JP6692187B2 - 作業車両用施工作業支援システム - Google Patents
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Description
本発明は、施工現場に存在する防護対象物の位置情報に基づき作業車両の施工作業を支援する作業車両用施工作業支援システムに関する。
従来、例えばバックホウ等の作業車両の作業部材の先端（例えばバケットの爪先）の３次元座標を把握し、予め入力した３次元設計データ（例えば、目標設計面等の目標設計形状の３次元データ）の目標設計面と作業部先端との差を運転席に設けられた表示装置に表示して施工作業を支援する技術（マシンガイダンスと呼ばれる）が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
ここで、マシンガイダンスシステムでは、例えば基本設計データから生成した３次元設計データを外部から車載のコントローラに取り込み、この３次元設計データと作業部材先端の座標とに基づき支援情報を表示している。
また、例えば非特許文献１には、施工範囲内の埋設物の位置を事前に把握して３次元設計データに反映し、マシンガイダンスによる支援情報の表示の際に、埋設物の位置も表示する技術思想が開示されている。
ここで、マシンガイダンスシステムでは、例えば基本設計データから生成した３次元設計データを外部から車載のコントローラに取り込み、この３次元設計データと作業部材先端の座標とに基づき支援情報を表示している。
また、例えば非特許文献１には、施工範囲内の埋設物の位置を事前に把握して３次元設計データに反映し、マシンガイダンスによる支援情報の表示の際に、埋設物の位置も表示する技術思想が開示されている。
国土交通省国土技術政策総合研究所情報基盤研究室主任研究官 梶田洋規著 「「ＴＳを用いた出来形管理」を活用した埋設物管理手法の検討」 建設マネジメント技術 ２０１３年 ５月号 ｐｐ.２４〜３１
しかしながら、上記従来技術では、防護対象物の位置情報を含むデータ（以下、「防護対象位置データ」と記載する場合がある）を事前に用意する必要があり、例えば、測位精度や人為的ミス等によって防護対象位置データ内の防護対象物の位置と施工現場の防護対象物の位置とにずれが生じていた場合や、防護対象位置データ内に無い新たな防護対象物が施工現場に存在していた場合などに、かかる防護対象物の位置を測量し、この測量データに基づき防護対象位置データを修正する必要がある。この作業は、位置ずれや新たな防護対象物の存在等による設計変更が生じる毎に、例えば、現場とは別の場所にある防護対象位置データの編集ソフトがインストールされたＰＣにおいてデータ修正を行う必要があり、現場への対応が遅くなるといった問題があった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、防護対象物について施工現場と３次元設計データとの間に差異があった場合に、作業車両を座標の入力装置として用いて現場での速やかな３次元設計データの修正が可能な作業車両用施工作業支援システムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る作業車両用施工作業支援システムは、目標設計形状の３次元座標情報及び防護対象物の３次元座標情報を含む３次元設計データを取得する３次元設計データ取得部と、作業車両の備える作業機の施工対象物と接触する接触部材の実空間における３次元座標を検出する座標検出部と、前記３次元設計データに含まれる前記目標設計形状の３次元座標情報と、前記座標検出部で検出した前記接触部材の３次元座標とに基づき、前記接触部材と前記目標設計形状との差分を示す情報を含む施工作業の支援情報を表示する支援情報表示部と、前記３次元設計データに含まれる前記防護対象物の３次元座標情報と、前記座標検出部で検出した前記接触部材の３次元座標とに基づき、前記接触部材と前記防護対象物との間の距離を算出する距離算出部と、前記距離が予め設定した距離閾値未満であると判定すると、前記接触部材が前記防護対象物へと接近する方向の前記作業車両又は前記作業機の作動を禁止する制御を行う作動制限部と、施工現場に存在する防護対象物に前記接触部材を接触させたとき又は該防護対象物の近傍に前記接触部材を位置させたときに前記座標検出部で検出した前記接触部材の３次元座標を、防護対象物の実座標として取得する実座標取得部と、前記実座標取得部で取得した前記実座標に基づき取得済みの前記３次元設計データを修正する設計データ修正部と、を備える。
本発明に係る作業車両用施工作業支援システムによれば、施工現場に存在する防護対象物に接触部材を接触させたとき又はこの防護対象物の近傍に接触部材を位置させたときの接触部材の３次元座標を防護対象物の実座標として取得し、取得した実座標に基づき３次元設計データを修正することが可能である。これによって、例えば、防護対象物について施工現場と３次元設計データとの間に差異があった場合に、作業車両を座標の入力装置として用いて、施工現場にて簡易且つ速やかに３次元設計データの修正を行うことが可能となる。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、部材ないし部分の縦横の寸法や縮尺は実際のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法や縮尺は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
（全体構成）
本発明の実施形態に係る作業車両用施工作業支援システムを搭載した油圧式のバックホウ１は、図１に示すように、機体２と、機体２上部の右前方側に設けられた作業機３とを備える。機体２は、上部旋回体４と、この上部旋回体４の下部に設けられた走行装置６とを備える。
上部旋回体４は、その後方側に機関室４ＥＧを備える。機関室４ＥＧの内部には、例えばディーゼルエンジンや電動モータ等から構成される動力源、この動力源を駆動源とした油圧ポンプ、この油圧ポンプで発生した圧油を例えば油圧シリンダや油圧モータ等の各種油圧アクチュエータへと供給する圧油供給装置等を収容されている。
本発明の実施形態に係る作業車両用施工作業支援システムを搭載した油圧式のバックホウ１は、図１に示すように、機体２と、機体２上部の右前方側に設けられた作業機３とを備える。機体２は、上部旋回体４と、この上部旋回体４の下部に設けられた走行装置６とを備える。
上部旋回体４は、その後方側に機関室４ＥＧを備える。機関室４ＥＧの内部には、例えばディーゼルエンジンや電動モータ等から構成される動力源、この動力源を駆動源とした油圧ポンプ、この油圧ポンプで発生した圧油を例えば油圧シリンダや油圧モータ等の各種油圧アクチュエータへと供給する圧油供給装置等を収容されている。
更に、上部旋回体４は、作業機３の左側方に設けられた運転室５を備える。図２に示すように、この運転室５の内部５ｉには、後述する作業車両用施工作業支援システム７を構成するコントロールボックス７０が配置されている。具体的に、コントロールボックス７０は、内部５ｉに設けられた運転席に着座したオペレータが視認可能な位置である正面窓の右枠部に取り付けられている。
また、上部旋回体４は、オペレータの左作業機操作レバー５ｒＬの操作に応じて、油圧ポンプで発生した圧油を不図示の作業用切替制御弁を介して不図示の旋回用油圧モータに供給することで旋回作動する。
また、上部旋回体４は、オペレータの左作業機操作レバー５ｒＬの操作に応じて、油圧ポンプで発生した圧油を不図示の作業用切替制御弁を介して不図示の旋回用油圧モータに供給することで旋回作動する。
図１に戻って、作業機３は、ブーム３０と、アーム３１と、バケット３２と、ブームシリンダ３３と、アームシリンダ３４と、バケットシリンダ３５とを有する。ブームシリンダ３３は、左ブームシリンダ３３Ｌ及び右ブームシリンダ３３Ｒを有する。
ブーム３０の基端部は、不図示のブームピンを介して機体２の一端側に回動可能に取り付けられている。アーム３１の基端部は、アームピン３６を介してブーム３０の先端部に回動可能に取り付けられている。アーム３１の先端部には、バケットピン３７を介してバケット３２が取り付けられている。
ブーム３０の基端部は、不図示のブームピンを介して機体２の一端側に回動可能に取り付けられている。アーム３１の基端部は、アームピン３６を介してブーム３０の先端部に回動可能に取り付けられている。アーム３１の先端部には、バケットピン３７を介してバケット３２が取り付けられている。
オペレータが、左作業機操作レバー５ｒＬ及び右作業機操作レバー５ｒＲを操作することよって、油圧ポンプで発生した圧油を不図示の作業用切替制御弁を介して各種シリンダ３３，３４，３５に供給することで、各種シリンダ３３，３４，３５が伸縮する。そして、ブームシリンダ３３が伸縮することでブーム３０が回動し、アームシリンダ３４が伸縮することでアーム３１が回動し、バケットシリンダ３５が伸縮することでバケット３２が回動する。
走行装置６は、機体２下部の左右に装着された左クローラ装置６Ｌ及び右クローラ装置６Ｒを有する。そして、これら左クローラ装置６Ｌ及び右クローラ装置６Ｒに個別に対応する二つの走行用油圧モータ（不図示）を備えている。走行用油圧モータは、何れも圧油供給装置から走行用切換制御弁を介して圧油を個別に供給することによりそれぞれが独立して作動するようになっている。
走行装置６は、機体２下部の左右に装着された左クローラ装置６Ｌ及び右クローラ装置６Ｒを有する。そして、これら左クローラ装置６Ｌ及び右クローラ装置６Ｒに個別に対応する二つの走行用油圧モータ（不図示）を備えている。走行用油圧モータは、何れも圧油供給装置から走行用切換制御弁を介して圧油を個別に供給することによりそれぞれが独立して作動するようになっている。
これにより、不図示の左走行操作レバー及び右走行操作レバーを個別に前進または後退操作することで、対応する左クローラ装置及び右クローラ装置を個別に駆動することが可能となっている。
そして、オペレータが、上記各種操作レバーを操作することによって、ブーム３０の起伏動作、アーム３１の伸長、曲げ動作、バケット３２の開閉動作、上部旋回体４の旋回動作及び走行装置６の走行動作を行う。これにより、バケット３２を、オペレータの所望の位置へと移動し、その位置でバケット３２を開閉動作させることで切土、盛土、掘削等の施工作業を行う。
そして、オペレータが、上記各種操作レバーを操作することによって、ブーム３０の起伏動作、アーム３１の伸長、曲げ動作、バケット３２の開閉動作、上部旋回体４の旋回動作及び走行装置６の走行動作を行う。これにより、バケット３２を、オペレータの所望の位置へと移動し、その位置でバケット３２を開閉動作させることで切土、盛土、掘削等の施工作業を行う。
（作業車両用施工作業支援システム７の構成）
更に、本実施形態のバックホウ１は、図３に示すように、作業車両用施工作業支援システム７を備える。この作業車両用施工作業支援システム７は、図１〜図３に示すように、コントロールボックス７０と、機体２の機関室４ＥＧの上部後端に互いに左右方向に離間して設けられた第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂとを備える。更に、この作業車両用施工作業支援システム７は、ブーム３０に設けられた第１角度センサ７２Ａと、アーム３１に設けられた第２角度センサ７２Ｂと、バケット３２に設けられた第３角度センサ７２Ｃとを備える。なお更に、この作業車両用施工作業支援システム７は、上部旋回体４の上部に設けられた無線機７３と、上部旋回体４の下部に設けられたジャイロセンサ７４と、上部旋回体４の旋回軸（不図示）に設けられた旋回角度センサ７５とを備える。更にまた、この作業車両用施工作業支援システム７は、機体２及び作業機３の作動を制御するコントローラである第２コントローラ２０を備える。
更に、本実施形態のバックホウ１は、図３に示すように、作業車両用施工作業支援システム７を備える。この作業車両用施工作業支援システム７は、図１〜図３に示すように、コントロールボックス７０と、機体２の機関室４ＥＧの上部後端に互いに左右方向に離間して設けられた第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂとを備える。更に、この作業車両用施工作業支援システム７は、ブーム３０に設けられた第１角度センサ７２Ａと、アーム３１に設けられた第２角度センサ７２Ｂと、バケット３２に設けられた第３角度センサ７２Ｃとを備える。なお更に、この作業車両用施工作業支援システム７は、上部旋回体４の上部に設けられた無線機７３と、上部旋回体４の下部に設けられたジャイロセンサ７４と、上部旋回体４の旋回軸（不図示）に設けられた旋回角度センサ７５とを備える。更にまた、この作業車両用施工作業支援システム７は、機体２及び作業機３の作動を制御するコントローラである第２コントローラ２０を備える。
コントロールボックス７０は、図３に示すように、第１コントローラ７０ａと、メモリリーダ７０ｂと、記憶装置７０ｃと、表示入力装置７０ｄとを備える。
第１コントローラ７０ａには、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の不図示の車載ネットワークを介して、第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂと、第１〜第３角度センサ７２Ａ〜７２Ｃと、無線機７３と、ジャイロセンサ７４と、旋回角度センサ７５とが接続されている。
第１コントローラ７０ａには、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の不図示の車載ネットワークを介して、第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂと、第１〜第３角度センサ７２Ａ〜７２Ｃと、無線機７３と、ジャイロセンサ７４と、旋回角度センサ７５とが接続されている。
第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂは、それぞれＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を構成する複数（例えば５つ以上）の測位衛星からのＧＮＳＳ電波を受信可能なＧＮＳＳアンテナを有する。そして、ＧＮＳＳアンテナで受信した複数の衛星からのＧＮＳＳ電波に応じたＧＮＳＳ信号を、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
以下、第１ＧＮＳＳ受信機７１Ａの送信するＧＮＳＳ信号を「第１測位信号ＧＮＳＳ１」、第２ＧＮＳＳ受信機７１Ｂの送信するＧＮＳＳ信号を「第２測位信号ＧＮＳＳ２」と記載する場合がある。
以下、第１ＧＮＳＳ受信機７１Ａの送信するＧＮＳＳ信号を「第１測位信号ＧＮＳＳ１」、第２ＧＮＳＳ受信機７１Ｂの送信するＧＮＳＳ信号を「第２測位信号ＧＮＳＳ２」と記載する場合がある。
