラを搭載したものがある（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置は、旋回体の下部に後方監視用カメラを搭載し、走行用操作手段が操作された際に、後方監視用カメラからの画像を運転室のモニタ画面に表示する。

特開２００２−３７１５９５号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、カメラ画像をモニタ画面に表示するだけなので、機体の周囲に障害物がある場合に、その障害物と機体との接触の可能性の有無を運転者は容易に判断できなかった。

本発明による作業機械の周囲監視装置は、走行体の上方に旋回可能に設けられた旋回体の旋回角を検出する旋回角検出手段と、所定の監視方向に向けて旋回体に取り付けられる監視装置と、運転席に設けられた表示手段と、監視装置からの信号に基づき監視用の表示画像を生成し、この表示画像を表示手段に表示する表示制御手段と、走行体の走行を指令する走行指令手段と、旋回角検出手段で検出された旋回角に基づいて旋回体が走行体に対してどの方向を向いているかを判定し、この判定結果に基づいて、走行指令手段で指令された走行指令が監視方向に向かう走行指令であるか否かを判定する判定手段とを備え、表示制御手段が、判定手段により監視方向に向かう走行指令であると判定されると、表示画像に走行予定軌跡を重ねて表示することを特徴とする。
作業機械全体を上方から見た表示画像を生成し、この表示画像に走行予定軌跡を重ねて表示することもできる。
監視方向における障害物を検出する障害物検出手段をさらに備え、表示画像に障害物を強調するマークをさらに重ねて表示することもできる。
障害物検出手段により検出された障害物が、走行予定軌跡内にあるとき、走行用予定軌跡を異なる表示形態で強調表示することもできる
走行体は左右の履帯が拡縮可能であり、この走行体の拡縮幅を検出する拡縮幅検出手段を備え、検出された拡縮幅に応じて走行予定軌跡の幅を変更することもできる。
走行速度を検出する速度検出手段を備え、速度検出手段で検出された速度が速いほど、より遠くまで走行予定軌跡を表示することもできる。
走行予定軌跡上における作業機械からの距離をさらに併せて表示することもできる。

本発明によれば、カメラの監視方向に下部走行体が走行と判定されると、監視用の表示画像に走行予定軌跡を重ねて表示するようにしたので、機体の周囲に障害物がある場合に、その障害物と機体との接触の可能性の有無を運転者は容易に判断できる。

−第１の実施の形態−
以下、図１〜図９を参照して本発明による作業機械の周囲監視装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る周囲監視装置が適用される作業機械の一例である油圧ショベルの外観図である。油圧ショベルは、それぞれ垂直方向に回動するブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃからなる多関節型のフロント作業機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。ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃはブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃによりそれぞれ駆動される。

上部旋回体１ｄの左前部には運転室１ｆが設けられている。下部走行体１ｅには拡縮可能な左右一対のサイドフレームと、左右一対のクローラ１ｇと、左右一対の走行モータ３ｅ，３ｆ（一方のみ図示）が設けられている。下部走行体１ｅは走行モータ３ｅ，３ｆの駆動により走行し、サイドフレームは拡縮シリンダ３ｇ（図３）の駆動により拡縮し、上部旋回体１ｄは旋回モータ３ｄ（図３）の駆動により旋回する。

走行モータ３ｅ，３ｆは下部走行体１ｅの後端部に設けられている。図１は下部走行体１ｅの前方に上部旋回体１ｄが向いた状態、すなわち旋回角が０°の状態を示している。この状態から上部旋回体１ｄが上方から見て時計回りに旋回すると、それに伴い旋回角は大きくなり、反時計回りに旋回すると旋回角は小さくなる。例えば上部旋回体１ｄが時計回りに９０°、１８０°、２７０°と回転すると旋回角は９０°、１８０°、２７０°となる。

