WO2005064091A1 - 建設機械の表示器制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、建設機械の監視対象の計測データを表示する計測値画面モードと、建設機械に搭載したカメラ部のカメラ画面モードとを切替えて表示器のモニター部に表示し、警報部で警報を発するようにした表示器制御システムに関する。 【解決手段】　建設機械の監視対象の計測データを表示する計測値画面モードと、建設機械に搭載したカメラ部のカメラ画面モードとを入力切替手段１４で切替えてモニター部２に表示する表示器１と、該表示器１のモニター部２とは別の個所に設けられて警報を発する警報部３と、前記監視対象の計測データが所定の警告領域に入ったか否かを判定する警報判定手段１３とを有し、該警告判定手段で要警告と判定した場合に、前記モニター部２がいずれの画面モードであっても前記警報部３を作動させて警報を発することを特徴とする。

Description

明 細 書

建設機械の表示器制御システム

技術分野

[0001] この発明は、建設機械の監視対象の計測データを表示する計測値画面モードと、 建設機械に搭載したカメラ部のカメラ画面モードとを切替えて表示器のモニター部に 表示、警報部で警報を発するようにしたする建設機械の表示器制御システムに関す る。

背景技術

[0002] 建設機械を用いた作業を安全かつスムーズに行うための補助手段として監視カメラ を利用した場合、運転席に同カメラの画像を表示するディスプレイを設置する必要が あった（特開 2002-294762号など）。

一方、建設機械、特に油圧ショベルの表示器にあっては、燃料や、エンジン冷却水 を監視する他にショベルを駆動する作動油の温度も監視する必要があり、それらの 計測値を計器や表示器の液晶ディスプレイ上に表示している。

しかし、運転席の空間は限られており、計器や表示器とは別に、カメラ画像を表示 するディスプレイを設置した場合には、前方視界の妨げとなるという不具合があった。 また、前記機体情報を監視する別体のモニターに警告情報が表示された場合でも 、オペレータがカメラ用のディスプレイに注目していた場合は気付きにくいという問題 点があった。

[0003] そこで、特開 2002—371594号公報では、単一のモニター画面に後方監視用カメ ラからの画像を表示する第 1モードと、上記モニター画面に車体状態を表示す第 2モ ードとの切替えを可能とすると共に、この切替を上記走行用操作手段の操作にて行う ようにして、モニター画面の共用を図る構成が開示されている。

しかし、警告情報は、一般に機体情報を表示する画面で表れるので、モニター画 面が第 1モードに切り替わった状態では、監視用カメラからのモニター画面を注視し ているオペレータは、機器の異常発生を直ちに認識することができず、安全性の点 で問題があった。 特許文献 1 :特開 2002—371594号 図 4参照

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] この発明の解決しょうとする課題は、表示器のモニター部を、建設機械の監視対象 の計測データを表示する計測値画面モードと、カメラからの撮像を表示するカメラ画 面モードとに切替えることができるようにすると共に、上記画面モードとは別に、計測 データを基に要警告と判定された場合には警報部から警報を発することができるよう にした建設機械の表示器制御システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0005] この発明は、上記課題を達成するために、建設機械の監視対象の計測データを表 示する計測値画面モードと、建設機械に搭載したカメラ部のカメラ画面モードとを切 替手段で切替えてモニター部に表示する表示器と、該表示器上で、前記モニター部 とは別の個所に設けられて警報を発する警報部と、前記監視対象の計測データが所 定の警告基準に該当するか否かを判定する警報判定手段と、該警告判定手段で要 警告と判定した場合に、前記モニター部がいずれの画面モードであっても前記警報 部を作動させて警報を発する警報制御手段とを設けたことを特徴とする。

また、前記表示器は、筐体の上部に警報部を設け、筐体の中央に液晶のモニター 部が形成され、筐体の下部に操作パネル部が設けられており、前記モニター部は液 晶画面からなって、監視対象の計測値を表示する計器画像表示部と、数値などの文 字表示部と、警告内容や各種機器情報を表示するイベント表示部とからなるものでも よい。

