WO2017026469A1 - ショベル - Google Patents

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WO2017026469A1
WO2017026469A1 PCT/JP2016/073380 JP2016073380W WO2017026469A1 WO 2017026469 A1 WO2017026469 A1 WO 2017026469A1 JP 2016073380 W JP2016073380 W JP 2016073380W WO 2017026469 A1 WO2017026469 A1 WO 2017026469A1
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WO
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image
bucket
excavator
shovel
display
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/073380
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English (en)
French (fr)
Inventor
泉川　岳哉
加藤　英彦
Original Assignee
住友建機株式会社
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Publication date
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Priority to JP2017534458A priority patent/JP6672313B2/ja
Priority to EP16835166.6A priority patent/EP3336265B1/en
Priority to KR1020187004674A priority patent/KR102498986B1/ko
Publication of WO2017026469A1 publication Critical patent/WO2017026469A1/ja
Priority to US15/890,667 priority patent/US10687026B2/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/40—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/272—Means for inserting a foreground image in a background image, i.e. inlay, outlay

Definitions

  • the present invention relates to an excavator having a machine guidance function.
  • An operator of a shovel as a construction machine is required to have a skilled operation technique in order to efficiently and accurately perform work such as excavation by an attachment. Therefore, there is an excavator provided with a function (referred to as machine guidance) for guiding the operation of the excavator so that even an operator who has little experience of operating the excavator can perform work efficiently and accurately (for example, Patent Documents). 1).
  • machine guidance a function for guiding the operation of the excavator so that even an operator who has little experience of operating the excavator can perform work efficiently and accurately
  • the excavator of Patent Document 1 includes a display system that displays an image indicating a line segment indicating a section of a slope of a work target and a position of a blade edge of a bucket. Then, the display system displays a facing compass, which is an icon indicating a facing direction with respect to the slope and a direction in which the shovel should be turned, as information for causing the shovel to face the slope.
  • Patent Document 1 only displays a facing compass as an icon that is completely independent of the display contents of the computer image on the computer image of the design terrain represented by a plurality of triangular polygons. For this reason, the operator who sees the facing compass may not intuitively understand the operation to be performed in order to make the shovel face the slope.
  • An excavator includes a lower traveling body, an upper swinging body that is turnably mounted on the lower traveling body, a camera attached to the upper swinging body, and a camera image acquired by the camera.
  • An excavator including an arithmetic processing device that generates an output image, wherein the arithmetic processing device superimposes and displays an image representing an extension direction of a work target surface or a direction perpendicular to the extension direction on the camera image.
  • FIG. 1 is a side view of an excavator (excavator) according to an embodiment of the present invention.
  • An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the excavator via a swing mechanism 2.
  • a boom 4 is attached to the upper swing body 3.
  • An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as an end attachment is attached to the tip of the arm 5.
  • a slope bucket, a kite bucket, or the like may be used as an end attachment.
  • the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 constitute a drilling attachment as an example of the attachment, and are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, respectively.
  • a boom angle sensor S1 is attached to the boom 4
  • an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.
  • the excavation attachment may be provided with a bucket tilt mechanism.
  • the boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4.
  • the boom angle sensor S ⁇ b> 1 is an acceleration sensor that detects a tilt angle with respect to the horizontal plane and detects a rotation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3.
  • the arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the arm 5.
  • the arm angle sensor S ⁇ b> 2 is an acceleration sensor that detects the rotation angle of the arm 5 relative to the boom 4 by detecting the inclination with respect to the horizontal plane.
  • the bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the bucket 6.
  • the bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor that detects the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 by detecting the inclination with respect to the horizontal plane.
  • the bucket angle sensor S3 additionally detects the rotation angle of the bucket 6 around the tilt axis.
  • the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 are a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects a stroke amount of a corresponding hydraulic cylinder, and a rotary encoder that detects a rotation angle around a connecting pin. Etc.
  • the upper swing body 3 is provided with a cabin 10 and a power source such as an engine 11 is mounted.
  • a machine body tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, and a camera S6 are attached to the upper turning body 3.
  • a communication device S7 and a positioning device S8 may be attached.
  • the body tilt sensor S4 detects the tilt of the upper swing body 3 with respect to the horizontal plane.
  • the body tilt sensor S4 is a biaxial acceleration sensor that detects the tilt angles of the upper swing body 3 around the front and rear axes and the left and right axes.
  • the front and rear axes and the left and right axes of the upper swing body 3 are, for example, orthogonal to each other and pass through a shovel center point that is one point on the shovel pivot axis.
  • the turning angular velocity sensor S5 is a gyro sensor, for example, and detects the turning angular velocity of the upper turning body 3.
  • the turning angular velocity sensor S5 may be a resolver, a rotary encoder, or the like.
  • Camera S6 is a device that acquires images around the excavator.
  • the camera S6 is one or a plurality of cameras attached to the upper swing body 3.
  • the communication device S7 is a device that controls communication between the excavator and the outside.
  • the communication device S7 controls, for example, wireless communication between a GNSS (Global Navigation Satellite System) survey system and an excavator.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the shovel can acquire design data including information on the target construction surface and the like via wireless communication by using the communication device S7.
  • the shovel may acquire design data using a semiconductor memory or the like.
  • the positioning device S8 is a device that measures the position and orientation of the excavator.
  • the positioning device S8 is a GNSS receiver that incorporates an electronic compass, and measures the latitude, longitude, and altitude of the location of the shovel and measures the direction of the shovel.
  • an input device D1 In the cabin 10, an input device D1, an audio output device D2, a display device D3, a storage device D4, a gate lock lever D5, a controller 30, and a machine guidance device 50 are installed.
  • the controller 30 functions as a main control unit that performs drive control of the excavator.
  • the controller 30 is composed of an arithmetic processing unit including a CPU and an internal memory.
  • Various functions of the controller 30 are realized by the CPU executing programs stored in the internal memory.
  • the machine guidance device 50 guides the operation of the excavator.
  • the machine guidance device 50 visually and audibly notifies the operator of the distance in the vertical direction between the target construction surface set by the operator and the tip (toe) position of the bucket 6, for example.
  • the machine guidance apparatus 50 guides the operation of the shovel by the operator.
  • the machine guidance device 50 may only notify the operator of the distance visually or may only notify the operator audibly.
  • the machine guidance device 50 is configured by an arithmetic processing device including a CPU and an internal memory. Various functions of the machine guidance device 50 are realized by the CPU executing a program stored in the internal memory.
  • the machine guidance device 50 may be provided separately from the controller 30 or may be incorporated in the controller 30.
  • the input device D1 is a device for an excavator operator to input various information to the machine guidance device 50.
  • the input device D1 is a membrane switch attached around the display device D3.
  • a touch panel or the like may be used as the input device D1.
  • the audio output device D2 outputs various audio information in response to the audio output command from the machine guidance device 50.
  • an in-vehicle speaker connected directly to the machine guidance device 50 is used as the audio output device D2.
  • An alarm device such as a buzzer may be used as the audio output device D2.
  • Display device D3 outputs various image information in response to a command from machine guidance device 50.
  • an in-vehicle liquid crystal display directly connected to the machine guidance device 50 is used as the display device D3.
  • a camera image is displayed on the display device D3.
  • Storage device D4 is a device for storing various information.
  • a nonvolatile storage medium such as a semiconductor memory is used as the storage device D4.
  • the storage device D4 stores various information output by the machine guidance device 50 and the like.
  • the gate lock lever D5 is a mechanism that prevents the shovel from being operated accidentally.
  • the gate lock lever D5 is disposed between the door of the cabin 10 and the driver's seat.
  • the various operation devices can be operated.
  • the gate lock lever D5 is pushed down so that the operator can leave the cabin 10, the various operation devices become inoperable.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the drive system of the excavator in FIG.
  • the mechanical power system is indicated by a double line
  • the high-pressure hydraulic line is indicated by a thick solid line
  • the pilot line is indicated by a broken line
  • the electric drive / control system is indicated by a thin solid line.
  • the engine 11 is a power source for the excavator.
  • the engine 11 is a diesel engine that employs isochronous control that keeps the engine speed constant regardless of increase or decrease in engine load.
  • the fuel injection amount, fuel injection timing, boost pressure and the like in the engine 11 are controlled by an engine controller unit (ECU) D7.
  • ECU engine controller unit
  • the engine 11 is connected with a main pump 14 and a pilot pump 15 as hydraulic pumps.
  • a control valve 17 is connected to the main pump 14 via a high pressure hydraulic line.
  • the control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system of the excavator. Hydraulic actuators such as a right traveling hydraulic motor, a left traveling hydraulic motor, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, and a turning hydraulic motor are connected to a control valve 17 via a high pressure hydraulic line.
  • the turning hydraulic motor may be a turning motor generator.
  • the operating device 26 is connected to the pilot pump 15 through a pilot line.
  • the operating device 26 includes a lever and a pedal.
  • the operating device 26 is connected to the control valve 17 via a hydraulic line and a gate lock valve D6.
  • the gate lock valve D6 switches communication / cutoff of the hydraulic line connecting the control valve 17 and the operating device 26.
  • the gate lock valve D6 is an electromagnetic valve that switches between connection and disconnection of the hydraulic line in accordance with a command from the controller 30.
  • the controller 30 determines the state of the gate lock lever D5 based on the state signal output from the gate lock lever D5.
  • the controller 30 outputs a communication command to the gate lock valve D6.
  • the gate lock valve D6 is opened to connect the hydraulic line. As a result, the operator's operation on the operation device 26 becomes effective.
  • the controller 30 determines that the gate lock lever D5 is in the lowered state, the controller 30 outputs a cutoff command to the gate lock valve D6.
  • the gate lock valve D6 is closed to shut off the hydraulic line. As a result, the operator's operation on the operation device 26 becomes invalid.
  • the pressure sensor 29 detects the operation content of the operating device 26 in the form of pressure.
  • the pressure sensor 29 outputs the detection value to the controller 30.
  • FIG. 2 shows the connection relationship between the controller 30 and the display device D3.
  • the display device D3 is connected to the controller 30 via the machine guidance device 50.
  • the display device D3, the machine guidance device 50, and the controller 30 may be connected via a communication network such as CAN, or may be connected via a dedicated line.
  • Display device D3 includes a conversion processing unit D3a that generates an image.
  • the conversion processing unit D3a generates a camera image for display based on the output of the camera S6. Therefore, the camera S6 may be connected to the display device D3 through a dedicated line, for example.
  • the conversion processing unit D3a generates a display image based on the output of the controller 30 or the machine guidance device 50.
  • the conversion processing unit D3a converts various information output from the controller 30 or the machine guidance device 50 into an image signal.
  • the information output by the controller 30 includes, for example, data indicating the temperature of engine coolant, data indicating the temperature of hydraulic oil, data indicating the remaining amount of fuel, and the like.
  • the information output by the machine guidance device 50 includes data indicating the tip (toe) position of the bucket 6, data indicating the direction of the slope of the work target, data indicating the direction of the shovel, and for making the shovel face the slope. Includes data indicating the operation direction.
  • the conversion processing unit D3a may be realized not as a function of the display device D3 but as a function of the controller 30 or the machine guidance device 50.
  • the camera S6 is connected to the controller 30 or the machine guidance device 50 instead of the display device D3.
  • the display device D3 operates upon receiving power from the storage battery 70.
  • the storage battery 70 is charged with electric power generated by the alternator 11a (generator) of the engine 11.