第１角度センサ７２Ａは、上部旋回体４の垂直方向に対するブーム３０の傾斜角である第１傾斜角θ１を検出する。第１角度センサ７２Ａは、検出した第１傾斜角θ１を、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
第２角度センサ７２Ｂは、ブーム３０に対するアーム３１の傾斜角である第２傾斜角θ２を検出する。第２角度センサ７２Ｂは、検出した第２傾斜角θ２を、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
第２角度センサ７２Ｂは、ブーム３０に対するアーム３１の傾斜角である第２傾斜角θ２を検出する。第２角度センサ７２Ｂは、検出した第２傾斜角θ２を、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
第３角度センサ７２Ｃは、アーム３１に対するバケット３２の傾斜角である第３傾斜角θ３を検出する。第３角度センサ７２Ｃは、検出した第３傾斜角θ３を、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
無線機７３は、外部の無線通信機能を有する装置との間で無線通信を行う機器である。本実施形態では、不図示のＧＮＳＳ基準局からの補正信号ＣＯＲの受信や、不図示のＴＳ（Total Station）との通信などに用いる。無線機７３は、補正信号ＣＯＲのデータを含む外部装置から受信したデータを、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
無線機７３は、外部の無線通信機能を有する装置との間で無線通信を行う機器である。本実施形態では、不図示のＧＮＳＳ基準局からの補正信号ＣＯＲの受信や、不図示のＴＳ（Total Station）との通信などに用いる。無線機７３は、補正信号ＣＯＲのデータを含む外部装置から受信したデータを、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
ここで、ＧＮＳＳ基準局は、施工現場の基準点（明確な位置）に設置されたＧＮＳＳ受信機であり、ＧＮＳＳアンテナと無線機とを有し、複数（例えば５つ以上）の測位衛星からのＧＮＳＳ電波を受信し、受信した複数の衛星からのＧＮＳＳ電波に応じたＧＮＳＳ信号とＧＮＳＳ基準局の位置情報とを含む補正信号ＣＯＲを外部装置へと無線送信する。
ジャイロセンサ７４は、３軸の加速度センサから構成され、機体２のピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙを検出する。ジャイロセンサ７４は、検出したピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙを、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
ジャイロセンサ７４は、３軸の加速度センサから構成され、機体２のピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙを検出する。ジャイロセンサ７４は、検出したピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙを、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
旋回角度センサ７５は、上部旋回体４の旋回角θｔを検出する。旋回角度センサ７５は、検出した旋回角θｔを、車載ネットワークを介して第１コントローラ７０ａに送信する。
第１コントローラ７０ａは、例えばマイクロコントローラから構成されており、図示省略するが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、内外バス、Ｉ／Ｆ回路等を有する。なお、ＲＯＭ又は後述する記憶装置７０ｃには、作業車両用施工作業支援システム７の制御プログラム等の各種プログラムやプログラムで使用するデータが記憶されている。
第１コントローラ７０ａは、例えばマイクロコントローラから構成されており、図示省略するが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、内外バス、Ｉ／Ｆ回路等を有する。なお、ＲＯＭ又は後述する記憶装置７０ｃには、作業車両用施工作業支援システム７の制御プログラム等の各種プログラムやプログラムで使用するデータが記憶されている。
そして、第１コントローラ７０ａは、ＲＯＭ又は記憶装置７０ｃに記憶された制御プログラムをＲＡＭに読み込み、ＲＡＭに読み込んだ制御プログラムをＣＰＵで実行することで、作業車両用施工作業支援システム７の各機能を実現させる。
具体的に、本実施形態の作業車両用施工作業支援システム７は、マシンガイダンス機能と、３次元設計データ修正機能とを備えている。
マシンガイダンス機能は、３次元設計データＤｄの示す目標設計形状（本実施形態では目標設計面）とバケット３２の爪先部３２Ｔとの差分の情報、３次元設計データＤｄの示す防護対象の構造物（以下、「防護対象物」と記載する場合がある）と爪先部３２Ｔとの差分の情報等の施工作業の支援情報を表示する機能、バックホウ１の操作ミス等による防護対象物の損傷や破損を防ぐための作動制限機能等を含む。
具体的に、本実施形態の作業車両用施工作業支援システム７は、マシンガイダンス機能と、３次元設計データ修正機能とを備えている。
マシンガイダンス機能は、３次元設計データＤｄの示す目標設計形状（本実施形態では目標設計面）とバケット３２の爪先部３２Ｔとの差分の情報、３次元設計データＤｄの示す防護対象の構造物（以下、「防護対象物」と記載する場合がある）と爪先部３２Ｔとの差分の情報等の施工作業の支援情報を表示する機能、バックホウ１の操作ミス等による防護対象物の損傷や破損を防ぐための作動制限機能等を含む。
なお、本実施形態の３次元設計データＤｄは、予め作成された基本設計データに含まれる平面図（例えば、図７の平面図４００を参照）のデータと、基本設計データに含まれる電子基準点、三角点、水準点等の基準点を示す基準点データと、基本設計データに含まれる目標設計形状の縦断図及び横断図の勾配変化点を示す変化点データと、事前調査や過去の工事資料等から得られる防護対象物のデータ（３次元座標データや種別等の属性データ）とに基づき作成されるデータである。具体的に、本実施形態の３次元設計データＤｄは、目標設計面及び防護対象物の３次元データ、防護対象物の種別や構成材料等の属性データ等を含むデータとなる。
また、防護対象物のデータは、施工作業によって破損や損傷してはならない構造物のデータであり、例えば、水道管、共同溝、地下施設等の地下埋設物のデータ、足場などの一時的に設けられる仮設物のデータ、電柱や家屋等の地上構造物のデータ、電線等の架空線のデータ、鉄道敷に近接した場所で施工する場合の鉄道線路や踏切等の鉄道構造物のデータ（例えば鉄道境界線のデータ）等が該当する。
また、本実施形態の３次元設計データ修正機能は、３次元設計データＤｄの示す防護対象物の座標（現場座標系に対応）と施工現場に存在する防護対象物の座標（実空間の座標）とにずれがある場合や、３次元設計データＤｄには存在しない防護対象物が施工現場に存在する場合などに、バックホウ１で修正対象の防護対象物の実際の３次元座標（以下、「実座標」と記載する場合がある）を取得し、取得した実座標に基づき３次元設計データＤｄを修正する機能である。
また、本実施形態の３次元設計データ修正機能は、３次元設計データＤｄの示す防護対象物の座標（現場座標系に対応）と施工現場に存在する防護対象物の座標（実空間の座標）とにずれがある場合や、３次元設計データＤｄには存在しない防護対象物が施工現場に存在する場合などに、バックホウ１で修正対象の防護対象物の実際の３次元座標（以下、「実座標」と記載する場合がある）を取得し、取得した実座標に基づき３次元設計データＤｄを修正する機能である。
メモリリーダ７０ｂは、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成されるメモリ媒体（例えば、メモリカード、ＵＳＢメモリ等）を不図示の挿入部に挿入することで、挿入されたメモリ媒体に対してデータの読み出しを行う装置である。本実施形態において、このメモリリーダ７０ｂは、外部で作成された３次元設計データＤｄを記憶装置７０ｃに取り込むために用いられる。
記憶装置７０ｃは、例えばハードディスク等の比較的容量の大きい不揮発性の記憶媒体から構成されており、本実施形態では、メモリリーダ７０ｂを介してメモリ媒体に記憶された３次元設計データＤｄを記憶するのに用いられる。他にも、制御プログラムや制御プログラムの実行に必要な各種データを記憶していてもよい。
記憶装置７０ｃは、例えばハードディスク等の比較的容量の大きい不揮発性の記憶媒体から構成されており、本実施形態では、メモリリーダ７０ｂを介してメモリ媒体に記憶された３次元設計データＤｄを記憶するのに用いられる。他にも、制御プログラムや制御プログラムの実行に必要な各種データを記憶していてもよい。
表示入力装置７０ｄは、液晶表示パネルとタッチパネルとを組み合わせた表示パネルを有する。表示入力装置７０ｄは、上記マシンガイダンス機能を実現する処理であるマシンガイダンス処理、及び上記３次元設計データ修正機能を実現する処理である３次元設計データ修正処理を実行した際の表示情報等を表示する。また、タッチパネルの機能によって、オペレータが表示画面を指等でタッチすることでタッチ位置に応じた情報を入力することが可能である。
本実施形態では、表示入力装置７０ｄに、マシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像等を含む不図示の複数のボタン画像を表示し、オペレータがボタン画像上をタッチすることで、タッチしたボタンの種類に応じた情報を第１コントローラ７０ａに入力する。
本実施形態では、表示入力装置７０ｄに、マシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像等を含む不図示の複数のボタン画像を表示し、オペレータがボタン画像上をタッチすることで、タッチしたボタンの種類に応じた情報を第１コントローラ７０ａに入力する。
（第１コントローラ７０ａの機能構成）
次に、図４に基づき、第１コントローラ７０ａの具体的な機能構成を説明する。
第１コントローラ７０ａは、その機能構成部として、図４に示すように、測位情報補正部１７０と、機体座標算出部１７１と、バケット座標算出部１７２と、ガイダンス画像表示処理部１７３と、作業機姿勢算出部１７４と、閾値設定部１７５と、作動制限部１７６と、３次元設計データ修正部１７７とを備える。
次に、図４に基づき、第１コントローラ７０ａの具体的な機能構成を説明する。
第１コントローラ７０ａは、その機能構成部として、図４に示すように、測位情報補正部１７０と、機体座標算出部１７１と、バケット座標算出部１７２と、ガイダンス画像表示処理部１７３と、作業機姿勢算出部１７４と、閾値設定部１７５と、作動制限部１７６と、３次元設計データ修正部１７７とを備える。
測位情報補正部１７０は、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）測位機能を有している。測位情報補正部１７０は、第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂから入力された第１及び第２測位信号ＧＮＳＳ１及び２と、無線機７３を介して入力されるＧＮＳＳ基準局からの補正信号ＣＯＲとに基づき、これらのＧＮＳＳ信号の位相差と波数（整数値バイアス）とを算出する。そして、算出した位相差と波数とに基づき第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂの３次元座標情報である第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を算出する。測位情報補正部１７０は、算出した第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を、現場座標系（例えば日本測地系２０００（ＪＧＤ２０００））に変換してから機体座標算出部１７１に出力する。
機体座標算出部１７１は、測位情報補正部１７０からの第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）に基づき、機体２の向く方位の情報である機体方位Ｄと、機体２の３次元座標情報である機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とを算出する。機体座標算出部１７１は、算出した機体方位Ｄと機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とを、バケット座標算出部１７２と、ガイダンス画像表示処理部１７３と、作業機姿勢算出部１７４とにそれぞれ出力する。
バケット座標算出部１７２は、機体座標算出部１７１からの機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、第１〜第３角度センサ７２Ａ〜７２Ｃからの第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ジャイロセンサ７４からのピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、予めＲＯＭ又は記憶装置７０ｃに記憶された機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づき、バケット３２の爪先部３２Ｔの実空間における３次元座標であるバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を算出する。
なお、機体２及び作業機３の各種パラメータは、機体２の幅、長さ、高さ等のサイズ情報、ブーム３０及びアーム３１の各長さや両者を合わせた最大長さ等の情報、バケット３２のサイズや最大高さなどの情報を含むものである。
バケット座標算出部１７２は、算出したバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）をガイダンス画像表示処理部１７３と、作業機姿勢算出部１７４と、作動制限部１７６と、３次元設計データ修正部１７７とにそれぞれ出力する。
バケット座標算出部１７２は、算出したバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）をガイダンス画像表示処理部１７３と、作業機姿勢算出部１７４と、作動制限部１７６と、３次元設計データ修正部１７７とにそれぞれ出力する。
