JP6620011B2 - 作業車両および表示制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両および表示制御方法に関し、特に、バケットを有する作業車両および当該作業車両における表示制御方法に関する。

従来、油圧ショベル等の作業車両が知られている。このような作業車両は、本体部と、当該本体部に接続された作業機とを有している。たとえば、油圧ショベルの作業機は、本体部側から順に、ブームと、アームと、バケットとを有する。

特開２００９−２４３０７３号公報（特許文献１）には、作業車両の一例として油圧ショベルが開示されている。当該油圧ショベルは、運転室と、作業機と、表示装置と、表示位置演算部とを備えている。作業機は、運転室内のオペレータの操作により動作する。表示装置は、運転室に設けられ、所定の画像を表示する。表示位置演算部は、表示装置における画像の表示位置を作業機の動きに応じて変更する。詳しくは、上記表示装置は、運転室の前面に設けられた透明のディスプレイである。

特開２００９−２４３０７３号公報

ところで、作業車両のバケットが運転室に近づくほど、運転室のオペレータにはバケットが大きく見える。したがって、バケットが運転室に近づくほど、オペレータにとって、所定の画像としての作業支援情報がバケットと重なる可能性が高くなる。それゆえ、作業車両の操作性が低下する虞がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、作業支援情報の表示を適切に制御することによって作業車両の操作性を向上させることが可能な作業車両、および当該作業車両における表示制御方法を提供することにある。

本発明のある局面に従うと、作業車両は、バケットを有する作業機と、作業機が取り付けられ、かつ運転室を有する本体部と、運転室に設けられ、作業現場の実景と重ね合わせて作業支援情報を表示する表示装置と、作業支援情報を表示装置に表示させる表示制御部と、本体部に対するバケットの位置を検出するバケット位置検出部とを備える。表示制御部は、表示装置における作業支援情報の表示位置をバケットの移動に追従させる。表示制御部は、バケットが運転室に対して前後方向に移動した場合、検出された位置に基づいて、表示装置における作業支援情報の表示態様を変更する。

バケットが前後方向に移動した場合、運転室のオペレータから表示装置を介して視認されるバケットの大きさは変化する。それゆえ、視認されるバケットの大きさによっては作業支援情報の表示態様を変更することが、作業車両の操作性を向上させる観点から好ましい場合がある。そこで、上記の構成のように、バケットが運転室に対して前後方向に移動した場合にバケットの位置に基づいて表示装置における作業支援情報の表示態様を変更することにより、バケットの前後方向の移動の際に表示態様が変更されない構成に比べて、作業車両の操作性を向上させることが可能となる。

好ましくは、表示制御部は、バケットが前後方向に移動した場合、検出された位置に基づいて、作業支援情報のサイズを変更する。

上記の構成によれば、バケットの前後方向の移動の際に作業支援情報の表示サイズが変更されない構成に比べて、作業車両の操作性を向上させることが可能となる。

好ましくは、表示制御部は、バケットが第１の位置にある場合には、第１のサイズで作業支援情報を表示装置に表示させる。表示制御部は、バケットが第１の位置よりも運転室寄りの第２の位置にある場合には、第１のサイズよりも小さな第２のサイズで作業支援情報を表示装置に表示させる。

上記の構成によれば、バケットが第１の位置にあるときよりも、運転室のオペレータからバケットが大きく視認される第２の位置にバケットがあるときの方が、作業支援情報の表示サイズが小さくなる。したがって、作業車両は、バケットが運転席寄りの第２の位置に到達しても、バケットの周囲に作業支援情報を表示させ続けることが可能となる。

好ましくは、表示制御部は、バケットが第２の位置よりも運転室寄りの第３の位置にある場合には、作業支援情報を表示装置に表示させない。

バケットが第２の位置にあるときよりも、バケットが第３の位置にあるときの方が、運転室のオペレータから視認されるバケットの大きさは大きい。このような場合、作業支援情報のサイズを小さくし過ぎると、オペレータは作業支援情報が示す内容を正確に把握できなくなる。それゆえ、バケットが第２の位置よりも運転室寄りの第３の位置にある場合に作業支援情報を非表示とすることにより、作業車両の操作性を向上させることが可能となる。

好ましくは、表示制御部は、バケットが運転室に近づくにつれて、作業支援情報のサイズを徐々に小さくする。

上記の構成によれば、バケットが運転室に近づくにつれて、表示される作業支援情報は徐々に小さくなるため、作業支援情報のサイズが急激に変化する場合に比べて、作業車両の操作性を向上させることが可能となる。

好ましくは、表示制御部は、バケットが第１の位置にある場合と、バケットが第１の位置よりも運転室寄りの第２の位置にある場合とには、所定のサイズで作業支援情報を表示装置に表示させる。表示制御部は、バケットが第２の位置よりも運転室寄りの第３の位置にある場合には、作業支援情報を表示装置に表示させない。

バケットが第２の位置にあるときよりも、バケットが第３の位置にあるときの方が、運転室のオペレータから視認されるバケットの大きさは大きい。このような場合、作業支援情報をバケットの周囲に追従させることができなくなる可能性がある。そこで、上記の構成のように、第３の位置では作業支援情報を非表示とすることにより、作業支援情報の表示位置をバケットに追従させることができなくなった事態に対処し得る。

