JP6900897B2 - 建設機械の障害物検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の障害物検出装置に関する。

従来、例えば特許文献１，２に見られるように、建設機械としての油圧ショベルの旋回体の周囲の所定のエリア内に障害物が存在する障害物を検出し、該障害物の検出に応じて、油圧ショベルの動作（走行体の走行動作、あるいは、旋回体の旋回動作）を適宜制限したり、警報出力を発生させるようにしたものが知られている。

特開２００１−２６２６２８号公報 特開平５−６５７２５号公報

ところで、油圧ショベル等の建設機械が位置する地面が、周辺の地面に対して傾斜している場合、あるいは、地面の凹凸等に起因して、建設機械が周辺の地面に対して傾斜した場合には、建設機械の機体（旋回体等）の側方に周辺地面が位置することとなる。そして、このような状況では、周辺の地面に対する建設機械の傾斜量が比較的大きいものとなる場合に、周辺の地面が建設機械の側方で該建設機械に比較的近い位置に存在することになるため、該周辺の地面が障害物として検出されてしまいやすくなる。

ひいては、建設機械の動作が過剰に頻繁に制限されて、作業性が損なわれたり、あるいは、警報出力が過剰に頻繁に発生して、煩わしいものとなるという不都合がある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、建設機械の機体の周囲に存在する障害物を検出するためのエリアを、該建設機械の周辺の地面に対する傾斜状態を考慮した態様で適切に設定することができる障害物検出装置を提供することを目的とする。

本発明の建設機械の障害物検出装置は、上記の目的を達成するために、建設機械の機体の周囲に設定した監視エリア内に存在する障害物を検出し、該障害物が検出された場合に、所定の対応処理を実行するように構成された障害物検出装置であって、
前記建設機械が位置する地面の周囲に存在する地面である周辺地面に対する前記機体の相対的な傾斜状態を示す傾斜情報を取得する傾斜情報取得部と、
前記傾斜情報に応じて前記監視エリアを変化させるように該監視エリアを設定するエリア設定部とを備えることを特徴とする（第１発明）。

かかる第１発明によれば、前記傾斜情報に応じて前記監視エリアを変化させるように該監視エリア設定するので、前記周辺地面が該監視エリアに含まれるのを極力防止し得るように該監視エリアを設定することが可能となる。このため、前記周辺地面が、障害物として検出されるのを極力防止して、前記対応処理が過剰に実行されるのを防止し得るように前記監視エリアを設定することが可能となる。

よって、第１発明によれば、建設機械の機体の周囲に存在する障害物を検出するためのエリアを、該建設機械の周辺の地面に対する傾斜状態を考慮した態様で適切に設定することが可能となる。

上記第１発明では、前記エリア設定部は、少なくとも、前記機体が前記周辺地面に対して傾斜していないことが前記傾斜情報により示される第１状況で、前記監視エリアとして所定の基準エリアを設定し、前記機体が前記周辺地面に対して傾斜していることが前記傾斜情報により示される第２状況で、前記監視エリアとして仮に前記基準エリアを設定すると、該監視エリア内に前記周辺地面が存在する状態になると推定し得る所定の条件が成立する場合に、前記基準エリアのうちの前記周辺地面寄りの部分を除去したエリアであって、前記周辺地面が含まれない状態になるエリアを前記監視エリアとして設定し、前記所定の条件が成立しない場合には、前記基準エリアを前記監視エリアとして設定するように構成されていることが好ましい（第２発明）。

これによれば、前記第２状況において、前記所定の条件が成立する場合には、前記基準エリアのうちの前記周辺地面寄りの部分を除去したエリアを前記監視エリアとすることで、前記周辺地面が含まれない監視エリアを設定することができる。ひいては、周辺地面が障害物として検出されて、前記対応処理が過剰に実行されるのを適切に防止できる。

また、この場合、監視エリアのうちの前記周辺地面寄りの部分以外の領域は、前記基準領域に一致させることができるので、障害物を検出するための好適な領域を確保できる。

上記第２発明では、前記エリア設定部は、前記第２状況において、前記所定の条件が成立する場合に、前記機体の外周面のうち、前記周辺地面に最も近い部分から前記周辺地面までの距離である第１距離を推定し、当該最も近い部分から前記監視エリアの外周境界までの距離が前記第１距離の推定値よりも小さくなるように前記監視エリアを設定するように構成され得る（第３発明）。

これによれば、前記機体の外周面のうち、前記周辺地面に最も近い部分から前記監視エリアの外周境界までの距離が前記第１距離の推定値よりも小さくなるように前記監視エリアを設定することで、該監視エリアに前記周辺地面が含まれないようにすることを高い信頼性で実現できる。

なお、第３発明において、「前記機体の外周面のうち、前記周辺地面に最も近い部分」というのは、空間的な位置関係が最も近い部分でよいことはもちろんであるが、前記機体の周囲のうち、ある特定の方向から該機体を見た場合（当該特定の方向に直交する平面に投影して見た場合）に、前記周辺地面に最も近くなる部分であってもよい。

上記第２発明又は第３発明では、前記エリア設定部は、前記第２状況において、前記所定の条件が成立する場合に、前記監視エリアの前記周辺地面寄りの部分の形状が、前記基準エリアから、前記周辺地面と重なる領域を除去した形状に一致もしくは近似する形状になるように前記監視エリアを設定するように構成されていることが好ましい（第４発明）。

これによれば、前記基準エリアのうち前記監視エリアから除外される部分を極力小さくすることが可能となる。このため、周辺地面が障害物として検出されないようにしつつ、前記機体の周囲の障害物（周辺地面以外の本来の障害物）を検出することを適切なエリアで行うことができる。

上記第１〜第４発明では、前記傾斜情報取得部は、前記機体の互いに異なる２つの軸周りの傾斜角度を検出し得るように前記建設機械に搭載された傾斜センサの出力に基づいて、前記傾斜情報を取得するように構成され得る（第５発明）。

これによれば、前記傾斜センサを用いることで、前記傾斜情報の取得を比較的容易に行うことが可能となる。

あるいは、上記第１〜第４発明では、前記傾斜情報取得部は、前記建設機械の動作環境の地形データと、前記建設機械の位置情報とを取得し、少なくとも該地形データ及び位置情報に基づいて、前記傾斜情報を取得するように構成され得る（第６発明）。

これによれば、前記地形データ及び位置情報を用いることで、前記建設機械の位置によらずに、前記傾斜情報を適切に取得することが可能となる。

図１Ａは本発明の実施形態（第１〜第４実施形態）の建設機械としての油圧ショベルの概略的な平面図、図１Ｂは該油圧ショベルの概略的な側面図。 第１〜第３実施形態の油圧ショベルに備えた障害物検出装置に係る構成を示すブロック図。 第１実施形態での監視エリアの設定手法を説明するための図。 第１実施形態での監視エリアの設定手法を説明するための図。 図５Ａ〜図５Ｃは、それぞれ、第１実施形態で設定される監視エリアの形状例を示す図。 第２実施形態での監視エリアの設定手法を説明するための図。 第２実施形態での監視エリアの設定手法を説明するための図。 第４実施形態のの油圧ショベルに備えた障害物検出装置に係る構成を示すブロック図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１Ａ〜図５Ｃを参照して以下に説明する。図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本実施形態における建設機械は、例えば油圧ショベル１である。