ガイダンス画像表示処理部１７３は、入力されたバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、記憶装置７０ｃに記憶された３次元設計データＤｄに含まれる目標設計面の３次元座標（Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆ）とに基づき、バケット３２の爪先部３２Ｔと目標設計面との間の距離である第１距離Ｌｆを算出する。具体的に、３次元座標の２点間距離の公式に従って、「Ｌｆ＝｛（Ｘｆ−Ｘｔ）２＋（Ｙｆ−Ｙｔ）２＋（Ｚｆ−Ｚｔ）２｝１／２」で求める。なお、記憶装置７０ｃに取り込んだ３次元設計データＤｄの座標系は、現場座標系に対応している。
更に、ガイダンス画像表示処理部１７３は、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）とに基づき、爪先部３２Ｔと防護対象物との間の距離である第２距離Ｌｐを算出する。具体的に、上記第１距離Ｌｆと同様に、２点間距離の公式から「Ｌｐ＝｛（Ｘｐ−Ｘｔ）２＋（Ｙｐ−Ｙｔ）２＋（Ｚｐ−Ｚｔ）２｝１／２」で求める。
そして、ガイダンス画像表示処理部１７３は、算出した第１距離Ｌｆ及び第２距離Ｌｐと、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、３次元設計データＤｄと、入力された機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とに基づき、ガイダンス画像データを生成する。更に、生成したガイダンス画像データの画像（以下、「ガイダンス画像」と記載する場合がある）の画像表示信号を表示入力装置７０ｄに出力し、算出した第２距離Ｌｐを作動制限部１７６に出力する。
そして、ガイダンス画像表示処理部１７３は、算出した第１距離Ｌｆ及び第２距離Ｌｐと、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、３次元設計データＤｄと、入力された機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とに基づき、ガイダンス画像データを生成する。更に、生成したガイダンス画像データの画像（以下、「ガイダンス画像」と記載する場合がある）の画像表示信号を表示入力装置７０ｄに出力し、算出した第２距離Ｌｐを作動制限部１７６に出力する。
ここで、ガイダンス画像データは、目標設計面と爪先部３２Ｔとの間の第１距離Ｌｆに基づく両者の差分を示す情報と、防護対象物と爪先部３２Ｔとの間の第２距離Ｌｐに基づく両者の差分を示す情報とを、例えば、バックホウ、目標設計面、防護対象物を模式的に表す絵や、数値等によって表示するための画像データである。
なお、ガイダンス画像データは、これらの情報を表示するための画像データだけに限らず、バケット３２の傾き（角度情報）等の施工作業を支援する情報であれば他の情報を表示するための画像データを含んでいてもよい。
なお、ガイダンス画像データは、これらの情報を表示するための画像データだけに限らず、バケット３２の傾き（角度情報）等の施工作業を支援する情報であれば他の情報を表示するための画像データを含んでいてもよい。
作業機姿勢算出部１７４は、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づき、作業機３を構成するブーム３０、アーム３１及びバケット３２の作業機姿勢Ｐｍを算出する。作業機姿勢算出部１７４は、算出した作業機姿勢Ｐｍを、作動制限部１７６に出力する。
ここで、作業機姿勢Ｐｍは、旋回範囲ＴＲを決めるための情報であり、作業機姿勢Ｐｍが解れば、作業機３の各種パラメータ等から上部旋回体４が旋回したときの例えば作業機３の最外端の旋回半径が解る。
ここで、作業機姿勢Ｐｍは、旋回範囲ＴＲを決めるための情報であり、作業機姿勢Ｐｍが解れば、作業機３の各種パラメータ等から上部旋回体４が旋回したときの例えば作業機３の最外端の旋回半径が解る。
閾値設定部１７５は、表示入力装置７０ｄを介した閾値設定指示の入力に応じて、記憶装置７０ｃに記憶された３次元設計データＤｄに基づき、防護対象物と爪先部３２Ｔとの間の距離（第２距離Ｌｐ）の閾値である防護閾値Ｔｈを設定する。ここで、防護閾値Ｔｈは、例えば、防護対象物の種類や構成材料毎に異なる閾値を設定する。防護対象物には、例えば、水道管、共同溝、地下施設、電線、鉄道構造物等の様々な種類があり、また構成材料によって衝撃耐性、破壊耐性等の耐性が異なるので、破損や損傷による危険性が高いものほど防護閾値Ｔｈを大きな値に設定する。
閾値設定部１７５は、設定した防護閾値Ｔｈを記憶装置７０ｃに記憶する。ここで、施工作業は長期に渡る可能性があるため、防護閾値Ｔｈは、不揮発性メモリから構成される記憶装置７０ｃに記憶してエンジンを始動する毎の再設定を不要にする。
作動制限部１７６は、入力された第２距離Ｌｐと、閾値設定部１７５によって設定された防護閾値Ｔｈとを比較し、第２距離Ｌｐが防護閾値Ｔｈ未満のときは、第１作動制限指令ＬＭ１を、車載ネットワークを介して第２コントローラ２０に出力する。一方、第２距離Ｌｐが防護閾値Ｔｈ以上のときは、第２コントローラ２０への第１作動制限指令ＬＭ１の出力を行わない又は出力を停止する。
作動制限部１７６は、入力された第２距離Ｌｐと、閾値設定部１７５によって設定された防護閾値Ｔｈとを比較し、第２距離Ｌｐが防護閾値Ｔｈ未満のときは、第１作動制限指令ＬＭ１を、車載ネットワークを介して第２コントローラ２０に出力する。一方、第２距離Ｌｐが防護閾値Ｔｈ以上のときは、第２コントローラ２０への第１作動制限指令ＬＭ１の出力を行わない又は出力を停止する。
ここで、第１作動制限指令ＬＭ１は、爪先部３２Ｔの防護対象物の存在する方向への移動を制限する指令であり、爪先部３２Ｔの現在位置に対する防護対象物の存在する方向の情報が含まれている。
更に、作動制限部１７６は、入力された作業機姿勢Ｐｍに基づき旋回範囲ＴＲを設定する。すなわち、上部旋回体４が旋回した場合に、作業機３の姿勢によって旋回半径が変化することから、現在の作業機姿勢Ｐｍに応じて、旋回範囲ＴＲ（旋回角範囲及び旋回半径）を設定する。
更に、作動制限部１７６は、入力された作業機姿勢Ｐｍに基づき旋回範囲ＴＲを設定する。すなわち、上部旋回体４が旋回した場合に、作業機３の姿勢によって旋回半径が変化することから、現在の作業機姿勢Ｐｍに応じて、旋回範囲ＴＲ（旋回角範囲及び旋回半径）を設定する。
そして、設定した旋回範囲ＴＲと、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、旋回角度センサ７５からの旋回角θｔと、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標情報とに基づき、旋回範囲ＴＲ内に防護対象物が存在するか否かを判定する。そして、存在すると判定した場合に、第２作動制限指令ＬＭ２を、車載ネットワークを介して第２コントローラ２０に出力する。一方、存在しないと判定した場合に、第２コントローラ２０への第２作動制限指令ＬＭ２の出力を行わない又は出力を停止する。
ここで、第２作動制限指令ＬＭ２は、作業機３の防護対象物の存在する方向への旋回移動を制限する指令であり、防護対象物の存在する旋回方向の情報が含まれている。
一方、本実施形態の第２コントローラ２０は、第１作動制限指令ＬＭ１の入力に応じて、防護対象物に接近する方向への爪先部３２Ｔの移動が生じるバックホウ１のブーム３０の起伏操作、アーム３１の伸長、曲げ操作、バケット３２の開閉操作、上部旋回体４の旋回操作及び走行装置６の走行操作に対して、これらに対応する各種油圧アクチュエータの作動を禁止する。
一方、本実施形態の第２コントローラ２０は、第１作動制限指令ＬＭ１の入力に応じて、防護対象物に接近する方向への爪先部３２Ｔの移動が生じるバックホウ１のブーム３０の起伏操作、アーム３１の伸長、曲げ操作、バケット３２の開閉操作、上部旋回体４の旋回操作及び走行装置６の走行操作に対して、これらに対応する各種油圧アクチュエータの作動を禁止する。
加えて、本実施形態の第２コントローラ２０は、第２作動制限指令ＬＭ２の入力に応じて、防護対象物に接近する方向への作業機３の移動が生じるバックホウ１の上部旋回体４の旋回操作に対して、旋回用の油圧アクチュエータ（不図示）の作動を禁止する。
ここで、本実施形態のバックホウ１は、図示省略するが、油圧回路として、油圧ポンプから吐出した圧油を各種切替制御弁及び各種油圧アクチュエータへと送る主管路と、圧油をタンクへ戻す戻り管路と、これらの間に設けられたアンロード弁及びアンロード弁作動用電磁弁とを備えている。アンロード弁作動用電磁弁は、第２コントローラ２０からの作動信号Ｕｏの供給に応じてアンロード弁を開状態とし、一方、作動信号Ｕｏの供給が停止することに応じてアンロード弁を閉状態とする。アンロード弁が開状態となると、主管路と戻り管路とが連通し、油圧ポンプから吐出した圧油が、各種切替制御弁及び各種油圧アクチュエータを経由せずにタンクへと戻るアンロード状態（無負荷運転状態）となる。
ここで、本実施形態のバックホウ１は、図示省略するが、油圧回路として、油圧ポンプから吐出した圧油を各種切替制御弁及び各種油圧アクチュエータへと送る主管路と、圧油をタンクへ戻す戻り管路と、これらの間に設けられたアンロード弁及びアンロード弁作動用電磁弁とを備えている。アンロード弁作動用電磁弁は、第２コントローラ２０からの作動信号Ｕｏの供給に応じてアンロード弁を開状態とし、一方、作動信号Ｕｏの供給が停止することに応じてアンロード弁を閉状態とする。アンロード弁が開状態となると、主管路と戻り管路とが連通し、油圧ポンプから吐出した圧油が、各種切替制御弁及び各種油圧アクチュエータを経由せずにタンクへと戻るアンロード状態（無負荷運転状態）となる。
これにより、例えば、機体２及び作業機３の作動時において、アンロード弁を開状態とすることで、油圧ポンプを強制的に無負荷運転状態とし、機体２及び作業機３の作動を強制的に停止することが可能となる。
すなわち、本実施形態の第２コントローラ２０は、作動制限部１７６からの第１作動制限指令ＬＭ１及び第２作動制限指令ＬＭ２が入力されている間は、防護対象物へと接近する方向の操作に対して、アンロード弁作動用電磁弁に作動信号Ｕｏを出力してアンロード弁を開状態とする。すなわち、油圧ポンプを無負荷運転状態にして機体２及び作業機３の作動を停止する。これによって、オペレータの操作ミス等によってバケット３２の爪先部３２Ｔ等の作業機３の構成部が防護対象物に接触して防護対象物を損傷又は破損するのを防ぐようにしている。
すなわち、本実施形態の第２コントローラ２０は、作動制限部１７６からの第１作動制限指令ＬＭ１及び第２作動制限指令ＬＭ２が入力されている間は、防護対象物へと接近する方向の操作に対して、アンロード弁作動用電磁弁に作動信号Ｕｏを出力してアンロード弁を開状態とする。すなわち、油圧ポンプを無負荷運転状態にして機体２及び作業機３の作動を停止する。これによって、オペレータの操作ミス等によってバケット３２の爪先部３２Ｔ等の作業機３の構成部が防護対象物に接触して防護対象物を損傷又は破損するのを防ぐようにしている。
３次元設計データ修正部１７７は、表示入力装置７０ｄを介した３次元設計データ修正処理の開始指示の入力に応じて、３次元設計データ修正処理を実行する。
ここで、３次元設計データ修正処理は、施工現場の防護対象物の位置と、３次元設計データＤｄの防護対象物の位置とにずれがあった場合や、施工現場に３次元設計データＤｄには存在しない防護対象物が存在していた場合などに、バックホウ１を座標入力装置として用いて施工現場の防護対象物の実座標を取得し、３次元設計データＤｄを修正する処理である。
ここで、３次元設計データ修正処理は、施工現場の防護対象物の位置と、３次元設計データＤｄの防護対象物の位置とにずれがあった場合や、施工現場に３次元設計データＤｄには存在しない防護対象物が存在していた場合などに、バックホウ１を座標入力装置として用いて施工現場の防護対象物の実座標を取得し、３次元設計データＤｄを修正する処理である。
具体的に、本実施形態では、オペレータの運転操作によってバケット３２の爪先部３２Ｔを、施工現場の位置ずれのあった防護対象物や、新たに見つかった防護対象物に接触させるか又はこれら防護対象物の近傍に移動させて、そのときのバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、対象の防護対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）として取得する。そして、取得した実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）に基づき、３次元設計データＤｄを修正する処理となる。
また、本実施形態では、表示入力装置７０ｄのタッチパネル機能を使って、防護対象物の補完データを入力することが可能となっている。３次元設計データ修正部１７７は、補完データが入力された場合は、補完データにも基づき３次元設計データＤｄを修正する。
また、本実施形態では、表示入力装置７０ｄのタッチパネル機能を使って、防護対象物の補完データを入力することが可能となっている。３次元設計データ修正部１７７は、補完データが入力された場合は、補完データにも基づき３次元設計データＤｄを修正する。
（マシンガイダンス処理）
次に、図５に基づき、本実施形態のマシンガイダンス処理の処理手順を説明する。
なお、事前に、メモリリーダ７０ｂを介してメモリ媒体から３次元設計データＤｄが記憶装置７０ｃに読み込まれており、更に、閾値設定部１７５において防護閾値Ｔｈが設定されているものとする。
この状態で第１コントローラ７０ａのＣＰＵにおいて、制御プログラムが実行され表示入力装置７０ｄを介したマシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像の押下が検出されるとマシンガイダンス処理が開始される。これにより、図５に示すように、まずステップＳ１００に移行する。
次に、図５に基づき、本実施形態のマシンガイダンス処理の処理手順を説明する。
なお、事前に、メモリリーダ７０ｂを介してメモリ媒体から３次元設計データＤｄが記憶装置７０ｃに読み込まれており、更に、閾値設定部１７５において防護閾値Ｔｈが設定されているものとする。
この状態で第１コントローラ７０ａのＣＰＵにおいて、制御プログラムが実行され表示入力装置７０ｄを介したマシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像の押下が検出されるとマシンガイダンス処理が開始される。これにより、図５に示すように、まずステップＳ１００に移行する。