図２は、油圧ショベルの上面図である。上部旋回体１ｄの右側方および後方は運転席の死角となる方向である。この上部旋回体１ｄの右側面および後面には、それぞれ障害物検出器１０ａ，１０ｂが設けられ、障害物検出器１０ａ，１０ｂの上方に、それぞれ車体の右側方監視用および後方監視用のカメラ１３ａ，１３ｂが設けられている。

障害物検出器１０ａ，１０ｂは、周囲の作業員や構造物などの障害物を検出し、その距離と方向から障害物の位置を得るセンサであり、例えばレーザレーダにより構成される。障害物検出器１０ａ，１０ｂによる監視可能な範囲（監視範囲）を図２に１２ａ，１２ｂで示す。監視範囲１２ａ，１２ｂ内には警報を発生する範囲（警報範囲）１１ａ，１１ｂが設定されている。監視カメラ１３ａ，１３ｂは、例えばＣＣＤなどの撮像素子を有するビデオカメラであり、電源オン時に常時油圧ショベルの周囲の動画を撮影する。監視カメラ１３ａ，１３ｂは、所定の取付位置に斜め下方に向けて取り付けられており、カメラ画像に旋回体端部からの距離を対応付けて表示することができる。

図３は、本実施の形態に係る周囲監視装置のシステム構成を示すブロック図である。周囲監視装置は監視コントローラ２０と車体コントローラ３０とを備える。監視コントローラ２０は侵入判定部２１と表示画像生成部２２とを有し、車体コントローラ３０は車体制御部３１を有する。

車体制御部３１には、左右のサイドフレームの拡縮幅を検出する拡縮幅検出器７と、ブームシリンダ３ａの回動角を検出する角度検出器８ａと、アームシリンダ３ｂの回動角を検出する角度検出器８ｂと、バケットシリンダ３ｃの回動角を検出する角度検出器８ｃと、上部旋回体１ｄの旋回角を検出する旋回角検出器８ｄと、走行速度を検出する走行速度検出器９と、運転室１ｆに設けられた操作レバー４ａ〜４ｅからの信号がそれぞれ入力される。操作レバー４ａ〜４ｅは例えば電気レバーにより構成される。

フロント作業機駆動用のシリンダ３ａ〜３ｃと旋回モータ３ｄは、操作レバー４ａ，４ｂの操作量に応じて制御される。走行モータ３ｅ，３ｆはそれぞれ操作レバー４ｃ，４ｄの操作量に応じて制御される。拡縮シリンダ３ｇは操作レバー４ｅの操作量に応じて制御される。車体制御部３１には、予め作業機械の形状や寸法などの幾何学情報が記憶されている。車体制御部３１は、操作レバー４ａ〜４ｅからの信号と各センサ７，８ａ〜８ｄ，９からからの信号、および作業機械の幾何学情報を合わせた車体情報３９を監視コントローラ２０に送信する。

侵入判定部２１には、予め障害物検出器１０ａ，１０ｂの搭載位置情報が設定されている。侵入判定部２１には、車体情報３９と障害物検出器１０ａ，１０ｂからの信号が入力され、障害物検出器１０ａ，１０ｂの検出した障害物位置情報に基づき、警報範囲（図２の１１ａ，１１ｂ）内に障害物があるか否かを判定する。そして、障害物があるときは、警報音発生装置４０に制御信号を出力し、運転室内で警報を発生する。

表示画像生成部２２には、予め監視カメラ１３ａ，１３ｂの搭載位置情報が設定されている。表示画像生成部２２には、監視カメラ１３ａ，１３ｂからの信号と侵入判定部２１からの信号が入力され、これらの信号に基づき画像信号を生成する。そして、運転室内に設けられた表示用モニタである表示装置５０に制御信号を出力し、以下のようにモニタ上の表示画像を制御する。

図４は、表示装置５０に表示される表示画像の一例を示す図である。表示装置５０の表示領域は、周囲監視モニタ画像領域６１と、右側方カメラ画像領域６２と、後方カメラ画像領域６３とに区画されている。なお、図４は旋回角が０°で、かつ、操作レバー４ｃ，４ｄが後進操作された状態を示している。