  • the electric power of the storage battery 70 is also supplied to the electrical equipment 72 of the excavator other than the controller 30 and the display device D3.
  • the starter 11 b of the engine 11 is driven by electric power from the storage battery 70 and starts the engine 11.
  • the engine 11 is controlled by the engine controller unit D7.
  • Various data indicating the state of the engine 11 for example, data indicating the cooling water temperature (physical quantity) detected by the water temperature sensor 11c) is constantly transmitted from the engine controller unit D7 to the controller 30. Therefore, the controller 30 can store this data in the temporary storage unit (memory) 30a and transmit it to the display device D3 when necessary.
  • Various data are supplied to the controller 30 as follows. Various types of data are stored in the temporary storage unit 30 a of the controller 30.
  • data indicating the swash plate tilt angle is supplied to the controller 30 from the regulator 14a of the main pump 14 which is a variable displacement hydraulic pump.
  • Data indicating the discharge pressure of the main pump 14 is sent to the controller 30 from the discharge pressure sensor 14b.
  • These data are stored in the temporary storage unit 30a.
  • An oil temperature sensor 14 c is provided in a pipe line between the main pump 14 and a tank that stores hydraulic oil sucked by the main pump 14. Data representing the temperature of the hydraulic oil flowing through the pipeline is supplied from the oil temperature sensor 14 c to the controller 30.
  • Data indicating the fuel storage amount is supplied to the controller 30 from the fuel storage amount detection unit 55a in the fuel storage unit 55.
  • data indicating the remaining amount of fuel is supplied to the controller 30 from a fuel remaining amount sensor as the fuel storage amount detection unit 55 a in the fuel tank as the fuel storage unit 55.
  • the fuel remaining amount sensor is composed of a float that follows the liquid level and a variable resistor (potentiometer) that converts the vertical fluctuation amount of the float into a resistance value.
  • the fuel remaining amount sensor can continuously display the fuel remaining state on the display device D3.
  • the detection method of the fuel storage amount detection unit 55a can be appropriately selected according to the use environment and the like, and a detection method capable of displaying the remaining fuel level in stages may be adopted.
  • the pilot pressure sent to the control valve 17 when the operating device 26 is operated is detected by the pressure sensor 29.
  • the pressure sensor 29 supplies data indicating the detected pilot pressure to the controller 30.
  • the excavator includes an engine speed adjustment dial 75 in the cabin 10.
  • the engine rotation speed adjustment dial 75 is a dial for adjusting the rotation speed of the engine 11, and in this embodiment, the engine rotation speed can be switched in four stages. Data indicating the setting state of the engine speed is constantly transmitted from the engine speed adjustment dial 75 to the controller 30.
  • the engine speed adjustment dial 75 can switch the engine speed in four stages of SP mode, H mode, A mode, and idling mode.
  • FIG. 2 shows a state where the H mode is selected with the engine speed adjustment dial 75.
  • the SP mode is a rotation speed mode that is selected when priority is given to the amount of work, and uses the highest engine speed.
  • the H mode is a rotation speed mode that is selected when both the work amount and the fuel consumption are desired, and uses the second highest engine speed.
  • the A mode is a rotation speed mode that is selected when it is desired to operate the shovel with low noise while giving priority to fuel consumption, and uses the third highest engine speed.
  • the idling mode is a rotational speed mode that is selected when the engine 11 is desired to be in an idling state, and uses the lowest engine rotational speed. The engine 11 is controlled at a constant speed with the engine speed in the speed mode set with the engine speed adjustment dial 75.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration example of the machine guidance device 50.
  • the controller 30 controls whether or not to perform guidance by the machine guidance device 50 in addition to controlling the operation of the entire shovel. Specifically, the controller 30 controls whether or not the guidance by the machine guidance device 50 is performed based on the state of the gate lock lever D5, the detection signal from the pressure sensor 29, and the like.
  • the machine guidance device 50 includes, for example, a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a machine body inclination sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, an input device D1, and various outputs output from the controller 30.
  • Receive signals and data Then, the machine guidance device 50 calculates the actual position of the attachment (for example, the bucket 6) based on the received signal and data. Then, when the actual position of the attachment is different from the target position, the machine guidance device 50 transmits a warning command to the voice output device D2 and the display device D3 to issue a warning.
  • the machine guidance device 50 includes functional units that perform various functions.
  • the machine guidance device 50 includes an inclination angle calculation unit 501, a height calculation unit 503, a comparison unit 504, an alarm control unit 505, a guidance data output unit 506, as functional units for guiding an attachment operation.
  • a work target setting unit 507, a work target surface information display unit 508, an excavator orientation display unit 509, an operation direction display unit 510, and a facing state display unit 511 are included.
  • the tilt angle calculation unit 501 calculates the tilt angle (excavator tilt angle) of the upper swing body 3 with respect to the horizontal plane based on the detection signal from the machine tilt sensor S4. That is, the tilt angle calculation unit 501 calculates the tilt angle of the shovel using the detection signal from the body tilt sensor S4.
  • the height calculation unit 503 determines the tip (toe) of the bucket 6 based on the inclination angle calculated by the inclination angle calculation unit 501 and the angles of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 calculated from the detection signals of the sensors S 1 to S 3. Calculate the height of.
  • the tip (toe) of the bucket 6 corresponds to the work site of the end attachment.
  • the back surface of the bucket 6 corresponds to the work part of the end attachment.
  • the tip of the breaker corresponds to the work site of the end attachment.
  • the comparison unit 504 calculates the height of the tip (toe) of the bucket 6 calculated by the height calculation unit 503 and the target height of the tip (toe) of the bucket 6 indicated by the guidance data output from the guidance data output unit 506. Compare.
  • the target height may be calculated from the design drawing inputted in advance, the current position of the excavator, and the working posture. It may be calculated from the set position of the previous toe of the shovel, the input target depth, the inclination angle of the shovel, and the current working posture (current toe position).
  • the alarm control unit 505 transmits an alarm command to both or one of the audio output device D2 and the display device D3 when it is determined that an alarm is necessary based on the comparison result in the comparison unit 504.
  • the sound output device D2 and the display device D3 receive an alarm command, the sound output device D2 and the display device D3 issue a predetermined alarm and notify the operator of the shovel.
  • the guidance data output unit 506 extracts the target height data of the bucket 6 from the guidance data stored in advance in the storage device of the machine guidance device 50 and outputs it to the comparison unit 504. At this time, the guidance data output unit 506 may output data on the target height of the bucket 6 corresponding to the current position of the excavator, the working posture, the inclination angle, and the like.
  • the work target setting unit 507 is a functional element that sets the work target of the excavator. For example, the work target setting unit 507 sets the direction of the shovel when a predetermined switch of the input device D1 is pressed as the direction facing the slope as the work target. In the case of two-dimensional machine guidance, the work target setting unit 507 may set the tip (toe) position of the bucket 6 when a predetermined switch of the input device D1 is pressed as a reference position. The reference position is used to calculate and display the current position of the tip position of the bucket 6.
  • the work target setting unit 507 sets in advance the direction facing the slope.
  • the work target surface information display unit 508 is a functional element that superimposes and displays information related to the slope as the work target surface on the camera image.
  • the work target surface information display unit 508 superimposes and displays an image representing the extension direction of the slope as the work target surface or a direction perpendicular to the extension direction on the camera image generated by the display device D3.
  • the image representing the extension direction of the slope or the direction perpendicular to the extension direction includes a line segment indicating the extension direction of the slope, a line segment indicating the direction perpendicular to the extension direction, and the like.
  • the work target surface is not limited to a slope.
  • the excavator orientation display unit 509 is a functional element that displays information on the orientation of the excavator on the output image.
  • the shovel direction display unit 509 displays an image indicating the direction of the shovel on the camera image generated by the display device D3.
  • the image representing the direction of the shovel includes a line segment indicating the direction of the shovel.
  • the shovel direction display unit 509 may display an image indicating the direction of the shovel in a portion other than the camera image in the output image.
  • the operation direction display unit 510 is a functional element that displays an image representing an operation direction for causing the shovel to face the slope as a work target on the output image. For example, the operation direction display unit 510 superimposes and displays an arrow indicating the operation direction for causing the shovel to face the slope.
  • the operation direction display unit 510 may display an image representing an operation direction for causing the shovel to face the slope in a portion other than the camera image in the output image.
  • the operation direction may include a turning direction or a traveling direction.
  • the facing state display unit 511 is a functional element that displays on the output image an image representing a state where the excavator and the slope as a work target are facing each other. For example, the facing state display unit 511 superimposes and displays a facing mark indicating a state where the shovel and the slope face each other on the camera image.
  • FIG. 4 shows a top view of the excavator for forming the slope WS.
  • the slope WS is a slope as a work target set by the work target setting unit 507.
  • a front camera S6F includes a front camera S6F, a left camera S6L, a right camera S6R, and a rear camera S6B mounted on the upper swing body 3.
  • FIG. 4 shows that the object B exists on the right rear side of the excavator.
  • An alternate long and short dash line VL1v is a virtual line (a line segment that does not actually exist drawn for the purpose of explanation) that is perpendicular to the extending direction of the slope WS and passes through the excavator center point SX.
  • a two-dot chain line VL1p is a virtual line that is parallel to the extending direction of the slope WS and passes through the shovel center point SX.
  • a broken line VL2 is an imaginary line that is parallel to the longitudinal direction of the shovel and passes through the shovel center point SX.
  • FIG. 5A and 5B show an output image Gx including a fan-shaped overhead image generated by the display device D3 based on the outputs of the left side camera S6L, the right side camera S6R, and the rear camera S6B mounted on the excavator of FIG. .
  • FIG. 5A shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are not facing each other
  • FIG. 5B shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are facing each other.
  • a camera image (fan-shaped overhead view image) generated by the display device D3 is displayed inside the sector region R1, and an illustration image representing a top view of the shovel is displayed at the center.
  • a certain shovel icon G1 is arranged.
  • the two-dot chain line L1p is an example of an image representing the extending direction of the slope WS, and corresponds to the two-dot chain line VL1p in FIG. At least a part of the two-dot chain line L1p is superimposed and displayed on the camera image by the work target surface information display unit 508.
  • the two-dot chain line L1p passes through the center of the sector region R1 and has the same length as the diameter of the sector region R1. However, the two-dot chain line L1p may not pass through the center of the sector region R1.
  • the length of the alternate long and two short dashes line L1p may not be the same as the diameter of the sector region R1.
  • the two-dot chain line L1p may protrude from the sector region R1.
  • the scale G2 is an example of an image representing the direction of the excavator.
  • the scale G2 includes a left scale G2L disposed at the left end of the sector area R1, and a right scale G2R disposed at the right end of the sector area R1.
  • the left scale G2L and the right scale G2R are each composed of five line segments, and the main scale, which is the longest line segment at the center, corresponds to the left and right axes of the upper swing body 3.
  • the scale G2 is displayed on the output image Gx by the shovel orientation display unit 509.
  • the scale G2 may be displayed outside the sector area R1.
  • the arrow G3 in FIG. 5A is an example of an image representing an operation direction for causing the shovel to face the slope WS.
  • the arrow G3 extends from the right scale G2R to the two-dot chain line L1p along the outer periphery of the sector region R1.
  • the operator of the shovel who sees the arrow G3 intuitively understands that the shovel can be directly opposed to the slope WS by turning the upper swing body 3 to the left.