前記警報制御手段は、カメラ部から入力された画像データが所定の警告基準に該 当するか否かを判定する警報判定手段を有していることが好ましい。

前記モニター部の画面モードに対応する警報パターンを予め定めておき、警告判 定手段が要警告と判定した場合に、警報制御手段が、モニター部に表示されている 画面モードに対応する警報パターンを選択して前記警報部を作動させてもよい。 また、前記警報部は、表示器の筐体に設けられた LED等の光源で構成される警報 ランプからなっていてもよレ、。 発明の効果

[0006] この発明の建設機械の表示器制御システムでは、 1つの表示器に計測値画面モー ドとカメラ画面モードとを切替えて表示することができるので、キヤブ内でスペースセ 一ビングを図ると共に、良好な前方視界を確保できる。

また、表示器にデ π ィスプレイ部とは別に警報部が設けられているので、オペレータ はディスプレイ部と警報部とに注意を振り分けておけばよぐ表示器がカメラ画面モー ドであってオペレータが画面を注視しているような場合であっても、オペレータは警報 に気付きやすぐ安全のための行動を遅滞なくとることができる。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1]実施例 1の建設機械の表示器制御システムのブロック図である。

[図 2]油圧ショベルのカメラ部の取付位置の一例を示す側面図である。

[図 3]キヤブ内の表示器の配置の一例を示す斜視図である。

[図 4]表示器の正面図である。

[図 5]実施例 2の建設機械の表示器制御システムのブロック図である。

符号の説明

~ 'ロロ

1 衣/」

2

2a 計器画像表示部

2b イベント表示部

3 警報部

4 燃料計

5 油温計

6 水温計

8 操作パネル部

10 コントローラ

11 警報判定手段

11 ' カメラ警報判定手段

12 画像処理手段 13 警報制御手段

14 入力切替手段

20 油圧ショべノレ

C カメラき B

S センサー

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下に、この発明の建設機械の表示器制御システムを油圧ショベルに適用した場 合の好適実施例について図面を参照しながら説明する。

実施例 1

[0010] 図 1に示す表示器制御システムは、キヤブ内に設けられた表示器 1と、油圧ショベル 20の所定のコンポーネントに設けられて計測データを得るためのセンサー群 S、 S、 S "と、油圧ショベル 20の所定個所に装着された監視用のカメラ Cと、これらのデータ を基に前記表示器 1のモニター部 2に画像を表示させ、警報部 3の作動を制御するコ ントローラ 10と力 なっている。

[0011] コントローラ 10は、本実施例の場合、上記センサー群 S、 S、 S ' ·からの計測データ を予め設定された警告基準に該当するか否力 ^換言すれば正常領域に含まれない 力、否か)を判定する警報判定手段 11と、上記計測データを計器画像に変換する画 像処理手段 12と、警報部 3への警報のパターン制御を決定する警報制御手段 13と 、モニター部 2への画像入力を決定する（と共に決定した画面モードを警報制御手段 に出力する）入力切替手段 14とからなってレ、る。

[0012] [油圧ショベル]

ここで、作業装置の一例として示す油圧ショベル 20の概略構成を図 2に示す。 油圧ショベル 20は、下部走行体 21に上部旋回体 22が旋回可能に設けられ、この 上部旋回体 22に、エンジンおよびこのエンジンにより駆動される油圧ポンプなどの動 力装置部 23と、油圧ポンプに接続された油圧回路を制御する図示省略の油圧コント ロール部と、オペレータの操縦室となるキヤブ 24と、作業アタッチメント 25とが搭載さ れた概略構成からなっている。

[0013] 作業アタッチメント 25は、ブーム用油圧シリンダ 26により回動されるブーム 27の先 端部に、アーム用油圧シリンダ 28により回動されるアーム 29が軸支され、このアーム 29の先端部にパケット用油圧シリンダ 31によりリンケージ 32を介し回動されるバケツ ト 33が軸支されている。

[0014] [表示器]

表示器 1は、キヤブ 24の適宜個所、図 3に示す一例では、座席 34の前方に設けら れた走行用の操作レバー 35の一側に配置されている。

本実施例で表示器 1は、図 1や図 4で示すように、筐体 1Aの上部に LED等の光源 を内蔵した赤色ランプからなる警報部 3が設けられ、中央に液晶のモニター部 2が形 成され、下部に操作パネル部 8が設けられている。

