WO2018034086A1 - 建設機械 - Google Patents

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WO2018034086A1
WO2018034086A1 PCT/JP2017/025366 JP2017025366W WO2018034086A1 WO 2018034086 A1 WO2018034086 A1 WO 2018034086A1 JP 2017025366 W JP2017025366 W JP 2017025366W WO 2018034086 A1 WO2018034086 A1 WO 2018034086A1
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WO
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position information
boom
posture
unit
initial
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PCT/JP2017/025366
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕志 橋本
稗方　孝之
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
コベルコ建機株式会社
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Publication date
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    • 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
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • 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
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033—Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
    • 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
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • 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
    • E02F9/267—Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Definitions

  • the present invention relates to a construction machine provided with a detection unit.
  • attachments other than those assumed by the construction machine manufacturer may be attached by the user.
  • a construction machine such as a demolition machine
  • a member such as a demolished building may be gripped by an attachment.
  • an attachment, a dismantled building member, or the like becomes an interference object and interferes with the driver's cab. Therefore, a sensor is attached to the main body of the construction machine, and the distance between the cab and the object to be interfered is detected, thereby preventing interference with the cab from the object to be interfered.
  • Patent Document 1 discloses an interference prevention apparatus that uses a plurality of ultrasonic sensors to determine whether or not a bucket has entered a collision risk area set in front of a cab. Further, in Patent Document 2, a laser that detects whether the worker is in the operating range of the work machine when the wide-area camera detects the color of the safety vest worn by the worker and this color is detected. A technique for determining using a distance meter is disclosed. Also, in Patent Document 3, a first stereo camera and a second stereo camera are attached to the upper part of the front side of the cabin of a hydraulic excavator at a predetermined interval, and based on stereo images obtained by these stereo cameras. Thus, a technique for detecting an obstacle is disclosed.
  • the position of the sensor may be displaced (position displacement) as the construction machine is used.
  • position displacement when the position of the sensor deviates from that at the time of shipment from the factory due to vibration of the construction machine or an external force applied to the machine body, there arises a problem that the sensor cannot accurately grasp the surrounding environment of the construction machine.
  • An object of the present invention is to provide a construction machine capable of detecting a displacement of a detection unit.
  • a construction machine includes a first structure, a second structure that is rotatable relative to the first structure around a predetermined axis, and the first structure. And a detection unit that has a predetermined detection range and detects environmental data indicating information on the surrounding environment of the first structure, and the environmental data detected by the detection unit, A position information acquisition unit that acquires position information of a specific part of two structures, and an initial posture around the axis that is set in advance so that the second structure is included in the detection range of the detection unit.
  • the position information acquisition unit stores the initial position information of the specific part acquired from the environment data, and the storage unit capable of outputting the initial position information; initial When the second structure is in the initial posture again after the determination, the position information acquisition unit acquires the comparison position information of the specific part acquired from the environment data, and the output from the storage unit A positional deviation detection unit that detects positional deviation of the detection unit in the first structure by comparing with initial position information;
  • FIG. 1 is a schematic side view of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a system configuration of the construction machine illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a simplified work attachment of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing processing at the time of initial setting of the construction machine in one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating distance image data in which the second structure is reflected on the coordinate area of the construction machine according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing processing when the construction machine is used in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a system configuration of the construction machine illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a simplified work attachment of a construction machine according to an embodiment
  • FIG. 7 is a diagram showing distance image data in which the second structure is reflected in the coordinate area of the construction machine in a modified embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a plan view of a construction machine according to a modified embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a plan view showing a state in which the upper-part turning body has turned from the state shown in FIG. 8A.
  • FIG. 9 is a flowchart showing processing when the construction machine is used in a modified embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a construction machine 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the directions viewed from the cab 31 are described as a forward direction, a backward direction, a left direction, a right direction, an upward direction, and a downward direction, respectively.
  • the front direction and the rear direction are collectively referred to as the front-rear direction
  • the upper direction and the lower direction are collectively referred to as the up-down direction.
  • the left direction and the right direction are collectively referred to as the left-right direction.
  • the construction machine 1 includes a crawler-type lower traveling body 2, an upper revolving body 3 (first structure, an example of a vehicle body) that is disposed on the lower traveling body 2 and is turnable, and an upper revolving body 3. And a work attachment 4 (an example of a second structure) that can be changed in posture.
  • an upper main body 32 is disposed on the upper swing body 3.
  • the work attachment 4 is disposed adjacent to, for example, the right side of the cab 31 with respect to the upper swing body 3 and is attached to the upper swing body 3 so as to be raised and lowered.
  • the work attachment 4 includes a boom 15, an arm 16 that is swingably attached to the tip of the boom 15, and a bucket 17 that is swingably attached to the tip of the arm 16 (the tip of the boom 15). (Grip attachment).
  • the bucket 17 can grip a predetermined gripping object.
  • the boom 15, the arm 16, and the bucket 17 can be changed in posture by rotating around a predetermined axis extending in the horizontal direction.
  • the upper swing body 3 supports the boom 15 so as to be rotatable.
  • the boom 15 is rotatable relative to the upper swing body 3 around the predetermined axis 4A.
  • a crusher, a dismantling machine, or the like can be employed as the work attachment 4.
  • the upper swing body 3 is configured by a box and includes a cab 31 in which an operator boardes.
  • the front surface is defined as a front surface 31a
  • the upper surface is defined as an upper surface 31b (FIG. 1).
  • a warning area D1 and an automatic restriction area D2 are set in front of the cab 31 in order from the front side.
  • the warning area D1 is used to notify the operator that the interference object is approaching the cab 31 and the danger is imminent or to restrict the operation of the work attachment 4 when the interference object enters. It is an area.
  • the automatic restriction region D2 is a region for automatically stopping or restricting the operation of the work attachment 4 when an interference object enters.
  • the warning area D1 is partitioned by the boundary surface L1 and the boundary surface L2.
  • the boundary surface L1 includes a boundary surface L11 facing the front surface 31a and a boundary surface L12 facing the upper surface 31b.
  • the boundary surface L11 is a plane set parallel to the front surface 31a at a position d11 away from the front surface 31a.
  • the boundary surface L12 is a plane set parallel to the upper surface 31b at a position away from the upper surface 31b by a distance d11.
  • the automatic regulation area D2 is partitioned by the boundary surface L2, the front surface 31a, and the upper surface 31b.
  • the boundary surface L2 includes a boundary surface L21 facing the front surface 31a and a boundary surface L22 facing the upper surface 31b.
  • the boundary surface L21 is a plane set in parallel with the front surface 31a at a position d12 ( ⁇ d11) away from the front surface 31a.
  • the boundary surface L22 is a plane set at a distance d12 upward from the upper surface 31b.
  • the lowermost ends of the warning area D1 and the automatic restriction area D2 are provided, for example, in front of the lower part of the cab 31.
  • the width in the left-right direction of the warning area D1 and the automatic restriction area D2 is set to, for example, the width in the left-right direction of the front surface 31a or a width provided with a slight margin.
  • the lowermost end of the warning area D1 and the automatic restriction area D2 and the width in the left-right direction may not be defined.
  • the warning area D1 and the automatic restriction area D2 are provided only in front of the front surface 31a, and may not be provided above the upper surface 31b.
  • the three-dimensional coordinate system in which the warning area D1 and the automatic restriction area D2 are set is defined as the three-dimensional coordinate system of the construction machine 1.
  • a distance sensor 110 is provided at a predetermined position (here, the upper end) of the front surface 31 a of the cab 31.
  • the distance sensor 110 has a predetermined visual field (detection range), and acquires distance image data indicating a distance distribution of the surrounding environment (here, forward) of the upper swing body 3.
  • the distance sensor 110 is installed on the front surface 31a so that the measurement range can cover at least the entire boundary surface L21. Thereby, the blind spot of the distance sensor 110 does not occur in the warning area D1 facing the front surface 31a, and the construction machine 1 can issue a warning to the operator before the interference object enters the automatic regulation area D2.
  • the distance sensor 110 constitutes a detection unit of the present invention.
  • the construction machine 1 further includes a first angle sensor 101, a second angle sensor 102, and a third angle sensor 103.
  • the first angle sensor 101 is provided at the rotation fulcrum (axial center 4 ⁇ / b> A) of the boom 15 and measures the rotational angle around the axial center of the boom 15.
  • the second angle sensor 102 is provided at the rotation fulcrum of the arm 16 and measures the rotation angle around the axis of the arm 16.
  • the third angle sensor 103 is provided at the rotation fulcrum of the bucket 17 and measures the rotation angle around the axis of the bucket 17.
  • the upper turning body 3 is provided with a controller 120 that is electrically connected to the distance sensor 110 and controls the entire construction machine 1.
  • a notification unit 140 is provided that notifies the operator of the state of the construction machine 1 and the like under the control of the controller 120.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the system configuration of the construction machine 1 shown in FIG.
  • the construction machine 1 includes an engine 210, a hydraulic pump 250 and a generator motor 220 connected to the output shaft of the engine 210, a control valve 260 that controls supply and discharge of hydraulic oil from the hydraulic pump 250 to the hydraulic cylinder 271, and a generator motor.
  • 220 includes a power storage device 240 that can be charged with the power generated by 220, and an inverter 230 that converts power between the power storage device 240 and the generator motor 220.
  • the hydraulic pump 250 is operated by the power of the engine 210 and discharges hydraulic oil.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 250 is guided to the hydraulic cylinder 271 in a state where the flow rate is controlled by the control valve 260.
  • the control valve 260 is provided with a pilot valve and a proportional valve.
  • the controller 120 includes a valve adjustment unit 126 (FIG. 2) that sets the opening degree of the proportional valve in the control valve 260 according to the operation amount of the operation lever 130.
