JPWO2016047806A1 - クローラ式作業機械の周辺監視装置 - Google Patents

クローラ式作業機械の周辺監視装置 Download PDF

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Abstract

クローラ式作業機械の周辺監視装置は、周囲を撮像するカメラ（６１）〜（６４）と、カメラ（６１）〜（６４）で撮像された画像を表示する表示手段（６５）と、前記表示手段（６５）に、クローラ式作業機械の旋回中心から最も離れた下部走行体の位置に基づいて形成される外縁目安画像を重畳させる制御手段（６６）とを備えている。

Description

本発明は、クローラ式作業機械の周辺監視装置に関する。
従来、作業機械の車体に複数のカメラを取り付け、各カメラで撮像された画像から俯瞰画像を生成し、操縦席内部に設けられたモニタにより、作業者が上部旋回体の周囲の状況を確認しながら、上部旋回体の旋回操作を行う技術として、作業機械の周辺監視装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような周辺監視装置は、近年、種々の油圧ショベルにも搭載されている。
油圧ショベルには、ブーム、アーム、及びバケットを備えた作業機に加え、ブレード等のオプションが装着されることがある。ブレードは、下部走行体に装着され、ブレードを地面に着地させた状態で下部走行体を走行させることにより、盛土作業、整地作業を行うことができる（例えば、特許文献２参照）。
また従来から、上部旋回体のカウンタウェイト後端部の位置に基づいて、目安線（例えば、上部旋回体が旋回したときにカウンタウェイト後端部が通る軌跡を表す線等）を俯瞰画像や単カメラ画像（１つのカメラが撮像した画像）に表示する技術が知られている。
特開２０１３−２５３４０２号公報 特開２００８−２１１３号公報
ところで、油圧ショベル等のクローラ式作業機械は、左右の履帯の回転方向を逆向き（例えば、右履帯を前進側に、左履帯を後進側に操作）にすることにより、下部走行体と上部旋回体からなる油圧ショベル全体を、ある旋回中心を中心に回転させる、いわゆる超信地旋回が可能である。
また、油圧ショベルには様々なタイプの製品が存在し、その中でも後方小旋回型の油圧ショベル（後述するが図１に記載されたものが該当）は、通常型の油圧ショベルよりも上部旋回体の後方側が小さくなるように設計されている。そのため、通常型の油圧ショベルであれば旋回中心から最も離れた位置は、カウンタウェイト後端部になることが一般的であるが、後方小旋回型の油圧ショベルの場合、旋回中心から最も離れた位置は、クローラの外側先端部となる。
そのため、後方小旋回型の油圧ショベルにおいて、従来技術のようにカウンタウェイト後端部を基準に目安線を俯瞰画像や単カメラ画像等に表示していたとしても、超信地旋回を行った場合には、旋回中心から最も離れた位置であるクローラの外側先端部が目安線（カウンタウェイト後端部の軌跡等）の外側に飛び出してしまう可能性がある。そのため、作業者（オペレータ）が俯瞰画像などにより油圧ショベルの近傍に障害物の存在および目安線（カウンタウェイト後端部の軌跡等）との位置関係を認識していたとしても、超信地旋回を実施した場合にはクローラの外側先端部が目安線を超えてしまい障害物との距離の認識を誤ってしまうことにより、クローラの外側先端部を障害物等に衝突させてしまう可能性があるという課題がある。
本発明の目的は、作業者が作業機械の旋回中心から最も離れた位置と障害物との距離感を容易に認識することができ、障害物等に衝突する可能性を軽減することのできるクローラ式作業機械の周辺監視装置を提供することにある。
本発明の第１の態様に係るクローラ式作業機械の周辺監視装置は、
クローラ式の下部走行体及び上部旋回体を備えたクローラ式作業機械の周辺監視装置であって、
前記クローラ式作業機械の周囲を撮像するカメラと、
前記カメラで撮像された画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された前記カメラにより撮像された画像に、前記クローラ式作業機械の旋回中心から最も離れた下部走行体の位置に基づいて生成される外縁目安画像を重畳させる制御手段と、を備えていることを特徴とする。
本発明の第１の態様によれば、制御手段が、クローラ式作業機械の旋回中心から最も離れた下部走行体の位置に基づいて生成される外縁目安画像を、カメラで撮像された画像に重畳させることにより、作業者がカメラで撮像された画像により周囲に障害物があることを認識していた場合に、外縁目安画像と障害物との位置関係や距離感を容易に把握することができ、クローラ式作業機械を超信地旋回させたとしても、クローラ式作業機械と障害物との衝突を回避することができる。