好ましくは、表示制御部は、作業支援情報が運転室から見てバケットの左側の位置または右側の位置に視認されるように、表示装置における作業支援情報の表示位置を制御する。

上記の構成によれば、作業支援情報は、少なくとも刃先の下側に表示されない。したがって、オペレータにとって作業性に優れた表示が可能となる。

好ましくは、作業機は、運転室の右側に設けられている。表示制御部は、作業支援情報が運転室から見てバケットの左側の位置に視認されるように、表示装置における作業支援情報の表示位置を制御する。

上記の構成によれば、本体部に対する作業機の取付位置に適した作業支援情報の表示が可能となる。

好ましくは、表示制御部は、バケットが第１の位置にある場合には、作業支援情報が運転室からバケットの左側の位置および右側の位置のうちの一方の位置に視認されるように、表示装置における作業支援情報の表示位置を制御する。表示制御部は、バケットが第２の位置にある場合には、作業支援情報が運転室からバケットの左側の位置および右側の位置のうちの他方の位置に視認されるように、表示装置における作業支援情報の表示位置を制御する。

上記の構成によれば、バケットが運転室に近づいても、作業支援情報をバケットの周囲に表示させ続けることが可能となる。

好ましくは、表示制御部は、作業支援情報が運転室から見てバケットの周辺に視認されるように、表示装置における作業支援情報の表示位置をバケットの移動に追従させる。

上記の構成によれば、作業支援情報がバケットに重なって見えてしまうことを防止できる。また、作業支援情報がバケットの周囲で追従するため、作業支援情報の視認性が向上する。

本発明の局面に従うと、作業車両の表示制御方法は、バケットを有する作業機と、作業機が取り付けられ、かつ運転室を有する本体部と、運転室に設けられ、作業現場の実景と重ね合わせて作業支援情報を表示する表示装置とを含む、作業車両において実行される。表示制御方法は、本体部に対するバケットの位置を検出するステップと、作業支援情報をバケットの移動に追従させて表示装置に表示させるステップと、バケットが運転室に対して前後方向に移動した場合、検出された位置に基づいて、表示装置における作業支援情報の表示態様を変更するステップとを備える。

上記の方法によれば、バケットが運転室に対して前後方向に移動した場合、バケットの位置に基づいて表示装置における作業支援情報の表示態様を変更することによって、バケットの前後方向の移動の際に表示態様が変更されない構成に比べて、作業車両の操作性を向上させることが可能となる。

上記の発明によれば、作業車両の操作性を向上させることが可能となる。

作業車両の外観を説明する図である。 作業車両が備える制御系の構成を表したブロック図である。 ある局面における表示装置の表示内容を表した図である。 バケットが上方に移動した場合における、複数の作業支援情報の各々の表示位置を説明するための図である。 バケットが運転室に近づく方向（後方向）に移動した場合における、作業支援情報の表示態様の第１の変更例を説明するための図である。 バケットが運転室に近づく方向（後方向）に移動した場合における、作業支援情報の表示態様の第２の変更例を説明するための図である。 バケットが運転室に近づく方向（後方向）に移動した場合における、作業支援情報の表示態様の第３の変更例を説明するための図である。 作業支援情報の表示処理を説明するためのフローチャートである。 図６に基づいて説明した第２の変更例についての変形例を説明するための図である。 表示装置とは異なる構成を有する他の表示装置を表した図である。

＜Ａ．全体構成＞
図１は、実施形態に基づく作業車両１０１の外観を説明する図である。図１に示されるように、実施形態に基づく作業車両１０１として、本例においては、油圧ショベルを例に挙げて説明する。

作業車両１０１は、走行体１と、旋回体３と、作業機４とを主に有している。作業車両１０１の本体部は、走行体１と旋回体３とにより構成される。本体部には、作業機４が取り付けられている。走行体１は、左右１対の履帯を有している。旋回体３は、走行体１の旋回機構を介して旋回可能に装着される。旋回体３は、運転室８等を有する。

作業機４は、旋回体３において、上下方向に作動可能に軸支されており、土砂の掘削などの作業を行う。作業機４は、ブーム５と、アーム６と、バケット７とを含む。作業機４は、運転室８から右前方に視認される位置に設けられている。

ブーム５は、基部が旋回体３に可動可能に連結されている。アーム６は、ブーム５の先端に可動可能に連結されている。バケット７は、アーム６の先端に可動可能に連結されている。バケット７は、運転室８に対して上下方向に移動可能である。また、バケット７は、運転室８に対して前後方向にも移動可能である。バケット７は、刃先７Ａを有する。

運転室８は、フロントガラス２を有する。フロントガラス２は、フレーム９によって固定されている。詳しくは、フロントガラス２は、フロントガラス２Ａと、フロントガラス２Ａより下側のフロントガラス２Ｂとによって構成される。さらに詳しくは、フロントガラス２Ａは、上部の開口枠９Ａの内側（開口枠内）に設けられ、フロントガラス２Ｂは、下部の開口枠９Ｂの内側に設けられている。