ステップＳ１００では、測位情報補正部１７０において、第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂからの第１及び第２測位信号ＧＮＳＳ１及び２と、ＧＮＳＳ基準局からの補正信号ＣＯＲとに基づき、第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を算出する。そして、算出した第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）の座標系を、現場座標系に変換してから機体座標算出部１７１に出力して、ステップＳ１０２に移行する。
ステップＳ１０２では、機体座標算出部１７１において、第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）に基づき、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を算出する。そして、算出した機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を、バケット座標算出部１７２及びガイダンス画像表示処理部１７３にそれぞれ出力して、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０２では、機体座標算出部１７１において、第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）に基づき、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を算出する。そして、算出した機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を、バケット座標算出部１７２及びガイダンス画像表示処理部１７３にそれぞれ出力して、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、バケット座標算出部１７２において、機体座標算出部１７１からの機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、第１〜第３角度センサ７２Ａ〜７２Ｃからの第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ジャイロセンサ７４からのピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づきバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を算出する。そして、算出したバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、ガイダンス画像表示処理部１７３、作業機姿勢算出部１７４及び３次元設計データ修正部１７７にそれぞれ出力して、ステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０６では、ガイダンス画像表示処理部１７３において、３次元設計データＤｄに含まれる目標設計面の３次元座標と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、目標設計面とバケット３２の爪先部３２Ｔとの間の距離である第１距離Ｌｆを算出する。その後、ステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０８では、ガイダンス画像表示処理部１７３において、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、防護対象物と爪先部３２Ｔとの間の距離である第２距離Ｌｐを算出する。そして、算出した第２距離Ｌｐを作動制限部１７６に出力して、ステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１０８では、ガイダンス画像表示処理部１７３において、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、防護対象物と爪先部３２Ｔとの間の距離である第２距離Ｌｐを算出する。そして、算出した第２距離Ｌｐを作動制限部１７６に出力して、ステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１１０では、ガイダンス画像表示処理部１７３において、第１距離Ｌｆ及び第２距離Ｌｐと、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、３次元設計データＤｄとに基づき、ガイダンス画像データを生成する。そして、生成したガイダンス画像データに基づきガイダンス画像を表示するための画像表示信号を表示入力装置７０ｄに出力して、ステップＳ１１２に移行する。
ステップＳ１１２では、作業機姿勢算出部１７４において、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、予めＲＯＭに記憶された機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づき作業機姿勢Ｐｍを算出する。そして、算出した作業機姿勢Ｐｍを、作動制限部１７６に出力して、ステップＳ１１４に移行する。
ステップＳ１１２では、作業機姿勢算出部１７４において、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、予めＲＯＭに記憶された機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づき作業機姿勢Ｐｍを算出する。そして、算出した作業機姿勢Ｐｍを、作動制限部１７６に出力して、ステップＳ１１４に移行する。
ステップＳ１１４では、作動制限部１７６において、入力された第２距離Ｌｐが予め設定した防護閾値Ｔｈ未満であるか否かを判定する。そして、防護閾値Ｔｈ未満であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１６に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、第２コントローラ２０に対する第１作動制限指令ＬＭ１の出力を停止又は停止状態を継続して、ステップＳ１１８に移行する。
ステップＳ１１６に移行した場合は、作動制限部１７６において、第２コントローラ２０に第１作動制限指令ＬＭ１を出力して、ステップＳ１１８に移行する。このとき、警告メッセージ等を表示入力装置７０ｄに表示し、警告音や警告音声メッセージ等を不図示のスピーカーから出力するようにしてもよい。
ステップＳ１１６に移行した場合は、作動制限部１７６において、第２コントローラ２０に第１作動制限指令ＬＭ１を出力して、ステップＳ１１８に移行する。このとき、警告メッセージ等を表示入力装置７０ｄに表示し、警告音や警告音声メッセージ等を不図示のスピーカーから出力するようにしてもよい。
一方、ステップＳ１１８に移行した場合は、作動制限部１７６において、作業機姿勢Ｐｍに基づき旋回範囲ＴＲを設定し、旋回角θｔと、３次元設計データＤｄとに基づき、設定した旋回範囲ＴＲ内に防護対象物が存在するか否かを判定する。そして、存在すると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２０に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、第２コントローラ２０に対する第２作動制限指令ＬＭ２の出力を停止又は停止状態を継続して、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
ステップＳ１２０に移行した場合は、作動制限部１７６において、第２コントローラ２０に第２作動制限指令ＬＭ２を出力して、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。このとき、警告メッセージ等を表示入力装置７０ｄに表示し、警告音や警告音声メッセージ等を不図示のスピーカーから出力するようにしてもよい。
ステップＳ１２０に移行した場合は、作動制限部１７６において、第２コントローラ２０に第２作動制限指令ＬＭ２を出力して、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。このとき、警告メッセージ等を表示入力装置７０ｄに表示し、警告音や警告音声メッセージ等を不図示のスピーカーから出力するようにしてもよい。
（３次元設計データ修正処理）
次に、図６に基づき、本実施形態の３次元設計データ修正処理の処理手順を説明する。
第１コントローラ７０ａのＣＰＵにおいて制御プログラムが実行され、表示入力装置７０ｄを介した３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像の押下を検出したことに応じて３次元設計データ修正処理が開始される。これにより、図５に示すように、まずステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２００では、３次元設計データ修正部１７７において、修正対象の防護対象物（以下、「修正対象物」と記載する場合がある）が設定されたか否かを判定し、修正対象物が設定されたと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１８に移行する。
次に、図６に基づき、本実施形態の３次元設計データ修正処理の処理手順を説明する。
第１コントローラ７０ａのＣＰＵにおいて制御プログラムが実行され、表示入力装置７０ｄを介した３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像の押下を検出したことに応じて３次元設計データ修正処理が開始される。これにより、図５に示すように、まずステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２００では、３次元設計データ修正部１７７において、修正対象の防護対象物（以下、「修正対象物」と記載する場合がある）が設定されたか否かを判定し、修正対象物が設定されたと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１８に移行する。
ここで、修正対象物は、オペレータが、表示入力装置７０ｄに表示された修正対象物の設定画面において、修正対象物を指定する情報をタッチ入力することで設定される。そして、修正対象物が３次元設計データＤｄに既存の防護対象物であれば、その防護対象物を設定し、修正対象物が３次元設計データＤｄに無い新規の防護対象物であれば、新規であることを設定する。
なお、本実施形態では、修正対象物として新規の防護対象物を設定する場合は、予め用意された防護対象物の種類の情報から該当する種類の情報を選択して設定できるように構成されている。
なお、本実施形態では、修正対象物として新規の防護対象物を設定する場合は、予め用意された防護対象物の種類の情報から該当する種類の情報を選択して設定できるように構成されている。
ステップＳ２０２に移行した場合は、３次元設計データ修正部１７７において、設定された修正対象物の情報である修正対象情報を取得（ＲＡＭ等のメモリの所定領域に保持）して、ステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４では、３次元設計データ修正部１７７において、座標入力モードに移行したか否かを判定し、座標入力モードに移行したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０６に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２０４では、３次元設計データ修正部１７７において、座標入力モードに移行したか否かを判定し、座標入力モードに移行したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０６に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２００に移行する。
ここで、座標入力モードへの移行は、オペレータが、表示入力装置７０ｄに表示された座標入力モードへの移行ボタン画像を押下することで移行する。
また、座標入力モードは、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）の検出機能を利用して、爪先部３２Ｔを修正対象物に接触させたとき又は修正対象物の近傍に位置させたときのバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を取得する処理を行うモードである。
具体的に、まずはオペレータが、施工現場に存在する修正対象物に接触する位置又はこの修正対象物の近傍の位置（本実施形態では修正対象の種類毎に予め設定された位置）へとバケット３２の爪先部３２Ｔを移動させる。次に、表示入力装置７０ｄを介したオペレータからの座標取得指示に応じて、そのときのバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を取得する処理を行う。
また、座標入力モードは、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）の検出機能を利用して、爪先部３２Ｔを修正対象物に接触させたとき又は修正対象物の近傍に位置させたときのバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を取得する処理を行うモードである。
具体的に、まずはオペレータが、施工現場に存在する修正対象物に接触する位置又はこの修正対象物の近傍の位置（本実施形態では修正対象の種類毎に予め設定された位置）へとバケット３２の爪先部３２Ｔを移動させる。次に、表示入力装置７０ｄを介したオペレータからの座標取得指示に応じて、そのときのバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を取得する処理を行う。
ステップＳ２０６では、３次元設計データ修正部１７７において、座標取得指示があったか否かを判定し、座標取得指示があったと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０８に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、座標取得指示があるまで判定処理を繰り返す。
ステップＳ２０８に移行した場合は、３次元設計データ修正部１７７において、現在のバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）として取得（ＲＡＭ等のメモリの所定領域に保持）して、ステップＳ２１０に移行する。
ステップＳ２０８に移行した場合は、３次元設計データ修正部１７７において、現在のバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）として取得（ＲＡＭ等のメモリの所定領域に保持）して、ステップＳ２１０に移行する。