本発明の第２の態様に係るクローラ式作業機械の周辺監視装置は、第１の態様において、
スイッチ操作又は検知手段により前記旋回中心から最も離れた下部走行体の位置への距離が変更されたとの信号が制御手段に入力されることにより、前記外縁目安画像が変更されることを特徴とする。
ここで、旋回中心から最も離れた下部走行体の位置への距離が変更されたとの信号は、例えば、作業機械の操縦席内に設けられたスイッチ等を操作することによる信号や、ブレード等のオプションを装着した際、作業機コントローラからオプションが装着された旨の信号が考えられる。
本発明の第２の態様によれば、機械点検者等の特定の者だけに外縁目安画像の変更を可能とし、通常の作業者に外縁目安画像の変更をできないようにすることができるので、誤った操作による誤表示を防止することができる。また、仮に機械点検者がスイッチ操作を忘れてしまっても、ブレードが装着されたことを検知手段が検知することにより自動的に外縁目安画像が変更されることになる。
本発明の第３の態様に係るクローラ式作業機械の周辺監視装置は、第１の態様または第２の態様において、
前記カメラで撮像された画像は、俯瞰画像または単カメラ画像であることを特徴とする。
本発明の第３の態様によれば、外縁目安画像を俯瞰画像または単カメラ画像に重畳させて表示手段に表示させることができるため、作業者はこれらの画像を視認する際、クローラ式作業機械の外縁を視認しながら操作を行うことができ、外縁目安画像と障害物との位置関係や距離感を容易に把握することができる。
本発明の第４の態様に係るクローラ式作業機械の周辺監視装置は、第１の態様乃至第３の態様のいずれかの態様において、前記外縁目安画像の形状が直線部と円弧部とを組み合わせたことを特徴とする。
本発明の第４の態様によれば、外縁目安画像に直線部を設けることにより、例えばダンプトラックなどへ積み込み作業を行う際に、外縁目安画像の直線部とダンプトラックの側面や背面とを比較することにより、ダンプトラックが所定の停車向きよりも斜めに停車していないか確認することができる。また、クローラ式作業機械の幅方向、走行方向の長さを作業者に認識させることができるので、障害物との距離感を一層確実に把握することができる。
本発明の第５の態様に係るクローラ式作業機械の周辺監視装置は、第１の態様乃至第３の態様のいずれかの態様において、前記外縁目安画像の形状が旋回中心を中心とした円形であることを特徴とする。
本発明の第５の態様によれば、作業者が俯瞰画像などにより障害物を認識している場合に、超信地旋回をした際の旋回中心から最も離れた下部走行体の位置の旋回軌跡と障害物との距離感を一層確実に把握することができる。
本発明の第６の態様に係るクローラ式作業機械の周辺監視装置は、第１の態様乃至第５の態様のいずれかの態様において、前記表示手段は、前記クローラ式作業機械の遠隔操作席、又は前記クローラ式作業機械を管理する管制室に設けられた表示装置、若しくは携帯端末に設けられたことを特徴とする。
本発明の第６の態様によれば、外縁目安画像を重畳させたカメラで撮像された画像（俯瞰画像や単カメラ画像）を、遠隔操作席、管制室、または携帯端末に表示させることができるため、クローラ式作業機械の遠隔操作者や作業者以外の第三者（監督者等）が容易に俯瞰画像などを確認することができるので、遠隔操作者や第三者が障害物との距離感を把握して、障害物との衝突を一層確実に回避することができる。
本発明の第１実施形態に係るクローラ式作業機械の側面図。 前記実施形態におけるクローラ式作業機械の平面図。 前記実施形態における周辺監視装置の構成を表すブロック図。 俯瞰画像の生成を説明するための模式図。 第１実施形態における目安線の作図方法を説明するための模式図。 第１実施形態における目安線の作図方法を説明するための模式図。 第１実施形態における目安線の作図方法を説明するための模式図。 第１実施形態における目安線の作図方法を説明するための模式図。 第１実施形態における俯瞰画像及び単カメラ画像からなるモニタ表示部の表示例。 本発明の第２実施形態に係るクローラ式作業機械の側面図。 第２実施形態におけるクローラ式作業機械の平面図。 第２実施形態における目安線の作図方法を説明するための模式図。 第２実施形態における目安線の作図方法を説明するための模式図。 第２実施形態における俯瞰画像及び単カメラ画像からなるモニタ表示部の表示例。 前記実施形態における作用を説明するためのフローチャート。を説明するための模式図。