表示装置４４は、作業車両１０１の運転室８の運転席の前方に取り付けられている。本例においては、表示装置４４は、運転室８に入射する外光を透過する部材（フィルム等）と、投影機（プロジェクタ）とによって構成される。投影機によって投影された映像は、実像として外光を透過する部材（フィルム等）に表示される。表示装置４４の表示領域は、作業車両１０１の運転室８の前面の開口枠９Ａ内に設けられる。運転室８のオペレータは、表示装置４４の表示領域を透して、作業機４を含む作業現場の実景を目視することができる。表示装置４４は、作業現場の実景と重ね合わせて、オペレータによる作業機４の操作（作業）を支援するための情報（作業支援情報）を表示する。表示装置４４は、オペレータの視野に直接映像を映し出すヘッドアップディスプレイとして機能する。

表示装置４４のフィルム等の外光を透過する部材は、フロントガラス２Ａに重畳されて設置されている。表示装置４４は、フロントガラス２Ａの縁部まで表示領域を有する。なお、フロントガラス２Ａの大きさは、表示装置４４の表示領域と同じであっても良いし、異なる場合であっても良い。

本例においては、表示装置４４として、運転室８に入射する外光を透過する部材（フィルム等）に対して投影機（プロジェクタ）によって投影された映像を表示する構成について説明するが、これに限られず透明のディスプレイ（たとえば、透過型の液晶ディスプレイ）である表示装置４４を備えた構成とすることも可能である。

＜Ｂ．制御系の構成＞
図２は、作業車両１０１が備える制御系の構成を表したブロック図である。図２に示されるように、作業車両１０１は、操作装置１０と、作業機コントローラ２０と、作業機駆動装置３０と、表示システム４０とを有する。

（ｂ１．操作装置１０）
操作装置１０は、操作部材１１Ｌ、１１Ｒと、操作検出部１２と、走行操作部材１３と、走行操作検出部１４とを有する。

操作部材１１Ｌ、１１Ｒは、オペレータが作業機４および旋回体３を操作するために用いられる。詳しくは、操作部材１１Ｒは、オペレータがブーム５とバケット７とを操作するために用いられる。操作部材１１Ｌは、オペレータが旋回体３とアーム６とを操作するために用いられる。

操作検出部１２は、操作部材１１Ｌ、１１Ｒに対するオペレータの操作を検出する。
走行操作部材１３は、オペレータが作業車両１０１の走行を操作するために用いられる。走行操作検出部１４は、走行操作部材１３の操作内容に応じパイロット流量を発生する。作業車両１０１は、パイロット流量に応じた速度で移動する。

（ｂ２．作業機コントローラ２０）
作業機コントローラ２０は、記憶部２１と、演算部２２とを有している。記憶部２１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリで構成される。演算部２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置で構成される。

作業機コントローラ２０は、主として、作業機４の動作と旋回体３の旋回とを制御する。詳しくは、作業機コントローラ２０は、操作部材１１Ｌ、１１Ｒの操作に応じて、作業機４および旋回体３を動作させるための制御信号を生成する。作業機コントローラ２０は、生成した制御信号を作業機制御装置２７に出力する。

（ｂ３．作業機駆動装置３０）
作業機駆動装置３０は、比例制御弁３１を有している。比例制御弁３１は、作業機コントローラ２０からの制御信号に基づいて動作する。詳しくは、比例制御弁３１は、制御信号に応じた流量の作動油を、油圧シリンダおよび旋回モータに供給する。これにより、作業機４が動作し、旋回体３が旋回する。

（ｂ４．表示システム４０）
表示システム４０の表示装置４４は、作業支援情報等の各種の画像を表示する。表示システム４０は、バケット位置検出部４１と、表示制御部４３と、表示装置４４とを有する。なお、表示システム４０では、オペレータの視点位置として、所定の基準位置が予め設定されている。

バケット位置検出部４１は、バケット角度センサ４１１と、アーム角度センサ４１２と、ブーム角度センサ４１３とを有する。

バケット角度センサ４１１は、バケット７の所定の基準位置からの相対角度を検出する。アーム角度センサ４１２は、アーム６の所定の基準位置からの相対角度を検出する。ブーム角度センサ４１３は、ブーム５の所定の基準位置からの相対角度を検出する。

バケット位置検出部４１は、検出された３つの相対角度の情報に基づき、作業車両本体に対するバケット７の位置を検出する。詳しくは、バケット位置検出部４１は、車体座標系におけるバケット７の位置を検出する。バケット位置検出部４１は、バケット７の位置として、たとえば、バケット７の刃先７Ａの位置を検出する。

表示制御部４３は、上記検出されたバケット７の位置に基づいて、表示装置４４における作業支援情報の表示位置をバケット７の移動に追従させる。詳しくは、表示制御部４３は、作業支援情報が運転室８からバケット７の周囲に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報の表示位置を制御する。

また、表示制御部４３は、バケット７が運転室８に対して前後方向に移動した場合、検出されたバケットの位置に基づいて、表示装置４４における作業支援情報の表示態様を変更する。詳しくは、表示制御部４３は、バケット７が前後方向に移動した場合、上記検出されたバケット７の位置に基づいて、作業支援情報の大きさ（サイズ）を変更する。なお、作業支援情報の具体的な表示例については、後述する（図３〜７）。

表示制御部４３についてさらに詳しく説明すると以下のとおりである。表示制御部４３は、画像生成部４３１と、表示位置演算部４３２とを有する。

画像生成部４３１は、表示装置４４に表示する画像を生成する。画像生成部４３１は、車速計、エンジン回転計、燃料計、油温計等を表した画像を生成する。さらに、画像生成部４３１は、複数の作業支援情報を表した画像を生成する。作業支援情報の具体例については、図３等で説明する。

