WO2023002796A1 - 掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法 - Google Patents

掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023002796A1
WO2023002796A1 PCT/JP2022/024871 JP2022024871W WO2023002796A1 WO 2023002796 A1 WO2023002796 A1 WO 2023002796A1 JP 2022024871 W JP2022024871 W JP 2022024871W WO 2023002796 A1 WO2023002796 A1 WO 2023002796A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
setting
image
excavating machine
virtual wall
displayed
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/024871
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋祐 山越
遼平 菊澤
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
Priority to DE112022002298.1T priority Critical patent/DE112022002298T5/de
Priority to KR1020237044567A priority patent/KR20240011803A/ko
Priority to CN202280045628.6A priority patent/CN117616177A/zh
Publication of WO2023002796A1 publication Critical patent/WO2023002796A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • E02F9/261—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
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • 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
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80—Component parts
    • E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
    • E02F3/841—Devices for controlling and guiding the whole machine, e.g. by feeler elements and reference lines placed exteriorly of the machine
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/14—Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to setting the operating range of an excavating machine.
  • Excavating machines such as hydraulic excavators and electric excavators need to prevent accidents from interfering with surrounding obstacles due to the movement of the work equipment and the turning movement of the revolving body.
  • the work efficiency of the excavator may decrease.
  • An object of the present disclosure is to provide an excavating machine operation range setting system capable of setting the operation range of the excavating machine in a simple manner, and a control method thereof.
  • An operation range setting system for an excavating machine includes a surrounding information acquisition unit that acquires information on an actual image around the excavating machine, a user interface unit, and information on the actual image acquired by the surrounding information acquisition unit. and a controller for displaying the surrounding image and a setting guidance image for setting a virtual wall for regulating the operation range of the excavating machine on the user interface unit.
  • a method of controlling a working range system for an excavating machine includes the steps of obtaining real image information of the surroundings of an excavating machine; generating an image of the surroundings based on the obtained real image information; a step of displaying on the user interface unit a surrounding image and a setting guidance image for setting a virtual wall that regulates the operating range of the excavating machine.
  • the operating range setting system for the excavating machine and the control method thereof according to the present disclosure can set the operating range of the excavating machine in a simple manner.
  • FIG. 1 is an external view of an excavating machine according to embodiments;
  • FIG. 1 schematically illustrates an excavating machine 100 according to embodiments;
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a control system of excavating machine 100 based on an embodiment;
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a controller 26 based on an embodiment;
  • FIG. It is an example of the screen displayed on the display device 44 based on embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting screen 400 displayed on a display device 44 based on an embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting screen 402 displayed on a display device 44 according to an embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting screen 404 displayed on a display device 44 according to an embodiment
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting confirmation screen 408 displayed on the display device 44 according to the embodiment
  • FIG. 10 is a flow diagram illustrating display control processing of the controller 26 based on the embodiment
  • FIG. 11 is a flow diagram illustrating details of virtual wall position setting processing by a virtual wall setting unit 107 based on the embodiment; It is a figure explaining the operating range setting system of the excavator based on the modification 2 of embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an operation range setting system for an excavator based on Modification 3 of the embodiment;
  • ⁇ Overall Configuration of Excavator> 1 is an external view of an excavating machine according to an embodiment;
  • FIG. 1 a hydraulic excavator equipped with a hydraulically operated working machine 2 will be described as an example of an excavator to which the concept of the present disclosure can be applied.
  • the excavating machine 100 includes a vehicle body 1 and a working machine 2 .
  • the vehicle body 1 has a revolving body 3 , an operator's cab 4 , and a travel device 5 .
  • the revolving body 3 is arranged on the travel device 5 .
  • the travel device 5 supports the revolving body 3 .
  • the revolving body 3 can be revolved around the revolving axis AX.
  • the driver's cab 4 is provided with a driver's seat 4S on which an operator sits. An operator operates the excavating machine 100 in the cab 4 .
  • the travel device 5 has a pair of crawler belts 5Cr.
  • the excavator 100 travels due to the rotation of the crawler belt 5Cr.
  • the traveling device 5 may be composed of wheels (tires).
  • the front-back direction refers to the front-back direction of the operator seated on the driver's seat 4S.
  • the left-right direction refers to the left-right direction with respect to the operator seated in the driver's seat 4S.
  • the left-right direction corresponds to the width direction of the vehicle (vehicle width direction).
  • the direction facing the front of the operator seated in the driver's seat 4S is defined as the front direction, and the direction opposite to the front direction is defined as the rear direction.
  • the right side and left side of the operator seated in the driver's seat 4S facing the front are defined as the right direction and the left direction, respectively.
  • the revolving body 3 has an engine room 9 in which an engine is housed, and a counterweight CW provided at the rear of the revolving body 3 .
  • a handrail 19 is provided in front of the engine room 9 in the revolving body 3 .
  • An engine, a hydraulic pump, and the like are arranged in the engine room 9 .
  • the work machine 2 is supported by the revolving body 3.
  • the work machine 2 has a boom 6 , an arm 7 , a bucket 8 , a boom cylinder 10 , an arm cylinder 11 and a bucket cylinder 12 .
  • the boom 6 is connected to the revolving body 3 via a boom pin 13.
  • Arm 7 is connected to boom 6 via arm pin 14 .
  • Bucket 8 is connected to arm 7 via bucket pin 15 .
  • a boom cylinder 10 drives the boom 6 .
  • Arm cylinder 11 drives arm 7 .
  • Bucket cylinder 12 drives bucket 8 .
  • a base end (boom foot) of the boom 6 and the revolving body 3 are connected.
  • a distal end (boom top) of the boom 6 and a proximal end (arm foot) of the arm 7 are connected.
  • a distal end (arm top) of the arm 7 and a proximal end of the bucket 8 are connected.
  • Bucket 8 is connected to bucket cylinder 12 via bucket link BL.
  • the boom cylinder 10, the arm cylinder 11 and the bucket cylinder 12 are all hydraulic cylinders driven by hydraulic fluid.
  • the bucket 8 is shown as an attachment in the embodiment of the present disclosure, the attachment may be a breaker, a skeleton bucket, a slope work bucket, or other types of buckets.
  • the boom 6 is rotatable with respect to the revolving body 3 around the boom pin 13, which is the central axis.
  • Arm 7 is rotatable with respect to boom 6 around arm pin 14 , which is a central axis parallel to boom pin 13 .
  • Bucket 8 is rotatable with respect to arm 7 around bucket pin 15 , which is a central axis parallel to boom pin 13 and arm pin 14 .
  • FIG. 2 is a diagram schematically explaining the excavating machine 100 based on the embodiment.
  • a side view of excavating machine 100 is shown in FIG.
  • a rear view of the excavating machine 100 is shown in FIG. 2(B).
  • the length LD1 of the boom 6 is the distance between the boom pin 13 and the arm pin 14.
  • a length LD2 of the arm 7 is the distance between the arm pin 14 and the bucket pin 15 .
  • a length LD3 of the bucket 8 is the distance between the bucket pin 15 and the cutting edge 8A of the bucket 8 .
  • Bucket 8 has a plurality of blades, and the tip of bucket 8 is referred to as blade edge 8A. Bucket 8 may not have blades.
  • the tip of the bucket 8 may be formed of a straight steel plate.
  • the excavating machine 100 has a boom cylinder stroke sensor 16 , an arm cylinder stroke sensor 17 and a bucket cylinder stroke sensor 18 .
  • a boom cylinder stroke sensor 16 is located on the boom cylinder 10 .
  • An arm cylinder stroke sensor 17 is arranged on the arm cylinder 11 .
  • a bucket cylinder stroke sensor 18 is arranged on the bucket cylinder 12 .
  • the boom cylinder stroke sensor 16, the arm cylinder stroke sensor 17 and the bucket cylinder stroke sensor 18 are also collectively referred to as cylinder stroke sensors.
  • the stroke length of the boom cylinder 10 is obtained based on the detection result of the boom cylinder stroke sensor 16.
  • the stroke length of the arm cylinder 11 is obtained based on the detection result of the arm cylinder stroke sensor 17 .
  • the stroke length of the bucket cylinder 12 is obtained.
  • the stroke lengths of the boom cylinder 10, arm cylinder 11 and bucket cylinder 12 are also called boom cylinder length, arm cylinder length and bucket cylinder length, respectively.
  • the boom cylinder length, the arm cylinder length, and the bucket cylinder length are also collectively referred to as cylinder length data L.
  • a rotation sensor or an angle sensor may be provided at the joints of the work machine 2 such as the boom pin 13, the arm pin 14, and the bucket pin 15, and the stroke length may be detected from the obtained detection result. Stroke length is included in posture information.
  • the excavating machine 100 has a positioning device 20 capable of detecting the position of the excavating machine 100 .
  • the positioning device 20 has an antenna 21 and a global coordinate calculator 23 .
  • the antenna 21 is, for example, an antenna for GNSS (Global Navigation Satellite Systems).
  • the antenna 21 is, for example, an RTK-GNSS (Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems) antenna.
  • the antenna 21 is provided on the revolving body 3 .
  • Antenna 21 is provided on handrail 19 of revolving body 3 .
  • the antenna 21 may be provided in the rear direction of the engine room 9 .
  • An antenna 21 may be provided on the counterweight of the revolving body 3 .
  • the antenna 21 outputs a signal corresponding to the received radio wave (GNSS radio wave) to the global coordinate calculation unit 23 .
  • the global coordinate calculator 23 detects the installation position P1 of the antenna 21 in the global coordinate system.
  • the global coordinate system is a three-dimensional coordinate system (Xg, Yg, Zg) based on the reference position Pr set in the work area.
  • the reference position Pr is the position of the tip of the reference pile set in the work area.
  • the local coordinate system is a three-dimensional coordinate system indicated by (X, Y, Z) with excavating machine 100 as a reference.
  • the reference position of the local coordinate system is data indicating a reference position P2 positioned on the pivot axis (rotation center) AX of the pivoting body 3 .
  • the antenna 21 has a first antenna 21A and a second antenna 21B provided on the revolving body 3 so as to be separated from each other in the vehicle width direction.
  • the global coordinate calculator 23 detects the installation position P1a of the first antenna 21A and the installation position P1b of the second antenna 21B.
  • the global coordinate calculator 23 acquires reference position data P represented by global coordinates.
  • the reference position data P is data indicating a reference position P2 located on the pivot axis (rotation center) AX of the pivoting structure 3 .
  • the reference position data P may be data indicating the installation position P1.
  • the global coordinate calculation unit 23 generates the revolving body orientation data Q based on the two installation positions P1a and P1b.
  • the revolving body azimuth data Q is determined based on the angle formed by the straight line determined by the installation position P1a and the installation position P1b with respect to the reference azimuth (for example, north) of the global coordinates.
  • the revolving body azimuth data Q indicates the azimuth to which the revolving body 3 (work implement 2) is facing.
  • the global coordinate calculator 23 outputs the reference position data P and the rotating body orientation data Q to the controller 26, which will be described later.
  • the reference position data P and the revolving body orientation data Q are included in the posture information.