＜第１実施形態＞
［１］全体構成
図１、図２において、クローラ式作業機械としての油圧ショベル１は、下部走行体２、上部旋回体３、キャブ（運転室）４、および作業機５を備えて構成される。下部走行体２は、履帯式であり、上部旋回体３の直下に設けられる図示を省略したトラックフレームと、このトラックフレームにおいて走行方向に直交する車幅方向の両端に設けられた一対の走行装置２１とを備えて構成される。走行装置２１は、トラックフレームに突設された駆動輪および遊動輪に巻回される履帯（クローラ）２２を備えて構成され、駆動輪を駆動させることによって、履帯２２の延出方向に沿って油圧ショベル１を前後進させる。
左右それぞれの走行装置２１は、駆動輪を独立して駆動（前進および後進）させることができるようになっている。右履帯と左履帯を同時に前進させれば油圧ショベル１は前進し、右履帯と左履帯を同時に後進させれば油圧ショベル１は後進する。また、一方の走行装置２１の駆動輪と、他方の走行装置２１の駆動輪を互いに逆向きに駆動、例えば右履帯を前進させると同時に左履帯を後進させると、下部走行体２は油圧ショベル１を、旋回中心を中心に回転させることができる。このような旋回方法は上述のとおり超信地旋回と呼ばれる。
図２に示されるように、上部旋回体３には例えば４つのカメラ６１〜６４が設けられており、後述するように、カメラ６１〜６４によって撮像された画像をモニタ６５(表示手段)に表示することにより、オペレータに油圧ショベル１周辺の状況を認識させるようにしている。なお、後述するが、「カメラによって撮像された画像」とは、いずれか１つのカメラが撮像した画像（単カメラ画像）と、各カメラが撮像した画像に基づいて生成する上方視点画像（俯瞰画像）を含んでいる。
下部走行体２のトラックフレーム上には、上部旋回体３が旋回可能に設けられている。なお、下部走行体２を超信地旋回させた際の旋回中心Ｏと、上部旋回体３の旋回中心Ｏを、図２に示されるように一致させるように構成してもよいし、異ならせてもよい。特許請求の範囲に記載された「旋回中心」は、超信地旋回させた際の旋回中心Ｏと、上部旋回体３の旋回中心Ｏのどちらであってもよい。
上部旋回体３にはキャブ４が設けられ、このキャブ４内にオペレータが乗車して油圧ショベル１を操縦する。図示を省略するが、キャブ４内にはオペレータシートが設けられ、オペレータシートの両脇には、作業機レバーが設けられている。また、キャブ４の床面には、走行操作用の走行レバーが設けられている。
さらに、図示を省略するが、キャブ４内にはモニタ６５が設けられており、エンジン水温や燃料残量などの状態を含む各種情報、機器の異常などを示す故障情報、オペレータが各種設定を行うためのメニュー画面やメンテナンス画面などの他、後述する周辺監視装置６０（図３参照）におけるカメラ６１〜６４により撮像された画像を表示することができる。
上部旋回体３の作業機５が向いている方向が前方とした場合に、キャブ４の右側には、作業機５が設けられている。作業機５は、ブーム５１、アーム５２、およびバケット５３を備える。これら各要素は、ブームシリンダ５１Ａ、アームシリンダ５２Ａ 、およびバケットシリンダ５３Ａによって回動される。ここで、各シリンダ５１Ａ，５２Ａ，５３Ａは油圧シリンダであり、その油圧源は、上部旋回体３に設けられた図示しないエンジンで駆動される油圧ポンプである。
［２］周辺監視装置６０の構成
図３には、本実施形態に係る周辺監視装置６０が示されている。周辺監視装置６０は、前述した油圧ショベル１の周辺をカメラ６１〜６４で撮像し、キャブ４内に設けられたモニタ６５上にその画像を表示する装置である。周辺監視装置６０は、左後方カメラ６１、右側方カメラ６２、右後方カメラ６３、後方カメラ６４、モニタ６５（表示手段）、及び周辺監視コントローラ６６（制御手段）を備える。
左後方カメラ６１は、図２に示されるように、上部旋回体３の左後方に設けられ、図２に示される矢印の方向に取り付けられており、油圧ショベル１の左側方を撮像する。右側方カメラ６２は、上部旋回体３の右側方に設けられ、図２に示される矢印の方向に取り付けられており、油圧ショベル１の右前方を撮像する。右後方カメラ６３は、上部旋回体３の右後方に設けられ、図２に示される矢印の方向に取り付けられており、油圧ショベル１の右後方を撮像する。後方カメラ６４は、上部旋回体３の後部略中央に設けられ、図２に示される矢印の方向に取り付けられており、油圧ショベル１の後方を撮像する。これらのカメラ６１〜６４には、広角レンズが装着され、隣接するカメラ（左後方カメラ６１と右側方カメラ６２とは除く）のそれぞれの撮像範囲は一部領域で重複している。
