KR20230159395A

KR20230159395A - 건설기계 및 건설기계용 지원장치

Info

Publication number: KR20230159395A
Application number: KR1020237030225A
Authority: KR
Inventors: 타카시 우메다
Original assignee: 스미토모 겐키 가부시키가이샤
Priority date: 2021-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-11-21
Also published as: WO2022202855A1; JPWO2022202855A1; CN117083433A; EP4317595A1; US20240035257A1

Abstract

쇼벨(100)에 의한 작업을 지원하는 쇼벨용 지원장치(50)는, 공간인식장치(S6)로부터의 출력에 근거하여, 시공현장에 존재하는 소정의 지물의 위치에 관한 데이터인 지물데이터를 취득하는 지물데이터취득부(506)와, 지물데이터에 근거하여, 시공현장에 관련된 위치정보와 지물의 위치에 관한 데이터를 대응시키는 합성데이터생성부(507)를 구비한다. 쇼벨용 지원장치(50)는, 합성데이터에 근거하여 소정의 지물과 쇼벨(100)의 접촉을 회피하는 제어를 실행하는 접촉회피제어부(508)를 구비하고 있어도 된다.

Description

건설기계 및 건설기계용 지원장치

본 개시는, 건설기계 및 건설기계에 의한 작업을 지원하는 건설기계용 지원장치에 관한 것이다.

3차원설계데이터상에 쇼벨의 3차원CG(컴퓨터그래픽스)화상을 표시하는 표시장치를 구비한 쇼벨이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 국제 공개공보 제2017/138552호

그러나, 설계데이터상에 쇼벨의 CG화상이 표시된 화면을 보는 것만으로는, 쇼벨의 조작자는, 쇼벨의 주위에 있어서의 소정의 지물(地物)의 유무를 판단할 수 없다. 또, 조작자가 사전에 지물의 배치위치를 파악하고 있었다고 해도, 시공현장의 사정 등에 의하여 지물의 설치위치는 변경되는 경우가 있다.

그래서, 시공현장에 있어서의 지물의 배치상황을 보다 적확하게 파악할 수 있도록 하는 것이 요망된다.

본 개시의 일 실시형태에 관한 건설기계용 지원장치는, 쇼벨에 의한 작업을 지원하는 건설기계용 지원장치로서, 공간인식장치로부터의 출력에 근거하여, 시공현장에 존재하는 소정의 지물의 위치에 관한 데이터인 지물데이터를 취득하는 지물데이터취득부와, 상기 지물데이터에 근거하여, 상기 시공현장에 관련된 위치정보와 상기 지물의 위치에 관한 데이터를 대응시키는 합성데이터생성부를 구비한다.

상술한 건설기계용 지원장치는, 시공현장에 있어서의 지물의 배치상황을 보다 적확하게 파악할 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 구동제어계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 쇼벨용 지원장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 5는 전기식 조작시스템의 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 6은 법면(法面)정형작업을 행할 때에 쇼벨의 캐빈 내에 설치된 운전석에 착좌(着座)하는 조작자가 보는 광경의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은 제1 표시장치에 표시되는 화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은 제2 표시장치에 표시되는 화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 쇼벨용 지원장치가 표시장치에 정보를 표시할 때의 데이터의 흐름의 일례를 나타내는 데이터플로도이다.
도 10은 지원시스템의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 11은 지원시스템의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 12는 지원시스템이 표시장치에 정보를 표시할 때의 데이터의 흐름의 일례를 나타내는 데이터플로도이다.
도 13은 제1 표시장치에 표시되는 화면의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 14는 제2 표시장치에 표시되는 화면의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 15는 지원시스템의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 16은 제2 표시장치에 표시되는 화면의 또 다른 일례를 나타내는 도이다.

도 1은, 본 개시의 실시형태에 관한 굴삭기로서의 쇼벨(100)의 측면도이다. 쇼벨(100)의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 개재하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재된다. 상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착된다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착된다. 엔드어태치먼트는, 법면용 버킷 또는 준설용 버킷 등이어도 된다.

붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트를 구성하고, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되며, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착된다. 굴삭어태치먼트에는 버킷틸트기구가 마련되어 있어도 된다.

붐각도센서(S1)는 붐(4)의 회동(回動)각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 붐각도센서(S1)는 가속도센서이며, 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 회동각도인 붐각도를 검출할 수 있다. 붐각도는, 예를 들면, 붐(4)을 가장 하강시켰을 때에 최소각도가 되고, 붐(4)을 상승시킴에 따라 커진다.

암각도센서(S2)는 암(5)의 회동각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 암각도센서(S2)는 가속도센서이며, 붐(4)에 대한 암(5)의 회동각도인 암각도를 검출할 수 있다. 암각도는, 예를 들면, 암(5)을 가장 접었을 때에 최소각도가 되고, 암(5)을 펼침에 따라 커진다.

버킷각도센서(S3)는 버킷(6)의 회동각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 버킷각도센서(S3)는 가속도센서이며, 암(5)에 대한 버킷(6)의 회동각도인 버킷각도를 검출할 수 있다. 버킷각도는, 예를 들면, 버킷(6)을 가장 접었을 때에 최소각도가 되고, 버킷(6)을 펼침에 따라 커진다.

붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)는, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 또는, 연결핀 둘레의 회동각도를 검출하는 로터리인코더 등이어도 된다. 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)는, 굴삭어태치먼트의 자세를 검출하는 자세센서를 구성한다.

상부선회체(3)에는 운전실인 캐빈(10)이 마련되며 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재된다. 또, 상부선회체(3)에는 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 및 공간인식장치(S6)가 장착된다. 또, 통신장치(S7) 및 측위장치(S8)가 장착되어도 된다.

기체경사센서(S4)는 소정의 평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는, 수평면에 관한 상부선회체(3)의 전후축둘레의 경사각 및 좌우축둘레의 경사각을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면, 서로 직교하여 쇼벨(100)의 선회축 상의 한 점인 쇼벨중심점을 통과한다.

선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 선회각속도센서(S5)는, 자이로센서이다. 선회각속도센서(S5)는, 리졸버 또는 로터리인코더 등이어도 된다. 선회각속도센서(S5)는, 선회속도를 검출해도 된다. 선회속도는, 선회각속도로부터 산출되어도 된다.

공간인식장치(S6)는, 쇼벨(100)의 주위의 공간의 상태를 인식할 수 있도록 구성되어 있다. 공간인식장치(S6)는, 상부선회체(3)의 상면의 후단에 장착되는 후방공간인식장치, 상부선회체(3)의 상면의 좌단에 장착되는 좌방공간인식장치, 상부선회체(3)의 상면의 우단에 장착되는 우방공간인식장치, 및, 캐빈(10)의 상면의 전단에 장착되는 전방공간인식장치 등 중 적어도 하나여도 된다. 도 1에 나타내는 예에서, 공간인식장치(S6)는 카메라이다. 단, 공간인식장치(S6)는 LIDAR, 초음파센서, 밀리파레이더, 적외선센서, 또는 스테레오카메라 등이어도 된다. 도 1에 나타내는 예에서는, 공간인식장치(S6)는, 후방공간인식장치, 전방공간인식장치, 좌방공간인식장치, 및 우방공간인식장치를 포함하지만, 도 1에서는, 명료화를 위하여, 후방공간인식장치만이 도시되고, 전방공간인식장치, 좌방공간인식장치 및 우방공간인식장치의 도시가 생략되어 있다.

공간인식장치(S6)는, 쇼벨(100)의 주위에 설정된 소정 영역 내의 소정 물체를 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 공간인식장치(S6)는 사람과 사람 이외의 물체를 구별하면서 사람을 검지할 수 있도록 구성된 사람검지기능을 갖고 있어도 된다.

통신장치(S7)는, 쇼벨(100)과 외부 사이의 통신을 제어하는 장치이다. 통신장치(S7)는, 예를 들면, 외부의 GNSS(Global Navigation Satellite System)측량시스템과 쇼벨(100) 사이의 무선통신을 제어한다. 쇼벨(100)은, 통신장치(S7)를 이용함으로써 무선통신을 통하여 설계데이터를 취득할 수 있다. 단, 쇼벨(100)은, 반도체메모리 등을 이용하여 설계데이터를 취득해도 된다. 다만, 설계데이터는, 3차원설계데이터를 포함한다.

측위장치(S8)는, 쇼벨(100)의 위치에 관한 정보를 취득하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 측위장치(S8)는, 쇼벨(100)의 위치 및 방향을 측정하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 측위장치(S8)는, 전자컴퍼스를 내장한 GNSS수신기이며, 쇼벨(100)의 현재위치의 위도, 경도 및 고도를 측정하고, 또한, 쇼벨(100)의 방향을 측정한다.

캐빈(10) 내에는 입력장치(D1), 소리출력장치(D2), 제1 표시장치(D3), 제2 표시장치(D3S), 기억장치(D4), 게이트로크레버(D5), 컨트롤러(30) 및 쇼벨용 지원장치(50)가 설치된다.

컨트롤러(30)는 쇼벨(100)의 구동제어를 행하는 주제어부로서 기능한다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU 및 내부메모리 등을 포함하는 연산처리장치로 구성된다. 컨트롤러(30)의 각종 기능은, CPU가 내부메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

쇼벨용 지원장치(50)는 건설기계용 지원장치의 일례이며, 쇼벨(100)에 의한 작업을 지원할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 쇼벨용 지원장치(50)는, 예를 들면, 목표시공면과 버킷(6)의 작업부위의 연직방향에 있어서의 거리를 시각적으로 또한 청각적으로 조작자에게 알리도록 구성되어 있다. 목표시공면은, 설계데이터로부터 도출되는 시공데이터의 일부이다. 이로써, 쇼벨용 지원장치(50)는 조작자에 의한 쇼벨(100)의 조작을 가이드할 수 있다. 쇼벨용 지원장치(50)는 그 거리를 시각적으로 조작자에게 알리기만 해도 되고, 청각적으로 조작자에게 알리기만 해도 된다.

구체적으로는, 쇼벨용 지원장치(50)는, 컨트롤러(30)와 동일하게, CPU 및 내부메모리 등을 포함하는 연산처리장치로 구성된다. 쇼벨용 지원장치(50)의 각종 기능은 CPU가 내부메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 쇼벨용 지원장치(50)는, 컨트롤러(30)에 통합되어 있어도 된다.

입력장치(D1)는, 쇼벨(100)의 조작자가 쇼벨용 지원장치(50)에 각종 정보를 입력하기 위한 장치이다. 본 실시형태에서는, 입력장치(D1)는, 제1 표시장치(D3) 주위에 장착되는 멤브레인스위치이다. 입력장치(D1)는, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각에 대응지어져 개별적으로 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 입력장치(D1)는 터치패널이어도 된다.

소리출력장치(D2)는, 쇼벨용 지원장치(50)로부터의 소리출력지령에 따라 각종 음성정보를 출력한다. 본 실시형태에서는, 소리출력장치(D2)는 쇼벨용 지원장치(50)에 직접 접속된 차재(車載)스피커이다. 소리출력장치(D2)는 버저 등의 경보기여도 된다.

제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)는, 쇼벨용 지원장치(50)로부터의 지령에 따라 각종 화상정보를 출력한다. 본 실시형태에서는, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)는, 쇼벨용 지원장치(50)에 직접 접속되는 차재액정디스플레이이다. 제1 표시장치(D3)에는 공간인식장치(S6)로서의 카메라가 촬영한 카메라화상이 표시된다. 제2 표시장치(D3S)에 카메라화상이 표시되어도 된다. 본 실시형태에서는, 제2 표시장치(D3S)의 화면사이즈는 제1 표시장치(D3)의 화면사이즈보다 크다. 단, 제2 표시장치(D3S)의 화면사이즈는 제1 표시장치(D3)의 화면사이즈 이하여도 된다.

기억장치(D4)는, 각종 정보를 기억하기 위한 장치이다. 본 실시형태에서는, 기억장치(D4)로서, 반도체메모리 등의 불휘발성 기억매체가 이용된다. 기억장치(D4)는, 설계데이터 등을 기억한다. 기억장치(D4)는, 쇼벨용 지원장치(50) 등이 출력하는 각종 정보를 기억해도 된다.

게이트로크레버(D5)는, 쇼벨(100)이 실수로 조작되는 것을 방지하는 기구이다. 본 실시형태에서는, 게이트로크레버(D5)는, 캐빈(10)의 도어와 운전석(10S)의 사이에 배치된다. 게이트로크레버(D5)가 당겨 올려진 경우, 각종 조작장치는 조작 가능해진다. 한편, 게이트로크레버(D5)가 눌러 내려진 경우, 각종 조작장치는 조작 불능이 된다.

도 2는, 도 1의 쇼벨(100)의 구동제어계의 구성예를 나타내는 도이다. 도 2에 있어서, 기계적 동력전달계는 이중선, 작동유라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타난다.

엔진(11)은 쇼벨(100)의 동력원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은 엔진부하의 증감에 관계없이 엔진회전수를 일정하게 유지하는 등시성(isochronous)제어를 채용한 디젤엔진이다. 엔진(11)에 있어서의 연료분사량, 연료분사타이밍, 및 부스트압 등은, 엔진컨트롤러유닛(ECU)(D7)에 의하여 제어된다.

엔진(11)의 회전축에는 유압펌프로서의 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 각각의 회전축이 접속된다. 메인펌프(14)에는 작동유라인을 통하여 컨트롤밸브유닛(17)이 접속된다.

컨트롤밸브유닛(17)은, 쇼벨(100)의 유압계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 좌우의 주행용 유압모터, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 선회용 유압모터 등의 유압액추에이터는, 작동유라인을 통하여 컨트롤밸브유닛(17)에 접속된다. 선회용 유압모터는 선회용 전동발전기여도 된다.

파일럿펌프(15)에는 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)가 접속된다. 조작장치(26)는 레버 및 페달을 포함한다. 조작장치(26)는 유압라인 및 게이트로크밸브(D6)를 통하여 컨트롤밸브유닛(17)에 접속된다.

게이트로크밸브(D6)는, 컨트롤밸브유닛(17)과 조작장치(26)를 접속하는 유압라인의 연통·차단을 전환한다. 본 실시형태에서는, 게이트로크밸브(D6)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 유압라인의 연통·차단을 전환하는 전자(電磁)밸브이다. 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)가 출력하는 상태신호에 근거하여 게이트로크레버(D5)의 상태를 판정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)가 당겨진 상태에 있다고 판정한 경우에, 게이트로크밸브(D6)에 대하여 연통지령을 출력한다. 연통지령을 수신하면, 게이트로크밸브(D6)는 개방되어 유압라인을 연통시킨다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 유효가 된다. 한편, 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)가 내려진 상태에 있다고 판정한 경우에, 게이트로크밸브(D6)에 대하여 차단지령을 출력한다. 차단지령을 수신하면, 게이트로크밸브(D6)는 폐쇄되어 유압라인을 차단한다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 무효가 된다.

조작센서(29)는, 조작장치(26)의 조작내용을 검출한다. 도시예에서는, 조작센서(29)는 압력센서이며, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 다만, 조작센서(29)는, 각도센서 또는 저항센서 등의 다른 센서여도 된다.

도 2는 컨트롤러(30)와 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 접속관계를 나타낸다. 본 실시형태에서는, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)는 쇼벨용 지원장치(50)를 통하여 컨트롤러(30)에 접속된다. 제1 표시장치(D3), 제2 표시장치(D3S), 쇼벨용 지원장치(50) 및 컨트롤러(30)는, CAN 등의 통신네트워크를 통하여 접속되어도 된다.

제1 표시장치(D3)는 화상을 생성하는 변환처리부(D3a)를 포함한다. 본 실시형태에서는, 변환처리부(D3a)는, 공간인식장치(S6)로서의 카메라의 출력에 근거하여 표시용의 카메라화상을 생성한다. 공간인식장치(S6)는, 예를 들면 전용선을 통하여 제1 표시장치(D3)에 접속되어 있다.

변환처리부(D3a)는, 컨트롤러(30) 또는 쇼벨용 지원장치(50)의 출력에 근거하여 표시용의 화상을 생성한다. 본 실시형태에서는, 변환처리부(D3a)는, 컨트롤러(30) 또는 쇼벨용 지원장치(50)가 출력하는 각종 정보를 화상신호로 변환한다. 컨트롤러(30)가 출력하는 정보는, 예를 들면, 엔진냉각수의 온도를 나타내는 데이터, 작동유의 온도를 나타내는 데이터, 연료의 잔량을 나타내는 데이터, 요소수의 잔량을 나타내는 데이터 등을 포함한다. 쇼벨용 지원장치(50)가 출력하는 정보는, 버킷(6)의 작업부위의 위치를 나타내는 데이터, 작업대상의 법면의 방향을 나타내는 데이터, 쇼벨(100)의 방향을 나타내는 데이터, 쇼벨(100)을 법면에 정대(正對)시키기 위한 조작방향을 나타내는 데이터 등을 포함한다.

제2 표시장치(D3S)는, 제1 표시장치(D3)와 동일하게, 화상을 생성하는 변환처리부(D3Sa)를 포함한다. 본 실시형태에서는, 제2 표시장치(D3S)는 공간인식장치(S6)에 직접적으로는 접속되어 있지 않다. 그 때문에, 변환처리부(D3Sa)는 카메라화상을 생성하지 않는다. 단, 변환처리부(D3Sa)는, 제2 표시장치(D3S)가 공간인식장치(S6)에 직접적으로 접속되어 있는 경우에는 카메라화상을 생성해도 된다.

변환처리부(D3Sa)는 쇼벨용 지원장치(50)의 출력에 근거하여 표시용의 화상을 생성한다. 본 실시형태에서는, 변환처리부(D3Sa)는 쇼벨용 지원장치(50)가 출력하는 각종 정보를 화상신호로 변환한다. 단, 컨트롤러(30)의 출력에 근거하여 표시용의 화상을 생성해도 된다.

변환처리부(D3a)는, 제1 표시장치(D3)가 갖는 기능으로서가 아닌, 컨트롤러(30) 또는 쇼벨용 지원장치(50)가 갖는 기능으로서 실현되어도 된다. 변환처리부(D3Sa)에 대해서도 동일하다. 이 경우, 공간인식장치(S6)는, 제1 표시장치(D3)가 아닌, 컨트롤러(30) 또는 쇼벨용 지원장치(50)에 접속된다.