  • the excavating machine 100 includes a vehicle body attitude detection sensor 32 capable of detecting the attitude of the vehicle body 1 of the excavating machine 100 .
  • the body posture detection sensor 32 includes an IMU (Inertial Measurement Unit) 24 .
  • the IMU 24 is provided on the revolving body 3 .
  • the IMU 24 is arranged below the driver's cab 4 .
  • a highly rigid frame is arranged under the operator's cab 4 .
  • the IMU 24 is placed on that frame.
  • the IMU 24 may be arranged on the side (right side or left side) of the turning axis AX (reference position P2) of the turning body 3 .
  • the IMU 24 detects an inclination angle ⁇ 4 at which the vehicle body 1 is inclined in the left-right direction and an inclination angle ⁇ 5 at which the vehicle body 1 is inclined in the front-rear direction.
  • the excavating machine 100 is equipped with a turning angle sensor 34 .
  • the excavating machine 100 calculates an inclination angle ⁇ 1 of the boom 6 with respect to the swing axis AX of the swing body 3 from the boom cylinder length obtained based on the detection result of the boom cylinder stroke sensor 16 .
  • the excavating machine 100 calculates an inclination angle ⁇ 2 of the arm 7 with respect to the boom 6 from the arm cylinder length acquired based on the detection result of the arm cylinder stroke sensor 17 .
  • the excavating machine 100 calculates the inclination angle ⁇ 3 of the cutting edge 8A of the bucket 8 with respect to the arm 7 from the bucket cylinder length obtained based on the detection result of the bucket cylinder stroke sensor 18 .
  • Inclination angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 indicating the attitude of the work implement 2 the inclination angle ⁇ 4 indicating the attitude of the vehicle body 1, and the inclination angle ⁇ 5 indicating the attitude of the vehicle body 1 in the longitudinal direction.
  • reference position data P, and revolving body orientation data Q, the positions of the boom 6, the arm 7, and the bucket 8 of the excavator 100 can be specified. It is possible to identify the bucket tip position and obtain its coordinates for setting a virtual wall that regulates the operating range of the excavating machine 100 .
  • the tilt angle ⁇ 1 of the boom 6, the tilt angle ⁇ 2 of the arm 7, and the tilt angle ⁇ 3 of the bucket 8 do not have to be detected by the cylinder stroke sensor.
  • the tilt angle ⁇ 1 of the boom 6 may be detected by an angle detector such as a rotation sensor such as a rotary encoder or an angle sensor.
  • the angle detector detects the bending angle of the boom 6 with respect to the revolving structure 3 to detect the inclination angle ⁇ 1.
  • An angle detector attached to the arm 7 may detect the tilt angle ⁇ 2 of the arm 7 .
  • An angle detector attached to the bucket 8 may detect the tilt angle ⁇ 3 of the bucket 8 .
  • Posture information may be detected via the IMU 24 attached to the work machine.
  • Each tilt angle ( ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4, ⁇ 5) is included in the posture information.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram showing the configuration of the control system of the excavating machine 100 based on the embodiment.
  • the excavator 100 includes a positioning device 20, a vehicle body attitude detection sensor 32, a turning angle sensor 34, a working machine attitude detection sensor 36, a surrounding monitoring sensor 38, and one of the storage units.
  • a storage device 40 an operation lever 42, a display device 44 that is one of the user interface sections, an input device 46 that is one of the user interface sections, an electromagnetic control valve 48 for the swing motor, and a swing motor 62 , working machine electromagnetic control valve 50 , hydraulic cylinders 10 , 11 , 12 , traveling motor electromagnetic control valve 52 , traveling motor 56 , engine 54 , hydraulic pump 58 , hydraulic oil tank 60 , controller 26.
  • the dotted lines in the diagram indicate connections by mechanical coupling or hydraulic piping.
  • a solid line indicates a connection by a signal line.
  • the controller 26 is a device that controls the entire excavating machine 100 and is a CPU (Central Processing Unit).
  • CPU Central Processing Unit
  • the positioning device 20 includes an antenna 21 and a global coordinate calculator 23, and outputs reference position data P and rotating body azimuth data Q.
  • the vehicle body posture detection sensor 32 includes an IMU 42 and detects a tilt angle ⁇ 4 of the vehicle body 1 tilting in the left-right direction and a tilt angle ⁇ 5 of the vehicle body 1 tilting in the front-rear direction.
  • the turning angle sensor 34 detects the angle of the turning body 3 with respect to the turning center AX of the excavating machine 100 .
  • the work machine posture detection sensor 36 includes a boom cylinder stroke sensor 16, an arm cylinder stroke sensor 17, and a bucket cylinder stroke sensor 18, and detects boom cylinder length, arm cylinder length, and bucket cylinder length.
  • the surroundings monitoring sensor 38 includes at least one of a camera and an ultrasonic sensor, a radar, and a lidar (light detection and ranging), and measures information around the excavating machine 100 .
  • Surroundings monitoring sensor 38 includes a plurality of cameras capable of imaging the surroundings of excavating machine 100 , and obtains information on actual images of the surroundings of excavating machine 100 .
  • the surroundings monitoring sensor 38 can also measure the position information of the point group of the captured real image as information of the real image by using a stereo camera. Not only the stereo camera, but also a monocular camera and an ultrasonic sensor, a radar, or a lidar may be combined to measure the position information of the point cloud of the actual image.
  • the storage device 40 stores various programs and data.
  • the storage device 40 is any storage device (storage medium) that can be accessed by the controller 26 .
  • the storage device 40 may be a storage unit built into the controller 26, such as a hard disk or memory, or may be a removable storage medium such as an optical disk or cartridge. and a storage medium.
  • the operation lever 42 receives an operation instruction for the excavating machine 100 from the operator.
  • the operating lever 42 includes a working machine lever for operating the working machine 2 , a turning lever for turning the turning body 3 , and a traveling lever for operating the traveling device 5 .
  • the operating lever 42 is provided near the driver's seat 4S.
  • the display device 44 which is one of the user interface units, is a display that presents information to the operator.
  • the display device 44 is composed of a liquid crystal display, an organic EL display, or the like, and is arranged near the driver's seat 4S.
  • the input device 46 which is one of the user interface units, includes a touch panel provided on the display device 44, setting toggle switches, input buttons, and the like.
  • the input device 46 and the display device 44 may be integrated or separated. If the input device 46 and the display device 44 are separate units, they are preferably placed close to each other.
  • the input device 46 includes a right setting toggle switch 46A for setting a virtual wall on the side (right side) of the excavating machine 100 and a left setting toggle switch 46A for setting a virtual wall on the side (left side) of the excavating machine 100. 46B. As shown in FIG.
  • the input device 46 is further included in a setting guidance screen 430, and includes a front setting toggle switch 46C for setting a virtual wall in front of the excavating machine 100, an upper setting toggle switch 46C, and an upper setting toggle switch 46C.
  • a switch 46D, a downward setting toggle switch 46E, a left turn setting toggle switch 46F, and a right turn setting toggle switch 46G may be included.
  • Each setting toggle switch serves to select and determine whether a virtual wall is set or not.
  • FIG. 8 shows a state in which all of the setting toggle switches are off.
  • the front setting toggle switch 46C to ON
  • the position of the cutting edge 8A of the bucket 8 at that time is calculated, and based on the distance between the cutting edge 8A and the predetermined position of the revolving body 3 A front virtual wall is set at the front position.
  • the predetermined position of the travel device 5 may be used instead of the predetermined position of the revolving body 3 .
  • the upper setting toggle switch 46D and the lower setting toggle switch 46E to ON, the position of the cutting edge 8A of the bucket 8 at that time (the position of the tip of the attachment) is calculated.
  • An upper virtual wall or a lower virtual wall is set at an upper or lower position based on the distance from the predetermined position of the revolving body 3 .
  • the predetermined position of the travel device 5 may be used instead of the predetermined position of the revolving body 3 .
  • the screen of the display device 44 may be changed to display a blank screen and a setting button on which the depth below the ground can be numerically input. In this case, the operator inputs a numerical value such as 1.5 and pushes the setting button 412 as shown in FIGS.
  • a virtual wall is set.
  • the left side setting toggle switch 46A and the right side setting toggle switch 46B are turned on, the virtual wall is not set only by that operation. A detailed setting method for the left virtual wall and the right virtual wall will be described later.
  • the relative angle between the travel device 5 and the turning body 3 based on the turning angle of the turning body 3 at that time is changed. is defined and limits the range of motion in which the excavating machine 100 can pivot.
  • the turning angle can be obtained by turning angle sensor 34 . For example, if the left turn setting toggle switch 46F is turned on while the revolving body 3 has turned 30 degrees counterclockwise from the forward facing position, the revolving body 3 will turn 30 degrees counterclockwise from the forward facing position.
  • the operator can set a virtual wall (right virtual wall) on the side of the excavating machine 100 by turning on the right setting toggle switch 46A.
  • the operator can set a virtual wall (left virtual wall) on the side of the excavating machine 100 by turning on the left setting toggle switch 46B.
  • the setting of the virtual wall is not completed only by turning on the respective toggle switches (46A, 46B).
  • the operator can complete setting the virtual wall in front of the excavating machine 100 at that time by turning on the front setting toggle switch 46C as described above.
  • the swing motor electromagnetic control valve 48 receives supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 58 and adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the swing motor 62 according to instructions from the controller 26 .
  • the swing motor 62 rotates in accordance with hydraulic oil supplied via the swing motor electromagnetic control valve 48, and performs the swing motion of the swing body 3.
  • the working machine electromagnetic control valve 50 receives hydraulic oil from the hydraulic pump 58 and controls the hydraulic oil to be supplied to the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12, which are hydraulic cylinders, in accordance with instructions from the controller 26. Adjust supply.
  • the travel motor electromagnetic control valve 52 receives supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 58 and adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the travel motor 56 according to instructions from the controller 26 .
  • the travel motor 56 rotates in accordance with hydraulic oil supplied via the travel motor electromagnetic control valve 52 , and executes the travel operation of the travel device 5 .
  • the hydraulic pump 58 is driven by the driving force of the engine 54 and supplies hydraulic oil to each part.
  • the hydraulic oil tank 60 is a tank that stores hydraulic oil, collects the hydraulic oil discharged from the swing motor 62 , the boom cylinder 10 , the arm cylinder 11 , the bucket cylinder 12 and the travel motor 56 , and operates the hydraulic pump 58 . supply oil.
  • a configuration including a setting toggle switch using a software button will be described as the input device 46, but it is not limited to the setting toggle switch using a software button.
  • the virtual wall may be set by the operator selecting a software button displayed on the touch panel of the display device 44 as a setting toggle switch using a software button.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the controller 26 based on the embodiment.
  • the excavating machine 100 executes processing for setting the operating range of the excavating machine by the controller 26 .
  • the controller 26 sets a virtual wall that regulates the operating range as setting of the operating range of the excavating machine.
  • the controller 26 implements various functional blocks by executing programs stored in the storage device 40 .
  • the program stored in the storage device 40 may be a program stored in advance, or may be a program downloaded via a server or the like connected to a network (not shown).
