WO2021029253A1

WO2021029253A1 - 作業機械

Info

Publication number: WO2021029253A1
Application number: PCT/JP2020/029680
Authority: WO
Inventors: 悟井手; 治宣牛島
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-08-03
Publication date: 2021-02-18
Also published as: CN114008272A; JP7416579B2; DE112020002723T5; US20220243427A1; KR20220008339A; KR102641780B1; JP2021028444A

Abstract

作業機械の周囲に設定領域を適切に設定する。油圧ショベル（１００）は、油圧ショベル（１００）の周囲に設定された設定領域（Ａ）内に認識すべき対象が存在しているか否かを検出するための周囲監視装置と、旋回体（３）に対する走行体（５）の位置変化を検出するセンサと、油圧ショベル（１００）を制御するコントローラとを備えている。コントローラは、センサにより検出された旋回体（３）に対する走行体（５）の位置変化に応じて、設定領域（Ａ）を設定する。

Description

作業機械

　本開示は、作業機械に関する。

　従来、建設機械の作業範囲内へ侵入した侵入移動体をカメラ画像で検知し、侵入距離や人体らしさなどの情報および警報信号を操作者に知らせる、侵入移動体検出装置が提案されている（たとえば、特開平１０－７２８５１号公報（特許文献１）参照）。

特開平１０－７２８５１号公報

　作業機械の周囲に所定の設定領域が設定され、設定領域内に人などの認識すべき対象が存在しているか否かを検出するように構成されている作業機械においては、設定領域内に認識すべき対象が存在しているときに、警報が発せられたり、作業機械の動作が制限されたりする。これらの警報の発生および作業機械の動作制限を必要最小限に抑えるために、設定領域を適切に設定することが望まれている。

　本開示では、作業機械の周囲に設定領域を適切に設定できる、作業機械が提供される。

　本開示に従うと、走行体と、走行体に対して旋回可能な旋回体とを備える、作業機械が提供される。作業機械は、作業機械の周囲に設定された設定領域内に認識すべき対象が存在しているか否かを検出するための周囲監視装置と、旋回体に対する走行体の位置変化を検出するセンサと、作業機械を制御するコントローラとを備えている。コントローラは、センサにより検出された旋回体に対する走行体の位置変化に応じて、設定領域を設定する。

　本開示に従えば、作業機械の周囲に設定領域を適切に設定することができる。

実施形態に基づく油圧ショベルの外観図である。実施形態に基づく油圧ショベルのシステム構成の概略を示す図である。油圧ショベルの周辺に設定された設定領域を説明するための模式図である。油圧ショベルの周辺に設定された第１の境界と第２の境界とを説明するための模式図である。旋回体が走行体に対して旋回したときの設定領域を説明するための模式図である。旋回体が走行体に対してさらに旋回したときの設定領域を説明するための模式図である。油圧ショベルの制御システムの概略図である。

　以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

　図１は、実施形態に基づく油圧ショベル１００の外観図である。図１に示されるように、作業機械として、本例においては、主に油圧ショベル１００を例に挙げて説明する。

　油圧ショベル１００は、本体１と、油圧により作動する作業機２とを有している。本体１は、旋回体３と、走行体５とを有している。

　走行体５は、一対の履帯５Ｃｒと、走行モータ５Ｍとを有している。油圧ショベル１００は、履帯５Ｃｒの回転により走行可能である。走行モータ５Ｍは、走行体５の駆動源として設けられている。走行モータ５Ｍは、油圧により作動する油圧モータである。なお、走行体５が車輪（タイヤ）を有していてもよい。油圧ショベル１００の動作時には、走行体５、より具体的には履帯５Ｃｒが、基準面、たとえば地面に設置される。

　旋回体３は、走行体５の上に配置され、かつ走行体５により支持されている。旋回体３は、旋回軸ＲＸを中心として走行体５に対して旋回可能に、走行体５に搭載されている。旋回体３は、キャブ４を有している。油圧ショベル１００の乗員（オペレータ）は、キャブ４に搭乗して、油圧ショベル１００を操縦する。キャブ４には、オペレータが着座する運転席４Ｓが設けられている。オペレータは、キャブ４内において油圧ショベル１００を操作可能である。オペレータは、キャブ４内において、作業機２の操作が可能であり、走行体５に対する旋回体３の旋回操作が可能であり、また走行体５による油圧ショベル１００の走行操作が可能である。

