JP7189074B2

JP7189074B2 - 作業機械

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Publication number: JP7189074B2
Application number: JP2019086384A
Authority: JP
Inventors: 直樹萩原; 和彦溝口; 圭一郎穴原
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2039-04-26
Also published as: CN113474520B; US20220170244A1; KR102559440B1; US12037775B2; EP3922777A4; JP2020183612A; EP3922777A1; KR20210114483A; CN113474520A; WO2020218308A1

Description

本発明は、作業機械に関する。

油圧ショベルなどの作業機械においては、車体に設けたカメラで得られる画像を運転室のモニタに表示することで、オペレータによる作業機械の周囲監視を補助する技術が知られている。

このような作業機械の周囲監視に関する技術として、例えば、特許文献１には、作業車両の周辺に監視領域を設定し、該監視領域における作業者の存在を検出する作業車両用周辺監視システムであって、前記作業者に装着される回帰反射体と、前記作業車両から前記監視領域に向けて走査状にレーザ光を投光すると共に、前記回帰反射体に反射したレーザ光を受光し、その受光レベルに基づいて前記作業者の存在を検出する周辺監視装置とを備え、前記回帰反射体は、多数のキューブコーナプリズムを配列したキューブコーナリフレクタを用いて構成され、前記周辺監視装置は、非拡散レーザ光を投光し、かつ、その反射光をほぼ同軸で受光し、その受光レベルを出力する同軸回帰反射型の光電センサを備えると共に、該光電センサのレーザ光源を所定の周期でパルス駆動し、受光パルスに基づいて前記作業者の存在を検出する作業車両用周辺監視システムが開示されている。

また、特許文献２には、旋回機構を介して下部走行体に搭載される上部旋回体を備える建設機械の周囲に存在する物体を検知する建設機械用物体検知システムであって、前記上部旋回体に取り付けられる走査型距離計測装置の出力に基づいて物体を検出する物体検出部を有し、前記走査型距離計測装置が発する光は、前記上部旋回体と前記下部走行体との間の隙間を通る、建設機械用物体検知システムが開示されており、特許文献３には、建設機械の前後左右方向と当該建設機械からの離隔距離に基づいて設定される複数の所定範囲毎に人を検知する人検知手段と、当該人検知手段により前記人が検知される場合に、当該所定範囲に対応する制限内容を選択する選択手段と、当該制限内容にて前記建設機械の動作を制限する制限手段を含む建設機械の動作制限装置が開示されている。

特開２００５－０３２１４１号公報

特開２０１５－２２９８３６号公報

特開２０１４－２１８８４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術においては、走査状にレーザ光を投光して作業者に装着された再帰性反射材からの反射光を検出することで作業者を検出することができるものの、再帰性反射材を有しないその他の資材や障害物を認識することができない。また、特許文献２に記載の従来技術においては、上下方向の検知範囲が上部旋回体と下部走行体の間を通る平面に制限されるため、上部旋回体に対して相対的に旋回移動する下部走行体を検知対象から除外することはできるものの、上部旋回体の下面よりも低い位置に作業者やその他の障害物が有る場合には検知することができないため、例えば、特許文献３の技術を適用したとしても、障害物の検知時に作業機械の動作を適切に制限することができない。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、作業機械の構造物を検知対象からの除外することによる検知範囲の減少を抑制しつつ、作業機械と障害物の接触を抑制することができる作業機械を提供することを目的とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車体を駆動するためのアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動させるために操作する操作装置と、前記車体に設けられ、前記車体の周囲に存在する物体を検知するセンサと、前記操作装置による前記アクチュエータの駆動を制限する制限装置と、前記センサの検知結果に基づいて前記制限装置を制御する制御装置とを備えた作業機械において、前記センサは、前記物体の中から特定の物体を区別して検知可能であり、前記センサの検知範囲は、前記車体の稼働範囲を少なくとも一部含むように設定された第一検知領域と前記第一検知領域の上方に隣接して設定された第二検知領域とで設定されており、前記制御装置は、前記センサにより前記第一領域で物体を検知した場合には、検知された前記物体が前記特定の物体のときのみ、前記制限装置により前記アクチュエータの駆動を制限し、前記センサにより前記第二領域で物体を検知した場合には、検知された前記物体が前記特定の物体でなくとも、前記制御装置により前記アクチュエータの駆動を制限するものとする。