  • the controller 26 includes a posture information acquisition unit 102, a surrounding information acquisition unit 104, a setting input reception unit 106, a display control unit 110, a virtual wall setting unit 107, and an excavation control unit 108. including.
  • the posture information acquisition unit 102 acquires posture information of the excavating machine 100 .
  • Posture information acquisition unit 102 obtains, as posture information of excavating machine 100 , tilt angles ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 indicating the posture of work implement 2 , tilt angle ⁇ 4 indicating the posture of vehicle body 1 in the horizontal direction, and tilt angle ⁇ 4 indicating the posture of vehicle body 1 .
  • the tilt angle ⁇ 5 tilted in the longitudinal direction and the angle of the revolving body 3 are acquired.
  • the surrounding information acquisition unit 104 acquires information on the actual image around the excavating machine 100 .
  • the surroundings information acquisition unit 104 acquires information of an actual image of the surroundings of the excavating machine 100 .
  • the setting input reception unit 106 receives input of settings for the surrounding wall of the excavating machine 100 by the operator.
  • the setting input receiving unit 106 receives an operator's ON input of the right setting toggle switch 46A and the left setting toggle switch 46B.
  • a setting input reception unit 106 receives input from an operator on a touch panel provided on the display device 44 .
  • the display control unit 110 executes display control for the display device 44 .
  • the virtual wall setting unit 107 executes virtual wall setting processing that regulates the operation range of the excavating machine 100 .
  • the excavation control unit 108 controls the work machine 2 to perform an excavation operation in which the bucket 8 is used to excavate earth and sand, which are excavation targets.
  • the excavation control unit 108 may control the operation range of the work implement 2 so that the work implement 2 does not move beyond the position where the virtual wall is set.
  • the excavation control unit 108 calculates the relative positional relationship between the current position of the cutting edge 8A of the work implement 2 and the virtual wall, and calculates The operation of the working machine 2 may be slowed down or stopped in accordance with the determined relative distance.
  • control may be performed to notify the operator of a warning by an alarm device (not shown).
  • the display control unit 110 includes a model image generation unit 112, a surrounding image generation unit 114, a setting guidance image generation unit 116, and a synthesis unit 118.
  • the model image generation unit 112 generates a top model image of the excavating machine 100 .
  • the top model image is stored in the storage device 40 as single graphic data representing a top view of the excavating machine 100 facing the front.
  • a top model image of the excavating machine 100 is generated by reading the top model image from the storage device 40 .
  • the model image generation unit 112 may generate a top model image of the excavating machine 100 that is sequentially changed based on the posture information of the excavating machine 100 acquired by the posture information acquiring unit 102 .
  • the model image generation unit 112 reads a plurality of graphic data stored in advance in the storage device 40 based on the posture information of the excavating machine 100, determines one graphic data corresponding to the posture information, and determines the position of the excavating machine.
  • 100 top model images 320 may be generated.
  • the plurality of graphic data may be stored in the storage device 40 in accordance with a combination of the attitude of the working machine 2 and the swing angle of the swing body 3 .
  • the model image generation unit 112 generates a three-dimensional model similar in size to the excavating machine 100 based on the orientation information of the excavating machine 100, and generates a top model image when the three-dimensional model is viewed from above. good too.
  • the surrounding image generation unit 114 generates a surrounding image of the excavating machine 100 .
  • the surrounding image generation unit 114 generates a surrounding image based on the information of the actual image acquired by the surrounding information acquisition unit 104 .
  • Surrounding image generation unit 114 acquires actual image data from a plurality of cameras that are provided so as to be able to capture images of the surroundings of excavating machine 100, and performs image editing processing on the plurality of actual image data to create a top view of excavating machine 100.
  • An image of the surroundings of the viewed excavating machine 100 may be generated.
  • the surrounding image is generated as an image viewed from above the excavating machine 100 .
  • a setting guidance image generation unit 116 generates a setting guidance image for setting a virtual wall.
  • the setting guidance image generation unit 116 generates a setting guidance image for setting the corresponding virtual wall according to the ON input setting of either the right setting toggle switch 46A or the left setting toggle switch 46B.
  • setting guidance image generation unit 116 generates a setting guidance image for setting the right virtual wall when right setting toggle switch 46A is turned on.
  • the setting guidance image generation unit 116 generates a setting guidance image for setting the left virtual wall when the left setting toggle switch 46B is turned on.
  • the synthesizing unit 118 synthesizes the top model image, the surrounding image, and the setting guidance image, and displays them on the display device 44 .
  • the synthesizing unit 118 synthesizes a partial surrounding image obtained by cutting out a part of the surroundings of the excavating machine 100 captured by the surrounding monitoring sensor 38 instead of the surrounding image, and displays it on the display device 44 . Further, the synthesizing unit 118 may synthesize the partial surrounding image and display it on the display device 44 instead of the setting guidance image. Synthesizing unit 118 may synthesize only the surrounding image and the setting guidance image without synthesizing the top model image, and display them on display device 44 .
  • the synthesizing unit 118 may synthesize only the partial surrounding image and the setting guidance image without synthesizing the top model image, and display them on the display device 44 .
  • the top model image and surrounding image are synthesized and displayed in the upper area of the display device 44
  • the partial surrounding image is synthesized and displayed in the lower area of the display device 44 .
  • the top model image and the surrounding image are synthesized and displayed in the upper area of the display device 44
  • the setting guidance image is synthesized and displayed in the lower area of the display device 44 .
  • FIG. 5 is an example of a screen displayed on the display device 44 based on the embodiment.
  • FIG. 5 shows a screen 300 normally displayed on the display device 44 .
  • a screen 300 is a normal screen in which no virtual wall is set.
  • the display device 44 shows a screen 300 divided into an upper area UA and a lower area LA.
  • the display device 44 can simultaneously display the upper area UA and the lower area LA.
  • An upper area UA of the screen 300 displays an image of the excavating machine 100 viewed from above (an upper model image 320).
  • the top model image 320 of the excavating machine 100 is an image of the excavating machine 100 viewed from above.
  • a front image (single image 330) captured by a camera provided on the front side of the working machine 2 is displayed as a partial surrounding image.
  • the forward image transformed to the operator's point of view of the excavating machine 100 may be displayed as a partial surrounding image.
  • the partial surrounding image may be an image captured by a camera provided on the ceiling of the operator's cab 4 of the revolving body 3 so as to face the front side of the work machine 2, for example.
  • a front image created by image editing processing of images captured by a plurality of cameras so as to be the operator's viewpoint.
  • the partial surroundings image may be captured by a camera installed in a location capable of capturing a direction different from the front side.
  • a top model image 320 of the excavating machine 100 and a peripheral image 310 around the excavating machine 100 are displayed in a combined state.
  • the top model image 320 is not an image actually captured from above the excavating machine 100. As described above, the top model image 320 is a top view of the excavating machine 100 facing forward. 3 is an image displayed based on a single representation of graphical data; The top model image 320 is a model image displayed in a similar size to the actual excavating machine.
  • Virtual lines L1 to L3 are displayed on the screen 300.
  • the imaginary lines L1 to L3 are reference lines for grasping the sense of distance from the excavating machine 100.
  • FIG. It is also possible to hide the virtual lines L1 to L3.
  • a virtual line indicating the actual distance may be used instead of the reference line.
  • Virtual lines L1 to L3 are displayed superimposed on surrounding image 310 so as to surround top model image 320 .
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting screen 400 displayed on the display device 44 according to the embodiment.
  • FIG. 6 shows the virtual wall setting screen 400, and shows the screen after the screen transition when the operator turns on the left setting toggle switch 46B.
  • the display device 44 shows a setting screen 400 divided into an upper area UA and a lower area LA.
  • the setting screen 400 simultaneously displays the upper area UA and the lower area LA.
  • An upper area UA of the setting screen 400 displays an image of the excavating machine 100 viewed from above (an upper model image 320).
  • the top view image of the excavating machine 100 is an image of the excavating machine 100 viewed from above.
  • a first setting guidance image 410 for setting the left virtual wall is displayed in the lower area LA of the setting screen 400 .
  • a top model image 320 of the excavating machine 100 and a peripheral image 310 around the excavating machine 100 are displayed in a combined state.
  • the top model image 320 includes a crawler belt model image 322 and a working machine model image 324 .
  • a setting guidance image 410 an image image IG1 for setting the left virtual wall and a message MG1 for setting the left virtual wall "Do you want to set the current bucket tip position as the first point?" is displayed.
  • the content of the message MG1 may be procedure content that guides the operator on how to set the virtual wall, or confirmation content that prompts the operator to confirm that the virtual wall will be set at the current position.
  • the setting screen 400 is provided with a setting button 412 and a cancel button 414 that can accept operator input.
  • the image IG1 is an image representing the positional relationship between the posture of the excavator and the virtual wall, in order to prompt setting of the virtual wall.
  • An image IG1 representing the posture of the excavating machine is a graphic image of the excavating machine 100 viewed from above, and the solid line shows the revolving body, the work implement, and the traveling device when the revolving body turns counterclockwise by a predetermined angle. , and the broken line represents the working machine when the revolving body further revolves counterclockwise by a predetermined angle. In this case, there may be no indication of the working machine represented by the dashed line.
  • the image image IG1 also displays a linear graphic image representing the left virtual wall LW at the same time. Further, the image IG1 displays a point P1 at the portion where the left virtual wall LW and the tip of the working machine are in contact with each other.
  • the virtual wall setting unit 107 receives the selection input of the operator's setting button 412 by the setting input receiving unit 106 to set the coordinates of the first point corresponding to the tip of the bucket for setting the left virtual wall.
  • the virtual wall setting screen 400 transitions to the next virtual wall setting screen when the setting of the first point is accepted.
  • the virtual wall setting process is cancelled.
  • the screen of the display device 44 changes, and the normal screen 300 is displayed on the display device 44 .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting screen 402 displayed on the display device 44 according to the embodiment.
  • FIG. 7 shows the virtual wall setting screen 402, and shows the screen after the screen transition when the operator turns on the left setting toggle switch 46B.
  • the display device 44 shows a setting screen 402 divided into an upper area UA and a lower area LA.
  • the setting screen 402 simultaneously displays the upper area UA and the lower area LA.
  • An upper area UA of the setting screen 402 displays an image of the excavating machine 100 viewed from above (an upper model image 320).
  • the top view image of the excavating machine 100 is an image of the excavating machine 100 viewed from above.
  • a second setting guidance image 420 for setting the left virtual wall is displayed in the lower area LA of the setting screen 402 .
  • a top model image 320 of the excavating machine 100 and a peripheral image 310 around the excavating machine 100 are displayed in a combined state.
  • the top model image 320 includes a crawler belt model image 322 and a working machine model image 324 .
  • a setting guidance image 420 an image image IG2 for setting the left virtual wall and a message MG2 for setting the left virtual wall, "Do you want to set the current bucket tip position as the second point?" is displayed.
  • the content of the message MG2 may be procedure content that guides the operator on how to set the virtual wall, or may be confirmation content that prompts the operator to confirm that the virtual wall will be set at the current position.