　旋回体３は、エンジンが収容されるエンジンルーム９と、旋回体３の後部に設けられるカウンタウェイトとを有している。エンジンルーム９には、後述するエンジン３１および油圧ポンプ３３などが配置されている。

　旋回体３において、エンジンルーム９の前方に手すり１９が設けられている。手すり１９には、アンテナ２１が設けられている。アンテナ２１は、たとえばＧＮＳＳ（Global　Navigation　Satellite　Systems：全地球航法衛星システム）用のアンテナである。アンテナ２１は、車幅方向に互いに離れるように旋回体３に設けられた第１アンテナ２１Ａおよび第２アンテナ２１Ｂを有している。

　作業機２は、旋回体３に支持されている。作業機２は、ブーム６と、アーム７と、バケット８とを有している。ブーム６は、旋回体３に回転可能に連結されている。アーム７はブーム６の先端部に回転可能に連結されている。バケット８は、アーム７の先端部に回転可能に連結されている。アーム７およびバケット８のそれぞれは、ブーム６の先端側で移動可能な可動部材である。バケット８は、複数の刃を有している。バケット８は、刃を有していなくてもよい。バケット８の先端部は、ストレート形状の鋼板で形成されていてもよい。

　なお本実施形態においては、作業機２を基準として、油圧ショベル１００の各部の位置関係について説明する。

　作業機２のブーム６は、旋回体３に対して、ブーム６の基端部に設けられたブームピンを中心に回転する。旋回体３に対して回転するブーム６の特定の部分、たとえばブーム６の先端部が移動する軌跡は円弧状であり、その円弧を含む平面が特定される。油圧ショベル１００を平面視した場合に、当該平面は直線として表される。この直線の延びる方向が、油圧ショベル１００の本体１の前後方向、または旋回体３の前後方向であり、以下では単に前後方向ともいう。油圧ショベル１００の本体１の左右方向（車幅方向）、または旋回体３の左右方向とは、平面視において前後方向と直交する方向であり、以下では単に左右方向ともいう。車両本体の上下方向、または旋回体３の上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向であり、以下では単に上下方向ともいう。

　前後方向において、油圧ショベル１００の本体１から作業機２が突き出している側が前方向であり、前方向と反対方向が後方向である。前方向を視て左右方向の右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。

　前後方向とは、キャブ４内の運転席４Ｓに着座したオペレータの前後方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータに正対する方向が前方向であり、運転席４Ｓに着座したオペレータの背後方向が後方向である。左右方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの左右方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータが正面に正対したときの右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。上下方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの上下方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータの足元側が下側、頭上側が上側である。

　作業機２は、ブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２とを有している。ブームシリンダ１０は、ブーム６を駆動する。アームシリンダ１１は、アーム７を駆動する。バケットシリンダ１２は、バケット８を駆動する。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、およびバケットシリンダ１２のそれぞれは、作動油によって駆動される油圧シリンダである。

　油圧ショベル１００は、カメラ２０を備えている。カメラ２０は、油圧ショベル１００の周辺を撮像して、油圧ショベル１００の周辺の画像を取得するための撮像装置である。カメラ２０は、油圧ショベル１００の周辺の現況地形を取得可能であり、また油圧ショベル１００の周辺の障害物の存在を認識可能なように、構成されている。

　カメラ２０は、右前方カメラ２０Ａと、右側方カメラ２０Ｂと、後方カメラ２０Ｃと、左側方カメラ２０Ｄとを含んでいる。右前方カメラ２０Ａと右側方カメラ２０Ｂとは、旋回体３の上面の右側縁部に配置されている。右前方カメラ２０Ａは、右側方カメラ２０Ｂよりも前方に配置されている。右前方カメラ２０Ａと右側方カメラ２０Ｂとは、前後方向における旋回体３の中央部付近に、前後に並んで配置されている。

　後方カメラ２０Ｃは、前後方向において旋回体３の後端部に配置されており、左右方向において旋回体３の中央部に配置されている。旋回体３の後端部には、採掘時などにおいて車体のバランスをとるためのカウンタウェイトが設置されている。後方カメラ２０Ｃは、カウンタウェイトの上面に配置されている。左側方カメラ２０Ｄは、旋回体３の上面の左側縁部に配置されている。左側方カメラ２０Ｄは、前後方向における旋回体３の中央部付近に配置されている。