本発明によれば、作業機械の構造物を検知対象からの除外することによる検知範囲の減少を抑制しつつ、作業機械と障害物の接触を抑制することができる。

作業機械の一例である油圧ショベルの外観を概略的に示す側面図である。作業機械の一例である油圧ショベルの外観を概略的に示す上面図である。運転室内の様子を示す図である。油圧ショベルに適用される油圧回路システムの一部を関連構成とともに抜き出して模式的に示す図である。油圧ショベルの周囲監視機能に係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。制御装置から電磁弁に出力される電磁弁電流とアクチュエータ速度との関係を示す図である。センサの検知範囲の一例を示す図である。物体・再帰性反射材判定部の処理内容を示すフローチャートである。動作制限判定部の処理内容を示すフローチャートである。センサの検知範囲の他の例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態を図１～図９を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態では、作業機械の一例とし、油圧ショベルを示して説明するが、クレーンのような他の作業機械やホイールローダのような道路機械にも本発明を適用することが可能である。

図１及び図２は、本実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの外観を概略的に示す図であり、図１は側面図、図２は上面図である。また、図３は、運転室内の様子を示す図である。

図１及び図２において、油圧ショベル１００は、クローラ式の下部走行体１及び下部走行体１に対して旋回可能に設けられた上部旋回体２により構成された車体と、上部旋回体２の前側に俯仰動可能に設けられたフロント作業機３とから概略構成されている。なお、図２においては、図示の簡単のため、フロント作業機３の一部を省略して示す。

フロント作業機３は、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム３ａ、アーム３ｂ、及びバケット３ｃ）を連結して構成されている。ブーム３ａの基端は上部旋回体２の前部に回動可能に支持されている。また、ブーム３ａの先端にはアーム３ｂの一端が回動可能に連結されており、アーム３ｂの他端（先端）にはバケット３ｃが回動可能に連結されている。ブーム３ａ、アーム３ｂ、及びバケット３ｃは、油圧アクチュエータであるブームシリンダ３ｄ、アームシリンダ３ｅ、及び、バケットシリンダ３ｆによってそれぞれ駆動される。

下部走行体１は、左右一対のクローラフレーム１ｃ，１ｄにそれぞれ掛け回された一対のクローラ１ｅ，１ｆと、クローラ１ｅ，１ｆを図示しない減速機構等を介してそれぞれ駆動する油圧アクチュエータとしての走行油圧モータ１ａ，１ｂとから構成されている。なお、図１において、下部走行体１の各構成については、左右一対の構成のうちの一方のみを図示して符号を付し、他方の構成については図中に括弧書きの符号のみを示して図示を省略する。

上部旋回体２は、基部となる旋回フレーム上に各部材を配置して構成されており、旋回フレームが油圧アクチュエータである旋回油圧モータ１０により下部走行体１に対して旋回駆動されることにより、上部旋回体２が下部走行体１に対して旋回可能となっている。

上部旋回体２の旋回フレーム上の前側には、オペレータが搭乗して油圧ショベル１００の操作を行うための運転室４が配置されているほか、原動機であるエンジン２５、エンジン２５により駆動される油圧ポンプ２６及びパイロットポンプ２７、各油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１ａ，１ｂ、旋回油圧モータ１０、ブームシリンダ３ｄ、アームシリンダ３ｅ、バケットシリンダ３ｆ）を駆動するための油圧回路システムが搭載されている（後の図４参照）。また、上部旋回体２には、油圧ショベル１００の全体の動作を制御する制御装置２０が配置されている。

図３に示すように、運転室４内には、オペレータが着座する座席４ａや、フロント作業機３の駆動操作、上部旋回体２の旋回操作、下部走行体１の走行操作などを行う操作装置４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅや、ゲートロックレバー４ｆなどのほか、座席４ａに着座したオペレータが見やすい位置であって外部視野の妨げにならない位置にモニタ４ｇが配置されている。

上部旋回体２の上部の左右および後方には、上部旋回体２の周囲を撮影する複数のセンサ１４～１６が搭載されている。複数のセンサ１４～１６は、その配置に応じて、それぞれ、右側方センサ１４、後方センサ１５、及び、左側方センサ１６と称する。すなわち、複数のセンサ１４～１６は、上部旋回体２の左側の運転室４の後方に設けられて上部旋回体２の前方及び左側方を検知範囲とする左側方センサ１６と、上部旋回体２の右側方に設けられて上部旋回体２の前方及び右側方を検知範囲とする右側方センサ１４と、上部旋回体２の後方に設けられて上部旋回体２の左右の側方及び後方を検知範囲とする後方センサ１５とを有して構成されている。