詳しくは、画像生成部４３１は、作業車両１０１の動力系を制御するコントローラ（図示せず）と接続されている。画像生成部４３１は、各種のセンサによって検知された情報およびコントローラによる制御内容に関する情報などを受信する。画像生成部４３１は、当該受信された情報に基づいて、表示装置４４に表示させる画像を生成する。

表示位置演算部４３２は、表示装置４４における画像の表示位置を演算し、算出された表示位置に画像を表示させる。詳しくは、表示位置演算部は、表示装置４４における作業支援情報の表示位置を算出し、当該算出された位置に作業支援情報を表示させる。

具体的には、表示位置演算部４３２は、バケット位置検出部４１によって検出されたバケット７の位置と、上述した基準位置とに基づき、表示装置４４における作業支援情報の表示位置を算出する。詳しくは、表示位置演算部４３２は、作業支援情報が運転室８からバケット７の周囲に視認される表示位置を算出する。表示位置演算部４３２によって算出される表示位置の詳細については、後述する（図３〜７）。

さらに詳しくは、表示制御部４３は、表示装置４４上におけるバケット７の位置およびバケット７の刃先７Ａの位置を算出する。このような算出処理により、作業支援情報の表示位置をバケット７の移動に追従させることができる。なお、表示制御部４３は、ＣＰＵなどの演算処理装置やＲＡＭおよびＲＯＭなどの記憶装置によって実現される。

＜Ｃ．ユーザインターフェイス＞
次に、図３〜図７に基づいて、表示装置４４における作業支援情報の表示方法について説明する。詳しくは、最初に、図３および図４に基づいて、作業支援情報の追従処理を説明する。次いで、図５〜図７に基づいて、作業支援情報の表示態様の変更について説明する。

（ｃ１．作業支援情報の追従処理）
図３は、ある局面における表示装置４４の表示内容を表した図である。図３に示すとおり、表示制御部４３は、表示装置４４の表示領域に、複数の作業支援情報９１〜９４を表示させる。詳しくは、表示制御部４３は、複数の作業支援情報９１〜９４の各々がバケット７の周囲に視認される位置に、複数の作業支援情報９１〜９４を表示させる。好ましくは、表示制御部４３は、複数の作業支援情報９１〜９４を、バケット７の刃先７Ａよりも上方の位置に表示させる。

また、図３の例では、表示制御部４３は、作業支援情報９１，９２が運転室８から見てバケット７の左側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報９１，９２の表示位置を制御する。さらに、表示制御部４３は、作業支援情報９３，９４が運転室８から見てバケット７の右側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報９３，９４の表示位置を制御する。

作業支援情報９１は、正対コンパスを表している。正対コンパスは、作業車両１０１が設計面データと正対した状態にあるか否かを表す。また、正対コンパスは、正対状態にない場合には、円の内部の矢印の回転角でずれ量を表す。作業車両１０１が設計面データと正対していない場合、表示制御部４３は、図３に示した態様とは異なる態様（たとえば、色等を変更した態様）で作業支援情報９１を表示装置４４に表示させてもよい。

作業支援情報９２は、設計面と刃先との断面（横断面）を表している。
作業支援情報９３は、ライトバーを表している。ライトバーは、仕上げ掘削時に表示される。ライトバーは、設計面と刃先７Ａとの距離を、後述する作業支援情報９４よりも詳細に表示する。作業支援情報９４は、設計面方向および設計面と刃先７Ａとの距離を表している。

なお、図３に示した作業支援情報９１〜９４は、一例であって、表示装置４４に表示される作業支援情報は、これらに限定されるものではない。

図４は、バケット７が上方に移動した場合における、複数の作業支援情報９１〜９４の各々の表示位置を説明するための図である。なお、図４に示すとおり、バケット７は、状態（Ａ）よりも状態（Ｂ）の方が高い位置にある。

状態（Ａ）では、表示システム４０は、図３と同様に、４つの作業支援情報９１〜９４を表示している。状態（Ａ）からバケット７が上方に移動すると、表示制御部４３は、バケット位置検出部４１によって逐次検出されるバケット７の位置に基づいて、表示装置４４における作業支援情報９１〜９４の表示位置をバケット７の移動に追従させるための処理を行う。より詳しくは、状態（Ｂ）のように、表示制御部４３は、バケット７との相対的な位置関係が各々の作業支援情報９１〜９４において一定となるように、作業支援情報９１〜９４の表示位置をバケット７の移動に追従させる。

詳しくは、表示制御部４３は、各作業支援情報９１〜９４が運転室８からバケット７の周囲に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報９１〜９４の表示位置を制御する。さらに詳しくは、表示制御部４３は、バケット７の上下方向の移動に対して作業支援情報９１〜９４を追従させるだけではなく、バケット７の運転室８に対する前後方向の移動に対しても作業支援情報９１〜９４を追従させる。

以上のように、表示制御部４３は、作業支援情報が運転室８からバケット７の周辺に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報の表示位置をバケット７の移動に追従させる。