　油圧ショベル１００には、コントローラ２６が搭載されている。コントローラ２６は、油圧ショベル１００の動作を制御する。コントローラ２６の詳細は後述する。

　図２は、実施形態に基づく油圧ショベル１００のシステム構成を示すブロック図である。図２中の実線は油圧回路を示す。図２中の破線は電気回路を示す。なお図２には、実施形態の油圧ショベル１００を構成する電気回路の一部のみを図示している。図２に示されるように、油圧ショベル１００には、制御システム２００が搭載されている。

　制御システム２００は、カメラ２０と、アンテナ２１と、グローバル座標演算部２３と、ＩＭＵ（Inertial　Measurement　Unit）２４と、操作装置２５と、コントローラ２６と、方向制御弁６４と、圧力センサ６６と、マンマシンインターフェース部３２とを有している。

　コントローラ２６は、油圧ショベル１００全体の動作を制御するコントローラであり、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などの演算装置、メモリ２６１、タイマ２６２などにより構成されている。メモリ２６１は、不揮発性のメモリであり、必要なデータを記憶する領域として設けられている。メモリ２６１は、油圧ショベル１００の各種の動作を制御するためのプログラムを格納する。コントローラ２６は、メモリ２６１に格納されているプログラムに基づいて、油圧ショベル１００の動作を制御するための各種処理を実行する。タイマ２６２は、所定時間を計測する。

　図１に示されるカメラ２０で取得した油圧ショベル１００の周辺の画像は、コントローラ２６に入力される。コントローラ２６は、カメラ２０によって撮像された画像から、油圧ショベル１００の周辺画像を生成する。油圧ショベル１００の周辺画像は、右前方カメラ２０Ａ、右側方カメラ２０Ｂ、後方カメラ２０Ｃまたは左側方カメラ２０Ｄのいずれか１つのカメラによって撮像された画像から生成された、単画像を含む。また油圧ショベル１００の周辺画像は、右前方カメラ２０Ａ、右側方カメラ２０Ｂ、後方カメラ２０Ｃまたは左側方カメラ２０Ｄの各々によって撮像された複数の画像を合成して生成された、俯瞰画像を含む。

　アンテナ２１は、受信した電波（ＧＮＳＳ電波）に応じた信号をグローバル座標演算部２３に出力する。グローバル座標演算部２３は、グローバル座標系におけるアンテナ２１の設置位置を検出する。グローバル座標系は、作業エリアに設置した基準位置を元にした３次元座標系である。基準位置は、作業エリアに設定された基準杭の先端の位置であってもよい。

　ＩＭＵ２４は、旋回体３に設けられている。本例においては、ＩＭＵ２４は、キャブ４の下部に配置されている。旋回体３において、キャブ４の下部に高剛性のフレームが配置されている。ＩＭＵ２４は、そのフレーム上に配置されている。なお、ＩＭＵ２４は、旋回体３の旋回軸ＲＸの側方（右側又は左側）に配置されてもよい。ＩＭＵ２４は、前後方向、左右方向および上下方向における旋回体３の加速度と、前後方向、左右方向および上下方向まわりの旋回体３の角速度とを計測する。

　操作装置２５は、キャブ４内に配置されている。オペレータにより操作装置２５が操作される。操作装置２５は、油圧ショベル１００（走行体５）を走行させるオペレータ操作を受け付ける。また操作装置２５は、作業機２を駆動するオペレータ操作を受け付ける。操作装置２５は、オペレータ操作に応じた操作信号を出力する。本例においては、操作装置２５は、パイロット油圧方式の操作装置である。

　制御システム２００は、油圧ポンプ３３がエンジン３１によって駆動され、油圧ポンプ３３から吐出された作動油が、オペレータによる操作装置２５の操作に対応して、方向制御弁６４を介して各種の油圧アクチュエータ６０に供給されるように、構成されている。油圧アクチュエータ６０への油圧の供給および排出が制御されることにより、作業機２の動作、旋回体３の旋回、および走行体５の走行動作が制御される。油圧アクチュエータ６０は、図１に示されるブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２および走行モータ５Ｍと、旋回モータとを含んでいる。

　エンジン３１は、たとえばディーゼルエンジンである。コントローラ２６は、エンジン３１の動作を制御する。エンジン３１への燃料の噴射量がコントローラ２６によって制御されることにより、エンジン３１の出力が制御される。エンジン３１は、油圧ポンプ３３に連結するための駆動軸を有している。