モニタ６５は、表示部６５Ａと操作部（スイッチ）６５Ｂとから構成されている。表示部６５Ａには、上述したエンジン水温や燃料残量などの状態を含む各種情報等が表示され、操作部６５Ｂを操作することにより、図示しないモニタコントローラを制御し、表示部６５Ａに表示される内容を変更する構成となっている。操作部６５Ｂは、メニュー画面やメンテナンス画面での操作のために用いるスイッチや、作業モード、走行モード、エアコンなどの各種設定を行うためのスイッチを含む。なお、モニタ６５は、表示部６５Ａと操作部６５Ｂとを一体化したタッチパネルで構成してもよい。また、操作部６５Ｂを表示部６５Ａと別体とし、操作部６５Ｂを運転室内の他の場所に設けてもよい。
モニタ６５は、カメラ６１〜６４で撮像された画像を表示する表示手段としても機能し、モニタ６５の操作部６５Ｂを操作することにより、周辺監視コントローラ６６に操作指令を入力し、例えば表示部６５Ａに表示されるカメラ画像を、例えば後方カメラ６４のカメラ画像から右側方カメラ６２のカメラ画像に切り替える等の操作ができるようになっている。
図３に記載されているように、周辺監視コントローラ６６は、俯瞰画像生成部６７、画像重畳部６８、目安線重畳部６９、表示画像出力部７０、目安線変更部７１、及び目安線変更起動部７２を備える。図３における俯瞰画像生成部６７は、カメラ６１〜６４で撮像された画像に基づいて、油圧ショベル１の周囲を上方から見ているかのように表示する俯瞰画像（図９のＧ２を参照）を生成する。具体的には、図示を略した周辺監視コントローラ６６の図示しない記憶部に記憶された変換情報を用いて画像データの座標変換を行い、図４に示されるように、例えばカメラ６１によって撮像された画像を、油圧ショベル１の上方に位置する仮想視点６１Ａから所定の仮想投影面ＧＬ上に投影される画像、すなわち上方視点画像に変換する。
変換情報は、この仮想投影面ＧＬを表しており、カメラ６１で斜め上方から撮像された対象ＯＢの寸法Ｍ１が仮想投影面ＧＬ上では、寸法Ｍ２に変換される。俯瞰画像生成部６７は、４台のカメラ６１〜６４で撮像された各画像データをそれぞれ上方視点画像に変換した上で、変換後の各画像データを合成することにより、一つの油圧ショベル１の周囲を俯瞰できる俯瞰画像を生成する。
図３における画像重畳部６８は、図９における俯瞰画像Ｇ２に示されるように、油圧ショベル１の上面画像ＧＡ（上部旋回体３のみ）を記憶部に有しておき、俯瞰画像生成部６７で生成された俯瞰画像Ｇ２の中央部に油圧ショベル１の上面画像ＧＡを重畳させる。そうすることにより、図９における俯瞰画像Ｇ２を見たオペレータは、俯瞰画像Ｇ２中に表示された周囲の障害物等と油圧ショベル１との位置関係や距離感の把握が容易になる。
目安線重畳部６９は、後述するように目安線変更部７１において生成された目安線ＧＢを俯瞰画像Ｇ２や単カメラ画像Ｇ３に重畳させる（図９参照）。
目安線変更部７１は、以下で説明する作図方法によって目安線を生成する。図５は油圧ショベル１の平面図を簡略化したものであり、作業機５の先端部は省略されている。旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置は履帯２２の外側先端部Ｅ０であり、旋回中心Ｏから履帯２２の外側先端部Ｅ０までの距離はＲ０である。図５では、旋回中心Ｏを中心とした半径Ｒ０の円Ｌ１が描かれている。
図６では、図５において描かれた円Ｌ１に外接する正方形Ｌ２が描かれている。ここで、上部旋回体３を正方形に対して正対させた状態で上部旋回体３の横幅を正方形Ｌ２に投影させてできる直線部Ｌ３および直線部Ｌ４が描かれている。なお、直線部Ｌ３およびＬ４を作図する方法として、上部旋回体の横幅に代えて履帯２２の外端部の横幅を採用してもよい。
図７では、図６の状態から上部旋回体３を９０度旋回させ、図６と同様の手法により直線部Ｌ５およびＬ６が描かれている。
図８では、目安線変更部７１が、直線部Ｌ３〜Ｌ６の隣接する端部間を、それぞれ円弧部Ｌ７〜Ｌ１０を描く。直線部Ｌ３〜Ｌ６と円弧部Ｌ７〜Ｌ１０を結ぶと一本の線になり、これが目安線ＧＢになる。俯瞰画像Ｇ２に目安線ＧＢを重畳させる場合、図８のような図がモニタ６５に表示されることになる。