제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)는, 축전지(70)로부터 전력의 공급을 받아 동작한다. 축전지(70)는 엔진(11)의 얼터네이터(11a)(발전기)로 발전된 전력으로 충전된다. 축전지(70)의 전력은, 컨트롤러(30), 제1 표시장치(D3), 및 제2 표시장치(D3S) 이외에, 쇼벨(100)의 전장품(72) 등에도 공급된다. 엔진(11)의 스타터(11b)는, 축전지(70)로부터의 전력으로 구동되어, 엔진(11)을 시동한다.

엔진(11)은, 엔진컨트롤러유닛(D7)에 의하여 제어된다. 엔진컨트롤러유닛(D7)으로부터는, 엔진(11)의 상태를 나타내는 각종 데이터가 컨트롤러(30)에 상시 송신된다. 엔진(11)의 상태를 나타내는 각종 데이터는, 쇼벨(100)의 가동정보의 일례이며, 예를 들면, 가동정보취득부로서의 수온센서(11c)로 검출되는 냉각수온도를 나타내는 데이터를 포함한다. 컨트롤러(30)는 일시기억부(메모리)(30a)에 이 데이터를 축적해 두고, 필요한 때에 제1 표시장치(D3)로 송신할 수 있다.

컨트롤러(30)에는 이하와 같이 쇼벨(100)의 가동정보로서 각종 데이터가 공급되어, 컨트롤러(30)의 일시기억부(30a)에 저장된다.

예를 들면, 가변용량식 유압펌프인 메인펌프(14)의 레귤레이터(13)로부터 사판경전각(斜板傾轉角)을 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다. 또, 메인펌프(14)의 토출압력을 나타내는 데이터가, 토출압력센서(14b)로부터 컨트롤러(30)에 공급된다. 이들 데이터는 일시기억부(30a)에 저장된다. 또, 메인펌프(14)가 흡입하는 작동유가 저장된 탱크와 메인펌프(14)의 사이의 관로에는 유온센서(14c)가 마련되어 있으며, 그 관로를 흐르는 작동유의 온도를 나타내는 데이터가 유온센서(14c)로부터 컨트롤러(30)에 공급된다. 레귤레이터(13), 토출압력센서(14b), 유온센서(14c)는 가동정보취득부의 예이다.

연료수용부(55)에 있어서의 연료수용량검출부(55a)로부터 연료수용량을 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다. 본 실시형태에서는, 연료수용부(55)로서의 연료탱크에 있어서의 연료수용량검출부(55a)로서의 연료잔량센서로부터 연료의 잔량상태를 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다.

구체적으로는, 연료잔량센서는, 액면에 추종하는 플로트와, 플로트의 상하변동량을 저항값으로 변환하는 가변저항기(퍼텐쇼미터)로 구성된다. 이 구성에 의하여, 연료잔량센서는, 제1 표시장치(D3)로 연료의 잔량상태를 무단계 표시시킬 수 있다. 연료수용량검출부의 검출방식은, 사용환경 등에 따라 적절히 선택될 수 있는 것이며, 연료의 잔량상태를 단계표시시킬 수 있는 검출방식이 채용되어도 된다. 이들의 구성은 요소수탱크에 대해서도 동일하다.

조작장치(26)를 조작했을 때에 컨트롤밸브유닛(17)에 작용하는 파일럿압이 조작센서(29)로 검출되고, 검출된 파일럿압을 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다.

본 실시형태에서는, 쇼벨(100)은 캐빈(10) 내에 엔진회전수조정다이얼(75)을 구비한다. 엔진회전수조정다이얼(75)은, 엔진(11)의 회전수를 조정하기 위한 다이얼이며, 엔진회전수를 4단계로 전환할 수 있도록 한다. 엔진회전수조정다이얼(75)로부터는 엔진회전수의 설정상태를 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)로 송신된다. 엔진회전수조정다이얼(75)은, SP모드, H모드, A모드, 및 IDLE모드의 4단계로 엔진회전수를 전환할 수 있도록 한다. 도 2는, 엔진회전수조정다이얼(75)로 H모드가 선택된 상태를 나타낸다.

SP모드는, 작업량을 우선하고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 가장 높은 엔진회전수를 이용한다. H모드는, 작업량과 연비를 양립시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 두 번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. A모드는, 연비를 우선시키면서 저소음으로 쇼벨(100)을 가동시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 세 번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. IDLE모드는, 엔진(11)을 아이들링상태로 하고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 가장 낮은 엔진회전수를 이용한다. 그리고, 엔진(11)은, 엔진회전수조정다이얼(75)로 설정된 회전수모드의 엔진회전수로 일정하게 회전수제어된다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 쇼벨용 지원장치(50)의 각종 기능요소에 대하여 설명한다. 도 3은, 쇼벨용 지원장치(50)의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.

쇼벨용 지원장치(50)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 입력장치(D1), 통신장치(S7), 측위장치(S8), 컨트롤러(30) 등이 출력하는 정보를 수신한다. 그리고, 수신한 정보와 기억장치(D4)에 기억된 정보에 근거하여 각종 연산을 실행하고, 그 연산결과를 소리출력장치(D2), 제1 표시장치(D3), 제2 표시장치(D3S) 등에 출력한다.

쇼벨용 지원장치(50)는, 예를 들면, 어태치먼트의 작업부위의 높이를 산출하고, 그 작업부위의 높이와 소정의 목표높이의 거리의 크기에 따른 제어지령을 소리출력장치(D2) 및 제1 표시장치(D3) 중 적어도 일방에 출력한다. 제어지령을 수신한 소리출력장치(D2)는 그 거리의 크기를 나타내는 소리를 출력한다. 제어지령을 수신한 제1 표시장치(D3)는 그 거리의 크기를 나타내는 화상을 표시한다. 목표높이는, 목표깊이를 포함하는 개념이며, 예를 들면 3차원머신가이던스(GNSS데이터를 이용하는 머신가이던스)에 있어서는, 기억장치(D4)에 기억된 3차원설계데이터와 현재의 쇼벨(100)의 위치 및 방향으로부터 자동적으로 산출되는 높이이다. 2차원머신가이던스(GNSS데이터를 이용하지 않는 머신가이던스)에 있어서는, 예를 들면, 이미 알려진 위도, 경도, 및 고도를 갖는 기준위치에 작업부위를 접촉시킨 후에 그 기준위치에 대한 연직거리로서 조작자가 입력하는 높이이다. 이하에서는, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 어태치먼트의 작업부위의 높이와 목표높이의 거리의 크기에 관한 정보 등을 "가이던스데이터"로 한다. 조작자는, 가이던스데이터를 봄으로써 그 거리의 크기의 추이(推移)를 확인하면서 작업을 진행할 수 있다.

쇼벨용 지원장치(50)는, 상술한 가이던스를 행하기 위하여, 경사각산출부(501), 높이산출부(502), 거리산출부(503), 및 조작방향표시부(504) 등의 기능요소를 포함한다. 또, 쇼벨용 지원장치(50)는, 3차원설계데이터를 보다 유효하게 이용할 수 있도록 하기 위하여, 설계데이터취득부(505), 지물데이터취득부(506), 합성데이터생성부(507), 접촉회피제어부(508), 물체데이터취득부(509), 및 표시제어부(510) 등의 기능요소를 포함한다. 이들 기능요소는, 소프트웨어로 실현되어도 되고, 하드웨어로 실현되어도 되며, 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 실현되어도 된다. 후술하는 다른 기능요소에 대해서도 동일하다.

경사각산출부(501)는, 기체경사센서(S4)로부터의 검출신호에 근거하여 수평면에 대한 상부선회체(3)의 경사각인 쇼벨(100)의 경사각을 산출한다. 즉, 경사각산출부(501)는, 기체경사센서(S4)로부터의 검출신호를 이용하여 쇼벨(100)의 경사각을 산출한다.

높이산출부(502)는, 경사각산출부(501)가 산출한 경사각과, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)의 각각의 검출신호로부터 산출된 붐(4), 암(5), 버킷(6)의 각도에 근거하여 기준면에 대한 어태치먼트의 작업부위의 높이를 산출한다. 버킷(6)의 선단으로 굴삭을 행하는 것과 같은 작업 시에는, 버킷(6)의 선단(치선(齒先))이 어태치먼트의 작업부위에 상당한다. 버킷(6)의 배면으로 토사를 고르게 하는 것과 같은 작업 시에는, 버킷(6)의 배면이 어태치먼트의 작업부위에 상당한다. 버킷(6) 이외의 엔드어태치먼트로서 브레이커를 이용한 경우에는 브레이커의 선단이 어태치먼트의 작업부위에 상당한다. 기준면은, 예를 들면, 쇼벨(100)이 위치하는 수평면이다.

거리산출부(503)는, 높이산출부(502)가 산출한 작업부위의 높이와 목표높이의 거리를 산출한다. 버킷(6)의 선단으로 굴삭을 행하는 것과 같은 작업 시에는, 거리산출부(503)는, 높이산출부(502)가 산출한 버킷(6)의 선단(치선)의 높이와 목표높이의 거리를 산출한다. 버킷(6)의 배면으로 토사를 고르게 하는 것과 같은 작업을 할 때에는, 거리산출부(503)는, 높이산출부(502)가 산출한 버킷(6)의 배면의 높이와 목표높이의 거리를 산출한다.

조작방향표시부(504)는, 쇼벨(100)을 작업대상으로서의 법면에 정대시키기 위한 조작방향을 나타내는 화상을 출력화상 상에 표시하는 기능요소이다. 본 실시형태에서는, 조작방향표시부(504)는 법면에 정대하는 방향을 설계데이터로부터 자동적으로 도출하고, 쇼벨(100)을 법면에 정대시키기 위한 조작방향을 나타내는 화살표를 지형화상 상에 중첩표시한다. 지형화상은, 예를 들면, 목표시공면의 3차원CG화상인 목표지형화상을 포함한다. 조작방향표시부(504)는, 쇼벨(100)을 법면에 정대시키기 위한 조작방향을 나타내는 화상을 지형화상이 표시된 부분 이외의 부분에 표시해도 된다. 조작방향을 나타내는 화상은, 선회방향을 나타내는 화상이어도 되고, 진행방향을 나타내는 화상이어도 된다.

설계데이터취득부(505)는, 3차원설계데이터를 취득하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 설계데이터취득부(505)는, 통신장치(S7)를 통하여 3차원설계데이터를 취득하도록 구성되어 있다. 그리고, 설계데이터취득부(505)는, 취득한 3차원설계데이터를 기억장치(D4)에 기억하도록 구성되어 있다.

3차원설계데이터는, 예를 들면, 기준좌표계로 표현되어 있다. 기준좌표계는, 예를 들면, 세계측지계이다. 세계측지계는, 지구의 무게중심에 원점을 두고, X축을 그리니치 자오선과 적도의 교점의 방향으로, Y축을 동경(東經) 90도의 방향으로, 그리고, Z축을 북극의 방향으로 하는 3차원직교 XYZ좌표계이다.

지물데이터취득부(506)는, 쇼벨(100)의 주위에 어느 소정의 지물이 존재하는 범위(위치)에 관한 데이터인 지물데이터를 취득하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 지물데이터취득부(506)는, 공간인식장치(S6)로서의 카메라가 촬영한 카메라화상에 대하여 화상인식처리를 적용하여 소정의 지물의 존재를 인식한다. 화상인식처리는, 예를 들면, 패턴매칭처리, 기계학습(딥러닝 등의 학습모델)을 이용한 처리, 서포트벡터머신 등의 패턴인식모델을 이용한 처리, 또는 SIFT특징량을 이용한 처리 등이다. 그 후에, 지물데이터취득부(506)는, 측위장치(S8)의 출력에 근거하여, 그 화상인식된 소정의 지물이 존재하는 범위를 특정한다. 소정의 지물이 존재하는 범위는, 예를 들면, 그 범위를 둘러싸는 가상입체도형에 관한 좌표(위도, 경도, 및 고도)에 의하여 특정된다. 가상입체도형은, 예를 들면, 구(球), 직육면체, 원기둥, 각기둥, 원뿔, 또는 사각뿔 등이다. 그리고, 가상입체도형에 관한 좌표는, 예를 들면, 그 가상입체도형의 정점(頂点) 또는 중심점 등의 좌표이다.

소정의 지물은, 쇼벨(100)에 의한 작업을 행할 때에 쇼벨(100)의 조작자가 주의를 기울여야 하는 지물이며, 예를 들면, 시공이 완료된 부분인 완성형부분, 법면정형작업의 대상이 되는 사면(斜面)의 비탈머리(法肩)(TS)에 설치된 난간, 법면정형작업의 대상이 되는 사면에 설치된 간이계단, 벽, 전선, 로드콘, 또는 건물 등이다. 완성형부분은, 법면정형작업이 완료된 법면부분, 수평화작업이 완료된 지표부분, 또는 굴삭작업이 완료된 굴삭부분 등이다.

주의를 기울여야 하는 지물은, 지물데이터취득부(506)에 사전에 등록된 정보이다. 지물데이터취득부(506)는, 공간인식장치(S6)로부터 출력된 출력데이터와 주의를 기울여야 하는 지물로서 사전에 등록된 정보에 근거하여, 공간인식장치(S6)의 출력데이터로부터 주의를 기울여야 하는 지물의 존재의 유무와, 종류, 위치, 또는 존재하는 시각을 판단하고, 기억한다. 예를 들면, 사전에 등록된 정보가, 전선 및 로드콘인 경우에는, 지물데이터취득부(506)는, 공간인식장치(S6)의 출력데이터와 사전에 등록된 정보를 이용하여, 시공현장에 전선 또는 로드콘이 존재하는지 아닌지를 판정한다. 지물데이터취득부(506)는, 시공현장에 로드콘이 존재한다고 판정한 경우에는, 로드콘의 위치와 시각을 기록한다.

또한, 사전에 등록된 정보로서의 주의를 기울여야 하는 지물이, 시공이 완료된 부분인 경우에는, 지물데이터취득부(506)는, 과거에 있어서의 쇼벨(100)의 작업에 관한 정보에 근거하여, 시공이 완료된 부분의 위치와 시각을 기억한다. 작업에 관한 정보에는, 쇼벨의 자세센서로부터의 출력에 근거하여 판단된 작업내용과 그 작업이 행해진 위치에 관한 정보가 포함된다.

카메라화상은, 쇼벨(100)의 외부에 설치된 공간인식장치(예를 들면 카메라 등)가 출력하는 화상이어도 된다. 쇼벨(100)의 외부에 설치된 공간인식장치는, 예를 들면, 드론 등의 비행체에 탑재된 공간인식장치(예를 들면 카메라 또는 LIDAR 등)여도 되고, 공사현장 내의 철탑 등에 장착된 카메라여도 되며, 동일한 공사현장 내에서 가동되고 있는 다른 쇼벨에 장착되어 있는 카메라여도 된다.

지물데이터는, 소정의 타이밍으로 갱신되어도 된다. 예를 들면, 지물데이터취득부(506)는, 소정의 시간간격마다, 쇼벨(100)의 외부에 있는 장치로부터 지물데이터를 취득하도록 구성되어 있어도 된다. 쇼벨(100)의 외부에 있는 장치는, 예를 들면, 동일한 공사현장 내에서 가동되고 있는 다른 쇼벨에 탑재되어 있는 쇼벨용 지원장치이다. 이 경우, 쇼벨(100)은, 쇼벨(100)과 다른 쇼벨의 사이에서 지물데이터를 공유할 수 있다. 다른 쇼벨이 공간인식장치를 구비하고 있지 않은 경우에서도, 다른 쇼벨의 조작자는, 시공현장에 있어서의 지물과 목표시공면의 위치관계를 파악할 수 있다. 또, 지물데이터취득부(506)는, 통신네트워크를 통하여 쇼벨(100)에 접속되는 관리장치에 구비되어 있어도 된다.

합성데이터생성부(507)는, 시공현장에 관련된 위치정보를 나타내는 설계데이터와 지물데이터를 합성하여 합성데이터를 생성하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 합성데이터생성부(507)는, 설계데이터취득부(505)가 취득한 설계데이터와, 지물데이터취득부(506)가 취득한 지물데이터를 합성하여 합성데이터를 생성하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 합성데이터생성부(507)는, 지물데이터취득부(506)가 특정한 소정의 지물이 존재하는 범위(위치)에 관한 정보인 지물데이터를, 설계데이터의 일부로서 통합한다. 이하에서는, 설계데이터로서 3차원설계데이터가 이용되는 경우의 사례가 설명된다.

또한, 합성데이터생성부(507)는, 시공현장에 관련된 위치정보를 나타내는 지형데이터와 지물데이터를 합성하여 합성데이터를 생성하도록 구성해도 된다. 지형데이터는, 시공현장을 쇼벨(100)의 외부에 설치된 공간인식장치로 인식함으로써 취득된다. 예를 들면, 드론 등의 비행체에 탑재된 공간인식장치(예를 들면, 카메라 또는 LIDAR 등)에 의하여 시공현장의 지형데이터는 취득된다.

이와 같이 하여, 합성데이터생성부(507)는, 시공현장에 관련된 위치정보 (설계데이터 또는 지형데이터)와 지물데이터에 포함되는 지물의 위치에 관한 데이터를 대응지어 기억한다.

접촉회피제어부(508)는, 합성데이터에 근거하여 소정의 지물과 쇼벨(100)의 접촉을 회피하는 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 접촉회피제어부(508)는, 측위장치(S8)가 출력하는 쇼벨(100)의 위치 및 방향에 관한 정보와, 지물데이터가 통합된 3차원설계데이터인 합성데이터를 이용하여, 쇼벨(100)과 소정의 지물의 사이의 거리를 산출한다. 그리고, 접촉회피제어부(508)는, 그 거리가 소정 거리를 하회했다고 판정한 경우에, 컨트롤러(30)에 대하여 접촉회피지령을 출력한다. 접촉회피지령을 수신한 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 움직임을 억제하거나 혹은 정지시키도록 한다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브(D6)에 대하여 차단지령을 출력함으로써 유압액추에이터의 움직임을 정지시킨다.

물체데이터취득부(509)는, 쇼벨(100) 주위에 있는 물체의 위치에 관한 데이터인 물체데이터를 취득하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 물체데이터취득부(509)는, 소정의 지물로서 인식되어 있지 않은 물체(예를 들면 사람)와 쇼벨(100)의 사이의 거리가 소정 거리 이하가 된 경우에, 그 물체의 위치에 관한 데이터를 물체데이터로서 취득한다. 물체데이터는, 예를 들면, 소정 높이 이상의 높이를 갖는 물체에 관한 데이터에 한정되어 있어도 된다. 즉, 물체데이터취득부(509)는, 소정의 지물로서 인식되어 있지 않은 물체와 쇼벨(100)의 사이의 거리가 소정 거리 이하가 된 경우이더라도, 그 물체의 높이가 소정 높이 미만이라고 판정한 경우에는, 그 물체의 위치에 관한 데이터를 물체데이터로서 취득하지 않도록 구성되어 있어도 된다.