周囲監視モニタ画像領域６１には、作業機全体（機体）を上方から見た外観形状を模したイラスト画像が、所定の縮尺で表示される。イラスト画像には、障害物検出器１０ａ，１０ｂと監視カメラ１３ａ，１３ｂの取付位置が表示され、監視範囲１２ａ，１２ｂと警報範囲１１ａ，１１ｂがイラスト画像の縮尺に合わせて表示される。障害物検出器１０ａ，１０ｂにより機体の周囲の障害物が検出された場合は、障害物の位置も表示される。なお、上部旋回体１ｄの表示上の向きは一定であり、上部旋回体１ｄが旋回した場合は、下部走行体１ｅの向きが変更して表示される（図６参照）。

図では、障害物検出器１０ａにより監視範囲１２ａ内に障害物９１，９３が検出され、障害物検出器１０ｂにより警報範囲１１ｂ内に障害物９２が検出され、これら障害物９１〜９３のイラスト画像が併せて表示されている。これにより運転者は機体の周囲の障害物９１〜９３の位置を把握することができる。なお、障害物検出器１０ａ，１０ｂから見て障害物９１〜９３の後方の領域は、障害物検出器１０ａ，１０ｂの監視視野外となるので、マスク表示されている。

右側方カメラ画像領域６２には、監視カメラ１３ａで撮影されたカメラ画像（動画）が表示される。この例では、画像内右手に作業員９１が存在し、その後方に壁９３が存在している。周囲監視モニタ画像領域６１の障害物９１、９３は、それぞれ右側方カメラ画像領域６２の作業員９１、壁９３に相当する。

後方カメラ画像領域６３には、監視カメラ１３ｂで撮影されたカメラ画像（動画）が左右反転して鏡像表示される。この例では、画像内右手に作業員が存在しており、周囲監視モニタ画像領域６１の障害物９２は、後方カメラ画像領域６３の作業員９２に相当する。障害物９２は警報範囲内にあり、そのことを示すマーク９５が障害物９２上に表示されている。

さらに後方カメラ画像領域６２には、下部走行体１ｅの走行予定軌跡を示すマーク１０１と、上部旋回体１ｄの後端からの距離を示す目盛り１０２が、カメラ画像の上に重ねて表示されている。表示画像生成部２２では以下の処理が実行され、走行予定軌跡１０１と目盛り１０２は、カメラ１３ａ，１３ｂの監視方向に機体が走行する場合にカメラ画像に重ねて表示される。

図５は、表示画像生成部２２における表示処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエンジンキースイッチのオンによりスタートする。まず、ステップＳ１で旋回角検出器８ｄからの信号、つまり車体情報３９を読み込み、上部旋回体１ｄの旋回角を判定する。ステップＳ１は、上部旋回体１ｄが下部走行体１ｅのほぼ前方を向いているか、ほぼ後方を向いているか、ほぼ右側方を向いているか、ほぼ左側方を向いているかの判定であり、定数α（例えば１０°）を用いてこれを判定する。

ステップＳ１で、旋回角が０°±αの範囲内と判定されると、すなわち上部旋回体１ｄが下部走行体１ｅのほぼ前方を向いている場合、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、操作レバー４ｃ、４ｄが後進操作されているか否か、つまり監視カメラ１３ｂの設置された方向に機体が走行しているか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ６に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ２が否定されると、モニタ上に走行予定軌跡１０１は表示されない。