ステップＳ２１０では、３次元設計データ修正部１７７において、修正対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の取得が完了したか否かを判定する。そして、取得が完了したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０６に移行する。
ここで、例えば、新規の防護対象物の実座標を正確に得るためには、複数位置での座標取得が必要となるため、本実施形態では、必要十分な座標情報（例えば、防護対象物の種類毎に予め設定された複数位置の情報）を取得するまでステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を繰り返し行う。
ここで、例えば、新規の防護対象物の実座標を正確に得るためには、複数位置での座標取得が必要となるため、本実施形態では、必要十分な座標情報（例えば、防護対象物の種類毎に予め設定された複数位置の情報）を取得するまでステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を繰り返し行う。
ステップＳ２１２に移行した場合は、３次元設計データ修正部１７７において、表示入力装置７０ｄを介して、補完データの入力があったか否かを判定し、入力があったと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１４に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１６に移行する。
ここで、爪先部３２Ｔを直接防護対象物に接触させて実座標を取得した方が位置情報として正確なものを取得することが可能であるが、爪先部３２Ｔを、防護対象物を損傷させずに接触させるには熟練者の腕前が必要であることから、目標位置に対してある程度離れた位置（近傍位置）へと爪先部３２Ｔを移動させてその座標情報を取得することが選択可能となっている。なお、誤差が大きい場合、目標位置との差の情報を測定し、後から差の情報を補完データとして入力するようにしてもよい。
ここで、爪先部３２Ｔを直接防護対象物に接触させて実座標を取得した方が位置情報として正確なものを取得することが可能であるが、爪先部３２Ｔを、防護対象物を損傷させずに接触させるには熟練者の腕前が必要であることから、目標位置に対してある程度離れた位置（近傍位置）へと爪先部３２Ｔを移動させてその座標情報を取得することが選択可能となっている。なお、誤差が大きい場合、目標位置との差の情報を測定し、後から差の情報を補完データとして入力するようにしてもよい。
また、例えば、新規の防護対象物の３次元座標情報を正確に得るためには、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）だけでは不足する場合があるため、不足分を補完する補完データを入力することも可能である。例えば、ＴＳ等の測量機を用いて架空線の高さを測量し、この測量した高さのデータを補完データとして入力する。なお、本実施形態において、補完データの入力は、防護対象物の種類が解っている場合に、種類に応じて予め設定された項目（例えば架空線の高さ、埋設物の深さ等）に対して補完データを入力できるように構成されている。
ステップＳ２１４に移行した場合は、３次元設計データ修正部１７７において、入力された補完データを取得（ＲＡＭ等のメモリの所定領域に保持）して、ステップＳ２１６に移行する。
ステップＳ２１６では、３次元設計データ修正部１７７において、修正指示があったか否かを判定し、修正指示があったと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１８に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１２に移行する。
ステップＳ２１６では、３次元設計データ修正部１７７において、修正指示があったか否かを判定し、修正指示があったと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１８に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１２に移行する。
ここで、修正指示は、オペレータが、表示入力装置７０ｄに表示された修正指示ボタン画像をタッチすることで入力される。
ステップＳ２１８に移行した場合は、３次元設計データ修正部１７７において、位置ずれの修正の場合は、修正対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）と、３次元設計データＤｄの修正対象物の３次元座標情報と、入力されている場合は補完データとに基づき、３次元設計データＤｄの修正対象物の３次元座標情報の実座標との誤差を修正する。一方、修正対象物が新規の防護対象物である場合は、修正対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）と、入力されている場合は補完データとに基づき、３次元設計データＤｄに新規の防護対象物を追加する修正を行う。その後、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
ステップＳ２１８に移行した場合は、３次元設計データ修正部１７７において、位置ずれの修正の場合は、修正対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）と、３次元設計データＤｄの修正対象物の３次元座標情報と、入力されている場合は補完データとに基づき、３次元設計データＤｄの修正対象物の３次元座標情報の実座標との誤差を修正する。一方、修正対象物が新規の防護対象物である場合は、修正対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）と、入力されている場合は補完データとに基づき、３次元設計データＤｄに新規の防護対象物を追加する修正を行う。その後、一連の処理を終了し元の処理に復帰する。
（動作）
次に、図７〜図１２に基づき、実施形態に係るバックホウ１の動作を説明する。
施工作業を行う施工現場において、バックホウ１のエンジンが始動すると、油圧ポンプが作動を開始して各油圧アクチュエータが作動待機状態に移行する。一方、エンジンの始動に応じて、コントロールボックス７０を含む各種車載電気装置に電力が供給される。これによって、コントロールボックス７０の第１コントローラ７０ａにおいて制御プログラムが実行され表示入力装置７０ｄに初期画面が表示される。
ここで、初期画面には、３次元設計データの取り込み指示を示すメッセージ画像と取り込み指示ボタン画像とが表示されていることとする。
次に、図７〜図１２に基づき、実施形態に係るバックホウ１の動作を説明する。
施工作業を行う施工現場において、バックホウ１のエンジンが始動すると、油圧ポンプが作動を開始して各油圧アクチュエータが作動待機状態に移行する。一方、エンジンの始動に応じて、コントロールボックス７０を含む各種車載電気装置に電力が供給される。これによって、コントロールボックス７０の第１コントローラ７０ａにおいて制御プログラムが実行され表示入力装置７０ｄに初期画面が表示される。
ここで、初期画面には、３次元設計データの取り込み指示を示すメッセージ画像と取り込み指示ボタン画像とが表示されていることとする。
バックホウ１を運転して施工作業を行うオペレータは、まず、メッセージ画像の案内に従って、運転室５の内部５ｉに設置されたコントロールボックス７０のメモリリーダ７０ｂの挿入部に３次元設計データの記憶されたメモリ媒体を挿入する。そして、表示入力装置７０ｄを介して取り込み指示ボタン画像を押下（画像上をタッチ）する。これにより、第１コントローラ７０ａは、メモリリーダ７０ｂを介してメモリ媒体に記憶された３次元設計データＤｄを記憶装置７０ｃに取り込む。
なお、３次元設計データＤｄが既に記憶装置７０ｃに取り込まれている場合は、３次元設計データＤｄの一覧から目的のデータを選択する処理となる。
ここで、３次元設計データＤｄは、外部のＰＣにおいて、予め作成された基本設計データに含まれる、例えば、図７に示すような平面図４００のデータ、基準点データ及び変化点データと、事前に用意された防護対象物の各種データとに基づき事前に作成されるものである。
ここで、３次元設計データＤｄは、外部のＰＣにおいて、予め作成された基本設計データに含まれる、例えば、図７に示すような平面図４００のデータ、基準点データ及び変化点データと、事前に用意された防護対象物の各種データとに基づき事前に作成されるものである。
第１コントローラ７０ａは、３次元設計データＤｄを取り込むと、表示入力装置７０ｄに、閾値設定の開始指示ボタン画像と、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像とを表示する。
なお、３次元設計データＤｄが事前に取り込まれており、かつ閾値設定が事前に完了している場合は、閾値設定の開始指示ボタン画像に代えて、マシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像が表示される。
なお、３次元設計データＤｄが事前に取り込まれており、かつ閾値設定が事前に完了している場合は、閾値設定の開始指示ボタン画像に代えて、マシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像が表示される。
ここでは、施工現場における事前の確認作業によって、３次元設計データＤｄと施工現場とで、防護対象物の位置にずれがあることを確認したとする。加えて、施工現場に、３次元設計データＤｄには存在しない電柱及び電線が存在することを確認したとする。
具体的には、図８に示すように、防護対象の地下埋設管３００の位置が３次元設計データＤｄでは同図中の破線の位置となっているのに対して、施工現場では同図中の実線の位置になっていたとする。なお、地下埋設管３００と接続する地下埋設管３０２の位置はずれていないこととする。
具体的には、図８に示すように、防護対象の地下埋設管３００の位置が３次元設計データＤｄでは同図中の破線の位置となっているのに対して、施工現場では同図中の実線の位置になっていたとする。なお、地下埋設管３００と接続する地下埋設管３０２の位置はずれていないこととする。
また、図９に示すように、３次元設計データＤｄには存在しない、電柱３０５及び３０６と、これらに架線された電線３０７とが存在しているとする。
そして、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像を押下することで、３次元設計データ修正処理が開始される。
これにより、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、修正対象物を設定する案内画面を表示する。オペレータは、画面の案内に従って、例えば、３次元設計データＤｄに基づき表示された３次元画像内の該当の地下埋設管３００に対応する画像をタッチすることで修正対象物を選択する。
このようにして、修正対象物が選択されると、第１コントローラ７０ａは、選択された修正対象物の情報をＲＡＭ等のメモリの所定領域に保存する。
そして、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像を押下することで、３次元設計データ修正処理が開始される。
これにより、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、修正対象物を設定する案内画面を表示する。オペレータは、画面の案内に従って、例えば、３次元設計データＤｄに基づき表示された３次元画像内の該当の地下埋設管３００に対応する画像をタッチすることで修正対象物を選択する。
このようにして、修正対象物が選択されると、第１コントローラ７０ａは、選択された修正対象物の情報をＲＡＭ等のメモリの所定領域に保存する。
第１コントローラ７０ａは、修正対象物の設定が完了すると、表示入力装置７０ｄに、座標入力モードへの移行ボタン画像を表示し、その後、オペレータが、座標入力モードの移行ボタン画像を押下したことを検出すると、座標入力モードへと移行する。
座標入力モードに移行すると、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、オペレータに対して、バックホウ１を操作して爪先部３２Ｔを施工現場の修正対象物に対応する防護対象物の予め設定された位置へと移動するように指示する画像（例えば、メッセージ画像等）を表示する。加えて、座標取得指示ボタン画像と、修正指示ボタン画像と、補完データ設定ボタン画像とを表示する。
座標入力モードに移行すると、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、オペレータに対して、バックホウ１を操作して爪先部３２Ｔを施工現場の修正対象物に対応する防護対象物の予め設定された位置へと移動するように指示する画像（例えば、メッセージ画像等）を表示する。加えて、座標取得指示ボタン画像と、修正指示ボタン画像と、補完データ設定ボタン画像とを表示する。
本実施形態では、防護対象物の種類に応じて測定する座標位置が予め設定されており、オペレータに対して、設定位置へと爪先部３２Ｔを移動するように指示する指示画像を表示する。ここでは、地下埋設管３００のマンホール３００ａの上部中心位置を設定位置として予め設定していることとする。また、地下埋設管３０２に位置ずれが無いことから、配管部３００ｂのずれ位置についてはマンホール３００ａのずれ位置が解れば修正可能であるため測定しないこととする。
すなわち、地下埋設管のようにマンホールを有する埋設物の位置ずれの場合は、配管部３００ｂの情報（長さ等）は既知であるため、マンホールのＸＹ座標のずれ位置が解ればよく、Ｚ座標のずれ位置の情報は特に必要としない。そのため、爪先部３２Ｔをマンホール３００ａの上部中心位置に接触させてその接触位置の座標を検出してもよいが、上部中心位置の近傍のＸＹ座標を合わせた上空位置に爪先部３２Ｔを位置させたときの座標を検出してもよい。
引き続き、指示画像の表示に応じて、オペレータが、バックホウ１の各種操作レバーを操作してバケット３２の爪先部３２Ｔを、例えば、図８に示すように、地下埋設管３００のマンホール３００ａの上部中心位置へと移動したとする。
その後、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して座標取得指示ボタン画像を押下したことに応じて、第１コントローラ７０ａは、現在のバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、地下埋設管３００のマンホール３００ａの上部中心位置の実座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１，Ｚｐ１）としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。