물체데이터는, 예를 들면, 기준좌표계에 있어서의 좌표(위도, 경도, 및 고도)로 나타난다. 물체데이터취득부(509)는, 예를 들면, 공간인식장치(S6)로서의 카메라가 촬영한 카메라화상에 근거하여 물체와 쇼벨(100)의 사이의 거리를 산출한다. 물체데이터취득부(509)는, 예를 들면, 공간인식장치(S6)로서의 LIDAR가 취득한 거리데이터에 근거하여 물체와 쇼벨(100)의 사이의 거리를 산출해도 된다.

합성데이터생성부(507)는, 물체데이터를 3차원설계데이터 또는 지형데이터에 합성해도 된다. 예를 들면, 합성데이터생성부(507)는, 물체데이터취득부(509)가 취득한 물체데이터를 3차원설계데이터 또는 지형데이터의 일부로서 통합해도 된다.

또, 접촉회피제어부(508)는, 물체데이터가 통합된 3차원설계데이터에 근거하여 그 물체와 쇼벨(100)의 접촉을 회피하는 제어를 실행해도 된다. 접촉회피제어부(508)는, 물체데이터가 통합된 지형데이터에 근거하여 그 물체와 쇼벨(100)의 접촉을 회피하는 제어를 실행해도 된다.

표시제어부(510)는, 합성데이터를 표시장치에 표시하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 표시제어부(510)는, 합성데이터를 제2 표시장치(D3S)에 표시하도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터 또는 지형데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 소정의 지물의 위치에, 사전에 등록된 아이콘을 표시시킨다. 소정의 지물의 위치는, 예를 들면, 지물데이터취득부(506)에 의하여 특정된 소정의 지물이 존재하는 범위의 중심의 좌표이다. 사전에 등록된 아이콘은, 예를 들면, 그 소정의 지물을 나타내는 일러스트화상이며, 텍스트정보를 포함하고 있어도 된다.

혹은, 표시제어부(510)는, 설계데이터 또는 지형데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 소정의 지물의 위치에, 소정의 지물의 모델을 표시시켜도 된다. 소정의 지물의 모델은, 예를 들면, 공간인식장치(S6)로서의 카메라가 촬영한 카메라화상에 근거하여 생성되는 3차원모델(3차원다각형모델 등)이어도 된다.

또, 표시제어부(510)는, 물체데이터가 나타내는 위치에 "X" 또는 "O" 등의 마크를 표시하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터 또는 지형데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의, 물체데이터취득부(509)가 취득한 물체데이터의 위치에 마크를 표시하도록 구성되어 있어도 된다.

다음으로 도 4를 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예에 대하여 설명한다. 도 4는, 도 1의 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타낸다. 도 4는, 기계적 동력전달라인, 작동유라인, 파일럿라인, 및 전기제어라인을, 각각 이중선, 실선, 파선, 및 점선으로 나타내고 있다.

유압시스템은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 좌메인펌프(14L)로부터, 좌센터바이패스관로(40L) 또는 좌패럴렐관로(42L)를 거쳐 작동유탱크로 작동유를 순환시키고, 또한, 엔진(11)에 의하여 구동되는 우메인펌프(14R)로부터 우센터바이패스관로(40R) 또는 우패럴렐관로(42R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고 있다.

좌센터바이패스관로(40L)는, 컨트롤밸브유닛(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)를 통과하는 작동유라인이다. 우센터바이패스관로(40R)는, 컨트롤밸브유닛(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)를 통과하는 작동유라인이다.

제어밸브(171)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌측 주행용 유압모터(1L)로 공급하고, 또한, 좌측 주행용 유압모터(1L)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(172)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우측 주행용 유압모터(1R)로 공급하고, 또한, 우측 주행용 유압모터(1R)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(173)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회용 유압모터(2A)로 공급하고, 또한, 선회용 유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(174)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)로 공급하고, 또한, 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(175L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(175R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하고, 또한, 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한, 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한, 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

좌패럴렐관로(42L)는, 좌센터바이패스관로(40L)에 병행하는 작동유라인이다. 좌패럴렐관로(42L)는, 제어밸브(171, 173, 175L) 중 어느 하나에 의하여 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다. 우패럴렐관로(42R)는, 우센터바이패스관로(40R)에 병행하는 작동유라인이다. 우패럴렐관로(42R)는, 제어밸브(172, 174, 175R) 중 어느 하나에 의하여 우센터바이패스관로(40R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.

좌레귤레이터(13L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 좌레귤레이터(13L)는, 예를 들면, 좌메인펌프(14L)의 토출압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 우레귤레이터(13R)는, 우메인펌프(14R)의 토출량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 우레귤레이터(13R)는, 예를 들면, 우메인펌프(14R)의 토출압에 따라 우메인펌프(14R)의 사판경전각을 조절함으로써, 우메인펌프(14R)의 토출량을 제어한다. 좌레귤레이터(13L)는, 예를 들면, 좌메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절하여 토출량을 감소시킨다. 우레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 펌프흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 초과하지 않도록 하기 위함이다. 다만, 펌프흡수마력은, 좌메인펌프(14L)의 흡수마력과 우메인펌프(14R)의 흡수마력의 합계이다.

좌토출압센서(28L)는, 토출압센서(28)의 일례이며, 좌메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 우토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다.

여기에서, 도 4의 유압시스템에 채용되는 네거티브컨트롤제어에 대하여 설명한다.

좌센터바이패스관로(40L)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L)와 작동유탱크의 사이에 좌스로틀(18L)이 배치되어 있다. 좌메인펌프(14L)가 토출한 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)로 제한된다. 그리고, 좌스로틀(18L)은, 좌레귤레이터(13L)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 좌제어압센서(19L)는, 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 우센터바이패스관로(40R)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176R)와 작동유탱크의 사이에 우스로틀(18R)이 배치되어 있다. 우메인펌프(14R)가 토출한 작동유의 흐름은, 우스로틀(18R)로 제한된다. 그리고, 우스로틀(18R)은, 우레귤레이터(13R)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 우제어압센서(19R)는, 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

컨트롤러(30)는, 제어압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 컨트롤러(30)는, 제어압이 클수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 감소시키고, 제어압이 작을수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시킨다. 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어된다.

구체적으로는, 도 4에서 나타나는 바와 같이, 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 어느 것도 조작되고 있지 않은 대기상태인 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하여 좌스로틀(18L)에 이른다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시켜, 토출한 작동유가 좌센터바이패스관로(40L)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다. 한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터로 흘러든다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)에 이르는 양을 감소 혹은 소실시켜, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시켜, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시키고, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실하게 한다. 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유에 대해서도 동일하다.

상술과 같은 구성에 의하여, 도 4의 유압시스템은, 대기상태에 있어서는, 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)의 각각에 있어서의 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있다. 불필요한 에너지소비는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유가 좌센터바이패스관로(40L)에서 발생시키는 펌핑로스, 및, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유가 우센터바이패스관로(40R)에서 발생시키는 펌핑로스를 포함한다. 또, 도 4의 유압시스템은, 유압액추에이터를 작동시키는 경우에는, 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)의 각각으로부터 필요충분한 작동유를 작동대상의 유압액추에이터에 공급할 수 있다.

다음으로, 액추에이터를 자동적으로 동작시키는 구성에 대하여 설명한다. 붐조작레버(26A)는, 조작장치(26)로서의 전기식 조작레버의 일례이며, 붐(4)을 조작하기 위하여 이용된다. 붐조작레버(26A)는 조작방향 및 조작량을 검출하고, 검출된 조작방향 및 조작량을 조작데이터(전기신호)로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 수동제어 시에 있어서, 붐상승방향으로 붐조작레버(26A)가 조작된 경우, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)의 조작량에 따라 비례밸브(31AL)의 개도(開度)를 제어한다. 이로써, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 붐조작레버(26A)의 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트와 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 수동제어 시에 있어서, 붐하강방향으로 붐조작레버(26A)가 조작된 경우, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)의 조작량에 따라 비례밸브(31AR)의 개도를 제어한다. 이로써, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 붐조작레버(26A)의 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175R)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다.

비례밸브(31AL, 31AR)는, 전자밸브로서의 비례밸브(31)의 일례인 붐비례밸브(31A)를 구성한다. 비례밸브(31AL)는, 컨트롤러(30)가 조절하는 전류지령에 따라 동작한다. 컨트롤러(30)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AL)를 개재하여 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31AR)는, 컨트롤러(30)가 조절하는 전류지령에 따라 동작한다. 컨트롤러(30)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AR)를 개재하여 제어밸브(175R)의 우측 파일럿포트로 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31AL, 31AR)는, 제어밸브(175L, 175R)를 임의의 밸브위치에서 정지시킬 수 있도록 파일럿압을 조절 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 자동굴삭제어 시에는, 조작자에 의한 붐상승조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AL)를 개재하여, 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는 붐(4)을 자동적으로 상승시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐하강조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AR)를 개재하여, 제어밸브(175R)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는 붐(4)을 자동적으로 하강시킬 수 있다.

암조작레버(26B)는, 조작장치(26)로서의 전기식 조작레버의 다른 일례이며, 암(5)을 조작하기 위하여 이용된다. 암조작레버(26B)는, 조작방향 및 조작량을 검출하고, 검출된 조작방향 및 조작량을 조작데이터 (전기신호)로서 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 수동제어 시에 있어서, 암펼침방향으로 암조작레버(26B)가 조작된 경우, 컨트롤러(30)는, 암조작레버(26B)의 조작량에 따라 비례밸브(31BR)의 개도를 제어한다. 이로써, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 암조작레버(26B)의 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 좌측 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 수동제어 시에 있어서, 암접음방향으로 암조작레버(26B)가 조작된 경우, 컨트롤러(30)는, 암조작레버(26B)의 조작량에 따라 비례밸브(31BL)의 개도를 제어한다. 이로써, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 암조작레버(26B)의 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 우측 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다.

비례밸브(31BL, 31BR)는, 비례밸브(31)의 일례인 암비례밸브(31B)를 구성한다. 비례밸브(31BL)는, 컨트롤러(30)가 조절하는 전류지령에 따라 동작한다. 컨트롤러(30)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BL)를 개재하여 제어밸브(176L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)가 조절하는 전류지령에 따라 동작한다. 컨트롤러(30)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BR)를 개재하여 제어밸브(176L)의 좌측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31BL, 31BR)는, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지시킬 수 있도록 파일럿압을 조절 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BL)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는 암(5)을 자동적으로 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BR)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 좌측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는 암(5)을 자동적으로 펼칠 수 있다.

이로써, 자동굴삭제어에 있어서는, 암조작레버(26B)의 조작량에 따라, 암실린더(8) 및 붐실린더(7)가 자동으로 동작함으로써, 작업부위의 속도제어, 혹은, 위치제어가 실행된다.

쇼벨(100)은 상부선회체(3)를 자동적으로 좌선회·우선회시키기 위한 구성, 버킷(6)을 자동적으로 펼치고 접기 위한 구성, 및, 하부주행체(1)를 자동적으로 전진·후진시키기 위한 구성을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 선회용 유압모터(2A)에 관한 유압시스템부분, 버킷실린더(9)의 조작에 관한 유압시스템부분, 좌측 주행용 유압모터(1L)의 조작에 관한 유압시스템부분, 및 우측 주행용 유압모터(1R)의 조작에 관한 유압시스템부분은, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템부분 등과 동일하게 구성되어도 된다.

다음으로, 도 5를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 전기식 조작시스템에 대하여 더 설명한다. 도 5는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 전기식 조작시스템의 구성예를 개략적으로 나타내고 있다. 다만, 도 5에서는, 전기식 조작시스템의 일례로서, 붐(4)을 상하이동시키는 붐조작시스템을 예로 설명한다. 다만, 전기식 조작시스템은, 하부주행체(1)를 전진 혹은 후진시키기 위한 주행조작시스템, 상부선회체(3)를 선회시키기 위한 선회조작시스템, 암(5)을 펼치고 접기 위한 암조작시스템, 및, 버킷(6)을 펼치고 접기 위한 버킷조작시스템 등에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 5에 나타내는 전기식 조작시스템은, 전기식 조작레버로서의 붐조작레버(26A)와, 파일럿펌프(15)와, 파일럿압작동형의 컨트롤밸브유닛(17)과, 붐상승조작용의 비례밸브(31AL)와, 붐하강조작용의 비례밸브(31AR)와, 컨트롤러(30)와, 게이트로크레버(D5)와, 게이트로크밸브(D6)를 구비하고 있다.

조작장치의 일례인 붐조작레버(26A)(조작신호생성부)에는, 조작량(기울어짐량)이나 기울어짐방향을 검출 가능한 인코더 또는 퍼텐쇼미터 등의 센서가 마련되어 있다. 붐조작레버(26A)의 센서로 검출된 붐조작레버(26A)의 조작에 대응하는 조작신호(전기신호)는, 컨트롤러(30)에 입력된다.

비례밸브(31AL)는, 파일럿펌프(15)로부터 컨트롤밸브유닛(17)(도 4에 나타내는 제어밸브(175L, 175R) 참조)의 붐상승측 파일럿포트에 작동유를 공급하는 파일럿라인에 마련되어 있다. 비례밸브(31AL)는, 개도조정이 가능한 전자밸브이며, 컨트롤러(30)로부터의 제어신호인 붐상승조작신호(전기신호)에 따라 비례밸브(31AL)의 개도가 제어된다. 비례밸브(31AL)의 개도를 제어함으로써, 붐상승측 파일럿포트에 작용하는, 붐상승조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다. 동일하게, 비례밸브(31AR)는, 파일럿펌프(15)로부터 컨트롤밸브유닛(17)(도 4에 나타내는 제어밸브(175L, 175R) 참조)의 붐하강측 파일럿포트에 작동유를 공급하는 파일럿라인에 마련되어 있다. 비례밸브(31AR)는, 개도조정이 가능한 전자밸브이며, 컨트롤러(30)로부터의 제어신호인 붐하강조작신호(전기신호)에 따라 비례밸브(31AR)의 개도가 제어된다. 비례밸브(31AR)의 개도를 제어함으로써, 붐하강측 파일럿포트에 작용하는, 붐하강조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다.

컨트롤러(30)는, 비례밸브(31AL, 31AR)의 개도를 제어하는 붐상승조작신호(전기신호), 붐하강조작신호(전기신호)를 출력한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31AL, 31AR), 컨트롤밸브유닛(17)(제어밸브(175L, 175R))을 개재하여, 좌메인펌프(14L), 우메인펌프(14R)로부터 붐실린더(7)에 공급되는 작동유의 유량 및 흐름방향을 제어하여, 붐(4)의 동작을 제어할 수 있다.

예를 들면, 쇼벨(100)의 수동조작이 행해지는 경우, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)의 조작신호(전기신호)에 따라 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성하고 출력한다. 또, 예를 들면, 쇼벨(100)의 자동제어가 행해지는 경우, 컨트롤러(30)는, 설정된 프로그램 등에 근거하여, 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성하고 출력한다.

게이트로크레버(D5)는, 캐빈(10) 내의 승강구 부근에 마련되어 있다. 게이트로크레버(D5)는, 요동 가능하게 마련되어 있다. 조작자는, 게이트로크레버(D5)를 당겨 대략 수평으로 함으로써 게이트로크밸브(D6)를 로크해제상태로 하고, 게이트로크레버(D5)를 내림으로써 게이트로크밸브(D6)를 로크상태로 한다. 게이트로크레버(D5)를 당긴 상태에 있어서, 게이트로크레버(D5)는, 캐빈(10)의 승강구를 차단하여 조작자가 캐빈(10)으로부터 퇴출하는 것을 규제한다. 한편, 게이트로크레버(D5)를 내린 상태에 있어서, 게이트로크레버(D5)는, 캐빈(10)의 승강구를 개방하여 조작자가 캐빈(10)으로부터 퇴출하는 것을 허용한다.

리미트스위치(61)는, 게이트로크레버(D5)를 당긴 상태에 있어서 ON(통전)이 되고, 게이트로크레버(D5)를 내린 상태에 있어서 OFF(차단)가 되는 스위치이다.

게이트로크밸브(D6)는, 파일럿펌프(15)와 비례밸브(31)(31AL, 31AR)의 사이의 파일럿라인에 마련되어 있는 개폐밸브이다. 게이트로크밸브(D6)는, 예를 들면, 통전 시에 개방되고, 비통전 시에 폐쇄되는 전자밸브이다. 게이트로크밸브(D6)의 전원회로에는, 리미트스위치(61)가 배치되어 있다. 이로써, 리미트스위치(61)가 ON일 때, 게이트로크밸브(D6)는 개방된다. 리미트스위치(61)가 OFF일 때, 게이트로크밸브(D6)는 폐쇄된다. 즉, 리미트스위치(61)가 ON일 때에는, 게이트로크밸브(D6)는 개방되어 해제상태가 되고, 붐조작레버(26A)를 개재한 붐(4)의 조작이 가능한 상태가 된다. 한편, 리미트스위치(61)가 OFF일 때에는, 게이트로크밸브(D6)는 폐쇄되어 로크상태가 되고, 붐조작레버(26A)를 개재한 붐(4)의 조작이 불가능한 상태가 된다.

로크상태검출센서(63)는, 게이트로크밸브(D6)가 로크해제상태인지 로크상태인지를 검출한다. 예를 들면, 로크상태검출센서(63)는, 게이트로크밸브(D6)와 리미트스위치(61)를 접속하는 전기회로에 마련된 전압센서(또는, 전류센서)이며, 리미트스위치(61)의 ON/OFF를 검출함으로써, 게이트로크밸브(D6)의 로크해제상태/로크상태를 검출한다. 검출결과는, 컨트롤러(30)로 출력된다. 다만, 로크상태검출센서(63)는, 레버의 위치를 직접 검출함으로써, 게이트로크밸브(D6)의 해제상태/로크상태를 검출하는 구성이어도 된다.

컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)를 당긴 상태이더라도, 리미트스위치(61)를 OFF로 전환하여 게이트로크밸브(D6)를 폐쇄하여 붐(4)을 조작불능한 상태로 할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

도 5는 게이트로크레버(D5)에 의하여 붐(4)(붐실린더(7))의 조작가능상태와 조작불능상태를 전환하기 위한 구성을 나타내고 있다. 그러나, 게이트로크레버(D5)는, 암(5)(암실린더(8)), 버킷(6)(버킷실린더(9)), 선회(선회용 유압모터(2A)) 및 주행(주행용 유압모터(2M)) 등의 조작가능상태와 조작불능상태를 동시에 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 단, 게이트로크레버(D5)는, 암(5)(암실린더(8)), 버킷(6)(버킷실린더(9)), 선회(선회용 유압모터(2A)) 및 주행(주행용 유압모터(2M) 등)의 조작가능상태와 조작불능상태를 개별적으로 전환할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

다음으로, 도 6~도 8을 참조하여, 쇼벨용 지원장치(50)가 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각에 표시하는 정보의 상세에 대하여 설명한다. 도 6은, 법면정형작업을 행할 때에 쇼벨(100)의 캐빈(10) 내에 설치된 운전석(10S)에 착좌하는 조작자가 보는 광경의 일례를 나타낸다. 도 6에 나타내는 예에서는, 법면정형작업의 대상이 되는 사면은, 오르막구배를 갖는다. 또, 도 6에서는, 명료화를 위하여, 법면정형작업이 완료된 우측의 제1 사면부분(FS)에 촘촘한 도트패턴이 부여되고, 법면정형작업이 완료되지 않은 좌측의 제2 사면부분(US)에 성긴 도트패턴이 부여되어 있다. 또, 도 6은 비탈머리(TS)에 난간(GR)이 설치되어 있는 것을 나타내고 있다. 또, 도 6은, 캐빈(10)을 구성하는 우필러(10R)의 전측에 제1 표시장치(D3)가 설치되고, 제1 표시장치(D3)의 좌측에 제2 표시장치(D3S)가 설치되어 있는 것을 나타내고 있다. 도 6에 나타내는 예에서는, 제2 표시장치(D3S)는, 바닥면으로부터 뻗는 폴(PL)의 상단에 고정되어 있다. 또한, 도 6은 캐빈(10)을 구성하는 좌필러(10L)의 좌측에 좌사이드미러(SM)가 장착되어 있는 것을 나타내고 있다.

도 7은 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화면의 일례(화면(SC1))를 나타낸다. 화면(SC1)은, 시각표시부(411), 회전수모드표시부(412), 주행모드표시부(413), 어태치먼트표시부(414), 엔진제어상태표시부(415), 요소수잔량표시부(416), 연료잔량표시부(417), 냉각수온도표시부(418), 엔진가동시간표시부(419), 카메라화상표시부(420), 및 합성화상표시부(422)를 갖는다. 회전수모드표시부(412), 주행모드표시부(413), 어태치먼트표시부(414), 및 엔진제어상태표시부(415)는, 쇼벨(100)의 설정상태에 관한 정보를 표시하는 표시부이다. 요소수잔량표시부(416), 연료잔량표시부(417), 냉각수온도표시부(418), 및 엔진가동시간표시부(419)는, 쇼벨(100)의 운전상태에 관한 정보를 표시하는 표시부이다. 각부(各部)에 표시되는 화상은 제1 표시장치(D3)에 의하여, 쇼벨용 지원장치(50)로부터 송신되는 각종 데이터 및 공간인식장치(S6)로부터 송신되는 화상데이터 등을 이용하여 생성된다.

시각표시부(411)는, 현재의 시각을 표시한다. 회전수모드표시부(412)는, 도시하지 않은 엔진회전수조정다이얼에 의하여 설정되어 있는 회전수모드를 쇼벨(100)의 가동정보로서 표시한다. 주행모드표시부(413)는, 주행모드를 쇼벨(100)의 가동정보로서 표시한다. 주행모드는, 가변용량모터를 이용한 주행용 유압모터의 설정상태를 나타낸다. 예를 들면, 주행모드는, 저속모드 및 고속모드를 갖고, 저속모드에서는 "거북이"모양의 마크가 표시되며, 고속모드에서는 "토끼"모양의 마크가 표시된다. 어태치먼트표시부(414)는, 현재 장착되어 있는 어태치먼트의 종류를 나타내는 아이콘을 표시하는 영역이다. 엔진제어상태표시부(415)는, 엔진(11)의 제어상태를 쇼벨(100)의 가동정보로서 표시한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 엔진(11)의 제어상태로서 "자동감속·자동정지모드"가 선택되어 있다. "자동감속·자동정지모드"는 비조작상태의 지속시간에 따라, 엔진회전수를 자동적으로 저감시키고, 나아가서는 엔진(11)을 자동적으로 정지시키는 제어상태를 의미한다. 그 외에, 엔진(11)의 제어상태에는 "자동감속모드", "자동정지모드", 및 "수동감속모드" 등이 있다.

요소수잔량표시부(416)는, 요소수탱크에 저장되어 있는 요소수의 잔량상태를 쇼벨(100)의 가동정보로서 화상표시한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 요소수잔량표시부(416)에는, 현재의 요소수의 잔량상태를 나타내는 바게이지가 표시되어 있다. 요소수의 잔량은, 요소수탱크에 마련되어 있는 요소수잔량센서가 출력하는 데이터에 근거하여 표시된다.

연료잔량표시부(417)는, 연료탱크에 저장되어 있는 연료의 잔량상태를 가동정보로서 표시한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 연료잔량표시부(417)에는, 현재의 연료의 잔량상태를 나타내는 바게이지가 표시되어 있다. 연료의 잔량은, 연료탱크에 마련되어 있는 연료잔량센서가 출력하는 데이터에 근거하여 표시된다.

냉각수온도표시부(418)는, 엔진냉각수의 온도상태를 쇼벨(100)의 가동정보로서 표시한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 냉각수온도표시부(418)에는, 엔진냉각수의 온도상태를 나타내는 바게이지가 표시되어 있다. 엔진냉각수의 온도는, 엔진(11)에 마련되어 있는 수온센서가 출력하는 데이터에 근거하여 표시된다.

엔진가동시간표시부(419)는, 엔진(11)의 누적가동시간을 쇼벨(100)의 가동정보로서 표시한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 엔진가동시간표시부(419)에는, 조작자에 의하여 카운트가 리스타트되고 나서의 가동시간의 누적이, 단위 "hr(시간)"과 함께 표시되어 있다. 엔진가동시간표시부(419)에는, 쇼벨제조 후의 전체 기간의 생애(生涯)가동시간 또는 조작자에 의하여 카운트가 리스타트되고 나서의 구간가동시간이 표시되어도 된다.

카메라화상표시부(420)는, 공간인식장치(S6)에 의하여 촬영된 화상을 표시한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 상부선회체(3)의 상면 후단에 장착된 후방공간인식장치에 의하여 촬영된 화상이 카메라화상표시부(420)에 표시되어 있다. 카메라화상표시부(420)에는, 상부선회체(3)의 상면 좌단에 장착된 좌방공간인식장치 또는 상면 우단에 장착된 우방공간인식장치에 의하여 촬상된 카메라화상이 표시되어도 된다. 또, 카메라화상표시부(420)에는, 좌방공간인식장치, 우방공간인식장치, 및 후방공간인식장치 중 복수의 공간인식장치(카메라)에 의하여 촬영된 카메라화상이 나열되도록 표시되어도 된다.

각 공간인식장치(각 카메라)는 상부선회체(3)의 일부의 화상이 카메라화상에 포함되도록 설치되어 있어도 된다. 표시되는 화상에 상부선회체(3)의 일부의 화상이 포함됨으로써, 조작자는, 카메라화상표시부(420)에 표시되는 물체와 쇼벨(100)의 사이의 거리감을 파악하기 쉬워지기 때문이다. 도 7에 나타내는 예에서는, 카메라화상표시부(420)는, 상부선회체(3)의 카운터웨이트(3w)의 화상을 표시하고 있다.

카메라화상표시부(420)에는, 표시 중의 카메라화상을 촬영한 공간인식장치(S6)(후방공간인식장치)의 방향을 나타내는 도형(421)이 표시되어 있다. 도형(421)은, 쇼벨(100)의 형상을 나타내는 쇼벨도형(421a)과, 표시 중의 카메라화상을 촬상한 공간인식장치(S6)의 촬영방향을 나타내는 띠상의 방향표시도형(421b)으로 구성되어 있다. 도형(421)은, 쇼벨(100)의 설정상태에 관한 정보를 표시하는 표시부이다.

도 7에 나타내는 예에서는, 쇼벨도형(421a)의 하측(굴삭어태치먼트(AT)를 나타내는 도형의 반대측)에 방향표시도형(421b)이 표시되어 있다. 이것은, 후방공간인식장치에 의하여 촬영된 쇼벨(100)의 후방의 화상이 카메라화상표시부(420)에 표시되어 있는 것을 나타낸다. 예를 들면, 카메라화상표시부(420)에 우방공간인식장치에 의하여 촬영된 화상이 표시되어 있는 경우에는, 쇼벨도형(421a)의 우측에 방향표시도형(421b)이 표시된다. 또, 예를 들면 카메라화상표시부(420)에 좌방공간인식장치에 의하여 촬영된 화상이 표시되어 있는 경우에는, 쇼벨도형(421a)의 좌측에 방향표시도형(421b)이 표시된다.

조작자는, 예를 들면, 캐빈(10) 내에 마련되어 있는 도시하지 않은 화상전환스위치를 누름으로써, 카메라화상표시부(420)에 표시하는 화상을 다른 카메라에 의하여 촬영된 화상 등으로 전환할 수 있다.

합성화상표시부(422)는, 복수의 공간인식장치(S6)(좌방공간인식장치, 우방공간인식장치, 및 후방공간인식장치) 중 적어도 2개에 의하여 촬상된 복수의 카메라화상의 합성화상을 표시한다. 도 7에 나타내는 예에서는, 합성화상표시부(422)에는, 좌방공간인식장치, 우방공간인식장치, 및 후방공간인식장치 각각에 의하여 촬상된 3개의 카메라화상의 합성화상인 부감(俯瞰)화상이 쇼벨도형의 좌방, 후방, 및 우방을 둘러싸도록 표시되어 있다. 다만, 합성화상표시부(422)에는, 전방공간인식장치, 좌방공간인식장치, 우방공간인식장치, 및 후방공간인식장치 각각에 의하여 촬상된 4개의 카메라화상의 합성화상인 부감화상이 쇼벨도형의 전방, 좌방, 후방, 및 우방을 둘러싸도록 표시되어 있어도 된다.

도 8은, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면의 일례(화면(SC2))를 나타낸다. 화면(SC2)은, 제1 화면부분(ST1), 제2 화면부분(ST2), 제3 화면부분(ST3), 및 제4 화면부분(ST4)을 포함한다.

제1 화면부분(ST1)은, 합성데이터생성부(507)가 생성한 합성데이터가 표시되는 화면부분이다. 도 8에 나타내는 예에서는, 제1 화면부분(ST1)은, 도형(G1)~도형(G10)을 포함한다. 도형(G1)은, 법면정형작업이 완료된 제1 사면부분(FS)을 나타내는 도형이다. 도형(G2)은, 법면정형작업이 완료되어 있지 않은 제2 사면부분(US)을 나타내는 도형이다. 도형(G3)은, 쇼벨(100)이 위치하고 있는 지면을 나타내는 도형이다. 도형(G4)은, 쇼벨(100)을 나타내는 쇼벨도형이다. 도형(G5)은, 법면정형작업의 대상이 되는 사면에 설치된 간이계단을 나타내는 도형이다. 도형(G6)은, 법면정형작업의 대상이 되는 사면의 비탈머리(TS)에 설치된 난간(GR)을 나타내는 도형이다. 도형(G7)은, 작업현장에 설치된 전주(電柱)를 나타내는 도형이다. 도형(G7)은, 도형(G7U) 및 도형(G7L)을 포함한다. 도형(G7U)은, 비탈머리(TS)의 근처에 설치된 제1 전주를 나타내는 도형이고, 도형(G7L)은, 비탈끝(法尻)의 근처에 설치된 제2 전주를 나타내는 도형이다. 도형(G8)은, 제1 전주와 제2 전주의 사이에 걸쳐진 전선을 나타내는 도형이다. 도형(G9)은, 쇼벨(100)이 위치하는 지면 상에 놓인 로드콘을 나타내는 도형이다. 도형(G10)은, 존재하고 있지만 특정할 수 없는 물체를 나타내는 도형이다. 도형(G4)~도형(G9)은, 아이콘이어도 되고, 3차원모델이어도 된다. 3차원모델은, 텍스처매핑이 실시된 폴리곤을 이용하여 생성되어도 된다. 이 경우, 텍스처화상은, 공간인식장치(S6)의 출력에 근거하여 생성되어도 된다.

도형(G1)~도형(G4)은, 3차원설계데이터와 측위장치(S8)의 출력에 근거하여 묘화된다. 예를 들면, 특정 사면부분이 제1 사면부분(FS)인지 제2 사면부분(US)인지의 판정은, 과거의 쇼벨(100)의 위치에 관한 정보(추이)에 근거하여 행해진다. 이 판정은, 과거 버킷(6)의 작업부위의 위치에 관한 정보(추이)에 근거하여 행해져도 된다. 혹은, 특정 사면부분이 제1 사면부분(FS)인지 제2 사면부분(US)인지의 판정은, 공간인식장치(S6)로서의 카메라의 출력에 근거하여, 즉, 화상인식처리를 이용하여 행해져도 된다.

도형(G5)~도형(G9)은, 지물데이터취득부(506)가 취득한 지형데이터에 근거하여 묘화되고, 도형(G10)은, 물체데이터취득부(509)가 취득한 물체데이터에 근거하여 묘화된다.

조작자는, 제1 화면부분(ST1)의 도형(G5)을 봄으로써, 우측의 떨어진 위치에 간이계단이 설치되어 있는 것을 인식할 수 있고, 좌측을 향하여 법면정형작업을 진행해 갈 때에, 쇼벨(100)과 간이계단이 접촉하는 개연성이 낮은 것을 인식할 수 있다.

또, 조작자는 제1 화면부분(ST1)의 도형(G6)을 봄으로써, 법면정형작업이 완료되어 있지 않은 제2 사면부분(US)의 비탈머리(TS)에 난간(GR)이 설치되어 있는 것을 인식할 수 있다. 또, 조작자는, 캐빈(10)의 프론트글라스를 통하여 보이는 쇼벨(100)의 전방의 실공간(도 6 참조)에도, 제1 화면부분(ST1)에서 표시된 바와 같이, 사면의 비탈머리(TS)에 난간(GR)이 설치되어 있는 것을 육안으로 확인할 수 있다.

또, 조작자는, 제1 화면부분(ST1)의 도형(G7)(특히 도형(G7L))을 봄으로써, 좌측의 떨어진 위치(현시점에서는 육안으로는 확인할 수 없는 위치, 즉, 전방의 실공간(도 6 참조.))에 포함되지 않는 위치)에 전주가 설치되어 있는 것을 인식할 수 있다. 그리고, 조작자는, 좌측을 향하여 법면정형작업을 진행시켜 갈 때, 쇼벨(100)과 전주(제2 전주)가 접촉할 개연성이 높은 것, 즉, 좌방으로의 이동 시에는 주의가 필요하다는 것을 인식할 수 있다.

또, 조작자는, 제1 화면부분(ST1)의 도형(G8)을 봄으로써, 좌측의 떨어진 위치에 전선이 펴져 있는 것을 인식할 수 있다. 그리고, 조작자는, 좌측을 향하여 법면정형작업을 진행해 갈 때에, 굴삭어태치먼트와 전선이 접촉할 개연성이 높은 것, 즉, 좌방으로 진행한 곳에서 굴삭어태치먼트를 조작할 때에는 주의가 필요하다는 것을 인식할 수 있다.

또, 조작자는, 제1 화면부분(ST1)의 도형(G9)을 봄으로써, 현시점에서는 육안으로는 확인할 수 없는 좌후방의 지면에 로드콘이 놓여져 있는 것을 인식할 수 있다. 즉, 조작자는, 복수의 로드콘으로 둘러싸인 영역에 무엇이 있는지를 인식하고 있지 않아도, 적어도 복수의 로드콘으로 둘러싸인 영역에 진입해서는 안 된다는 것을 인식할 수 있다. 그리고, 조작자는, 좌후방으로의 이동 시에, 복수의 로드콘으로 둘러싸인 영역에 쇼벨(100)이 진입해 버릴 가능성이 있는 것, 즉, 좌후방으로의 이동 시에는 주의가 필요하다는 것을 인식할 수 있다.

다만, 지물데이터취득부(506)는, 화상인식처리를 이용하여, 지면에 놓인 로드콘을 소정의 지물(로드콘)로서 인식할 수 있지만, 로드콘과 동일한 높이를 갖는 지면의 융기부분을 소정의 지물(로드콘)로서 인식하지 않는다. 그 때문에, 지면의 융기부분에 관한 도형이 제1 화면부분(ST1)에 표시되지 않고, 제1 화면부분(ST1)이 과도하게 복잡해져 버리는 경우도 없다.

또, 조작자는, 제1 화면부분(ST1)의 도형(G10)을 봄으로써, 현시점에서는 육안으로는 확인할 수 없는 우후방의 영역에 어떠한 물체가 존재하고 있는 것을 인식할 수 있다. 또, 조작자는, 과거의 소정 기간 내에 있어서, 쇼벨(100)이 그 물체에 접근한 사실을 인식할 수 있다. 그리고, 조작자는, 우후방으로의 이동 시에, 쇼벨(100)과 그 물체가 접촉할 개연성이 높은 것, 즉, 우후방으로의 이동 시에는 주의가 필요하다는 것을 인식할 수 있다.

이와 같이, 쇼벨(100)의 조작자는, 제1 화면부분(ST1)을 봄으로써, 3차원설계데이터를 보면서도, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 주요한 지물의 종류 및 위치를 인식할 수 있다. 그 때문에, 조작자는, 그들의 주요한 지물의 존재를 파악하면서 다양한 작업을 진행할 수 있으며, 작업현장의 안전성을 향상시킬 수 있다.