この油圧ショベル１は、クローラ式の走行体２と、走行体２上に搭載された旋回体３と、旋回体３に取り付けられた作業装置４とを備える公知の構造のものである。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、油圧ショベル１の基本構造を概略的に示している。

走行体２は、左右一対のクローラ２Ｌ，２Ｒを有し、それぞれのクローラ２Ｌ，２Ｒを各別の走行用油圧モータ（図示省略）により駆動することが可能である。

旋回体３は、上下方向の旋回軸Ｃｚ周りの方向（ヨー方向）に走行体２に対して旋回し得るように、旋回装置７を介して該走行体２に取り付けられている。該旋回装置７は、図示を省略する旋回用油圧モータや旋回ギヤを有する公知の構造の装置であり、旋回用油圧モータの駆動力により旋回体３を旋回させるように動作する。旋回体３の前部には、作業者が搭乗する運転室５が備えられ、後部には、エンジン、油圧機器等が収容された機械室６が備えられている。なお、本実施形態では、旋回体３が油圧ショベル１（建設機械）の機体に相当するものである。

作業装置４は、旋回体３の前部から延設されたブーム１１と、ブーム１１の先端部から延設されたアーム１２と、アーム１２の先端部に組付けられたアタッチメント１３とを備える。ブーム１１、アーム１２及びアタッチメント１３のそれぞれは、図示を省略する油圧シリンダにより、旋回体３、ブーム１１及びアーム１２のそれぞれに対してピッチ方向（旋回体３の左右方向の軸周り方向）に揺動可能である。

なお、図１では、基本的な構成の油圧ショベル１を例示したが、本発明を適用し得る油圧ショベルは、上記した構成のものに限られない。例えばブーム１１は、旋回体３に対してピッチ方向に揺動し得るだけでなく、旋回体３に対してヨー方向に揺動したり、あるいは、旋回体３の左右方向に移動し得るようになっていてもよい。

また、走行体２は、クローラ式のものに限らず、ホイール式のものであってもよい。また、油圧ショベル１は、油圧式のアクチュエータに限らず、電動式のアクチュエータを含んでいてもよい。

本実施形態の油圧ショベル１には、図２に示すように、旋回体３の傾斜角を検出するための傾斜センサ２１と、走行体２に対する旋回体３の旋回角度を検出するための旋回角度センサ２２と、旋回体３の周囲に存在する障害物を検出するための複数の障害物検知用センサ２３と、種々の制御処理及び演算処理を実行する機能を有するコントローラ３０とが搭載されている。

傾斜センサ２１は、２つの検出軸周りの傾斜角度を検出可能な公知のセンサにより構成され、水平面に対する旋回体３の傾斜角度を検出し得るように旋回体３に搭載されている。本実施形態では、傾斜センサ２１は、図１Ａ及び図１Ｂに示す如く、例えば旋回体３の前後方向の軸としてのＸ軸と、旋回体３の左右方向の軸としてのＹ軸とを２つの検出軸として、旋回体３のＸ軸周り方向の傾斜角度とＹ軸周り方向の傾斜角度とを検出し得るように旋回体３に搭載されている。

なお、旋回体３の傾斜角度は、走行体２の傾斜角度に一致もしくはほぼ一致するので、傾斜センサ２１は、水平面に対する走行体２の傾斜角度を検出し得るように走行体２のフレーム（クローラ２Ｌ，２Ｒの間のフレーム）に搭載されていてもよい。

旋回角度センサ２２は、例えばロータリエンコーダ、ポテンショメータ、レゾルバ等により構成され、例えば前記旋回装置７に組み付けられている（図１では図省略）。

障害物検知用センサ２３は、例えば公知の測距センサ、ステレオカメラ等により構成され、旋回体３の周囲に存在する物体（人等の移動物体、設置物等）を、該物体までの距離及び方位（あるいは、旋回体３に対する該物体の相対位置）を含めて検知し得るように、旋回体３の周縁部の複数個所（図１Ａに示す例では、例えば４か所）のそれぞれに取り付けられている。

これらの障害物検知用センサ２３により物体を検知可能な領域は、旋回体３の周囲のうち、後述する如く設定される監視エリアＡＲを少なくとも包含する領域である。該監視エリアＡＲは、そこに存在する物体を、後述する障害物検出部３３が障害物（旋回体３との将来の接触の虞がある物体）として検出する領域である。

該監視エリアＡＲは、本実施形態では、旋回体３の周囲のうち、旋回体３に比較的近い領域であると共に、油圧ショベル１の運転者が視認できない、もしくは視認し難い、もしくは、見落としやすい領域であり、例えば、図１Ａおよび図１Ｂに例示する如く、旋回体３の外周面から所定の距離内で、該旋回体３の左右の両側及び後側を囲むように設定された領域である。そして、旋回体３に取り付けられた複数の（図示例では４つの）障害物検知用センサ２３は、監視エリアＡＲ内の物体をいずれか一つ以上の障害物検知用センサ２３により検知し得るように配置されている。

補足すると、図１Ａ及び図１Ｂに例示した監視エリアＡＲは、本実施形態では、旋回体３の傾斜角度がほぼ一定に保たれるか、もしくは該傾斜角度の変化が比較的緩やかなものとなるような地面上で油圧ショベル１の動作を行う状況で、監視エリアＡＲとして設定される基準エリアＡＲ１であり、旋回体３に対してあらかじめ定められたサイズ及び形状を有する領域である。

本実施形態で例示する基準エリアＡＲ１は、例えば図１Ａに例示する如く、油圧ショベル１の上方から見て、旋回体３の左右方向（図１ＡのＹ軸方向）の幅の中心線に対して左右対称形状の半長円状の領域であると共に、図１Ｂに例示する如く、油圧ショベル１の高さ方向（旋回軸Ｃｚの方向）に一定の厚さを有する領域である。

油圧ショベル１の動作環境における地面の凹凸やうねり、斜面の傾き変化等により、旋回体３の傾斜角度の変化が生じやすい地面上で油圧ショベル１の動作が行われる状況では、監視エリアＡＲのサイズや形状は、後述するように、基準エリアＡＲ１から適宜変更される。なお、基準エリアＡＲ１は、図１Ａ及び図１Ｂに例示した形状のものに限らず、旋回体３の外形状等に応じて、種々様々な形状を採用し得る。

コントローラ３０は、マイコン、メモリ、インターフェース回路等を含む一つ以上の電子回路ユニットにより構成される。このコントローラ３０には、前記傾斜センサ２１、旋回角度センサ２２及び障害物検知用センサ２３のそれぞれの検出データを含む種々のセンシングデータが入力される。

そして、コントローラ３０は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）により実現される機能として、障害物検出装置としての機能を有する。より具体的には、コントローラ３０は、その機能として、油圧ショベル１の周辺地面に対する旋回体３の相対的な傾斜状態を示す傾斜情報を取得する傾斜情報取得部３１と、旋回体３の周囲に監視エリアＡＲを可変的に設定するエリア設定部３２と、該監視エリアＡＲ内に存在する物体を障害物として検出する障害物検出部３３と、該監視エリアＡＲ内で障害物が検出された場合に、その検出に応じて所定の対応処理を実行する障害物対応処理部３４とを有する。

