JP7207127B2 - 作業機械の周囲監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、作業機械の周囲を監視する作業機械の周囲監視装置に関する。

特許文献１には、監視カメラによって撮影した画像をモニターに表示するとともに、上部旋回体の旋回動作領域を明示する円弧状の境界線をモニター画面に合成表示するモニター装置が開示されている。

特開２０１１－１２５２２号公報

しかしながら、特許文献１のものは、上部旋回体の旋回時における上部旋回体と障害物との接触を判断できるが、下部走行体の走行時における上部旋回体と障害物との接触を判断できない。

例えば、上部旋回体が旋回した状態で、下部走行体の走行を行った場合、上部旋回体の後端部であるカウンタウエイトが下部走行体のクローラから大きく突出することになる。カウンタウエイトの側面は、運転室からは死角となっているため、下部走行体の走行により、カウンタウエイトと障害物とが接触する可能性がある。

本発明の目的は、下部走行体の走行時における上部旋回体と障害物との接触を作業者に判断させやすくすることが可能な作業機械の周囲監視装置を提供することである。

本発明は、下部走行体と、前記下部走行体の上部に旋回可能に設けられ、運転室を備えた上部旋回体とを有する作業機械の周囲を監視する、作業機械の周囲監視装置であって、前記下部走行体の進行方向を検出する進行方向検出装置と、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、前記上部旋回体に設けられ、前記上部旋回体の周囲を撮像する撮像装置と、前記運転室内に設けられた表示装置と、前記撮像装置が撮像した画像を前記表示装置に表示させる表示制御手段と、前記下部走行体が走行している場合に、前記進行方向検出装置が検出した前記下部走行体の進行方向と、前記旋回角度検出装置が検出した前記上部旋回体の旋回角度とに基づいて、前記上部旋回体の後端の予想される移動軌跡を後端軌跡として算出する後端軌跡算出手段と、を有し、前記表示制御手段は、前記後端軌跡算出手段が算出した前記後端軌跡を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする。

本発明によると、下部走行体が走行している場合に、上部旋回体の後端の予想される移動軌跡である後端軌跡が、撮像装置が撮像した画像に重畳されて表示装置に表示される。これにより、撮像装置が撮像した画像に障害物が含まれる場合に、障害物と後端軌跡との位置関係を、表示装置を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体の後端部が障害物に接触するか否かを作業者に判断させやすい。よって、下部走行体の走行時における上部旋回体と障害物との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

作業機械の側面図である。 第１実施形態における周囲監視装置の回路図である。 第１実施形態において、直進する作業機械を上方から見た図である。 第１実施形態において、直進する作業機械におけるディスプレイの画面を示す図である。 上部旋回体の後端部の説明図であり、カウンタウエイトの外周上に複数の代表点を設定した図である。 上部旋回体の後端部の説明図であり、下部走行体に対して上部旋回体が角度βだけ旋回した図である。 第１実施形態において、カーブ走行する作業機械を上方から見た図である。 第１実施形態において、カーブ走行する作業機械におけるディスプレイの画面を示す図である。 第１実施形態における周囲監視制御のフローチャートである。 第２実施形態における周囲監視装置の回路図である。 第２実施形態におけるディスプレイの画面を示す図である。 第２実施形態における周囲監視制御のフローチャートである。 第３実施形態における作業機械を上方から見た図である。 第３実施形態におけるディスプレイの画面を示す図である。 第３実施形態における周囲監視制御のフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第１実施形態］
（作業機械の構成）
本発明の第１実施形態による作業機械の周囲監視装置（周囲監視装置）は、作業機械の周囲を監視するものである。

作業機械２０の側面図である図１に示すように、作業機械２０は、アタッチメント３０で作業を行う機械であり、例えば油圧ショベルである。作業機械２０は、下部走行体２１と、上部旋回体２２と、アタッチメント３０と、シリンダ４０と、を有している。