また、表示制御部４３は、作業支援情報が運転室８からバケット７の左側の位置または右側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報の表示位置を制御する。当該の構成によれば、作業支援情報は、少なくとも刃先７Ａの下側に表示されない。したがって、オペレータにとって作業性に優れた表示が可能となる。

また、作業機４は、運転室８の右側に設けられている。表示制御部４３は、作業支援情報が運転室８からバケット７の左側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報の表示位置を制御する。当該構成によれば、本体部に対する作業機の取付位置に適した作業支援情報の表示が可能となる。

（ｃ２．作業支援情報の表示態様の変更）
以下では、作業支援情報の表示態様の変更例として、３つの例を挙げて説明する。詳しくは、以下では、バケット７が運転室８に対して前後方向の移動した場合における、作業支援情報９２，９３の表示態様の変更方法について説明する。

（１）第１の変更例
図５は、バケット７が運転室８に近づく方向（後方向）に移動した場合における、作業支援情報９２の表示態様の第１の変更例を説明するための図である。図５に示すとおり、バケット７は、状態（Ａ）よりも状態（Ｂ）の方が運転室８に近い位置にある。また、バケット７は、状態（Ｂ）よりも状態（Ｃ）の方が運転室８に近い位置にある。

状態（Ａ）に示すように、位置Ｐ１にバケット７がある場合、表示システム４０は、作業支援情報９２を、運転室８のオペレータから見てバケット７の左側の位置Ｐ５１に表示する。詳しくは、表示システム４０の表示制御部４３は、作業支援情報９２を第１のサイズで位置Ｐ５１に表示する。より詳しくは、表示制御部４３が、作業支援情報９２を、バケット７の刃先７Ａよりも高い位置に表示させる。

状態（Ａ）からバケット７が後方（運転室８側）に移動すると、表示制御部４３は、バケット位置検出部４１によって逐次検出されるバケット７の位置に基づいて、表示装置４４における作業支援情報９２の表示位置をバケット７の移動に追従させるための処理を行う。より詳しくは、表示制御部４３は、バケット７との相対的な位置関係が一定となるように、作業支援情報９２の表示位置をバケット７の移動に追従させる。さらに、表示制御部４３は、作業支援情報９２の表示サイズを、バケット７の後方への移動に応じて、上記第１のサイズから徐々に小さくする。

たとえば、状態（Ｂ）に示すとおり位置Ｐ２にバケット７が到達した場合、表示制御部４３は、作業支援情報９２を位置Ｐ５２に表示させる。詳しくは、表示制御部４３は、作業支援情報９２を、上記第１のサイズよりも小さい第２のサイズで位置Ｐ５２に表示する。

状態（Ｂ）の後、バケット７がさらに後方に移動した場合、表示制御部４３は、作業支援情報９２の表示位置をバケット７の移動に追従させるとともに、作業支援情報９２のサイズをさらに小さくする処理を行う。

たとえば、状態（Ｃ）に示すとおり位置Ｐ３にバケット７が到達した場合、表示制御部４３は、作業支援情報９２を位置Ｐ５３に表示させる。詳しくは、表示制御部４３は、作業支援情報９２を、上記第２のサイズよりも小さい第３のサイズで位置Ｐ５３に表示する。

なお、位置Ｐ５２，Ｐ５３は、オペレータから見てバケット７の左側の位置である。また、これらの位置においてもバケット７と作業支援情報９２との位置関係が一定に保たれるため、作業支援情報９２は、バケット７の刃先７Ａよりも高い位置に表示される。

上記の処理を小括すると、以下の（i）〜（iv）のとおりである。
（i）表示制御部４３は、作業支援情報９２が運転室８からバケット７の周囲に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報９２の表示位置を制御する。表示制御部４３は、バケット７が運転室８に対して前後方向に移動した場合、バケット位置検出部４１によって検出されたバケット７の位置に基づいて、表示装置４４における作業支援情報９２の表示態様を変更する。

バケット７が前後方向に移動した場合、運転室８のオペレータから表示装置４４を介して視認されるバケット７の大きさは変化する。それゆえ、視認されるバケット７の大きさによっては作業支援情報９２の表示態様を変更することが、作業車両１０１の操作性を向上させる観点から好ましい場合がある。

そこで、上記の構成のように、バケット７が運転室８に対して前後方向に移動した場合にバケット７の位置に基づいて表示装置４４における作業支援情報９２の表示態様を変更することにより、バケット７の前後方向の移動の際に表示態様が変更されない構成に比べて、作業車両１０１の操作性を向上させることが可能となる。

（ii）具体的には、表示制御部４３は、バケット７が上記前後方向に移動した場合、バケット位置検出部４１によって検出されたバケット７の位置に基づいて、表示装置４４上における作業支援情報９２のサイズを変更する。このような構成によれば、バケット７の前後方向の移動の際に作業支援情報９２の表示サイズが変更されない構成に比べて、作業車両１０１の操作性を向上させることが可能となる。

（iii）詳しくは、表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ１にある場合には、第１のサイズで作業支援情報９２を表示装置４４に表示させる。表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ１よりも運転室８寄りの位置Ｐ２にある場合には、第１のサイズよりも小さな第２のサイズで作業支援情報９２を表示装置４４に表示させる。