傾斜情報取得部３１は、詳細は後述するが、油圧ショベル１の動作中に、該油圧ショベル１の周辺地面に対する旋回体３の相対的な傾斜角度を傾斜センサ２１の検出データに基づいて推定し、その相対的な傾斜角度の推定値を上記傾斜情報として取得する。ここで、油圧ショベル１の周辺地面というのは、より詳しくは、油圧ショベル１が位置する地面の周囲に存在する地面である。

この場合、油圧ショベル１が位置する地面というのは、油圧ショベル１を旋回軸Ｃｚの方向で上方から見た場合に、該油圧ショベル１の直下に存在する地面である。より詳しくは、本実施形態では、油圧ショベル１を旋回軸Ｃｚの方向で上方から見た場合に、例えば、旋回体３の全体の直下に存在する地面領域（換言すれば、旋回体３の全体を旋回軸Ｃｚの方向で地面に投影してなる領域）を、油圧ショベル１の存在領域として、該存在領域内の地面を、油圧ショベル１が位置する地面とみなす。

そして、該存在領域の外側の地面のうち、油圧ショベル１の存在領域寄りの地面（例えば、旋回軸Ｃｚもしくは旋回体３の外周面から所定の距離内の地面）を油圧ショベル１の周辺地面とみなす。

以降の説明では、図１Ｂに例示する如く、油圧ショベル１の存在領域内の地面（油圧ショベル１が位置する地面）に参照符号Ｇｒ０を付し、周辺地面に参照符号Ｇｒａを付する。

エリア設定部３２は、詳細は後述するが、油圧ショベル１の動作中に、傾斜情報取得部３１で取得した傾斜情報（油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａに対する旋回体３の相対的な傾斜角度の推定値）に基づいて、監視エリアＡＲを設定する。この場合、監視エリアＡＲは、その内部に油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａが含まれないように設定される。

障害物検出部３３は、油圧ショベル１の動作中に、障害物検知用センサ２３の検出データから、旋回体３の周囲に存在する物体の位置（旋回体３に対する相対位置）を特定し、その特定した位置が、エリア設定部３２で設定された監視エリアＡＲ内の位置であるか否かを判断する。そして、障害物検出部３３は、物体の位置が監視エリアＡＲ内の位置である場合には、監視エリアＡＲ内に障害物が存在することを示す障害物検知情報を障害物対応処理部３４に出力する。なお、該障害物検知情報は、監視エリアＡＲ内の障害物の位置を示す情報を含み得る。

障害物対応処理部３４は、油圧ショベル１の動作中に、障害物検出部３３から上記障害物検知情報が与えられた場合に、それに応じた対応処理として、油圧ショベル１の旋回体３の旋回動作と、走行体２の走行動作とのうちの一方又は両方の動作を制限する制御処理を実行したり、あるいは、油圧ショベル１の運転者もしくは油圧ショベル１の周囲の者に対して警報を発生する処理を実行する。

例えば、走行体２の後方側の位置に障害物が存在する場合には、障害物対応処理部３４は、走行体２の後方への走行動作（走行用油圧モータの作動）を禁止し、もしくは強制的に停止させる。この場合、走行体２の後方への走行動作時には、例えば、障害物と油圧ショベル１との距離等に応じた減速度合いで走行体２の走行速度を減速させてもよい。

また、例えば、旋回体３の側方の位置に障害物が存在する場合には、障害物対応処理部３４は、旋回体３の旋回動作（旋回装置７の作動）を禁止し、もしくは強制的に停止させる。この場合、旋回体３の旋回動作時には、例えば、障害物と旋回体３との距離もしくは位置関係等に応じた減速度合いで旋回体３の旋回速度を減速させてもよい。

さらに、障害物対応処理部３４は、上記のように走行体２の走行動作あるいは旋回体３の旋回動作を制限することと併せて、油圧ショベル１の運転者もしくは油圧ショベル１の周囲の者に対して警報を発生する。該警報は、視覚的な警報及び聴覚的な警報のいずれであってもよい。

なお、油圧ショベル１と障害物との位置関係等に応じて警報内容を変化させてもよい。また、油圧ショベル１と障害物との位置関係、油圧ショベル１の動作状況等に応じて、走行体２の走行動作の制限処理と、旋回体３の旋回動作の制限処理と、警報発生処理とのうちのいずれかを選択的に実行するようにしてもよい。

次に、傾斜情報取得部３１の処理と、エリア設定部３２の処理とをさらに詳細に説明する。なお、以降の説明では、前記Ｘ軸及びＹ軸と、これらに直交する方向（前記旋回軸Ｃｚの方向）のＺ軸とを座標軸とする座標系を旋回体座標系という。

本実施形態では、例えば、油圧ショベル１の動作環境の地面が、部分的な凹凸やうねり等を除いて、概ね平坦な面とみなし得る場合（動作環境の地面の多くの局所が、単一の平面上、又は該平面に近い位置に存在するとみなし得る場合）において、以下に説明する如く、傾斜情報取得部３１の処理と、エリア設定部３２の処理とが実行される。

この場合、油圧ショベル１の動作開始前に、動作環境の地面の平均的（もしくは代表的）な傾斜角度を示すデータをコントローラ３０に記憶保持させる初期設定処理が行われる。

この初期設定処理では、コントローラ３０は、油圧ショベル１が動作環境の地面のうちの平坦部に停車された状態で、運転者等が油圧ショベル１の運転室５等に配置された操作部（図示省略）の所定の操作を行うことに応じて、あるいは、外部のサーバ等から与えられる指令に応じて、旋回体３の現在の傾斜角度（前記Ｘ軸及びＹ軸の各軸周りの方向の傾斜角度）の検出値を示す検出データを傾斜センサ２１から取得し、この検出データを動作環境の地面の平均的（もしくは代表的）な傾斜角度（以降、地面基準傾斜角度という）を示すデータとして記憶保持する。この場合、コントローラ３０は、旋回体３の現在の旋回角度の検出値を示すデータも、地面基準傾斜角度の検出データと共に記憶保持する。

なお、上記初期設定処理では、傾斜センサ２１による地面基準傾斜角度の検出データの代わりに、油圧ショベル１の外部の任意の測定器で測定した地面基準傾斜角度の測定データをコントローラ３０に記憶保持させるようにしてもよい。また、地面基準傾斜角度がゼロもしくはほぼゼロである場合（動作環境の地面が概ね水平面とみなし得る場合）には、初期設定処理において、旋回体３の旋回角度の検出値を示すデータをコントローラ３０に記憶保持することを省略してもよい。

本実施形態では、かかる初期設定処理の実行後に、油圧ショベル１の動作が行われ、その動作中に、傾斜情報取得部３１の処理と、エリア設定部３２の処理とが、所定の演算処理周期で逐次、次のように実行される。

傾斜情報取得部３１は、各演算処理周期で、傾斜センサ２１の検出データにより示される旋回体３の現在の傾斜角度の検出値を取得すると共に、旋回体３の現在の旋回角度の検出値を取得する。さらに、傾斜情報取得部３１は、旋回体３の現在の旋回角度の検出値と、前記初期設定処理でコントローラ３０に記憶保持された旋回体３の旋回角度の値との差に応じて、前記地面基準傾斜角度を、旋回体３の現在の旋回角度に対応する旋回体座標系で見た傾斜角度に変換する。