下部走行体２１は、作業機械２０を走行させる部分であり、一対のクローラ２５を備える。上部旋回体２２は、下部走行体２１の上部に旋回装置を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体２２の前部には、キャブ（運転室）２３が設けられている。キャブ２３は、上部旋回体２２の左右方向において、上部旋回体２２の中央よりも左側に配置されている。上部旋回体２２の後端部には、カウンタウエイト２４が設けられている。上部旋回体２２の後端は、カウンタウエイト２４の後端である。

アタッチメント３０は、上下方向に回動可能に上部旋回体２２に取り付けられる。アタッチメント３０は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、を備える。ブーム３１は、上部旋回体２２に回動可能（起伏可能）に取り付けられる。アーム３２は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。バケット３３は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。バケット３３は、作業対象（土砂など）の、掘削、ならし、すくい、などの作業を行う部分である。

シリンダ４０は、アタッチメント３０を回動させることが可能である。シリンダ４０は、油圧式の伸縮シリンダである。シリンダ４０は、ブームシリンダ４１と、アームシリンダ４２と、バケットシリンダ４３と、を備える。

ブームシリンダ４１は、上部旋回体２２に対してブーム３１を回転駆動させる。ブームシリンダ４１の基端部は、上部旋回体２２に回動可能に取り付けられる。ブームシリンダ４１の先端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。

アームシリンダ４２は、ブーム３１に対してアーム３２を回転駆動させる。アームシリンダ４２の基端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。アームシリンダ４２の先端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。

バケットシリンダ４３は、アーム３２に対してバケット３３を回転駆動させる。バケットシリンダ４３の基端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。バケットシリンダ４３の先端部は、バケット３３に回動可能に取り付けられたリンク部材に、回動可能に取り付けられる。

（周囲監視装置の構成）
周囲監視装置１の回路図である図２に示すように、周囲監視装置１は、走行レバー２と、角度センサ３と、カメラ４と、ディスプレイ５と、コントローラ６とを有している。

走行レバー２は、キャブ２３内に設けられている。走行レバー２は、左右一対で設けられ、作業機械２０を操縦する作業者が着座するシートの前方において横並びに配置されている。右側の走行レバー２は、右側のクローラ２５に対応し、左側の走行レバー２は、左側のクローラ２５に対応している。走行レバー２は、作業者により操作される。本実施形態では、下部走行体２１を前進させる際に、走行レバー２の各々が前側に傾動され、下部走行体２１を後進させる際に、走行レバー２の各々が後側に傾動される。走行レバー２の一方の傾動量が他方よりも大きい場合には、下部走行体２１はカーブ走行する。なお、走行レバー２は走行ペダルを兼ねていてもよい。

コントローラ（進行方向検出装置）６は、走行レバー２の傾動量に基づいて、下部走行体２１の進行方向を検出する。具体的には、右側の走行レバー２は、右走行操作量センサを備えている。右走行操作量センサは、右側の走行レバー２の操作方向を含む操作量（傾動量）を検出する。同様に、左側の走行レバー２は、左走行操作量センサを備えている。左走行操作量センサは、左側の走行レバー２の操作方向を含む操作量（傾動量）を検出する。右走行操作量センサおよび左走行操作量センサは、角度センサや圧力センサにより構成され、操作量に応じた信号をコントローラ６に出力する。コントローラ６は、検出された左右の走行レバー２の操作量から下部走行体２１の進行方向を検出する。

角度センサ（旋回角度検出装置）３は、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度を検出する。角度センサ３は、例えば、エンコーダ、レゾルバ、又は、ジャイロセンサである。本実施形態では、上部旋回体２２の前方が下部走行体２１の前方と一致するときの上部旋回体２２の旋回角度を０°としている。

作業機械２０を上方から見た図である図３に示すように、カメラ（撮像装置）４は、上部旋回体２２に設けられている。カメラ４は、上部旋回体２２の周囲を撮像する。カメラ４は、その取付位置において鉛直軸心を中心に水平方向に回転可能である。なお、カメラ４を回転させることで、任意の方向にカメラ４を向かせることができる構成であってもよい。また、カメラ４は、自身を回転させる駆動部を備えていてもよい。駆動部は、例えば、コントローラ６で制御可能な電動モータにより構成される。図３においては、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度が９０°の状態を図示している。カメラ４は、上部旋回体２２の右方にある障害物５０を撮像可能である。