  • a valve adjustment unit 126 (FIG. 2) that sets the opening degree of the proportional valve in the control valve 260 according to the operation amount of the operation lever 130.
  • the hydraulic cylinder 271 expands and contracts when supplied with hydraulic oil.
  • a boom cylinder that raises and lowers the boom 15 relative to the upper swing body 3, an arm cylinder that swings the arm 16 relative to the boom 15, and a bucket cylinder that swings the bucket 17 relative to the arm 16, respectively.
  • An example of the hydraulic cylinder 271 is configured.
  • Each cylinder is provided with the control valve 260 described above, and each cylinder can be controlled independently in response to a control signal from the controller 120.
  • the generator motor 220 has a configuration as a generator that converts the power of the engine 210 into electric power, and a configuration as a motor that converts the electric power stored in the power storage device 240 into power.
  • the generator motor 220 is configured by, for example, a three-phase motor, but this is an example and may be configured by a single-phase motor.
  • the power storage device 240 is composed of various secondary batteries such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, an electric double layer capacitor, and a lead battery.
  • the inverter 230 controls switching between the operation of the generator motor 220 as a generator and the operation of the generator motor 220 as an electric motor under the control of the controller 120.
  • the inverter 230 controls the current to the generator motor 220 and the torque of the generator motor 220 under the control of the controller 120.
  • the inverter 230 is configured by, for example, a three-phase inverter. However, this is an example, and the inverter 230 may be configured by a single-phase inverter.
  • FIG. 3 is a diagram showing the work attachment 4 in a simplified manner.
  • FIG. 4 is a flowchart showing processing at the time of initial setting of the construction machine 1 in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing distance image data in which the work attachment 4 is reflected in the coordinate area of the construction machine 1.
  • FIG. 6 is a flowchart showing processing (position shift determination processing) when the construction machine 1 is used.
  • the construction machine 1 further includes an acquisition unit 100 (attitude information acquisition unit) (FIG. 2), the distance sensor 110, the controller 120, the notification unit 140, and the work attachment 4 shown in FIG.
  • An operation lever 130 that receives an operation by the operator is provided (FIG. 2).
  • the acquisition unit 100 includes the first angle sensor 101, the second angle sensor 102, and the third angle sensor 103 described in FIG. 1, and acquires posture information indicating the posture of the work attachment 4 (second structure).
  • the rotation angle of the boom 15, the rotation angle of the arm 16, and the rotation angle of the attachment 17 correspond to the posture information.
  • the distance sensor 110 is arranged so that its field of view includes the front of the cab 31 and measures the distance from itself to an object located around the cab 31.
  • the distance sensor 110 includes, for example, a depth sensor including a light source that emits infrared light, a camera that can receive infrared light and visible light, and a processor that processes image data captured by the camera. ing.
  • the distance sensor 110 irradiates infrared rays at regular intervals (for example, 30 fps), measures the time from receiving the infrared rays until receiving reflected light in units of pixels, and the distance of the surrounding environment of the cab 31 Distance image data indicating the distribution is acquired.
  • the depth sensor that emits infrared rays has been increasingly put into practical use as a distance measuring means in recent years, and is used as an input interface for performing gesture input in games and the like.
  • a depth sensor using infrared rays is useful for the construction machine 1.
  • the method of measuring the time from when the infrared rays are irradiated until the reflected light is received is known as the ToF (Time of flight) method.
  • a pattern irradiation method for measuring a distance from a light receiving pattern of reflected light when a specific pattern is irradiated is known, and a depth sensor of this pattern irradiation method may be adopted. Since the construction machine 1 often works outdoors, a laser scanning ToF type depth sensor that is resistant to interference with sunlight may be employed. The depth sensor for irradiating infrared rays has high reliability, and the detection operation of the distance sensor 110 is stably realized by practical features.
  • the distance sensor 110 may be configured by a stereo camera that is relatively inexpensive as compared with the depth sensor.
  • the distance sensor 110 includes, for example, a stereo camera and a processor that calculates a distance distribution from a plurality of pieces of image data captured by a plurality of cameras constituting the stereo camera to an object. Due to the low cost and high reliability of the stereo camera and its practical features, the detection operation of the distance sensor 110 is stably realized.
  • the operation lever 130 is operated by an operator, for example, and outputs a signal indicating the operation amount to the controller 120.
  • the controller 120 includes a processor such as a microcontroller and a storage device that stores programs and the like.
  • the controller 120 includes a misalignment detection unit 121, a posture determination unit 122, an interference prevention unit 123, a storage unit 124, and a position information acquisition unit 125.
  • the positional deviation detection unit 121 to the positional information acquisition unit 125 may be configured by a dedicated hardware circuit, or may be realized by a CPU executing a program.
  • the positional deviation detection unit 121 has a function of detecting the positional deviation of the distance sensor 110 with respect to the cab 31 of the upper swing body 3.
  • the posture determination unit 122 compares the posture information acquired by the acquisition unit 100 after the initial setting with the initial posture information stored in the storage unit 124, so that the boom 15 of the work attachment 4 becomes the initial posture again. Judge that.
  • the interference prevention unit 123 uses the distance image data acquired by the distance sensor 110 to detect an interference object that is a work attachment 4 or a gripping object of the work attachment 4, and applies the detected interference object to the cab 31. Determine the risk of interference. Further, when it is determined that there is a risk of interference, the interference prevention unit 123 performs at least one of notification of danger and restriction of the operation of the construction machine 1.
  • the storage unit 124 stores in advance the initial position information of the boom 15 acquired by the position information acquisition unit 125 at the time of initial setting described later, and can output it.
  • the storage unit 124 stores in advance the initial posture information of the boom 15 acquired by the acquisition unit 100 at the time of initial setting and can output the information.
  • the position information acquisition unit 125 acquires position information (pixel data) of a specific part of the boom 15 with respect to the distance sensor 110 from the distance image data acquired by the distance sensor 110.
  • the boom 15, the arm 16, and the attachment 17 are shown as straight lines for the sake of simplicity.
  • the coordinate system of the construction machine 1 is such that the front surface 31a is set as the origin in the front-rear direction, the reference plane SE is set as the origin in the up-down direction, and the center in the left-right direction of the front surface 31a is the origin in the left-right direction. Is set.
  • the lengths of the boom 15, the arm 16, and the attachment 17 are known.
  • the distance d ⁇ in the front-rear direction between the front surface 31a of the cab 31 and the angle sensor 101 is also known. Therefore, if the rotation angle ⁇ 1 of the boom 15 with respect to the front surface 31a, the rotation angle ⁇ 2 of the arm 16 with respect to the boom 15, and the rotation angle ⁇ 3 of the attachment 17 with respect to the arm 16 are known, a trigonometric function is used to represent a representative of the work attachment 4.
  • the altitude dy and depth dz of the point P (for example, the tip P1 of the attachment 17, the tip P2 of the arm, or the tip P3 of the boom) can be calculated.
  • the altitude dy refers to the distance in the vertical direction from the reference plane SE parallel to the front-rear direction to the point P, for example
  • the depth dz refers to the distance in the front-rear direction from the front surface 31a to the point P, for example.
  • the three-dimensional coordinate system of the construction machine 1 that is, the position of the point P in the real space can be specified.
  • the boom 15, the arm 16, and the attachment 17 are located in any coordinate area of the distance image data measured by the distance sensor 110 from the angle of view of the distance sensor 110, the attachment position, and the angle of the optical axis. It can be judged whether it is appearing.
  • the position information acquisition unit 125 can acquire position information (pixel data) corresponding to the boom 15 from the distance image data acquired by the distance sensor 110.
  • the position information acquisition unit 125 includes correspondence information that indicates in advance in which coordinate area the boom 15 is located in the distance image data in accordance with the posture information acquired by the acquisition unit 100. And the positional information acquisition part 125 determines the positional information corresponding to the boom 15 according to the attitude
  • the correspondence information for example, data in which the rotation angle ⁇ 1 of the boom 15 is associated with the coordinates of a plurality of representative points on the outer edge of the coordinate area corresponding to the rotation angle ⁇ 1 can be employed.
  • the representative point for example, the coordinates of the vertex of the coordinate area can be adopted.
  • the coordinate area 411 indicates the boom 15, but the coordinate area 411 does not include a vertex.
  • the coordinates of the three vertices of the triangular coordinate area 411 appearing in the distance image data G401 can be adopted.
  • the position information acquisition unit 125 is closest to the distance sensor 110 in the distance image data (coordinate region 411) of the boom 15 included in the distance image data G401 (field of view of the distance sensor 110) illustrated in FIG.
  • the position data (P401 in FIG. 5) can be acquired as the position information of the boom 15.
  • coordinate areas 412 and 413 correspond to the arm 16 and the bucket 17, respectively.
  • the interference prevention unit 123 uses the distance image data acquired by the distance sensor 110 to detect an interference object that is a work attachment 4 or a gripping object of the work attachment 4, and the detected interference object interferes with the cab 31. Determine the risk of.
  • the interference prevention unit 123 determines the risk of interference due to the interference object based on whether or not the detected depth of the interference object has entered the warning area D1 or the automatic regulation area D2. Specifically, the interference prevention unit 123 may determine that the interference target is located at the coordinate having the smallest depth in the distance image data, and detect the depth of the coordinate as the depth of the interference target.
  • the interference prevention unit 123 converts the detected height and depth of the interference object from the three-dimensional coordinate system of the distance sensor 110 to the three-dimensional coordinate system of the construction machine 1, and the converted height and depth are warning areas. What is necessary is just to determine whether it has penetrate
  • the interference prevention unit 123 may determine whether or not the interference target has entered the warning area D1 or the automatic regulation area D2 using only the depth. In this case, the interference prevention unit 123 converts the minimum depth in the distance image data into the three-dimensional coordinate system of the construction machine 1 and automatically regulates if the obtained depth is located within the distance d12 from the front surface 31a. It may be determined that the vehicle has entered the area D2, and if the obtained depth is within the distance d12 and the distance d11 from the front surface 31a, it may be determined that the vehicle has entered the warning area D1.