後述するが、俯瞰画像Ｇ２には、上部旋回体３の上面画像ＧＡ及び目安線ＧＢが重畳的に表示されるため、上部旋回体３を旋回させた場合には、上部旋回体３と目安線ＧＢが固定されたままの状態で、俯瞰画像Ｇ２中の周囲の画像とカメラ６１〜６４に映りこんだ下部走行体２が回転するように表示される。また、超信地旋回（上部旋回体３と下部走行体２とが同時に旋回）させた場合には、上部旋回体３、目安線ＧＢ、およびカメラ６１〜６４に映りこんだ下部走行体２が固定されたままの状態で俯瞰画像Ｇ２中の周囲の画像のみが回転するように表示されることになる。
図８における上部旋回体３と下部走行体２の位置関係の場合（上部旋回体３と下部走行体２が正対している場合）、旋回中心Ｏから履帯２２の外側先端部Ｅ０と目安線とは離れている。なお、図示していないが、図８の状態から上部旋回体３を４５°旋回させた場合（上方視にて上部旋回体３と下部走行体２が４５°傾いている場合）には、４つの（図８における左上、右上、右下、左下）履帯２２の外側先端部と目安線の４つの直線部（Ｌ３〜Ｌ６）の中央部が接することになる。この状態が最も履帯２２の外側先端部と目安線との距離が短くなる状態であるが、この状態であっても履帯２２の外側先端部が目安線を超えることはない。
図３における表示画像出力部７０は、油圧ショベル１の上面画像ＧＡ及び目安線（外縁目安画像の一形態である）ＧＢが重畳された俯瞰画像Ｇ２を、図９に示されるような表示画像Ｇ１として、モニタ６５の表示部６５Ａに表示させる。俯瞰画像Ｇ２に示されるように、目安線重畳部６９は、目安線変更部７１によって生成された油圧ショベル１の旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置（この実施形態では履帯２２の外側先端部Ｅ０）に対応する位置に表示させる目安線ＧＢを、俯瞰画像生成部６７で生成された俯瞰画像に重畳させる。
なお、本実施形態では、表示画像出力部７０は、表示画像Ｇ１上に、カメラ６１〜６４のいずれかで撮像された単カメラ画像Ｇ３も表示する。図９の単カメラ画像Ｇ３にも記載されているように、単カメラ画像に目安線ＧＢを重畳させるようにしてもよい。
また、表示画像出力部７０は、単カメラ画像位置アイコンＧ４も表示している。単カメラ画像位置アイコンＧ４は、モニタ６５の表示部に表示される単カメラ画像Ｇ３が、油圧ショベル１に対してどの方向（後方、右後方、右前方、左側方）を撮影するカメラ６１〜６４の画像であるかを示すためのアイコンであり、例えば図９における表示部の単カメラ画像Ｇ３の近傍に単カメラ画像位置アイコンＧ４を設けることによって、オペレータは表示部に表示されている単カメラ画像Ｇ３がどの方向の単カメラ画像であるかが容易に判別できる。
また、図９における表示画像Ｇ１には、画像上部に、サービスメータ画像Ｇ５及び作業モード画像Ｇ６を表示する。サービスメータ画像Ｇ５は、油圧ショベル１のエンジンの総稼働時間を表示している。作業モード画像Ｇ６は、油圧ショベル１の作業モードがパワーモード（Ｐ）やエコモード（Ｅ）等のいずれのモードであるかを表示する。さらに、表示画像Ｇ１の下部には、エンジン水温Ｇ７、作動油温Ｇ８、燃料残量Ｇ９が表示されている。
図９に示されるように、俯瞰画像Ｇ２もしくは単カメラ画像Ｇ３に、旋回中心から最も離れた下部走行体２の位置に基づいて生成される目安線ＧＢを重畳させる。これにより、後方小旋回型の油圧ショベルのように上部旋回体が小さく設計されている油圧ショベルが超信地旋回を行った場合であっても、履帯２２の外側先端部等が目安線ＧＢを超えることがない。したがって、オペレータは、俯瞰画像などにより油圧ショベルの近傍に障害物の存在を認識していた場合に、履帯２２の外側先端部等が障害物等に衝突することなく作業を行うことができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態として、下部走行体の前方に整地作業等を行うためのブレードを取り付けた仕様の油圧ショベル１Ａを用いた場合について、以下説明する。
図１０、図１１に示される油圧ショベル１Ａは、下部走行体２の前方にブレード２３を取り付けた点以外は、図１、図２に示される油圧ショベル１と同様である。そのため、その他の点についての説明は省略する。ブレード２３は着脱可能であってもよい。ブレード２３には、図示を省略したが、複数の油圧シリンダが設けられており、油圧シリンダでブレード２３を上下左右に駆動させることができる。なお、ブレード２３は、下部走行体２に取り付けられているので下部走行体の一部としてみなされる。
第２実施形態において、目安線変更部７１による目安線の作図方法について、以下説明する。図１２はブレード付き油圧ショベル１Ａの平面図を簡略化したものであり、作業機の先端部は省略されている。