警報部 3は、所定の警告パターンに従って LED等の光源を点灯ないし点滅させた 警報を発する。

なお、この発明で警報部 3は、 LEDに限らず、電球その他の公知の光源を用いるこ とができる。

[0015] [モニター部]

モニター部 2は、図示例の場合、エンジン燃料の残量を表示する燃料計 4と、油圧 回路の作動油の油温を表示する油温計 5と、エンジン冷却水の水温を表示する水温 計 6などの監視対象の計測値を表示する計器画像表示部 2aと、数値などの文字表 示部 7と、警告内容や各種機器情報などをアイコンや文字で表示するイベント表示部 2bとがそれぞれ設けられた液晶画面であり、燃料計 4、油温計 5および水温計 6は、 液晶/ LED (発光ダイオード）を用いたフルグラフィック液晶画面からなっている。

[0016] 前記燃料計 4、油温計 5および水温計 6は、それぞれ、シンボルアイコン 4a、 5a、 6a と、これらのシンボルアイコン 4a、 5a、 6aを囲むように配置されたリアルタイムの計測 値 (燃料残量、水温、油温)をグラフィック表示する表示部 4b、 5b、 6bと、これらの表 示部 4b、 5b、 6bに沿って外側に設けられた警告領域表示部 4c、 5c、 6cとを備えて いる。

シンボルアイコン 4a、 5a、 6aは、定形のマークである力 現在値表示部 4b、 5b、 6b は、複数の液晶セグメントを円弧状に配列し、現在の計測値 (燃料残量、水温、油温 )に相当する数の液晶セグメントを色付け表示するようにしたものである。 [0017] 一方、表示器 1の操作パネル部 8には、キー入力手段の一例として上矢印キー 81 、下矢印キー 82、左矢印キー 83、右矢印キー 84、メニューキー 85、セットキー 86、 OKキー 87およびキャンセルキー 88などが設けられている。

また、表示器本体の下端部には、ヒンジ部を介してカバー体 9が開閉自在に設けら れ、不使用時における操作パネル部 8を覆って保護してレ、る。

これらの構成は、特願 2003—99485号に示した表示器の構成に準じてレ、る。

[0018] [カメラ部]

監視用のカメラ部 Cは、例えば 6Dカメラからなっており、図示例では取付台 61上に 角度調整可能にカメラ本体（筐体） 62を設けた構造からなっている。

そして、このカメラ部 Cは、油圧ショベル 20の作業内容に応じて適宜個所に 1または 複数台を取り付けることができる。

[0019] 装着個所として一例を示せば、図 2に例示するように、アーム 29の先端側 Cl、ブー ム 27の中途位置 C2、上部旋回体 22の下端前方 C3、キヤブ 24の後方上部 C4、カウ ンターウェイトの上部 C5などであり、図中、丸印で示す個所がカメラ部の装着個所、 矢印の方向が撮影方向を示すが、この発明でカメラ部の装着位置は特に限定される ものではなぐまた装着台数も 1台に限らず複数台を装着するものであってもよい。

[0020] このようにしてオペレータの死角位置や、作業アタッチメントの作業状態をカメラ部 で捉えることができる。

なお、このカメラ部 Cは、常時スィッチ投入状態となっているものでもよいし、マニュ アルあるいはオペレータによる所定の機器操作で自動的にスィッチが投入されるよう に制御されたものでもよい。

そして、このカメラ部 Cで撮影された画像データは、有線または無線により入力切替 手段 14を介して表示器 1の画像入力部に入力される。

[0021] [警報判定手段]

警告判定手段 11は、センサー群 S、 S、 S "からの検知データを基に計測値に換算 し、あるいはセンサーから直接に計測値が得られる場合にはそのまま入力して予め 設定してある警告基準データと比較し、警告の要否を判定する。

そして、上記判定が行われた計測値は、画像処理手段 12で、モニター部 2に表示 される前記計器画像や、警告画像に変換され、あるいはイベント部 2bに表示される 後述のイベント表示が呼び出されて画像データとして出力される。