このような構成によれば、バケット７が位置Ｐ１にあるときよりも、運転室８のオペレータからバケットが大きく視認される位置Ｐ２にバケットがあるときの方が、作業支援情報９２の表示サイズが小さくなる。したがって、作業車両１０１は、バケット７が運転席寄りの位置Ｐ２に到達しても、バケット７の周囲に作業支援情報９２を表示させ続けることが可能となる。

（iv）より詳しくは、表示制御部４３は、バケット７が運転室８に近づくにつれて、表示装置４４上における作業支援情報９２のサイズを徐々に小さくする。このような構成によれば、バケット７が運転室８に近づくにつれ、表示される作業支援情報９２は小さくなるため、作業支援情報９２のサイズが急激に変化する場合に比べて、作業車両の操作性を向上させることが可能となる。

（２）第２の変更例
図６は、バケット７が運転室８に近づく方向（後方向）に移動した場合における、作業支援情報９２の表示態様の第２の変更例を説明するための図である。図６に示すとおり、バケット７は、状態（Ａ）よりも状態（Ｂ）の方が運転室８に近い位置にある。また、バケット７は、状態（Ｂ）よりも状態（Ｃ）の方が運転室８に近い位置にある。なお、図６の状態（Ａ）は図５の状態（Ａ）と同一であり、図６の状態（Ｂ）は図５の状態（Ｂ）と同一である。したがって、図６の状態（Ａ），（Ｂ）については、ここでは繰り返し説明をしない。

状態（Ｂ）の後、バケット７がさらに後方に移動してバケット７が位置Ｐ３（状態（Ｃ））に到達した場合、表示制御部４３は、作業支援情報９２を非表示とする。このように、表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ２よりも運転室８寄りの位置Ｐ３にある場合には、作業支援情報９２を表示装置４４に表示させない。

ところで、バケット７が位置Ｐ２にあるときよりも、バケット７が位置Ｐ３にあるときの方が、運転室８のオペレータから視認されるバケット７の大きさは大きい。このような場合、作業支援情報９２のサイズを小さくし過ぎると、オペレータは作業支援情報９２が示す内容を正確に把握できなくなる。それゆえ、バケット７が位置Ｐ２よりも運転室寄りの位置Ｐ３にある場合、上記のように作業支援情報９２を非表示とすることにより、作業車両１０１の操作性を向上させることが可能となる。

（３）第３の変更例
図７は、バケット７が運転室８に近づく方向（後方向）に移動した場合における、作業支援情報９２の表示態様の第３の変更例を説明するための図である。図７に示すとおり、バケット７は、状態（Ａ）よりも状態（Ｂ）の方が運転室８に近い位置にある。

状態（Ａ）に示すように、位置Ｐ１にバケット７がある場合、表示システム４０は、作業支援情報９３を、運転室８のオペレータから見てバケット７の右側の位置Ｐ５４に表示する。詳しくは、表示システム４０の表示制御部４３は、作業支援情報９３を第１のサイズで位置Ｐ５４に表示する。より詳しくは、表示制御部４３が、作業支援情報９３を、バケット７の刃先７Ａよりも高い位置に表示させる。

状態（Ａ）からバケット７が後方（運転室８側）に移動すると、表示制御部４３は、バケット位置検出部４１によって逐次検出されるバケット７の位置に基づいて、表示装置４４における作業支援情報９３の表示位置をバケット７の移動に追従させるための処理を行う。より詳しくは、表示制御部４３は、バケット７との相対的な位置関係が一定となるように、作業支援情報９３の表示位置をバケット７の移動に追従させる。さらに、表示制御部４３は、作業支援情報９３の表示サイズを、バケット７の後方への移動に応じて、上記第１のサイズから徐々に小さくする。

状態（Ｂ）に示すとおり位置Ｐ２にバケット７が到達した場合、表示制御部４３は、作業支援情報９３を、運転室８のオペレータから見てバケット７の左側の位置Ｐ５５に表示させる。詳しくは、表示制御部４３は、作業支援情報９３の表示位置を、バケット７に対して状態（Ａ）とは反対側に変更する。また、表示制御部４３は、作業支援情報９３を、上記第１のサイズよりも小さい第２のサイズで位置Ｐ５５に表示する。

なお、位置Ｐ５４，Ｐ５５においてもバケット７と作業支援情報９３との位置関係が一定に保たれるため、作業支援情報９３は、バケット７の刃先７Ａよりも高い位置に表示される。

以上のように、表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ１にある場合には、作業支援情報９３が運転室８からバケット７の右側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報９３の表示位置を制御する。表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ２にある場合には、作業支援情報９３が運転室８からバケット７の左側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報９３の表示位置を制御する。このような構成によれば、バケット７が運転室８に近づいても、作業支援情報９３をバケット７の周囲に表示させ続けることが可能となる。

なお、作業機４の位置が運転室８の左側にある場合には、以下のように表示制御部４３を構成してもよい。表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ１’にある場合には、作業支援情報が運転室８からバケット７の左側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報の表示位置を制御する。表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ１’よりも運転室８寄りの位置Ｐ２’にある場合には、作業支援情報が運転室８からバケット７の右側の位置に視認されるように、表示装置４４における作業支援情報９３の表示位置を制御する。この場合にも、バケット７が運転室８に近づいても、作業支援情報９３をバケット７の周囲に表示させ続けることが可能となるといった効果を得られる。