  • the interference prevention unit 123 performs at least one of a warning to the operator and an operation restriction of the work attachment 4. Specifically, when the interference prevention unit 123 determines that the interference target is located in the warning region D1, the interference prevention unit 123 causes the notification unit 140 to issue a warning. As a warning mode, a mode in which a buzzer is sounded, a mode in which a warning lamp is turned on or blinking, or a mode in which a warning message is displayed on the display panel can be adopted. Or the aspect which combined these aspects may be employ
  • the interference prevention unit 123 corrects the opening degree of the proportional valve of the control valve 260 set by the valve adjustment unit 126 according to the operation amount of the operation lever 130 in the direction in which the work attachment 4 is decelerated.
  • the attachment 4 may be decelerated.
  • the interference prevention unit 123 may increase the amount of deceleration of the work attachment 4 as the depth of the interference target approaches the cab 31.
  • the notification unit 140 includes a buzzer, a display panel, and a warning lamp provided in the cab 31 and warns the operator under the control of the interference prevention unit 123.
  • a predetermined initial setting is executed at the time of shipment.
  • the display panel provided in the cab 31 is provided with a switch button for executing the initial setting mode.
  • the controller 120 starts the initial setting mode of the construction machine 1 (step S1 in FIG. 4).
  • the controller 120 displays the “initial setting posture” of the boom 15 on the display panel (step S2).
  • the initial setting posture is a posture around the axis of the boom 15 that is set in advance so that the boom 15 is included in the field of view of the distance sensor 110.
  • the initial setting posture of the boom 15 displayed on the display panel includes the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 of the boom 15, the arm 16, and the bucket 17 detected by the angle sensors 101, 102, and 103, respectively.
  • the posture of the work attachment 4 with respect to the upper swing body 3 is fixed by setting the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 to preset values.
  • the worker operates the operation lever 130 while looking at the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 displayed on the display panel, and brings the work attachment 4, particularly the boom 15, close to the initial setting posture (step S3). And the controller 120 determines whether the boom 15 was detected by the distance sensor 110 (step S4).
  • the position information acquisition unit 125 indicates correspondence information indicating in advance in which coordinate region the boom 15 is located in the distance image data of the distance sensor 110 according to the posture information acquired by the acquisition unit 100. I have. For this reason, the controller 120 can determine whether or not the boom 15 is detected by the distance sensor 110 using the correspondence information.
  • step S4 the controller 120 determines the posture of the boom 15 at that time as an initial setting position (initial posture) (step S5).
  • step S5 the controller 120 waits until the boom 15 is detected by further operation of the boom 15 by the operator.
  • the controller 120 stores the angle ⁇ i (initial posture information) of the boom 15 detected by the first angle sensor 101 at this time in the storage unit 124 (step S6). Further, the controller 120 controls the position information acquisition unit 125 to acquire the initial position information of the boom 15 from the distance image data acquired by the distance sensor 110 in the initial posture of the boom 15.
  • the initial position information corresponds to data (coordinates and distance data) of the closest position Mi closest to the distance sensor 110 among the distance image data of the boom 15 included in the field of view of the distance sensor 110.
  • step S6 the initial setting mode of the construction machine 1 ends.
  • a misalignment determination process is executed.
  • the misalignment determination process is always executed while the construction machine 1 is in use.
  • the operator operates operation lever 130 (FIG. 2), and boom 15 rotates (step S11).
  • the controller 120 controls the distance sensor 110 to acquire distance image data around the construction machine 1 and stores it in the storage unit 124 (step S12). Note that since the storage capacity of the storage unit 124 is limited, the distance image data for the latest predetermined time (for example, 1 minute) may be stored in the storage unit 124.
  • the comparison position information is the closest position Ms closest to the distance sensor 110 among the distance image data of the boom 15 included in the field of view of the distance sensor 110, similarly to the initial position information at the time of initial setting. It corresponds to data (coordinates, distance data).
  • the positional deviation detection unit 121 includes comparison position information including data (coordinates and distance data) of the closest position Ms, and data (coordinates and distance data) of the closest position Mi stored in the storage unit 124 at the time of initial setting.
  • the initial position information is compared (step S15).
  • the positional deviation detection unit 121 indicates that no positional deviation has occurred in the distance sensor 110 fixed to the cab 31. judge. In this case, steps S11 to S16 are repeated while the use of the construction machine 1 is continued.
  • the value of the threshold value a compared in step S ⁇ b> 16 is determined by an experiment performed in advance and stored in the storage unit 124.
  • the position deviation detection unit 121 determines that a position deviation has occurred in the distance sensor 110 fixed to the cab 31. To do. In this case, the misalignment detection unit 121 causes the notifying unit 140 to notify the misalignment warning information (step S17). When the operator corrects the positional deviation of the distance sensor 110, the positional deviation detection processing by the positional deviation detection unit 121 ends.
  • the positional deviation of the distance sensor 110 with respect to the cab 31 can be detected.
  • the distance image data is acquired by the distance sensor 110 in a state where the boom 15 as the second structure is fixed in the initial posture.
  • the position information of the boom 15 included in the distance image data is displaced. That is, when the distance sensor 110 is displaced in the direction away from the boom 15 as compared with the initial setting, the boom 15 is detected farther than the initial setting on the acquired position information.
  • a positional shift of the distance sensor 110 is detected. Further, as position information corresponding to the boom 15, data of the closest position Ms closest to the distance sensor 110 among the distance image data is acquired. In the field of view of the distance sensor 110 (FIG. 5), the closest position Ms (P401 in FIG. 5) is an intersection of the side edge of the boom 15 and the outer peripheral line of the distance image data. For this reason, since the closest position Ms is determined as one point, the processing operation and load executed by the position information acquisition unit 125 to determine the position information are reduced. For this reason, the position information of the boom 15 can be easily and efficiently acquired from the distance image data.
  • the positional deviation of the distance sensor 110 can be detected using the boom 15 included in the visual field of the distance sensor 110.
  • the boom 15 extends forward so as to be away from the distance sensor 110 provided in the cab 31. For this reason, the closest position of the boom 15 is easily determined uniquely within the field of view of the distance sensor 110, and the positional deviation detection process of the distance sensor 110 is stably executed.
  • the interference prevention unit 123 executes an interference prevention processing operation for the work attachment 4 and the driver's cab 31 of the grasped object. For this reason, when the position sensor 110 is displaced, erroneous recognition of the distance sensor 110 occurs, and the interference prevention processing operation is not accurately executed. Therefore, by performing the positional deviation detection processing of the distance sensor 110 as described above, the interference prevention processing operation by the interference prevention unit 123 can be accurately executed.
  • the construction machine 1 according to the embodiment of the present invention has been described above.
  • the present invention is not limited to these forms.
  • the construction machine according to the present invention the following modified embodiments are possible.
  • the position information acquisition unit 125 acquires, as position information, data of the closest position Ms closest to the distance sensor 110 among the distance image data of the boom 15 included in the field of view of the distance sensor 110.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating distance image data in which the work attachment 4 (FIG. 1) including the boom 15 (second structure) is reflected on the coordinate area G401 of the construction machine according to the modified embodiment of the present invention. is there.
  • the position information acquisition unit 125 (FIG. 2) acquires the side edge 411 (411G, 411A) as the position information in the coordinate area 411 corresponding to the boom 15.
  • the coordinates (initial position information) of the side edge 411G of the boom 15 reflected in the distance image data are stored in the storage unit 124.
  • the coordinates (comparison position information) of the side edge 411A of the boom 15 reflected in the distance image data are acquired.
  • the positional deviation detection unit 121 (FIG. 2) compares the acquired comparison position information with the initial position information stored in the storage unit 124, so that the distance of the upper swing body 3 from the cab 31 is obtained. A positional deviation of the sensor 110 can be detected.
  • FIG. 8A is a plan view of the construction machine in a modified embodiment of the present invention. This modified embodiment is mainly different from the previous embodiment in that the lower traveling body 2 functions as the second structure of the present invention, and therefore, the difference will be mainly described.
  • FIG. 8B is a plan view illustrating a state in which the upper swing body 3 is swung from the state illustrated in FIG. 8A.
  • the upper turning body 3 turns with respect to the lower traveling body 2 around an axial center 3A extending in the vertical direction.
  • the lower traveling body 2 rotates relative to the upper swing body 3 around the axis 3A.
  • the shaft center 3 ⁇ / b> A of the upper swing body 3 and the lower traveling body 2 is provided with an angle sensor (not shown) that detects the rotation angle of the upper swing body 3.
  • the attitude of the upper swing body 3 with respect to the lower traveling body 2 is detected by the output of the angle sensor.
  • the upper swing body 3 includes a work attachment 4 and a cab 31. Similar to the previous embodiment, the cab 31 is provided with a distance sensor 110.
  • a left distance sensor 111 is provided on the left side of the upper swing body 3, and a rear distance sensor 112 is provided on the rear portion of the upper swing body 3. Further, a right distance sensor 113 is provided on the right side of the upper swing body 3.
  • the left distance sensor 111, the rear distance sensor 112, and the right distance sensor 113 detect that there are no workers or obstacles around the construction machine. As a result, the construction machine can be safely operated.
  • the construction machine may include any one of the left distance sensor 111, the rear distance sensor 112, and the right distance sensor 113.
  • the posture shown in FIG. 8B corresponds to the initial setting posture (initial posture) of the lower traveling body 2 in which the initial setting of each sensor according to the present modified embodiment is possible.