そして、傾斜情報取得部３１は、旋回体３の現在の傾斜角度の検出値と、上記変換後の地面基準傾斜角度との差である相対傾斜角度（Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度及びＹ軸周り方向の相対傾斜角度の組）を、油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａに対する旋回体３の現在の相対的な傾斜角度の推定値として算出する。

すなわち、傾斜情報取得部３１は、油圧ショベル１の周辺地面の傾斜角度が上記変換後の地面基準傾斜角度に一致（もしくはほぼ一致）するとみなして、油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａに対する旋回体３の傾斜状態を示す傾斜情報としての相対傾斜角度の推定値を算出する。

ここで、本実施形態では、油圧ショベル１の動作環境の地面は、概ね平坦な面とみなし得るので、油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａは、概ね、地面基準傾斜角度と同程度の傾斜角度の地面である可能性が高い。このため、油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａの傾斜角度が地面基準傾斜角度に一致（もしくはほぼ一致）するとみなし得る。

補足すると、地面基準傾斜角度がゼロもしくはほぼゼロである場合には、傾斜センサ２１の検出データにより示される旋回体３の傾斜角度の検出値を、そのまま相対傾斜角度の推定値として取得してもよい。

エリア設定部３２は、本実施形態では、上記の如く傾斜情報取得部３１により取得された相対傾斜角度（推定値）に応じて、監視エリアＡＲを設定する。

ここで、上記相対傾斜角度が小さい場合（Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度の大きさとＹ軸周り方向の相対傾斜角度の大きさとが両方とも小さい場合）には、油圧ショベル１の周辺地面に対する旋回体３の傾きが小さい状況であるので、監視エリアＡＲとして、前記基準エリアＡＲ１を設定しても、該監視エリアＡＲ内に、油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａが含まれるような状況にはならない。

そこで、エリア設定部３２は、Ｘ軸及びＹ軸の各軸周りの方向の相対傾斜角度のそれぞれの大きさ（絶対値）があらかじめ定められた所定の閾値以下である場合には、監視エリアＡＲとして前記基準エリアＡＲ１を設定する。例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示す如く、油圧ショベル１の存在領域の地面Ｇｒ０と、周辺地面Ｇｒａとが面一（もしくはほぼ面一）の平坦面であるような場合には、監視エリアＡＲとして前記基準エリアＡＲ１が設定される。

なお、上記閾値は、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度と、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度とのそれぞれ毎に設定された閾値である。これらの閾値は、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度と、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度とがそれぞれ該閾値以下であれば、周辺地面Ｇｒａに相当する平面が基準エリアＡＲ１から逸脱した状態となる（該平面が基準エリアＡＲ１と重ならない）ように、シミュレーション等に基づき、あらかじめ設定された閾値である。

補足すると、Ｘ軸及びＹ軸の各軸周りの方向の相対傾斜角度のそれぞれの大きさが所定の閾値以下となる状況は、本発明における第１状況を含む状況である。

一方、Ｘ軸及びＹ軸の各軸周りの相対傾斜角度の一方又は両方の大きさが上記所定の閾値よりも大きい場合には、監視エリアＡＲとして前記基準エリアＡＲ１を設定すると、該監視エリアＡＲ内に、油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａが含まれる可能性がある。例えば図３あるいは図４は、このような状況を例示している。なお、このようにＸ軸及びＹ軸の各軸周りの相対傾斜角度の一方又は両方の大きさが所定の閾値よりも大きいものとなる状況は、本発明における第２状況に相当する。

このような状況では、監視エリアＡＲとして前記基準エリアＡＲ１をそのまま設定すると、障害物検出部３３により、周辺地面Ｇｒａが障害物として検出されてしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、エリア設定部３２は、Ｘ軸及びＹ軸の各軸周りの相対傾斜角度の一方又は両方の大きさが上記所定の閾値よりも大きい場合には、設定する監視エリアＡＲ内に周辺地面Ｇｒａが含まれないように該監視エリアＡＲを設定する。この場合、エリア設定部３２は、以下に説明する如く、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θｙ（推定値）に応じてＸ軸方向における監視エリアＡＲのサイズを決定し、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘ（推定値）に応じてＹ軸方向における監視エリアＡＲのサイズを決定する。

補足すると、図３では、油圧ショベル１の存在領域の地面Ｇｒ０を、便宜上、平坦な斜面として記載しているが、実際の地面Ｇｒ０は平坦な斜面である必要はない。例えば走行体２の前部が地面の凸部に乗り上げることで、旋回体３が周辺地面Ｇｒａに対して図３に示す如く傾いていてもよい。

また、図３では、走行体２の前後方向と、旋回体３の前後方向（Ｘ軸方向）とを同方向として記載しているが、旋回体３は走行体２に対して、旋回軸Ｃｚの周りに任意の旋回角度で旋回した状態であってもよい。

これらのことは、図４、あるいは、後述の第２実施形態に係る図６及び図７についても同様である。

本実施形態では、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θｙ（推定値）に応じてＸ軸方向における監視エリアＡＲのサイズの決定処理は、次にように行われる。図３を参照して、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θyが、図示の如く、旋回体３の後部を油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度である場合には、エリア設定部３２は、油圧ショベル１をＹ軸方向で見た場合（旋回体座標系のＺＸ座標平面に投影して見た場合）における旋回体３の後端から、周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｘ（Ｘ軸方向での最小距離Ｄｘ）を、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θｙ（推定値）を用いて算出する。

ここで、本実施形態では、油圧ショベル１をＹ軸方向で見た場合（旋回体座標系のＺＸ座標平面に投影して見た場合）における周辺地面Ｇｒａは、図３に示す如く、油圧ショベル１の存在領域の地面Ｇｒ０の後端から、Ｘ軸方向に対して相対傾斜角度θｙに一致する角度だけ傾いた方向に延在する直線であるとみなす。

この場合、上記最小距離Ｄｘは、次式（１）により算出することができる。

Ｄｘ＝ｈ／tan(θｙ) ……（１）

式（１）におけるｈは、図３に示す如く、走行体２の下端から旋回体３の下端までの高さ（固定値）であり、コントローラ３０にあらかじめ記憶保持されている。なお、例えば、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θｙ（推定値）から、あらかじめ作成したデータテーブル等を用いて上記最小距離Ｄｘを求めるようにしてもよい。

エリア設定部３２は、次に、旋回体３に対してあらかじめ任意に設定した基準点Ｐ０から旋回体３の後端までのＸ軸方向での距離ｒと上記最小距離Ｄｘとを加え合わせた値（＝ｒ＋Ｄｘ）と、基準点Ｐ０から基準エリアＡＲ１の後端までの距離Ｒ１との大小関係に応じて、基準点Ｐ０から、実際に設定する監視エリアＡＲの後端までの距離Ｒ２を、次式（２ａ）又は（２ｂ）により決定する。

なお、本実施形態では、基準点Ｐ０は、図１Ａに例示する如く、例えば、油圧ショベル１を上方から見た場合の旋回体３の左右方向の幅の中心線上（図１ＡではＸ軸上）に設定されている。ただし、基準点Ｐ０は、任意に設計的に設定し得る。例えば、基準点Ｐ０は、旋回軸ＣｚからＸ軸方向にずらした位置に設定されていてもよい。