　油圧ポンプ３３は、エンジン３１の駆動軸に連結されている。エンジン３１の回転駆動力が油圧ポンプ３３に伝達されることにより、油圧ポンプ３３が駆動される。油圧ポンプ３３は、斜板を有し、斜板の傾転角が変更されることにより吐出容量を変化させる可変容量型の油圧ポンプである。油圧ポンプ３３は、作業機２の駆動、走行体５の走行、および旋回体３の旋回に用いる作動油を供給する。油圧ポンプ３３から吐出された作動油は、減圧弁によって一定の圧力に減圧されて、方向制御弁６４に供給される。

　方向制御弁６４は、ロッド状のスプールを動かして作動油が流れる方向を切り換えるスプール方式の弁である。方向制御弁６４は、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、走行モータ５Ｍ、および旋回モータのそれぞれの作動油の供給量を調整するそれぞれのスプールを有している。各スプールが軸方向に移動することにより、油圧アクチュエータ６０に対する作動油の供給量が調整される。方向制御弁６４には、スプールの移動距離（スプールストローク）を検出するスプールストロークセンサ６５が設けられる。スプールストロークセンサ６５の検出信号は、コントローラ２６に出力される。

　なお、本例においては、油圧アクチュエータ６０を作動するために、その油圧アクチュエータ６０に供給される油は作動油と称される。また、方向制御弁６４のスプールを作動するために、その方向制御弁６４に供給される油はパイロット油と称される。また、パイロット油の圧力はパイロット油圧とも称される。

　作動油及びパイロット油は、同一の油圧ポンプから送出されてもよい。例えば、油圧ポンプ３３から送出された作動油の一部が減圧弁で減圧され、その減圧された作動油がパイロット油として使用されてもよい。また、作動油を送出する油圧ポンプ３３（メイン油圧ポンプ）とは別に、パイロット油を送出する油圧ポンプ（パイロット油圧ポンプ）が設けられてもよい。

　操作装置２５は、第１走行レバー２５１と、第２走行レバー２５２と、作業機レバー２５３とを有している。第１走行レバー２５１および第２走行レバー２５２は、たとえば運転席４Ｓの前方に配置されている。作業機レバー２５３は、たとえば運転席４Ｓの側方に配置されている。

　一対の走行レバー２５１，２５２は、油圧ショベル１００（走行体５）の走行を操作するために、オペレータによって操作される部材である。作業機レバー２５３は、作業機２、すなわちブーム６、アーム７およびバケット８の動作と、旋回体３の旋回とを操作するために、オペレータによって操作される部材である。

　油圧ポンプから送出され、減圧弁によって減圧されたパイロット油が、操作装置２５に供給される。操作装置２５の操作量に基づいて、パイロット油圧が調整される。

　操作装置２５と方向制御弁６４とは、パイロット油路４５０を介して接続されている。パイロット油は、パイロット油路４５０を介して方向制御弁６４に供給される。

　パイロット油路４５０には、圧力センサ６６が配置されている。圧力センサ６６は、パイロット油圧を検出する。圧力センサ６６の検出結果は、コントローラ２６に出力される。

　第１走行レバー２５１が操作されると、その操作量に対応したパイロット油圧が方向制御弁６４に供給される。右側の走行モータ５Ｍに供給される作動油の流れ方向および流量が、方向制御弁６４によって調整される。これにより、右側の走行モータ５Ｍへの作動油の供給が制御され、右走行装置の出力が制御される。

　第２走行レバー２５２が操作されると、その操作量に対応したパイロット油圧が方向制御弁６４に供給される。左側の走行モータ５Ｍに供給される作動油の流れ方向および流量が、方向制御弁６４によって調整される。これにより、左側の走行モータ５Ｍへの作動油の供給が制御され、左走行装置の出力が制御される。

　第１走行レバー２５１の操作方向に応じて、右側の走行モータ５Ｍの回転方向が切り換えられる。第２走行レバー２５２の操作方向に応じて、左側の走行モータ５Ｍの回転方向が切り換えられる。左右の走行モータ５Ｍを同方向に回転させることによって油圧ショベル１００を前進または後進させることができ、左右の走行モータ５Ｍを逆方向に回転させることによって油圧ショベル１００を超信地旋回させることが可能である。