  • the normal posture shown in FIG. 8A that is, the posture in which the longitudinal direction of the upper swing body 3 and the longitudinal direction of the lower traveling body 2 face the same direction, the left distance sensor 111, the rear distance sensor 112, and the right distance sensor
  • the field of view 113 does not include the lower traveling body 2.
  • the left distance sensor 111 can detect the left target 111 ⁇ / b> G composed of the left side portion of the lower traveling body 2.
  • the rear distance sensor 112 can detect the rear target 112G formed from the rear portion of the lower traveling body 2
  • the right distance sensor 113 can detect the right target 113G formed from the right portion of the lower traveling body 2. Then, the left target 111G, the rear target 112G, and the right target 113G are acquired as positional information, and the positional deviation detection process similar to that of the previous embodiment is executed. As a result, it is possible to accurately detect misalignment of the left distance sensor 111, the rear distance sensor 112, and the right distance sensor 113.
  • this modified embodiment it is possible to detect the positional deviation of the distance sensor arranged in the upper swing body 3 by using the lower traveling body 2 included in the field of view (detection range) of each distance sensor. .
  • transformation embodiment is not limited above,
  • the distance sensor not shown may be arrange
  • FIG. Also in this case, the lower traveling body 2 may be included in the field of view of the distance sensor in the initial setting posture (initial posture) of the lower traveling body 2.
  • FIG. 9 is a flowchart showing processing when the construction machine is used in a modified embodiment of the present invention.
  • the displacement detection operation of the distance sensor 110 (FIG. 1) is executed according to the will of the operator.
  • the initial setting of FIG. 3 is executed when the construction machine is shipped from the factory.
  • step S21 The operator operates the display panel in the cab 31 to execute a misregistration detection check mode (step S21).
  • the “initial setting posture” of the boom 15 (FIG. 1) is displayed on the display panel as in the initial setting in the previous embodiment (step S22).
  • the operator operates the operation lever 130 (FIG. 2) while looking at the rotation angles ⁇ 1 to ⁇ 3 displayed on the display panel to bring the work attachment 4, in particular, the boom 15 closer to the initial setting posture (step S23).
  • the position information acquisition unit 125 acquires the comparison position information of the boom 15 from the distance image data acquired by the distance sensor 110 (step). S24).
  • the positional deviation detection unit 121 includes comparison position information including data (coordinates and distance data) of the closest position Ms, and initial position information stored in the storage unit 124 and including data (coordinates and distance data) of the closest position Mi. Are compared (step S25).
  • the position deviation detection unit 121 indicates that no position deviation has occurred in the distance sensor 110 fixed to the cab 31. judge. In this case, the misalignment detection unit 121 displays “OK display” on the display panel of the cab 31 (step S27).
  • the position deviation detection unit 121 determines that a position deviation has occurred in the distance sensor 110 fixed to the cab 31. To do. In this case, the misalignment detecting unit 121 causes the notifying unit 140 to notify the position misalignment warning information (step S28).
  • the misregistration check mode by the misregistration detection unit 121 ends, the misalignment of the distance sensor 110 is repaired by the operator. Therefore, it becomes possible to detect and repair the positional deviation of the distance sensor 110 stably.
  • the hybrid excavator is used as the construction machine according to the present invention.
  • the construction machine according to the present invention may be a crane, a dismantling machine, an excavator, a handling machine, or the like. Further, as shown in FIG. 1, the construction machine may be composed of a single vehicle body without including the vehicle bodies separated above and below the lower traveling body 11 and the upper swing body 12.
  • the distance sensor is used as the detection unit of the present invention, but the present invention is not limited to this.
  • a detection unit a camera may be arranged on the upper swing body 3 (first structure).
  • the photographing data photographed by the camera includes environment data indicating information (distance distribution) of the surrounding environment of the upper swing body 3.
  • photography data may be sufficient.
  • the above camera may be a known range image camera.

Landscapes

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Abstract