ｒ＋Ｄｘ＞Ｒ１である場合、Ｒ２＝Ｒ１ ……（２ａ）
ｒ＋Ｄｘ≦Ｒ１である場合、Ｒ２＝ｒ＋Ｄｘ−ｂｘ ……（２ｂ）

ここで、ｒは、図３に示す如く、基準点Ｐ０から旋回体３の後端までの距離（Ｘ軸方向での距離）、ｂｘは、所定値（＞０）のマージン定数である。ｒ，ｂｘ，Ｒ１の値は、コントローラ３０にあらかじめ記憶保持されている。

ｒ＋Ｄｘ＞Ｒ１となる場合は、油圧ショベル１をＹ軸方向で見た場合に、旋回体３の後端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｘが、旋回体３の後端から基準エリアＡＲ１の後端までの距離（＝Ｒ１−ｒ）よりも大きい状況である。この場合には、上記式（２ａ）によって、基準点Ｐ０から、実際に設定する監視エリアＡＲの後端までの距離Ｒ２が基準エリアＡＲ１における距離Ｒ１と同じ値に設定される。

一方、ｒ＋Ｄｘ≦Ｒ１となる場合は、油圧ショベル１をＹ軸方向で見た場合に、旋回体３の後端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｘが、旋回体３の後端から基準エリアＡＲ１の後端までの距離（＝Ｒ１−ｒ）に一致するか、もしくは小さいものとなる状況である。

この場合には、上記式（２ｂ）によって、基準点Ｐ０から、実際に設定する監視エリアＡＲの後端までの距離Ｒ２が、基準点Ｐ０から旋回体３の後端までの距離ｒと、旋回体３の後端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｘよりも前記マージン定数ｂｘの値だけ小さい値（＝Ｄｘ−ｂｘ）とを加え合わせた値に設定される。換言すれば、旋回体３の後端から監視エリアＡＲの後端までの距離（＝Ｒ２−ｒ）が、旋回体３の後端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｘよりも若干短い距離（＝Ｄｘ−ｂｘ）に設定される。

また、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θyが、旋回体３の後部を周辺地面Ｇｒａから遠ざける方向の角度である場合（旋回体３の前部を周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度である場合）には、エリア設定部３２は、監視エリアＡＲに係る上記距離Ｒ２を基準エリアＡＲ１における距離Ｒ１と同じ値に設定する。

なお、基準点Ｐ０から監視エリアＡＲの前端までの距離は、いずれの場合でも、基準エリアＡＲ１と同じに設定される。

次に、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘ（推定値）に応じてＹ軸方向における監視エリアＡＲのサイズの決定処理は、次にように行われる。図４を参照して、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘが、旋回体３の左右の側部のうちの例えば右側の側部を周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度である場合には、エリア設定部３２は、油圧ショベル１をＸ軸方向で見た場合（旋回体座標系のＹＺ座標平面に投影して見た場合）における旋回体３の右端から、周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｙ（Ｙ軸方向での最小距離Ｄｙ）を、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘ（推定値）を用いて算出する。

ここで、本実施形態では、油圧ショベル１をＸ軸方向で見た場合（旋回体座標系のＹＺ座標平面に投影して見た場合）における周辺地面Ｇｒａは、図４に示す如く、油圧ショベル１の存在領域の地面Ｇｒ０の右端から、Ｙ軸方向に対して相対傾斜角度θｘに一致する角度だけ傾いた方向に延在する直線であるとみなす。

この場合、上記最小距離Ｄｙは、次式（３）により算出することができる。

Ｄｙ＝ｈ／tan(θｘ) ……（３）

式（３）におけるｈは、式（１）におけるｈと同じである。なお、例えば、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘ（推定値）から、あらかじめ作成したデータテーブル等を用いて上記最小距離Ｄｙを求めるようにしてもよい。

エリア設定部３２は、次に、前記基準点Ｐ０から旋回体３の右端までのＹ軸方向での距離ｓと上記最小距離Ｄｙとを加え合わせた値（＝ｓ＋Ｄｙ）と、基準点Ｐ０から基準エリアＡＲ１の右端までの距離Ｙ１との大小関係に応じて、基準点Ｐ０から、実際に設定する監視エリアＡＲの右端までの距離Ｙ２を、次式（４ａ）又は（４ｂ）により決定する。

ｓ＋Ｄｙ＞Ｙ１である場合、Ｙ２＝Ｙ１ ……（４ａ）
ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１である場合、Ｙ２＝ｓ＋Ｄｙ−ｂｙ ……（４ｂ）

ここで、ｓは、図４に示す如く、基準点Ｐ０から旋回体３の右端までの距離（Ｙ軸方向での距離）、ｂｙは、所定値（＞０）のマージン定数である。ｓ，ｂｙ，Ｙ１の値は、コントローラ３０にあらかじめ記憶保持されている。なお、式（４ｂ）におけるマージン定数ｂｙの値は、前記式（２ｂ）におけるマージン定数ｂｘと同じ値あるいは異なる値のいずれでもよい。

ｓ＋Ｄｙ＞Ｙ１となる場合は、油圧ショベル１をＸ軸方向で見た場合に、旋回体３の右端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｙが、旋回体３の右端から基準エリアＡＲ１の右端までの距離よりも大きい状況である。この場合には、上記式（４ａ）によって、基準点Ｐ０から、実際に設定する監視エリアＡＲの右端までの距離Ｙ２が基準エリアＡＲ１における距離Ｙ１と同じ値に設定される。

一方、ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１となる場合は、油圧ショベル１をＸ軸方向で見た場合に、旋回体３の右端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｙが、旋回体３の右端から基準エリアＡＲ１の右端までの距離に一致するか、もしくは小さいものとなる状況である。

この場合には、上記式（４ｂ）によって、基準点Ｐ０から、実際に設定する監視エリアＡＲの右端までの距離Ｙ２が、基準点Ｐ０から旋回体３の右端までの距離ｓと、旋回体３の右端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｙよりも前記マージン定数ｂｙの値だけ小さい値（＝Ｄｙ−ｂｙ）とを加え合わせた値に設定される。換言すれば、旋回体３の右端から監視エリアＡＲの右端までの距離（＝Ｙ２−ｓ）が、旋回体３の右端から周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｙよりも若干短い距離（＝Ｄｙ−ｂｙ）に設定される。

なお、基準点Ｐ０から監視エリアＡＲの左端までの距離（Ｙ軸方向での距離）は、基準エリアＡＲ１と同じ距離（本実施形態ではＹ１）に設定される。

また、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘが、旋回体３の左側の側部を周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度である場合には、エリア設定部３２は、基準点Ｐ０から監視エリアＡＲの左端までの距離Ｙ２を、上記と同様に、式（４ａ）又は（４ｂ）により設定し、基準点Ｐ０から監視エリアＡＲの右端までの距離を、基準エリアＡＲ１と同じ距離（＝Ｙ１）に設定する。

以上のように、エリア設定部３２は、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θｙに応じて監視エリアＡＲのＸ軸方向のサイズを決定し、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘに応じて監視エリアＡＲのＹ軸方向のサイズを決定する。そして、エリア設定部３２は、これらの決定したサイズを有する領域として監視エリアＡＲを設定する。