  • the operator can cause the excavator to face the slope WS by turning the upper turning body 3 leftward by a turning operation or by turning the lower traveling body 1 leftward by a running operation. Intuitively understand what you can do.
  • the arrow G3 is displayed on the output image Gx by the operation direction display unit 510.
  • the arrow G3 may be displayed outside the sector area R1.
  • the arrow G3 may be blinked.
  • the facing mark G4 in FIG. 5B is an example of an image indicating that the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the facing mark G4 includes a left facing mark G4L disposed near the left scale G2L and a right facing mark G4R disposed near the right scale G2R.
  • the left facing mark G4L and the right facing mark G4R are each composed of two triangles, and are arranged such that opposing vertices of the two triangles sandwich the two-dot chain line L1p. At this time, the two-dot chain line L1p is parallel to and coincides with the main scales of the left scale G2L and the right scale G2R.
  • the arrow G3 is deleted.
  • the operator of the shovel who has seen the facing mark G4 intuitively understands that the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the directly facing mark G4 is displayed on the output image Gx by the facing state display unit 511.
  • the facing mark G4 may be displayed outside the sector area R1.
  • the facing mark G4 may be blinked.
  • FIG. 6A and 6B show an output image Gx including a rear image generated by the display device D3 based on the output of the rear camera S6B mounted on the excavator of FIG. Specifically, FIG. 6A shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are not facing each other, and FIG. 6B shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the camera image (rear image) generated by the display device D3 is displayed inside the rectangular region R2.
  • the image displayed in the rear image is a mirror image similar to the image reflected in the rearview mirror. Therefore, as shown in FIG. 4, the object B that actually exists on the right rear side of the excavator is displayed on the right side of the rectangular region R2 as shown in FIG. 6A.
  • the alternate long and short dash line L1v is an example of an image representing a direction perpendicular to the extending direction of the slope WS, and corresponds to the alternate long and short dash line VL1v in FIG. At least a part of the alternate long and short dash line L1v is superimposed and displayed on the camera image by the work target surface information display unit 508.
  • the alternate long and short dash line L1v is displayed so as to be parallel to the vertical axis of the rectangular region R2, and has the same length as the height of the rectangular region R2.
  • the alternate long and short dash line L1v may not be parallel to the vertical axis.
  • the length of the alternate long and short dash line L1v may not be the same as the height of the rectangular region R2.
  • the alternate long and short dash line L1v may protrude from the rectangular region R2.
  • the scale G2 is an example of an image representing the direction of the excavator.
  • the scale G2 is disposed at the lower center of the rectangular region R2.
  • the scale G2 is composed of five line segments, and the main scale, which is the longest line segment at the center, corresponds to the longitudinal axis of the upper swing body 3.
  • the rear end portion of the upper swing body 3 is displayed at the lower end portion of the rectangular region R2.
  • the scale G2 is displayed on the output image Gx by the shovel orientation display unit 509.
  • the scale G2 may be displayed outside the rectangular area R2.
  • the arrow G3 in FIG. 6A is an example of an image representing an operation direction for causing the shovel to face the slope WS.
  • the arrow G3 extends from the alternate long and short dash line L1v to the main scale of the scale G2 in parallel with the horizontal axis of the rectangular region R2.
  • the operator of the shovel who sees the arrow G3 intuitively understands that the shovel can be directly opposed to the slope WS by turning the upper swing body 3 to the left.
  • the operator can cause the excavator to face the slope WS by turning the upper turning body 3 leftward by a turning operation or by turning the lower traveling body 1 leftward by a running operation. Intuitively understand what you can do.
  • the arrow G3 is displayed on the output image Gx by the operation direction display unit 510.
  • the arrow G3 may be displayed outside the rectangular area R2.
  • the arrow G3 may be blinked.
  • the facing mark G4 in FIG. 6B is an example of an image indicating that the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the facing mark G4 is arranged at the main scale of the scale G2.
  • the directly-facing mark G4 is composed of two triangles, and is arranged such that opposing vertices of the two triangles sandwich the main scale. At this time, the alternate long and short dash line L1v coincides with the main scale.
  • the arrow G3 is deleted.
  • the operator of the shovel who has seen the facing mark G4 intuitively understands that the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the directly facing mark G4 is displayed on the output image Gx by the facing state display unit 511.
  • the facing mark G4 may be displayed outside the rectangular region R2.
  • the facing mark G4 may be blinked.
  • FIG. 7A and 7B are all-around overhead images generated by the display device D3 based on the outputs of the front camera S6F, left camera S6L, right camera S6R, and rear camera S6B mounted on the excavator of FIG.
  • the output image Gx containing is shown.
  • FIG. 7A shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are not facing each other
  • FIG. 7B shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are facing each other.
  • a camera image (all-around overhead image) generated by the display device D3 is displayed inside the circular region R3, and an illustration image representing the top view of the shovel at the center.
  • An excavator icon G1 is arranged.
  • the alternate long and short dash line L1v is an example of an image representing a direction perpendicular to the extending direction of the slope WS, and corresponds to the alternate long and short dash line VL1v in FIG. At least a part of the alternate long and short dash line L1v is superimposed and displayed on the camera image by the work target surface information display unit 508.
  • the alternate long and short dash line L1v passes through the center of the circular region R3 and has the same length as the diameter of the circular region R3.
  • the alternate long and short dash line L1v may not pass through the center of the circular region R3.
  • the length of the alternate long and short dash line L1v may not be the same as the diameter of the circular region R3.
  • the alternate long and short dash line L1v may protrude from the circular region R3.
  • the broken line L2 is an example of an image representing the direction of the shovel, and corresponds to the front and rear axes of the shovel and the broken line VL2 in FIG.
  • the broken line L2 is displayed on the output image Gx by the shovel orientation display unit 509.
  • the broken line L2 passes through the center of the circular region R3 and has the same length as the diameter of the circular region R3.
  • the broken line L2 may not pass through the center of the circular region R3.
  • the length of the broken line L2 may not be the same as the diameter of the circular region R3.
  • the broken line L2 may protrude from the circular region R3 and may be displayed outside the circular region R3.
  • the scale G2 is an example of an image representing the direction of the excavator.
  • the scale G2 includes an upper scale G2T disposed at the upper end of the circular area R3 and a lower scale G2B disposed at the lower end of the circular area R3.
  • the upper scale G2T and the lower scale G2B are each composed of five line segments, and the main scale which is the longest center line segment corresponds to the vertical axis of the upper swing body 3.
  • the scale G2 is displayed on the output image Gx by the shovel orientation display unit 509.
  • the scale G2 may be displayed outside the circular region R3.
  • the scale G2 may be omitted.
  • the arrow G3 in FIG. 7A is an example of an image representing the operation direction for causing the shovel to face the slope WS.
  • the arrow G3 extends from the broken line L2 to the alternate long and short dash line L1v along the outer periphery of the circular region R3.
  • the operator of the shovel who sees the arrow G3 intuitively understands that the shovel can be directly opposed to the slope WS by turning the upper swing body 3 to the left.
  • the operator can cause the excavator to face the slope WS by turning the upper turning body 3 leftward by a turning operation or by turning the lower traveling body 1 leftward by a running operation. Intuitively understand what you can do.
  • the arrow G3 is displayed on the output image Gx by the operation direction display unit 510.
  • the arrow G3 may be displayed outside the circular region R3.
  • the arrow G3 may be blinked.
  • the directly-facing mark G4 is disposed at the broken line L2.
  • the directly-facing mark G4 is composed of two triangles, and is arranged so that the opposite vertices of the two triangles sandwich the broken line L2.
  • the alternate long and short dash line L1v is parallel to and coincides with the broken line L2.
  • the alternate long and short dash line L1v and the arrow G3 are deleted.
  • the alternate long and short dash line L1v may be displayed as it is.
  • the operator of the shovel who has seen the facing mark G4 intuitively understands that the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the directly facing mark G4 is displayed on the output image Gx by the facing state display unit 511.
  • the facing mark G4 may be displayed outside the circular region R3.
  • the facing mark G4 may be blinked.
  • FIG. 8A and 8B show an output image Gx including a front image generated by the display device D3 based on the output of the front camera S6F mounted on the excavator of FIG. Specifically, FIG. 8A shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are not facing each other, and FIG. 8B shows the output image Gx when the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the camera image (front image) generated by the display device D3 is displayed inside the rectangular region R4.
  • the alternate long and short dash line L1v is an example of an image representing a direction perpendicular to the extending direction of the slope WS, and corresponds to the alternate long and short dash line VL1v in FIG. At least a part of the alternate long and short dash line L1v is superimposed and displayed on the camera image by the work target surface information display unit 508.
  • the alternate long and short dash line L1v is displayed so as to be parallel to the vertical axis of the rectangular region R4, and has a length approximately half the height of the rectangular region R4.
  • the alternate long and short dash line L1v may not be parallel to the vertical axis.
  • the length of the alternate long and short dash line L1v may be longer or shorter.
  • the alternate long and short dash line L1v may protrude from the rectangular region R4.
  • the scale G2 is an example of an image representing the direction of the excavator.
  • the scale G2 is arranged at the lower center of the rectangular region R4.
  • the scale G2 is composed of five line segments, and the main scale, which is the longest line segment at the center, corresponds to the longitudinal axis of the upper swing body 3.
  • the scale G2 is displayed on the output image Gx by the shovel orientation display unit 509.
  • the scale G2 may be displayed outside the rectangular area R4.
  • the arrow G3 in FIG. 8A is an example of an image representing an operation direction for causing the shovel to face the slope WS.
  • the arrow G3 extends from the main scale of the scale G2 to the alternate long and short dash line L1v in parallel with the horizontal axis of the rectangular region R4.
  • the operator of the shovel who sees the arrow G3 intuitively understands that the shovel can be directly opposed to the slope WS by turning the upper swing body 3 to the left.
  • the operator can cause the excavator to face the slope WS by turning the upper turning body 3 leftward by a turning operation or by turning the lower traveling body 1 leftward by a running operation. Intuitively understand what you can do.
  • the arrow G3 is displayed on the output image Gx by the operation direction display unit 510.
  • the arrow G3 may be displayed outside the rectangular area R4.
  • the arrow G3 may be blinked.
  • the facing mark G4 is arranged at the main scale of the scale G2.
  • the directly-facing mark G4 is composed of two triangles, and is arranged such that opposing vertices of the two triangles sandwich the main scale. At this time, the alternate long and short dash line L1v coincides with the main scale.
  • the arrow G3 is deleted. The operator of the shovel who has seen the facing mark G4 intuitively understands that the shovel and the slope WS are facing each other.
  • the directly facing mark G4 is displayed on the output image Gx by the facing state display unit 511.
  • the facing mark G4 may be displayed outside the rectangular region R4.
  • the facing mark G4 may be blinked.
  • FIG. 9 shows an output image Gx including a camera image area Gy including the fan-shaped overhead view images of FIGS. 5A and 5B.
  • 5A and 5B may be replaced with other camera images such as the rear images of FIGS. 6A and 6B, the all-around overhead images of FIGS. 7A and 7B, and the front images of FIGS. 8A and 8B. Good.
  • the output image Gx in FIG. 9 includes a bucket height display area Ga, a cooling water temperature display area Gb, a fuel remaining amount display area Gc, a urea water remaining amount display area Gd, a moving height display area Ge, a moving distance display area Gf, It includes a horizontal slope angle display area Gg, a vertical slope angle display area Gh, an engine operating time display area Gi, and a deviation angle display area Gj.