図５に示した第１実施形態の場合は旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置は、履帯２２の外側先端部Ｅ０であったが、第２実施形態のようにブレード２３が取り付けられたことによって、旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置はブレード前面側端部Ｅ１となる。旋回中心Ｏから履帯２２の外側先端部Ｅ０までの距離はＲ０よりも長いＲ１である。図１２では、旋回中心Ｏを中心とした半径Ｒ１の円Ｌ１１が描かれている。
旋回中心Ｏを中心とした半径Ｒ１の円Ｌ１１から、具体的に目安線を作図する方法は図６〜図８において説明した方法と全く同じなので説明は省略する。図１３には当該方法により生成したブレード付き油圧ショベル１Ａの目安線ＧＣが示されている。ブレードが付いていない通常タイプの油圧ショベルの目安線ＧＢと比較すると、ブレード付き油圧ショベル１Ａの目安線ＧＣの方が大きいことがわかる。これは、旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置がＲ０からＲ１に長くなったためである。
目安線変更部７１は、第１実施形態と同様に、油圧ショベル１Ａの旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置（この実施形態ではブレード２３の前面側端部Ｅ１）に対応する位置に表示させる目安線ＧＣを生成する。そして、俯瞰画像生成部６７で生成された俯瞰画像または単カメラ画像に目安線ＧＣを重畳させる。
図１４は、第２実施形態におけるモニタの表示画面の一例であり、俯瞰画像Ｇ２および単カメラ画像Ｇ３にそれぞれ目安線ＧＣが重畳されて表示されている。
図３における目安線変更部７１は、油圧ショベル１の最も離れた下部走行体２の位置に応じて、目安線重畳部６９で重畳させる目安線を変更するようにしてもよい。例えば、目安線変更部７１は、各種タイプの油圧ショベル１（第１実施形態のブレードがない通常タイプの油圧ショベル１と第２実施形態のブレード付き油圧ショベル１Ａ等）に応じた目安線を記憶部に有しておき、ブレード付き油圧ショベル１Ａが選択された場合には、図１４における俯瞰画像Ｇ２のように、ブレード２３の大きさに応じて目安線ＧＣを俯瞰画像に重畳するようにしてもよい。
具体的には、図３における目安線変更起動部７２がモニタ６５と接続されており、油圧ショベル１の点検者等がモニタ６５の操作部を用いて、例えばブレードがない通常タイプの油圧ショベル１か、もしくはブレード付き油圧ショベル１Ａ等といった機種情報を入力すると、その信号が目安線変更起動部７２に入力される。そして、目安線変更起動部７２は、目安線変更部７１に対し、入力された機種情報を出力する。そして、目安線変更部７１は、機種（後方小旋回型であるか、ブレードを有しているか等）に応じて適切な大きさに変更した目安線を目安線重畳部６９に出力する。これにより、目安線重畳部６９は適切な大きさの目安線を俯瞰画像または単カメラ画像に重畳することが可能となる。
なお、図１４に示されるように、所定のブレード２３を装着すると俯瞰画像Ｇ２には、ブレード２３の画像が表示されるようになるが、これはカメラ６１等で撮像した画像にブレード２３が映りこんでいるためである。
また、図９や図１４に図示されているように、単カメラ画像Ｇ３にも目安線ＧＢを重畳するようにしてもよい。
［３］第１実施形態及び第２実施形態の作用及び効果
次に、第１実施形態及び第２実施形態の作用を図１５に示されるフローチャートに基づいて、説明する。
まず、俯瞰画像生成部６７は、カメラ６１〜６４の画像に基づいて、俯瞰画像Ｇ２を生成する（ステップＳ１）。画像重畳部６８は、俯瞰画像生成部６７で生成された俯瞰画像Ｇ２を呼び出し（ステップＳ２）、図９に示されるように、俯瞰画像Ｇ２上に油圧ショベル１の上面画像ＧＡを重畳させる（ステップＳ３）。目安線重畳部６９は、目安線変更部７１から入力された目安線ＧＢ、ＧＣを俯瞰画像Ｇ２上に重畳させる（ステップＳ４）。表示画像出力部７０は、上面画像ＧＡ及び目安線ＧＢ、ＧＣが重畳された俯瞰画像Ｇ２を、モニタ６５上に画面表示させる（ステップＳ５）。
上記の俯瞰画像Ｇ２を表示した状態で、目安線変更起動部７２は、点検者等がモニタ６５を操作して、機種情報の入力を行ったか否かを監視する（ステップＳ６）。機種情報が入力された場合、目安線変更起動部７２は、入力された機種に応じて目安線変更部７１に対し目安線の大きさに変更するよう信号を出力し、目安線の大きさを変更する（ステップＳ７）。