ステップＳ６では、上部旋回体１ｄの旋回角に基づきクローラ１ｇの向きを判定し、図４に示すようにクローラ１ｇを後方に延長した直線を走行予定軌跡１０１として、後方カメラ画像領域６３のカメラ画像に重ねて表示する。この場合、カメラ画像領域６２，６３のどこに走行予定軌跡１０１を描写するのかを旋回角に対応付けて予め設定しておけば、図４のように旋回角に対応して走行予定軌跡１０１を描くことができる。なお、カメラ１３ａの監視方向に機体は走行しないため、右側方カメラ表示領域６２には走行予定軌跡１０１は表示されない。旋回角が０°以外、例えば１０°のときは、後方カメラ画像領域６３の下部走行体１ｅは１０°だけ回転して表示され、この旋回角に対応して走行予定軌跡１０１も１０°だけ回転して表示される。ステップＳ６では、さらにカメラ画像に対応付けられた上部旋回体１ｄの後端からの距離を取得し、走行予定軌跡１０１に直交するように所定間隔（例えば１ｍおき）に目盛り１０２を重ねて表示する。

ステップＳ１で、旋回角が１８０°±αの範囲内と判定されると、すなわち上部旋回体１ｄが下部走行体１ｅのほぼ後方を向いている場合、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、操作レバー４ｃ、４ｄが前進操作されているか否か、つまり監視カメラ１３ｂの設置された方向に機体が走行しているか否かを判定する。ステップＳ３が肯定されると、ステップＳ６に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ３が否定されると、モニタ上に走行予定軌跡１０１は表示されない。ステップＳ６では、後方カメラ画像領域６３のカメラ画像に走行予定軌跡１０１と目盛り１０２を重ねて表示する。なお、この場合は、上述したのと異なり、クローラ１ｇを前方（走行モータの反対側）に延長した直線を走行予定軌跡１０１として表示する。

ステップＳ１で、旋回角が９０°±αの範囲内と判定されると、すなわち上部旋回体１ｄが下部走行体１ｅのほぼ右側方を向いていると判定されると、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、操作レバー４ｃ、４ｄが後進操作されているか否か、つまり監視カメラ１３ａの設置された方向に機体が走行しているか否かを判定する。ステップＳ４が肯定されると、ステップＳ７に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ４が否定されると、モニタ上に走行予定軌跡１０１は表示されない。ステップＳ７では、上部旋回体１ｄの旋回角に基づきクローラ１ｇの向きを判定し、図６に示すようにクローラ１ｇを後方に延長した直線を走行予定軌跡１０１として、右側方カメラ画像領域６２のカメラ画像に重ねて表示する。この場合、カメラ１３ｂの監視方向に機体は走行しないため、後方カメラ表示領域６３に走行予定軌跡１０１は表示されない。ステップＳ４では、さらにカメラ画像に対応付けられた上部旋回体１ｄの右側端からの距離を取得し、走行予定軌跡１０１に直交するように目盛り１０２を表示する。

ステップＳ１で、旋回角が２７０°±αの範囲内と判定されると、すなわち上部旋回体１ｄが下部走行体１ｅのほぼ左側方を向いていると判定されると、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、操作レバー４ｃ、４ｄが前進操作されているか否か、つまり監視カメラ１３ａの設置された方向に機体が走行しているか否かを判定する。ステップＳ５が肯定されると、ステップＳ７に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ５が否定されると、モニタ上に走行予定軌跡１０１は表示されない。ステップＳ７では、右側方カメラ画像領域６２のカメラ画像に走行予定軌跡１０１と目盛り１０２を重ねて表示する。なお、この場合は、上述したのと異なり、クローラ１ｇを前方に延長した直線を走行予定軌跡１０１として表示する。

このように本実施の形態では、上部旋回体１ｄの旋回角と操作レバー４ｃ、４ｄの操作に基づき上部旋回体１ｄに対する機体の走行方向を判定し、走行方向とカメラ１３ａ、１３ｂの監視方向が一致したときに、カメラ画像領域６２，６３に表示されたカメラ画像に走行予定軌跡１０１を重ねて表示するようにした。これにより運転者は油圧ショベルの移動方向が一見してわかるとともに、走行予定軌跡上に障害物が存在するか否かを容易に判断することができ、安全性が向上する。また、走行予定軌跡１０１とともに目盛り１０２を重ねて表示するので、障害物が機体からどの程度離れているかを運転者が容易に判断することができる。