その後、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して座標取得指示ボタン画像を押下したことに応じて、第１コントローラ７０ａは、現在のバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、地下埋設管３００のマンホール３００ａの上部中心位置の実座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１，Ｚｐ１）としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。
引き続き、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して修正指示ボタン画像を押下したことに応じて、第１コントローラ７０ａは、メモリに記憶した修正対象物の情報と地下埋設管３００のマンホール３００ａの実座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１，Ｚｐ１）とに基づき記憶装置７０ｃに記憶されている３次元設計データＤｄを修正する。
具体的に、３次元設計データにおける修正対象の地下埋設管３００の３次元座標（Ｘｕと、施工現場に存在する地下埋設管３００の実座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１，Ｚｐ１）と、に基づき、３次元設計データ中の地下埋設管３００の３次元座標の実座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１，Ｚｐ１）に対するずれを修正する。
具体的に、３次元設計データにおける修正対象の地下埋設管３００の３次元座標（Ｘｕと、施工現場に存在する地下埋設管３００の実座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１，Ｚｐ１）と、に基づき、３次元設計データ中の地下埋設管３００の３次元座標の実座標（Ｘｐ１，Ｙｐ１，Ｚｐ１）に対するずれを修正する。
第１コントローラ７０ａは、修正が完了すると、表示入力装置７０ｄの表示画面を、閾値設定の開始指示ボタン画像と、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像とが表示された画面に戻す。
オペレータは、引き続き、新規の防護対象物である電柱３０５及び３０６と電線３０７とを３次元設計データＤｄに追加するために、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像を押下する。
これにより、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、修正対象物を設定する案内画面を表示する。ここでは、新規の防護対象物であるため、オペレータは、表示入力装置７０ｄを介して、新規であることを示す情報や防護対象物の種類の情報等を入力する。
このようにして、修正対象物の情報が入力されると、第１コントローラ７０ａは、入力された新規の防護対象物の情報をＲＡＭ等のメモリに保存する。
オペレータは、引き続き、新規の防護対象物である電柱３０５及び３０６と電線３０７とを３次元設計データＤｄに追加するために、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像を押下する。
これにより、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、修正対象物を設定する案内画面を表示する。ここでは、新規の防護対象物であるため、オペレータは、表示入力装置７０ｄを介して、新規であることを示す情報や防護対象物の種類の情報等を入力する。
このようにして、修正対象物の情報が入力されると、第１コントローラ７０ａは、入力された新規の防護対象物の情報をＲＡＭ等のメモリに保存する。
その後、第１コントローラ７０ａは、オペレータが、座標入力モードの移行ボタン画像を押下したことに応じて、座標入力モードへと移行する。
座標入力モードに移行すると、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、オペレータに対して、バックホウ１を操作して爪先部３２Ｔを施工現場に存在する電柱３０５及び３０６の予め設定された位置へと移動するように指示する指示画像を表示する。加えて、座標取得指示ボタン画像と、修正指示ボタン画像と、補完データ設定ボタン画像とを表示する。
座標入力モードに移行すると、第１コントローラ７０ａは、表示入力装置７０ｄに、オペレータに対して、バックホウ１を操作して爪先部３２Ｔを施工現場に存在する電柱３０５及び３０６の予め設定された位置へと移動するように指示する指示画像を表示する。加えて、座標取得指示ボタン画像と、修正指示ボタン画像と、補完データ設定ボタン画像とを表示する。
指示画像の表示に応じて、オペレータが、バックホウ１の各種操作レバーを操作してバケット３２の爪先部３２Ｔを、例えば、図９に示すように、設定位置である電柱３０５の柱部分の電線３０７が伸びる方向の側面近傍（例えば、柱部分から５［ｃｍ］以内）へと移動したとする。なお、保護部材で保護されている場合又は損傷させない腕前がある場合は、保護部材の表面又は電柱３０５の側面に爪先部３２Ｔを直接接触させてもよい。
その後、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して座標取得指示ボタン画像を押下したことに応じて、第１コントローラ７０ａは、現在のバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、電柱３０５側面位置の実座標（Ｘｐ２，Ｙｐ２，Ｚｐ２）としてＲＡＭ等のメモリの所定領域に記憶する。
その後、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して座標取得指示ボタン画像を押下したことに応じて、第１コントローラ７０ａは、現在のバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、電柱３０５側面位置の実座標（Ｘｐ２，Ｙｐ２，Ｚｐ２）としてＲＡＭ等のメモリの所定領域に記憶する。
引き続き、電柱３０５と同様の手順で、電柱３０６の柱位置の実座標（Ｘｐ３，Ｙｐ３，Ｚｐ３）をＲＡＭ等のメモリの所定領域に記憶する。電柱３０５及び３０６の側面位置の実座標から、例えば電線３０７の範囲が解る。
なお、爪先部３２Ｔを高所に移動させての電線３０７の高さ位置の実座標の取得は困難であるため、ここではＴＳ等の他の測量機を用いて電線３０７の高さ位置を測量し、そのデータを補完データとして入力することとする。
なお、爪先部３２Ｔを高所に移動させての電線３０７の高さ位置の実座標の取得は困難であるため、ここではＴＳ等の他の測量機を用いて電線３０７の高さ位置を測量し、そのデータを補完データとして入力することとする。
すなわち、オペレータは、表示入力装置７０ｄを介して補完データ設定ボタン画像を押下する。これにより、第１コントローラ７０ａは、補完データの入力を受け付ける。
ここでは、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して電線３０７の一番低い位置の線の高さ情報「＋Δ［ｍ］」を補完データとして入力したとする。
これにより、第１コントローラ７０ａは、入力された電線３０７の高さ情報「＋Δ［ｍ］」を、ＲＡＭ等のメモリに記憶する。
ここでは、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して電線３０７の一番低い位置の線の高さ情報「＋Δ［ｍ］」を補完データとして入力したとする。
これにより、第１コントローラ７０ａは、入力された電線３０７の高さ情報「＋Δ［ｍ］」を、ＲＡＭ等のメモリに記憶する。
続いて、オペレータが、表示入力装置７０ｄを介して修正指示ボタン画像を押下したことに応じて、第１コントローラ７０ａは、メモリに記憶した修正対象物の情報と電柱３０５及び３０６の実座標と補完データ（電線３０７の高さ情報）とに基づき記憶装置７０ｃに記憶されている３次元設計データＤｄを修正する。
具体的に、第１コントローラ７０ａは、３次元設計データＤｄに、電柱３０５及び３０６と電線３０７の３次元座標情報や属性情報を追加する修正を行う。
具体的に、第１コントローラ７０ａは、３次元設計データＤｄに、電柱３０５及び３０６と電線３０７の３次元座標情報や属性情報を追加する修正を行う。
第１コントローラ７０ａは、修正が完了すると、表示入力装置７０ｄの表示画面を、閾値設定の開始指示ボタン画像と、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像とが表示された画面に戻す。
そして、第１コントローラ７０ａは、オペレータが、閾値設定の開始指示ボタン画像を押下したことに応じて、修正された３次元設計データＤｄに基づき防護閾値Ｔｈを設定する。
第１コントローラ７０ａは、防護閾値Ｔｈの設定が完了すると、表示入力装置７０ｄに、マシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像と、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像とを表示する。すなわち、バックホウ１は、マシンガイダンス処理を実行可能な状態となる。
そして、第１コントローラ７０ａは、オペレータが、閾値設定の開始指示ボタン画像を押下したことに応じて、修正された３次元設計データＤｄに基づき防護閾値Ｔｈを設定する。
第１コントローラ７０ａは、防護閾値Ｔｈの設定が完了すると、表示入力装置７０ｄに、マシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像と、３次元設計データ修正処理の開始指示ボタン画像とを表示する。すなわち、バックホウ１は、マシンガイダンス処理を実行可能な状態となる。
そして、オペレータが、マシンガイダンス処理の開始指示ボタン画像を押下したことに応じて、第１コントローラ７０ａは、マシンガイダンス処理を実行する。
これにより、第１コントローラ７０ａは、まず、第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂからの第１及び第２測位信号ＧＮＳＳ１及び２と、ＧＮＳＳ基準局からの補正信号ＣＯＲとに基づき、第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を算出する。
これにより、第１コントローラ７０ａは、まず、第１及び第２ＧＮＳＳ受信機７１Ａ及び７１Ｂからの第１及び第２測位信号ＧＮＳＳ１及び２と、ＧＮＳＳ基準局からの補正信号ＣＯＲとに基づき、第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を算出する。
次に、第１及び第２受信機座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）及び（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）に基づき、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を算出する。
続いて、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、第１〜第３角度センサ７２Ａ〜７２Ｃからの第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ジャイロセンサ７４からのピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づきバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を算出する。
引き続き、３次元設計データＤｄに含まれる目標設計面の３次元座標と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、目標設計面とバケット３２の爪先部３２Ｔとの間の距離である第１距離Ｌｆを算出する。更に、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、防護対象物と爪先部３２Ｔとの間の距離である第２距離Ｌｐを算出する。
続いて、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、第１〜第３角度センサ７２Ａ〜７２Ｃからの第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ジャイロセンサ７４からのピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づきバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を算出する。
引き続き、３次元設計データＤｄに含まれる目標設計面の３次元座標と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、目標設計面とバケット３２の爪先部３２Ｔとの間の距離である第１距離Ｌｆを算出する。更に、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、防護対象物と爪先部３２Ｔとの間の距離である第２距離Ｌｐを算出する。
続いて、第１距離Ｌｆ及び第２距離Ｌｐと、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、３次元設計データＤｄとに基づき、ガイダンス画像データを生成する。そして、生成したガイダンス画像データの画像を表示するための画像表示信号を表示入力装置７０ｄに出力する。
これにより、表示入力装置７０ｄには、例えば、図１０に示すようなガイダンス画像２００が表示される。このガイダンス画像２００は、バックホウ１や施工現場を側方から見た２次元のガイダンス画像である。このガイダンス画像２００は、バックホウ１を模式的に示したバックホウ画像２０１と、目標設計面を模式的に示した設計面画像２０２と、最寄りの防護対象物を模式的に示した防護対象物画像２０３とを含んでいる。加えて、第１距離Ｌｆの数値を示す第１距離画像２０５と、第２距離Ｌｐの数値を示す第２距離画像２０７とを含んでいる。