  • a setting button 412 and a cancel button 414 are provided on the setting screen 402 .
  • the image IG2 is an image representing the positional relationship between the posture of the excavator and the virtual wall, in order to prompt setting of the virtual wall.
  • the image IG2 is a graphic image of the excavating machine 100 viewed from above.
  • the solid lines represent the rotating body, the working equipment, and the traveling device when the vehicle is rotating. In this case, there may be no indication of the working machine represented by the dashed line.
  • the image image IG2 also displays a linear graphic image representing the left virtual wall LW at the same time.
  • the image IG2 differs from the image IG1 shown in FIG. 6 also in the following points.
  • the solid line of the image IG2 represents a turning state in which the turning body and the working machine are turned more counterclockwise than the turning state represented by the solid line in the image IG1. Further, in the image IG2, a point P2 is displayed at the portion where the left virtual wall LW and the tip of the work machine are in contact with each other. Although the point P2 is on the line indicated by the wall LW, the position of the point P2 is different from the position of the point P1, and the point P2 is displayed below the position of the point P1.
  • the virtual wall setting unit 107 receives the selection input of the operator's setting button 412 by the setting input receiving unit 106 to set the coordinates of the second point corresponding to the tip of the bucket for setting the left virtual wall.
  • the virtual wall setting unit 107 sets the left virtual wall based on the coordinates of the first point and the coordinates of the second point for setting the left virtual wall.
  • the virtual wall setting process for the second point is canceled, and the process returns to the virtual wall setting process for the first point.
  • the screen changes to the virtual wall setting screen 402 , and the display device 44 returns to the virtual wall setting screen 400 .
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting screen 404 displayed on the display device 44 according to the embodiment.
  • FIG. 8 shows a virtual wall setting screen 404, and a setting guidance image 430 includes setting toggle switches for the operator to turn on/off the right setting toggle switch 46A, the left setting toggle switch 46B, and the front setting toggle switch 46C. is displayed in the lower area LA.
  • a setting guidance image 430 includes setting toggle switches for the operator to turn on/off the right setting toggle switch 46A, the left setting toggle switch 46B, and the front setting toggle switch 46C.
  • the lower area LA In addition to the forward setting toggle switch 46C, an upward setting toggle switch 46D and a downward setting toggle switch 46E for the operator to set the virtual wall upward or downward, and a left turn setting for setting the operating range in which the operator can turn.
  • the toggle switch 46F and the right turn setting toggle switch 46G may be displayed in the lower area LA.
  • Each setting toggle switch (46C, 46D, 46D, 46E, 46F, 46G) is displayed independently in the setting guidance image 430 shown in FIG.
  • Each setting toggle switch is labeled with a circular toggle that can be set to either an on position or an off position.
  • a setting guidance image 420 including an image IG1, an image IG2, a message MG1, and a message MG2 is displayed in the lower area LA.
  • a setting guidance image 430 as shown in FIG. 8 is displayed. nothing is displayed.
  • the display device 44 shows a setting screen 404 divided into an upper area UA and a lower area LA.
  • the setting screen 404 simultaneously displays the upper area UA and the lower area LA.
  • An upper area UA of the setting screen 404 displays an image of the excavating machine 100 viewed from above (an upper model image 320).
  • the top view image of the excavating machine 100 is an image of the excavating machine 100 viewed from above.
  • a top model image 320 of the excavating machine 100 and a peripheral image 310 around the excavating machine 100 are displayed in a combined state.
  • virtual lines L1 to L3 are superimposed on surrounding image 310 and displayed so as to surround top model image 320 .
  • the top model image 320 includes a crawler belt model image 322 and a working machine model image 324 .
  • a message "Do you want to set the front virtual wall based on the current position of the tip of the bucket?" for setting the front virtual wall may be displayed.
  • the setting screen 404 may be provided with a setting button 412 capable of accepting an operator's operation input and a cancel button 414 .
  • the setting guidance image 430 is displayed, which is a graphic image of the excavating machine 100 viewed from above and includes an image in which the direction of the working machine is pointing upward on the screen. You may do so.
  • the virtual wall setting screen As the virtual wall setting screen, the case of setting the front virtual wall on the front side of the excavating machine 100 has been described. Alternatively, it is similarly possible to set a lower virtual wall on the lower side.
  • the operator when setting a front virtual wall, an upper virtual wall, a lower virtual wall, or a rear virtual wall, the operator puts the working machine 2 in a desired posture, and displays the setting guidance image 430.
  • the setting of the virtual wall can be completed simply by turning on each setting toggle switch.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a virtual wall setting confirmation screen 408 displayed on the display device 44 according to the embodiment. As shown in FIG. 9, in the case of the left virtual wall LW or the right virtual wall RW, the virtual wall setting confirmation screen 408 transitions when the second setting input for setting the virtual wall is received. This is the screen displayed by pressing
  • the display device 44 shows a setting confirmation screen 408 divided into an upper area UA and a lower area LA.
  • the setting confirmation screen 408 simultaneously displays the upper area UA and the lower area LA.
  • An upper area UA of the setting confirmation screen 408 displays an image of the excavating machine 100 viewed from above (an upper model image 320).
  • the top view image of the excavating machine 100 is an image of the excavating machine 100 viewed from above.
  • a setting guidance image 450 is displayed in the lower area LA of the setting confirmation screen 408 .
  • a top model image 320 of the excavating machine 100 and a peripheral image 310 around the excavating machine 100 are displayed in a combined state.
  • a setting guidance image 450 included in the setting confirmation screen 408 displays a three-dimensional model MD of the excavating machine 100 and an image image IW of a virtual wall that can be set around the three-dimensional model MD. be.
  • a message MG3 "The setting of the virtual wall has been changed.” is displayed to prompt confirmation of the virtual wall that has been set.
  • a confirmation button 416 is provided on the setting confirmation screen 408 .
  • the image image IW of the virtual wall may be displayed as follows. For example, with the three-dimensional model MD of the excavating machine 100 as a reference, the set virtual wall is blinked, or the set virtual wall is displayed in a different color so that the location of the set virtual wall can be identified. may be displayed in
  • the setting guidance image 450 of the setting confirmation screen 408 may include a graphic image of the turning range image CA.
  • the turnable range image CA is information indicating the current orientation of the travel device 5 with respect to the revolving structure 3, the range of set turning angles, and the relationship therebetween. indicates the set swingable angle range, and the triangular arrow TG indicates the current orientation of the travel device 5 with respect to the swing structure 3 .
  • the turnable angle range is set by turning on either the left turn setting toggle switch 46F or the right turn setting toggle switch 46G, or both.
  • a reference image BG which is a graphic image representing a simple top view of the excavating machine 100, is also displayed in the setting guidance image 450 at the same time.
  • the reference image BG represents a top view when the excavating machine 100 faces forward, and the current turning direction is determined by observing the difference between the direction of the work machine 3 indicated by the reference image BG and the direction indicated by the tip of the arrow TG.
  • a relative positional relationship (turning angle) between the body 3 and the travel device 5 can be grasped.
  • the setting confirmation screen 408 transitions to the next screen.
  • the confirm button 416 is pressed, the normal screen 300 is displayed on the display device 44 .
  • pressing the confirmation button 416 by the operator means that the operator approves the set or changed virtual wall.
  • the upper area UA of the setting screens (400, 402, 404) displays an image (upper model image 320) of the excavating machine 100 viewed from above.
  • Setting guidance images (410, 420, 430) for setting a virtual wall are displayed in the lower area LA of the setting screen. Therefore, when setting the virtual wall, it is possible to set the virtual wall while checking the setting guidance image and the actual surrounding image (310) of the excavating machine 100 from the upper viewpoint. In other words, it is possible to set the virtual wall while checking the relative positional relationship between the excavating machine 100 and the objects existing around the excavating machine 100 . If the operator tries to set a virtual wall while looking around the excavating machine 100 , the blind spot range as seen from the operator's cab 4 cannot be seen.
  • the surrounding image is displayed on the setting screen, it is possible to set the virtual wall while checking the presence or absence of an object in the blind spot range and the distance to the object. Therefore, it is possible to set an appropriate operating range of the excavating machine 100 in a simple manner.
  • an image of the excavating machine 100 viewed from the top (top model image 320) and setting guidance images (410, 410, 410) for setting virtual walls are displayed. 420, 430) are displayed respectively.
  • the setting guidance image for setting the virtual wall is provided in the lower area LA so that the operator can easily set the virtual wall.
  • the operator can visually recognize the upper area UA without blocking the operator's field of vision with a finger or the like. Therefore, the operator can set the virtual wall while always checking the information indicated by the surrounding image (310) displayed in the upper area UA, and can easily set the appropriate operation range of the excavating machine 100. is possible.
  • FIG. 10 is a flowchart describing display control processing of the controller 26 based on the embodiment.
  • the posture information acquisition unit 102 acquires posture information (step S2).
  • Posture information acquisition unit 102 obtains, as posture information of excavating machine 100 , tilt angles ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 indicating the posture of work implement 2 , tilt angle ⁇ 4 indicating the posture of vehicle body 1 in the horizontal direction, and tilt angle ⁇ 4 indicating the posture of vehicle body 1 .
  • the tilt angle ⁇ 5 tilted in the longitudinal direction and the angle of the revolving body 3 are acquired.
  • the ambient information acquisition unit 104 acquires ambient information (step S4).
  • the surroundings information acquisition unit 104 acquires information of an actual image of the surroundings of the excavating machine 100 . Note that the order of acquisition of posture information in step S2 and acquisition of surrounding information in step S4 may be changed.
  • the surrounding image generator 114 generates a surrounding image (step S6).
  • the surrounding image generation unit 114 generates a surrounding image based on the information of the actual image acquired by the surrounding information acquisition unit 104 .
  • the setting guidance image generation unit 116 generates a setting guidance image (step S8).
  • the synthesizing unit 118 generates a synthesized image by synthesizing the top model image, the surrounding image, and the setting guidance image (step S10).
  • the display device 44 displays the synthesized image synthesized by the synthesizing unit 118 (step S12). Specifically, the display device 44 displays the setting screens 400 to 404 described with reference to FIGS. 6 to 8 or the setting confirmation screen 408 described with reference to FIG.
  • the setting input reception unit 106 determines whether or not there is a virtual wall setting input (step S14). For example, the setting input receiving unit 106 determines whether or not an operator's ON input of the right setting toggle switch 46A and the left setting toggle switch 46B has been received. The determination in step S14 may be a determination as to whether or not an ON input has been received for either the right setting toggle switch 46A or the left setting toggle switch 46B. The determination in step S14 may include determination of whether or not an ON input has been received for any one of the front setting toggle switch 46C, the upper setting toggle switch 46D, and the lower setting toggle switch 46E.
  • step S16 is skipped and the virtual wall is displayed.
  • Position setting is completed (YES in step S18), and the process proceeds to step S20.
  • step S16 the flow shown in FIG. 11 as virtual wall position setting processing.