제2 화면부분(ST2)은, 버킷(6)과 목표시공면의 관계를 가이던스데이터로서 모식적으로 표시하는 화상부분이다. 제2 화면부분(ST2)에는, 조작자가 운전석(10S)에 앉아 쇼벨의 전방을 보았을 때의 버킷(6)과 목표시공면이, 버킷도형(G20) 및 목표시공면도형(G21)으로 모식적으로 표시된다. 버킷도형(G20)은, 버킷(6)을 나타내는 도형이며, 버킷(6)을 캐빈(10)에서 보았을 때의 버킷(6)의 형상으로 나타나 있다. 목표시공면도형(G21)은, 목표시공면으로서의 지면을 나타내는 도형이며, 목표시공면에 대한 버킷(6)의 배면의 경사각(θ)(도 8에 나타내는 예에서는 10.0°)과 함께 표시된다. 다만, 도 8에 있어서의 경사각(θ)에 관한 파선으로 나타나는 보조선은 실제로는 표시되지 않는다. 버킷도형(G20)과 목표시공면도형(G21)의 사이의 간격은, 실제의 버킷(6)의 배면과 목표시공면의 사이의 거리에 따라 변화하도록 표시된다. 버킷(6)의 배면의 경사각(θ)도 동일하게, 실제의 버킷(6)의 배면과 목표시공면의 위치관계에 따라 변화하도록 표시된다.

조작자는, 제2 화면부분(ST2)을 봄으로써, 버킷(6)과 목표시공면의 위치관계, 및, 버킷(6)의 배면의 경사각(θ)을 파악할 수 있다. 제2 화면부분(ST2)에는, 조작자의 시인성을 높이기 위하여, 표시되는 경사각(θ)이 실제의 경사각보다 크게 보이도록 목표시공면도형(G21)이 표시되어 있어도 된다. 조작자는, 제2 화면부분(ST2)에 표시되는 목표시공면도형(G21)으로부터 경사각(θ)의 대략의 크기를 인식할 수 있다. 또, 조작자는, 실제의 경사각의 정확한 크기를 알고자 하는 경우에는, 제2 화면부분(ST2)의 좌하측 귀퉁이에 표시되어 있는 경사각(θ)의 값을 봄으로써, 실제의 경사각의 크기를 알 수 있다.

제3 화면부분(ST3)은, 버킷(6)과 목표시공면의 관계를 가이던스데이터로서 모식적으로 표시하는 화면부분이다. 제3 화면부분(ST3)에는, 버킷도형(G30) 및 목표시공면도형(G31)이 표시된다. 버킷도형(G30)은, 버킷(6)을 나타내는 도형이며, 버킷(6)을 측방에서 보았을 때의 버킷(6)의 형상으로 나타나 있다. 목표시공면도형(G31)은, 목표시공면에 대한 버킷(6)의 배면의 경사각(δ)(도 8에 나타내는 예에서는 20.0°)과 함께 표시된다. 다만, 도 8에 있어서의 경사각(δ)에 관한 파선으로 나타난 보조선은 실제로는 표시되지 않는다. 버킷도형(G30)과 목표시공면도형(G31)의 사이의 간격은, 실제의 버킷(6)의 배면으로부터 목표시공면까지의 거리에 따라 변화하도록 표시된다. 버킷(6)의 배면의 경사각(δ)도 동일하게, 실제의 버킷(6)의 배면과 목표시공면의 위치관계에 따라 변화하도록 표시된다.

조작자는 제3 화면부분(ST3)을 봄으로써, 버킷(6)의 배면과 목표시공면의 위치관계, 및, 버킷(6)의 배면의 경사각(δ)을 파악할 수 있다. 제3 화면부분(ST3)에는, 조작자의 시인성을 높이기 위하여, 표시되는 경사각(δ)이 실제의 경사각보다 크게 보이도록 목표시공면도형(G31)이 표시되어 있어도 된다. 조작자는, 제3 화면부분(ST3)에 표시되는 목표시공면도형(G31)으로부터 경사각(δ)의 대략의 크기를 인식할 수 있다. 또, 조작자는, 실제의 경사각의 정확한 크기를 알고자 하는 경우에는, 제3 화면부분(ST3)의 우하측 귀퉁이에 표시되어 있는 경사각(δ)의 값을 봄으로써, 실제의 경사각의 크기를 알 수 있다.

제4 화면부분(ST4)은, 버킷(6)과 목표시공면의 위치관계를 나타내는 각종 수치를 가이던스데이터로서 표시하는 화면부분이다. 도 8에 나타내는 예에서는, 제4 화면부분(ST4)에는, 목표시공면에 대한 버킷(6)의 배면의 높이(버킷(6)의 배면과 목표시공면의 사이의 연직방향의 거리)가 표시되어 있다. 도 8에 나타내는 예에서는, 그 높이는 1.00미터이다. 또, 제4 화면부분(ST4)에는, 선회축으로부터 버킷(6)의 선단까지의 거리가 표시되어 있다. 도 8에 나타내는 예에서는, 그 거리는 3.5미터이다. 다만, 제4 화면부분(ST4)에는, 기준방위에 대한 상부선회체(3)의 선회각도 등, 다른 수치정보가 표시되어 있어도 된다.

다음으로, 도 9를 참조하여, 쇼벨용 지원장치(50)가 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각에 정보를 표시할 때의 주된 데이터의 흐름에 대하여 설명한다. 도 9는, 쇼벨용 지원장치(50)가 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각에 정보를 표시할 때의 주된 데이터의 흐름을 나타내는 데이터플로도이다.

구체적으로는, 공간인식장치(S6)가 취득한 화상데이터는, 쇼벨용 지원장치(50)를 통하여 간접적으로, 또는, 쇼벨용 지원장치(50)를 통하지 않고 직접적으로 제1 표시장치(D3)에 출력된다. 이 구성에 의하여, 제1 표시장치(D3)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 후방공간인식장치, 전방공간인식장치, 좌방공간인식장치, 및 우방공간인식장치 중 적어도 하나가 출력하는 화상데이터에 근거하여 생성되는 화상을 표시할 수 있다.

또, 쇼벨용 지원장치(50)는, 공간인식장치(S6)가 취득한 화상데이터에 근거하여 물체데이터 및 지물데이터를 취득한다. 또, 쇼벨용 지원장치(50)는, 기억장치(D4)에 기억되어 있는 설계데이터를 취득한다. 그 후에, 쇼벨용 지원장치(50)는, 설계데이터, 지물데이터, 및 물체데이터에 근거하여 합성데이터를 생성한다.

또, 쇼벨용 지원장치(50)는, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 통신장치(S7), 및 측위장치(S8) 등의 각종 장치가 취득한 데이터와 기억장치(D4)에 기억된 설계데이터에 근거하여 가이던스데이터를 생성한다.

그리고, 쇼벨용 지원장치(50)가 생성한 합성데이터 및 가이던스데이터는, 제2 표시장치(D3S)에 출력된다. 이 구성에 의하여, 제2 표시장치(D3S)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 쇼벨용 지원장치(50)에 의하여 인식된 전선 혹은 로드콘 등의 지물, 또는, 쇼벨(100)의 주위에서 작업하는 작업자 등의 물체를 구별 가능하게 표시할 수 있다. 또, 이와 같은 인식결과는, 제1 표시장치(D3)에 표시되어도 된다.

다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하여, 쇼벨(100)의 지원시스템(SYS)의 구성예에 대하여 설명한다. 도 10은, 지원시스템(SYS)의 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 11은, 지원시스템(SYS)의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.

지원시스템(SYS)은, 쇼벨용 지원장치의 다른 일례이며, 주로, 원격조작형 건설기계(원격조작형 쇼벨)인 쇼벨(100)에 탑재되는 측위장치(S8), 컨트롤러(30), 전자밸브유닛(45), 집음(集音)장치(A1), 공간인식장치(S6), 및 통신장치(S7)와, 원격조작실(RC)에 설치되어 있는 조작센서(29), 원격컨트롤러(80), 실내촬상장치(C2), 소리출력장치(D2), 제1 표시장치(D3), 제2 표시장치(D3S), 및 통신장치(T2)와, 정보센터(200)에 설치되어 있는 관리장치로서의 컨트롤러(90) 및 통신장치(T3)와, 작업현장에 설치되어 있는 실외촬상장치(C3)로 구성되어 있다. 실외촬상장치(C3)의 위치는, 미리 등록되어 있어도 되고, 실외촬상장치(C3)에 장착된 GNSS수신기 등의 측위장치의 출력에 근거하여 동적으로 특정되어도 된다. 본 실시형태에서는, 실외촬상장치(C3)는, 작업현장의 전체영역을 촬상할 수 있도록 작업현장의 네 귀퉁이의 각각에 마련된 철탑의 선단에 장착되어 있다.

또, 도 10 및 도 11에 나타내는 예에서는, 도시하지 않은 경사각산출부(501), 높이산출부(502), 거리산출부(503), 조작방향표시부(504), 설계데이터취득부(505), 지물데이터취득부(506), 합성데이터생성부(507), 접촉회피제어부(508), 물체데이터취득부(509), 및 표시제어부(510) 등의 기능요소는, 컨트롤러(90)에 배치되어 있다. 그러나, 이들의 기능요소는, 컨트롤러(30) 또는 원격컨트롤러(80)에 배치되어 있어도 되고, 컨트롤러(30), 원격컨트롤러(80), 및 컨트롤러(30) 중 적어도 2개에 분산배치되어 있어도 된다. 또, 이들의 기능요소의 일부는, 공간인식장치(S6) 및 실외촬상장치(C3) 중 적어도 일방에 실장되어 있어도 된다. 예를 들면, 지물데이터취득부(506) 및 물체데이터취득부(509) 등의 기능요소는, 공간인식장치(S6) 및 실외촬상장치(C3)의 각각에 탑재되어 있는 연산장치에 실장되어 있어도 된다.

도 10에 나타내는 예에서는, 지원시스템(SYS)은, 쇼벨(100a)과, 쇼벨(100b)과, 쇼벨(100a)(조작자(OPa))에 관한 원격조작실(RCa)과, 쇼벨(100b)(조작자(OPb))에 관한 원격조작실(RCb)과, 작업현장에 설치된 실외촬상장치(C3)와, 정보센터(200)로 구성되어 있다.

먼저, 쇼벨(100a)에 탑재되어 있는 컨트롤러(30)가 갖는 기능에 대하여 설명한다. 컨트롤러(30)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 기능요소로서, 화상생성부(35), 쇼벨상태특정부(36), 및 액추에이터구동부(37)를 갖는다. 쇼벨(100b)에 대해서도 동일하다.

화상생성부(35)는, 제1 표시장치(D3)로 표시되는 화상을 포함하는 주위화상을 생성하도록 구성되어 있다. 주위화상은, 제1 표시장치(D3)로의 표시 시에 이용되는 화상이다. 전형적으로는, 주위화상은, 만일 캐빈(10) 내에 조작자가 있었다면 조작자가 볼 수 있던 쇼벨(100)의 주위의 모습을 나타내는 화상이다. 본 실시형태에서는, 주위화상은, 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상에 근거하여 생성된다. 구체적으로, 화상생성부(35)는, 후방공간인식장치, 전방공간인식장치, 좌방공간인식장치, 및 우방공간인식장치의 각각이 촬상한 화상에 근거하여, 주위화상으로서의 제1 가상시점화상을 생성한다. 그러나, 화상생성부(35)는, 후방공간인식장치, 전방공간인식장치, 좌방공간인식장치, 및 우방공간인식장치 중 적어도 하나가 촬상한 화상에 근거하여, 주위화상으로서의 제1 가상시점화상을 생성해도 된다. 제1 가상시점화상의 가상시점인 제1 가상시점은, 만일 캐빈(10) 내의 운전석(10S)에 조작자가 착좌하고 있었을 때의 조작자의 눈의 위치에 대응하는 가상조작자시점이다. 단, 가상조작자시점은, 캐빈(10)의 밖에 있어도 된다.

본 실시형태에서는, 제1 가상시점인 가상조작자시점의 좌표는, 원격조작실(RC)의 조작석(DS)에 조작자(OP)가 착좌했을 때의 조작자(OP)의 눈의 위치인 조작자시점에 근거하여 도출된다. 다만, 조작자시점의 좌표는, 원격컨트롤러(80)로부터 송신되어 온다. 화상생성부(35)는, 조작실좌표계에 있어서의 조작자시점의 좌표를, 쇼벨좌표계에 있어서의 좌표로 변환함으로써, 가상조작자시점의 좌표를 도출할 수 있다. 단, 조작자시점의 좌표는, 미리 설정된 고정값이어도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 제1 가상시점화상은, 제1 가상시점을 둘러싸는 가상적인 원통상의 가상투영면의 내주면에 투영된 화상에 상당한다. 가상투영면은, 제1 가상시점을 둘러싸는 가상적인 구 또는 반구의 내면이어도 되고, 제1 가상시점을 둘러싸는 가상적인 직육면체 또는 정육면체 등의 다른 가상적인 입체의 내면이어도 된다. 이와 같이 생성된 제1 가상시점화상을 봄으로써, 조작자(OP)는, 쇼벨(100)의 주위의 상황을 입체적으로 파악할 수 있다. 즉, 조작자(OP)는, 제1 가상시점화상을 봄으로써, 예를 들면, 쇼벨(100)의 전방에 위치하는 덤프트럭의 짐받이의 깊이, 지면에 있는 성토의 높이, 또는, 지면에 있는 구멍의 깊이 등을 보다 정확하게 파악할 수 있다.

제1 표시장치(D3)로 표시되는 화상은, 화상생성부(35)가 생성하는 제1 가상시점화상의 일부이다. 다만, 제1 표시장치(D3)가 헤드마운트디스플레이인 경우, 제1 가상시점화상의 전체영역에서 차지하는, 제1 표시장치(D3)로 표시되는 화상의 영역은, 원격조작실(RC)의 조작석(DS)에 착좌하고 있는 조작자(OP)의 시선의 방향에 근거하여 결정되어도 된다. 이 경우, 조작자(OP)의 시선의 방향에 관한 정보는, 원격컨트롤러(80)로부터 송신되어 온다. 화상생성부(35)는, 공간인식장치(S6)가 출력하는 화상과, 원격컨트롤러(80)로부터 송신되어 오는 조작자시점의 좌표에 근거하여 주위화상으로서의 제1 가상시점화상을 생성한다. 그리고, 화상생성부(35)는, 원격컨트롤러(80)로부터 송신되어 오는 조작자(OP)의 시선의 방향에 관한 정보에 근거하여, 생성된 제1 가상시점화상의 일부를 부분주위화상으로서 잘라내고, 잘라낸 부분주위화상을 원격조작실(RC)에 있는 제1 표시장치(D3)를 향하여 송신한다.

쇼벨상태특정부(36)는, 쇼벨(100)의 상태를 특정하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 쇼벨(100)의 상태는, 쇼벨(100)의 위치와 방향을 포함한다. 쇼벨(100)의 위치는, 예를 들면, 쇼벨(100)에 있어서의 기준점의 위도, 경도, 및 고도이다. 쇼벨상태특정부(36)는, 측위장치(S8)의 출력에 근거하여 쇼벨의 위치 및 방향을 특정한다.

액추에이터구동부(37)는, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 액추에이터를 구동하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 액추에이터구동부(37)는, 원격컨트롤러(80)로부터 송신되어 오는 조작신호에 근거하여, 전자밸브유닛(45)에 포함되는 복수의 전자밸브의 각각에 대한 작동신호를 생성하여 출력한다.

전자밸브유닛(45)은, 파일럿펌프(15)와 컨트롤밸브유닛(17) 내의 각 제어밸브의 파일럿포트를 연결하는 각 파일럿라인에 배치된 복수의 전자밸브를 포함한다.

본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 복수의 전자밸브의 각각의 개구면적을 개별적으로 제어함으로써, 각 제어밸브의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 제어할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 각 유압액추에이터에 유입되는 작동유의 유량, 및, 각 유압액추에이터로부터 유출되는 작동유의 유량을 제어할 수 있고, 나아가서는, 각 유압액추에이터의 움직임을 제어할 수 있다.

이와 같이 하여, 컨트롤러(30)는, 원격조작실(RC) 등의 외부로부터의 조작신호에 따라, 붐(4)의 상승하강, 암(5)의 펼치기 접기, 버킷(6)의 펼치기 접기, 상부선회체(3)의 선회, 및 하부주행체(1)의 주행 등을 실현할 수 있다.

작동신호를 받은 각 전자밸브는, 컨트롤밸브유닛(17)에 있어서의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 증감시킨다. 그 결과, 각 제어밸브에 대응하는 유압액추에이터는, 제어밸브의 스트로크양에 따른 속도로 동작한다.

다음으로, 원격조작실(RC)에 설치되어 있는 원격컨트롤러(80)가 갖는 기능에 대하여 설명한다. 원격컨트롤러(80)는, 기능요소로서, 조작자상태특정부(81) 및 조작신호생성부(82)를 갖는다.

조작자상태특정부(81)는, 원격조작실(RC)에 있는 조작자(OP)의 상태를 특정하도록 구성되어 있다. 조작자(OP)의 상태는, 조작자(OP)의 눈의 위치와 시선의 방향을 포함한다. 조작자상태특정부(81)는, 공간인식장치의 다른 일례인 실내촬상장치(C2)의 출력에 근거하여 조작자(OP)의 눈의 위치 및 시선의 방향을 특정한다. 구체적으로는, 조작자상태특정부(81)는, 실내촬상장치(C2)가 촬상한 화상에 각종 화상처리를 실시하고, 조작실좌표계에 있어서의 조작자(OP)의 눈의 위치의 좌표를 조작자시점의 좌표로서 특정한다. 또, 조작자상태특정부(81)는, 실내촬상장치(C2)가 촬상한 화상에 각종 화상처리를 실시하고, 조작실좌표계에 있어서의 조작자(OP)의 시선의 방향을 특정한다.

조작자상태특정부(81)는, 원격조작실(RC)에 설치된 LIDAR, 또는, 제1 표시장치(D3)로서의 헤드마운트디스플레이에 장착된 관성계측장치 등, 실내촬상장치(C2) 이외의 다른 장치의 출력에 근거하여 조작자시점의 좌표 및 조작자(OP)의 시선의 방향을 도출해도 된다. 다만, 관성계측장치는, 측위장치를 포함하고 있어도 된다.

그리고, 조작자상태특정부(81)는, 통신장치(T2)를 통하여, 조작자시점의 좌표 및 조작자(OP)의 시선의 방향에 관한 정보를 쇼벨(100) 또는 정보센터(200)를 향하여 송신한다.

조작신호생성부(82)는, 조작신호를 생성하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 조작신호생성부(82)는, 조작센서(29)의 출력에 근거하여 조작신호를 생성하도록 구성되어 있다.

다음으로, 정보센터(200)에 설치되어 있는 컨트롤러(90)가 갖는 기능에 대하여 설명한다. 컨트롤러(90)는, 각종 연산을 실행하는 연산장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(90)는, 컨트롤러(30) 및 원격컨트롤러(80)와 동일하게, CPU 및 메모리를 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(90)의 각종 기능은, CPU가 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

본 실시형태에서는, 컨트롤러(90)는, 기능요소로서, 판정부(91), 조작예측부(92), 조작개입부(93), 및 화상합성부(94)를 갖는다.