これにより、表示入力装置７０ｄには、例えば、図１０に示すようなガイダンス画像２００が表示される。このガイダンス画像２００は、バックホウ１や施工現場を側方から見た２次元のガイダンス画像である。このガイダンス画像２００は、バックホウ１を模式的に示したバックホウ画像２０１と、目標設計面を模式的に示した設計面画像２０２と、最寄りの防護対象物を模式的に示した防護対象物画像２０３とを含んでいる。加えて、第１距離Ｌｆの数値を示す第１距離画像２０５と、第２距離Ｌｐの数値を示す第２距離画像２０７とを含んでいる。
上記一連の処理は、所定サンプリング周期毎に繰り返し実行され、オペレータが各種操作レバーを操作して爪先部３２Ｔの座標位置が変わることに応じてガイダンス画像２００の内容が変化する。
オペレータは、ガイダンス画像２００を見ることで、爪先部３２Ｔと目標設計面との距離、爪先部３２Ｔと防護対象物（ここでは、地下埋設管３００とする）との距離を把握して、目標設計面から逸脱しないように、かつ防護対象物を破損しないように各種操作レバーを操作して施工作業を行う。
オペレータは、ガイダンス画像２００を見ることで、爪先部３２Ｔと目標設計面との距離、爪先部３２Ｔと防護対象物（ここでは、地下埋設管３００とする）との距離を把握して、目標設計面から逸脱しないように、かつ防護対象物を破損しないように各種操作レバーを操作して施工作業を行う。
一方、第１コントローラ７０ａは、第２距離Ｌｐが地下埋設管３００に対して設定された防護閾値Ｔｈ未満であるか否かを判定する。そして、図１１に示すように、第２距離Ｌｐが防護閾値Ｔｈ未満になったと判定すると、第１作動制限指令ＬＭ１を第２コントローラ２０に出力する。
第２コントローラ２０は、第１作動制限指令ＬＭ１を受信すると、爪先部３２Ｔが地下埋設管３００に近づく方向（深さ方向）のバックホウ１の操作が行われた場合に、アンロード弁作動用電磁弁に対して作動信号Ｕｏを出力する。
第２コントローラ２０は、第１作動制限指令ＬＭ１を受信すると、爪先部３２Ｔが地下埋設管３００に近づく方向（深さ方向）のバックホウ１の操作が行われた場合に、アンロード弁作動用電磁弁に対して作動信号Ｕｏを出力する。
これにより、アンロード弁が開状態となって、油圧ポンプが無負荷運転状態となり機体２及び作業機３の作動を強制的に停止する。一方、爪先部３２Ｔが地下埋設管３００から離れる方向のバックホウ１の操作が行われた場合は、アンロード弁作動用電磁弁に対する作動信号Ｕｏの出力を停止してアンロード弁を閉状態にし、通常通りの作動を行う。
また、第１コントローラ７０ａは、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づき作業機姿勢Ｐｍを算出する。そして、算出した作業機姿勢Ｐｍに基づき旋回範囲ＴＲを設定し、旋回角θｔと、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標情報とに基づき、設定した旋回範囲ＴＲ内に防護対象物が存在するか否かを判定する。
また、第１コントローラ７０ａは、機体方位Ｄ及び機体座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）と、バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）と、第１〜第３傾斜角θ１〜θ３と、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙと、機体２及び作業機３の各種パラメータとに基づき作業機姿勢Ｐｍを算出する。そして、算出した作業機姿勢Ｐｍに基づき旋回範囲ＴＲを設定し、旋回角θｔと、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標情報とに基づき、設定した旋回範囲ＴＲ内に防護対象物が存在するか否かを判定する。
ここでは、例えば、図１２に示すように、旋回範囲ＴＲ内に電線３０７が存在することから、第１コントローラ７０ａは、第２作動制限指令ＬＭ２を第２コントローラ２０に出力する。
第２コントローラ２０は、第２作動制限指令ＬＭ２を受信すると、作業機３が電線３０７に近づく方向（右旋回方向）の上部旋回体４の旋回操作が行われた場合に、アンロード弁作動用電磁弁に対して作動信号Ｕｏを出力する。
第２コントローラ２０は、第２作動制限指令ＬＭ２を受信すると、作業機３が電線３０７に近づく方向（右旋回方向）の上部旋回体４の旋回操作が行われた場合に、アンロード弁作動用電磁弁に対して作動信号Ｕｏを出力する。
これにより、アンロード弁が開状態となって、油圧ポンプが無負荷運転状態となり機体２及び作業機３の作動（すなわち、上部旋回体４の旋回作動）を強制的に停止する。一方、作業機３が電線３０７から離れる方向（左旋回方向）の上部旋回体４の旋回操作が行われた場合は、アンロード弁作動用電磁弁に対する作動信号Ｕｏの出力を停止してアンロード弁を閉状態にし、通常通りの作動を行う。
ここで、メモリリーダ７０ｂ及び記憶装置７０ｃは３次元設計データ取得部に対応し、バケット座標算出部１７２は座標情報検出部に対応し、ガイダンス画像表示処理部１７３は支援情報表示部に対応する。
ここで、メモリリーダ７０ｂ及び記憶装置７０ｃは３次元設計データ取得部に対応し、バケット座標算出部１７２は座標情報検出部に対応し、ガイダンス画像表示処理部１７３は支援情報表示部に対応する。
また、作動制限部１７６及び第２コントローラ２０は距離算出部及び作動制限部に対応し、３次元設計データ修正部１７７は実座標取得部及び設計データ修正部に対応する。
また、バックホウ１は作業車両に対応し、バケット３２及び爪先部３２Ｔは接触部材に対応し、ガイダンス画像２００は支援情報に対応する。
また、ガイダンス画像表示処理部１７３及び作動制限部１７６は、制御部に対応し、作業車両用施工作業支援システム７から、第２コントローラ２０と、旋回角度センサ７５と、第１コントローラ７０ａの機能構成部におけるガイダンス画像表示処理部１７３、作業機姿勢算出部１７４、閾値設定部１７５及び作動制限部１７６を除いた残りの構成部は３次元設計データ修正システムを構成する。
また、バックホウ１は作業車両に対応し、バケット３２及び爪先部３２Ｔは接触部材に対応し、ガイダンス画像２００は支援情報に対応する。
また、ガイダンス画像表示処理部１７３及び作動制限部１７６は、制御部に対応し、作業車両用施工作業支援システム７から、第２コントローラ２０と、旋回角度センサ７５と、第１コントローラ７０ａの機能構成部におけるガイダンス画像表示処理部１７３、作業機姿勢算出部１７４、閾値設定部１７５及び作動制限部１７６を除いた残りの構成部は３次元設計データ修正システムを構成する。
（実施形態の作用及び効果）
（１）実施形態に係る作業車両用施工作業支援システム７は、メモリリーダ７０ｂ及び記憶装置７０ｃが、目標設計形状（実施形態では目標設計面）の３次元座標情報及び防護対象物（例えば地下埋設管３００）の３次元座標情報を含む３次元設計データＤｄを取得する。バケット座標算出部１７２が、バックホウ１の備える作業機３の施工対象物と接触するバケット３２の爪先部３２Ｔの３次元座標であるバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を算出する。ガイダンス画像表示処理部１７３が、３次元設計データＤｄに含まれる目標設計形状の３次元座標情報と、バケット座標算出部１７２で算出したバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、爪先部３２Ｔと目標設計面との差分を示す情報を含む施工作業の支援情報であるガイダンス画像２００を表示する。
（１）実施形態に係る作業車両用施工作業支援システム７は、メモリリーダ７０ｂ及び記憶装置７０ｃが、目標設計形状（実施形態では目標設計面）の３次元座標情報及び防護対象物（例えば地下埋設管３００）の３次元座標情報を含む３次元設計データＤｄを取得する。バケット座標算出部１７２が、バックホウ１の備える作業機３の施工対象物と接触するバケット３２の爪先部３２Ｔの３次元座標であるバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を算出する。ガイダンス画像表示処理部１７３が、３次元設計データＤｄに含まれる目標設計形状の３次元座標情報と、バケット座標算出部１７２で算出したバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、爪先部３２Ｔと目標設計面との差分を示す情報を含む施工作業の支援情報であるガイダンス画像２００を表示する。
更に、作動制限部１７６が、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の３次元座標（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）と、バケット座標算出部１７２で算出したバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）とに基づき、爪先部３２Ｔと防護対象物との間の距離（第２距離Ｌｐ）を算出する。作動制限部１７６及び第２コントローラ２０が、第２距離Ｌｐが予め設定した防護閾値Ｔｈ未満であると判定すると、爪先部３２Ｔが防護対象物へと接近する方向のバックホウ１（作業機３を含む）の作動を禁止する制御を行う。
なお更に、３次元設計データ修正部１７７が、施工現場に存在する防護対象物に爪先部３２Ｔを接触させたとき又はこの防護対象物の近傍に爪先部３２Ｔを位置させたときにバケット座標算出部１７２で算出されるバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、防護対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）として取得する。そして、取得した実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）に基づき記憶装置７０ｃに取り込まれた３次元設計データＤｄを修正する。
この構成であれば、バケット３２の爪先部３２Ｔと防護対象物との間の距離である第２距離Ｌｐが防護閾値Ｔｈ未満であるときに、防護対象物に接近する方向のバックホウ１（作業機３を含む）の作動を禁止する制御を行うことが可能となる。これによって、オペレータの操作ミス等による防護対象物の損傷や破損を防止することが可能となる。
この構成であれば、バケット３２の爪先部３２Ｔと防護対象物との間の距離である第２距離Ｌｐが防護閾値Ｔｈ未満であるときに、防護対象物に接近する方向のバックホウ１（作業機３を含む）の作動を禁止する制御を行うことが可能となる。これによって、オペレータの操作ミス等による防護対象物の損傷や破損を防止することが可能となる。
加えて、施工現場に存在する防護対象物に爪先部３２Ｔを接触させたとき又は防護対象物の近傍に爪先部３２Ｔを位置させたときに算出されるバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を防護対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）として取得し、取得した実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）に基づき３次元設計データＤｄを修正することが可能である。
これによって、例えば、防護対象物について施工現場と３次元設計データＤｄとの間に差異があった場合に、バックホウ１を座標入力装置として用いて、施工現場にて簡易且つ速やかに３次元設計データＤｄを修正することが可能となる。
これによって、例えば、防護対象物について施工現場と３次元設計データＤｄとの間に差異があった場合に、バックホウ１を座標入力装置として用いて、施工現場にて簡易且つ速やかに３次元設計データＤｄを修正することが可能となる。
（２）実施形態に係る作業車両用施工作業支援システム７は、３次元設計データ修正部１７７が、実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）と３次元設計データＤｄに含まれる実座標に対応する防護対象物の３次元座標（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）とに誤差があるときに、該３次元座標と実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）とに基づき、３次元設計データＤｄの実座標に対する誤差を修正する。
この構成であれば、３次元設計データＤｄと施工現場とで防護対象物の位置がずれているような場合に、バックホウ１にて修正対象の防護対象物の実座標を取得して、３次元設計データＤｄの実座標に対する誤差を簡易かつ速やかに修正することが可能となる。
この構成であれば、３次元設計データＤｄと施工現場とで防護対象物の位置がずれているような場合に、バックホウ１にて修正対象の防護対象物の実座標を取得して、３次元設計データＤｄの実座標に対する誤差を簡易かつ速やかに修正することが可能となる。
（３）実施形態に係る作業車両用施工作業支援システム７は、３次元設計データ修正部１７７が、３次元設計データＤｄに存在しない防護対象物が施工現場に存在するときに、該防護対象物の実座標（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）に基づき、該実座標に対応する防護対象物の３次元座標情報を３次元設計データＤｄに追加する修正を行う。
この構成であれば、３次元設計データＤｄに存在しない防護対象物が施工現場に存在するときに、バックホウ１にて対象の防護対象物の実座標を取得して、この防護対象物の３次元座標情報を簡易かつ速やかに３次元設計データＤｄに追加することが可能となる。
この構成であれば、３次元設計データＤｄに存在しない防護対象物が施工現場に存在するときに、バックホウ１にて対象の防護対象物の実座標を取得して、この防護対象物の３次元座標情報を簡易かつ速やかに３次元設計データＤｄに追加することが可能となる。
（４）実施形態に係る作業車両用施工作業支援システム７は、ガイダンス画像表示処理部１７３が、爪先部３２Ｔと防護対象物との差分の情報を含むガイダンス画像２００を表示する。
この構成であれば、オペレータは、ガイダンス画像２００から爪先部３２Ｔと防護対象物との間の距離等の差分の情報を把握することが可能となるので、爪先部３２Ｔと防護対象物との位置関係の誤認等による防護対象物の損傷や破損を低減することが可能となる。
この構成であれば、オペレータは、ガイダンス画像２００から爪先部３２Ｔと防護対象物との間の距離等の差分の情報を把握することが可能となるので、爪先部３２Ｔと防護対象物との位置関係の誤認等による防護対象物の損傷や破損を低減することが可能となる。
（５）実施形態に係る作業車両用施工作業支援システム７は、作動制限部１７６が、予め設定した旋回範囲ＴＲ内に防護対象物が存在すると判定すると、該防護対象物へと作業機３が接近する方向の上部旋回体４の旋回作動を禁止する制御を行う。