　以上のように、オペレータは、第１走行レバー２５１および第２走行レバー２５２を操作することによって、油圧ショベル１００の走行動作を制御することができる。

　作業機レバー２５３が操作されると、その操作内容に対応したパイロット油圧が方向制御弁６４に供給される。これにより、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、および旋回モータに供給される作動油の流れ方向および流量が調整され、作業機２の動作および旋回体３の旋回動作が制御される。

　マンマシンインターフェース部３２は、入力部３２１と表示部（モニタ）３２２とを有している。本例においては、入力部３２１は、表示部３２２の周囲に配置される操作ボタンを有している。なお、入力部３２１はタッチパネルを有していてもよい。マンマシンインターフェース部３２を、マルチモニタとも称する。

　入力部３２１は、オペレータによって操作される。入力部３２１の操作により生成された指令信号は、コントローラ２６に出力される。表示部３２２は、油圧ショベル１００の車体情報を表示する。油圧ショベル１００の車体情報は、たとえば、油圧ショベル１００の作業モード、燃料計により示される燃料残量、温度計により示される冷却水の温度または作動油の温度、エアコンの稼働状況などを含む。表示部３２２はまた、コントローラ２６によって生成された、油圧ショベル１００の周辺画像を表示する。

　図３は、油圧ショベル１００の周辺に設定された設定領域Ａを説明するための模式図である。図３には、平面視した油圧ショベル１００の概略が図示されている。図３においては、旋回体３の前後方向は図中の上下方向である。

　図３に示されるように、油圧ショベル１００の周辺には、境界線Ｂが設定されている。境界線Ｂは、境界線Ｂの内側、すなわち境界線Ｂよりも油圧ショベル１００の近くに、認識すべき対象としての障害物、たとえば人が存在していることを検出する境界線をなしている。境界線Ｂの内側に設定された領域を、設定領域Ａと称する。図２に示すコントローラ２６は、油圧ショベル１００の周辺に境界線Ｂを設定し、境界線Ｂの内側の領域を設定領域Ａとして設定する。

　図３に示される履帯５Ｃｒは、旋回体３の前後方向に延びている。図３に示される履帯５Ｃｒと旋回体３との向きが揃っているときには、境界線Ｂは、旋回体３の前後方向に長辺を有し旋回体３の左右方向に短辺を有する、略矩形状の形状に設定される。設定領域Ａは、縦長の略四角形状に設定される。

　図３中にハッチングを付して示す可視領域Ｃは、キャブ４に搭乗するオペレータが前方を向いたときに目視できる領域を示す。可視領域Ｃは、旋回体３の前方に設定されている。可視領域Ｃは、カメラ２０の死角となる領域であり、右前方カメラ２０Ａ、右側方カメラ２０Ｂ、後方カメラ２０Ｃおよび左側方カメラ２０Ｄの撮像する画像には、可視領域Ｃは含まれない。

　カメラ２０は、可視領域Ｃを除く、油圧ショベル１００の周辺の画像を取得する。コントローラ２６は、境界線Ｂの内側の領域であって、可視領域Ｃを除く領域を、設定領域Ａとして設定する。カメラ２０は、設定領域Ａ内の画像を取得可能である。カメラ２０が取得した画像に、認識すべき対象としての障害物、たとえば人が写り込んでいるか否かをコントローラ２６が判断することにより、油圧ショベル１００の周囲に認識すべき対象が存在しているか否かが検出される。カメラ２０とコントローラ２６とは、実施形態の周囲監視装置を構成する。

　コントローラ２６は、周辺監視装置が認識すべき対象を認識できる範囲に、設定領域Ａを設定する。カメラ２０が取得した設定領域Ａ内の画像から、コントローラ２６は、人などの認識すべき対象が設定領域Ａ内に存在しているか否かを検出する。カメラ２０は可視領域Ｃ内の画像を取得不能であり、カメラ２０が取得した画像から可視領域Ｃ内に認識すべき対象が存在しているかを検出できないため、可視領域Ｃは設定領域Ａから除かれている。