図４は、油圧ショベルに適用される油圧回路システムの一部を関連構成とともに抜き出して模式的に示す図である。なお、図４においては、油圧ショベル１００の複数の油圧アクチュエータの代表として旋回油圧モータ１０に係る構成を示している。

図４において、油圧回路システムは、原動機であるエンジン２５と、エンジン２５によって駆動される油圧ポンプ２６及びパイロットポンプ２７と、油圧ポンプ２６から吐出された圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータ（ここでは、旋回油圧モータ１０のみを図示する）と、油圧ポンプ２６から複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向切換弁（ここでは、旋回油圧モータ１０の方向切換弁２８のみを図示する）と、複数の油圧アクチュエータの動作を指示し、複数の方向切換弁を切り換えるパイロット圧（操作信号）を生成する油圧パイロット式の複数の操作装置（ここでは、旋回操作に係る操作装置４ｂのみを図示する）とを備えている。

方向切換弁２８は、センタバイパス型であり、センタバイパスライン２８ａ上に位置するセンタバイパス通路を有している。センタバイパス通路は、センタバイパスライン２８ａに直列に接続されており、方向切換弁２８のスプールが中立位置にあるときはセンタバイパス通路をセンタバイパスライン２８ａと連通し、方向切換弁２８のスプールが図４中左側又は右側の切換位置に切換えられるとセンタバイパス通路をセンタバイパスライン２８ａから遮断するようになっている。センタバイパスライン２８ａの上流側は油圧ポンプ２６の吐出ライン２６ａに接続され、センタバイパスライン２８ａの下流側はタンクライン４１に接続されている。

方向切換弁２８は、操作装置４ｂからのパイロット圧（操作信号）によって切換えられるようになっている。操作装置４ｂは、操作量に応じてパイロットポンプ２７の吐出圧を元圧としてパイロット圧を生成する一対のパイロット弁を有している。例えば、操作装置４ｂを中立位置から左旋回に対応する方向（例えば左側）に操作すると、その操作量に応じて一方のパイロット弁で生成されたパイロット圧が方向切換弁２８の図４中右側の受圧部へ出力され、これによって方向切換弁２８が図４中右側の切換位置に切換えられる。これにより、旋回油圧モータ１０が回転し、上部旋回体２が下部走行体１に対して左方向に旋回するようになっている。一方、例えば、操作装置４ｂを中立位置から右旋回に対応する方向（例えば右側）に操作すると、その操作量に応じて他方のパイロット弁で生成されたパイロット圧が方向切換弁２８の図４中左側の受圧部へ出力され、これによって方向切換弁２８が図４中左側の切換位置に切換えられる。これにより、旋回油圧モータ１０が回転し、上部旋回体２が下部走行体１に対して右方向に旋回するようになっている。

操作装置４ｂから方向切換弁２８の２つの受圧部への管路には、それぞれ、電磁弁２３ａ，２３ｂが設けられている。電磁弁２３ａ，２３ｂは、操作装置４ｂから方向切換弁２８に出力されるパイロット圧（操作信号）を制限する制限装置であり、後述する制御装置２０からの電磁弁電流（指令信号）に基づいてパイロット圧（操作信号）を制限することにより油圧アクチュエータである旋回油圧モータの動作速度を制限する。

図６は、制御装置から電磁弁に出力される電磁弁電流とアクチュエータ速度との関係を示す図である。図６の横軸は、制御装置２０から電磁弁２３ａ，２３ｂに出力される電磁弁電流の予め定めた値に対する割合を示している。ここでは、電磁弁２３ａ，２３ｂが全閉となる電磁弁電流の値を１００％としている。また、図６の縦軸は、操作装置４ｂから方向切換弁２８に出力されるパイロット圧が制限されない場合の油圧アクチュエータの速度をＶ１として示している。すなわち、図６においては、電磁弁電流が０（ゼロ）％の場合には、操作装置４ｂから出力されるパイロット圧に応じた速度Ｖ１で油圧アクチュエータが動作し、電磁弁電流が増加してある割合を超えると油圧アクチュエータの速度が電磁弁電流の増加に伴って制限され、電磁弁電流が５０％になると油圧アクチュエータの速度がＶ２（＜Ｖ１）まで制限され、電磁弁電流が１００％になると油圧アクチュエータの速度が０（ゼロ）に制限されることを示している。