  • step S14 if setting input reception unit 106 determines that there is a setting input for the left virtual wall or the right virtual wall (YES in step S14), setting input reception unit 106 instructs setting guidance image generation unit 116 to set the virtual wall position. Processing is executed (step S16).
  • a setting guidance image including a message image for setting the right virtual wall is generated together with an image image of wall setting.
  • the setting guidance image generation unit 116 determines that the operator has turned on the left setting toggle switch 46B
  • the setting guidance image generating unit 116 generates a message image for setting the left virtual wall together with an image image for setting the left virtual wall.
  • Generates a setting guidance image including Any setting guidance image is displayed on the setting screen together with an image including the peripheral image 310 of the excavating machine 100 .
  • the setting guidance image generation unit 116 also determines that the virtual wall setting input has been received and generates a setting guidance image when the setting button 412 is selected on the setting screen. When cancel button 414 or confirmation button 416 is selected, setting guidance image generation unit 116 generates the previous setting guidance image or ends generation of the setting guidance image.
  • step S18 determines whether or not the operator has operated the working machine 2 or the revolving body 3 of the excavating machine 100 to complete the position setting of the predetermined virtual wall.
  • the posture information acquisition in step S2 may be performed for the first time before step S18.
  • the controller 26 determines in step S18 that the position setting of the predetermined virtual wall has not been completed (NO in step S18)
  • the process returns to step S2 and repeats the above process.
  • step S20 determines in step S20 that the operation of the excavating machine 100 has stopped (YES in step S20).
  • the process ends (END). For example, the controller 26 determines that the operation has stopped when the operator instructs to stop the engine.
  • step S20 determines in step S20 that the operation of the excavating machine 100 has not ended (NO in step S20)
  • the process returns to step S2 and repeats the above processing.
  • the excavating machine 100 is controlled by regulating the operation range of the working machine 2 according to the set virtual wall.
  • step S14 determines in step S14 that there is no virtual wall setting input (NO in step S14)
  • the process returns to step S2 and repeats the above processing.
  • the display device 44 displays the normal screen 300 described with reference to FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart explaining the details of the virtual wall position setting process of the virtual wall setting unit 107 based on the embodiment. That is, FIG. 11 shows a case where virtual wall setting is input in step S14 shown in FIG. 10 (YES in step S14), the virtual wall position setting process is executed, and the desired virtual wall This is to explain the processing up to the completion of the position setting of .
  • step S22 corresponds to step S14 of FIG. 10 for determining whether or not there is a virtual wall setting input.
  • FIG. 11 shows a flow chart when the virtual wall is set for either the left virtual wall LW or the right virtual wall RW. As shown in FIG. 11, the setting input reception unit 106 determines whether or not any setting toggle switch is on (step S22).
  • the setting input receiving unit 106 receives operations of the right setting toggle switch 46A and the left setting toggle switch 46B of the input device 46 by the operator.
  • the setting input reception unit 106 outputs ON or OFF information to the virtual wall setting unit 107 according to the operation of the right setting toggle switch 46A and the left setting toggle switch 46B of the input device 46 by the operator.
  • the virtual wall setting unit 107 starts setting the virtual wall when the setting toggle switch is on (step S24).
  • the virtual wall setting unit 107 starts the right virtual wall setting process when the operator operates the right setting toggle switch 46A of the input device 46 to be ON.
  • the virtual wall setting unit 107 starts the left virtual wall setting process when the left side setting toggle switch 46B of the input device 46 is turned on by the operator.
  • the virtual wall setting unit 107 determines whether or not there is an input for setting the first point of the virtual wall (step S26).
  • the virtual wall setting unit 107 determines whether or not the operator has selected the setting button 412 on the virtual wall setting screen 400 in the case of setting the left virtual wall.
  • the operator operates the work machine 2 or the revolving body 3 while viewing the setting guidance image 410 (see FIG. 6), and moves the work machine 2 to a position determined to be set as the first point for setting the left virtual wall.
  • the setting button 412 is selected.
  • the setting button 412 it means that the first point of the virtual wall (corresponding to the point P1 shown in FIG. 6) has been set.
  • step S26 if the virtual wall setting unit 107 determines that there is a setting input for the first point (YES in step S26), it sets the first point for setting the virtual wall.
  • the virtual wall setting unit 107 sets the bucket tip position of the excavator 100 (for example, the tip that is the position of the bucket cutting edge 8A) when the setting button 412 is selected on the virtual wall setting screen 400 as the coordinates of the first point. do.
  • the virtual wall setting unit 107 determines whether or not there is a setting input for the second point (step S30). For example, the virtual wall setting unit 107 determines whether or not the operator has selected the setting button 412 on the virtual wall setting screen 402 when setting the left virtual wall. The operator operates the work implement 2 or the revolving body 3 while viewing the setting guidance image 410 (see FIG. 7), and moves the work implement 2 to a position determined to be set as the second point for setting the left virtual wall. After the operation, the setting button 412 is selected. When the setting button 412 is selected, it means that the setting input for the second point of the virtual wall (corresponding to the point P2 shown in FIG. 7) has been made.
  • the virtual wall setting unit 107 determines in step S30 that there is a setting input for the second point (YES in step S30), it sets the second point for setting the virtual wall (step S32).
  • the virtual wall setting unit 107 sets the bucket tip position of the excavator 100 (for example, the tip that is the position of the bucket cutting edge 8A) when the setting button 412 is selected on the virtual wall setting screen 402 as the coordinates of the second point. do.
  • the virtual wall setting unit 107 sets a plane that includes the first and second points and is perpendicular to the ground as a virtual wall (step S34).
  • the virtual wall setting unit 107 can set, as the plane including the first and second points, a plane perpendicular to the ground including the two points with reference to the ground on which the excavating machine 100 is located, as a virtual wall.
  • the virtual wall setting unit 107 ends the processing (return). That is, the process proceeds to step S18 in FIG.
  • step S22 determines in step S22 that the setting toggle switch is not ON (NO in step S22), it outputs OFF information to the virtual wall setting unit 107.
  • the virtual wall setting unit 107 resets the setting of the virtual wall when the setting toggle switch is off (step S36).
  • the virtual wall setting unit 107 resets the setting of the right virtual wall when the switch operation of the right setting toggle switch 46A of the input device 46 is turned off by the operator.
  • the virtual wall setting unit 107 resets the setting of the left virtual wall when the left side setting toggle switch 46B of the input device 46 is turned off by the operator.
  • the virtual wall setting unit 107 ends the processing (return). That is, the process proceeds to step S18 in FIG.
  • the operator can set the virtual wall while always checking the information indicated by the surrounding image (310), and can set the appropriate operating range of the excavating machine 100 in a simple manner.
  • Modification 1 In Modification 1 of the embodiment, a method for easily grasping the position of the virtual wall will be described.
  • the synthesizing unit 118 may further synthesize an image of the virtual wall based on the set position information of the virtual wall and display it on the display device 44 .
  • the image of the set virtual wall may be synthesized with the image of the excavating machine 100 viewed from above and displayed.
  • the set image of the virtual wall may be represented by lines, for example. This allows the operator to easily grasp where the virtual wall is set when excavating.
  • each type of virtual wall so that it is easy to grasp whether the set virtual wall is the right virtual wall, the left virtual wall, or the front virtual wall. As a result, the operator can easily grasp which virtual wall is at which position when performing excavation work, for example.
  • the synthesizing unit 118 is not limited to the upper area UA, and may synthesize and display the image of the virtual wall with the image of the lower area LA.
  • the excavating machine 100 may further include a changeover switch, a software button, or the like for switching whether to display the image of the virtual wall on the display device 44 or not.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an operation range setting system for an excavator based on Modification 2 of the embodiment.
  • an excavating machine operating range system 1000 according to the second modification of the embodiment includes a network N, a server 200 and an excavating machine 100 .
  • the operating range setting system 1000 is provided so that the excavating machine 100 can communicate with the server 200 via the network N.
  • An excavating machine operating range system 1000 according to Modification 2 of the embodiment transmits information acquired by various sensors of the excavating machine 100 to the server 200 via the network N, and sets the operating range of the excavating machine in the server 200. Execute the process. Specifically, all or part of the functions of the controller 26 described with reference to FIG. 4 may be executed by the server 200 .
  • the excavating machine 100 can reduce the processing load on the controller 26 of the excavating machine 100 by processing in cooperation with the server 200 .
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an operation range setting system for an excavator based on Modification 3 of the embodiment.
  • an excavating machine operating range system 2000 according to Modification 3 of the embodiment includes an excavating machine 100 and a mobile terminal 250 capable of communicating with the excavating machine 100 .
  • the information obtained by various sensors of the excavating machine 100 is transmitted to the mobile terminal 250, and the mobile terminal 250 executes processing for setting the operating range of the excavating machine.
  • the server 200 may be further combined into an operating range system for excavating machines.
  • An application program may be provided for carrying out the functions of the controller 26 of the present disclosure.
  • the hydraulic excavator of the excavating machine is mentioned, but the embodiment disclosed this time is not limited to the hydraulic excavator, but other types of excavating machines such as mechanical rope excavators, electric excavators, wheel loaders, etc. It is also applicable to Moreover, the hydraulic excavator is not limited to a hydraulic excavator having crawler belts, and may be a tire hydraulic excavator.