  • the information displayed in the bucket height display area Ga, the movement height display area Ge, the movement distance display area Gf, the horizontal slope angle display area Gg, the vertical slope angle display area Gh, and the deviation angle display area Gj is guidance information.
  • the information displayed in the cooling water temperature display region Gb, the remaining fuel amount display region Gc, the remaining urea water amount display region Gd, and the engine operation time display region Gi constitutes vehicle information.
  • the machine guidance device 50 displays at least one of guidance information and vehicle information simultaneously with the camera image.
  • the bucket height display area Ga is a display area indicating the relationship between the current height of the bucket 6 and the target height, and includes, for example, a bar display.
  • the bar display is composed of, for example, seven segments Ga1 to Ga7.
  • the target height of the bucket 6 includes, for example, the height of the tip (toe) of the bucket 6 when the tip (toe) of the bucket 6 is brought into contact with the surface of the slope as the target construction surface.
  • the segment Ga1 is turned on when the current height of the bucket 6 is lower than the target height and the difference between the current height of the bucket 6 and the target height is 25 cm or more.
  • the segment Ga2 is turned on when the current height of the bucket 6 is lower than the target height and the difference is not less than 1 cm and less than 25 cm.
  • the segment Ga3 is turned on when the current height of the bucket 6 matches the target height, for example, when the difference is less than ⁇ 1 cm.
  • the segment Ga4 is turned on when the current height of the bucket 6 is higher than the target height and the difference is not less than 1 cm and less than 25 cm.
  • the segments Ga5, Ga6, and Ga7 are turned on when the current height of the bucket 6 is higher than the target height, and the difference is 25 cm or more and less than 50 cm, 50 cm or more and less than 75 cm, or 75 cm or more. It becomes.
  • the segment Ga3 indicated by hatching is displayed so as to be distinguishable from other segments regardless of the current height of the bucket 6. This is because the operator can intuitively understand the difference between the current height of the bucket 6 and the target height.
  • FIG. 9 shows that the segment Ga7 is in the on state and the other segments Ga1 to Ga6 are in the off state.
  • the cooling water temperature display area Gb is an area for displaying an image of the current temperature state of the engine cooling water.
  • a bar graph representing the temperature state of the engine cooling water is displayed.
  • the temperature of the engine cooling water is based on data output from a water temperature sensor 11c attached to the engine 11.
  • the coolant temperature display area Gb includes a caution range display Gb1, a normal range display Gb2, a segment display Gb3, and an icon display Gb4.
  • the caution range display Gb1 and the normal range display Gb2 are displays for notifying the operator that the temperature of the engine coolant is in a state that requires attention and is in a normal state, respectively.
  • the segment display Gb3 is a display for notifying the operator of the level of the engine coolant temperature.
  • the icon display Gb4 is an icon such as a symbol figure indicating that the caution range display Gb1, the normal range display Gb2, and the segment display Gb3 are displays related to the engine coolant temperature.
  • the icon display Gb4 may be character information indicating that the display is related to the temperature of the engine coolant.
  • the segment display Gb3 is composed of eight segments whose lighting / extinguishing states are individually controlled, and the number of lighting segments increases as the cooling water temperature increases. In the example of FIG. 9, three segments are lit.
  • the attention range display Gb1 and the normal range display Gb2 are figures arranged side by side along the expansion / contraction direction of the segment display Gb3, and are always yellow (hatched hatching) and green (dot hatching). Illuminated.
  • the segment display Gb3 the two segments at the left and right ends belong to the caution range, and the six segments at the center belong to the normal range.
  • the above-described configuration including the attention range display, normal range display, segment display, and icon display is similarly adopted in the remaining fuel amount display region Gc and the remaining urea water amount display region Gd.
  • Fuel remaining amount display area Gc is an area for displaying an image of the remaining amount of fuel.
  • the remaining amount of fuel is based on data output from the remaining fuel sensor.
  • the urea water remaining amount display region Gd is a region for displaying an image of the remaining amount of urea water used in the selective catalyst reduction system.
  • the remaining amount of urea water is based on data output from a urea water remaining amount sensor (not shown).
  • the moving height display area Ge is an area for displaying the difference in the vertical direction between the reference position of the bucket 6 and the current position as the moving height.
  • the moving height is, for example, a positive value when the current position of the bucket 6 is lower than the reference position, and a negative value when the current position of the bucket 6 is higher than the reference position. In the example of FIG. 9, the moving height is 1.00 m.
  • the movement distance display area Gf is an area for displaying the difference in the horizontal direction between the reference position of the bucket 6 and the current position as the movement distance.
  • the moving distance is, for example, a positive value when the current position of the bucket 6 is closer to the upper swing body 3 than the reference position, and a negative value when the current position of the bucket 6 is farther from the upper swing body 3 than the reference position. It becomes. In the example of FIG. 9, the moving distance is 3.50 m.
  • the lateral surface angle display area Gg is an area for displaying the value of the lateral surface angle and an illustration image representing the lateral surface angle.
  • the lateral slope angle is an angle formed between a line segment representing the surface of the slope of the work target on the vertical plane that crosses the bucket 6 and a horizontal line. In the example of FIG. 9, the lateral surface angle is 15 °, which is lower right as viewed from the shovel.
  • the first target construction surface image schematically representing the positional relationship between the bucket 6 and the target construction surface is displayed in the lateral surface angle display area Gg.
  • the bucket 6 and the target construction surface when the operator sits in the cabin 10 and looks at the front of the excavator are schematically displayed as the bucket image and the target construction surface image.
  • the bucket image is a graphic representing the bucket 6 and is represented in a shape when the bucket 6 is viewed from the cabin 10.
  • the target construction surface image is a figure representing the ground as the target construction surface, and is represented in a shape when viewed from the cabin 10 as in the bucket image.
  • the interval between the bucket image and the target construction surface image is displayed so as to change according to the change in the positional relationship (distance) between the actual tip of the bucket 6 and the target construction surface.
  • the relative inclination angle between the bucket image and the target construction surface image is displayed so as to change according to the change in the positional relationship (relative inclination angle) between the actual bucket 6 and the target construction surface.
  • the operator can grasp the positional relationship between the bucket 6 and the target construction surface and the lateral surface angle by looking at the first target construction surface display image.
  • the target construction surface image may be displayed so as to be larger than the actual lateral surface angle in order to improve the visibility of the operator.
  • the operator can recognize the rough lateral surface angle from the target construction surface image displayed on the first target construction surface display image. Further, when the operator wants to know an accurate value of the lateral surface angle, the operator only has to look at the value of the lateral surface angle displayed numerically below the target construction surface image.
  • the vertical slope angle display area Gh is an area for displaying the vertical slope angle and an illustration image representing the vertical slope angle.
  • the vertical slope angle is an angle formed between a line segment representing the surface of the slope of the work target on the vertical plane that cuts through the bucket 6 and a horizontal line.
  • the vertical slope angle of the slope with an upward slope as viewed from the shovel is 35 °.
  • a second target construction surface image that schematically represents the positional relationship between the bucket 6 and the target construction surface is displayed in the vertical slope angle display area Gh.
  • the bucket 6 and the target construction surface when viewed from the side are schematically displayed as a bucket image and a target construction surface image.
  • the bucket image is represented in a shape when the bucket 6 is viewed from the side.
  • the target construction surface image is represented in a form when viewed from the side.
  • the interval between the bucket image and the target construction surface image is displayed so as to change according to the change in the positional relationship (distance) between the actual tip of the bucket 6 and the target construction surface.
  • the relative inclination angle between the bucket image and the target construction surface image is displayed so as to change according to the change in the positional relationship (relative inclination angle) between the actual bucket 6 and the target construction surface.
  • the operator can grasp the positional relationship between the bucket 6 and the target construction surface and the vertical slope angle by looking at the second target construction surface display image.
  • the target construction surface image may be displayed so as to be larger than the actual inclination angle in order to improve the visibility of the operator.
  • the operator can recognize the approximate vertical slope angle from the target construction surface image displayed in the second target construction surface display image.
  • the operator wants to know an accurate vertical slope value, he / she only has to see the value of the vertical slope angle displayed numerically below the target construction surface image.
  • the engine operating time display area Gi is an area for displaying the cumulative operating time of the engine 11 as an image. In the example shown in FIG. 9, a value using the unit “hr (hour)” is displayed.
  • the departure angle display area Gj is an area for displaying the departure angle.
  • the deviation angle is an angle that represents the magnitude of deviation from a state where the excavator and the slope of the work target are directly facing each other. For example, the deviation angle between the front and rear axes of the excavator and the direction perpendicular to the extension direction of the slope of the work target is shown. An angle formed between them.
  • the deviation angle is, for example, 0 ° in a state where the excavator and the slope of the work object face each other, and increases as the excavator upper swing body 3 turns rightward. In the example of FIG. 9, the departure angle is 30 °.
  • the machine guidance device 50 superimposes and displays an image representing the extension direction of the slope WS of the work target or a direction perpendicular to the extension direction on the camera image.
  • an alternate long and short dash line L1v indicating the direction perpendicular to the extension direction of the slope WS or a two-dot chain line L1p indicating the extension direction of the slope WS is represented by a fan-shaped overhead image, a rear image, an all-around overhead image, a front image, or the like. It is displayed superimposed on the camera image. Therefore, the excavator operator who views the output image Gx can intuitively understand, for example, how much the turning operation allows the excavator to face the slope. As a result, the machine guidance device 50 can improve the operability of the excavator.
  • the machine guidance device 50 displays an image indicating the orientation of the excavator on the output image Gx.
  • a broken line L2 corresponding to the front and rear axes of the shovel and a scale G2 corresponding to the left and right axes of the excavator are superimposed and displayed on the camera image. Therefore, the excavator operator who views the output image Gx can intuitively understand, for example, how much the excavator's orientation deviates from the orientation of the excavator in the facing state.
  • the machine guidance device 50 displays an arrow G3 indicating an operation direction for causing the shovel to face the slope WS in the output image Gx. Therefore, the excavator operator who views the output image Gx can intuitively understand, for example, how much the turning operation or the traveling operation should be performed in the left or right direction in order to make the excavator directly face the slope WS.
  • the machine guidance device 50 displays an image representing that the excavator is facing the output image Gx. For example, the machine guidance device 50 blinks the facing mark G4 when the shovel and the slope WS face each other. Therefore, the operator of the shovel who sees the output image Gx can intuitively understand that the shovel and the slope WS face each other.
  • the machine guidance device 50 displays the facing mark G4 on the output image Gx when the shovel and the slope WS are facing each other, but the shovel and the slope WS are correctly seated according to the voice information. You may be made to tell an operator about it.
  • the machine guidance device 50 may transmit the operation direction, deviation angle, and the like for causing the shovel to face the slope WS to the operator by voice information.
  • Inclination angle calculation unit 503 ... Height calculation unit 504 ... Comparison unit 505 ...