パイロットポンプ２７の吐出ライン２７ａには、パイロットポンプ２７の吐出圧を一定に保持するパイロットリリーフ弁（図示せず）が設けられている。また、パイロットポンプ２７の吐出ライン２７ａにはロック弁２７ｂが設けられており、このロック弁２７ｂは、ゲートロックレバー４ｆの操作に応じて切換えられるようになっている。ゲートロックレバー４ｆには、ゲートロックレバー４ｆがロック解除位置（下降位置）にある場合に閉じ状態、ロック位置（上昇位置）にある場合に開き状態となるポジションスイッチ（図示せず）が設けられている。そして、例えば、ポジションスイッチが閉じ状態になると、ポジションスイッチを介してロック弁２７ｂのソレノイド部が通電されて、ロック弁２７ｂが連通位置に切換えられる。これにより、パイロットポンプ２７の吐出ライン２７ａが連通されて、パイロットポンプ２７の吐出圧が操作装置４ｂなどに導入される。その結果、操作装置４ｂなどの操作によってパイロット圧が生成され、油圧アクチュエータを作動させることができる（作業可能状態）。一方、ポジションスイッチが開き状態になると、ロック弁２７ｂが遮断位置となる。これにより、パイロットポンプ２７の吐出ライン２７ａを遮断する。その結果、操作装置４ｂなどを操作してもパイロット圧が生成されず、油圧アクチュエータが作動しないようになっている（作業不可状態）。

なお、図４に図示しない左右の走行油圧モータ１ａ，１ｂ、ブームシリンダ３ｄ、アームシリンダ３ｅ、及び、バケットシリンダ３ｆに係る油圧回路システムもほぼ同様の構成を備えている。

また、少なくとも走行操作に係る操作装置４ｄ，４ｅから油圧モータ１ａ，１ｂのそれぞれの方向切換弁（図示せず）の２つの受圧部への管路には、それぞれ、電磁弁２４ａ，２４ｂが設けられており、制御装置２０からの電磁弁電流（指令信号）に基づいてパイロット圧（操作信号）を制限することにより油圧アクチュエータである走行油圧モータ１ａ，１ｂの動作速度を制限する。

以上のように構成した本実施の形態の油圧ショベル１００は、センサ１４～１６の検知結果に基づいて、油圧ショベル１００の動作を制限する周囲監視機能を有している。

図５は、本実施の形態に係る油圧ショベルの周囲監視機能に係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。

図５において、周囲監視機能は、複数のセンサ１４～１６と、制限装置としての電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂと、複数のセンサ１４～１６の検知結果に基づいて電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂへの指令信号を生成する制御装置２０とから構成されている。

センサ１４～１６は、センサ１４～１６から物体までの距離および方向を検知し、検知した物体の３次元座標系における位置を検知結果として出力するものであり、例えば、赤外線深度センサである。また、センサ１４～１６は、再帰性反射材とそれ以外の部材（物体）とを区別して検知可能であり、検知結果として検知した物体が再帰性反射材であるか否かの情報を出力する。

図７は、センサの検知範囲の一例を示す図である。

図７では、センサ１４～１６のうち右側方センサ１４の検知範囲を代表して示している。図７に示すように、センサ１４の検知範囲３０は、下部走行体１の上部旋回体２に対する相対的な稼動範囲を少なくとも一部に含むように設定された第一検知領域３０ｂと、第一検知領域３０ｂと隣接するように設定された第二検知領域３０ａとで設定されており、第一検知領域３０ｂと第二検知領域３０ａとの境界は、上部旋回体２の下端と下部走行体１の上端の間の高さで、上部旋回体２の旋回軸に垂直な仮想平面に沿うよう設定されている。この検知範囲の設定は、制御装置２０の図示しない記憶領域に記憶されており、例えば、メンテナンス用の外部機器等を介して調整を行うことが可能である。