　図４は、油圧ショベル１００の周辺に設定された第１の境界Ｂ１と第２の境界Ｂ２とを説明するための模式図である。図５は、旋回体３が走行体５に対して旋回したときの設定領域Ａを説明するための模式図である。図４，５に示される油圧ショベル１００は、図３に示される姿勢から、旋回体３が走行体５に対して相対回転している。履帯５Ｃｒは、旋回体３の前後方向に対して傾斜する方向に延びている。このときコントローラ２６は、旋回体３の周囲に第１の境界Ｂ１を設定し、第１の境界Ｂ１とは異なる第２の境界Ｂ２を走行体５の周囲に設定する。図４，５および後述する図６において、第１の境界Ｂ１を一点鎖線で示し、第２の境界Ｂ２を二点鎖線で示す。

　第１の境界Ｂ１は、旋回体３の前後方向に長辺を有し旋回体３の左右方向に短辺を有する、略矩形状の形状に設定される。第２の境界Ｂ２は、履帯５Ｃｒの延びる方向に長辺を有する略矩形状の形状に設定される。第１の境界Ｂ１の内側の領域と第２の境界Ｂ２の内側の領域とは、一部のみが重なっている。第１の境界Ｂ１の内側の領域と第２の境界Ｂ２の内側の領域とは、互いに重ならない部分を有している。

　この場合、コントローラ２６は、第１の境界Ｂ１と第２の境界Ｂ２との少なくともいずれか一方の内側の領域であって、可視領域Ｃを除く領域を、設定領域Ａとして設定する。コントローラ２６は、第１の境界Ｂ１の内側かつ第２の境界Ｂ２の内側の領域と、第１の境界Ｂ１の外側であるが第２の境界Ｂ２の内側である領域と、第２の境界Ｂ２の外側であるが第１の境界Ｂ１の内側である領域とを、設定領域Ａとして設定する。設定領域Ａを規定するための境界線Ｂを、図５および後述する図６においては、太い実線で示す。

　油圧ショベル１００が図３に示される姿勢であり、履帯５Ｃｒが旋回体３の前後方向に延びるとき、第１の境界Ｂ１と第２の境界Ｂ２とは一致しており、境界線Ｂに第１の境界Ｂ１と第２の境界Ｂ２とが重なっている。図３に示される境界線Ｂに、第１の境界Ｂ１および第２の境界Ｂ２が一致している。

　図３に示される油圧ショベル１００の姿勢から旋回体３が走行体５に対して旋回し、この旋回体３の旋回に対応して、コントローラ２６は、図４に示されるように、第２の境界Ｂ２に対して第１の境界Ｂ１を相対回転させている。コントローラ２６は、旋回体３に対する走行体５の位置変化に応じて、設定領域Ａを設定している。より具体的には、コントローラ２６は、旋回体３に対する走行体５の角度の変化に対応して、第２の境界Ｂ２に対する第１の境界Ｂ１の位置を変更して、図５に示されるように、設定領域Ａを変化させている。

　図５に示される境界線Ｂは、図３の境界線Ｂとは形状が異なる。図５に示される境界線Ｂは、図３とは異なり、略四角形状には設定されていない。境界線Ｂは、縦長の略矩形と斜めに延びる略矩形とを組み合わせた形状に設定される。

　図６は、旋回体３が走行体５に対してさらに旋回したときの設定領域Ａを説明するための模式図である。図６に示される油圧ショベル１００は、図３に示される姿勢から旋回体３が走行体５に対して９０°相対回転し、履帯５Ｃｒの延びる方向と旋回体３の前後方向とが直交している。図６に示される油圧ショベル１００では、旋回体３に対する走行体５の角度が最も大きくなっている。図６に示される油圧ショベル１００では、図３に示される履帯５Ｃｒと旋回体３との向きが揃う姿勢からの、旋回体３に対する走行体５の位置変化が、最も大きくなっている。

　コントローラ２６は、旋回体３の周囲に第１の境界Ｂ１を設定し、第１の境界Ｂ１とは異なる第２の境界Ｂ２を走行体５の周囲に設定する。第１の境界Ｂ１は、旋回体３の前後方向に長辺を有し旋回体３の左右方向に短辺を有する、略矩形状の形状に設定される。第２の境界Ｂ２は、履帯５Ｃｒの延びる方向に長辺を有する略矩形状の形状に設定される。第２の境界Ｂ２は、旋回体３の左右方向に長辺を有し旋回体３の前後方向に短辺を有する、略矩形状の形状に設定される。