この場合、例えば、ｒ＋Ｄｘ≦Ｒ１であり、且つ、ｓ＋Ｄｙ＞Ｙ１である場合には、監視エリアＡＲは、例えば図５Ａに例示するごとき形状のエリアとして設定され、ｒ＋Ｄｘ＞Ｒ１であり、且つ、ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１である場合には、監視エリアＡＲは、例えば図５Ｂに例示するごとき形状のエリアとして設定される。また、ｒ＋Ｄｘ≦Ｒ１であり、且つ、ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１である場合には、監視エリアＡＲは、例えば図５Ｃに例示するごとき形状のエリアとして設定される。

これにより、監視エリアＡＲとして基準エリアＡＲ１を設定すると、該基準エリアＡＲ１に周辺地面Ｇｒａが含まれることになることが推定される場合には、監視エリアＡＲは、周辺地面Ｇｒａを含まないように、基準エリアＡＲ１から修正される。この場合、監視エリアＡＲは、基準エリアＡＲ１のうちの周辺地面Ｇｒａ寄りの部分を除去した形状のエリアとなる。

なお、図５Ａに示した例では、監視エリアＡＲの後部を円弧状に形成したが、円弧状でなくてもよい。例えば、監視エリアＡＲの後部を、基準エリアＡＲ１の後部のうち、基準点Ｐ０からの距離（Ｘ軸方向での距離）がＲ２よりも大きい部分だけを切り欠いたような形状にしてもよい。このことは、図５Ｃに示す例でも同様である。

ここで、本実施形態と本発明との対応関係について補足すると、本実施形態では、上記最小距離Ｄｘ，Ｄｙは、本発明における第１距離の推定値に相当する。この場合、旋回体３がその後部が周辺地面Ｇｒａに近づくように該周辺地面Ｇｒａに対して傾斜している状況では、旋回体３の後端が、機体（旋回体３）の外周面のうち、周辺地面Ｇｒａに最も近い部分に相当し、旋回体３の後端から監視エリアＡＲの後端までの距離（＝Ｄｘ−ｂｘ）が、当該最も近い部分から監視エリアＡＲの外周境界までの距離に相当する。

また、旋回体３がその右側（又は左側）の側部が周辺地面Ｇｒａに近づくように該周辺地面Ｇｒａに対して傾斜している状況では、旋回体３の右端（又は左端）が、機体（旋回体３）の外周面のうち、周辺地面Ｇｒａに最も近い部分に相当し、旋回体３の右端（又は左端）から監視エリアＡＲの右端（又は左端）までの距離（＝Ｄｙ−ｂｙ）が、当該最も近い部分から監視エリアＡＲの外周境界までの距離に相当する。

また、旋回体３がその後部が周辺地面Ｇｒａに近づくように該周辺地面Ｇｒａに対して傾斜している状況での前記式（２ｂ）の不等式と、旋回体３がその右側又は左側の側部が周辺地面Ｇｒａに近づくように該周辺地面Ｇｒａに対して傾斜している状況での前記式（４ｂ）の不等式とが、それぞれ本発明における所定の条件に相当する。

以上説明した本実施形態では、上記の如く監視エリアＡＲが設定されるので、該監視エリアＡＲとして基準エリアＡＲ１を設定しても、該監視エリアＡＲに周辺地面Ｇｒａが含まれないと推定し得る状況では、基準エリアＡＲ１がそのまま監視エリアＡＲとして設定される。このため、旋回体３の周囲の障害物を好適なサイズ及び形状の監視エリアＡＲで検出することができる。

また、周辺地面Ｇｒａに対する旋回体３の傾斜に起因して、監視エリアＡＲとして基準エリアＡＲ１を設定すると、該監視エリアＡＲに周辺地面Ｇｒａが含まれてしまうことが推定される状況では、監視エリアＡＲは、周辺地面Ｇｒａを含まないものとなるように、基準エリアＡＲ１の周辺地面Ｇｒａ寄りの部分を除去したエリアとして設定される。このため、障害物検出部３３により周辺地面Ｇｒａが障害物として検出されてしまうのを防止し、ひいては、障害物対応処理部３４による対応処理が頻繁に実行されてしまうのを防止することができる。

［第２実施形態］

次に、本発明の第２実施形態を図６及び図７を参照して説明する。なお、本実施形態は、エリア設定部３２の処理だけが第１実施形態と相違するものであるので、その相違事項をを中心に説明し、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。

前記第１実施形態では、基準エリアＡＲ１のうち、旋回体３の後端からの距離（Ｘ軸方向での距離）が、周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｘを超える部分や、旋回体３の右端又は左端からの距離（Ｙ軸方向での距離）が、周辺地面Ｇｒａまでの最小距離Ｄｙを超える部分は、周辺地面Ｇｒａの外側（空中側）に存在する部分を含めて監視エリアＡＲに含まれないように該監視エリアＡＲを設定した。

これに対して、本実施形態では、基準エリアＡＲ１のうち、周辺地面Ｇｒａの外側（空中側）に存在する部分が極力、監視エリアＡＲに含まれるように該監視エリアＡＲを設定する。このため、本実施形態では、エリア設定部３２は、Ｘ軸及びＹ軸の各軸周りの相対傾斜角度の一方又は両方の大きさが、第１実施形態で説明した所定の閾値よりも大きい場合に、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θｙ（推定値）に応じて監視エリアＡＲの後部の境界を決定し、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘ（推定値）に応じて監視エリアＡＲの側部の境界を決定する。

監視エリアＡＲの後部の境界を決定する処理は、例えば次にように行われる。図６を参照して、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θyが、図示の如く、旋回体３の後部を周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度であり、且つ、前記式（２ｂ）に係る不等式条件（ｒ＋Ｄｘ≦Ｒ１という条件）が成立する場合には、エリア設定部３２は、油圧ショベル１をＹ軸方向で見た場合（旋回体座標系のＺＸ座標平面に投影して見た場合）における監視エリアＡＲの後部の境界線として、周辺地面Ｇｒａに相当するラインから周辺地面Ｇｒａの外側に一定のオフセットを有するラインを決定する。

一例として、エリア設定部３２は、図６に示す如く、周辺地面Ｇｒａに相当するラインから、Ｘ軸方向で前記マージン定数ｂｘだけオフセットさせたラインＬｃを、監視エリアＡＲの後部の境界線として決定する。この場合、ラインＬｃ（以降、境界線Ｌｃということがある）は、前記基準点Ｐ０を旋回体座標系の原点とした場合、該旋回体座標系のＺＸ座標系面において、次式（５）により表される。

Ｚ＝（Ｘ−Ｒ２）・tan(θｙ)＋ｚ０ ……（５）

なお、Ｒ２は、前記式（２ｂ）により算出される値である。また、ｚ０は、旋回体３の下端面（Ｚ軸方向での下端面）のＺ軸座標位置であり、コントローラ３０にあらかじめ記憶保持されている。

そして、エリア設定部３２は、Ｙ軸方向で見た監視エリアＡＲを、基準エリアＡＲ１のうち、次式（６）の不等式を満たす領域として決定する。

Ｚ≧（Ｘ−Ｒ２）・tan(θｙ)＋ｚ０ ……（６）

なお、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θyが、旋回体３の後部を油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度であり、且つ、前記式（２ｂ）に係る不等式条件が成立しない場合（ｒ＋Ｄｘ＞Ｒ１である場合）、あるいは、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θyが、旋回体３の後部を油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａから遠ざける方向の角度である場合には、エリア設定部３２は、第１実施形態と同様に、Ｙ軸方向で見た監視エリアＡＲを、基準エリアＡＲ１と同じにする。