検出ユニットの位置ずれを検出することが可能な建設機械を提供する。建設機械（１）は、ブーム（１５）と、運転室（３１）と、距離センサ（１１０）と、位置ずれ検出部（１２１）と、記憶部（１２４）と、位置情報取得部（１２５）と、を備える。距離センサ（１１０）は、所定の視野を備え、運転室（３１）の周辺環境の距離分布を示す距離画像データを取得する。記憶部（１２４）は、ブーム（１５）の初期位置情報を記憶する。位置ずれ検出部（１２１）は、初期設定後であってブーム（１５）が再び初期姿勢とされた際に、位置情報取得部（１２５）が距離画像データから取得するブーム（１５）の比較位置情報と、記憶部（１２４）に記憶されたブーム（１５）の初期位置情報とを比較することで、運転室（３１）に対する距離センサ（１１０）の位置ずれを検出する。

Description

建設機械
　本発明は、検出ユニットを備えた建設機械に関するものである。
　建設機械においては、建設機械の製造者が想定しているアタッチメント以外のアタッチメントがユーザーによって取り付けられることがある。また、解体機などの建設機械では、解体された建物などの部材がアタッチメントによって把持されることがある。これらの場合、アタッチメントや解体された建物の部材等が干渉対象物となって運転室に干渉する可能性が高まるため、それを未然に防止する必要がある。そこで、建設機械の本体にセンサが取付けられ、運転室と干渉対象物との距離を検知することで、干渉対象物による運転室への干渉防止が図られている。
　特許文献１には、複数の超音波センサを用いて、運転室の前方に設定された干渉危険領域にバケットが侵入したか否かを判定する干渉防止装置が開示されている。また、特許文献２には、作業者が装着している安全ベストの色を広域カメラが検出し、この色が検出された場合、作業者が作業機械の稼働範囲に存在するか否かがレーザー距離計を用いて判断される技術が開示されている。また、特許文献３には、油圧ショベルのキャビンの正面方向の上部に、所定の間隔をおいて第１ステレオカメラ及び第２ステレオカメラが取り付けられ、これらのステレオカメラによって得られたステレオ画像に基づいて、障害物を検出する技術が開示されている。
特開２００１－６４９９２号公報 特開２０１２－２２５１１１号公報 特開２０１４－２１５０３９号公報
　特許文献１乃至３に示された技術では、建設機械の使用に伴ってセンサの位置がずれることがある（位置ずれ）。特に、建設機械の振動や機体に加わる外力などによってセンサの位置が工場出荷時からずれると、センサが建設機械の周辺環境を正確に把握できないという課題が発生する。
　本発明は、検出ユニットの位置ずれを検出することが可能な建設機械を提供することを目的とする。
　本発明の一の局面に係る建設機械は、第１構造体と、前記第１構造体に対して所定の軸心回りに相対的に回動可能な第２構造体と、前記第１構造体に配置され、所定の検出範囲を備え、前記第１構造体の周辺環境の情報を示す環境データを検出する検出ユニットと、前記検出ユニットによって検出された前記環境データから、前記検出ユニットに対する前記第２構造体の特定部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記第２構造体が前記検出ユニットの前記検出範囲内に含まれるように予め設定された前記軸心回りの初期姿勢に前記第２構造体が配置された初期設定時において、前記位置情報取得部が前記環境データから取得した前記特定部位の初期位置情報を記憶するとともに、前記初期位置情報を出力可能な記憶部と、前記初期設定後であって前記第２構造体が再び前記初期姿勢とされた際に、前記位置情報取得部が前記環境データから取得する前記特定部位の比較位置情報と、前記記憶部から出力された前記初期位置情報とを比較することで、前記第１構造体における前記検出ユニットの位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、を有する。
図１は、本発明の一実施形態における建設機械の模式的な側面図である。 図２は、図１に示す建設機械のシステム構成の一例を示すブロック図である。 図３は、本発明の一実施形態における建設機械の作業アタッチメントを簡略化して示した図である。 図４は、本発明の一実施形態における建設機械の初期設定時の処理を示すフローチャートである。 図５は、本発明の一実施形態における建設機械の座標領域に重畳して第２構造体が映り込んだ距離画像データを示す図である。 図６は、本発明の一実施形態における建設機械の使用時の処理を示すフローチャートである。 図７は、本発明の変形実施形態における建設機械の座標領域に重畳して第２構造体が映り込んだ距離画像データを示す図である。 図８Ａは、本発明の変形実施形態における建設機械の平面図である。 図８Ｂは、図８Ａに示される状態から上部旋回体が旋回した様子を示す平面図である。 図９は、本発明の変形実施形態における建設機械の使用時の処理を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る建設機械１の模式的な側面図である。以下、運転室３１から見た方向を基準として、それぞれ前方向、後方向、左方向、右方向、上方向および下方向と記述する。また、前方向と後方向とを総称して前後方向と記述し、上方向と下方向とを総称して上下方向と記述する。また、左方向と右方向とを総称して左右方向と記述する。
　建設機械１は、クローラ式の下部走行体２と、下部走行体２の上部に配置され、旋回可能に設けられた上部旋回体３（第１構造体、車体の一例）と、上部旋回体３に取り付けられ、姿勢が変更可能な作業アタッチメント４（第２構造体の一例）とを備えている。上部旋回体３上には、運転室３１に加え、上部本体３２が配置されている。
　作業アタッチメント４は、上部旋回体３に対し、運転室３１の例えば右方に隣接して配置され、上部旋回体３に対して起伏可能に取り付けられている。作業アタッチメント４は、ブーム１５と、ブーム１５の先端部に対して揺動可能に取り付けられたアーム１６と、アーム１６の先端部（ブーム１５の先端側）に揺動可能に取り付けられたバケット１７（把持アタッチメント）とを備えている。バケット１７は、所定の把持物を把持可能である。ブーム１５、アーム１６およびバケット１７は、それぞれ、水平方向に延びる所定の軸心周りに回動することで、姿勢変更が可能とされている。特に、上部旋回体３は、ブーム１５を回動可能に支持している。換言すれば、ブーム１５は、上部旋回体３に対して所定の軸心４Ａ回りに相対的に回動可能とされる。なお、作業アタッチメント４としては、バケットに加え、破砕機、解体機などが採用できる。
　上部旋回体３は、箱体で構成され、オペレータが搭乗する運転室３１を備える。運転室３１において、前方の面が前面３１ａ、上方の面が上面３１ｂと定義される（図１）。
　運転室３１の前方には、前方側から順に警告領域Ｄ１及び自動規制領域Ｄ２が設定されている。警告領域Ｄ１は、干渉対象物が侵入した場合、干渉対象物が運転室３１に接近しており危険が迫っていることをオペレータに報知したり、作業アタッチメント４の動作を制限させたりするための領域である。自動規制領域Ｄ２は、干渉対象物が侵入した場合、作業アタッチメント４の動作を自動停止或いは制限させるための領域である。
　警告領域Ｄ１は、境界面Ｌ１と境界面Ｌ２とによって区画される。境界面Ｌ１は、前面３１ａを臨む境界面Ｌ１１と上面３１ｂを臨む境界面Ｌ１２とで構成される。境界面Ｌ１１は、前面３１ａから前方に距離ｄ１１離れた位置において、前面３１ａと平行に設定された平面である。境界面Ｌ１２は、上面３１ｂから上方に距離ｄ１１離れた位置において、上面３１ｂと平行に設定された平面である。
　自動規制領域Ｄ２は、境界面Ｌ２と前面３１ａ及び上面３１ｂとで区画される。境界面Ｌ２は、前面３１ａを臨む境界面Ｌ２１と上面３１ｂを臨む境界面Ｌ２２とで構成される。境界面Ｌ２１は、前面３１ａから前方に距離ｄ１２（＜ｄ１１）離れた位置において、前面３１ａと平行に設定された平面である。境界面Ｌ２２は、上面３１ｂから上方に距離ｄ１２離れて設定された平面である。
　なお、警告領域Ｄ１及び自動規制領域Ｄ２の最下端は、例えば、運転室３１の下部の前方に設けられている。また、警告領域Ｄ１及び自動規制領域Ｄ２の左右方向の幅は、例えば、前面３１ａの左右方向の幅或いはその幅に多少のマージンが設けられた幅に設定されている。但し、これらは、一例であり、警告領域Ｄ１及び自動規制領域Ｄ２の最下端、及び左右方向の幅は規定されていなくてもよい。また、警告領域Ｄ１及び自動規制領域Ｄ２は、前面３１ａの前方にのみ設けられ、上面３１ｂの上方には設けられていなくてもよい。なお、警告領域Ｄ１及び自動規制領域Ｄ２が設定されている３次元座標系が建設機械１の３次元座標系と定義される。
　運転室３１の前面３１ａの所定の位置（ここでは、上端）には、距離センサ１１０が設けられている。距離センサ１１０は、所定の視野（検出範囲）を備え、上部旋回体３の周辺環境（ここでは、前方）の距離分布を示す距離画像データを取得する。詳しくは、距離センサ１１０は、計測範囲が少なくとも境界面Ｌ２１の全域をカバーできるように、前面３１ａに設置されている。これにより、前面３１ａに対向する警告領域Ｄ１において距離センサ１１０の死角が発生せず、干渉対象物が自動規制領域Ｄ２に侵入するまでに建設機械１は、オペレータに警告を発することが可能となる。距離センサ１１０は、本発明の検出ユニットを構成する。
　建設機械１は、更に、第１角度センサ１０１、第２角度センサ１０２および第３角度センサ１０３を備える。第１角度センサ１０１は、ブーム１５の回転支点（軸心４Ａ）に設けられ、ブーム１５の軸心周りの回転角度を計測する。第２角度センサ１０２は、アーム１６の回転支点に設けられ、アーム１６の軸心周りの回転角度を計測する。第３角度センサ１０３は、バケット１７の回転支点に設けられ、バケット１７の軸心周りの回転角度を計測する。
　上部旋回体３には、距離センサ１１０と電気的に接続され、建設機械１の全体を制御するコントローラ１２０が設けられている。また、運転室３１内には、コントローラ１２０の制御の下、建設機械１の状態等をオペレータに報知する報知部１４０が設けられている。
　図２は、図１に示す建設機械１のシステム構成の一例を示すブロック図である。建設機械１は、エンジン２１０と、エンジン２１０の出力軸に連結された油圧ポンプ２５０及び発電電動機２２０と、油圧ポンプ２５０から油圧シリンダ２７１に対する作動油の給排を制御するコントロールバルブ２６０と、発電電動機２２０により発電された電力が充電可能な蓄電装置２４０と、蓄電装置２４０と発電電動機２２０との電力の変換を行うインバータ２３０とを備えている。
　油圧ポンプ２５０は、エンジン２１０の動力により作動して、作動油を吐出する。油圧ポンプ２５０から吐出された作動油は、コントロールバルブ２６０によって流量制御された状態で、油圧シリンダ２７１に導かれる。なお、コントロールバルブ２６０内には、パイロットバルブと、比例弁とが備えられている。
　コントローラ１２０は、操作レバー１３０の操作量に応じて、コントロールバルブ２６０内の比例弁の開度を設定するバルブ調整部１２６（図２）を備える。
　油圧シリンダ２７１は、作動油の供給を受けて伸縮する。なお、上部旋回体３に対してブーム１５を起伏させるブームシリンダと、ブーム１５に対してアーム１６を揺動させるアームシリンダと、アーム１６に対してバケット１７を揺動させるバケットシリンダとが、それぞれ油圧シリンダ２７１の一例を構成する。各シリンダには、上記のコントロールバルブ２６０がそれぞれ備えられている、コントローラ１２０の制御信号を受けて、各シリンダは独立して制御可能とされる。