　コントローラ２６は、第１の境界Ｂ１と第２の境界Ｂ２との少なくともいずれか一方の内側の領域であって、可視領域Ｃを除く領域を、設定領域Ａとして設定する。境界線Ｂは、図６に示されるように、縦長の略矩形と横長の略矩形とを組み合わせた形状に設定される。図６に示される設定領域Ａは、図３，５に示される設定領域Ａと比較して、旋回体３の幅方向（図中の左右方向）における長さが、より大きくなっている。図６に示される、旋回体３に対する走行体５の角度が９０°である配置において、旋回体３の幅方向における設定領域Ａの長さが最大になっている。

　次に、本実施形態の作用および効果について説明する。
　実施形態の油圧ショベル１００において、図２に示されるように、制御システム２００は、カメラ２０と、ＩＭＵ２４と、コントローラ２６とを備えている。カメラ２０とコントローラ２６とは、実施形態の周囲監視装置を構成する。ＩＭＵ２４は、上下方向まわりの旋回体３の角速度を計測可能である。ＩＭＵ２４は、旋回体３に対する走行体５の角度を検出する、実施形態のセンサとしての機能を有している。コントローラ２６は、図３，５～６に示されるように、旋回体３に対する走行体５の角度に応じて、設定領域Ａを設定する。

　走行体５の周囲に第２の境界Ｂ２を設定し、走行体５に対して旋回可能な旋回体３の周囲に第２の境界Ｂ２とは別の第１の境界Ｂ１を設定し、第１の境界Ｂ１と第２の境界Ｂ２とによって設定領域Ａを定める。走行体５に対する旋回体３の旋回角度によらずに一定の設定領域を設定するのではなく、旋回体３と走行体５との実際の位置関係に合わせて、第１の境界Ｂ１と第２の境界Ｂ２とを組み合わせて最適な設定領域Ａを自動で設定する。このようにすることで、油圧ショベル１００の周囲に設定領域Ａを適切に設定することができる。

　旋回体３に対する走行体５の角度をセンサで検知することで、角度に合わせた最適な設定領域Ａを自動で設定することができる。走行体５に対する旋回体３の角度を検出するセンサは、ＩＭＵ２４に限られない。旋回モータに取り付けられたポテンショメータで、旋回体３の旋回角度を検出してもよい。旋回体３に取り付けられたカメラ２０、または油圧ショベル１００の機外に配置されたカメラで撮像された画像から、旋回体３の旋回角度を検出してもよい。

　図３，５～６に示されるように、コントローラ２６は、旋回体３に対する走行体５の角度の変化に対応して、第２の境界Ｂ２に対して第１の境界Ｂ１を相対回転させる。これによりコントローラ２６は、第２の境界Ｂ２に対する第１の境界Ｂ１の位置を変更して、設定領域Ａを変化させる。旋回体３に対する走行体５の角度の変化によって設定領域Ａを変化させることにより、旋回角度に合わせた最適な設定領域Ａを自動で設定することができる。

　図６に示されるように、旋回体３に対する走行体５の角度が９０°であるとき、旋回体３の幅方向における設定領域Ａの長さが最大になっている。履帯５Ｃｒが、旋回体３の前後方向に直交して延びるときに、その履帯５Ｃｒの延びる方向に対応させて設定領域Ａが設定されている。これにより、油圧ショベル１００の周囲に設定領域Ａを適切に設定することができる。

　図３，５～６に示されるように、コントローラ２６は、可視領域Ｃを除く範囲に設定領域Ａを設定する。カメラ２０の撮像する画像に可視領域Ｃは含まれず、カメラ２０の撮像する画像に基づいて可視領域Ｃ内の障害物の存在を検出することはできない。カメラ２０の撮像する画像からコントローラ２６が認識すべき対象を認識できない範囲である可視領域Ｃを除いて、設定領域Ａが設定される。コントローラ２６は、カメラ２０の撮像する画像からコントローラ２６が認識すべき対象を認識できる範囲に、設定領域Ａを設定する。このようにすることで、油圧ショベル１００の周囲に設定領域Ａを適切に設定することができる。

　図４に示されるように、第２の境界Ｂ２は、履帯５Ｃｒの延びる方向に長手方向を有し、履帯５Ｃｒの延びる方向と直交する方向に短手方向を有している。履帯５Ｃｒの延びる方向は、走行体５の走行方向に相当する。したがって、コントローラ２６は、走行体５の走行方向における第２の境界Ｂ２の長さを、走行方向に直交する直交方向における第２の境界Ｂ２の長さよりも長く設定する。