  • Alarm control unit 506 ... Guidance data output unit 507 ... Work object setting unit 508 ... Work object surface information display part 509 ... Excavator direction display part 510 ... Operation direction display part 511 ... Face-to-face display part S1 ... Boom angle sensor S2 ... Arm angle sensor S3 ... Bucket angle sensor S4 ... Airframe tilt sensor S5 ... Turning angular velocity sensor S6 ... Camera S6B ... Rear camera S6F ... Front camera S6L ... Left camera S6R ⁇ ⁇ Right-side camera S7 ... Communication device S8 ... Positioning device D1 ... Input device D2 ... Voice output device D3 And display unit D3a ⁇ ⁇ ⁇ conversion processing unit D4 ⁇ ⁇ ⁇ memory device D5 ⁇ ⁇ ⁇ gate lock lever D6 ⁇ ⁇ ⁇ gate lock valve D7 ⁇ ⁇ ⁇ engine controller unit

Abstract

本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体（１）と、下部走行体（１）に旋回可能に搭載される上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に取り付けられるカメラ（Ｓ６）と、カメラ（Ｓ６）が取得したカメラ画像を含む出力画像（Ｇｘ）を生成するマシンガイダンス装置（５０）と、を備える。マシンガイダンス装置（５０）は、法面（ＷＳ）の延長方向を表す二点鎖線（Ｌ１ｐ）をカメラ画像に重畳表示する。

Description

ショベル
　本発明は、マシンガイダンス機能を有するショベルに関する。
　建設機械としてのショベルの操作者には、アタッチメントによる掘削などの作業を効率的且つ正確に行うために、熟練した操作技術が要求される。そこで、ショベルの操作経験が少ない操作者でも作業を効率的且つ正確に行うことができるように、ショベルの操作をガイドする機能（マシンガイダンスと称する）が設けられたショベルがある（例えば、特許文献１参照）。
　具体的には、特許文献１のショベルは、作業対象の法面の断面を示す線分とバケットの刃先の位置とを示す画像を表示する表示システムを備える。そして、表示システムは、ショベルを法面に対して正対させるための情報として、法面に対する正対方向とショベルを旋回させるべき方向とを示すアイコンである正対コンパスを表示する。
特開２０１４－１４８８９３号公報
　しかしながら、特許文献１の表示システムは、複数の三角形ポリゴンによって表現される設計地形のコンピュータ画像上に、そのコンピュータ画像の表示内容から完全に独立したアイコンとしての正対コンパスを表示するのみである。そのため、その正対コンパスを見た操作者は、ショベルを法面に対して正対させるために行うべき操作を直感的に理解できないおそれがある。
　上述に鑑み、ショベルを法面等の作業対象面に対して正対させるために行うべき操作をより直感的に操作者に理解させることができるショベルを提供することが望ましい。
　本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるカメラと、前記カメラが取得したカメラ画像を含む出力画像を生成する演算処理装置と、を備えるショベルであって、前記演算処理装置は、作業対象面の延長方向又は該延長方向に垂直な方向を表す画像を前記カメラ画像に重畳表示する。
　上述の手段により、ショベルを法面等の作業対象面に対して正対させるために行うべき操作をより直感的に操作者に理解させることができるショベルを提供できる。
本発明の実施例に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの駆動系の構成を示す図である。 マシンガイダンス装置の構成例を示すブロック図である。 法面を形成するショベルの上面図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。 出力画像の一例を示す図である。
　図１は本発明の実施例に係るショベル（掘削機）の側面図である。ショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられる。エンドアタッチメントとして、法面用バケット、浚渫用バケット等が用いられてもよい。
　ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられる。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。
　ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施例では、ブーム角度センサＳ１は水平面に対する傾斜を検出して上部旋回体３に対するブーム４の回動角度を検出する加速度センサである。
　アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施例では、アーム角度センサＳ２は水平面に対する傾斜を検出してブーム４に対するアーム５の回動角度を検出する加速度センサである。
　バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施例では、バケット角度センサＳ３は水平面に対する傾斜を検出してアーム５に対するバケット６の回動角度を検出する加速度センサである。掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサＳ３はチルト軸回りのバケット６の回動角度を追加的に検出する。
　ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。
　上部旋回体３にはキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載される。上部旋回体３には機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、及びカメラＳ６が取り付けられる。通信装置Ｓ７及び測位装置Ｓ８が取り付けられてもよい。
　機体傾斜センサＳ４は水平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出する。本実施例では、機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の前後軸及び左右軸回りの傾斜角を検出する２軸加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベルの旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
　旋回角速度センサＳ５は、例えばジャイロセンサであり、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。
　カメラＳ６はショベルの周辺の画像を取得する装置である。本実施例では、カメラＳ６は上部旋回体３に取り付けられる１又は複数台のカメラである。
　通信装置Ｓ７は、ショベルと外部との間の通信を制御する装置である。通信装置Ｓ７は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）測量システムとショベルとの間の無線通信を制御する。ショベルは、通信装置Ｓ７を用いることで無線通信を介して目標施工面に関する情報等を含む設計データを取得できる。但し、ショベルは、半導体メモリ等を用いて設計データを取得してもよい。
　測位装置Ｓ８は、ショベルの位置及び向きを測定する装置である。本実施例では、測位装置Ｓ８は、電子コンパスを組み込んだＧＮＳＳ受信機であり、ショベルの存在位置の緯度、経度、高度を測定し、且つ、ショベルの向きを測定する。
　キャビン１０内には、入力装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２、表示装置Ｄ３、記憶装置Ｄ４、ゲートロックレバーＤ５、コントローラ３０、及びマシンガイダンス装置５０が設置される。
　コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施例では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
　マシンガイダンス装置５０は、ショベルの操作をガイドする。本実施例では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、操作者が設定した目標施工面とバケット６の先端（爪先）位置との鉛直方向における距離を視覚的に且つ聴覚的に操作者に報知する。これにより、マシンガイダンス装置５０は操作者によるショベルの操作をガイドする。マシンガイダンス装置５０は、その距離を視覚的に操作者に知らせるのみであってもよく、聴覚的に操作者に知らせるのみであってもよい。具体的には、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置５０の各種機能はＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０とは別個に設けられてもよく、あるいは、コントローラ３０に組み込まれていてもよい。
　入力装置Ｄ１は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置５０に各種情報を入力するための装置である。本実施例では、入力装置Ｄ１は、表示装置Ｄ３の周囲に取り付けられるメンブレンスイッチである。入力装置Ｄ１としてタッチパネル等が用いられてもよい。
　音声出力装置Ｄ２は、マシンガイダンス装置５０からの音声出力指令に応じて各種音声情報を出力する。本実施例では、音声出力装置Ｄ２として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載スピーカが利用される。音声出力装置Ｄ２として、ブザー等の警報器が利用されてもよい。
　表示装置Ｄ３は、マシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種画像情報を出力する。本実施例では、表示装置Ｄ３として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載液晶ディスプレイが利用される。表示装置Ｄ３にはカメラ画像が表示される。
　記憶装置Ｄ４は、各種情報を記憶するための装置である。本実施例では、記憶装置Ｄ４として、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体が用いられる。記憶装置Ｄ４は、マシンガイダンス装置５０等が出力する各種情報を記憶する。
　ゲートロックレバーＤ５は、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。本実施例では、ゲートロックレバーＤ５は、キャビン１０のドアと運転席との間に配置される。キャビン１０から操作者が退出できないようにゲートロックレバーＤ５が引き上げられた場合に、各種操作装置は操作可能となる。一方、キャビン１０から操作者が退出できるようにゲートロックレバーＤ５が押し下げられた場合には、各種操作装置は操作不能となる。
　図２は、図１のショベルの駆動系の構成例を示す図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示される。
　エンジン１１はショベルの動力源である。本実施例では、エンジン１１は、エンジン負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、エンジンコントローラユニット（ＥＣＵ）Ｄ７により制御される。
　エンジン１１には油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。メインポンプ１４には高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７が接続される。
　コントロールバルブ１７は、ショベルの油圧系の制御を行う油圧制御装置である。右側走行用油圧モータ、左側走行用油圧モータ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回用油圧モータ等の油圧アクチュエータは、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。旋回用油圧モータは旋回用電動発電機であってもよい。
　パイロットポンプ１５にはパイロットラインを介して操作装置２６が接続される。操作装置２６はレバー及びペダルを含む。操作装置２６は、油圧ライン及びゲートロック弁Ｄ６を介してコントロールバルブ１７に接続される。
　ゲートロック弁Ｄ６は、コントロールバルブ１７と操作装置２６とを接続する油圧ラインの連通・遮断を切り換える。本実施例では、ゲートロック弁Ｄ６は、コントローラ３０からの指令に応じて油圧ラインの連通・遮断を切り換える電磁弁である。コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が出力する状態信号に基づいてゲートロックレバーＤ５の状態を判定する。そして、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き上げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して連通指令を出力する。連通指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は開いて油圧ラインを連通させる。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が有効となる。一方、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き下げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して遮断指令を出力する。遮断指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は閉じて油圧ラインを遮断する。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が無効となる。
　圧力センサ２９は、操作装置２６の操作内容を圧力の形で検出する。圧力センサ２９は、検出値をコントローラ３０に対して出力する。