　発電電動機２２０は、エンジン２１０の動力を電力に変換する発電機としての構成と、蓄電装置２４０が蓄える電力を動力に変換する電動機としての構成とを備えている。図２の例では、発電電動機２２０は例えば三相モータで構成されているが、これは一例であり、単相モータで構成されていてもよい。
　蓄電装置２４０は、例えば、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素バッテリ、電気二重層キャパシタ、及び鉛バッテリといった種々の二次電池で構成される。
　インバータ２３０は、コントローラ１２０の制御の下、発電電動機２２０の発電機としての作動と、発電電動機２２０の電動機としての作動との切り換えを制御する。また、インバータ２３０は、コントローラ１２０の制御の下、発電電動機２２０に対する電流及び発電電動機２２０のトルクを制御する。図２の例では、インバータ２３０は例えば、３相インバータで構成されているが、これは一例であり単相インバータで構成されていてもよい。
　図３は、作業アタッチメント４を簡略化して示した図である。図４は、本実施形態における建設機械１の初期設定時の処理を示すフローチャートである。図５は、建設機械１の座標領域に重畳して作業アタッチメント４が映り込んだ距離画像データを示す図である。図６は、建設機械１の使用時の処理（位置ずれ判定処理）を示すフローチャートである。
　建設機械１は、更に、取得部１００（姿勢情報取得部）（図２）と、図１に示した距離センサ１１０、コントローラ１２０、及び報知部１４０と、作業アタッチメント４の姿勢を変更するためのオペレータによる操作を受け付ける操作レバー１３０とを備えている（図２）。
　取得部１００は、図１で説明した第１角度センサ１０１、第２角度センサ１０２および第３角度センサ１０３を備え、作業アタッチメント４（第２構造体）の姿勢を示す姿勢情報を取得する。ここでは、ブーム１５の回転角度、アーム１６の回転角度、及びアタッチメント１７の回転角度が姿勢情報に該当する。
　距離センサ１１０は、その視野が運転室３１の前方を含むように配置されており、自身から運転室３１の周囲に位置する物体までの距離を計測する。本実施の形態では、距離センサ１１０としては、例えば、赤外線を照射する光源と、赤外線及び可視光が受光可能なカメラと、カメラが撮像した画像データを処理するプロセッサとを備える深度センサで構成されている。距離センサ１１０は、例えば、一定の時間毎（例えば３０ｆｐｓ）で赤外線を照射し、赤外線を照射してから反射光を受信するまでの時間を画素単位で計測し、運転室３１の周辺環境の距離分布を示す距離画像データを取得する。
　なお、赤外線を照射する深度センサは、距離計測手段として近年実用化例が増えてきており、ゲームなどでゼスチャ入力を行うための入力インターフェースとして活用されている。また、建設機械１は夜間に使用されることもあるので、赤外線を用いた深度センサは建設機械１にとって有用である。なお、赤外線を照射する深度センサにおいては、上記のように赤外線を照射してから反射光を受信するまでの時間を計測する方式はＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｆｌｉｇｈｔ）方式として知られている。その他、深度センサとしては、特定パターンを照射した際の反射光の受光パターンから距離を計測するパターン照射方式が知られており、このパターン照射方式の深度センサが採用されてもよい。建設機械１は屋外で作業することが多いため、太陽光との干渉に強いレーザー走査ＴｏＦ方式の深度センサが採用されてもよい。赤外線を照射する深度センサの信頼性が高く、実用的な特徴によって、距離センサ１１０の検出動作が安定して実現される。
　ここでは、距離センサ１１０として深度センサを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、深度センサに比べて比較的安価なステレオカメラで距離センサ１１０が構成されてもよい。この場合、距離センサ１１０は、例えば、ステレオカメラと、ステレオカメラを構成する複数のカメラで撮像された複数枚の画像データから物体までの距離分布を算出するプロセッサとで構成される。ステレオカメラの低コストかつ信頼性が高く、実用的な特徴によって、距離センサ１１０の検出動作が安定して実現される。
　操作レバー１３０は、例えば、オペレータによって操作され、操作量を示す信号をコントローラ１２０に出力する。
　コントローラ１２０は、例えば、マイクロコントローラ等のプロセッサ及びプログラム等を記憶する記憶装置で構成されている。そして、コントローラ１２０は、位置ずれ検出部１２１、姿勢判定部１２２、干渉防止部１２３、記憶部１２４、位置情報取得部１２５を備えている。位置ずれ検出部１２１～位置情報取得部１２５は、専用のハードウェア回路で構成されてもよいし、ＣＰＵがプログラムを実行することで実現されてもよい。
　位置ずれ検出部１２１は、上部旋回体３の運転室３１に対する距離センサ１１０の位置ずれを検出する機能を備えている。
　姿勢判定部１２２は、初期設定後に取得部１００によって取得された姿勢情報と、記憶部１２４に記憶された初期姿勢情報とを比較することで、作業アタッチメント４のブーム１５が再び初期姿勢となったことを判定する。
　干渉防止部１２３は、距離センサ１１０によって取得された距離画像データを用いて、作業アタッチメント４または作業アタッチメント４の把持物である干渉対象物を検出し、検出した干渉対象物の運転室３１への干渉の危険性を判定する。更に、干渉防止部１２３は、干渉の危険性が有ると判定した場合に、危険性の報知および建設機械１の動作制限のうちの少なくとも一方を行う。
　記憶部１２４は、後記の初期設定時に位置情報取得部１２５によって取得されるブーム１５の初期位置情報を予め記憶するとともに出力可能とされている。また、記憶部１２４は、初期設定時に取得部１００によって取得されたブーム１５の初期姿勢情報を予め記憶するとともに出力可能とされている。
　位置情報取得部１２５は、距離センサ１１０によって取得された距離画像データから、距離センサ１１０に対するブーム１５の特定部位の位置情報（画素データ）を取得する。
　図３において、ブーム１５、アーム１６、及びアタッチメント１７は説明を簡略化するために直線で示されている。図３の例では、建設機械１の座標系は、前面３１ａが前後方向の原点に設定され、基準面ＳＥが上下方向の原点に設定され、前面３１ａの左右方向の中心が左右方向の原点に設定されている。
　ブーム１５、アーム１６、及びアタッチメント１７の長さは既知である。また、運転室３１の前面３１ａと角度センサ１０１との前後方向の距離ｄαも既知である。よって、ブーム１５の前面３１ａに対する回転角度θ１、アーム１６のブーム１５に対する回転角度θ２、及びアタッチメント１７のアーム１６に対する回転角度θ３が分かれば、三角関数を用いることで、作業アタッチメント４の代表的な点Ｐ（例えば、アタッチメント１７の先端Ｐ１や、アームの先端Ｐ２や、ブームの先端Ｐ３）の高度ｄｙ及び深度ｄｚを算出できる。ここで、高度ｄｙとは、例えば、前後方向と平行な基準面ＳＥから点Ｐまでの上下方向の距離を指し、深度ｄｚとは、例えば、前面３１ａから点Ｐまでの前後方向の距離を指す。
　したがって、取得部１００が取得する回転角度θ１～θ３が分かれば、建設機械１の３次元座標系、すなわち、実空間での点Ｐの位置を特定できる。そして、点Ｐが分かれば、距離センサ１１０の画角、取り付け位置、及び光軸の角度から、距離センサ１１０で計測される距離画像データのどの座標領域にブーム１５、アーム１６、及びアタッチメント１７が表れているのかを判断することができる。この結果、位置情報取得部１２５は、距離センサ１１０によって取得された距離画像データからブーム１５に対応する位置情報（画素データ）を取得することが可能となる。
　本実施形態では、位置情報取得部１２５は、取得部１００が取得する姿勢情報に応じて、ブーム１５が距離画像データ内でどの座標領域に位置するかを予め示す対応情報を備えている。そして、位置情報取得部１２５は、当該対応情報を用いて、取得部１００の角度センサが計測した姿勢情報に応じてブーム１５に対応する位置情報を決定する。
　対応情報としては、例えば、ブーム１５の回転角度θ１と、回転角度θ１に応じた座標領域の外縁の複数の代表点の座標とが対応付けられたデータが採用できる。代表点としては、例えば、座標領域の頂点の座標が採用できる。なお、図５に示す矩形状の距離画像データＧ４０１の例では、座標領域４１１はブーム１５を示しているが、この座標領域４１１には頂点が含まれていない。この場合、代表点としては、例えば、距離画像データＧ４０１に表れている三角形状の座標領域４１１の３つの頂点の座標が採用できる。特に、位置情報取得部１２５は、図５に示す距離画像データＧ４０１（距離センサ１１０の視野）内に含まれるブーム１５の距離画像データ（座標領域４１１）のうち、距離センサ１１０に最も近い最近接位置のデータ（図５では、Ｐ４０１）をブーム１５の位置情報として取得することができる。なお、図５では、座標領域４１２、４１３がそれぞれアーム１６、バケット１７に対応している。
　干渉防止部１２３は、距離センサ１１０が取得する距離画像データを用いて、作業アタッチメント４又は作業アタッチメント４の把持物である干渉対象物を検出し、検出した干渉対象物の運転室３１への干渉の危険性を判定する。ここで、干渉防止部１２３は、検出した干渉対象物の深度が警告領域Ｄ１或いは自動規制領域Ｄ２に侵入しているか否かにより、干渉対象物による干渉の危険性を判定する。具体的には、干渉防止部１２３は、距離画像データにおいて深度が最小の座標に干渉対象物が位置すると判定し、その座標の深度を干渉対象物の深度として検出すればよい。そして、干渉防止部１２３は、検出した干渉対象物の高さ及び深度を、距離センサ１１０の３次元座標系から建設機械１の３次元座標系に変換し、変換した高さ及び深度が警告領域Ｄ１或いは自動規制領域Ｄ２に侵入しているか否かを判定すればよい。
　或いは、干渉防止部１２３は、深度のみを用いて干渉対象物が警告領域Ｄ１或いは自動規制領域Ｄ２に侵入しているか否かを判定してもよい。この場合、干渉防止部１２３は、距離画像データ内の最小の深度を建設機械１の３次元座標系に座標変換し、得られた深度が前面３１ａから距離ｄ１２の範囲内に位置すれば自動規制領域Ｄ２に侵入していると判定し、得られた深度が前面３１ａから距離ｄ１２以上、距離ｄ１１の範囲内に位置すれば警告領域Ｄ１に侵入していると判定すればよい。
　更に、干渉防止部１２３は、干渉の危険性が有ると判定した場合、オペレータへの警告及び作業アタッチメント４の動作制限の少なくとも一方を行う。具体的には、干渉防止部１２３は、干渉対象物が警告領域Ｄ１に位置すると判定した場合、報知部１４０に警告をさせる。警告の態様としては、ブザーを鳴動させる態様や、警告ランプを点灯又は点滅させる態様や、表示パネルに警告のメッセージを表示させる態様が採用できる。或いは、これらの態様を組み合わせた態様が警告の態様として採用されてもよい。また、干渉防止部１２３は、干渉対象物が自動規制領域Ｄ２に位置すると判定した場合、作業アタッチメント４を減速させる或いは自動停止させることで、作業アタッチメント４の動作を制限する。