第一検知領域３０ｂと第二検知領域３０ａは、それぞれセンサ１４の検知対象となる物体（部材）が決められている。第一検知領域３０ｂは、油圧ショベル１００の周囲で作業を行う作業者が装着する再帰性反射材とそれ以外の物体のうち、再帰性反射材のみを検知対象とする検知領域である。また、第二検知領域３０ａは、再帰性反射材とそれ以外の物体の両方を検知対象とする検知領域である。すなわち、制御装置２０は、センサ１４からの検知結果として、検知された物体の３次元位置の情報と検知された物体の種類（再帰性反射材か否か）の情報とを取得しており、物体が検知された３次元位置が第一検知領域３０ｂである場合には、検知された物体が再帰性反射材である場合にのみ物体を検知したものとし、下部走行体１のような再帰性反射材以外の物体のみが検知されても物体の検知は無いものとする。また、制御装置２０は、物体が検知された３次元位置が第二検知領域３０ａである場合には、再帰性反射材とそれ以外の物体の何れの物体が検知された場合にも物体を検知したものとする。

制御装置２０は、物体・再帰性反射材判定部２０ａと、動作制限判定部２０ｂとを有している。

図８は、物体・再帰性反射材判定部の処理内容を示すフローチャートであり、図９は動作制限判定部の処理内容を示すフローチャートである。

図８に示すように、物体・再帰性反射材判定部２０ａは、まず、センサ１４～１６からの検知結果に基づいて物体が検知されたかどうかを判定する（ステップＳ１００）。具体的には、上述のように、第一検知領域３０ｂで再帰性反射材が検知されたか、或いは、第二検知領域３０ａで何れかの物体が検知されたかを判定する。ステップＳ１００での判定結果がＮＯの場合には、物体が検知されるまでステップＳ１００の処理を繰り返す。

また、ステップＳ１００での判定結果がＹＥＳであり、かつ、物体を検知したセンサが右側方センサ１４又は左側方センサ１６である場合には、検知した物体に再帰性反射材が含まれるかどうかを判定し（ステップＳ１１０）、判定結果がＹＥＳの場合には検知フラグＡを動作制限判定部２０ｂに出力し（ステップＳ１１１）、判定結果がＮＯの場合には検知フラグＢを動作制限判定部２０ｂに出力して（ステップＳ１１２）、処理を終了する。

また、ステップＳ１００での判定結果がＹＥＳであり、かつ、物体を検知したセンサが後方センサ１５である場合には、検知した物体に再帰性反射材が含まれるかどうかを判定し（ステップＳ１２０）、判定結果がＹＥＳの場合には検知フラグＣを動作制限判定部２０ｂに出力し（ステップＳ１２１）、判定結果がＮＯの場合には検知フラグＤを動作制限判定部２０ｂに出力して（ステップＳ１２２）、処理を終了する。

続いて、動作制限判定部２０ｂは、物体・再帰性反射材判定部２０ａから出力された検知フラグが何かを判定し（ステップＳ２００）、検知フラグがＡ又はＣであると判定された場合には、旋回用の電磁弁２３ａ，２３ｂに出力する電磁弁電流と、走行用の電磁弁２４ａ，２４ｂに出力する電磁弁電流とを両方とも１００％とすることで、旋回動作および走行動作を停止させ（ステップＳ２０１）、処理を終了する。すなわち、再帰性反射材を装着する作業者が検知されたと考えられる場合には、旋回動作と走行動作の両方を停止することで、油圧ショベル１００の作業者への接触を防止することができる。

また、ステップＳ２００において、検知フラグがＢであると判定された場合には、旋回用の電磁弁２３ａ，２３ｂに出力する電磁弁電流を５０％とするとともに、走行用の電磁弁２４ａ，２４ｂに出力する電磁弁電流を１００％とすることで、旋回動作の動作速度を減速させるとともに、走行動作を停止させ（ステップＳ２０２）、処理を終了する。すなわち、油圧ショベル１００の側方（正確には上部旋回体２の側方）において、再帰性反射材以外の物体（つまり、作業者以外の物体）が検知された場合には、旋回速度を停止させずに減速にとどめるとともに、走行動作を停止することで、作業効率の低下を抑制しつつ側方で検知された物体との接触を適切に抑制することができる。

また、ステップＳ２００において、検知フラグがＤであると判定された場合には、旋回用の電磁弁２３ａ，２３ｂに出力する電磁弁電流を０（ゼロ）％とするとともに、走行用の電磁弁２４ａ，２４ｂに出力する電磁弁電流を１００％とすることで、旋回動作の動作速度を制限せずに、走行動作を停止させ（ステップＳ２０３）、処理を終了する。すなわち、油圧ショベル１００の後方（正確には上部旋回体２の後方）において、再帰性反射材以外の物体（つまり、作業者以外の物体）が検知された場合には、旋回速度を維持するとともに、走行動作を停止することで、作業効率の低下を抑制しつつ後方で検知された物体との接触を適切に抑制することができる。