Abstract

掘削機械の稼働範囲設定システムは、掘削機械の周囲の実画像の情報を取得する周囲情報取得部と、ユーザーインターフェース部と、周囲情報取得部により取得された実画像の情報に基づいて周囲画像を生成し、周囲画像と、掘削機械の稼働範囲を規制する仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像とをユーザーインターフェース部に表示するコントローラとを備える。

Description

掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法
　本開示は、掘削機械の稼働範囲の設定に関する。
　油圧ショベルや電動ショベル等の掘削機械は、作業機の動作や旋回体の旋回動作により周囲の障害物と干渉する事故を防止する必要がある。
　従来より、掘削機械の所定の高さを稼働範囲として作業機の動作を制限するものや、車両本体の運転室との干渉を防止するために所定の範囲を稼働範囲として作業機の動作を制限する種々の方式が提案されている（特許文献１～３参照）。
特開２０１１－５２３８３号公報 特開２０１９－１５７４０９号公報 国際公開第２０２１/０６０５３４号
　掘削機械の稼働範囲を設定する際には、掘削機械と掘削機械の周囲にある物体との距離感を正確に取らなければ、不適切な掘削機械の稼働範囲を設定するおそれがある。
　掘削機械と当該物体との距離を取りすぎた稼働範囲を設定した場合には、掘削機械の作業効率が落ちる可能性がある。
　本開示の目的は、簡易な方式で掘削機械の稼働範囲を設定することが可能な掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法を提供することである。
　本開示のある局面に従う掘削機械の稼働範囲設定システムは、掘削機械の周囲の実画像の情報を取得する周囲情報取得部と、ユーザーインターフェース部と、周囲情報取得部により取得された実画像の情報に基づいて周囲画像を生成し、周囲画像と、掘削機械の稼働範囲を規制する仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像とをユーザーインターフェース部に表示するコントローラとを備える。
　本開示のある局面に従う掘削機械の稼働範囲システムの制御方法は、掘削機械の周囲の実画像の情報を取得するステップと、取得された実画像の情報に基づいて周囲画像を生成するステップと、周囲画像と、掘削機械の稼働範囲を規制する仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像とをユーザーインターフェース部に表示するステップとを備える。
　本開示の掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法は、簡易な方式で掘削機械の稼働範囲を設定することが可能である。
実施形態に基づく掘削機械の外観図である。 実施形態に基づく掘削機械１００を模式的に説明する図である。 実施形態に基づく掘削機械１００の制御系の構成を示す概要ブロック図である。 実施形態に基づくコントローラ２６の構成を示すブロック図である。 実施形態に基づく表示装置４４に表示される画面の一例である。 実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定画面４００の一例について説明する図である。 実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定画面４０２の一例について説明する図である。 実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定画面４０４の一例について説明する図である。 実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定確認画面４０８の一例について説明する図である。 実施形態に基づくコントローラ２６の表示制御処理について説明するフロー図である。 実施形態に基づく仮想壁設定部１０７の仮想壁位置設定処理の詳細について説明するフロー図である。 実施形態の変形例２に基づく掘削機械の稼働範囲設定システムについて説明する図である。 実施形態の変形例３に基づく掘削機械の稼働範囲設定システムについて説明する図である。
　実施形態について図面を参照しながら説明する。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は同じである。それらについての詳細な説明については繰り返さない。
　＜掘削機械の全体構成＞
　図１は、実施形態に基づく掘削機械の外観図である。図１に示されるように、本開示の思想を適用可能な掘削機械として油圧により作動する作業機２を備える油圧ショベルを例に挙げて説明する。
　掘削機械１００は、車両本体１と、作業機２とを備える。
　車両本体１は、旋回体３と、運転室４と、走行装置５とを有する。
　旋回体３は、走行装置５の上に配置される。走行装置５は、旋回体３を支持する。旋回体３は、旋回軸ＡＸを中心に旋回可能である。運転室４には、オペレータが着座する運転席４Ｓが設けられる。オペレータは、運転室４において掘削機械１００を操作する。走行装置５は、一対の履帯５Ｃｒを有する。履帯５Ｃｒの回転により、掘削機械１００が走行する。走行装置５は、車輪（タイヤ）で構成されていてもよい。
　運転席４Ｓに着座したオペレータを基準として各部の位置関係について説明する。前後方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの前後方向をいう。左右方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータを基準とした左右方向をいう。左右方向は、車両の幅方向（車幅方向）に一致する。運転席４Ｓに着座したオペレータに正面に正対する方向を前方向とし、前方向とは反対の方向を後方向とする。運転席４Ｓに着座したオペレータが正面に正対したとき右側、左側をそれぞれ右方向、左方向とする。
　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ＣＷとを有する。旋回体３において、エンジンルーム９の前方に手すり１９が設けられる。エンジンルーム９には、エンジン及び油圧ポンプなどが配置されている。
　作業機２は、旋回体３に支持される。作業機２は、ブーム６と、アーム７と、バケット８と、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とを有する。
　ブーム６は、ブームピン１３を介して旋回体３に接続される。アーム７は、アームピン１４を介してブーム６に接続される。バケット８は、バケットピン１５を介してアーム７に接続される。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６の基端部（ブームフート）と旋回体３とが接続される。ブーム６の先端部（ブームトップ）とアーム７の基端部（アームフート）とが接続される。アーム７の先端部（アームトップ）とバケット８の基端部とが接続される。バケット８は、バケットリンクＢＬを介してバケットシリンダ１２と接続されている。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はいずれも、作動油によって駆動される油圧シリンダである。なお、本開示の実施形態においては、アタッチメントとしてバケット８を示すが、アタッチメントはブレーカやスケルトンバケット、法面作業用バケットなど他の形態のバケットであってもよい。
　ブーム６は、中心軸であるブームピン１３を中心に旋回体３に対して回転可能である。アーム７は、ブームピン１３と平行な中心軸であるアームピン１４を中心にブーム６に対して回転可能である。バケット８は、ブームピン１３およびアームピン１４と平行な中心軸であるバケットピン１５を中心にアーム７に対して回転可能である。
　図２は、実施形態に基づく掘削機械１００を模式的に説明する図である。図２（Ａ）には、掘削機械１００の側面図が示される。図２（Ｂ）には、掘削機械１００の背面図が示される。
　図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示されるように、ブーム６の長さＬＤ１は、ブームピン１３とアームピン１４との距離である。アーム７の長さＬＤ２は、アームピン１４とバケットピン１５との距離である。バケット８の長さＬＤ３は、バケットピン１５とバケット８の刃先８Ａとの距離である。バケット８は、複数の刃を有し、バケット８の先端部を刃先８Ａと称する。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。
　掘削機械１００は、ブームシリンダストロークセンサ１６と、アームシリンダストロークセンサ１７と、バケットシリンダストロークセンサ１８とを有する。ブームシリンダストロークセンサ１６はブームシリンダ１０に配置される。アームシリンダストロークセンサ１７はアームシリンダ１１に配置される。バケットシリンダストロークセンサ１８はバケットシリンダ１２に配置される。ブームシリンダストロークセンサ１６、アームシリンダストロークセンサ１７およびバケットシリンダストロークセンサ１８は総称してシリンダストロークセンサとも称する。
　ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて、ブームシリンダ１０のストローク長さが求められる。アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて、アームシリンダ１１のストローク長さが求められる。バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて、バケットシリンダ１２のストローク長さが求められる。
　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のストローク長さをそれぞれブームシリンダ長、アームシリンダ長およびバケットシリンダ長とも称する。ブームシリンダ長、アームシリンダ長、及びバケットシリンダ長を総称してシリンダ長データＬとも称する。シリンダストロークセンサに限られず、例えば、ブームピン１３、アームピン１４、バケットピン１５といった作業機２の関節部に回転センサや角度センサを設け、得られた検出結果からストローク長さを検出してもよい。ストローク長さは、姿勢情報に含まれる。
　掘削機械１００は、掘削機械１００の位置を検出可能な測位装置２０を備えている。
　測位装置２０は、アンテナ２１と、グローバル座標演算部２３とを有する。
　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、たとえばＲＴＫ－ＧＮＳＳ（Real　Time　Kinematic-Global　Navigation　Satellite　Systems）用アンテナである。
　アンテナ２１は、旋回体３に設けられる。アンテナ２１は、旋回体３の手すり１９に設けられる。アンテナ２１は、エンジンルーム９の後方向に設けられてもよい。旋回体３のカウンタウェイトにアンテナ２１が設けられてもよい。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Ｐ１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Ｐｒを元にした３次元座標系（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）である。基準位置Ｐｒは、作業エリアに設定された基準杭の先端の位置である。ローカル座標系とは、掘削機械１００を基準とした、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で示される３次元座標系である。ローカル座標系の基準位置は、旋回体３の旋回軸（旋回中心）ＡＸに位置する基準位置Ｐ２を示すデータである。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及び第２アンテナ２１Ｂを有する。グローバル座標演算部２３は、第１アンテナ２１Ａの設置位置Ｐ１ａ及び第２アンテナ２１Ｂの設置位置Ｐ１ｂを検出する。グローバル座標演算部２３は、グローバル座標で表される基準位置データＰを取得する。基準位置データＰは、旋回体３の旋回軸（旋回中心）ＡＸに位置する基準位置Ｐ２を示すデータである。基準位置データＰは、設置位置Ｐ１を示すデータでもよい。グローバル座標演算部２３は、２つの設置位置Ｐ１ａ及び設置位置Ｐ１ｂに基づいて旋回体方位データＱを生成する。旋回体方位データＱは、設置位置Ｐ１ａと設置位置Ｐ１ｂとで決定される直線がグローバル座標の基準方位（例えば北）に対してなす角に基づいて決定される。旋回体方位データＱは、旋回体３（作業機２）が向いている方位を示す。グローバル座標演算部２３は、後述するコントローラ２６に基準位置データＰ及び旋回体方位データＱを出力する。基準位置データＰ及び旋回体方位データＱは姿勢情報に含まれる。