＜Ｄ．制御構造＞
図８は、作業支援情報の表示処理を説明するためのフローチャートである。図８に示すとおり、表示制御部４３は、ステップＳ１において、グローバル座標系上の作業車両１０１の三次元位置情報を算出する。表示制御部４３は、ステップＳ２において、車体座標系上における、バケット７の位置および刃先７Ａの位置を算出する。ステップＳ３において、表示制御部４３は、グローバル座標上のバケット７の位置および刃先７Ａの位置を算出する。なお、グローバル座標系上のバケット７の位置等を算出するのは、予め記憶されている目標地形情報を利用した情報を表示装置４４に表示させるためである。

ステップＳ４において、表示制御部４３は、バケット７の刃先のグローバル座標での現在位置と、上記目標地形情報とに基づいて、目標設計地形と刃先７Ａとの距離情報を算出する。ステップＳ５において、表示制御部４３は、ステップＳ４で算出した距離情報に基づいて作業支援情報の表示内容を生成する。ステップＳ６において、表示制御部４３は、ステップＳ２で算出された車体座標系上のバケット７の現在位置（詳しくは、刃先７Ａの現在位置）に基づいて、作業支援情報の表示サイズと、作業支援情報の表示位置とを算出する。ステップＳ７において、表示制御部４３は、ステップＳ６で算出した表示位置に、算出した表示サイズで作業支援情報を表示する。

＜Ｅ．変形例＞
（ｅ１．第１の変形例）
図９は、図６に基づいて説明した第２の変更例についての変形例を説明するための図である。図９に示すとおり、バケット７は、状態（Ａ）よりも状態（Ｂ）の方が運転室８に近い位置にある。また、バケット７は、状態（Ｂ）よりも状態（Ｃ）の方が運転室８に近い位置にある。なお、図９の状態（Ａ）は図６の状態（Ａ）と同一であり、図９の状態（Ｃ）は図６の状態（Ｃ）と同一である。したがって、図９の状態（Ａ），（Ｃ）については、ここでは繰り返し説明をしない。

状態（Ａ）からバケット７が後方（運転室８側）に移動すると、表示制御部４３は、バケット位置検出部４１によって逐次検出されるバケット７の位置に基づいて、表示装置４４における作業支援情報９２の表示位置をバケット７の移動に追従させるための処理を行う。より詳しくは、表示制御部４３は、バケット７との相対的な位置関係が一定となるように、作業支援情報９２の表示位置をバケット７の移動に追従させる。

この場合、表示制御部４３は、作業支援情報９２の表示サイズを上記第１のサイズから変更しない。詳しくは、表示制御部４３は、バケット７が後方に移動しても、作業支援情報９２のサイズを変更する制御を行わない。このように、作業支援情報９２のサイズの変更を行わない点が、上述した第２の変更例（図６）とは異なる。

また、状態（Ｂ）の後、バケット７がさらに後方に移動してバケット７が位置Ｐ３（状態（Ｃ））に到達した場合、表示制御部４３は、作業支援情報９２を非表示とする。このように、表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ２よりも運転室８寄りの位置Ｐ３にある場合には、作業支援情報９２を表示装置４４に表示させない。

以上のように、表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ１にある場合と、バケット７が位置Ｐ１よりも運転室８寄りの位置Ｐ２にある場合とには、第１のサイズ（所定のサイズ）で作業支援情報９２を表示装置４４に表示させる。表示制御部４３は、バケット７が位置Ｐ２よりも運転室８寄りの位置Ｐ３にある場合には、作業支援情報９２を表示装置４４に表示させない。

上述したように、バケット７が位置Ｐ２にあるときよりも、バケット７が位置Ｐ３にあるときの方が、運転室８のオペレータから視認されるバケット７の大きさは大きい。このような場合、作業支援情報９２をバケットの周囲に追従させることができなくなる可能性がある。そこで、上記の構成のように、位置Ｐ３では作業支援情報９２を非表示とすることにより、作業支援情報の表示位置をバケットに追従させることができなくなった事態に対処し得る。

（ｅ２．第２の変形例）
上記においては、表示装置４４が開口枠９Ａ内の表示領域に表示する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。表示装置４４が開口枠９Ｂ内も表示領域として表示する構成としても良い。すなわち、運転室８が透明のデュアルディスプレイを備える構成であってもよい。この場合、表示制御部４３は、２つの表示領域における表示を制御することになる。なお、開口枠９Ｂの表示領域について別の表示装置を設けた構成とすることも可能である。

このような構成の作業車両であっても、上述した作業車両１０１で得られる効果と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、作業支援情報は下側の表示装置の表示領域にも表示できる。

（ｅ３．第３の変形例）
作業車両１０１は、表示装置４４とは異なる構成の表示装置を備えていてもよい。具体的には、作業車両１０１は、表示装置としてコンバイナを備えていても良い。

図１０は、実施形態の表示装置４４とは異なる構成を有する他の表示装置を表した図である。図１０に示すとおり、表示装置７０は、運転室８に設けられ、投影機７１と、レンズ工学系７２と、コンバイナ７３とを有する。

投影機７１は、プロジェクタである。レンズ工学系７２は、投影機７１とコンバイナ７３との間に設置されている。レンズ工学系７２は、複数のレンズを有する。レンズ工学系７２は、複数のレンズのうちの一部のレンズは、光軸方向に移動可能となっている。