판정부(91)는, 쇼벨(100)의 주위의 상황에 관하여, 쇼벨(100)의 조작자에게 통지해야 할 사항이 있는지 아닌지를 판정하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 판정부(91)는, 쇼벨(100)에 장착된 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상, 쇼벨(100)의 위치, 자세, 및 동작내용 중 적어도 하나에 근거하여, 쇼벨(100)의 조작자에게 통지해야 할 사항이 있는지 아닌지를 판정하도록 구성되어 있다. 판정부(91)는, 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상에 근거하여, 쇼벨(100)의 위치, 자세, 및 동작내용 중 적어도 하나를 판정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 또, 판정부(91)는, 공간인식장치의 또 다른 일례인 실외촬상장치(C3)가 촬상한 화상 또는 시공지형정보(지형데이터)에 근거하여, 쇼벨(100)의 조작자에게 통지해야 할 사항이 있는지 아닌지를 판정하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 판정부(91)는, 실외촬상장치(C3)가 촬상한 화상에 근거하여, 다른 건설기계의 위치, 자세, 및 동작내용 등 중 적어도 하나를 판정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 판정부(91)는, 공간인식장치(S6) 및 실외촬상장치(C3)에 의하여 취득된 화상으로부터 도출되는 쇼벨(100)의 주변의 상황과 쇼벨(100)의 위치, 자세, 및 동작내용에 근거하여 쇼벨(100)의 조작자에게 통지해야 할 사항이 있는지 아닌지를 판정해도 된다. 통지해야 할 사항이 있는지 아닌지는, 과거의 사례와 대조하여, 동일, 혹은, 유사한 상황의 유무에 의하여 판정되어도 된다.

예를 들면, 판정부(91)는, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화상이 커버하는 범위의 외측에 사람이 존재하는 것을 검지한 경우, 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정한다. 예를 들면, 판정부(91)는, 쇼벨(100)의 좌후방에 사람이 존재하는 것을 검지한 경우에, 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정한다. 이 경우, 판정부(91)는, 상부선회체(3)에 장착된 LIDAR, 초음파센서, 밀리파레이더, 또는 적외선센서 등의 다른 공간인식장치의 출력에 근거하여 사람을 검지해도 된다. 혹은, 판정부(91)는, 작업현장에 설치된 실외촬상장치(C3)가 촬상한 화상에 근거하여 사람을 검지해도 된다. 이 경우, 실외촬상장치(C3)는, 예를 들면, 작업현장에 설치된 폴의 선단에 장착된 반천구(半天球)카메라이다. 다만, 실외촬상장치(C3)는, 다른 작업기계에 장착된 촬상장치여도 되고, 작업현장의 상공을 비행하는 멀티콥터(드론) 등의 비행체에 장착된 촬상장치여도 된다. 또, 실외촬상장치(C3)는, LIDAR, 초음파센서, 밀리파레이더, 또는 적외선센서 등의 다른 장치여도 된다. 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화상이 커버하는 범위의 내측에 사람이 존재하는 것을 검지한 경우에 대해서도 동일하다.

혹은, 판정부(91)는, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화상이 커버하는 범위의 외측에 전선이 존재하는 것을 검지한 경우, 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정해도 된다. 예를 들면, 판정부(91)는, 쇼벨(100)의 상방에 전선이 존재하는 것을 검지한 경우에, 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정한다. 이 경우, 판정부(91)는, 공간인식장치의 출력에 근거하여 전선을 검지해도 된다. 혹은, 판정부(91)는, 실외촬상장치(C3)가 촬상한 화상에 근거하여 전선을 검지해도 된다. 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화상이 커버하는 범위의 내측에 전선이 존재하는 것을 검지한 경우에 대해서도 동일하다.

혹은, 판정부(91)는, 시공지형정보(지형데이터)에 근거하여, 쇼벨(100)의 전방에 내리막이 존재하는 것을 검지한 경우, 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정한다. 예를 들면, 판정부(91)는, 쇼벨(100)의 전방에 내리막이 존재하는 것을 검지한 경우에, 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정한다. 이 경우, 판정부(91)는, 공간인식장치의 출력에 근거하여 내리막을 검지해도 된다. 혹은, 판정부(91)는, 실외촬상장치(C3)가 촬상한 화상에 근거하여 내리막을 검지해도 된다. 혹은, 판정부(91)는, 컨트롤러(90)에 부속되어 있는 불휘발성 기억매체 등에 미리 기억되어 있는 시공지형정보(지형데이터)에 근거하여 내리막을 검지해도 된다.

쇼벨(100)의 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정한 경우, 판정부(91)는, 조작자의 주의를 환기한다. 본 실시형태에서는, 판정부(91)는, 그 통지해야 할 사항에 관한 정보를 화상합성부(94)를 향하여 송신한다. 화상합성부(94)는, 판정부(91)로부터 수신한 정보에 관한 화상을 부분주위화상 상에 중첩표시시킨다.

조작예측부(92)는, 원격컨트롤러(80)로부터 수신한 조작신호에 근거하여, 소정 시간 후의 조작신호를 예측하도록 구성되어 있다. 통신지연에 의한 조작응답성의 저하, 즉, 원격조작실(RC)에 있어서의 조작자(OP)에 의한 조작이 쇼벨(100)의 움직임에 반영될 때까지의 지연을 억제하기 위함이다. 소정 시간은, 예를 들면, 수 밀리초~수십 밀리초이다. 예를 들면, 조작예측부(92)는, 과거의 소정 시간에 있어서의 조작신호(조작레버의 경사각도)의 추이에 근거하여, 소정 시간 후의 조작신호를 예측한다. 예를 들면, 조작예측부(92)는, 과거의 소정 시간에 있어서 조작레버의 경사각도가 증가경향이 있었던 것을 검지한 경우, 소정 시간 후의 경사각도가 현재의 경사각도보다 커진다고 예측한다.

그리고, 조작예측부(92)는, 원격컨트롤러(80)로부터 수신한 조작신호를 그대로 쇼벨(100)을 향하여 송신하는 대신에, 예측한 조작신호(이하, "예측조작신호"라고 한다.)를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다.

이 구성에 의하여, 조작예측부(92)는, 실질적으로, 원격조작실(RC)에서 생성된 조작신호를 지연없이 쇼벨(100)에 전달할 수 있다.

조작개입부(93)는, 원격조작실(RC)에 있어서의 조작자(OP)에 의한 조작에 개입하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 판정부(91)는, 쇼벨(100)에 장착된 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상에 근거하여, 조작자(OP)에 의한 조작에 개입해야 하는지 아닌지를 판정하도록 구성되어 있다.

예를 들면, 조작개입부(93)는, 쇼벨(100)과 쇼벨(100)의 주위에 있는 물체가 접촉할 우려가 있는 것을 검지한 경우, 조작자(OP)에 의한 조작에 개입해야 한다고 판정한다. 예를 들면, 조작개입부(93)는, 쇼벨(100)의 좌방에 사람이 존재하는 것을 검지하고, 또한, 좌선회조작(좌조작레버를 좌방으로 쓰러뜨리는 조작)이 개시된 것을 검지한 경우, 조작자(OP)에 의한 조작에 개입해야 한다고 판정한다. 이 경우, 조작개입부(93)는, 좌선회조작에 근거하여 생성된 조작신호를 무효로 하고, 상부선회체(3)가 좌선회하지 않도록 한다. 다만, 조작개입부(93)는, 공간인식장치의 출력에 근거하여 쇼벨(100)과 쇼벨(100)의 주위에 있는 물체가 접촉할 우려가 있는 것을 검지해도 된다. 혹은, 판정부(91)는, 실외촬상장치(C3)가 촬상한 화상에 근거하여 쇼벨(100)과 쇼벨(100)의 주위에 있는 물체가 접촉할 우려가 있는 것을 검지해도 된다. 이와 같이 하여 조작자에게 통지해야 할 사항이 있다고 판정된 경우에는, 컨트롤러(30)는, 조작신호에 근거하여, 쇼벨(100)의 정지 또는 감속 등의 제동제어를 행하도록 구성되어 있어도 된다.

그 후, 조작자는, 예를 들면, 조작레버를 일단 중립으로 되돌리거나, 혹은, 해제버튼을 누르는 등의 조작을 행함으로써, 즉, 해제조건을 충족시킴으로써, 쇼벨(100)의 정지 또는 감속 등의 제동제어를 해제할 수 있다. 다만, 해제조건은, 쇼벨(100)이 정지상태인 것을 포함하고 있어도 된다.

화상합성부(94)는, 컨트롤러(30)로부터 송신되어 오는 부분주위화상과, 다른 화상을 합성하여 합성화상을 생성하도록 구성되어 있다.

다른 화상은, 설계면정보에 근거하여 생성되는 화상인 설계면화상이어도 된다. 본 실시형태에서는, 화상합성부(94)는, 컨트롤러(90)를 구성하고 있는 불휘발성 기억장치에 미리 기억되어 있는 설계면정보에 근거하여 설계면의 위치를 나타내는 컴퓨터그래픽스 등의 도형을, 설계면화상으로서, 부분주위화상에 중첩표시시킨다. 설계면은, 쇼벨(100)을 이용한 굴삭작업이 완료되었을 때의 지면이다. 조작자는, 설계면을 봄으로써, 굴삭작업이 완료되기 전이더라도, 굴삭작업이 완료되었을 때의 쇼벨(100)의 주위의 상태를 파악할 수 있다. 이 경우, 화상합성부(94)는, 쇼벨상태특정부(36)가 특정한 쇼벨의 위치 및 방향에 근거하여, 부분주위화상에 있어서의, 설계면화상을 중첩표시해야 할 위치를 결정한다.

상술과 같은 구성에 의하여, 지원시스템(SYS)은, 원격조작실(RC)에 있는 조작자(OP)가, 원격지에 있는 쇼벨(100)을 원격조작할 수 있도록 한다. 이때, 지원시스템(SYS)은, 쇼벨(100)에 장착된 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상에 근거하여 생성되는 주위화상을 조작자(OP)가 실시간으로 시인할 수 있도록 한다. 구체적으로, 지원시스템(SYS)은, 제1 표시장치(D3)로서의 멀티디스플레이에, 주로 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상에 근거하여 생성된 주위화상의 일부를 표시시킬 수 있다. 혹은, 지원시스템(SYS)은, 조작자(OP)가 착용하고 있는 제1 표시장치(D3)로서의 헤드마운트디스플레이에, 주로 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상에 근거하여 생성된 주위화상의 일부를 표시시킬 수 있다. 제1 표시장치(D3)로 표시된 화상을 본 조작자(OP)는, 마치 캐빈(10) 내에서 쇼벨(100)을 조작하고 있는 것 같은 현장감을 얻을 수 있다. 혹은, 가상조작자시점이 캐빈(10) 밖에 있는 경우, 예를 들면, 캐빈(10)보다 수미터 전방의 위치에 있는 경우, 조작자(OP)는, 마치 캐빈(10)의 밖에 있어서 버킷(6)의 바로 근처에서 쇼벨(100)을 조작하고 있는 것 같은 현장감을 얻을 수 있다.

또, 지원시스템(SYS)은, 원격조작실(RC)에 설치되어 있는 실내촬상장치(C2)가 촬상한 화상에 근거하여, 조작자(OP)의 눈의 위치 및 얼굴(시선)의 방향을 특정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 그리고, 지원시스템(SYS)은, 조작자(OP)의 눈의 위치 및 얼굴(시선)의 방향의 변화에 따라, 제1 표시장치(D3)로서의 헤드마운트디스플레이에 표시되는 화상의 내용을 변화시키도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 지원시스템(SYS)은, 조작자(OP)의 눈의 위치 및 얼굴(시선)의 방향의 변화에 따라, 제1 가상시점화상의 어느 영역을 표시시킬지를 결정하도록 구성되어 있어도 된다. 그 때문에, 조작자(OP)는, 보고자 하는 방향으로 얼굴을 향하는 것만으로, 보고자 하는 방향의 화상을 볼 수 있다.

다음으로, 도 12를 참조하여, 지원시스템(SYS)이 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각에 정보를 표시할 때의 주된 데이터의 흐름에 대하여 설명한다. 도 12는, 지원시스템(SYS)이 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각에 정보를 표시할 때의 주된 데이터의 흐름을 나타내는 데이터플로도이다.

구체적으로는, 쇼벨(100a)에 장착된 공간인식장치(S6)가 취득한 화상데이터는, 정보센터(200)를 통하여 간접적으로, 또는, 정보센터(200)를 통하지 않고 직접적으로 원격조작실(RCa)에 설치된 제1 표시장치(D3)로 송신된다. 이 구성에 의하여, 제1 표시장치(D3)는, 후방공간인식장치, 전방공간인식장치, 좌방공간인식장치, 및 우방공간인식장치 중 적어도 하나가 출력하는 화상데이터에 근거하여 생성되는 화상을 표시할 수 있다.

또, 정보센터(200)에 설치된 컨트롤러(90)는, 작업현장에 설치된 실외촬상장치(C3) 및 쇼벨(100a)에 장착된 공간인식장치(S6) 중 적어도 일방이 취득한 화상데이터에 근거하여 물체데이터 및 지물데이터를 취득한다. 또, 컨트롤러(90)는, 기억장치에 기억되어 있는 설계데이터를 취득한다. 또, 컨트롤러(90)는, 쇼벨(100a)에 탑재되어 있는 측위장치(S8)가 출력하는 GNSS데이터를 취득한다. 그 후에, 컨트롤러(90)는, 설계데이터, 지물데이터, 물체데이터, 및 GNSS데이터에 근거하여 합성데이터를 생성한다.

또, 쇼벨(100a)에 탑재된 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100a)에 탑재되어 있는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 통신장치(S7), 및 측위장치(S8) 등의 각종 장치가 취득한 데이터와 설계데이터에 근거하여 가이던스데이터를 생성한다. 설계데이터는, 쇼벨(100a)에 탑재되어 있는 기억장치(D4)에 기억된 설계데이터여도 되고, 정보센터(200)에 설치된 기억장치에 기억된 설계데이터여도 된다.

그리고, 컨트롤러(90)가 생성한 합성데이터, 및, 컨트롤러(30)가 생성한 가이던스데이터는, 원격조작실(RCa)에 설치된 제2 표시장치(D3S)로 송신된다. 이 구성에 의하여, 제2 표시장치(D3S)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(90)에 의하여 인식된 전선 혹은 로드콘 등의 지물, 또는, 쇼벨(100)의 주위에서 작업하고 있는 작업자 등의 물체를 구별 가능하게 표시할 수 있다. 또, 이와 같은 인식결과는, 제1 표시장치(D3)에 표시되어도 된다.

다음으로, 도 13을 참조하여, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화면의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 13은, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화면의 다른 일례를 나타낸다. 제1 표시장치(D3)는, 9개의 모니터로 구성되는 멀티디스플레이이다. 9개의 모니터는, 중앙모니터(D31), 상모니터(D32), 하모니터(D33), 좌모니터(D34), 우모니터(D35), 좌상모니터(D36), 우상모니터(D37), 좌하모니터(D38), 및 우하모니터(D39)를 포함한다.

도 13에 나타내는 예에서는, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 화면은, 도형(G11)~도형(G15)을 포함한다. 도형(G11)~도형(G15)은, 컨트롤러(90)의 판정부(91)로부터의 정보를 수신한 화상합성부(94)가 부분주위화상 상에 중첩표시하는 화상이다.

도형(G11) 및 도형(G12)은, 판정부(91)가 쇼벨(100)의 좌후방에 사람이 존재하고 있는 것을 검지한 경우에 표시된다. 도형(G11)은, 쇼벨(100)의 근처에 사람이 있는 것을 "조작자에게 통지해야 할 사항"으로서 쇼벨(100)의 조작자(OP)에 알리기 위한 텍스트메시지를 포함하는 텍스트박스이다. 단, 도형(G11)은, 쇼벨(100)의 근처에 사람이 있는 것을 조작자(OP)에게 알리는 아이콘이어도 된다. 도형(G12)은, 검지된 사람이 쇼벨(100)의 좌후방에 있는 것을 조작자(OP)에게 알리기 위한 화살표이다.

도형(G13) 및 도형(G14)은, 판정부(91)가 쇼벨(100)의 상방에 전선이 존재하는 것을 검지한 경우에 표시된다. 도형(G13)은, 쇼벨(100)의 상방에 전선이 있는 것을 "조작자에게 통지해야 할 사항"으로서 쇼벨(100)의 조작자(OP)에게 알리기 위한 텍스트메시지를 포함하는 텍스트박스이다. 단, 도형(G13)은, 쇼벨(100)의 상방에 전선이 있는 것을 조작자(OP)에게 알리기 위한 아이콘이어도 된다. 도형(G14)은, 검지된 전선이 쇼벨(100)의 상방에 있는 것을 조작자(OP)에게 알리기 위한 화살표이다. 또, 제1 표시장치(D3)에 표시된 화상에, 전선의 화상 등의 주의환기해야 할 대상물의 화상이 포함되어 있는 경우에는, 그 대상물의 화상은, 프레임화상 등에 의하여 강조표시되어도 된다.

도형(G15)은, 판정부(91)가 쇼벨(100)의 전방에 내리막이 존재하는 것을 검지한 경우에 표시된다. 도형(G15)은, 쇼벨(100)의 전방에 내리막이 있는 것을 "조작자에게 통지해야 할 사항"으로서 쇼벨(100)의 조작자(OP)에게 알리기 위한 텍스트메시지를 포함하는 텍스트박스이다. 그러나, 도형(G15)은, 쇼벨(100)의 전방에 내리막이 있는 것을 조작자(OP)에게 알리기 위한 아이콘이어도 된다.

이와 같이, 지원시스템(SYS)은, 제1 표시장치(D3)에 표시된 부분주위화상만으로는 알기 어려운 환경정보를 조작자(OP)에게 확실하게 제시할 수 있다. 즉, 지원시스템(SYS)은, 제1 표시장치(D3)에 표시된 부분주위화상만으로는 알기 어려운 환경정보에 관하여, 조작자(OP)의 주의를 환기할 수 있다. 환경정보는, 예를 들면, 쇼벨(100)의 좌후방에 사람이 있는 것, 쇼벨(100)의 상방에 전선이 있는 것, 및, 쇼벨(100)의 전방이 내리막으로 되어 있는 것 등을 포함한다.