また、図７を参照して、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘが、図示の如く、旋回体３の左右の側部のうち、例えば右側の側部を周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度であり、且つ、前記式（４ｂ）に係る不等式条件（ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１という条件）が成立する場合には、エリア設定部３２は、油圧ショベル１をＸ軸方向で見た場合（旋回体座標系のＹＺ座標平面に投影して見た場合）における監視エリアＡＲの右側部の境界線として、周辺地面Ｇｒａに相当するラインから、周辺地面Ｇｒａの外側に一定のオフセットを有するラインを決定する。

一例として、エリア設定部３２は、図７に示す如く、周辺地面Ｇｒａに相当するラインから、Ｙ軸方向で前記マージン定数ｂｙだけオフセットさせたラインＬｄを、監視エリアＡＲの右側部の境界線として決定する。この場合、ラインＬｄ（以降、境界線Ｌｄということがある）は、旋回体座標系（前記基準点Ｐ０を原点とする旋回体座標系）のＹＺ座標系面において、次式（７）により表される。

Ｚ＝（Ｙ−Ｙ２）・tan(θｘ)＋ｚ０ ……（７）

なお、Ｙ２は、前記式（４ｂ）により算出される値であり、ｚ０は、式（５）に示したものと同じである。

そして、エリア設定部３２は、Ｘ軸方向で見た監視エリアＡＲを、基準エリアＡＲ１のうち、次式（８）の不等式を満たす領域として決定する。

Ｚ≧（Ｙ−Ｙ２）・tan(θｘ)＋ｚ０ ……（８）

なお、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘが、旋回体３の左側の側部を周辺地面Ｇｒａに近づける方向の角度であり、且つ、前記式（４ｂ）に係る不等式条件（ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１という条件）が成立する場合も、上記と同様に、Ｘ軸方向で見た監視エリアＡＲが決定される。

また、旋回体３が周辺地面Ｇｒａに対して左右いずれに傾いている場合でも、前記式（４ｂ）に係る不等式条件が成立しない場合（ｓ＋Ｄｘ＞Ｙ１である場合）には、エリア設定部３２は、第１実施形態と同様に、Ｘ軸方向で見た監視エリアＡＲを、基準エリアＡＲ１と同じにする。

本実施形態では、以上の如く、エリア設定部３２は、基準エリアＡＲ１に周辺地面Ｇｒａが含まれることが推定される場合に、Ｙ軸周り方向の相対傾斜角度θｙに応じて、Ｙ軸方向で見た監視エリアＡＲの後部の境界線Ｌｃを決定し、Ｘ軸周り方向の相対傾斜角度θｘに応じて、Ｘ軸方向で見た監視エリアＡＲの側部の境界線Ｌｄを決定する。これらの境界線Ｌｃ，Ｌｄは、周辺地面Ｇｒａと所定のオフセットを有して該周辺地面Ｇｒａと平行な直線として決定される。

そして、エリア設定部３２は、基準エリアＡＲ１のうち、境界線Ｌｃ，Ｌｄの上側の領域を、監視エリアＡＲとして設定する。この場合、例えば、ｒ＋Ｄｘ≦Ｒ１であり、且つ、ｓ＋Ｄｙ＞Ｙ１である場合には、監視エリアＡＲは、基準エリアＡＲ１のうち、式（６）の不等式条件を満たす領域とされ、ｒ＋Ｄｘ＞Ｒ１であり、且つ、ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１である場合には、監視エリアＡＲは、基準エリアＡＲ１のうち、式（８）の不等式条件を満たす領域とされる。また、ｒ＋Ｄｘ≦Ｒ１であり、且つ、ｓ＋Ｄｙ≦Ｙ１である場合には、監視エリアＡＲは、基準エリアＡＲ１のうち、式（６）及び式（８）の両方の不等式条件を満たす領域とされる。

このため、Ｙ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれの方向で見た監視エリアＡＲの周辺地面Ｇｒａ寄りの部分は、基準エリアＡＲ１のうち、周辺地面Ｇｒａと重なる領域（周辺地面Ｇｒａの内側に入り込む領域）を除去した形状に近似する形状になるように監視エリアＡＲが設定される。

なお、前記マージン定数ｂｘ，ｂｙを十分に微小な値に設定しておけば、Ｙ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれの方向で見た監視エリアＡＲの周辺地面Ｇｒａ寄りの部分が、基準エリアＡＲ１のうち、周辺地面Ｇｒａと重なる領域（周辺地面Ｇｒａの内側に入り込む領域）を除去した形状にほぼ一致する形状になるように監視エリアＡＲを設定することも可能である。

本実施形態は以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。かかる本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。加えて、本実施形態では、監視エリアＡＲとして基準エリアＡＲ１を設定すると、該基準エリアＡＲ１に周辺地面Ｇｒａが含まれることになることが推定される場合には、監視エリアＡＲが、周辺地面Ｇｒａを含まず、且つ、基準エリアＡＲ１のうちの周辺地面Ｇｒａの外側の部分を極力含むように該監視エリアＡＲを設定することができる。

このため、障害物検出部３３により周辺地面Ｇｒａが障害物として検出されるのを防止することができると共に、周辺地面Ｇｒａ以外の実際の障害物を、監視エリアＡＲとして基準エリアＡＲ１を設定した場合と同様に検知することができる。従って、障害物の検出漏れを極力防止することができる。

［第３実施形態］

次に、本発明の第３実施形態を説明する。なお、本発明は、前記第１実施形態又は第２実施形態と、傾斜情報取得部３１の処理だけが第１実施形態と相違するものであるので、その相違事項を中心に説明し、第１実施形態又は第２実施形態と同一の事項については説明を省略する。

本実施形態では、傾斜情報取得部３１は、油圧ショベル１の動作環境の地面の傾斜角度が所々でばらつきを有するような場合でも、油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａに対する相対的な傾斜状態を示す傾斜情報としての相対傾斜角度の推定値を取得し得るように構成されている。

具体的には、本実施形態では、傾斜情報取得部３１は、走行体２の走行動作中に、該走行体２が、例えば所定の単位距離だけ移動する毎に、旋回体３の現在の傾斜角度を示す検出データ（傾斜センサ２１の検出データ）と、旋回体３の現在の旋回角度を示す検出データと、走行体２の現在の進行方向を示す検出データとを取得し、これらの検出データの組を時系列的に記憶保持する。なお、走行体２の現在の進行方向は、例えばＧＮＮＳ（Global Navigation Satellite System）の受信信号等を用いて検出され得る。

そして、傾斜情報取得部３１は、傾斜角度、旋回角度及び進行方向の新たに取得した検出データと、前回取得した検出データ（又は過去の複数回分の検出データ）とに基づいて、走行体２の現在位置の直前の移動経路上での、旋回体３の傾斜角度の変化量（現在の旋回体３の旋回角度に対応する旋回体座標系で見た変化量）を推定し、その推定値を、前記相対傾斜角度の推定値として取得する。