　図２はコントローラ３０と表示装置Ｄ３との接続関係を示す。本実施例では、表示装置Ｄ３はマシンガイダンス装置５０を介してコントローラ３０に接続される。表示装置Ｄ３、マシンガイダンス装置５０、及びコントローラ３０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介して接続されてもよく、専用線を介して接続されてもよい。
　表示装置Ｄ３は画像を生成する変換処理部Ｄ３ａを含む。本実施例では、変換処理部Ｄ３ａは、カメラＳ６の出力に基づいて表示用のカメラ画像を生成する。そのため、カメラＳ６は、例えば専用線を介して表示装置Ｄ３に接続されてもよい。
　変換処理部Ｄ３ａは、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０の出力に基づいて表示用の画像を生成する。本実施例では、変換処理部Ｄ３ａは、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０が出力する各種情報を画像信号に変換する。コントローラ３０が出力する情報は、例えば、エンジン冷却水の温度を示すデータ、作動油の温度を示すデータ、燃料の残量を示すデータ等を含む。マシンガイダンス装置５０が出力する情報は、バケット６の先端（爪先）位置を示すデータ、作業対象の法面の向きを示すデータ、ショベルの向きを示すデータ、ショベルを法面に正対させるための操作方向を示すデータ等を含む。
　変換処理部Ｄ３ａは、表示装置Ｄ３が有する機能としてではなく、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０が有する機能として実現されてもよい。この場合、カメラＳ６は、表示装置Ｄ３ではなく、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０に接続される。
　表示装置Ｄ３は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池７０はエンジン１１のオルタネータ１１ａ（発電機）で発電した電力で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０及び表示装置Ｄ３以外のショベルの電装品７２等にも供給される。エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池７０からの電力で駆動され、エンジン１１を始動する。
　エンジン１１は、エンジンコントローラユニットＤ７により制御される。エンジンコントローラユニットＤ７からは、エンジン１１の状態を示す各種データ（例えば、水温センサ１１ｃで検出される冷却水温（物理量）を示すデータ）がコントローラ３０に常時送信される。したがって、コントローラ３０は一時記憶部（メモリ）３０ａにこのデータを蓄積しておき、必要なときに表示装置Ｄ３に送信することができる。
　コントローラ３０には以下のように各種のデータが供給される。各種のデータは、コントローラ３０の一時記憶部３０ａに格納される。
　まず、可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ１４のレギュレータ１４ａから斜板傾転角を示すデータがコントローラ３０に供給される。メインポンプ１４の吐出圧力を示すデータが、吐出圧力センサ１４ｂからコントローラ３０に送られる。これらのデータ（物理量を表すデータ）は一時記憶部３０ａに格納される。メインポンプ１４が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ１４との間の管路には油温センサ１４ｃが設けられている。その管路を流れる作動油の温度を表すデータが油温センサ１４ｃからコントローラ３０に供給される。
　燃料収容部５５における燃料収容量検出部５５ａから燃料収容量を示すデータがコントローラ３０に供給される。本実施例では、燃料収容部５５としての燃料タンクにおける燃料収容量検出部５５ａとしての燃料残量センサから燃料の残量状態を示すデータがコントローラ３０に供給される。
　具体的には、燃料残量センサは、液面に追従するフロートと、フロートの上下変動量を抵抗値に変換する可変抵抗器（ポテンショメータ）とで構成される。この構成により、燃料残量センサは、表示装置Ｄ３で燃料の残量状態を無段階表示させることができる。燃料収容量検出部５５ａの検出方式は、使用環境等に応じて適宜選択され得るものであり、燃料の残量状態を段階表示させることができる検出方式が採用されてもよい。
　操作装置２６を操作した際にコントロールバルブ１７に送られるパイロット圧が、圧力センサ２９で検出される。圧力センサ２９は、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に供給する。
　本実施例では、図２に示すように、ショベルは、キャビン１０内にエンジン回転数調整ダイヤル７５を備える。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルであり、本実施例ではエンジン回転数を４段階で切り換えできる。エンジン回転数調整ダイヤル７５からは、エンジン回転数の設定状態を示すデータがコントローラ３０に常時送信される。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード、及びアイドリングモードの４段階でエンジン回転数を切り換えできる。図２は、エンジン回転数調整ダイヤル７５でＨモードが選択された状態を示す。
　ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジン１１をアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。そして、エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で設定された回転数モードのエンジン回転数で一定に回転数制御される。
　次に、図３を参照しながら、マシンガイダンス装置５０の各種機能要素について説明する。図３は、マシンガイダンス装置５０の構成例を示す機能ブロック図である。
　本実施例では、コントローラ３０は、ショベル全体の動作の制御に加えて、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。具体的には、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５の状態、圧力センサ２９からの検出信号等に基づいてマシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。
　次に、マシンガイダンス装置５０について説明する。本実施例では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、入力装置Ｄ１、及びコントローラ３０から出力される各種信号及びデータを受信する。そして、マシンガイダンス装置５０は、受信した信号及びデータに基づいてアタッチメント（例えば、バケット６）の実際の位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの実際の位置が目標位置と異なる場合に、音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３に警報指令を送信し、警報を発令させる。
　マシンガイダンス装置５０は、様々な機能を担う機能部を含む。本実施例では、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの動作をガイダンスするための機能部として、傾斜角算出部５０１、高さ算出部５０３、比較部５０４、警報制御部５０５、ガイダンスデータ出力部５０６、作業対象設定部５０７、作業対象面情報表示部５０８、ショベル向き表示部５０９、操作方向表示部５１０、及び正対状態表示部５１１を含む。
　傾斜角算出部５０１は、機体傾斜センサＳ４からの検出信号に基づいて、水平面に対する上部旋回体３の傾斜角（ショベルの傾斜角）を算出する。すなわち、傾斜角算出部５０１は、機体傾斜センサＳ４からの検出信号を用いて、ショベルの傾斜角を算出する。
　高さ算出部５０３は、傾斜角算出部５０１が算出した傾斜角と、センサＳ１～Ｓ３の検出信号から算出されたブーム４、アーム５、バケット６の角度とから、バケット６の先端（爪先）の高さを算出する。本実施例では、バケット６の先端で掘削を行うため、バケット６の先端（爪先）はエンドアタッチメントの作業部位に相当する。一方、バケット６の背面で土砂をならすような作業をするときには、バケット６の背面がエンドアタッチメントの作業部位に相当する。バケット６以外のエンドアタッチメントとしてブレーカを用いた場合には、ブレーカの先端がエンドアタッチメントの作業部位に相当する。
　比較部５０４は、高さ算出部５０３が算出したバケット６の先端（爪先）の高さと、ガイダンスデータ出力部５０６から出力されるガイダンスデータで示されるバケット６の先端（爪先）の目標高さとを比較する。目標高さは、予め入力された設計図面とショベルの現在位置と作業姿勢とから算出されてもよい。設定された過去のショベルの爪先位置と、入力された目標深さと、ショベルの傾斜角と、現在の作業姿勢（現在の爪先位置）から算出されてもよい。
　警報制御部５０５は、比較部５０４での比較結果に基づいて、警報が必要と判断した場合には警報指令を音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３の両方又は一方に送信する。音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３は、警報指令を受けると所定の警報を発してショベルの操作者に通報する。
　ガイダンスデータ出力部５０６は、マシンガイダンス装置５０の記憶装置に予め格納されていたガイダンスデータからバケット６の目標高さのデータを抽出して比較部５０４に対して出力する。この際、ガイダンスデータ出力部５０６は、ショベルの現在位置、作業姿勢、傾斜角等に対応するバケット６の目標高さのデータを出力してもよい。
　作業対象設定部５０７はショベルの作業対象を設定する機能要素である。作業対象設定部５０７は、例えば、入力装置Ｄ１の所定のスイッチが押下されたときのショベルの向きを作業対象としての法面に正対する向きとして設定する。２次元マシンガイダンスの場合には、作業対象設定部５０７は、入力装置Ｄ１の所定のスイッチが押下されたときのバケット６の先端（爪先）位置を基準位置として設定してもよい。基準位置は、バケット６の先端位置の現在位置を算出して表示するために用いられる。
　ショベルが設計データを有し且つ測位装置Ｓ８を備える場合には、作業対象設定部５０７は法面に正対する向きを予め設定している。
　作業対象面情報表示部５０８は、作業対象面としての法面に関する情報をカメラ画像に重畳表示する機能要素である。例えば、作業対象面情報表示部５０８は、表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像上に作業対象面としての法面の延長方向又はその延長方向に垂直な方向を表す画像を重畳表示する。法面の延長方向又はその延長方向に垂直な方向を表す画像は、法面の延長方向を示す線分、その延長方向に垂直な方向を示す線分等を含む。作業対象面は法面に限定されない。
　ショベル向き表示部５０９は、ショベルの向きに関する情報を出力画像上に表示する機能要素である。例えば、ショベル向き表示部５０９は、表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像上にショベルの向きを表す画像を重畳表示する。ショベルの向きを表す画像は、ショベルの向きを示す線分を含む。ショベル向き表示部５０９は、出力画像中のカメラ画像以外の部分にショベルの向きを表す画像を表示してもよい。
　操作方向表示部５１０は、ショベルを作業対象としての法面に正対させるための操作方向を表す画像を出力画像上に表示する機能要素である。例えば、操作方向表示部５１０は、ショベルを法面に正対させるための操作方向を示す矢印をカメラ画像上に重畳表示する。操作方向表示部５１０は、出力画像中のカメラ画像以外の部分にショベルを法面に正対させるための操作方向を表す画像を表示してもよい。操作方向は旋回方向又は進行方向を含んでいてもよい。
　正対状態表示部５１１は、ショベルと作業対象としての法面とが正対した状態を表す画像を出力画像上に表示する機能要素である。例えば、正対状態表示部５１１は、ショベルと法面とが正対した状態を表す正対マークをカメラ画像上に重畳表示する。
　図４、図５Ａ及び図５Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の例について説明する。図４は、法面ＷＳを形成するショベルの上面図を示す。法面ＷＳは作業対象設定部５０７により設定された作業対象としての法面である。
　図４のショベルは、前方カメラＳ６Ｆ、左側方カメラＳ６Ｌ、右側方カメラＳ６Ｒ、及び後方カメラＳ６Ｂを上部旋回体３に搭載する。
　図４は、ショベルの右後方に物体Ｂが存在することを示す。一点鎖線ＶＬ１ｖは法面ＷＳの延長方向に垂直で且つショベル中心点ＳＸを通る仮想線（説明目的で描画される実際には存在しない線分）である。二点鎖線ＶＬ１ｐは法面ＷＳの延長方向に平行で且つショベル中心点ＳＸを通る仮想線である。破線ＶＬ２は、ショベルの前後方向に平行で且つショベル中心点ＳＸを通る仮想線である。
　図５Ａ及び図５Ｂは、図４のショベルに搭載された左側方カメラＳ６Ｌ、右側方カメラＳ６Ｒ、及び後方カメラＳ６Ｂの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した扇形俯瞰画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図５Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図５Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。
　図５Ａ及び図５Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、扇形領域Ｒ１の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（扇形俯瞰画像）が表示され、その中心にはショベルの上面図を表すイラスト画像であるショベルアイコンＧ１が配置される。図５Ａと図５Ｂとを見比べて分かるように、扇形領域Ｒ１の内部に表示されるカメラ画像は、例えばショベルの旋回動作に応じて変化する。図５Ｂのカメラ画像に関するショベルの状態は、図５Ａのカメラ画像に関するショベルを左方向に旋回させた状態に対応する。後述の図６Ａと図６Ｂ、図７Ａと図７Ｂ、図８Ａと図８Ｂについても同様である。
　二点鎖線Ｌ１ｐは、法面ＷＳの延長方向を表す画像の一例であり、図４の二点鎖線ＶＬ１ｐに対応する。二点鎖線Ｌ１ｐは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、二点鎖線Ｌ１ｐは扇形領域Ｒ１の中心を通り、扇形領域Ｒ１の直径と同じ長さを有する。但し、二点鎖線Ｌ１ｐは扇形領域Ｒ１の中心を通らなくてもよい。二点鎖線Ｌ１ｐの長さは扇形領域Ｒ１の直径と同じでなくてもよい。例えば、二点鎖線Ｌ１ｐは扇形領域Ｒ１からはみ出ていてもよい。