　掘削機械１００は、掘削機械１００の車両本体１の姿勢を検出可能な車体姿勢検出センサ３２を備えている。車体姿勢検出センサ３２は、ＩＭＵ（Inertial　Measurement　Unit）２４を含む。ＩＭＵ２４は、旋回体３に設けられる。ＩＭＵ２４は、運転室４の下部に配置される。旋回体３において、運転室４の下部に高剛性のフレームが配置される。ＩＭＵ２４は、そのフレーム上に配置される。ＩＭＵ２４は、旋回体３の旋回軸ＡＸ（基準位置Ｐ２）の側方（右側又は左側）に配置されてもよい。ＩＭＵ２４は、車両本体１の左右方向に傾斜する傾斜角θ４と、車両本体１の前後方向に傾斜する傾斜角θ５とを検出する。
　掘削機械１００は、旋回角度センサ３４を備えている。
　掘削機械１００は、ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて取得されたブームシリンダ長から、旋回体３の旋回軸ＡＸに対するブーム６の傾斜角θ１を算出する。掘削機械１００は、アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて取得されたアームシリンダ長から、ブーム６に対するアーム７の傾斜角θ２を算出する。掘削機械１００は、バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて取得されたバケットシリンダ長から、アーム７に対するバケット８の刃先８Ａの傾斜角θ３を算出する。上記算出結果である作業機２の姿勢を示す傾斜角θ１、θ２、θ３と、車両本体１の姿勢を示す左右方向に傾斜する傾斜角θ４および車両本体１の前後方向に傾斜する傾斜角θ５と、基準位置データＰ、旋回体方位データＱとに基づいて、掘削機械１００のブーム６、アーム７およびバケット８の位置を特定することが可能となる。掘削機械１００の稼働範囲を規制する仮想壁を設定するためのバケット先端位置を特定し、その座標を取得することが可能である。
　ブーム６の傾斜角θ１、アーム７の傾斜角θ２、及びバケット８の傾斜角θ３は、シリンダストロークセンサで検出されなくてもよい。ロータリーエンコーダのような回転センサや角度センサといった角度検出器でブーム６の傾斜角θ１が検出されてもよい。角度検出器は、旋回体３に対するブーム６の屈曲角度を検出して、傾斜角θ１を検出する。アーム７の傾斜角θ２がアーム７に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。バケット８の傾斜角θ３がバケット８に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。作業機に取り付けられたＩＭＵ２４を介して姿勢情報を検出しても良い。各傾斜角（θ１、θ２、θ３、θ４、θ５）は姿勢情報に含まれる。
　図３は、実施形態に基づく掘削機械１００の制御系の構成を示す概要ブロック図である。図３に示されるように、掘削機械１００は、測位装置２０と、車体姿勢検出センサ３２と、旋回角度センサ３４と、作業機姿勢検出センサ３６と、周囲監視センサ３８と、記憶部の一つである記憶装置４０と、操作レバー４２と、ユーザーインターフェース部の一つである表示装置４４と、ユーザーインターフェース部の一つである入力装置４６と、旋回モータ用電磁制御弁４８と、旋回モータ６２と、作業機用電磁制御弁５０と、油圧シリンダ１０，１１，１２と、走行モータ用電磁制御弁５２と、走行モータ５６と、エンジン５４と、油圧ポンプ５８と、作動油タンク６０と、コントローラ２６とを含む。
　図内の点線は機械結合あるいは油圧配管による接続を示す。実線は、信号線による接続を示す。
　コントローラ２６は、掘削機械１００全体を制御する装置であり、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）である。
　測位装置２０は、アンテナ２１およびグローバル座標演算部２３を含み、基準位置データＰおよび旋回体方位データＱを出力する。
　車体姿勢検出センサ３２は、ＩＭＵ４２を含み、車両本体１の左右方向に傾斜する傾斜角θ４と、車両本体１の前後方向に傾斜する傾斜角θ５とを検出する。
　旋回角度センサ３４は、掘削機械１００の旋回中心ＡＸに対する旋回体３の角度を検出する。
　作業機姿勢検出センサ３６は、ブームシリンダストロークセンサ１６と、アームシリンダストロークセンサ１７と、バケットシリンダストロークセンサ１８を含み、ブームシリンダ長、アームシリンダ長、バケットシリンダ長を検出する。
　周囲監視センサ３８は、カメラおよび超音波センサ、レーダー、ライダー（Light　Detection　and　Ranging）のうちの少なくとも１つを含み、掘削機械１００の周囲の情報を計測する。周囲監視センサ３８は、掘削機械１００の周囲を撮像可能に設けられた複数のカメラを含み、掘削機械１００の周囲を撮像した実画像の情報を取得する。周囲監視センサ３８は、ステレオカメラを用いることにより実画像の情報として撮像した実画像の点群の位置情報を計測することも可能である。ステレオカメラに限らず、単眼のカメラと超音波センサー、レーダー、ライダーのいずれかを組み合わせて実画像の点群の位置情報を計測するようにしてもよい。
　記憶装置４０は、各種プログラムおよびデータを格納する。記憶装置４０は、コントローラ２６がアクセス可能な任意の記憶装置（記憶媒体）である。記憶装置４０は、例えばハードディスクやメモリ等の、コントローラ２６に内蔵される記憶部であってもよいし、例えば光ディスクやカートリッジ等の、着脱可能な記憶媒体であってもよいし、これらの記憶部および記憶媒体の両方であってもよい。
　操作レバー４２は、オペレータの掘削機械１００に対する操作指示を受け付ける。操作レバー４２は、作業機２を動作させるための作業機レバー、旋回体３を旋回させるための旋回レバーと走行装置５を動作させるための走行レバーを含む。操作レバー４２は、運転席４Ｓの近傍に設けられている。
　ユーザーインターフェース部の一つである表示装置４４は、ディスプレイでありオペレータに情報を提示する。表示装置４４は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどで構成され、運転席４Ｓの近傍に配置されている。
　ユーザーインターフェース部の一つである入力装置４６は、表示装置４４に設けられたタッチパネルや、設定トグルスイッチや入力ボタン等を含む。入力装置４６と表示装置４４は一体でもよいし別体でもよい。入力装置４６と表示装置４４が別体である場合は近接して配置されることが望ましい。入力装置４６は、掘削機械１００の側方（右側）に仮想壁を設定するための右側設定トグルスイッチ４６Ａと、掘削機械１００の側方（左側）に仮想壁を設定するための左側設定トグルスイッチ４６Ｂとを含む。後述する図８に示すように、入力装置４６は、さらに、設定ガイダンス画面４３０に含まれるものであって、掘削機械１００の前方に仮想壁を設定するための前方設定トグルスイッチ４６Ｃ、上方設定トグルスイッチ４６Ｄ、下方設定トグルスイッチ４６Ｅ、左旋回設定トグルスイッチ４６Ｆ、右旋回設定トグルスイッチ４６Ｇを含んでもよい。各設定トグルスイッチは、仮想壁を設定するかしないかを選択し決定するものとして機能する。
　図８は、設定トグルスイッチの全てがオフの状態を示す。例えば、前方設定トグルスイッチ４６Ｃをオンに設定することで、その時のバケット８の刃先８Ａ位置（アタッチメントの先端部の位置）が算出され、刃先８Ａと旋回体３の所定位置との距離に基づいた前方の位置に前方仮想壁が設定される。ここで、旋回体３の所定位置に代えて、走行装置５の所定位置を用いてもよい。また、上方設定トグルスイッチ４６Ｄ、下方設定トグルスイッチ４６Ｅのいずれか、あるいは両者をオンに設定することでその時のバケット８の刃先８Ａの位置（アタッチメントの先端部の位置）が算出され、刃先８Ａと旋回体３の所定位置との距離に基づいた上方あるいは下方の位置に上方仮想壁あるいは下方仮想壁が設定される。ここで、旋回体３の所定位置に代えて、走行装置５の所定位置を用いてもよい。なお、下方設定トグルスイッチ４６Ｅをオンにした場合、表示装置４４の画面を遷移させ、地面より下方の深さを数値入力可能なブランク画面と設定ボタンとが表示されるようにしてもよい。この場合、オペレータが、例えば、１．５といった数値を入力し、図６，７に示すような設定ボタン４１２を押すことで、走行装置５の下面より下の深さ１．５ｍの位置に下方仮想壁が設定される。左側設定トグルスイッチ４６Ａ、右側設定トグルスイッチ４６Ｂをオンにした場合は、その操作だけでは仮想壁は設定されない。左側仮想壁、右側仮想壁の詳細な設定方法については後述する。
　左旋回設定トグルスイッチ４６Ｆ、右旋回設定トグルスイッチ４６Ｇのいずれか、あるいは両者をオンにすることで、その時の旋回体３の旋回角度に基づいた走行装置５と旋回体３との相対角度が定められ、掘削機械１００が旋回可能な稼働範囲が規制される。旋回角度は、旋回角度センサ３４によって得ることができる。例えば、旋回体３が前方を向いた位置から反時計回りに３０度旋回した状態で、左旋回設定トグルスイッチ４６Ｆをオンにすると、旋回体３は前方を向いた位置から反時計回りに３０度までしか旋回できないようになる。また、例えば、旋回体３が前方を向いた位置から時計回りに３０度旋回した状態で、右旋回設定トグルスイッチ４６Ｇをオンにすると、旋回体３は前方を向いた位置から時計回りに３０度までしか旋回できないようになる。
　オペレータは、右側設定トグルスイッチ４６Ａをオンすることにより、掘削機械１００の側方に仮想壁（右側仮想壁）を設定することが可能である。オペレータは、左側設定トグルスイッチ４６Ｂをオンすることにより、掘削機械１００の側方に仮想壁（左側仮想壁）を設定することが可能である。前述のように、右側仮想壁、左側仮想壁を設定する場合は、各トグルスイッチ（４６Ａ、４６Ｂ）をオンにするだけでは仮想壁の設定は完了しない。
　一方、オペレータは、前述のように前方設定トグルスイッチ４６Ｃをオンすることにより、その時点で掘削機械１００の前方に仮想壁を設定することが完了できる。
　旋回モータ用電磁制御弁４８は、油圧ポンプ５８から作動油の供給を受けて、コントローラ２６の指示に従って旋回モータ６２に対して供給する作動油の供給量を調整する。
　旋回モータ６２は、旋回モータ用電磁制御弁４８を介して供給される作動油に従って回転し、旋回体３の旋回動作を実行する。
　作業機用電磁制御弁５０は、油圧ポンプ５８から作動油の供給を受けて、コントローラ２６の指示に従って油圧シリンダであるブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２とに供給する作動油の供給量を調整する。
　走行モータ用電磁制御弁５２は、油圧ポンプ５８から作動油の供給を受けて、コントローラ２６の指示に従って走行モータ５６に供給する作動油の供給量を調整する。
　走行モータ５６は、走行モータ用電磁制御弁５２を介して供給される作動油に従って回転し、走行装置５の走行動作を実行する。
　油圧ポンプ５８は、エンジン５４の駆動力を用いて駆動し、作動油を各部に供給する。
　作動油タンク６０は、作動油を貯蔵するタンクであり、旋回モータ６２、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５６から排出された作動油を回収するとともに、油圧ポンプ５８に作動油を供給する。
　実施形態においては、入力装置４６として、ソフトウェアボタンによる設定トグルスイッチを含む構成について説明するが、ソフトウェアボタンによる設定トグルスイッチに限られず、機械的なものを含む他のスイッチあるいはボタンを用いて仮想壁の設定を可能としても良い。例えば、ソフトウェアボタンによる設定トグルスイッチとして、表示装置４４のタッチパネルに表示されたソフトウェアボタンをオペレータが選択することにより仮想壁の設定を可能としても良い。
　＜コントローラの構成＞
　図４は、実施形態に基づくコントローラ２６の構成を示すブロック図である。
　実施形態に基づく掘削機械１００は、コントローラ２６により掘削機械の稼働範囲を設定する処理を実行する。コントローラ２６は、掘削機械の稼働範囲の設定として稼働範囲を規制する仮想壁を設定する。コントローラ２６は、記憶装置４０に格納されているプログラムを実行することにより各種機能ブロックを実現する。記憶装置４０に格納されているプログラムは、予め格納されているプログラムでも良いし、図示しないネットワークと接続されたサーバ等を介してダウンロードしたプログラムであってもよい。