例えば、油圧ショベルの監視範囲１２ａ，１２ｂあるいは警報範囲１１ａ，１１ｂ内で複数の作業員が作業を行っている状況下で、やむを得ず油圧ショベルを走行させる必要がある場合、作業員が走行予定軌跡内に存在するか否かを容易に判断できる。このため、周囲の作業員全てを退避させなくても安全を確認でき、作業効率の低下を最小限に抑えることができる。また、周囲に壁や物などの障害物が存在する状況下で油圧ショベルを走行させる必要がある場合に、カメラ画像中に走行予定軌跡１０１が表示されることにより、障害物との接触の可能性を容易に判断でき、安全性が向上する。

操作レバー４ｃ、４ｄが監視方向に操作されない限り、走行予定軌跡１０１は表示されない。このため、走行予定軌跡１０１が表示された場合には、運転者はその方向に車両が走行していると認識することができ、上部旋回体１ｄの旋回状態を把握していなくても、機体を誤まった方向に走行させることを防ぐことができる。

−第１の実施の形態の変形例−
以上では、上部旋回体１ｄの旋回角が所定範囲のときに走行予定軌跡１０１を表示するようにしたが、旋回角の大きさに拘わらず、走行予定軌跡１０１を表示するようにしてもよい。例えば、旋回角が４５°のときにも走行予定軌跡１０１を表示してもよく、この場合は、右側方カメラ画像領域６２と後方カメラ画像領域６３とにそれぞれ走行予定軌跡１０１を表示してもよい。すなわち、走行予定軌跡１０１をモニタ上の１画面だけでなく２画面に表示するようにしてもよい。また、周囲監視モニタ画像領域６１のイラスト画像に走行予定軌跡１０１を重ねて表示するようにしてもよい。

画面上の走行予定軌跡１０１の長さを、走行速度検出器９により検出される走行速度に応じて変化させてもよい。走行速度がより速い場合の画面例を図７に示す。図７に示したものは、図４に示したものに比べ、機体からより遠い距離まで走行予定軌跡１０１と目盛り１０２が描かれている。これにより走行速度が速い場合は、遠くの障害物が走行予定軌跡内に存在するか否かを運転者に対し早めに報知することができ、安全性が高まる。

障害物位置情報と監視カメラ１３ａ，１３ｂからの信号に基づき、走行予定軌跡１０１内に障害物が存在するか否かを検出し、障害物が検出されたときは、走行予定軌跡１０１を強調して表示してもよい。その一例を図８に示す。図８では、上部旋回体１ｄの後方の警報範囲１１ｂ内かつ走行予定軌跡１０１内に作業員９２が侵入しており、後方カメラ画像領域６３内の走行予定軌跡のマーク１０１が強調色で塗り潰されている。また、作業員９２の位置には警報範囲内に障害物があることを示すマーク９５が付されている。これにより運転者は、走行予定軌跡１０１内に障害物が存在することを即座に認識することができ、障害物との接触を回避することができる。

この場合、警報範囲内に障害物があるときは警報装置４０から警報音が発せられるため、運転者は警報音によっても障害物の存在を認識することができる。なお、障害物が警報範囲内にあっても走行予定軌跡内にないときは警報音を発生させず、障害物が警報範囲内かつ走行予定軌跡内にあるときに警報音を発生させるようにしてもよい。