ディスプレイ（表示装置）５は、キャブ２３内に設けられている。ディスプレイ５の画面を示す図である図４に示すように、コントローラ（表示制御手段）６は、カメラ４が撮像した画像をディスプレイ５に表示させる。ディスプレイ５には、障害物５０が映し出されている。

図３に示すように、カメラ４は、キャブ２３から見て死角となる領域を撮像する。具体的には、カメラ４は、上部旋回体２２の左右方向において、上部旋回体２２の中央よりも右側に配置されており、上部旋回体２２の右方を撮像する。上述したように、キャブ２３は、上部旋回体２２の左右方向において、上部旋回体２２の中央よりも左側に配置されている。よって、キャブ２３内の作業者にとって、上部旋回体２２の左方は、視認可能な領域である。そのため、図３に示す状態で下部走行体２１が図中左方に走行する場合に、上部旋回体２２の左方に障害物があっても、キャブ２３内の作業者は、上部旋回体２２の後端部が障害物に接触するか否かを目視で判断することができる。一方、キャブ２３内の作業者にとって、上部旋回体２２の右方は、死角となる領域である。そのため、図３に示す状態で下部走行体２１が図中右方（矢印方向）に走行する場合に、上部旋回体２２の右方に障害物があっても、キャブ２３内の作業者は、上部旋回体２２の後端部が障害物に接触するか否かを目視で判断することができない。

そこで、図３に示すように、コントローラ（後端軌跡算出手段）６は、下部走行体２１が走行している場合に、自身が検出した下部走行体２１の進行方向（矢印方向）と、角度センサ３が検出した上部旋回体２２の旋回角度とに基づいて、上部旋回体２２の後端の予想される移動軌跡を後端軌跡１１として算出する。図３では、下部走行体２１が図中右方に直進する場合を図示している。ここで、下部走行体２１が走行しているか否かは、例えば、右走行操作量センサおよび左走行操作量センサからの信号に基づいて判定される。走行レバー２の操作量が閾値以上である場合に、下部走行体２１が走行していると判定される。走行レバー２の操作量には、所謂あそびがあり、あそびの範囲内で走行レバー２を傾動させても、クローラ２５は走行しない。操作量の閾値とは、クローラ２５が走行しないときと走行するときとの境目の操作量である。

そして、図４に示すように、コントローラ６は、自身が算出した後端軌跡１１を、カメラ４が撮像した画像に重畳させてディスプレイ５に表示させる。これにより、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれる場合に、障害物５０と後端軌跡１１との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体２２の後端部が障害物５０に接触するか否かを作業者に判断させやすい。よって、下部走行体２１の走行時における上部旋回体２２と障害物５０との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

ここで、後端軌跡１１を算出する際には、コントローラ（突出量算出手段）６は、下部走行体２１の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向において、カウンタウエイト２４の後端がクローラ２５の端から突出する突出量［ｍ］を算出する。以下に、突出量の算出方法を述べる。

まず、上部旋回体２２の後端部の説明図である図５に示すように、カウンタウエイト２４の外周上に複数の代表点Ｐｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）を設定する。なお、代表点Ｐｎの数が多いほど突出量の計算精度が向上する。そして、代表点Ｐｎの各々について、上部旋回体２２の旋回中心Ｏと代表点Ｐｎとを結ぶ線Ｌｎの長さ［ｍ］、および、上部旋回体２２の中心線Ｃ１と線Ｌｎとのなす角度αｎ［ｄｅｇ］を予め計測する。

上部旋回体２２の後端部の説明図である図６に示すように、下部走行体２１に対して上部旋回体２２が角度βだけ旋回したとする。このとき、下部走行体２１の中心線Ｃ２と線Ｌｎとのなす角度θ［ｄｅｇ］は、下記の式（１）で表せる。なお、旋回角度が０°のときに、上部旋回体２２の中心線Ｃ１と下部走行体２１の中心線Ｃ２とは一致する。
θ＝β＋αｎ－π ・・・式（１）