コンバイナ７３は、フロントガラス２Ａに設置されている。なお、コンバイナ７３は、フロントガラス２Ａとフロントガラス２Ｂとに設置されていてもよい。コンバイナ７３は、一部の光を反射し、残りの光を透過するハーフミラーで構成されている。コンバイナ７３は、投影機７１によって投影された映像を運転室８内のオペレータ側に反射するとともに、運転室８の外部からの光を運転室８の内部に透過する。

このため、表示装置７０では、オペレータは、コンバイナ７３に投影された映像を、運転室８前方の実景に重ねて表示される虚像として捉えることができる。

このように、コンバイナ７３を利用した表示装置７０を備える作業車両であっても、実施形態の作業車両１０１と同様の効果を奏することができる。

なお、作業車両の一例として、油圧ショベルを例に挙げて説明したが、バックホーローダや他の作業車両にも適用可能である。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 走行体、２，２Ａ，２Ｂ フロントガラス、３ 旋回体、４ 作業機、５ ブーム、６ アーム、７ バケット、７Ａ 刃先、８ 運転室、９ フレーム、９Ａ，９Ｂ 開口枠、１０ 操作装置、１１Ｌ，１１Ｒ，３１Ｌ 操作部材、１２，１２Ｌ，１２Ｒ 操作検出部、１３ 走行操作部材、１４ 走行操作検出部、２０ 作業機コントローラ、２１ 記憶部、２２ 演算部、２７ 作業機制御装置、３０ 作業機駆動装置、３１ 比例制御弁、４０ 表示システム、４１ バケット位置検出部、４３ 表示制御部、４４，７０ 表示装置、７１ 投影機、７２ レンズ工学系、７３ コンバイナ、９１，９２，９３，９４ 作業支援情報、１０１ 作業車両、４１１ バケット角度センサ、４１２ アーム角度センサ、４１３ ブーム角度センサ、４３１ 画像生成部、４３２ 表示位置演算部。

Claims (9)

1. バケットを有する作業機と、
   前記作業機が取り付けられ、かつ運転室を有する本体部と、
   前記運転室に設けられ、作業現場の実景と重ね合わせて作業支援情報を表示する表示装置と、
   前記作業支援情報を前記表示装置に表示させる表示制御部と、
   前記本体部に対する前記バケットの位置を検出するバケット位置検出部とを備え、
   前記表示制御部は、
   前記表示装置における前記作業支援情報の表示位置を前記バケットの移動に追従させ、
   前記バケットが前記運転室に対して前後方向に移動した場合、前記バケット位置検出部によって検出された前記位置に基づいて、前記表示装置における前記作業支援情報のサイズを変更する、作業車両。
2. 前記表示制御部は、
   前記バケットが第１の位置にある場合には、第１のサイズで前記作業支援情報を前記表示装置に表示させ、
   前記バケットが前記第１の位置よりも前記運転室寄りの第２の位置にある場合には、前記第１のサイズよりも小さな第２のサイズで前記作業支援情報を前記表示装置に表示させる、請求項１に記載の作業車両。
3. 前記表示制御部は、前記バケットが前記第２の位置よりも前記運転室寄りの第３の位置にある場合には、前記作業支援情報を前記表示装置に表示させない、請求項２に記載の作業車両。
4. 前記表示制御部は、前記バケットが前記運転室に近づくにつれて、前記表示装置上における前記作業支援情報のサイズを徐々に小さくする、請求項２または３に記載の作業車両。
5. 前記表示制御部は、前記作業支援情報が前記運転室から見て前記バケットの左側の位置または右側の位置に視認されるように、前記表示装置における前記作業支援情報の表示位置を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の作業車両。
6. 前記作業機は、前記運転室の右側に設けられており、
   前記表示制御部は、前記作業支援情報が前記運転室から見て前記バケットの左側の位置に視認されるように、前記表示装置における前記作業支援情報の表示位置を制御する、請求項５に記載の作業車両。
7. 前記表示制御部は、
   前記バケットが前記第１の位置にある場合には、前記作業支援情報が前記運転室から前記バケットの左側の位置および右側の位置のうちの一方の位置に視認されるように、前記表示装置における前記作業支援情報の表示位置を制御し、
   前記バケットが前記第２の位置にある場合には、前記作業支援情報が前記運転室から前記バケットの前記左側の位置および前記右側の位置のうちの他方の位置に視認されるように、前記表示装置における前記作業支援情報の表示位置を制御する、請求項２に記載の作業車両。
8. 前記表示制御部は、前記作業支援情報が前記運転室から見て前記バケットの周辺に視認されるように、前記表示装置における前記作業支援情報の表示位置を前記バケットの移動に追従させる、請求項１から７のいずれか１項に記載の作業車両。
9. バケットを有する作業機と、前記作業機が取り付けられ、かつ運転室を有する本体部と、前記運転室に設けられ、作業現場の実景と重ね合わせて作業支援情報を表示する表示装置とを含む作業車両における表示制御方法であって、
   前記本体部に対する前記バケットの位置を検出するステップと、
   前記作業支援情報を前記バケットの移動に追従させて前記表示装置に表示させるステップと、
   前記バケットが前記運転室に対して前後方向に移動した場合、検出された前記位置に基づいて、前記表示装置における前記作業支援情報のサイズを変更するステップとを備える、表示制御方法。

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