　この場合、干渉防止部１２３は、バルブ調整部１２６が操作レバー１３０の操作量に応じて設定するコントロールバルブ２６０の比例弁の開度を、作業アタッチメント４を減速させる方向に補正することで、作業アタッチメント４を減速させればよい。更に、この場合、干渉防止部１２３は、干渉対象物の深度が運転室３１に近づくにつれて作業アタッチメント４の減速量を増大させてもよい。なお、報知部１４０は、運転室３１の内部に設けられたブザー、表示パネル、及び警告ランプを備え、干渉防止部１２３の制御の下、オペレータに警告を行う。
　次に、図４乃至図６を参照して、本実施形態に係る位置ずれ検出部１２１が実行する距離センサ１１０の位置ずれ判定処理について詳述する。
　図４を参照して、建設機械１が製造される工場において、出荷時に所定の初期設定が実行される。運転室３１の内部に備えられた表示パネルには、初期設定モード実行用のスイッチボタンが備えられている。作業者が当該スイッチボタンを押圧すると、コントローラ１２０によって建設機械１の初期設定モードが開始される（図４のステップＳ１）。次に、コントローラ１２０は、上記の表示パネルにブーム１５の「初期設定姿勢」を表示させる（ステップＳ２）。ここで、初期設定姿勢とは、ブーム１５が距離センサ１１０の視野内に含まれるように予め設定されたブーム１５の軸心回りの姿勢である。表示パネルに表示されるブーム１５の初期設定姿勢は、角度センサ１０１，１０２，１０３がそれぞれ検出する、ブーム１５、アーム１６およびバケット１７の回転角度θ１～θ３を含む。回転角度θ１～θ３が予め設定された値に設定されることで、上部旋回体３に対する作業アタッチメント４の姿勢が固定される。
　作業者は、表示パネルに表示された回転角度θ１～θ３を見ながら、操作レバー１３０を操作し、作業アタッチメント４、特に、ブーム１５を初期設定姿勢に近づける（ステップＳ３）。そして、コントローラ１２０は、距離センサ１１０によってブーム１５が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。なお、前述のとおり、位置情報取得部１２５は、取得部１００が取得する姿勢情報に応じて、ブーム１５が距離センサ１１０の距離画像データ内でどの座標領域に位置するかを予め示す対応情報を備えている。このため、コントローラ１２０は、当該対応情報を用いて、ブーム１５が距離センサ１１０によって検出されているか否かを判定することができる。
　距離センサ１１０によってブーム１５が検出された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、コントローラ１２０は、その時のブーム１５の姿勢を初期設定位置（初期姿勢）として決定する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ４でブーム１５が距離センサ１１０によって検出されていない場合（ステップＳ４でＮＯ）、コントローラ１２０は、作業者の更なるブーム１５の操作によって、ブーム１５が検出されるまで待機する。
　ステップＳ５において初期設定位置が決定されると、コントローラ１２０は、この時に第１角度センサ１０１が検出したブーム１５の角度θｉ（初期姿勢情報）を記憶部１２４に記憶させる（ステップＳ６）。更に、コントローラ１２０は、位置情報取得部１２５を制御して、ブーム１５の初期姿勢において距離センサ１１０が取得した距離画像データから、ブーム１５の初期位置情報を取得させる。本実施形態では、初期位置情報は、距離センサ１１０の視野内に含まれるブーム１５の距離画像データのうち、距離センサ１１０に最も近い最近接位置Ｍｉのデータ（座標、距離データ）に相当する。図５では、ブーム１５に対応して、距離画像データＧ４０１に表れている三角形状の座標領域４１１のうち、最近接位置Ｐ４０１のデータが、位置情報取得部１２５によって取得される。コントローラ１２０は、位置情報取得部１２５によって取得されたブーム１５の初期位置情報を記憶部１２４に記憶させる（ステップＳ６）。この結果、建設機械１の初期設定モードが終了する。
　初期設定モードが終了し、工場から出荷された建設機械１が使用現場に設置されると、位置ずれ判定処理が実行される。本実施形態では、建設機械１の使用中、常に位置ずれ判定処理が実行される。図６を参照して、建設機械１の使用が開始されると、作業者が操作レバー１３０（図２）を操作し、ブーム１５が回動する（ステップＳ１１）。この際、コントローラ１２０は、距離センサ１１０を制御して建設機械１の周辺の距離画像データを取得させ、記憶部１２４に記憶させる（ステップＳ１２）。なお、記憶部１２４の記憶容量は限られているため、最新の所定時間分（たとえば、１分）の距離画像データが記憶部１２４に記憶されればよい。
　ブーム１５が操作されると、やがてブーム１５が再び初期姿勢となったことが姿勢判定部１２２によって判定される（ステップＳ１３）。詳しくは、姿勢判定部１２２は、取得部１００の角度センサ１０１によって取得されたブーム１５の回転角度θ１（姿勢情報）と、記憶部１２４に記憶された角度θｉ（初期姿勢情報）とを比較する。そして、θ１＝θｉとなった場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、姿勢判定部１２２は、ブーム１５が再び初期姿勢となったと判定する。位置情報取得部１２５は、記憶部１２４に記憶されたθ１＝θｉとなった際の距離画像データから、ブーム１５の比較位置情報を取得する（ステップＳ１４）。本実施形態では、比較位置情報は、初期設定時の初期位置情報と同様に、距離センサ１１０の視野内に含まれるブーム１５の距離画像データのうち、距離センサ１１０に最も近い最近接位置Ｍｓのデータ（座標、距離データ）に相当する。
　位置ずれ検出部１２１は、最近接位置Ｍｓのデータ（座標、距離データ）を含む比較位置情報と、記憶部１２４に記憶され初期設定時の最近接位置Ｍｉのデータ（座標、距離データ）を含む初期位置情報とを比較する（ステップＳ１５）。ここで、比較位置情報と初期位置情報との差分Δ≦ａの場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、位置ずれ検出部１２１は、運転室３１に固定された距離センサ１１０に位置ずれが生じていないと判定する。この場合、建設機械１の使用が継続されながら、ステップＳ１１からステップＳ１６までが繰り返される。なお、ステップＳ１６で比較される閾値ａの値は、予め行われた実験によって決定され、記憶部１２４に記憶されている。
　一方、比較位置情報と初期位置情報との差分Δ＞ａの場合（ステップＳ１６でＮＯ）、位置ずれ検出部１２１は、運転室３１に固定された距離センサ１１０に位置ずれが生じていると判定する。この場合、位置ずれ検出部１２１は、報知部１４０に位置ずれの警告情報を報知させる（ステップＳ１７）。作業者によって距離センサ１１０の位置ずれが修復されることで、位置ずれ検出部１２１による位置ずれ検出処理が終了する。
　以上のように、本実施形態によれば、初期設定時と、初期設定後であってブーム１５が再び初期姿勢とされた時との間で、距離センサ１１０が取得する距離画像データのうちブーム１５に対応する位置情報同士が比較されることで、距離センサ１１０の運転室３１に対する位置ずれを検出することができる。特に、第２構造体としてのブーム１５が初期姿勢に固定された状態で、距離センサ１１０によって距離画像データが取得される。距離センサ１１０がずれている場合、距離画像データに含まれるブーム１５の位置情報がずれることとなる。すなわち、初期設定時と比較して距離センサ１１０がブーム１５から離れる方向にずれている場合、取得される位置情報上では、ブーム１５が初期設定時よりも遠くに検出される。この差分を利用して、距離センサ１１０の位置ずれが検出される。また、ブーム１５に対応する位置情報として、距離画像データのうち距離センサ１１０に最も近い最近接位置Ｍｓのデータが取得される。距離センサ１１０の視野内（図５）において、最近接位置Ｍｓ（図５のＰ４０１）は、ブーム１５の側縁と距離画像データの外周線との交点となる。このため、最近接位置Ｍｓが一点に決定されるため、位置情報を決定するために位置情報取得部１２５が実行する処理動作、負荷が軽減される。このため、距離画像データからブーム１５の位置情報を容易かつ効率的に取得することができる。
　また、本実施形態では、建設機械１の出荷後に、ブーム１５が再び初期姿勢となったことが、取得部１００が取得するブーム１５の姿勢情報に基づいて判定される。このため、位置ずれ検出部１２１が距離センサ１１０の位置ずれを確認するタイミングを容易に決定することができる。換言すれば、位置ずれ検出作業のために、作業者がブーム１５の姿勢を初期姿勢に調整する必要がない。また、本実施形態では、第１角度センサ１０１が検出するブーム１５の回転角度θ１によって、ブーム１５が初期姿勢になったことを容易に検出することができる。また、本実施形態では、距離センサ１１０の視野内に含まれるブーム１５を利用して、距離センサ１１０の位置ずれを検出することができる。特に、ブーム１５は、運転室３１に備えられた距離センサ１１０から離れるように、前方に向かって延びている。このため、距離センサ１１０の視野内において、ブーム１５の最近接位置が一義的に決まりやすく、距離センサ１１０の位置ずれ検出処理が安定して実行される。
　また、本実施形態では、距離センサ１１０が取得する距離画像データに基づいて、干渉防止部１２３が、作業アタッチメント４や把持物の運転室３１に対する干渉防止処理動作を実行する。このため、距離センサ１１０の位置ずれが生じた場合、距離センサ１１０の誤認識が発生し、干渉防止処理動作が正確に実行されない。したがって、上記のような距離センサ１１０の位置ずれ検出処理が実行されることで、干渉防止部１２３による干渉防止処理動作が正確に実行可能とされる。
　以上、本発明の一実施形態に係る建設機械１について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係る建設機械として、以下のような変形実施形態が可能である。
　（１）上記の実施形態では、位置情報取得部１２５が、距離センサ１１０の視野内に含まれるブーム１５の距離画像データのうち距離センサ１１０に最も近い最近接位置Ｍｓのデータを位置情報として取得する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図７は、本発明の変形実施形態における建設機械の座標領域Ｇ４０１に重畳して、ブーム１５（第２構造体）を含む作業アタッチメント４（図１）が映り込んだ距離画像データを示す図である。本変形実施形態では、位置情報取得部１２５（図２）は、ブーム１５に対応する座標領域４１１のうち、側縁４１１（４１１Ｇ、４１１Ａ）を位置情報として取得する。すなわち、初期設定時には、距離画像データに映り込んだブーム１５の側縁４１１Ｇの座標（初期位置情報）が記憶部１２４に記憶される。一方、建設機械１が使用され、ブーム１５が再び初期姿勢とされると、距離画像データに映り込んだブーム１５の側縁４１１Ａの座標（比較位置情報）が取得される。この場合も、位置ずれ検出部１２１（図２）は、取得された比較位置情報と、記憶部１２４に記憶された初期位置情報とを比較することで、上部旋回体３の運転室３１に対する距離センサ１１０の位置ずれを検出することができる。