よって、下部走行体２１の中心線Ｃ２から代表点Ｐｎまでの距離Ｄｎ［ｍ］は、下記の式（２）で表せる。
Ｄｎ＝Ｌｎ・ｓｉｎθ ・・・式（２）

下部走行体２１の中心線Ｃ２からクローラ２５の端までの距離をＤｃ［ｍ］とすると、代表点Ｐｎがクローラ２５の端から突出する突出量は、（Ｄｎ－Ｄｃ）［ｍ］である。以上の演算を全代表点Ｐｎについて行い、突出量の最大値を、カウンタウエイト２４の後端がクローラ２５の端から突出する突出量とする。

図４に戻って、カメラ４が撮像した一対のクローラ２５の各々の一部が、下部走行体２１の幅を示す幅画像として、ディスプレイ５に表示される。下部走行体２１の幅とは、下部走行体２１の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向の幅である。これにより、一対のクローラ２５の各々の一部と後端軌跡１１との位置関係から、後端軌跡１１が上部旋回体２２の後端の軌跡であることを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

なお、幅画像は、コントローラ６が作成した、例えばクローラ２５を模した画像であって、カメラ４が撮像した画像に重畳して表示されるものであってもよい。

また、図３に示すように、コントローラ（下部走行体軌跡算出手段）６は、下部走行体２１が走行している場合に、自身が検出した下部走行体２１の進行方向に基づいて、下部走行体２１の予想される移動軌跡を下部走行体軌跡１２として算出する。

そして、図４に示すように、コントローラ６は、自身が算出した下部走行体軌跡１２を、カメラ４が撮像した画像に重畳させてディスプレイ５に表示させる。これにより、下部走行体軌跡１２と後端軌跡１１との位置関係から、後端軌跡１１が上部旋回体２２の後端の軌跡であることを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

ここで、図４に示すように、コントローラ（画像方向制御手段）６は、ディスプレイ５に表示される画像の向きを、下部走行体２１の進行方向と平行にする。具体的には、コントローラ６は、カメラ４が下部走行体２１の進行方向を向くように、カメラ４を回転させることで、ディスプレイ５に表示される画像の向きを、下部走行体２１の進行方向と平行にする。これにより、上部旋回体２２がどのように旋回しようとも、ディスプレイ５に表示される画像の向きが下部走行体２１の進行方向となる。よって、下部走行体２１の進行方向に障害物５０があるか否かを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

なお、カメラ４を回転させずに、カメラ４が撮像した画像をコントローラ６が補正することで、ディスプレイ５に表示される画像の向きを、下部走行体２１の進行方向と平行にしてもよい。

また、作業機械２０を上方から見た図である図７に示すように、コントローラ６は、下部走行体２１がカーブ走行する場合に、下部走行体２１のカーブ走行に沿って湾曲する後端軌跡１１を算出する。

ディスプレイ５の画面を示す図である図８に示すように、コントローラ６は、下部走行体２１がカーブ走行する場合においても、自身が算出した後端軌跡１１を、カメラ４が撮像した画像に重畳させてディスプレイ５に表示させる。これにより、下部走行体２１がカーブ走行する場合においても、障害物５０と後端軌跡１１との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体２２の後端部が障害物５０に接触するか否かを作業者に判断させやすい。

また、図７に示すように、コントローラ６は、下部走行体２１がカーブ走行する場合に、下部走行体２１のカーブ走行に沿って湾曲する下部走行体軌跡１２を算出する。そして、図８に示すように、コントローラ６は、湾曲する下部走行体軌跡１２をカメラ４が撮像した画像に重畳させてディスプレイ５に表示させる。