以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。

走査状にレーザ光を投光して作業者に装着された再帰性反射材からの反射光を検出することで作業者を検出する従来技術においては、再帰性反射材を有しないその他の資材や障害物を認識することができない。また、上下方向の検知範囲が上部旋回体と下部走行体の間を通る平面に制限される従来技術においては、上部旋回体に対して相対的に旋回移動する下部走行体を検知対象から除外することはできるものの、上部旋回体の下面よりも低い位置に作業者やその他の障害物が有る場合には検知することができない。このため、例えば、障害物を検知した場合に作業機械の動作を制限する従来技術を適用したとしても、障害物の検知時に作業機械の動作を適切に制限することができない。

これに対して本実施の形態においては、油圧アクチュエータである走行油圧モータ１ａ，１ｂや油圧シリンダ３ｄ～３ｆ、旋回油圧モータ１０を駆動させるための操作信号を出力する操作装置４ｂ～４ｅと、特定の物体である再帰性反射材とそれ以外の物体とを区別して検知可能なセンサ１４～１６と、操作装置４ｂ～４ｅから出力される操作信号を制限することで油圧アクチュエータの駆動を制限する制限装置としての電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂと、センサ１４～１６の検知結果に基づいて電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを制御する制御装置２０とを備えた油圧ショベル１００において、制御装置２０は、センサ１４～１６により物体が検知された場合には、センサ１４～１６で検知された物体（部材）が再帰性反射材であるか否かの情報と、センサ１４～１６で検知された物体（部材）の位置が車体の稼動範囲を少なくとも一部に含む第一検知領域３０ｂと第一検知領域３０ｂに隣接する第二検知領域３０ａの何れであるかの情報とに基づいて、電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂを制御するように構成したので、油圧ショベル１００の構造物を検知対象からの除外することによる検知範囲の減少を抑制しつつ、油圧ショベル１００と障害物の接触を抑制することができる。

なお、検知領域の設定については、図７で説明したものに限られず、例えば、図１０に示すように、センサ１４の検知範囲３１について、下部走行体１の上部旋回体に対する相対的な稼動範囲に相当する範囲を第一検知領域３１ｂとし、その他の領域を第二検知領域３１ａとするように構成してもよい。このように下部走行体１の稼動範囲に基づいて第一検知領域３１ｂを設定することで、より精度よく物体の検知を行うことができる。

以上のように構成した本実施の形態の特徴を説明する。

（１）上記の実施の形態では、車体（例えば、下部走行体１及び上部旋回体２）を駆動するためのアクチュエータ（例えば、走行油圧モータ１ａ，１ｂ、旋回油圧モータ１０）と、前記アクチュエータを駆動させるために操作する操作装置４ｂ～４ｅと、前記車体に設けられ、前記車体の周囲に存在する物体を検知するセンサ１４～１６と、前記操作装置による前記アクチュエータの駆動を制限する制限装置（例えば、電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ）と、前記センサの検知結果に基づいて前記制限装置を制御する制御装置２０とを備えた作業機械（例えば、油圧ショベル１００）において、前記センサは、前記物体の中から特定の物体を区別して検知可能であり、前記センサの検知範囲は、前記車体の稼働範囲を少なくとも一部含むように設定された第一検知領域と前記第一検知領域の上方に隣接して設定された第二検知領域とで設定されており、前記制御装置は、前記センサにより前記第一領域で物体を検知した場合には、検知された前記物体が前記特定の物体のときのみ、前記制限装置により前記アクチュエータの駆動を制限し、前記センサにより前記第二領域で物体を検知した場合には、検知された前記物体が前記特定の物体でなくとも、前記制御装置により前記アクチュエータの駆動を制限するものとした。

これにより、作業機械の構造物を検知対象からの除外することによる検知範囲の減少を抑制しつつ、作業機械と障害物の接触を抑制することができる。

（２）また、上記の実施の形態では、上記（１）の作業機械（例えば、油圧ショベル１００）において、前記制御装置２０は、前記第一検知領域に前記物体が検知され、前記第二検知領域に前記物体が検知されていない時に、前記検知された物体が前記特定の物体でない場合には、前記制限装置（例えば、電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ）による制御を行わないものとした。