この構成であれば、旋回範囲ＴＲ内に防護対象物が存在するときに、旋回操作ミス等による防護対象物の損傷や破損を防ぐことが可能となる。
この構成であれば、旋回範囲ＴＲ内に防護対象物が存在するときに、旋回操作ミス等による防護対象物の損傷や破損を防ぐことが可能となる。
（変形例）
（１）上記実施形態では、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の位置と施工現場に存在する防護対象物の位置とにずれがあったような場合や、施工現場に計画に無い防護対象物が存在した場合に、作業車両用施工作業支援システム７の機能によって、バックホウ１にて施工現場の防護対象物の実座標を取得して、３次元設計データＤｄを修正する構成としたが、この構成に限らない。例えば、図１３に示すように、作業車両用施工作業支援システム７の実座標の取得機能によって、防護対象物の存在しないエリアを安全エリアＳＡとして設定（３次元設計データＤｄに安全エリアの座標情報を追加）し、安全エリアＳＡ内での施行作業においては、バックホウ１の作動制限を行わないようにする構成としてもよい。具体的に、防護対象物の存在しないエリアの外縁部に図中の三角コーン３１０Ａ〜３１０Ｅを配置し、これらの頂点位置又はその近傍にバケット３２の爪先部３２Ｔを位置させたときの、各バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を三角コーン３１０Ａ〜３１０Ｅの頂点の実座標として取得し、各座標位置を直線等で結んだ領域を安全エリアＳＡとして設定する。
（１）上記実施形態では、３次元設計データＤｄに含まれる防護対象物の位置と施工現場に存在する防護対象物の位置とにずれがあったような場合や、施工現場に計画に無い防護対象物が存在した場合に、作業車両用施工作業支援システム７の機能によって、バックホウ１にて施工現場の防護対象物の実座標を取得して、３次元設計データＤｄを修正する構成としたが、この構成に限らない。例えば、図１３に示すように、作業車両用施工作業支援システム７の実座標の取得機能によって、防護対象物の存在しないエリアを安全エリアＳＡとして設定（３次元設計データＤｄに安全エリアの座標情報を追加）し、安全エリアＳＡ内での施行作業においては、バックホウ１の作動制限を行わないようにする構成としてもよい。具体的に、防護対象物の存在しないエリアの外縁部に図中の三角コーン３１０Ａ〜３１０Ｅを配置し、これらの頂点位置又はその近傍にバケット３２の爪先部３２Ｔを位置させたときの、各バケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を三角コーン３１０Ａ〜３１０Ｅの頂点の実座標として取得し、各座標位置を直線等で結んだ領域を安全エリアＳＡとして設定する。
（２）上記実施形態では、修正対象物に爪先部３２Ｔを接触させたときの又は修正対象物の近傍に爪先部３２Ｔを位置させたときのバケット爪先座標（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を、防護対象物の実座標として取得する構成としたが、この構成に限らない。
例えば、マンホール等の地面と略同じ高さ位置に設置された防護対象物の実座標を取得する場合などは、爪先部３２ＴのＸＹ座標位置は、実空間内の防護対象物上の所望の位置にぴったりと合わせた位置とし、Ｚ座標（高さ方向の座標）位置は、爪先部３２Ｔが防護対象物と接触しないように離れた位置（防護対象物と同じ高さ位置の地面上）として、これらＸＹＺ座標を組み合わせることで、近傍に位置させた場合と比較して防護対象物のより正確な３次元座標を取得する構成としてもよい。これにより、爪先部３２Ｔを直接防護対象物に接触させずに正確な３次元座標を得ることが可能となる。
例えば、マンホール等の地面と略同じ高さ位置に設置された防護対象物の実座標を取得する場合などは、爪先部３２ＴのＸＹ座標位置は、実空間内の防護対象物上の所望の位置にぴったりと合わせた位置とし、Ｚ座標（高さ方向の座標）位置は、爪先部３２Ｔが防護対象物と接触しないように離れた位置（防護対象物と同じ高さ位置の地面上）として、これらＸＹＺ座標を組み合わせることで、近傍に位置させた場合と比較して防護対象物のより正確な３次元座標を取得する構成としてもよい。これにより、爪先部３２Ｔを直接防護対象物に接触させずに正確な３次元座標を得ることが可能となる。
（３）上記実施形態では、目標設計形状の３次元座標情報と防護対象物の３次元座標情報とを含む３次元設計データＤｄを記憶装置７０ｃに取り込み、修正が必要な場合に、防護対象物の実座標に基づき、取り込み済みの３次元設計データＤｄを修正する構成とした。この構成に限らず、例えば、目標設計形状の２次元座標情報（例えば、図７の平面図データ）と防護対象物の３次元座標情報とを含む設計データや防護対象物の３次元座標情報のみから構成されたデータ等、３次元の目標設計形状のデータを含まないデータに対しても本発明は適用可能である。但し、この構成とした場合は、上記実施形態のマシンガイダンス機能の一部が実施不能となる。また、防護対象物の３次元座標情報は、詳細な３次元座標情報に限らず、例えば、防護対象物の２次元（平面）座標情報に、防護対象物の最低高さ情報、最低深さ情報等を加えた簡易な情報なども含む。
（４）上記実施形態では、３次元設計データＤｄを記憶装置７０ｃに取り込み、防護対象物の実座標に基づき、取り込み済みの３次元設計データＤｄを修正する構成としたが、この構成に限らない。例えば、施工現場に存在する防護対象物の実座標を取得し、取得した実座標に基づき防護対象物の位置情報を含む防護対象位置データを一から生成する構成としてもよい。そして、防護対象位置データに基づき、バックホウ１に搭載された作業機３やコントロールボックス７０等の各種車載装置を制御する構成としてもよい。この構成は、例えば、マシンガイダンス機能を有さず、バケットの爪先部が防護対象物に接触しないように作業車両又は作業機の作動を制限する機能のみを有するバックホウに適用してもよい。この場合、第１コントローラ７０ａの機能構成部は、図４の機能構成部から、ガイダンス画像表示処理部１７３及び３次元設計データ修正部１７７を除外し、代わりに、作動制限部１７６で第２距離Ｌｐを算出し、新たに実座標に基づき防護対象位置データを生成する防護対象位置データ生成部を追加した構成となる。
なお、上記防護対象物の位置情報は、上記変形例（３）の防護対象物の３次元座標情報と同様に、防護対象物の詳細な３次元座標情報、上記簡易な情報などを含むものとする。
また、防護対象位置データを一から生成する構成を、例えば、マシンガイダンス機能を有するバックホウに適用し、マシンガイダンス用の３次元設計データに、一から作成した防護対象位置データを追加して制御に用いる構成としてもよい。この場合、第１コントローラ７０ａの機能構成部は、図４の機能構成部において、例えば、３次元設計データ修正部１７７で防護対象位置データの生成を一から行うようにするか、又は防護対象位置データ生成部を新たに追加した構成となる。
また、防護対象位置データを一から生成する構成を、例えば、マシンガイダンス機能を有するバックホウに適用し、マシンガイダンス用の３次元設計データに、一から作成した防護対象位置データを追加して制御に用いる構成としてもよい。この場合、第１コントローラ７０ａの機能構成部は、図４の機能構成部において、例えば、３次元設計データ修正部１７７で防護対象位置データの生成を一から行うようにするか、又は防護対象位置データ生成部を新たに追加した構成となる。
（５）上記実施形態では、バケット３２の爪先部３２Ｔを修正対象物と接触する設定位置又は修正対象物の近傍の設定位置へと移動する際にバックホウ１の具体的な作動制御内容については明示していないが、例えば、位置の微調整を行う場合に、圧油の圧力を低い圧力に設定できるようにして（位置合わせモード）、爪先部３２Ｔの位置合わせのときにオペレータが任意に爪先部３２Ｔを低速移動させることが可能な構成としてもよい。
（６）上記実施形態では、ＧＮＳＳ受信機や各種センサによって作業車両１の位置及び作業機３の位置を検出する構成としたが、この構成に限らず、ＴＳを用いて位置を検出する構成としてもよい。
（６）上記実施形態では、ＧＮＳＳ受信機や各種センサによって作業車両１の位置及び作業機３の位置を検出する構成としたが、この構成に限らず、ＴＳを用いて位置を検出する構成としてもよい。
（７）上記実施形態では、バックホウ１のアタッチメントがバケットである場合を例に挙げて説明したが、この構成に限らず、例えば、ブレーカ、クラッシャ、リッパ等の他のアタッチメントを装着して施工作業を行う場合も本発明は適用可能である。
（８）上記実施形態では、クローラ装置で走行する構成のバックホウを例に挙げて説明したが、この構成に限らず、車輪等の他の走行手段で走行する構成のバックホウに対しても本発明は適用可能である。
（８）上記実施形態では、クローラ装置で走行する構成のバックホウを例に挙げて説明したが、この構成に限らず、車輪等の他の走行手段で走行する構成のバックホウに対しても本発明は適用可能である。
（９）上記実施形態では、作業車両としてバックホウを例に挙げて説明したが、この構成に限らず、ブルドーザ等の他の作業車両に対しても本発明は適用可能である。例えば、ブルドーザの場合、レーキ板、排土板などのアタッチメントが接触部材に対応する。
（１０）上記実施形態では、マシンガイダンス機能を有するバックホウ１を例として説明したが、この構成に限らず、マシンコントロール機能を有するバックホウ１又はその他の作業車両に対しても本発明は適用可能である。
（１０）上記実施形態では、マシンガイダンス機能を有するバックホウ１を例として説明したが、この構成に限らず、マシンコントロール機能を有するバックホウ１又はその他の作業車両に対しても本発明は適用可能である。
（１１）上記実施形態では、バケット３２の爪先部３２Ｔを防護対象物に直接接触させて実座標を取得する構成を説明したがこの構成に限らない。例えば、爪先部３２Ｔに防護対象物を損傷させない程度の硬さ及び材質（例えばゴム等）からなるオプションパーツを装着して、あるいは防護対象物の測定位置に前記オプションパーツを配置して、装着したパーツを防護対象物に接触させる、あるいは配置したパーツに爪先部３２Ｔを接触させることで、防護対象物の損傷を防ぎつつ実座標を取得する構成としてもよい。また、オプションパーツに限らず、アタッチメント自体を同様の性能を有する実座標取得用のアタッチメントに交換する構成としてもよい。
１ バックホウ
２ 機体
３ 作業機
４ 上部旋回体
５ 運転室
６ 走行装置
２０ 第２コントローラ
３０ ブーム
３１ アーム
３２ バケット
３２Ｔ 爪先部
７０ コントロールボックス
７０ａ 第１コントローラ
７０ｂ メモリリーダ
７０ｃ 記憶装置
７０ｄ 表示入力装置
７１Ａ〜７１Ｂ 第１〜第２ＧＮＳＳ受信機
７２Ａ〜７２Ｃ 第１〜第３角度センサ
７３ 無線機
７４ ジャイロセンサ
７５ 旋回角度センサ
１７０ 測位情報補正部
１７１ 機体座標算出部
１７２ バケット座標算出部
１７３ ガイダンス画像表示処理部
１７４ 作業機姿勢算出部
１７５ 閾値設定部
１７６ 作動制限部
１７７ ３次元設計データ修正部
２００ ガイダンス画像
４００ 平面図
２ 機体
３ 作業機
４ 上部旋回体
５ 運転室
６ 走行装置
２０ 第２コントローラ
３０ ブーム
３１ アーム
３２ バケット
３２Ｔ 爪先部
７０ コントロールボックス
７０ａ 第１コントローラ
７０ｂ メモリリーダ
７０ｃ 記憶装置
７０ｄ 表示入力装置
７１Ａ〜７１Ｂ 第１〜第２ＧＮＳＳ受信機
７２Ａ〜７２Ｃ 第１〜第３角度センサ
７３ 無線機
７４ ジャイロセンサ
７５ 旋回角度センサ
１７０ 測位情報補正部
１７１ 機体座標算出部
１７２ バケット座標算出部
１７３ ガイダンス画像表示処理部
１７４ 作業機姿勢算出部
１７５ 閾値設定部
１７６ 作動制限部
１７７ ３次元設計データ修正部
２００ ガイダンス画像
４００ 平面図
Claims (5)
- 目標設計形状の３次元座標情報及び防護対象物の３次元座標情報を含む３次元設計データを取得する３次元設計データ取得部と、
作業車両の備える作業機の施工対象物と接触する接触部材の実空間における３次元座標を検出する座標検出部と、
前記３次元設計データに含まれる前記目標設計形状の３次元座標情報と、前記座標検出部で検出した前記接触部材の３次元座標とに基づき、前記接触部材と前記目標設計形状との差分を示す情報を含む施工作業の支援情報を表示する支援情報表示部と、
前記３次元設計データに含まれる前記防護対象物の３次元座標情報と、前記座標検出部で検出した前記接触部材の３次元座標とに基づき、前記接触部材と前記防護対象物との間の距離を算出する距離算出部と、
前記距離が予め設定した距離閾値未満であると判定すると、前記接触部材が前記防護対象物へと接近する方向の前記作業車両又は前記作業機の作動を禁止する制御を行う作動制限部と、
施工現場に存在する防護対象物に前記接触部材を接触させたとき又は該防護対象物の近傍に前記接触部材を位置させたときに前記座標検出部で検出した前記接触部材の３次元座標を、防護対象物の実座標として取得する実座標取得部と、
前記実座標取得部で取得した前記実座標に基づき取得済みの前記３次元設計データを修正する設計データ修正部と、を備え、
前記設計データ修正部は、前記実座標取得部で取得した前記実座標と前記３次元設計データに含まれる前記実座標に対応する前記防護対象物の３次元座標とに誤差があるときに、該３次元座標と前記実座標とに基づき、前記３次元設計データの前記実座標に対する誤差を修正することを特徴とする作業車両用施工作業支援システム。 - 前記設計データ修正部は、前記３次元設計データに存在しない防護対象物が前記施工現場に存在するときに、該防護対象物の前記実座標に基づき、該実座標に対応する前記防護対象物の３次元座標情報を前記３次元設計データに追加する修正を行う請求項１に記載の作業車両用施工作業支援システム。
- 前記支援情報表示部は、前記接触部材と前記防護対象物との差分の情報を含む前記支援情報を表示する請求項１又は２に記載の作業車両用施工作業支援システム。
- 前記作業車両は、前記接触部材としてのバケットを有する作業機を備え、
前記接触部材の３次元座標は、前記バケットの爪先の３次元座標である請求項１から３のいずれか１項に記載の作業車両用施工作業支援システム。 - 前記作業車両は、前記作業機と共に旋回する旋回体を備え、
前記作動制限部は、予め設定した旋回範囲内に防護対象物が存在すると判定すると、該防護対象物へと前記作業機が接近する方向の前記旋回体の旋回作動を禁止する制御を行う請求項１から４のいずれか１項に記載の作業車両用施工作業支援システム。
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