（周囲監視装置の動作）
次に、周囲監視制御のフローチャートである図９を用いて、周囲監視装置１の動作を説明する。

まず、コントローラ６は、角度センサ３が検出した上部旋回体２２の旋回角度を取得する（ステップＳ１）。次に、コントローラ６は、下部走行体２１が走行しているか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、下部走行体２１が走行していないと判定した場合には（Ｓ２：ＮＯ）、コントローラ６は、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ２において、下部走行体２１が走行していると判定した場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、コントローラ６は、下部走行体２１の進行方向が死角側（図３、図７の右側）であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、下部走行体２１の進行方向が死角側でないと判定した場合には（Ｓ３：ＮＯ）、コントローラ６は、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ３において、下部走行体２１の進行方向が死角側であると判定した場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、コントローラ６は、後端軌跡１１を算出する（ステップＳ４）。また、コントローラ６は、下部走行体軌跡１２を算出する（ステップＳ５）。

そして、コントローラ６は、カメラ４が撮像した画像をディスプレイ５に表示させるとともに（ステップＳ６）、カメラ４が撮像した画像に後端軌跡１１を重畳表示させる（ステップＳ７）。また、コントローラ６は、カメラ４が撮像した画像に下部走行体軌跡１２を重畳表示させる（ステップＳ８）。そして、ステップＳ１に戻る。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る周囲監視装置１によれば、下部走行体２１が走行している場合に、上部旋回体２２の後端の予想される移動軌跡である後端軌跡１１が、カメラ４が撮像した画像に重畳されてディスプレイ５に表示される。これにより、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれる場合に、障害物５０と後端軌跡１１との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体２２の後端部が障害物５０に接触するか否かを作業者に判断させやすい。よって、下部走行体２１の走行時における上部旋回体２２と障害物５０との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

また、カメラ４は、キャブ２３から見て死角となる領域を撮像する。カメラ４が撮像した画像に後端軌跡１１が重畳されてディスプレイ５に表示される。これにより、キャブ２３から見て死角となる領域において、上部旋回体２２の後端部と障害物５０との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者に把握させることができる。

また、下部走行体２１の幅を示す幅画像が、ディスプレイ５に表示される。これにより、幅画像と後端軌跡１１との位置関係から、後端軌跡１１が上部旋回体２２の後端の軌跡であることを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

また、カメラ４が撮像した下部走行体２１（クローラ２５）が、ディスプレイ５に表示される。これにより、下部走行体２１と後端軌跡１１との位置関係から、後端軌跡１１が上部旋回体２２の後端の軌跡であることを、ディスプレイ５を見た作業者により直感的に理解させることができる。

また、下部走行体２１が走行している場合に、下部走行体２１の予想される移動軌跡である下部走行体軌跡１２が、カメラ４が撮像した画像に重畳されてディスプレイ５に表示される。これにより、下部走行体軌跡１２と後端軌跡１１との位置関係から、後端軌跡１１が上部旋回体２２の後端の軌跡であることを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

また、ディスプレイ５に表示される画像の向きが、下部走行体２１の進行方向と平行にされる。これにより、上部旋回体２２がどのように旋回しようとも、ディスプレイ５に表示される画像の向きが下部走行体２１の進行方向となる。よって、下部走行体２１の進行方向に障害物５０があるか否かを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

また、カメラ４が下部走行体２１の進行方向を向くように、カメラ４が回転される。これにより、ディスプレイ５に表示される画像の向きを、下部走行体２１の進行方向と平行にすることができる。

また、ディスプレイ５に表示される画像の向きが、下部走行体２１の進行方向と平行になるように、カメラ４が撮像した画像が補正される。これにより、ディスプレイ５に表示される画像の向きを、下部走行体２１の進行方向と平行にすることができる。

また、下部走行体２１がカーブ走行する場合に、下部走行体２１のカーブ走行に沿って湾曲する後端軌跡１１がディスプレイ５に表示される。これにより、下部走行体２１がカーブ走行する場合においても、障害物５０と後端軌跡１１との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体２２の後端部が障害物５０に接触するか否かを作業者に判断させやすい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の周囲監視装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