このような第１実施形態及び第２実施形態によれば、以下のような効果がある。
目安線変更部７１を備えていることにより、点検者等により機種情報の入力があった場合に、機種に応じた油圧ショベル１、１Ａの旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置に基づいて目安線ＧＢ、ＧＣが生成され、俯瞰画像などに重畳される。従って、オペレータは、モニタ６５に表示された目安線ＧＢ、ＧＣの位置を基準に障害物との距離感を判断することができるため、障害物等との衝突を回避して作業を行うことができる。具体的には、障害物が目安線ＧＢ、ＧＣよりも外側にある場合には、超信地旋回による旋回を行っても、障害物と履帯２２やブレード２３等とが衝突することがない。
また、目安線変更起動部７２を備えていることにより、機械点検者等の特定の者だけに目安線の変更できるようにし、通常のオペレータには目安線の変更をできないようにしてもよい。そうすることにより、オペレータによる誤った操作により、油圧ショベル１、１Ａの旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置よりも小さな目安線が表示されることを防止することができる。
［４］実施形態の変形
なお、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、目安線変更起動部７２は、モニタ６５による入力を監視して、目安線変更部７１を起動していたが、本発明はこれに限られない。キャブ４内に設けられた所定の操作スイッチを操作したか否かによって、もしくは各種センサ（検知手段）の検知信号に応じてブレード２３の装着を検知することにより目安線変更部７１を起動することとしてもよい。これにより、仮に点検者がモニタ６５による入力を忘れてしまっても、ブレードが装着されたことを検知手段が検知することにより自動的に目安線変更部７１が起動されることになる。
前記実施形態では、目安線（外縁目安画像の一例）ＧＢ、ＧＣは、直線部と円弧部とを組み合わせた略矩形状の画像であったが、この形状に限らず、超信地旋回時の旋回中心もしくは上部旋回体の旋回中心を中心とした円形であって履帯２２の外側先端部やブレード前面側端部と外接するものや、少し余裕を持たせて履帯２２の外側先端部等との外接円より大きくした円形であってもよい。さらに、形状は円形に限られない。また、外縁目安画像は、点や何らかのマーク等を配列したものでよく、必ずしも線状に配列したものでなくてもよい。さらに、上記実施形態では、外縁目安画像を１本のみ表示していたが、大きさの異なる目安画像を複数同時に表示させてもよい。
また、上記実施形態では、目安線ＧＢ、ＧＣの大きさや表示位置を、油圧ショベル１の旋回中心Ｏからの距離に基づいて決定していたが、それに限られず、油圧ショベル１を上方視点から見た時に油圧ショベル１上の所定の位置からの距離に基づいて、目安線の大きさや表示位置を決定してもよい。
また、上記実施形態の他に、履帯２２が長いタイプの油圧ショベルや履帯幅が大きいタイプの油圧ショベルが機種情報として選択された場合に、旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体の位置が変更されていたなら、目安線も変更される。
さらに、上記実施形態では、旋回中心Ｏから最も離れた下部走行体２の位置に基づいて目安線ＧＢ、ＧＣを生成するようにしていたが、これに限られない。
例えば、旋回中心Ｏから最も離れている油圧ショベル（作業機部分を除く）の位置が、下部走行体ではなく上部旋回体（作業機部分を除く）のいずれかの位置にあった場合、上部旋回体（作業機部分を除く）のいずれかの位置、例えば上部旋回体の後端部（カウンタウェイト）の位置に基づいて目安線を生成してもよい。その際に、機種情報として、通常タイプの機種を選択するか、通常タイプよりもカウンタウェイトが増量されており後端部が伸びている（すなわち旋回中心Ｏから最も離れた油圧ショベルの位置も長くなっている）タイプの機種を選択するかで、目安線の大きさを変更させるようにしてもよい。
さらに、機種情報として、後付けカウンタウェイトを取り付けた情報を入力した場合に、後付けカウンタウェイトの分だけ上部旋回体の後端部が伸びているため、目安線の大きさを変更させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、上部旋回体に４つのカメラを取り付けて俯瞰画像を生成していたが、カメラの数は２つ以上であればいくつであっても構わない。