拡縮検出器７により検出されたサイドフレームの拡縮幅に応じて、表示装置５０の表示形態を変更するようにしてもよい。その一例を図９に示す。図９に示したものは、図４に示したものよりもサイドフレームの拡縮幅を拡大したものであり、周囲監視モニタ画像領域６１のイラスト画像のサイドフレームの幅が拡大して表示されている。また、後方カメラ画像領域６３に表示される走行予定軌跡１０１も、サイドフレームに合わせて拡大して表示されている。これにより走行予定軌跡１０１の変化を運転者は容易に認識することができ、サイドフレームの幅を変更した場合にも、走行予定軌跡内の障害物の有無を正確に判断することができる。なお、図９では、サイドフレームを拡大したことにより、走行予定軌跡１０１内に作業員９２が存在することになるため、図４と異なり、走行予定軌跡１０１が強調して塗り潰されて表示されている。

−第２の実施の形態−
図１０〜図１４を参照して本発明による作業機械の周囲監視装置の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、表示装置５０に表示される表示画像の構成である。すなわち、第１の実施の形態では、表示装置５０の表示領域を３分割し、右側方カメラ表示領域６２または後方カメラ表示領域６３に、カメラ画像に重ねて走行予定軌跡１０１と目盛り１０２を表示するようにした。これに対し、第２の実施の形態では、表示装置５０の表示領域を周囲監視モニタ表示領域６１のみとし、この表示領域６１の表示画像に重ねて走行予定軌跡１０１と目盛り１０２を表示する。なお、図１〜図９と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。

図１０は、第２の実施の形態に係る表示装置５０に表示される表示画像の一例を示す図である。機体の右側方には図４と同様、障害物９３が存在する。図１０では、画面全体を周囲監視モニタ画像領域６１とし、表示画像生成部２２では、監視カメラ１３ａ，１３ｂからの画像を機体の上方視点からの画像に変換し、変換後の画像６２０，６３０を周囲監視モニタ画像領域６１内に合成して表示している。

すなわち、周囲監視モニタ画像領域６１には、機体を上方から見た外観図に、監視カメラ１３ａで撮影された画像を機体の上方からの画像に変換した画像６２０が、周囲監視モニタ画像領域６１での視野方向に合わせて９０°回転した状態で重ね合わせて表示されている。また、監視カメラ１３ｂで撮影された画像を機体の上方からの画像に変換した画像６３０が、周囲監視モニタ画像領域６１での視野方向に合わせて１８０°回転した状態で重ね合わせて表示されている。

第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様、上部旋回体１ｄの旋回角と操作レバー４ｃ、４ｄの操作とに基づき上部旋回体１ｄに対する機体の走行方向を判定し、走行方向とカメラ１３ａ，１３ｂの監視方向とが一致したときに、走行予定軌跡１０１と目盛り１０２を周囲監視モニタ画像領域６１の表示画像に重ねて表示する。この場合、第１の実施の形態では、右側方カメラ画像領域６２と後方カメラ画像領域６３に走行予定軌跡１０１と目盛り１０２を重ねて表示したが、第２の実施の形態では、監視カメラ１３ａ，１３ｂの変換画像６２０，６３０にそれぞれ走行予定軌跡１０１と目盛り１０２を重ねて表示する。図１０は旋回角が０で、かつ、操作レバー４ｃ、４ｄが後進操作された状態を示している。この状態では、クローラを後方に延長した直線により走行予定軌跡１０１が表示され、走行予定軌跡１０１に直交した直線に目盛り１０２が付されている。

これにより運転者は油圧ショベルの移動方向が一見してわかるとともに、走行予定軌跡上に障害物が存在するか否かを容易に判断することができる。また、カメラ１３ａ，１３ｂの画像を上方視点からの画像に変換して平面視で監視画像と走行予定軌跡１０１、目盛り１０２を表示するので、走行予定軌跡１０１の方向および距離感の把握が容易であり、機体と障害物との位置関係を容易に把握できる。