다만, 지원시스템(SYS)은, 제1 표시장치(D3)에 표시된 부분주위화상만으로는 알기 어려운 조작정보를 조작자(OP)에게 확실하게 전할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 즉, 지원시스템(SYS)은, 부분주위화상 상에 조작정보를 중첩표시하도록 구성되어 있어도 된다. 조작정보는, 예를 들면, 소음레벨 및 기계진동레벨 등을 포함한다. 이 경우, 판정부(91)는, 상부선회체(3)에 장착된 집음장치(A1)의 출력에 근거하여 소음레벨을 검지해도 된다. 또, 판정부(91)는, 상부선회체(3)에 장착된 진동센서(도시하지 않음.)의 출력에 근거하여 기계진동레벨을 검지해도 된다. 그리고, 판정부(91)는, 예를 들면, 소음레벨이 소정의 임계값을 상회한 경우에, 소음레벨에 관한 정보를 부분주위화상 상에 중첩표시한다. 기계진동레벨에 대해서도 동일하다.

또, 지원시스템(SYS)은, 조작자정보를 조작자(OP)에게 확실하게 전달할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 조작자정보는, 예를 들면, 조작자(OP)에 관한 정보를 포함한다. 조작자(OP)에 관한 정보는, 예를 들면, 조작자(OP)의 피로에 관한 정보, 조작자(OP)의 컨디션에 관한 정보, 조작자(OP)가 조작석(DS)으로부터 떨어져 있는지 아닌지에 관한 정보, 및, 조작자(OP)의 거동에 관한 정보를 포함한다. 조작자(OP)의 거동에 관한 정보는, 조작자(OP)가 졸고 있는지 아닌지에 관한 정보, 및, 조작자(OP)가 한눈을 팔고 있는지 아닌지에 관한 정보를 포함한다. 이 경우, 판정부(91)는, 원격조작실(RC)에 설치된 정보취득장치로서의 실내촬상장치(C2)가 촬상한 화상에 근거하여 조작자(OP)에 관한 정보를 취득한다. 그리고, 판정부(91)는, 예를 들면, 조작자(OP)의 피로도가 높은 것을 검지한 경우, 제1 표시장치(D3)에 소정의 아이콘 등을 표시시킴으로써 조작자(OP)의 주의를 환기시킨 후에, 휴식을 취하는 것을 재촉하는 메시지를 조작자(OP)에게 제시한다.

조작자정보는, 다른 조작자에 관한 정보여도 된다. 이 경우, 판정부(91)는, 다른 원격조작실(RC)에 설치된 실내촬상장치(C2)가 촬상한 화상에 근거하여 다른 조작자에 관한 정보를 취득한다. 그리고, 판정부(91)는, 예를 들면, 다른 조작자가 조작석(DS)으로부터 떨어진 것을 검지한 경우에, 그 취지를 조작자(OP)에게 제시한다.

다음으로, 도 14를 참조하여, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 14는, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면의 다른 일례를 나타낸다. 도 14에 나타내는 화면은, 도 12에 나타내는 데이터의 흐름에 의하여 생성되며, 도 13에 나타내는 9개의 모니터로 구성된 멀티디스플레이인 제1 표시장치(D3) 중 좌상모니터(D36)에 표시된다. 즉, 제2 표시장치(D3S)는, 제1 표시장치(D3)의 일부를 구성하고 있다. 단, 제2 표시장치(D3S)는, 원격조작실(RC)에 설치되어 있는, 제1 표시장치(D3)와는 다른 디스플레이여도 된다.

구체적으로는, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면에는 합성데이터에 근거하는 화상이 포함되어 있다. 다만, 합성데이터는, 컨트롤러(90)에 실장된 합성데이터생성부(507)에 의하여, 시공현장에 관련된 위치정보를 나타내는 설계데이터와 지물데이터를 합성하여 생성된다. 보다 구체적으로는, 합성데이터생성부(507)는, 설계데이터취득부(505)가 취득한 설계데이터와, 지물데이터취득부(506)가 취득한 지물데이터를 합성하여 합성데이터를 생성하도록 구성되어 있다. 또, 합성데이터생성부(507)는, 지물데이터취득부(506)가 특정한 소정의 지형이 존재하는 범위(위치)에 관한 정보인 지물데이터를, 설계데이터의 일부로서 통합해도 된다.

또, 합성데이터생성부(507)는, 복수의 공간인식장치로부터 따로따로 수신된 화상데이터를, 시간에 관한 정보(예를 들면, 촬상시각)로 대응시키도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 실외촬상장치(C3) 및 공간인식장치(S6)의 각각은, 화상데이터를 취득(촬상)한 시각에 관한 정보를 화상데이터에 대응시켜 외부로 송신한다. 그리고, 합성데이터생성부(507)는, 제1 시각에 있어서 실외촬상장치(C3)가 촬상한 화상데이터로부터 취득되는 물체데이터 및 지물데이터 중 적어도 하나와, 동일한 제1 시각에 있어서 공간인식장치(S6)가 촬상한 화상데이터로부터 취득되는 물체데이터 및 지물데이터 중 적어도 하나를 대응시켜 합성데이터를 생성하도록 구성되어 있다. 즉, 합성데이터를 생성하기 위한 물체데이터 및 지물데이터 등의 복수의 데이터 각각은 동일한 시간에 취득된 화상데이터에 근거하여 생성된다. 화상데이터의 공급원이 복수 존재하는 경우이더라도, 임의의 시각에 있어서의 작업현장의 상태를 재현할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 합성데이터생성부(507)는 시공현장에 관련된 위치정보를 나타내는 지형데이터와 지물데이터를 합성하여 합성데이터를 생성하도록 구성되어 있어도 된다. 지형데이터는, 시공현장을 쇼벨(100)의 외부에 설치된 공간인식장치로 인식함으로써 취득되어도 된다. 예를 들면, 드론 등의 비행체에 탑재된 공간인식장치(예를 들면, 카메라 또는 LIDAR 등)에 의하여 시공현장의 지형데이터는 취득되어도 된다.

또, 컨트롤러(90)에 실장된 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 소정의 지물의 위치(실공간에 있어서 소정의 지물이 있는 위치에 대응하는 위치)에, 사전에 등록된 아이콘을 표시시켜도 된다. 예를 들면, 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 쇼벨의 위치에, 쇼벨을 나타내는 아이콘을 표시시켜도 된다. 혹은, 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 소정의 지물의 위치에, 소정의 지물의 3차원모델을 표시시켜도 된다. 예를 들면, 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 덤프트럭의 위치에, 덤프트럭을 나타내는 3차원모델을 표시시켜도 된다.

또, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면은, 카메라화상으로 구성되어 있어도 되고, 3차원모델 또는 아이콘 등으로 구성되어 있어도 되며, 카메라화상과 3차원모델 또는 아이콘 등이 혼재하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면은, 작업자 또는 쇼벨의 카메라화상과 덤프트럭의 3차원모델 또는 아이콘이 혼재하도록, 혹은, 작업자의 3차원모델 또는 아이콘과 쇼벨 또는 덤프트럭의 카메라화상이 혼재하도록 생성되어도 된다.

도시예에서는, 도 14에 나타내는 화면에는 카메라화상(CM1)~카메라화상(CM7)과 도형(G51)~도형(G54)이 포함되어 있다. 카메라화상(CM1)~카메라화상(CM7)은, 쇼벨(100)에 장착된 공간인식장치(S6)가 취득한 화상데이터, 및, 작업현장에 설치된 실외촬상장치(C3)가 취득한 화상데이터에 근거하여 생성되는 화상이다. 다만, 본 실시형태에서는, 지원시스템(SYS)(정보센터(200)에 설치된 컨트롤러(90))은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 공간인식장치(S6) 및 실외촬상장치(C3)의 각각으로부터 화상데이터를 수신하도록 구성되어 있다. 도형(G51)~도형(G54)은, 지원시스템(SYS)(정보센터(200)에 설치된 컨트롤러(90))에 의하여 생성되는 도형이다.

구체적으로는, 카메라화상(CM1)은, 시공대상영역의 지면을 굴삭하고 있는 쇼벨(100a)의 화상이고, 카메라화상(CM2)은, 쇼벨(100a)의 근처에 있는 제1 작업자의 화상이다. 또, 카메라화상(CM3)은, 덤프트럭의 짐받이에 토사를 적재하는 작업을 행하고 있는 쇼벨(100b)의 근처에 있는 제2 작업자의 화상이며, 카메라화상(CM4)은, 덤프트럭의 근처에 있는 제3 작업자의 화상이다. 또, 카메라화상(CM5)은, 쇼벨(100b)의 화상이고, 카메라화상(CM6)은, 덤프트럭의 화상이며, 카메라화상(CM7)은, 작업현장의 출입구의 근처에 마련된 슬로프의 화상이다.

다만, 카메라화상(CM1)~카메라화상(CM7)은, 상술한 바와 같이, 지원시스템(SYS)(정보센터(200)에 설치된 컨트롤러(90))에 기억되어 있는 컴퓨터그래픽스 등의 화상으로 치환되어도 된다. 이 경우, 이들 화상의 종류 및 표시위치 등은, 지물데이터 또는 물체데이터에 근거하여 결정된다. 다만, 본 실시형태에서는, 지원시스템(SYS)(정보센터(200)에 설치된 컨트롤러(90))은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 공간인식장치(S6) 및 실외촬상장치(C3)의 각각으로부터 수신된 화상데이터에 근거하여 지물데이터 및 물체데이터를 취득하도록 구성되어 있다.

또, 도형(G51)은, 시공대상영역의 넓이를 나타내는 파선직사각형이며, 설계데이터에 근거하여 생성된다. 다만, 본 실시형태에서는, 설계데이터는 도 12에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(90)의 메모리에 보존되어 있다. 도형(G52)은, 제1 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있는 것을 나타내는 일점쇄선원이다. 도형(G53)은, 제2 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있는 것, 및, 제2 작업자가 소정 범위 내에 들어가 있는 것(경고사상)을 나타내는 파선원이다. 도형(G54)은, 제3 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있는 것을 나타내는 일점쇄선원이다. 다만, 소정범위는, 미리 설정된 범위이며, 예를 들면, 쇼벨(100b)의 선회축을 중심으로 하고, 선회반경을 반경으로 하는 원형의 범위이다. 즉, 경고사상인지 아닌지는, 쇼벨(100b)로부터의 거리에 따라 결정되는 것이어도 된다. 단, 소정 범위는 쇼벨(100b)의 위치와는 무관하게 설정된 범위여도 된다.

또, 경고사상인지 아닌지는 소정 범위 내에 포함되는 물체의 종류에 따라 결정되는 것이어도 된다. 예를 들면, 도시예에서는, 덤프트럭이 소정 범위(쇼벨(100b)의 선회축을 중심으로 하고, 선회반경을 반경으로 하는 원형의 범위) 내에 들어가 있는 것은 경고사상이 되지는 않는다. 적재작업이 행해질 때에는, 덤프트럭은 소정 범위 내에 위치할 필요가 있기 때문이다. 또, 임시배치된 자재(예를 들면, 토관 등), 시공현장에 설치된 기재(예를 들면, 로드콘 등), 또는 설치물(전주, 작업가옥, 또는 전선 등)에 대해서도 작업자와 동일하게 경고사상의 대상으로 해도 된다. 이 경우, 검지된 물체의 종류에 따라, 경고사상으로 하는 것의 우선순위를 미리 결정해 두어도 된다. 예를 들면, 임시배치된 자재와 동일개소에 작업자가 존재하고 있는 경우, 작업자에 대하여 경고사상이 발생하고 있다고 판정된다. 설치물의 근방에 기재가 설치된 경우, 설치물에 대하여 경고사상이 발생하고 있다고 판정되어도 된다. 이와 같이, 작업자에 대하여 최우선으로 경고사상이 발생하고 있다고 판정되고, 다음으로, 자재, 및, 설치물에 대하여 경고사상이 발생하고 있다고 판정되어도 된다.

도시예에서는, 지원시스템(SYS)은, 제1 작업자를 둘러싸는 도형(G52) 및 제3 작업자를 둘러싸는 도형(G54)의 각각의 선종(일점쇄선)과 제2 작업자를 둘러싸는 도형(G53)의 선종(굵은 파선)을 상이하게 함으로써, 화면을 보고 있는 사람이, 제2 작업자에 관한 경고사상이 발생하고 있는 것을 용이하게 알아차릴 수 있도록 하고 있다.

또, 지원시스템(SYS)은, 경고사상을 인식한 경우, 그 취지를 주위에 알려도 되고, 그 취지를 관계자에게 통지해도 된다. 예를 들면, 지원시스템(SYS)은, 제2 작업자가 쇼벨(100b)의 작업범위 내에 들어가 있는 것을 경고사상으로서 인식한 경우, 그 취지를 쇼벨(100b)의 조작자 및 제2 작업자 중 적어도 일방에 통지해도 된다. 이 경우, 지원시스템(SYS)은, 제2 작업자가 휴대하고 있는 스마트폰 등의 휴대단말에 대하여 경고지령을 출력해도 된다. 경고지령을 수신한 휴대단말은, 경보 또는 진동 등을 개시시킴으로써, 경고사상이 발생하고 있는 것을 휴대자에게 알릴 수 있다. 혹은, 지원시스템(SYS)은, 원격조작실(RCb)에 설치된 원격컨트롤러(80)에 대하여 경고지령을 출력해도 된다. 경고지령을 수신한 원격컨트롤러(80)는, 원격조작실(RCb)에 설치된 실내경보기에 의한 경보의 출력을 개시시킴으로써, 경고사상이 발생하고 있는 것을 쇼벨(100b)의 조작자에게 알릴 수 있다. 혹은, 지원시스템(SYS)은, 쇼벨(100b)에 탑재되어 있는 컨트롤러(30)에 대하여 경고지령을 출력해도 된다. 경고지령을 수신한 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100b)에 장착된 실외경보기에 의한 경보의 출력을 개시시킴으로써, 경고사상이 발생하고 있는 것을 주위의 작업자(제2 작업자)에게 알릴 수 있다.

다음으로, 도 15를 참조하여, 쇼벨(100)의 지원시스템(SYS)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 15는, 지원시스템(SYS)의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.

도 15에 나타내는 지원시스템(SYS)은, 정보센터(200)에 설치된 컨트롤러(90)가 시공계획부(95)를 갖는 점에서 도 11에 나타내는 지원시스템(SYS)과 상이하지만, 그 외의 점에서 도 11에 나타내는 지원시스템(SYS)과 동일하다.

시공계획부(95)는, 시공계획데이터에 근거하여 조작신호를 생성하고, 생성된 조작신호를 하나 또는 복수의 자율건설기계(자율형 쇼벨)로 송신하도록 구성되어 있다. 도시예에서는, 시공계획데이터는, 시공의 수순에 관한 데이터이다.

구체적으로는, 시공계획부(95)는, 시공계획데이터에 근거하여 생성한 조작신호를, 자율형 쇼벨(무인쇼벨)로서의 쇼벨(100a)로 송신한다. 쇼벨(100a)은, 원격조작실(RCa)에 설치된 원격컨트롤러(80)의 조작신호생성부(82)가 생성하는 조작신호가 아닌, 컨트롤러(90)의 시공계획부(95)가 생성한 조작신호에 따라 동작한다.

다만, 도 15에 나타내는 지원시스템(SYS)은 자율형 쇼벨과 도 10에 나타내는 쇼벨(100)과 같은 비자율형 쇼벨을 포함하고 있어도 되고, 하나 또는 복수의 자율형 쇼벨만을 포함하고 있어도 되며, 하나 또는 복수의 비자율형 쇼벨만을 포함하고 있어도 된다.

다음으로, 도 16을 참조하여, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 16은, 3개의 상이한 시점의 각각에 있어서 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면을 나타낸다. 구체적으로는, 도 16의 상도면은, 제1 시점에 있어서 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면을 나타내고, 도 16의 중앙도면은, 제1 시점보다 후의 제2 시점에 있어서 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면을 나타내며, 도 16의 하도면은 제2 시점보다 후의 제3 시점에 있어서 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면을 나타낸다. 다만, 도 16의 상도면은, 도 14와 동일하다. 또, 도 16에 나타내는 예에서는, 2대의 쇼벨은 모두 자율형 쇼벨이며, 시공계획데이터에 따라 스케줄대로 동작한다. 또, 도 16에 나타내는 예에서는, 1대의 덤프트럭은 자율형 운반차량(무인덤프트럭)이며, 시공계획데이터에 따라 스케줄대로 동작한다.

제1 시점에서는, 도 16의 상도면에 있어서의 도형(G52)~도형(G54)의 각각에 의하여 나타나는 바와 같이 제1 작업자~제3 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되어 있다. 또, 도형(G53)에서 나타난 바와 같이, 제2 작업자가 쇼벨(100b)의 작업범위 내에 들어가 있는 것(제1 경고사상)이 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있다.

제1 시점에 있어서 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면을 본 사람은, 3명의 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있는 것, 및, 제1 경고사상이 발생하고 있는 것을 시인할 수 있다.

지원시스템(SYS)은, 제2 작업자가 쇼벨(100b)의 작업범위 내에 들어가 있는 것을 인식한 경우, 제2 작업자가 휴대하고 있는 휴대단말에 경고지령을 출력하여 그 취지를 제2 작업자에게 알려도 된다. 혹은, 지원시스템(SYS)은, 쇼벨(100b)에 경고지령을 출력하여 쇼벨(100b)에 장착되어 있는 실외경보기에 의한 경보의 출력을 개시시키고, 그 취지를 제2 작업자에게 알려도 된다.

제2 시점에서는, 도 16의 중앙도면에 있어서의 도형(G52)~도형(G54)의 각각에 의하여 나타나는 바와 같이 제1 작업자~제3 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있다. 또, 도형(G52) 및 도형(G55)에서 나타난 바와 같이, 소정 시간 후(예를 들면 30초 후)에 후진할 예정인 쇼벨(100a)의 예정경로 내에 제1 작업자가 들어가 있는 것(제2 경고사상)이 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있다. 도형(G55)은, 자율형 쇼벨인 쇼벨(100a)이 후진할 예정인 것을 나타내는 화살표이며, 시공계획데이터에 근거하여 생성된다.

제2 시점에 있어서 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면을 본 사람은, 3명의 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있는 것, 제2 경고사상이 발생하고 있는 것, 및, 제1 경고사상이 해소된 것을 시인할 수 있다.