（３）また、上記の実施の形態では、上記（１）～（２）の何れか１つの作業機械（例えば、油圧ショベル１００）において、前記センサ１４～１６は、赤外線深度センサであるものとした。

（４）また、上記の実施の形態では、上記（１）～（３）の何れか１つの作業機械（例えば、油圧ショベル１００）において、前記特定の物体は、再帰性反射材であるものとした。

（５）また、上記の実施の形態では、上記（１）の作業機械（例えば、油圧ショベル１００）において、前記車体は、上部旋回体２及び下部走行体１により構成され、前記制限装置（例えば、電磁弁２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ）は、前記下部走行体の走行動作と前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回動作との少なくとも何れか一方を制限するものとした。

（６）また、上記の実施の形態では、上記（１）の作業機械（例えば、油圧ショベル１００）において、前記車体は、上部旋回体２及び下部走行体１により構成され、前記第一検知領域３０ｂと前記第二検知領域３０ａとの境界の少なくとも一部は、前記上部旋回体の下端と前記下部走行体の上端の間となるよう設定されたものとした。

＜付記＞
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

１…下部走行体、１ａ，１ｂ…走行油圧モータ、１ｃ，１ｄ…クローラフレーム、１ｅ，１ｆ…クローラ、２…上部旋回体、３…フロント作業機、３ａ…ブーム、３ｂ…アーム、３ｃ…バケット、３ｄ…ブームシリンダ、３ｅ…アームシリンダ、３ｆ…バケットシリンダ、４…運転室、４ａ…座席、４ｂ～４ｅ…操作装置、４ｆ…ゲートロックレバー、４ｇ…モニタ、１０…旋回油圧モータ、１４…右側方センサ、１４…センサ、１５…後方センサ、１５…センサ、１６…左側方センサ、１６…センサ、２０…制御装置、２０ａ…物体・再帰性反射材判定部、２０ｂ…動作制限判定部、２３ａ，２３ｂ…電磁弁、２４ａ，２４ｂ…電磁弁、２５…エンジン、２６…油圧ポンプ、２６ａ…吐出ライン、２７…パイロットポンプ、２７ａ…吐出ライン、２７ｂ…ロック弁、２８…方向切換弁、２８ａ…センタバイパスライン、３０，３１…検知範囲、３０ａ，３１ａ…第二検知領域、３０ｂ，３１ｂ…第一検知領域、４１…タンクライン、１００…油圧ショベル

Claims

車体を駆動するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動させるために操作する操作装置と、
前記車体に設けられ、前記車体の周囲に存在する物体を検知するセンサと、
前記操作装置による前記アクチュエータの駆動を制限する制限装置と、
前記センサの検知結果に基づいて前記制限装置を制御する制御装置とを備えた作業機械において、
前記センサは、前記物体の中から特定の物体を区別して検知可能であり、
前記センサの検知範囲は、前記車体の稼働範囲を少なくとも一部含むように設定された第一検知領域と前記第一検知領域の上方に隣接して設定された第二検知領域とで設定されており、
前記制御装置は、
前記センサにより前記第一領域で物体を検知した場合には、検知された前記物体が前記特定の物体のときのみ、前記制限装置により前記アクチュエータの駆動を制限し、
前記センサにより前記第二領域で物体を検知した場合には、検知された前記物体が前記特定の物体でなくとも、前記制御装置により前記アクチュエータの駆動を制限することを特徴とする作業機械。
請求項１記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記第一検知領域に前記物体が検知され、前記第二検知領域に前記物体が検知されていない時に、前記検知された物体が前記特定の物体でない場合には、前記制限装置による制御を行わないことを特徴とする作業機械。
請求項１から２の何れか１項に記載の作業機械において、
前記センサは、赤外線深度センサであることを特徴とする作業機械。
請求項１から３の何れか１項に記載の作業機械において、
前記特定の物体は、再帰性反射材であることを特徴とする作業機械。
請求項１記載の作業機械において、
前記車体は、上部旋回体及び下部走行体により構成され、
前記制限装置は、前記下部走行体の走行動作と前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回動作との少なくとも何れか一方を制限することを特徴とする作業機械。
請求項１記載の作業機械において、
前記車体は、上部旋回体及び下部走行体により構成され、
前記第一検知領域と前記第二検知領域との境界の少なくとも一部は、前記上部旋回体の下端と前記下部走行体の上端の間となるよう設定されたことを特徴とする作業機械。