本実施形態は、以上説明した事項以外は、前記第１実施形態又は第２実施形態と同じである。かかる本実施形態によれば、第１実施形態又は第２実施形態と同様の効果を奏することができる。また、油圧ショベル１の動作環境の地面の傾斜角度が所々でばらつきを有するような場合でも、周辺地面Ｇｒａに対する旋回体３の相対傾斜角度を高い信頼性で推定することができる。ひいては、油圧ショベル１の動作環境の地面の実際の形状に整合させて、監視エリアＡＲを適切に設定することができる。

［第４実施形態］

次に、本発明の第４実施形態を図８を参照して説明する。なお、本発明は、前記第１実施形態又は第２実施形態と、傾斜情報取得部３１の処理だけが第１実施形態と相違するものであるので、その相違事項を中心に説明し、第１実施形態又は第２実施形態と同一の事項については説明を省略する。

本実施形態では、油圧ショベル１には、図８に示す如く、傾斜センサ２１の代わりに、ＧＮＳＳ受信機２４が備えられ、このＧＮＳＳ受信機２４で受信されだＧＮＮＳ信号（油圧ショベル１の位置や移動速度を示す信号）がコントローラ３０に入力される。

また、本実施形態では、コントローラ３０の傾斜情報取得部３１は、油圧ショベル１の動作環境の３次元の地形データが記憶保持した地形データ記憶部３１ａを含む。なお、地形データは、外部のサーバ等から随時、コントローラ３０にダウンロードし得るようになっていてもよい。

そして、傾斜情報取得部３１は、所定の演算処理周期毎に、ＧＮＳＳ受信機２４から入力されるＧＮＮＳ信号に基づいて、油圧ショベル１の現在位置と進行方向（走行体２の向き）とを特定し、これらの現在位置及び進行方向と、上記地形データと、旋回体３の現在の旋回角度の検出値とから、現在位置における油圧ショベル１の周辺地面Ｇｒａに対する旋回体３の相対傾斜角度（旋回体３の現在の旋回角度に対応する旋回体座標系で見た相対傾斜角度）を推定する。

本実施形態は、以上説明した事項以外は、前記第１実施形態又は第２実施形態と同じである。かかる本実施形態によれば、第１実施形態又は第２実施形態と同様の効果を奏することができる。また、油圧ショベル１の動作環境の種々様々な地形において、油圧ショベル１の任意の移動位置で、地面Ｇｒａに対する旋回体３の相対傾斜角度を高い信頼性で推定することができる。ひいては、油圧ショベル１の動作環境の地面の実際の形状に整合させて、監視エリアＡＲを適切に設定することができる。

なお、以上説明した第１〜第４実施形態では、旋回体３の全体を旋回軸Ｃｚの方向で地面に投影してなる領域を、油圧ショベル１の存在領域とした。ただし、例えば旋回体３の全体を旋回軸Ｃｚの方向で地面に投影してなる領域、あるいは、旋回体３及び走行体２の全体を、旋回軸Ｃｚの方向で地面に投影してなる領域を油圧ショベル１の存在領域とみなしてもよい。

また、前記第１〜第４実施形態では、油圧ショベル１をＹ軸方向で見た場合と、Ｘ軸方向で見た場合とで各別に監視エリアＡＲのサイズや境界を決定するようにした。ただし、例えば、相対傾斜角度の推定値に基づいて、旋回体座標系で見た周辺地面Ｇｒａを近似する３次元平面を特定し、この３次元平面が基準エリアＡＲ１の空間領域（３次元領域）に含まれる場合に、該３次元平面が、監視エリアＡＲの空間領域（３次元領域）に含まれないように、該監視エリアＡＲの空間形状及びサイズを設定するようにすることも可能である。

また、前記第１〜第４実施形態では、建設機械として油圧ショベル１を例示した。ただし、本発明は、油圧ショベルに限らず、機械周囲に位置する障害物を検知する機能を有する各種建設機械に広く適用することができる。また、本発明における建設機械の機体は、走行体に対して旋回しないようになっていてもよい。例えば、機体は走行体のフレームに固定されたものであってもよい。

また、前記第１〜第４実施形態では、障害物検知用センサ２３を油圧ショベル１（建設機械）に搭載したが、監視エリアＡＲに存在する障害物を、油圧ショベル１（建設機械）の外部のカメラ等のセンサを用いて検出するようにしてもよい。

また、コントローラ３０の少なくとも一部の処理を、油圧ショベル１（建設機械）の外部のコンピュータ等により実行するようにしてもよい。

１…油圧ショベル（建設機械）、３…旋回体（機体）、２１…傾斜センサ、３０…コントローラ（障害物検出装置）、３１…傾斜情報取得部、３２…エリア設定部

Claims (6)

1. 建設機械の機体の周囲に設定した監視エリア内に存在する障害物を検出し、該障害物が検出された場合に、所定の対応処理を実行するように構成された障害物検出装置であって、
   前記建設機械が位置する地面の周囲に存在する地面である周辺地面に対する前記機体の相対的な傾斜状態を示す傾斜情報を取得する傾斜情報取得部と、
   前記傾斜情報に応じて前記監視エリアを変化させるように該監視エリアを設定するエリア設定部とを備えることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。
2. 請求項１記載の建設機械の障害物検出装置において、
   前記エリア設定部は、少なくとも、前記機体が前記周辺地面に対して傾斜していないことが前記傾斜情報により示される第１状況で、前記監視エリアとして所定の基準エリアを設定し、前記機体が前記周辺地面に対して傾斜していることが前記傾斜情報により示される第２状況で、前記監視エリアとして仮に前記基準エリアを設定すると、該監視エリア内に前記周辺地面が存在する状態になると推定し得る所定の条件が成立する場合に、前記基準エリアのうちの前記周辺地面寄りの部分を除去したエリアであって、前記周辺地面が含まれない状態になるエリアを前記監視エリアとして設定し、前記所定の条件が成立しない場合には、前記基準エリアを前記監視エリアとして設定するように構成されていることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。
3. 請求項２記載の建設機械の障害物検出装置において、
   前記エリア設定部は、前記第２状況において、前記所定の条件が成立する場合に、前記機体の外周面のうち、前記周辺地面に最も近い部分から前記周辺地面までの距離である第１距離を推定し、当該最も近い部分から前記監視エリアの外周境界までの距離が前記第１距離の推定値よりも小さくなるように前記監視エリアを設定するように構成されていることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。
4. 請求項２又は３記載の建設機械の障害物検出装置であって、
   前記エリア設定部は、前記第２状況において、前記所定の条件が成立する場合に、前記監視エリアの前記周辺地面寄りの部分の形状が、前記基準エリアから、前記周辺地面と重なる領域を除去した形状に一致もしくは近似する形状になるように前記監視エリアを設定するように構成されていることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械の障害物検出装置において、
   前記傾斜情報取得部は、前記機体の互いに異なる２つの軸周りの傾斜角度を検出し得るように前記建設機械に搭載された傾斜センサの出力に基づいて、前記傾斜情報を取得するように構成されていることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械の障害物検出装置において、
   前記傾斜情報取得部は、前記建設機械の動作環境の地形データと、前記建設機械の位置情報とを取得し、少なくとも該地形データ及び位置情報に基づいて、前記傾斜情報を取得するように構成されていることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。
   

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