前記実施形態では、標準画面に俯瞰画像と単カメラ画像を同時に表示させる構成としていたが、本発明はこれに限られず、俯瞰画像のみや単カメラ画像のみを表示させる構成としてもよい。もしくは、標準画面には俯瞰画像と単カメラ画像を表示させず、画面切替によって表示させる形態であってもよい。
また、上記実施形態では作業機械のキャブ４にモニタ６５を設けた構成で説明したが、その他の場所、例えば作業機械の遠隔操作を行うための遠隔操作席や、建設現場内にある複数の作業機械を全体的に管理・統制する管制室内に設けた構成であってもよい。さらに、モニタ６５が携帯端末として設けられ、オペレータが携帯端末に表示された俯瞰画像や単カメラ画像を見られる構成であってもよい。ここで、遠隔操作席や管制室においてモニタ６５に俯瞰画像を表示する場合や携帯端末をモニタ６５として用いる場合には、作業機械と、遠隔操作席・管制室・携帯端末等のそれぞれに何らかの通信手段を設け、俯瞰画像等の情報の送受信を行う構成であってもよい。
その他、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等を採用してもよい。
１…油圧ショベル、２…下部走行体、３…上部旋回体、４…キャブ、５…作業機、２１…走行装置、２２…履帯、２３…ブレード、５１…ブーム、５１Ａ…ブームシリンダ、５２…アーム、５２Ａ…アームシリンダ、５３…バケット、５３Ａ…バケットシリンダ、６０…周辺監視装置、６１…左後方カメラ、６１Ａ…仮想視点、６２…右側方カメラ、６３…右後方カメラ、６４…後方カメラ、６５…モニタ、６６…周辺監視コントローラ、６７…俯瞰画像生成部、６８…画像重畳部、６９…目安線重畳部、７０…表示画像出力部、７１…目安線変更部、７２…目安線変更起動部、Ｅ０…履帯の外側先端部、Ｅ１…ブレードの前面側端部、Ｅ２…後端位置、Ｇ１…表示画像、Ｇ２…俯瞰画像、Ｇ３…単カメラ画像、Ｇ４…単カメラ画像位置アイコン、Ｇ５…サービスメータ画像、Ｇ６…作業モード画像、Ｇ７…エンジン水温、Ｇ８…作動油温、Ｇ９…燃料残量、ＧＡ…上面画像、ＧＢ…目安線（外縁目安画像）、ＧＣ…目安線（外縁目安画像）、ＧＬ…仮想投影面、Ｌ１，Ｌ１１…円、Ｌ２…正方形、Ｌ３〜Ｌ６…直線部、Ｌ７〜Ｌ１０…円弧部、Ｍ１…寸法、Ｍ２…寸法、Ｏ…旋回中心、ＯＢ…対象、

Claims (6)

  1. クローラ式の下部走行体及び上部旋回体を備えたクローラ式作業機械の周辺監視装置であって、
    前記クローラ式作業機械の周囲を撮像するカメラと、
    前記カメラで撮像された画像を表示する表示手段と、
    前記表示手段に表示された前記カメラにより撮像された画像に、前記クローラ式作業機械の旋回中心から最も離れた下部走行体の位置に基づいて生成される外縁目安画像を重畳させる制御手段と、を備えている
    ことを特徴とするクローラ式作業機械の周辺監視装置。
  2. 請求項１に記載のクローラ式作業機械の周辺監視装置において、
    スイッチ操作又は検知手段により前記旋回中心から最も離れた下部走行体の位置への距離が変更されたとの信号が制御手段に入力されることにより、前記外縁目安画像が変更されることを特徴とするクローラ式作業機械の周辺監視装置。
  3. 請求項１又は請求項２に記載のクローラ式作業機械の周辺監視装置において、
    前記カメラで撮像された画像は、俯瞰画像または単カメラ画像であることを特徴とするクローラ式作業機械の周辺監視装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のクローラ式作業機械の周辺監視装置において、
    前記外縁目安画像の形状が直線部と円弧部とを組み合わせたことを特徴とするクローラ式作業機械の周辺監視装置。
  5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のクローラ式作業機械の周辺監視装置において、
    前記外縁目安画像の形状が旋回中心を中心とした円形であることを特徴とするクローラ式作業機械の周辺監視装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のクローラ式作業機械の周辺監視装置において、
    前記表示手段は、前記クローラ式作業機械の遠隔操作席、又は前記クローラ式作業機械を管理する管制室に設けられた表示装置、若しくは携帯端末に設けられたことを特徴とするクローラ式作業機械の周辺監視装置。
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