　目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は、扇形領域Ｒ１の左端に配置される左側目盛りＧ２Ｌと、扇形領域Ｒ１の右端に配置される右側目盛りＧ２Ｒとを含む。左側目盛りＧ２Ｌ及び右側目盛りＧ２Ｒはそれぞれ５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の左右軸に対応する。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は扇形領域Ｒ１の外側に表示されてもよい。
　図５Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、扇形領域Ｒ１の外周に沿って右側目盛りＧ２Ｒから二点鎖線Ｌ１ｐに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は扇形領域Ｒ１の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。
　図５Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は、左側目盛りＧ２Ｌの近くに配置される左側正対マークＧ４Ｌと、右側目盛りＧ２Ｒの近くに配置される右側正対マークＧ４Ｒとを含む。左側正対マークＧ４Ｌ及び右側正対マークＧ４Ｒはそれぞれ２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が二点鎖線Ｌ１ｐを挟むように配置される。このとき、二点鎖線Ｌ１ｐは左側目盛りＧ２Ｌ及び右側目盛りＧ２Ｒのそれぞれの主目盛りと平行になり且つ一致する。矢印Ｇ３は消去される。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は扇形領域Ｒ１の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。
　次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の別の例について説明する。
　図６Ａ及び図６Ｂは、図４のショベルに搭載された後方カメラＳ６Ｂの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した後方画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図６Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図６Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。
　図６Ａ及び図６Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、矩形領域Ｒ２の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（後方画像）が表示される。後方画像に表示される像は、バックミラーに映る像と同様に鏡像である。そのため、図４に示すように実際にはショベルの右後方に存在する物体Ｂは、図６Ａに示すように矩形領域Ｒ２の右側部分に表示される。
　一点鎖線Ｌ１ｖは、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を表す画像の一例であり、図４の一点鎖線ＶＬ１ｖに対応する。一点鎖線Ｌ１ｖは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、一点鎖線Ｌ１ｖは、矩形領域Ｒ２の縦軸に平行となるように表示され、矩形領域Ｒ２の高さと同じ長さを有する。但し、一点鎖線Ｌ１ｖはその縦軸に平行でなくてもよい。一点鎖線Ｌ１ｖの長さは矩形領域Ｒ２の高さと同じでなくてもよい。例えば、一点鎖線Ｌ１ｖは矩形領域Ｒ２からはみ出ていてもよい。
　目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は矩形領域Ｒ２の下部中央に配置される。目盛りＧ２は５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の前後軸に対応する。矩形領域Ｒ２の下端部分に表示されているのは上部旋回体３の後端部分である。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は矩形領域Ｒ２の外側に表示されてもよい。
　図６Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、矩形領域Ｒ２の横軸に平行に一点鎖線Ｌ１ｖから目盛りＧ２の主目盛りに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は矩形領域Ｒ２の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。
　図６Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は目盛りＧ２の主目盛りのところに配置される。正対マークＧ４は２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が主目盛りを挟むように配置される。このとき、一点鎖線Ｌ１ｖは主目盛りと一致する。矢印Ｇ３は消去される。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は矩形領域Ｒ２の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。
　次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の更に別の例について説明する。
　図７Ａ及び図７Ｂは、図４のショベルに搭載された前方カメラＳ６Ｆ、左側方カメラＳ６Ｌ、右側方カメラＳ６Ｒ、及び後方カメラＳ６Ｂのそれぞれの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した全周囲俯瞰画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図７Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図７Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。
　図７Ａ及び図７Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、円形領域Ｒ３の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（全周囲俯瞰画像）が表示され、その中心にはショベルの上面図を表すイラスト画像であるショベルアイコンＧ１が配置される。
　一点鎖線Ｌ１ｖは、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を表す画像の一例であり、図４の一点鎖線ＶＬ１ｖに対応する。一点鎖線Ｌ１ｖは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、一点鎖線Ｌ１ｖは円形領域Ｒ３の中心を通り、円形領域Ｒ３の直径と同じ長さを有する。但し、一点鎖線Ｌ１ｖは円形領域Ｒ３の中心を通らなくてもよい。一点鎖線Ｌ１ｖの長さは円形領域Ｒ３の直径と同じでなくてもよい。例えば、一点鎖線Ｌ１ｖは円形領域Ｒ３からはみ出ていてもよい。
　破線Ｌ２は、ショベルの向きを表す画像の一例であり、ショベルの前後軸、及び、図４の破線ＶＬ２に対応する。破線Ｌ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。本実施例では、破線Ｌ２は円形領域Ｒ３の中心を通り、円形領域Ｒ３の直径と同じ長さを有する。但し、破線Ｌ２は円形領域Ｒ３の中心を通らなくてもよい。破線Ｌ２の長さは円形領域Ｒ３の直径と同じでなくてもよい。例えば、破線Ｌ２は円形領域Ｒ３からはみ出ていてもよく、円形領域Ｒ３の外部に表示されてもよい。
　目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は、円形領域Ｒ３の上端に配置される上側目盛りＧ２Ｔと、円形領域Ｒ３の下端に配置される下側目盛りＧ２Ｂとを含む。上側目盛りＧ２Ｔ及び下側目盛りＧ２Ｂはそれぞれ５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の上下軸に対応する。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は円形領域Ｒ３の外側に表示されてもよい。目盛りＧ２は省略されてもよい。
　図７Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、円形領域Ｒ３の外周に沿って破線Ｌ２から一点鎖線Ｌ１ｖに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は円形領域Ｒ３の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。
　図７Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は破線Ｌ２のところに配置される。正対マークＧ４は２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が破線Ｌ２を挟むように配置される。このとき、一点鎖線Ｌ１ｖは破線Ｌ２と平行になり且つ一致する。一点鎖線Ｌ１ｖ及び矢印Ｇ３は消去される。一点鎖線Ｌ１ｖはそのまま表示されていてもよい。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は円形領域Ｒ３の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。
　次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の更に別の例について説明する。
　図８Ａ及び図８Ｂは、図４のショベルに搭載された前方カメラＳ６Ｆの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した前方画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図８Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図８Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。
　図８Ａ及び図８Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、矩形領域Ｒ４の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（前方画像）が表示される。
　一点鎖線Ｌ１ｖは、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を表す画像の一例であり、図４の一点鎖線ＶＬ１ｖに対応する。一点鎖線Ｌ１ｖは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、一点鎖線Ｌ１ｖは、矩形領域Ｒ４の縦軸に平行となるように表示され、矩形領域Ｒ４の高さのほぼ半分の長さを有する。但し、一点鎖線Ｌ１ｖはその縦軸に平行でなくてもよい。一点鎖線Ｌ１ｖの長さはより長くてもより短くてもよい。例えば、一点鎖線Ｌ１ｖは矩形領域Ｒ４からはみ出ていてもよい。
　目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は矩形領域Ｒ４の下部中央に配置される。目盛りＧ２は５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の前後軸に対応する。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は矩形領域Ｒ４の外側に表示されてもよい。
　図８Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、矩形領域Ｒ４の横軸に平行に目盛りＧ２の主目盛りから一点鎖線Ｌ１ｖに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は矩形領域Ｒ４の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。
　図８Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は目盛りＧ２の主目盛りのところに配置される。正対マークＧ４は２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が主目盛りを挟むように配置される。このとき、一点鎖線Ｌ１ｖは主目盛りと一致する。矢印Ｇ３は消去される。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は矩形領域Ｒ４の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。
　次に、図９を参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の更に別の一例について説明する。
　図９は、図５Ａ、図５Ｂの扇形俯瞰画像を含むカメラ画像領域Ｇｙを含む出力画像Ｇｘを示す。図５Ａ、図５Ｂの扇形俯瞰画像は、図６Ａ、図６Ｂの後方画像、図７Ａ、図７Ｂの全周囲俯瞰画像、図８Ａ、図８Ｂの前方画像等の他のカメラ画像で置き換えられてもよい。
　図９の出力画像Ｇｘは、バケット高さ表示領域Ｇａ、冷却水温度表示領域Ｇｂ、燃料残量表示領域Ｇｃ、尿素水残量表示領域Ｇｄ、移動高さ表示領域Ｇｅ、移動距離表示領域Ｇｆ、横法面角度表示領域Ｇｇ、縦法面角度表示領域Ｇｈ、エンジン作動時間表示領域Ｇｉ、及び逸脱角度表示領域Ｇｊを含む。バケット高さ表示領域Ｇａ、移動高さ表示領域Ｇｅ、移動距離表示領域Ｇｆ、横法面角度表示領域Ｇｇ、縦法面角度表示領域Ｇｈ、及び逸脱角度表示領域Ｇｊに表示される情報はガイダンス情報を構成し、冷却水温度表示領域Ｇｂ、燃料残量表示領域Ｇｃ、尿素水残量表示領域Ｇｄ、及びエンジン作動時間表示領域Ｇｉに表示される情報は車両情報を構成する。マシンガイダンス装置５０は、図９に示すように、カメラ画像と同時にガイダンス情報及び車両情報の少なくとも一方を表示する。
　バケット高さ表示領域Ｇａは、バケット６の現在の高さと目標高さとの関係を示す表示領域であり、例えば、バー表示を含む。バー表示は、例えば、７つのセグメントＧａ１～Ｇａ７で構成される。バケット６の目標高さは、例えば、目標施工面としての法面の表面にバケット６の先端（爪先）を接触させたときのバケット６の先端（爪先）の高さを含む。本実施例では、セグメントＧａ１は、バケット６の現在の高さが目標高さよりも低く、バケット６の現在の高さと目標高さの差が２５ｃｍ以上の場合に点灯状態となる。セグメントＧａ２は、バケット６の現在の高さが目標高さよりも低く、その差が１ｃｍ以上２５ｃｍ未満の場合に点灯状態となる。セグメントＧａ３は、バケット６の現在の高さと目標高さとが一致する場合、例えば、その差が±１ｃｍ未満の場合に点灯状態となる。セグメントＧａ４は、バケット６の現在の高さが目標高さよりも高く、その差が１ｃｍ以上２５ｃｍ未満の場合に点灯状態となる。同様に、セグメントＧａ５、Ｇａ６、Ｇａ７はそれぞれ、バケット６の現在の高さが目標高さよりも高く、その差が２５ｃｍ以上５０ｃｍ未満の場合、５０ｃｍ以上７５ｃｍ未満の場合、７５ｃｍ以上の場合に点灯状態となる。斜線ハッチングで示すセグメントＧａ３は、バケット６の現在の高さとは無関係に、他のセグメントと区別可能に表示される。バケット６の現在の高さと目標高さとの差を操作者が直感的に理解できるようにするためである。図９では、セグメントＧａ７が点灯状態であり、他のセグメントＧａ１からＧａ６が消灯状態であることを示す。