[0022] [警報制御手段]

警報制御手段 13は、警報判定手段 11の結果と、後述の入力切替手段 14の現在 の入力中の画面モードを入力して、警報部 3の作動の有無と作動する場合の警報パ ターンを決定する。

[0023] [入力切替手段]

入力切替手段 14は、画像処理手段から入力される計測値画面モードと、カメラ部 力 入力されるカメラ画面モードとの入力の切替えを択一的に行レ、、決定された一方 の画面モードをモニター部に表示するものである。

そのスイッチング機構としてはオペレータがマニュアル操作して入力を切替える方 式と、所定の機器の動作に連動して自動的に入力が切り替わる方式とがある。

[0024] 前者の場合は、例えば、表示器 1に設けた画面切替スィッチ（図示せず)または既 設のキーに切替スィッチ機能を持たせ、これを押すことで、前記モニター部 2の入力 画面の切替えを行う。

後者の場合は、予め設定した機器が所定の動作を行うと、これと連動してスィッチン グ機構が作動して前記入力画面の切替えを行う。

[0025] 上記機器の所定の動作は、予めユーザーほたはオペレータ）が自らの好みや、作 業時の使レ、方に応じて自由に設定 (メモリに登録)するティーチイング方式でもよレ、し

、予め設定された所定の機器の動作パターンの中から選択して同様に設定するもの でもよい。

なお、入力切替手段 14で選択された画面モードの種類は、警報制御手段 13にフ イードバックされる。

[0026] [イベント表示と警報パターン]

本実施例では、表示器 1の画面モードが、計測値画面モードの場合と、カメラ画面 モードとの場合で、異なる警報パターンが発せられるようになつている。

一例を示すと、警報パターンは、計測値画面モードの場合は LEDを 1秒サイクルで 点滅させるものとし、カメラ画面モードでは、（1)点灯、 (2)0. 5秒サイクルで点滅、（3)1 秒サイクルで点滅、（4)2秒サイクルで点滅の 4種類とする。

そこで、イベント表示に応じた、各モードでの警報パターンを次ぎに例示する。

[0027] (1)作動油のレベルが所定値を下回ったことが検出された場合や、作動油の温度が 所定値を超えて上昇した場合。

(a)計測値画面モードでは、イベント表示部 2bの背景が赤色となり、該背景の中にそ れに対応するアイコンと共に「HYD LEVEL LOW」の文字や「HYD TEMP HIGH」の 文字が表示される。そして、この表示と共に、警報部 3が 1秒サイクルで点滅する警報 を発する。

(b)カメラ画面モードでは、モニター部 2はカメラ画面モードのまま（イベント表示部 2b は表示されず）、警報部 3が点灯し続ける。

[0028] (2)バッテリー電圧の異常が検出された場合

(a)計測値画面モードでは、イベント表示部 2bの背景が赤色となり、該背景の中にそ れに対応するアイコンと共に「BATTERY VOLTAGE IRREGULAR」の文字が表示さ れる力 警報部 3は消灯したままとなる。

(b)カメラ画面モードでは、モニター部 2はカメラ画面モードのまま警報部 3が 0. 5秒 サイクルで点滅する。

[0029] (3)燃料のレベルが所定値を下回ったことが検出された場合。

(a)計測値画面モードでは、イベント表示部 2bの背景がオレンジ色となり、該背景の 中にそれに対応するアイコンと共に「FUEL LEVEL LOW」の文字が表示される力 警 報部 3は消灯したままとなる。

(b)カメラ画面モードでは、モニター部 2はカメラ画面モードのまま、警報部 3が 1秒サ イタルで点滅する。

[0030] (4)潤滑油の供給がはじまったことが検出された場合。

(a)計測値画面モードでは、イベント表示部 2bの背景が緑色となり、該背景の中にそ れに対応するアイコンと共に「LUBE STARTING」の文字が表示される力 警報部 3は 消灯したままとなる。