지원시스템(SYS)은, 제1 작업자가 쇼벨(100a)의 예정경로 내에 들어가 있는 것을 인식한 경우, 제1 작업자가 휴대하고 있는 휴대단말에 경고지령을 출력하여 그 취지를 제1 작업자에게 알려도 된다. 혹은, 지원시스템(SYS)은, 쇼벨(100a)에 경고지령을 출력하여 쇼벨(100a)에 장착되어 있는 실외경보기에 의한 경보의 출력을 개시시키고, 그 취지를 제1 작업자에게 알려도 된다.

제3 시점에서는, 도 16의 하도면에 있어서의 도형(G52)~도형(G54)의 각각에 의하여 나타나는 바와 같이 제1 작업자~제3 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있다. 또, 도형(G54) 및 도형(G56)에서 나타나는 바와 같이, 소정 시간 후(예를 들면 30초 후)에 전진할 예정인 덤프트럭의 예정경로 내에 제3 작업자가 들어가 있는 것(제3 경고사상)이 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있다. 도형(G56)은, 자율형 운반차량인 덤프트럭이 전진할 예정인 것을 나타내는 화살표이며, 시공계획데이터에 근거하여 생성된다. 이와 같이, 지원시스템(SYS)은, 시공계획데이터에 근거하여 생성되는 소정 시간 후의 지물데이터의 상태(소정 시간 후의 위치정보)에 근거하여, 작업자 등에 대한 경고사상의 유무를 판단해도 된다. 이로써, 지원시스템(SYS)은, 작업현장의 안전성을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 도 16에 있어서는, 작업자에 대한 경고사상의 유무를 판정하는 예를 나타냈지만, 경고사상의 대상은 작업자에 한정되지 않는다. 예를 들면, 임시배치된 자재(예를 들면, 토관 등)의 위치가, 반송장치(예를 들면, 덤프트럭 등)나 건설기계(예를 들면, 쇼벨 등)의 예정경로 상에 있는 경우에는, 지원시스템(SYS)은, 임시배치의 자재에 대하여 경고사상이 발생하고 있다고 판정해도 된다. 예를 들면, 시공현장에 설치된 기재(예를 들면, 로드콘 등)의 위치가, 반송장치(예를 들면, 덤프트럭 등)나 건설기계(예를 들면, 쇼벨 등)의 예정경로 상에 있는 경우에는, 지원시스템(SYS)은, 임시배치의 자재에 대하여 경고사상이 발생하고 있다고 판정해도 된다.

제3 시점에 있어서 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 화면을 본 사람은, 3명의 작업자가 지원시스템(SYS)에 의하여 인식되고 있는 것, 제3 경고사상이 발생하고 있는 것, 및, 제2 경고사상이 해소된 것을 시인할 수 있다.

지원시스템(SYS)은, 제3 작업자가 덤프트럭의 예정경로 내에 들어가 있는 것을 인식한 경우, 제3 작업자가 휴대하고 있는 휴대단말에 경고지령을 출력하여 그 취지를 제3 작업자에게 알려도 된다. 혹은, 지원시스템(SYS)은, 덤프트럭에 경고지령을 출력하여 덤프트럭에 장착되어 있는 실외경보기에 의한 경보의 출력을 개시시키고, 그 취지를 제3 작업자에게 알려도 된다.

다만, 본 실시형태에서는, 제2 표시장치(D3S)는, 원격조작실(RC)에 설치된 표시장치이지만, 쇼벨(100)의 캐빈(10) 내에 설치된 표시장치여도 되고, 정보센터(200)에 설치된 표시장치여도 되며, 쇼벨(100)의 조작자, 정보센터(200)에 있는 관리자, 또는, 쇼벨(100)의 주위에서 작업하고 있는 작업자 등의 관계자가 휴대하는 휴대단말에 탑재된 표시장치여도 된다. 제1 표시장치(D3)에 대해서도 동일하다.

상술한 바와 같이, 본 개시의 실시형태에 관한 쇼벨(100)에 의한 작업을 지원하는 쇼벨용 지원장치(50)는, 3차원설계데이터를 취득하는 설계데이터취득부(505)와, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 소정의 지물의 위치에 관한 데이터인 지물데이터를 취득하는 지물데이터취득부(506)와, 3차원설계데이터와 지물데이터를 합성하여 합성데이터를 생성하는 합성데이터생성부(507)를 구비한다.

이 구성에 의하여, 쇼벨용 지원장치(50)는, 3차원설계데이터의 가일층의 유효이용을 촉진할 수 있다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 조작자는, 도 8에 나타내는 바와 같이 3차원설계데이터와 지물데이터를 포함하는 합성데이터가 제2 표시장치(D3S)에 표시되기 때문에, 3차원설계데이터를 시인하면서 작업을 효율적으로 진행할 수 있다. 즉, 조작자는, 주위의 상황을 육안으로 확인하기 위하여, 3차원설계데이터가 표시된 제2 표시장치(D3S)로부터 빈번하게 눈을 뗄 필요가 없다.

쇼벨용 지원장치(50)는, 합성데이터에 근거하여 소정의 지물과 쇼벨(100)의 접촉을 회피하는 제어를 실행하는 접촉회피제어부(508)를 구비하고 있어도 된다.

이 구성에 의하여, 쇼벨용 지원장치(50)는, 소정의 지물과 쇼벨(100)의 접촉을 회피할 수 있다. 지물데이터는, 미리 설계데이터에 포함되어 있는 것이 아닌, 현시점에 있어서 실제로 존재하고 있는 소정의 지물에 관한 데이터이기 때문에, 지진 또는 호우 등의 천재(天災), 또는, 이설, 철거, 혹은 소실 등의 어떤 이유에 의하여 소정의 지물의 위치가 변화하고 있는 경우에도, 신뢰성이 높은 데이터로서 이용될 수 있다. 그 때문에, 접촉회피제어부(508)에 의하여 지물데이터가 이용될 때에, 소정의 지물의 위치어긋남이 문제가 되는 경우도 없다.

쇼벨용 지원장치(50)는, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체의 위치에 관한 데이터인 물체데이터를 취득하는 물체데이터취득부(509)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 물체데이터취득부(509)는, 물체와 쇼벨(100)의 사이의 거리가 소정 거리 이하가 되었을 때에 그 물체의 위치에 관한 데이터를 물체데이터로서 취득하도록 구성되어 있어도 된다. 그리고, 합성데이터생성부(507)는, 물체데이터를 3차원설계데이터에 합성해도 된다.

지물데이터는, 소정의 타이밍으로 갱신되어도 된다. 예를 들면, 지물데이터취득부(506)는, 하루의 작업이 시작되는 시각에, 과거에 취득한 지물데이터를 소거해도 된다. 혹은, 지물데이터취득부(506)는, 취득 시로부터 소정 기간이 경과한 지물데이터를 소거해도 된다. 혹은, 표시제어부(510)는, 취득 시로부터 소정 기간이 경과한 지형지물데이터와, 취득 시로부터 소정 기간이 경과하지 않은 지형지물데이터를 구별 가능하게 표시하도록 구성되어 있어도 된다.

쇼벨용 지원장치(50)는, 합성데이터를 표시장치에 표시하는 표시제어부(510)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 소정의 지물의 위치에, 사전에 등록된 아이콘을 표시시켜도 된다. 예를 들면, 표시제어부(510)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 로드콘의 위치에, 로드콘을 나타내는 아이콘을 표시시켜도 된다. 혹은, 표시제어부(510)는, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 소정의 지물의 위치에, 소정의 지물의 3차원모델을 표시시켜도 된다. 예를 들면, 표시제어부(510)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 3차원설계데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 간이계단의 위치에, 간이계단을 나타내는 3차원모델을 표시시켜도 된다.

쇼벨용 지원장치(50)는, 공간인식장치(S6)가 취득하는 화상데이터가 표시되는 제1 표시장치(D3)와는 상이한 다른 제2 표시장치(D3S)에 합성데이터생성부(507)가 생성한 합성데이터를 표시하는 표시제어부(510)를 구비하고 있어도 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되지 않으며, 후술하는 실시형태에도 제한되지 않는다. 상술한 혹은 후술하는 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형 또는 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 따로따로 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한, 조합이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 쇼벨(100)은, 캐빈(10) 내에 설치된 조작장치(26)를 이용하여 조작되는 유인쇼벨이지만, 원격조작되는 무인쇼벨이어도 되고, 자율적으로 동작하는 무인쇼벨이어도 된다.

또, 상술한 실시형태에서는, 쇼벨용 지원장치(50)는, 쇼벨(100)에 탑재되어 있지만, 쇼벨(100)의 외부에 설치되어도 된다. 이 경우, 쇼벨용 지원장치(50)는, 통신장치를 통하여, 측위장치(S8) 또는 제2 표시장치(D3S) 등의 쇼벨(100)에 탑재되는 장치와 정보를 교환하도록 구성되어도 된다.

또, 상술한 실시형태에서는, 쇼벨용 지원장치(50)는, 합성데이터에 근거하여 소정의 지물과 쇼벨(100)의 접촉을 회피하는 제어를 실행하도록 구성되어 있지만, 이 제어는 생략되어도 된다. 즉, 접촉회피제어부(508)는 생략되어도 된다.

또, 지물데이터취득부(506)는, 통신네트워크를 통하여 쇼벨(100)에 접속되는 관리장치에 구비되어 있어도 된다. 이 경우, 쇼벨(100)은, 공간인식장치(S6)에 의하여 취득된 화상데이터를 관리장치로 송신해도 된다. 관리장치는, 수신한 화상데이터에 근거하여, 지물의 종류, 지물과 쇼벨(100)의 사이의 위치관계, 혹은, 시공현장에 있어서의 지물의 위치를 특정해도 된다. 그리고, 관리장치는, 쇼벨(100) 또는 쇼벨(100)과 동일한 시공현장 내에서 가동하고 있는 다른 쇼벨의 쇼벨용 지원장치에 지물데이터를 송신해도 된다. 그 후, 쇼벨(100) 또는 다른 쇼벨에 있어서의 쇼벨용 지원장치는, 합성데이터를 생성하고, 그 합성데이터를 표시장치에 표시해도 된다. 관리장치는, 합성데이터의 생성을 행해도 된다. 이 경우, 수신장치와 표시장치만을 구비하는 쇼벨에 있어서도, 그 쇼벨의 조작자는, 시공현장에 있어서의 지물과 목표시공면의 위치관계를 파악할 수 있다.

또한, 관리장치는, 쇼벨용 지원장치를 구비하고 있어도 된다. 그리고, 관리장치에 있어서의 표시장치는, 합성데이터를 표시해도 된다. 이로써, 시공현장에 있어서 지물의 배치위치가 변경되어도, 관리자는, 관리장치에서의 표시에 의하여 그 지물의 배치위치의 변경에 관한 정보를 쇼벨의 조작자와 공유할 수 있다. 이로써, 관리자는, 시공순서의 변경 또는 시공공정의 변경 등을 적절히 행할 수 있다.

또, 상술한 실시형태에서는, 쇼벨용 지원장치(50)는, 공간인식장치(S6)를 구비한 쇼벨(100)에 탑재되어 있지만, 공간인식장치(S6)를 구비하고 있지 않은 쇼벨에 탑재되어 있어도 된다. 이 경우, 지물데이터취득부(506)는, 쇼벨(100)의 외부에 설치된 카메라가 촬영한 카메라화상에 근거하여 지물데이터를 취득하도록 구성되어 있어도 된다. 또, 물체데이터취득부(509)는 생략되어도 된다.

또, 상술한 실시형태에서는, 건설기계의 예로서, 유압쇼벨이 나타나 있지만, 상술한 실시형태는, 휠로더 또는 불도저 등의 다른 건설기계에도 적용될 수 있다.

본원은, 2021년 3월 22일에 출원한 일본 특허출원 2021-047745호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.

1 하부주행체
2 선회기구
2A 선회용 유압모터
2M 주행용 유압모터
2ML 좌주행용 유압모터
2MR 우주행용 유압모터
3 상부선회체
4 붐
5 암
6 버킷
7 붐실린더
8 암실린더
9 버킷실린더
10 캐빈
10L 좌필러
10R 우필러
10S 운전석
11 엔진
11a 얼터네이터
11b 스타터
11c 수온센서
13 레귤레이터
13L 좌레귤레이터
13R 우레귤레이터
14 메인펌프
14L 좌메인펌프
14R 우메인펌프
14b 토출압력센서
14c 유온센서
15 파일럿펌프
17 컨트롤밸브유닛
18L 좌스로틀
18R 우스로틀
19L 좌제어압센서
19R 우제어압센서
26 조작장치
26A 붐조작레버
26B 암조작레버
28L 좌토출압센서
28R 우토출압센서
29 조작센서
30 컨트롤러
30a 일시기억부
31, 31AL, 31AR, 31BL, 31BR 비례밸브
35 화상생성부
36 쇼벨상태특정부
37 액추에이터구동부
40L 좌센터바이패스관로
40R 우센터바이패스관로
42L 좌패럴렐관로
42R 우패럴렐관로
45 전자밸브유닛
50 쇼벨용 지원장치
55 연료수용부
55a 연료수용량검출부
61 리미트스위치
63 로크상태검출센서
70 축전지
72 전장품
75 엔진회전수조정다이얼
80 원격컨트롤러
81 조작자상태특정부
82 조작신호생성부
90 컨트롤러
91 판정부
92 조작예측부
93 조작개입부
94 화상합성부
95 시공계획부
100, 100a, 100b 쇼벨
171~176 제어밸브
200 정보센터
501 경사각산출부
502 높이산출부
503 거리산출부
504 조작방향표시부
505 설계데이터취득부
506 지물데이터취득부
507 합성데이터생성부
508 접촉회피제어부
509 물체데이터취득부
510 표시제어부
A1 집음장치
C2 실내촬상장치
C3 실외촬상장치
D1 입력장치
D2 소리출력장치
D3 제1 표시장치
D3S 제2 표시장치
D3a, D3Sa 변환처리부
D4 기억장치
D5 게이트로크레버
D6 게이트로크밸브
D7 엔진컨트롤러유닛
DS 조작석
FS 제1 사면부분
GR 난간
OP, OPa, OPb 조작자
PL 폴
RC, RCa, RCb 원격조작실
S1 붐각도센서
S2 암각도센서
S3 버킷각도센서
S4 기체경사센서
S5 선회각속도센서
S6 공간인식장치
S7 통신장치
S8 측위장치
SYS 지원시스템
T2, T3 통신장치
SM 좌사이드미러
TS 비탈머리
US 제2 사면 부분

Claims

건설기계에 의한 작업을 지원하는 건설기계용 지원장치로서,
공간인식장치로부터의 출력에 근거하여, 시공현장에 존재하는 소정의 지물의 위치에 관한 데이터인 지물데이터를 취득하는 지물데이터취득부와,
상기 지물데이터에 근거하여, 상기 시공현장에 관련된 위치정보와 지물의 위치에 관한 데이터를 대응시키는 합성데이터생성부를 구비하는, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 합성데이터생성부가 생성한 합성데이터에 근거하여 상기 소정의 지물과 상기 건설기계의 접촉을 회피하는 제어를 실행하는 접촉회피제어부를 구비하는, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 소정의 지물은, 시공이 완료된 부분인 완성형부분, 법면정형작업의 대상이 되는 사면의 비탈머리에 설치된 난간, 법면정형작업의 대상이 되는 사면에 설치된 간이계단, 벽, 전선, 로드콘, 또는 건물인, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 건설기계의 주위에 존재하는 물체의 위치에 관한 데이터인 물체데이터를 취득하는 물체데이터취득부를 구비하고,
상기 물체데이터취득부는, 물체와 상기 건설기계의 사이의 거리가 소정 거리 이하가 되었을 때에 상기 물체의 위치에 관한 데이터를 상기 물체데이터로서 취득하며,
상기 합성데이터생성부는, 상기 물체데이터를 설계데이터 또는 지형데이터에 합성하는, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 지물데이터는, 소정의 타이밍으로 갱신되는, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 합성데이터생성부가 생성한 합성데이터를 표시장치에 표시하는 표시제어부를 구비하고,
상기 표시제어부는, 설계데이터 또는 지형데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 상기 소정의 지물의 위치에, 사전에 등록된 아이콘을 표시시키는, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 합성데이터생성부가 생성한 합성데이터를 표시장치에 표시하는 표시제어부를 구비하고,
상기 표시제어부는, 설계데이터 또는 지형데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 상기 소정의 지물의 위치에, 상기 소정의 지물의 모델을 표시시키는, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
공간인식장치가 취득하는 화상데이터가 표시되는 제1 표시장치와는 상이한 다른 제2 표시장치에 상기 합성데이터생성부가 생성한 합성데이터를 표시하는 표시제어부를 구비하는, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 건설기계는 원격조작형 건설기계인, 건설기계용 지원장치.
제1항에 있어서,
상기 건설기계는 자율형 건설기계인, 건설기계용 지원장치.
하부주행체와,
상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
제어장치를 구비하는 건설기계로서,
상기 제어장치는, 공간인식장치로부터의 출력에 근거하여, 시공현장에 존재하는 소정의 지물의 위치에 관한 데이터인 지물데이터를 취득하는 지물데이터취득부와, 상기 지물데이터에 근거하여, 상기 시공현장에 관련된 위치정보와 지물의 위치에 관한 데이터를 대응시키는 합성데이터생성부를 구비하는, 건설기계.
제11항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 합성데이터생성부가 생성한 합성데이터에 근거하여 상기 소정의 지물과 상기 건설기계의 접촉을 회피하는 제어를 실행하는 접촉회피제어부를 구비하는, 건설기계.
제11항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 건설기계의 주위에 존재하는 물체의 위치에 관한 데이터인 물체데이터를 취득하는 물체데이터취득부를 구비하고,
상기 물체데이터취득부는, 물체와 상기 건설기계의 사이의 거리가 소정 거리 이하가 되었을 때에 상기 물체의 위치에 관한 데이터를 상기 물체데이터로서 취득하며,
상기 합성데이터생성부는, 상기 물체데이터를 설계데이터 또는 지형데이터에 합성하는, 건설기계.
제11항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 합성데이터생성부가 생성한 합성데이터를 표시장치에 표시하는 표시제어부를 구비하고,
상기 표시제어부는, 설계데이터 또는 지형데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 상기 소정의 지물의 위치에, 사전에 등록된 아이콘을 표시시키는, 건설기계.
제11항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 합성데이터생성부가 생성한 합성데이터를 표시장치에 표시하는 표시제어부를 구비하고,
상기 표시제어부는, 설계데이터 또는 지형데이터에 의하여 나타나는 가상공간에 있어서의 상기 소정의 지물의 위치에, 상기 소정의 지물의 모델을 표시시키는, 건설기계.