　（２）また、上記の実施形態では、上部旋回体３が本発明の第１構造体を構成し、作業アタッチメント４のブーム１５が本発明の第２構造体を構成する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第２構造体は、作業アタッチメント４全体であってもよく、また、アーム１６またはバケット１７（把持アタッチメント）が第２構造体として機能する、または、第２構造体に含まれる態様でもよい。また、図８Ａは、本発明の変形実施形態における建設機械の平面図である。本変形実施形態では、先の実施形態と比較して、下部走行体２が本発明の第２構造体として機能する点で主に相違するため、当該相違点を中心に説明する。図８Ｂは、図８Ａに示される状態から上部旋回体３が旋回した様子を示す平面図である。
　上部旋回体３は、鉛直方向に延びる軸心３Ａ周りに、下部走行体２に対して旋回する。換言すれば、下部走行体２は、軸心３Ａ周りに上部旋回体３に対して相対的に回転する。上部旋回体３および下部走行体２の軸心３Ａには、上部旋回体３の回転角度を検出する不図示の角度センサが備えられている。当該角度センサの出力によって、下部走行体２に対する上部旋回体３の姿勢が検出される。上部旋回体３は、作業アタッチメント４および運転室３１を備える。先の実施形態と同様に、運転室３１には距離センサ１１０が備えられている。更に、本変形実施形態では、上部旋回体３の左側部に左側距離センサ１１１が備えられ、上部旋回体３の後部には後側距離センサ１１２が備えられている。更に、上部旋回体３の右側部に右側距離センサ１１３が備えられている。左側距離センサ１１１、後側距離センサ１１２および右側距離センサ１１３は、建設機械の周囲に作業者や障害物が存在しないことを検出する。この結果、建設機械の作業を安全に行うことができる。なお、建設機械は、左側距離センサ１１１、後側距離センサ１１２および右側距離センサ１１３の、何れかを備えるものでもよい。
　本変形実施形態では、図８Ａに示される通常姿勢から矢印で示すように上部旋回体３が旋回すると、図８Ｂに示す姿勢とされる。図８Ｂに示される姿勢が、本変形実施形態に係る各センサの初期設定が可能な、下部走行体２の初期設定姿勢（初期姿勢）に相当する。図８Ａに示される通常姿勢、すなわち、上部旋回体３の前後方向と下部走行体２の前後方向とが同じ方向を向くような姿勢では、左側距離センサ１１１、後側距離センサ１１２および右側距離センサ１１３の視界には、下部走行体２が含まれていない。一方、図８Ｂに示す初期姿勢では、左側距離センサ１１１は、下部走行体２の左側部からなる左ターゲット１１１Ｇを検出することができる。同様に、後側距離センサ１１２は、下部走行体２の後部からなる後ターゲット１１２Ｇを検出し、右側距離センサ１１３は、下部走行体２の右側部からなる右ターゲット１１３Ｇを検出可能である。そして、左ターゲット１１１Ｇ、後ターゲット１１２Ｇおよび右ターゲット１１３Ｇが、位置情報として取得され、先の実施形態と同様の位置ずれ検出処理が実行される。この結果、左側距離センサ１１１、後側距離センサ１１２および右側距離センサ１１３の位置ずれを精度良く検出することが可能となる。このように、本変形実施形態では、各距離センサの視界（検出範囲）に含まれる下部走行体２を利用して、上部旋回体３に配置された距離センサの位置ずれを検出することができる。なお、本変形実施形態は、上記に限定されるものではなく、不図示の距離センサが運転室３１の前面部などに配置されてもよい。この場合も、下部走行体２の初期設定姿勢（初期姿勢）において、距離センサの視界に下部走行体２が含まれればよい。
　（３）また、上記の実施形態では、建設機械１の使用中に、位置ずれ検出部１２１が距離センサ１１０の位置ずれ検出を実行する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図９は、本発明の変形実施形態における建設機械の使用時の処理を示すフローチャートである。本変形実施形態では、建設機械の使用時に、作業者の意志によって距離センサ１１０（図１）の位置ずれ検出動作が実行される。なお、本変形実施形態でも、建設機械の工場出荷時に、図３の初期設定が実行されている。
　作業者は、運転室３１内の表示パネルを操作することで、位置ずれ検出のチェックモードを実行する（ステップＳ２１）。この結果、先の実施形態における初期設定時と同様に、表示パネルには、ブーム１５（図１）の「初期設定姿勢」が表示される（ステップＳ２２）。作業者は、表示パネルに表示された回転角度θ１～θ３を見ながら、操作レバー１３０（図２）を操作し、作業アタッチメント４、特に、ブーム１５を初期設定姿勢に近づける（ステップＳ２３）。
　作業者の操作によってブーム１５が初期設定姿勢とされると、位置情報取得部１２５（図２）は、距離センサ１１０によって取得された距離画像データから、ブーム１５の比較位置情報を取得する（ステップＳ２４）。
　位置ずれ検出部１２１は、最近接位置Ｍｓのデータ（座標、距離データ）を含む比較位置情報と、記憶部１２４に記憶され、最近接位置Ｍｉのデータ（座標、距離データ）を含む初期位置情報とを比較する（ステップＳ２５）。ここで、比較位置情報と初期位置情報との差分Δ≦ａの場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、位置ずれ検出部１２１は、運転室３１に固定された距離センサ１１０に位置ずれが生じていないと判定する。この場合、位置ずれ検出部１２１は運転室３１の表示パネルに「ＯＫ表示」を表示させる（ステップＳ２７）。
　一方、比較位置情報と初期位置情報との差分Δ＞ａの場合（ステップＳ２６でＮＯ）、位置ずれ検出部１２１は、運転室３１に固定された距離センサ１１０に位置ずれが生じていると判定する。この場合、位置ずれ検出部１２１は、報知部１４０に位置ずれの警告情報を報知させる（ステップＳ２８）。そして、位置ずれ検出部１２１による位置ずれチェックモードが終了すると、作業者によって距離センサ１１０の位置ずれが修復される。したがって、距離センサ１１０の位置ずれを安定して検出、修復することが可能となる。
　（４）また、上記の実施形態では、本発明に係る建設機械として、ハイブリッドショベルを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る建設機械は、クレーン、解体機、掘削機、ハンドリング機などであってもよい。また、建設機械は、図１に示すように、下部走行体１１および上部旋回体１２の上下に分離した車体を備えることなく、単体の車体からなるものでもよい。
　（５）また、上記の実施形態では、本発明の検出ユニットとして、距離センサを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。検出ユニットとして、カメラが上部旋回体３（第１構造体）に配置されてもよい。カメラによって撮影された撮影データには、上部旋回体３の周辺環境の情報（距離分布）を示す環境データが含まれる。そして、当該撮影データから、位置情報取得部１２５が、ブーム１５の特定部位の位置情報を取得する態様でもよい。また、上記のカメラは、公知の距離画像カメラであってもよい。

Claims (11)

  1. 　第１構造体と、
    　前記第１構造体に対して所定の軸心回りに相対的に回動可能な第２構造体と、
    　前記第１構造体に配置され、所定の検出範囲を備え、前記第１構造体の周辺環境の情報を示す環境データを検出する検出ユニットと、
    　前記検出ユニットによって検出された前記環境データから、前記検出ユニットに対する前記第２構造体の特定部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、
    　前記第２構造体が前記検出ユニットの前記検出範囲内に含まれるように予め設定された前記軸心回りの初期姿勢に前記第２構造体が配置された初期設定時において、前記位置情報取得部が前記環境データから取得した前記特定部位の初期位置情報を記憶するとともに、前記初期位置情報を出力可能な記憶部と、
    　前記初期設定後であって前記第２構造体が再び前記初期姿勢とされた際に、前記位置情報取得部が前記環境データから取得する前記特定部位の比較位置情報と、前記記憶部から出力された前記初期位置情報とを比較することで、前記第１構造体における前記検出ユニットの位置ずれを検出する位置ずれ検出部と、
    を有する建設機械。
  2. 　前記位置情報取得部は、前記環境データの中で、前記第２構造体の前記特定部位のうち前記検出ユニットに最も近い最近接位置のデータを前記位置情報として取得する、請求項１に記載の建設機械。
  3. 　前記第１構造体に対する前記第２構造体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部を更に有し、
    　前記記憶部は、更に、前記初期設定時に前記姿勢情報取得部によって取得された前記第２構造体の初期姿勢情報を記憶するとともに、前記初期姿勢情報を出力可能であり、
    　前記初期設定後に前記姿勢情報取得部によって取得された前記姿勢情報と、前記記憶部から出力された前記初期姿勢情報とを比較することで、前記第２構造体が再び前記初期姿勢となったことを判定する姿勢判定部を更に有し、
    　前記位置ずれ検出部は、前記姿勢判定部によって前記第２構造体が再び前記初期姿勢となったと判定された場合に、前記検出ユニットの位置ずれを検出する、請求項１または２に記載の建設機械。
  4. 　前記姿勢情報取得部は、前記第２構造体の前記姿勢情報として前記第１構造体に対する前記第２構造体の前記軸心回りの回転角度を検出する角度センサを含む、請求項３に記載の建設機械。
  5. 　前記第１構造体は、運転室を備えた車体であり、
    　前記第２構造体は、前記運転室に隣接して配置され前記車体に対して起伏可能なように水平方向に延びる前記軸心回りに回動されるブームと、前記ブームの先端側に接続され、所定の把持物を把持可能な把持アタッチメントと、を含み、
    　前記検出ユニットは、前記検出範囲内に前記ブームおよび前記把持アタッチメントの少なくとも一方が含まれるように前記運転室に配置されている、請求項１乃至４の何れか１項に記載の建設機械。
  6. 　前記検出ユニットは、前記検出範囲内に前記把持アタッチメントが含まれるように前記運転室に配置され、
    　前記検出ユニットによって検出された前記環境データを用いて、前記把持アタッチメントまたは前記把持物である干渉対象物を検出し、前記検出した干渉対象物の前記運転室への干渉の危険性を判定する干渉防止部を更に有する、請求項５に記載の建設機械。
  7. 　前記第１構造体は、鉛直方向に延びる前記軸心回りに旋回する上部旋回体であり、
    　前記第２構造体は、下部走行体である、請求項１乃至４の何れか１項に記載の建設機械。
  8. 　上面視で前記上部旋回体の側縁と前記下部走行体の側縁とが交差するように前記上部旋回体が旋回された姿勢が前記初期姿勢に設定されることで、前記初期姿勢において前記検出ユニットの前記検出範囲内に前記下部走行体が含まれる、請求項７に記載の建設機械。
  9. 　前記検出ユニットは、前記検出範囲として所定の視野を備え、前記第１構造体の周辺環境の距離分布を示す距離画像データを前記環境データとして検出する距離センサである、請求項１乃至８の何れか１項に記載の建設機械。
  10. 　前記距離センサは、赤外線を照射する光源と、前記赤外線の反射光を受光するカメラとを備える、請求項９に記載の建設機械。
  11. 　前記距離センサは、ステレオカメラを備える、請求項９に記載の建設機械。
     
     
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