（周囲監視装置の構成）
第２実施形態の周囲監視装置１０１は、周囲監視装置１０１の回路図である図１０に示すように、記憶装置７を有している。記憶装置７は、上部旋回体２２の後端部であるカウンタウエイト２４の高さを記憶している。具体的には、記憶装置７は、地面が平面である場合において、地面からカウンタウエイト２４の下面までの高さを記憶している。なお、記憶装置７は、地面が平面である場合において、地面からカウンタウエイト２４の上面までの高さを記憶していてもよい。

ディスプレイ５の画面を示す図である図１１に示すように、コントローラ６は、カウンタウエイト２４の高さを示す高さ画像１３を、カメラ４が撮像した画像に重畳させてディスプレイ５に表示させる。これにより、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれる場合に、障害物５０と高さ画像１３との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体２２の後端部が障害物５０に接触するか否かを作業者に容易に判断させやすい。

（周囲監視装置の動作）
次に、周囲監視制御のフローチャートである図１２を用いて、周囲監視装置１０１の動作を説明する。

ステップＳ１からステップＳ８までは、図９のフローチャートと同様である。ステップＳ８の後に、コントローラ６は、カメラ４が撮像した画像に高さ画像１３を重畳して表示させる（ステップＳ９）。そして、ステップＳ１に戻る。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る周囲監視装置１０１によれば、上部旋回体２２の後端部の高さを示す高さ画像１３が、カメラ４が撮像した画像に重畳されてディスプレイ５に表示される。これにより、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれる場合に、障害物５０と高さ画像１３との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者に把握させることができる。その結果、上部旋回体２２の後端部が障害物５０に接触するか否かを作業者に容易に判断させやすい。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の周囲監視装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

（周囲監視装置の構成）
第３実施形態の周囲監視装置２０１は、作業機械２０を上方から見た図である図１３に示すように、カメラ４を、撮像方向を互いに異ならせて複数有している。本実施形態では、キャブ２３から見て死角となる領域である上部旋回体２２の右方を撮像するカメラ４ａと、キャブ２３から見て死角となる領域である上部旋回体２２の後方を撮像するカメラ４ｂと、を有している。カメラ４ｂは、上部旋回体２２の後端部に配置されている。

ディスプレイ５の画面を示す図である図１４に示すように、コントローラ６は、カメラ４の各々が撮像した画像を繋ぎ合わせて１つの画像としてディスプレイ５に表示させる。図１３の左半分が、カメラ４ａが撮像した画像であり、図１３の右半分が、カメラ４ｂが撮像した画像である。これにより、上部旋回体２２の後端部と障害物５０との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者により広い範囲で把握させることができる。

また、コントローラ（障害物情報算出手段）６は、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれる場合に、障害物５０の位置および高さを算出する。そして、コントローラ（判定手段）６は、自身が算出した障害物５０の位置および高さに基づいて、障害物５０が上部旋回体２２（カウンタウエイト２４）に接触するか否かを判定する。

図１４に示すように、コントローラ６は、上部旋回体２２に接触すると自身が判定した障害物５０をディスプレイ５に強調して表示させる。具体的には、上部旋回体２２に接触すると判定された障害物５０を囲う枠画像１４がディスプレイ５に重畳表示される。これにより、カウンタウエイト２４に接触する障害物５０があることを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

また、図１４に示すように、コントローラ６は、自身が算出した突出量をディスプレイ５に表示させる。上述したように、突出量［ｍ］とは、下部走行体２１の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向において、カウンタウエイト２４の後端がクローラ２５の端から突出する量である。本実施形態では、突出量の数値を示す数値画像１５がディスプレイ５に重畳表示される。これにより、カウンタウエイト２４の後端がクローラ２５の端からどれぐらい突出しているかを、ディスプレイ５を見た作業者に認識させることができる。なお、数値画像１５は、算出した突出量の数値と最大突出量の数値とを同時に示すものであってもよい。また、突出量の数値のスケールと、スケールの上を移動可能なバーとを表示して、突出量に応じてスケール上でバーを移動させるような視覚的な表示を行ってもよい。