図１１は、旋回角が４５°で、かつ操作レバー４ｃ、４ｄが後進操作された状態を示している。図１１では、走行体の画像が４５°回転して表示されるとともに、カメラ１３ａ，１３ｂの画像を上方視点からの画像に変換した画像６２０，６３０が表示され、この画像６２０，６３０に走行予定軌跡１０１と目盛り１０２が重ねて表示されている。この場合、走行予定軌跡１０１が１つの画像領域６１に、画像６２０，６３０に重ねて連続的に描かれるため、旋回角が０°や９０°以外の場合にも、運転者は走行予定軌跡上に障害物があるかどうかを容易に判断できる。

すなわち、第１の実施の形態のように、周囲監視モニタ画像領域６１とカメラ画像領域６２，６３を別々に表示する場合には、旋回角に応じて走行予定軌跡１０１が表示されるカメラ画像領域６２，６３が変化するため、走行予定軌跡上に障害物があるかどうかを即座に判断するのが困難な場合がある。これに対し、第２の実施の形態では、走行予定軌跡１０１が周囲監視モニタ画像領域６１に表示されるため、旋回角度に拘わらず、走行予定軌跡上に障害物があるかどうかの判断が容易である。

図１２は、機体の後方の走行予定軌跡１０１内に障害物（作業員）９２が検出された場合の画面例である。図１２では、走行予定軌跡１０１が強調して塗り潰されて表示されている。これにより障害物９２が走行予定軌跡内に存在することを運転者は即座に認識できる。

図１３は、走行速度検出器９により得られる走行速度に応じて走行予定軌跡１０１の長さを変更した画面例である。図１３は、図８よりも走行速度が速い場合の例であり、より遠くまで走行予定軌跡１０１が描かれている。これにより運転者に対し早めに注意を喚起することができ、安全上好ましい。

走行速度に応じて、周囲監視モニタ画像領域６１内の表示倍率を変更するようにしてもよい。その一例を図１４に示す。図１４は、走行速度が速い場合に周囲監視モニタ画像領域６１内の表示倍率を低く、すなわち、より広範囲を表示するようにしたものである。機体を上方から見た外観図とカメラ１３ａ，１３ｂからの画像６２０，６３０は、走行速度が遅いもの（例えば図１０）に比べて縮小して表示され、その分、カメラ１３ａ，１３ｂからの画像６２０，６３０が広い視野範囲で表示されている。これにより走行予定軌跡１０１と目盛り１０２をより遠くまで表示することができる。

なお、上記実施の形態では、障害物検出器１０ａ，１０ｂと監視カメラ１３ａ，１３ｂを上部旋回体１ｄの右側方と後方に１つづつ備えた例を示したが、これらの取付位置および取付数はこれに限定されない。例えば運転室の死角となりやすい右側方のみ、または後方のみに備えてもよく、より多くの箇所に搭載して、より広範囲の監視を行うようにしてもよい。その場合、表示装置内のカメラ画像領域を増やしてもよく、表示手段としての表示装置５０を複数設けてもよい。

以上では、表示制御手段としての表示画像生成部２２で監視用の表示画像を生成し、表示画像に走行予定軌跡を重ねて表示するようにしたが、カメラ監視方向に下部走行体１ｅが走行と判定されると走行予定軌跡１０１を重ねて表示するのであれば、表示制御手段の構成は上述したものに限らない。走行速度に応じて走行予定軌跡１０１の表示形態を変更するようにしたが、運転室内に低速モード、高速モードを選択する走行モードスイッチを設け、このスイッチの操作に応じて表示形態を変更するようにしてもよい。走行予定軌跡内に障害物があるとき、走行予定軌跡を強調色で塗り潰すようにしたが、走行予定軌跡のマーク１０１を点滅させるようにしてもよい。走行予定軌跡１０１のみを表示し、目盛り１０２を省略してもよい。