(b)カメラ画面モードでは、モニター部 2はカメラ画面モードのまま、警報部 3が 2秒サ イタルで点滅する。 [0031] このように機器の状況に応じて、計測値画面モードとカメラ画面モードとで、警報部 3の警報パターンを変えて表示することができるので、オペレータはモニター部 2が力 メラ画面モードであっても、警報に気付き、余裕を持って計測値画面モードに切替え て異常を知るなどの対応をすることができる。

上記実施例では、同じ警報基準を基に、警報パターンを計測値画面モードとカメラ 画面モードとで変更した場合を示したが、警報基準そのものを計測値画面モードと力 メラ画面モードとで別々に設定してもよい。

[0032] また、上記実施例では、表示器 1に表示可能な監視対象の計測値から警告の要否 を判定したが、このような表示器の表示対象となっていない計測対象からの計測値を 基に警告の要否を判定し、警報を発するようにしてもよい。

実施例 2

[0033] また、上記実施例ではカメラ部 Cからのデータからは警告の要否を判定しない構成 を例示したが、カメラ部 Cのデータを基に警報の要否を判定する構成としてもよい。 例えば、作業中はカメラ部 Cは常時あるいは所定作業中に作動させておき、該カメ ラ部 Cに映し出された所定の監視エリア内に障害物が検出された場合にカメラ警告 判定手段 11 'で警告の要否を判定するを設けておき、同様に警報を発する構成とし てもよい。

[0034] 図 5に示す表示器制御システムでは、カメラ部 Cの画像データを、カメラ警報判定手 段 11 'に入力し、画像データに表れた障害物が安全か否か判定する。

そして、要警告と判定された場合には、警報制御手段 13に上記データが送られて 、警報部 3を制御して所定の警告パターンで警報が発せられる。

[0035] この場合も、モニター部 2がカメラ画面モードの場合と、計測値画面モードの場合で 警報パターンを異にすることができる。

また、計測値画面モードの場合には、イベント表示部 2bに、「旋回エリア内に障害 物があります」などのメッセージを表示するようにしてもょレ、。

その他の構成は前記実施例と同様であるので、その説明を省略する。

[0036] 上記実施例で、警報部は、警報ランプからなる構成を示したが、音声を発する構成 や、警報ランプと共に音声を発する構成などであってもよい。 その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論 である。

産業上の利用可能性

上記実施例では、建設機械の一例として油圧ショベルを例示した力 ホイールロー ダゃブルドーザーその他の作業アタッチメントを有する建設機械に適用しうる。

Claims

請求の範囲

[1] 建設機械の監視対象の計測データを表示する計測値画面モードと、建設機械に搭 載したカメラ部のカメラ画面モードとを切替手段で切替えてモニター部に表示する表 示器と、

該表示器上で、前記モニター部とは別の個所に設けられて警報を発する警報部と 前記監視対象の計測データが所定の警告基準に該当するか否かを判定する警報 判定手段と、

該警告判定手段で要警告と判定した場合に、前記モニター部がいずれの画面モ ードであっても前記警報部を作動させて警報を発する警報制御手段とを設けたことを 特徴とする建設機械の表示器制御システム。

[2] 表示器が、筐体の上部に警報部を設け、筐体の中央に液晶のモニター部が形成さ れ、筐体の下部に操作パネル部が設けられており、

前記モニター部は液晶画面からなって、監視対象の計測値を表示する計器画像表 示部と、数値などの文字表示部と、警告内容や各種機器情報を表示するイベント表 示部とからなつていることを特徴とする請求項 1に記載の建設機械の表示器制御シス テム。

[3] 警報制御手段が、カメラ部から入力された画像データが所定の警告基準に該当す るか否かを判定する警報判定手段を有していることを特徴とする請求項 1または 2に 記載の建設機械の表示器制御システム。

[4] モニター部の画面モードに対応する警報パターンを予め定めておき、

警告判定手段が要警告と判定した場合に、警報制御手段が、モニター部に表示さ れている画面モードに対応する警報パターンを選択して前記警報部を作動させるこ とを特徴とする請求項 1、 2または 3のいずれかに記載の建設機械の表示器制御シス テム。

[5] 警報部が、表示器の筐体に設けられた LED等の光源で構成される警報ランプから なっていることを特徴とする請求項 1に記載の建設機械の表示器制御システム。