（周囲監視装置の動作）
次に、周囲監視制御のフローチャートである図１５を用いて、周囲監視装置２０１の動作を説明する。

ステップＳ１からステップＳ８までは、図９のフローチャートと同様である。ステップＳ８の後に、コントローラ６は、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれないと判定した場合には（Ｓ１０：ＮＯ）、コントローラ６は、ステップＳ１４に進む。一方、ステップＳ１０において、カメラ４が撮像した画像に障害物５０が含まれると判定した場合には（Ｓ１０：ＹＥＳ）、コントローラ６は、障害物５０の位置および高さを算出する（ステップＳ１１）。

そして、コントローラ６は、障害物５０がカウンタウエイト２４に接触するか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において、障害物５０がカウンタウエイト２４に接触しないと判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、コントローラ６は、ステップＳ１４に進む。一方、ステップＳ１２において、障害物５０がカウンタウエイト２４に接触すると判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、コントローラ６は、接触する可能性のある障害物５０を強調する枠画像１４をディスプレイ５に重畳表示させる（ステップＳ１３）。

ステップＳ１４では、コントローラ６は、算出した突出量を示す数値画像１５をディスプレイ５に重畳表示させる（ステップＳ１４）。そして、ステップＳ１に戻る。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る周囲監視装置２０１によれば、カメラ４の各々が撮像した画像が繋ぎ合わされて１つの画像としてディスプレイ５に表示される。これにより、上部旋回体２２の後端部と障害物５０との位置関係を、ディスプレイ５を見た作業者により広い範囲で把握させることができる。

また、上部旋回体２２に接触すると判定された障害物５０がディスプレイ５に強調して表示される。これにより、上部旋回体２２の後端部に接触する障害物５０があることを、ディスプレイ５を見た作業者に直感的に理解させることができる。

また、上部旋回体２２の後端が下部走行体２１の端から突出する突出量がディスプレイ５に表示される。これにより、上部旋回体２２の後端が下部走行体２１の端からどれぐらい突出しているかを、ディスプレイ５を見た作業者に認識させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、走行レバー２の操作量が閾値以上である場合に、下部走行体２１が走行していると判定しているが、これに限定されない。下部走行体２１が走行しているか否かは、作業者と走行レバー２との状態が、非相互作用状態から相互作用状態に遷移したことで判定してもよい。ここで、非相互作用状態とは、例えば、作業者が走行レバー２に握っていない状態、または、触れていない状態である。また、相互作用状態とは、例えば、作業者が走行レバー２を握っている状態、または、触れている状態である。また、下部走行体２１が走行しているか否かは、作業者により走行レバー２が不感帯において操作されているか否かに基づいて判定してもよい。

また、走行レバー２の０ではない操作量が検知されたものの、その大きさが閾値未満である場合、下部走行体２１が走行しているか否かは、作業者と走行レバー２と状態が非相互作用状態から相互作用状態に遷移したか否か、または、作業者により走行レバー２が不感帯において操作されているか否かで判定してもよい。こうすることで、作業者が下部走行体２１を動作させる意思がある蓋然性が高い一方で下部走行体２１がまだ動作を開始していない操作初期段階で、カメラ４が撮像した画像に後端軌跡１１を重畳してディスプレイ５に表示することができる。これにより、上部旋回体２２と障害物５０との接触を作業者に判断させやすくすることができる。

１，１０１，２０１ 周囲監視装置
２ 走行レバー
３ 角度センサ（旋回角度検出装置）
４ カメラ（撮像装置）
５ ディスプレイ（表示装置）
６ コントローラ（進行方向検出装置、表示制御手段、後端軌跡算出手段、下部走行体軌跡算出手段、画像方向制御手段、障害物情報算出手段、判定手段、突出量算出手段）
７ 記憶装置
１１ 後端軌跡
１２ 下部走行体軌跡
１３ 高さ画像
１４ 枠画像
１５ 数値画像
２０ 作業機械
２１ 下部走行体
２２ 上部旋回体
２３ キャブ
２４ カウンタウエイト
２５ クローラ
３０ アタッチメント
３１ ブーム
３２ アーム
３３ バケット
４０ シリンダ
４１ ブームシリンダ
４２ アームシリンダ
４３ バケットシリンダ
５０ 障害物