　冷却水温度表示領域Ｇｂは、現在のエンジン冷却水の温度状態を画像表示する領域である。図９に示す例ではエンジン冷却水の温度状態を表すバーグラフが表示されている。エンジン冷却水の温度は、エンジン１１に取り付けられる水温センサ１１ｃが出力するデータに基づく。
　具体的には、冷却水温度表示領域Ｇｂは、注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２、セグメント表示Ｇｂ３、及びアイコン表示Ｇｂ４を含む。
　注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２はそれぞれ、エンジン冷却水の温度が注意を要する状態、正常状態にあることを操作者に知らせるための表示である。セグメント表示Ｇｂ３は、エンジン冷却水の温度の高低を操作者に知らせるための表示である。アイコン表示Ｇｂ４は、注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２、及びセグメント表示Ｇｂ３がエンジン冷却水の温度に関する表示であることを表すシンボル図形等のアイコンである。アイコン表示Ｇｂ４は、エンジン冷却水の温度に関する表示であることを表す文字情報であってもよい。
　図９に示す例ではセグメント表示Ｇｂ３は、点灯・消灯状態が個別に制御される８つのセグメントで構成され、冷却水温が高くなるほど点灯状態のセグメントの数が増加する。図９の例では３つのセグメントが点灯状態となっている。
　図９に示す例では、注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２はそれぞれ、セグメント表示Ｇｂ３の伸縮方向に沿うように並べて配置される図形であり、黄色（斜線ハッチング）、緑色（ドットハッチング）で常時点灯される。セグメント表示Ｇｂ３は、左右両端の２つのセグメントが注意範囲に属し、中央の６つのセグメントが正常範囲に属する。
　注意範囲表示、正常範囲表示、セグメント表示、及びアイコン表示を含む上述の構成は、燃料残量表示領域Ｇｃ及び尿素水残量表示領域Ｇｄにおいても同様に採用される。
　燃料残量表示領域Ｇｃは、燃料の残量状態を画像表示する領域である。燃料の残量は、燃料残量センサが出力するデータに基づく。
　尿素水残量表示領域Ｇｄは、選択触媒還元システムで用いられる尿素水の残量状態を画像表示する領域である。尿素水の残量は、図示しない尿素水残量センサが出力するデータに基づく。
　移動高さ表示領域Ｇｅは、バケット６の基準位置と現在位置との鉛直方向における差を移動高さとして表示する領域である。移動高さは、例えば、バケット６の現在位置が基準位置よりも低い場合に正値となり、バケット６の現在位置が基準位置よりも高い場合に負値となる。図９の例では移動高さが１．００ｍとなっている。
　移動距離表示領域Ｇｆは、バケット６の基準位置と現在位置との水平方向における差を移動距離として表示する領域である。移動距離は、例えば、バケット６の現在位置が基準位置に比べて上部旋回体３に近い場合に正値となり、バケット６の現在位置が基準位置に比べて上部旋回体３から遠い場合に負値となる。図９の例では移動距離が３．５０ｍとなっている。
　横法面角度表示領域Ｇｇは横法面角度の値と横法面角度を表すイラスト画像とを表示する領域である。横法面角度は、バケット６を横断する鉛直面における作業対象の法面の表面を表す線分と水平線との間に形成される角度である。図９の例では横法面角度がショベルから見て右下がりの１５°となっている。具体的には、横法面角度表示領域Ｇｇには、バケット６と目標施工面との位置関係を模式的に表す第１目標施工面画像が表示される。第１目標施工面表示画像には、操作者がキャビン１０内に座ってショベルの前方を見たときのバケット６と目標施工面とが、バケット画像及び目標施工面画像で模式的に表示される。バケット画像は、バケット６を表す図形であり、バケット６をキャビン１０から見たときの形で表されている。目標施工面画像は、目標施工面としての地面を表す図形であり、バケット画像と同様、キャビン１０から見たときの形で表されている。バケット画像と目標施工面画像との間隔は、実際のバケット６の先端と目標施工面との位置関係（距離）の変化に応じて変化するように表示される。また、バケット画像と目標施工面画像との相対傾斜角も同様に、実際のバケット６と目標施工面との位置関係（相対傾斜角）の変化に応じて変化するように表示される。操作者は、第１目標施工面表示画像を見ることで、バケット６と目標施工面との位置関係、及び、横法面角度を把握できる。第１目標施工面表示画像には、操作者の視認性を高めるために、実際の横法面角度よりも大きくなるように目標施工面画像が表示されていてもよい。操作者は、第１目標施工面表示画像に表示される目標施工面画像から大体の横法面角度を認識できる。また、操作者は、正確な横法面角度の値を知りたい場合には、目標施工面画像の下に数値表示されている横法面角度の値を見ればよい。
　縦法面角度表示領域Ｇｈは、縦法面角度と縦法面角度を表すイラスト画像とを表示する領域である。縦法面角度は、バケット６を縦断する鉛直面における作業対象の法面の表面を表す線分と水平線との間に形成される角度である。図９の例ではショベルから見て上り勾配の法面の縦法面角度が３５°となっている。具体的には、縦法面角度表示領域Ｇｈには、バケット６と目標施工面との位置関係を模式的に表す第２目標施工面画像が表示される。第２目標施工面表示画像には、側方から見たときのバケット６と目標施工面とが、バケット画像及び目標施工面画像で模式的に表示される。バケット画像は、バケット６を側方から見たときの形で表されている。目標施工面画像は、バケット画像と同様、側方から見たときの形で表されている。バケット画像と目標施工面画像との間隔は、実際のバケット６の先端と目標施工面との位置関係（距離）の変化に応じて変化するように表示される。また、バケット画像と目標施工面画像との相対傾斜角も同様に、実際のバケット６と目標施工面との位置関係（相対傾斜角）の変化に応じて変化するように表示される。操作者は、第２目標施工面表示画像を見ることで、バケット６と目標施工面との位置関係、及び、縦法面角度を把握できる。第２目標施工面表示画像には、操作者の視認性を高めるために、実際の傾斜角よりも大きくなるように目標施工面画像が表示されていてもよい。操作者は、第２目標施工面表示画像に表示される目標施工面画像から大体の縦法面角度を認識できる。また、操作者は、正確な縦法面角度の値を知りたい場合には、目標施工面画像の下に数値表示されている縦法面角度の値を見ればよい。
　エンジン作動時間表示領域Ｇｉは、エンジン１１の累積作動時間を画像表示する領域である。図９に示す例では単位「ｈｒ（時）」を用いた値が表示される。
　逸脱角度表示領域Ｇｊは、逸脱角度を表示する領域である。逸脱角度は、ショベルと作業対象の法面とが正対した状態からの逸脱の大きさを表す角度であり、例えば、ショベルの前後軸と作業対象の法面の延長方向に垂直な方向との間に形成される角度である。逸脱角度は、例えば、ショベルと作業対象の法面とが正対した状態で０°となり、ショベルの上部旋回体３が右方向に旋回するにつれて増大する。図９の例では逸脱角度が３０°となっている。
　上述のように、マシンガイダンス装置５０は、作業対象の法面ＷＳの延長方向又はその延長方向に垂直な方向を表す画像をカメラ画像に重畳表示する。例えば、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を示す一点鎖線Ｌ１ｖ、又は、法面ＷＳの延長方向を示す二点鎖線Ｌ１ｐを、扇形俯瞰画像、後方画像、全周囲俯瞰画像、前方画像等のカメラ画像上に重畳表示する。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、どの程度の旋回操作によってショベルを法面に正対させることができるかを直感的に理解できる。その結果、マシンガイダンス装置５０は、ショベルの操作性を向上させることができる。
　マシンガイダンス装置５０は、ショベルの向きを表す画像を出力画像Ｇｘに表示する。例えば、ショベルの前後軸に対応する破線Ｌ２、ショベルの左右軸に対応する目盛りＧ２をカメラ画像上に重畳表示する。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、ショベルの向きが正対状態でのショベルの向きからどの程度逸脱しているかを直感的に理解できる。
　マシンガイダンス装置５０は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を示す矢印Ｇ３を出力画像Ｇｘに表示する。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、ショベルを法面ＷＳに正対させるために左右何れの方向にどの程度旋回操作又は走行操作を行えばよいかを直感的に理解できる。
　マシンガイダンス装置５０は、ショベルと法面ＷＳとが正対した場合、正対した旨を表す画像を出力画像Ｇｘに表示する。例えば、マシンガイダンス装置５０は、ショベルと法面ＷＳとが正対した場合に正対マークＧ４を点滅させる。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解できる。
　以上、本発明の好ましい実施例が詳説された。しかし、本発明は、上述した実施例に制限されることはない。本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
　例えば、上述の実施例では、マシンガイダンス装置５０は、ショベルと法面ＷＳとが正対した場合に正対マークＧ４を出力画像Ｇｘに表示するが、音声情報によってショベルと法面ＷＳとが正対したことを操作者に伝えるようにしてもよい。
　マシンガイダンス装置５０は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向、逸脱角度等を音声情報によって操作者に伝えるようにしてもよい。
　本願は、２０１５年８月１０日に出願した日本国特許出願２０１５－１５８３３２号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１・・・下部走行体　２・・・旋回機構　３・・・上部旋回体　４・・・ブーム　５・・・アーム　６・・・バケット　７・・・ブームシリンダ　８・・・アームシリンダ　９・・・バケットシリンダ　１０・・・キャビン　１１・・・エンジン　１１ａ・・・オルタネータ　１１ｂ・・・スタータ　１１ｃ・・・水温センサ　１４・・・メインポンプ　１４ａ・・・レギュレータ　１４ｂ・・・吐出圧力センサ　１４ｃ・・・油温センサ　１５・・・パイロットポンプ　１７・・・コントロールバルブ　２６・・・操作装置　２９・・・圧力センサ　３０・・・コントローラ　３０ａ・・・一時記憶部　５０・・・マシンガイダンス装置　５５・・・燃料収容部　５５ａ・・・燃料収容量検出部　７０・・・蓄電池　７２・・・電装品　７５・・・エンジン回転数調整ダイヤル　５０１・・・傾斜角算出部　５０３・・・高さ算出部　５０４・・・比較部　５０５・・・警報制御部　５０６・・・ガイダンスデータ出力部　５０７・・・作業対象設定部　５０８・・・作業対象面情報表示部　５０９・・・ショベル向き表示部　５１０・・・操作方向表示部　５１１・・・正対状態表示部　Ｓ１・・・ブーム角度センサ　Ｓ２・・・アーム角度センサ　Ｓ３・・・バケット角度センサ　Ｓ４・・・機体傾斜センサ　Ｓ５・・・旋回角速度センサ　Ｓ６・・・カメラ　Ｓ６Ｂ・・・後方カメラ　Ｓ６Ｆ・・・前方カメラ　Ｓ６Ｌ・・・左側方カメラ　Ｓ６Ｒ・・・右側方カメラ　Ｓ７・・・通信装置　Ｓ８・・・測位装置　Ｄ１・・・入力装置　Ｄ２・・・音声出力装置　Ｄ３・・・表示装置　Ｄ３ａ・・・変換処理部　Ｄ４・・・記憶装置　Ｄ５・・・ゲートロックレバー　Ｄ６・・・ゲートロック弁　Ｄ７・・・エンジンコントローラユニット

Claims (12)

  1. 　下部走行体と、
    　前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
    　前記上部旋回体に取り付けられるカメラと、
    　前記カメラが取得したカメラ画像を含む出力画像を生成する演算処理装置と、を備えるショベルであって、
    　前記演算処理装置は、作業対象面の延長方向又は該延長方向に垂直な方向を表す画像を前記カメラ画像に重畳表示する、
    　ショベル。
  2. 　前記演算処理装置は、前記ショベルの向きを表す画像を前記出力画像に表示する、
    　請求項１に記載のショベル。
  3. 　前記カメラ画像は俯瞰画像である、
    　請求項１に記載のショベル。
  4. 　前記演算処理装置は、前記ショベルを前記作業対象面に正対させるための操作方向を示す矢印を前記出力画像に表示する、
    　請求項１に記載のショベル。
  5. 　前記操作方向は、旋回方向又は進行方向である、
    　請求項４に記載のショベル。
  6. 　前記演算処理装置は、前記作業対象面の延長方向又は該延長方向に垂直な方向を示す第１線分と、前記ショベルの向きを示す第２線分とを前記カメラ画像に重畳表示し、
    　前記ショベルと前記作業対象面とが正対した場合、前記第１線分は前記第２線分と平行になり、或いは、一致する、
    　請求項１に記載のショベル。
  7. 　前記演算処理装置は、前記ショベルと前記作業対象面とが正対した場合、正対した旨を表す画像を前記出力画像に表示する、
    　請求項１に記載のショベル。
  8. 　前記演算処理装置は、ガイダンス情報を表示する、
    　請求項１に記載のショベル。
  9. 　前記演算処理装置は、車両情報を表示する、
    　請求項１に記載のショベル。
  10. 　前記演算処理装置は、バケットと目標施工面との位置関係を表す目標施工面表示画像を前記カメラ画像と同時に表示し、
    　前記目標施工面表示画像は、前記バケットを側方から見たときの前記バケットの図形と前記目標施工面の図形とを含み、前記バケットと前記目標施工面との位置関係の変化に応じて変化する、
    　請求項１に記載のショベル。
  11. 　前記演算処理装置は、バケットと目標施工面との位置関係を表す目標施工面表示画像を前記カメラ画像と同時に表示し、
    　前記目標施工面表示画像は、前記バケットをキャビンから見たときの前記バケットの図形と前記目標施工面の図形とを含み、前記バケットと前記目標施工面との位置関係の変化に応じて変化する、
    　請求項１に記載のショベル。
  12. 　前記演算処理装置は、バケットの高さと目標施工面の高さとの関係を表すバー表示を前記カメラ画像と同時に表示する、
    　請求項１に記載のショベル。
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