　走行体５が走行できる方向の第２の境界Ｂ２を、走行方向に直交する直交方向よりも長くすることで、走行方向における設定領域Ａが長くなる。走行体５の走行方向の設定領域Ａを、走行体５が走行しない非走行方向の設定領域Ａよりも長く設定することにより、走行体５が走行しようとする方向に認識すべき対象が存在していることを、より確実に事前に察知できる。このように設定領域Ａを適切に設定することで、走行する走行体５が障害物に接触することを回避することができる。

　ＩＭＵ２４で走行体５の走行速度を検出し、第２の境界Ｂ２の走行方向における長さと直交方向における長さとの比を、走行速度に対応して変化させてもよい。制御システム２００がエンジン３１の回転数を検出する回転数センサを有し、第２の境界Ｂ２の走行方向における長さと直交方向における長さとの比を、エンジン３１の回転数に対応して変化させる構成としてもよい。走行体５の走行速度が大きくなるに従って、第２の境界Ｂ２の走行方向における長さと直交方向における長さとの比を、たとえば段階的に大きくすることができる。これにより設定領域Ａが適切に設定されるので、走行する走行体５が障害物に接触することを確実に回避することができる。

　これまでの実施形態の説明では、油圧ショベル１００がコントローラ２６を備えており、油圧ショベル１００に搭載されているコントローラ２６が油圧ショベル１００の動作を制御する例について説明した。油圧ショベル１００の動作を制御するコントローラは、必ずしも油圧ショベル１００に搭載されていなくてもよい。

　図７は、油圧ショベル１００の制御システムの概略図である。油圧ショベル１００に搭載されたコントローラ２６とは別に設けられた外部のコントローラ２６０が、油圧ショベル１００の制御システムを構成してもよい。コントローラ２６０は、油圧ショベル１００の作業現場に配置されてもよく、油圧ショベル１００の作業現場から離れた遠隔地に配置されてもよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　本体、２　作業機、３　旋回体、４　キャブ、４Ｓ　運転席、５　走行体、５Ｃｒ　履帯、５Ｍ　走行モータ、６　ブーム、７　アーム、８　バケット、９　エンジンルーム、１０　ブームシリンダ、１１　アームシリンダ、１２　バケットシリンダ、１９　手すり、２０　カメラ、２０Ａ　右前方カメラ、２０Ｂ　右側方カメラ、２０Ｃ　後方カメラ、２０Ｄ　左側方カメラ、２１　アンテナ、２１Ａ　第１アンテナ、２１Ｂ　第２アンテナ、２３　グローバル座標演算部、２５　操作装置、２６，２６０　コントローラ、３１　エンジン、３２　マンマシンインターフェース部、３３　油圧ポンプ、６０　油圧アクチュエータ、６４　方向制御弁、６５　スプールストロークセンサ、６６　圧力センサ、１００　油圧ショベル、２００　制御システム、２５１　第１走行レバー、２５２　第２走行レバー、２５３　作業機レバー、２６１　メモリ、２６２　タイマ、３２１　入力部、３２２　表示部、４５０　パイロット油路、Ａ　設定領域、Ｂ　境界線、Ｂ１　第１の境界、Ｂ２　第２の境界、ＲＸ　旋回軸。

Claims

　走行体と、
　前記走行体に対して旋回可能な旋回体とを備える、作業機械であって、
　前記作業機械の周囲に設定された設定領域内に認識すべき対象が存在しているか否かを検出するための周囲監視装置と、
　前記旋回体に対する前記走行体の位置変化を検出するセンサと、
　前記作業機械を制御するコントローラとを備え、
　前記コントローラは、前記センサにより検出された前記旋回体に対する前記走行体の位置変化に応じて前記設定領域を設定する、作業機械。
　前記コントローラは、前記旋回体に対する前記走行体の角度の変化に対応して前記設定領域を変化させる、請求項１に記載の作業機械。
　前記旋回体に対する前記走行体の角度が９０°であるとき、前記旋回体の幅方向における前記設定領域の長さが最大になる、請求項２に記載の作業機械。
　前記コントローラは、前記周囲監視装置が前記認識すべき対象を認識できる範囲に前記設定領域を設定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の作業機械。
　前記コントローラは、前記走行体の周囲に境界を設定し、前記走行体の走行方向における前記境界の長さを、前記走行方向に直交する直交方向における前記境界の長さよりも長く設定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の作業機械。