Claims (13)

1. 下部走行体と、前記下部走行体の上部に旋回可能に設けられ、運転室を備えた上部旋回体とを有する作業機械の周囲を監視する、作業機械の周囲監視装置であって、
   前記下部走行体の進行方向を検出する進行方向検出装置と、
   前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、
   前記上部旋回体に設けられ、前記上部旋回体の周囲を撮像する撮像装置と、
   前記運転室内に設けられた表示装置と、
   前記撮像装置が撮像した画像を前記表示装置に表示させる表示制御手段と、
   前記下部走行体が走行している場合に、前記進行方向検出装置が検出した前記下部走行体の進行方向と、前記旋回角度検出装置が検出した前記上部旋回体の旋回角度とに基づいて、前記上部旋回体の後端の予想される移動軌跡を後端軌跡として算出する後端軌跡算出手段と、
   を有し、
   前記表示制御手段は、前記後端軌跡算出手段が算出した前記後端軌跡を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
2. 前記撮像装置は、前記運転室から見て死角となる領域を撮像することを特徴とする請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置。
3. 前記下部走行体の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向における前記下部走行体の幅を示す幅画像が前記表示装置に表示されることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械の周囲監視装置。
4. 前記幅画像が、前記撮像装置が撮像した前記下部走行体であることを特徴とする請求項３に記載の作業機械の周囲監視装置。
5. 前記下部走行体が走行している場合に、前記進行方向検出装置が検出した前記下部走行体の進行方向に基づいて、前記下部走行体の予想される移動軌跡を下部走行体軌跡として算出する下部走行体軌跡算出手段をさらに有し、
   前記表示制御手段は、前記下部走行体軌跡算出手段が算出した前記下部走行体軌跡を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置。
6. 前記表示装置に表示される画像の向きを、前記下部走行体の進行方向と平行にする画像方向制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置。
7. 前記撮像装置は、水平方向に回転可能であり、
   前記画像方向制御手段は、前記撮像装置が前記下部走行体の進行方向を向くように、前記撮像装置を回転させることを特徴とする請求項６に記載の作業機械の周囲監視装置。
8. 前記画像方向制御手段は、前記表示装置に表示される画像の向きが、前記下部走行体の進行方向と平行になるように、前記撮像装置が撮像した前記画像を補正することを特徴とする請求項６に記載の作業機械の周囲監視装置。
9. 前記後端軌跡算出手段は、前記下部走行体がカーブ走行する場合に、前記下部走行体のカーブ走行に沿って湾曲する後端軌跡を算出することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置。
10. 前記上部旋回体の後端部の高さを記憶する記憶装置をさらに有し、
    前記表示制御手段は、前記上部旋回体の後端部の高さを示す高さ画像を、前記撮像装置が撮像した画像に重畳させて前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置。
11. 前記撮像装置を、撮像方向を互いに異ならせて複数有し、
    前記表示制御手段は、前記撮像装置の各々が撮像した画像を繋ぎ合わせて１つの画像として前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置。
12. 前記撮像装置が撮像した画像に障害物が含まれる場合に、前記障害物の位置および高さを算出する障害物情報算出手段と、
    前記障害物情報算出手段が算出した前記障害物の位置および高さに基づいて、前記障害物が前記上部旋回体に接触するか否かを判定する判定手段と、
    をさらに有し、
    前記表示制御手段は、前記上部旋回体に接触すると前記判定手段が判定した前記障害物を前記表示装置に強調して表示させることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置。
13. 前記下部走行体の走行方向および上下方向のそれぞれに直交する方向において、前記上部旋回体の後端が前記下部走行体の端から突出する突出量を算出する突出量算出手段をさらに有し、
    前記表示制御手段は、前記突出量算出手段が算出した突出量を前記表示装置に表示させることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置。

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