上記実施の形態では、判定手段としての表示画像生成部２２により、旋回角検出手段としての旋回角検出器８ｄで検出された旋回角と走行指令手段としての操作レバー４ｃ、４ｄで指令された走行指令に基づき、カメラ１３ａ，１３ｄの監視方向に機体が走行するか否かを判定したが（図５）、これら判定手段、旋回角検出手段、走行指令手段の構成は上述したものに限らない。拡縮幅検出手段としての拡縮幅検出器７、および速度検出手段としての走行速度検出器９の構成もいかなるものでもよい。監視装置として監視カメラ１３ａ，１３ｂにより動作を撮影したが、静止画を撮影してもよい。障害物検出手段としての障害物検出器１０ａ，１０ｂはミリ波レーダや近接センサにより構成してもよい。

以上では、油圧ショベルに適用する例を説明したが、クローラクレーン等、旋回可能な他の作業機械にも本発明を同様に適用することができる。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の作業機械の周囲監視装置に限定されない。

本発明の実施の形態に係る周囲監視装置が適用される油圧ショベルの外観側面図。 油圧ショベルの上面図。 本発明の実施の形態に係る周囲監視装置のシステム構成を示すブロック図。 第１の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例を示す図。 図３の表示画像生成部における表示処理の一例を示すフローチャート。 第１の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、旋回体を９０°旋回した表示画像を示す図。 第１の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、走行速度が速い場合の表示画像を示す図。 第１の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、走行予定軌跡内に障害物がある場合の表示画像を示す図。 第１の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、サイドフレームの幅を広げた場合の表示画像を示す図。 第２の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例を示す図。 第２の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、旋回体を４５°旋回した表示画像を示す図。 第２の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、走行予定軌跡内に障害物がある場合の表示画像の一例を示す図。 第２の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、走行速度が速い場合の表示画像を示す図。 第２の実施の形態に係る周囲監視装置による表示画像の一例であり、表示の縮尺を変更した表示画像を示す図。

符号の説明

４ｃ，４ｄ 操作レバー
７ 拡縮幅検出器
８ｄ 旋回角検出器
９ 速度検出器
１０ａ，１０ｂ 障害物検出器
１３ａ，１３ｂ カメラ
２２ 表示制御部
５０ 表示装置
１０１ 走行予定軌跡
１０２ 目盛り

Claims (7)

1. 走行体の上方に旋回可能に設けられた旋回体の旋回角を検出する旋回角検出手段と、
   所定の監視方向に向けて前記旋回体に取り付けられる監視装置と、
   運転席に設けられた表示手段と、
   前記監視装置からの信号に基づき監視用の表示画像を生成し、この表示画像を前記表示手段に表示する表示制御手段と、
   前記走行体の走行を指令する走行指令手段と、
   前記旋回角検出手段で検出された旋回角に基づいて前記旋回体が前記走行体に対してどの方向を向いているかを判定し、この判定結果に基づいて、前記走行指令手段で指令された走行指令が前記監視方向に向かう走行指令であるか否かを判定する判定手段とを備え、
   前記表示制御手段は、前記判定手段により前記監視方向に向かう走行指令であると判定されると、前記表示画像に走行予定軌跡を重ねて表示することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
2. 請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記表示制御手段は、作業機械全体を上方から見た表示画像を生成し、この表示画像に前記走行予定軌跡を重ねて表示することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
3. 請求項１または２に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記監視方向における障害物を検出する障害物検出手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記表示画像に障害物を強調するマークをさらに重ねて表示することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
4. 請求項３に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記表示制御手段は、前記障害物検出手段により検出された障害物が、前記走行予定軌跡内にあるとき、前記走行用予定軌跡を異なる表示形態で強調表示することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記走行体は左右の履帯が拡縮可能であり、この走行体の拡縮幅を検出する拡縮幅検出手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記検出された拡縮幅に応じて前記走行予定軌跡の幅を変更することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   走行速度を検出する速度検出手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記速度検出手段で検出された速度が速いほど、より遠くまで前記走行予定軌跡を表示することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記表示制御手段は、さらに前記走行予定軌跡上における作業機械からの距離を併せて表示することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。

Images