　図４に示されるように、コントローラ２６は、姿勢情報取得部１０２と、周囲情報取得部１０４と、設定入力受付部１０６と、表示制御部１１０と、仮想壁設定部１０７と、掘削制御部１０８とを含む。
　姿勢情報取得部１０２は、掘削機械１００の姿勢情報を取得する。姿勢情報取得部１０２は、掘削機械１００の姿勢情報として作業機２の姿勢を示す傾斜角θ１、θ２、θ３と、車両本体１の姿勢を示す左右方向に傾斜する傾斜角θ４および車両本体１の前後方向に傾斜する傾斜角θ５および旋回体３の角度を取得する。
　周囲情報取得部１０４は、掘削機械１００の周囲の実画像の情報を取得する。周囲情報取得部１０４は、掘削機械１００の周囲を撮像した実画像の情報を取得する。
　設定入力受付部１０６は、オペレータによる掘削機械１００の周囲壁の設定の入力を受け付ける。設定入力受付部１０６は、オペレータによる右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂのオンの入力をそれぞれ受け付ける。設定入力受付部１０６は、表示装置４４に設けられたタッチパネルに対するオペレータによる入力を受け付ける。
　表示制御部１１０は、表示装置４４に対する表示制御を実行する。
　仮想壁設定部１０７は、掘削機械１００の稼働範囲を規制する仮想壁の設定処理を実行する。
　掘削制御部１０８は、作業機２を制御して掘削対象物である土砂等をバケット８を用いて掘削する掘削動作を実行する。仮想壁が設定された場合、掘削制御部１０８は、仮想壁が設定された位置を超えて作業機２が動作しないように作業機２の稼働範囲に規制をかけて制御してもよい。例えば、掘削制御部１０８は、仮想壁が設定された位置を超えて作業機２が動作しようとした場合、作業機２の刃先８Ａの現在位置と仮想壁との相対位置関係を演算し、演算された相対距離に応じて作業機２の動作を緩慢にしたり停止したりといった規制をかけて制御してもよい。また、作業機２に規制をかける制御とともに、図示を省略する警報装置によってオペレータに警告を通知するように制御してもよい。
　表示制御部１１０は、モデル画像生成部１１２と、周囲画像生成部１１４と、設定ガイダンス画像生成部１１６と、合成部１１８とを含む。
　モデル画像生成部１１２は、掘削機械１００の上面モデル画像を生成する。本開示の実施の形態においては、上面モデル画像は、掘削機械１００が正面を向いた状態の上面視を表した単一のグラフィックデータを記憶装置４０に記憶しておき、モデル画像生成部１１２が記憶装置４０から上面モデル画像を読みだして掘削機械１００の上面モデル画像を生成する。
　モデル画像生成部１１２は、姿勢情報取得部１０２により取得された掘削機械１００の姿勢情報に基づいて、逐次、掘削機械１００の上面モデル画像を変化させたものを生成してもよい。あるいは、モデル画像生成部１１２は、掘削機械１００の姿勢情報に基づいて、予め記憶装置４０に記憶された複数のグラフィックデータを読み出して、姿勢情報に対応する一つのグラフィックデータを決定して掘削機械１００の上面モデル画像３２０を生成してもよい。この場合、複数のグラフィックデータは、作業機２の姿勢や旋回体３の旋回角度の組み合わせによる複数のものを記憶装置４０に記憶しておいてもよい。モデル画像生成部１１２は、掘削機械１００の姿勢情報に基づいて掘削機械１００のサイズの相似形である３次元モデルを生成し、当該３次元モデルを上面視した場合の上面モデル画像を生成してもよい。
　周囲画像生成部１１４は、掘削機械１００の周囲画像を生成する。周囲画像生成部１１４は、周囲情報取得部１０４により取得された実画像の情報に基づいて周囲画像を生成する。周囲画像生成部１１４は、掘削機械１００の周囲を撮像可能に設けられた複数のカメラの実画像データを取得し、当該複数の実画像データの画像編集処理を実行することにより掘削機械１００を上面視した掘削機械１００の周囲画像を生成することが可能である。周囲画像は、掘削機械１００の上方から俯瞰した状態の画像として生成される。
　設定ガイダンス画像生成部１１６は、仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像を生成する。設定ガイダンス画像生成部１１６は、右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂのいずれかのオンの入力の設定に従って、対応する仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像を生成する。例えば、設定ガイダンス画像生成部１１６は、右側設定トグルスイッチ４６Ａがオンされた場合には、右側仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像を生成する。設定ガイダンス画像生成部１１６は、左側設定トグルスイッチ４６Ｂがオンされた場合には、左側仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像を生成する。
　合成部１１８は、上面モデル画像および周囲画像ならびに設定ガイダンス画像を合成して表示装置４４に表示する。合成部１１８は、周囲画像に代えて、周囲監視センサ３８がとらえた掘削機械１００の周囲の中から一部を切出した部分周囲画像を合成して表示装置４４に表示する。また、合成部１１８は、設定ガイダンス画像に代えて、当該部分周囲画像を合成して表示装置４４に表示してもよい。なお、合成部１１８は、上面モデル画像は合成せずに、周囲画像ならびに設定ガイダンス画像のみを合成して表示装置４４に表示してもよい。あるいは、合成部１１８は、上面モデル画像は合成せずに、部分周囲画像ならびに設定ガイダンス画像のみを合成して表示装置４４に表示してもよい。仮想壁を設定しない通常時には、表示装置４４の上部領域に上面モデル画像および周囲画像が合成表示され、表示装置４４の下部領域に部分周囲画像が合成表示される。仮想壁を設定する設定時には、表示装置４４の上部領域に上面モデル画像および周囲画像が合成表示され、表示装置４４の下部領域に設定ガイダンス画像が合成表示される。
　図５は、実施形態に基づく表示装置４４に表示される画面の一例である。図５には、通常時に表示装置４４に表示される画面３００が示されている。画面３００は、仮想壁を設定しない通常時の画面である。
　表示装置４４は、上部領域ＵＡと、下部領域ＬＡとに分割された画面３００を示している。表示装置４４は、上部領域ＵＡと下部領域ＬＡとを同時に表示可能である。
　画面３００の上部領域ＵＡには、掘削機械１００を上面視した画像（上面モデル画像３２０）が表示される。掘削機械１００の上面モデル画像３２０は、掘削機械１００の上方から俯瞰した状態の画像となっている。画面３００の下部領域ＬＡには、作業機２の前方側に設けられたカメラで撮像された前方画像（単一画像３３０）が部分周囲画像として表示される。下部領域ＬＡには、掘削機械１００のオペレータ視点に変換された前方画像が部分周囲画像として表示されてもよい。このように、当該部分周囲画像は、作業機２の前方側に向くように、例えば、旋回体３の運転室４の天井の場所に設けられたカメラで撮像された画像であってもよいし、オペレータ視点となるように複数のカメラで撮像された画像の画像編集処理により作成した前方画像であってもよい。また、部分周囲画像は、前方側と異なる方向を撮影可能な場所に設置されたカメラで撮像されたものであってもよい。
　画面３００の上部領域ＵＡには、掘削機械１００の上面モデル画像３２０と、掘削機械１００の周囲の周囲画像３１０とが合成された状態で表示される。
　本開示の実施形態では、上面モデル画像３２０は、掘削機械１００の上方から実際に撮像した画像ではなく、前述のように上面モデル画像３２０は、掘削機械１００が正面を向いた状態の上面視を表した単一のグラフィックデータに基づいて表示された画像である。上面モデル画像３２０は、実際の掘削機械のサイズの相似形で表示されたモデル画像である。
　画面３００には、仮想線Ｌ１～Ｌ３が表示されている。仮想線Ｌ１～Ｌ３は、掘削機械１００との距離感を把握するための目安線である。当該仮想線Ｌ１～Ｌ３を非表示にすることも可能である。目安線ではなく、実際の距離を示す仮想線としてもよい。仮想線Ｌ１～Ｌ３は、上面モデル画像３２０を取り囲むように周囲画像３１０に重畳して表示される。
　図６は、実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定画面４００の一例について説明する図である。図６は、仮想壁の設定画面４００を示し、オペレータが左側設定トグルスイッチ４６Ｂをオンした場合、その後、画面遷移された後の画面を示したものである。
　表示装置４４は、上部領域ＵＡと、下部領域ＬＡとに分割された設定画面４００を示している。設定画面４００は、上部領域ＵＡと下部領域ＬＡとを同時に表示する。
　設定画面４００の上部領域ＵＡには、掘削機械１００を上面視した画像（上面モデル画像３２０）が表示される。掘削機械１００を上面視した画像は、掘削機械１００の上方から俯瞰した状態の画像となっている。設定画面４００の下部領域ＬＡには、左側仮想壁を設定するための１点目の設定ガイダンス画像４１０が表示される。
　設定画面４００の上部領域ＵＡには、掘削機械１００の上面モデル画像３２０と、掘削機械１００の周囲の周囲画像３１０とが合成された状態で表示される。
　上面モデル画像３２０は、履帯モデル画像３２２と、作業機モデル画像３２４とを含む。
　下部領域ＬＡには、設定ガイダンス画像４１０として、左側仮想壁の設定のイメージ画像ＩＧ１とともに、左側仮想壁を設定するためのメッセージＭＧ１「現在のバケット先端位置を１点目として設定しますか？」が表示される。メッセージＭＧ１の内容は、オペレータに、仮想壁の設定のやり方を導くような内容を示す手順内容でもよいし、オペレータに、現在の位置で仮想壁が設定されることについて確認を促す確認内容でもよい。設定画面４００には、オペレータの操作入力を受付可能な設定ボタン４１２と、キャンセルボタン４１４とが設けられている。
　イメージ画像ＩＧ１は、仮想壁の設定を促すために、掘削機械の姿勢と仮想壁との位置関係を表した画像である。掘削機械の姿勢を表すイメージ画像ＩＧ１は、掘削機械１００を上面からみたグラフィック画像であって、旋回体が反時計回りに所定の角度だけ旋回した場合の旋回体と作業機、走行装置を実線で示し、旋回体が、さらに反時計回りに所定の角度だけ旋回した場合の作業機を破線で表している。この場合、破線で表した作業機の表示はなくてもよい。さらに、イメージ画像ＩＧ１は、左側仮想壁ＬＷを表す線状のグラフィック画像も同時に表示している。さらに、イメージ画像ＩＧ１は、左側仮想壁ＬＷと作業機の先端部とが接する部分に点Ｐ１を表示させている。
　仮想壁設定部１０７は、設定入力受付部１０６によるオペレータの設定ボタン４１２の選択入力を受け付けることにより左側仮想壁を設定するためのバケット先端部に対応する１点目の座標を設定する。仮想壁の設定画面４００は、１点目の設定を受け付けた場合に、次の仮想壁の設定画面に遷移する。
　オペレータがキャンセルボタン４１４を選択することにより仮想壁の設定処理がキャンセルされる。表示装置４４の画面は遷移し、表示装置４４には通常時の画面３００が表示される。
　図７は、実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定画面４０２の一例について説明する図である。図７は、仮想壁の設定画面４０２を示し、オペレータが左側設定トグルスイッチ４６Ｂをオンした場合、その後、画面遷移された後の画面を示したものである。
　表示装置４４は、上部領域ＵＡと、下部領域ＬＡとに分割された設定画面４０２を示している。設定画面４０２は、上部領域ＵＡと下部領域ＬＡとを同時に表示する。
　設定画面４０２の上部領域ＵＡには、掘削機械１００を上面視した画像（上面モデル画像３２０）が表示される。掘削機械１００を上面視した画像は、掘削機械１００の上方から俯瞰した状態の画像となっている。設定画面４０２の下部領域ＬＡには、左側仮想壁を設定するための２点目の設定ガイダンス画像４２０が表示される。
　設定画面４０２の上部領域ＵＡには、掘削機械１００の上面モデル画像３２０と、掘削機械１００の周囲の周囲画像３１０とが合成された状態で表示される。
　上面モデル画像３２０は、履帯モデル画像３２２と、作業機モデル画像３２４とを含む。
　下部領域ＬＡには、設定ガイダンス画像４２０として、左側仮想壁の設定のイメージ画像ＩＧ２とともに、左側仮想壁を設定するためのメッセージＭＧ２「現在のバケット先端位置を２点目として設定しますか？」が表示される。メッセージＭＧ２の内容は、オペレータに、仮想壁の設定のやり方を導くような内容を示す手順内容でもよいし、オペレータに、現在の位置で仮想壁が設定されることについて確認を促す確認内容でもよい。設定画面４０２には、設定ボタン４１２と、キャンセルボタン４１４とが設けられている。
　イメージ画像ＩＧ２は、仮想壁の設定を促すために、掘削機械の姿勢と仮想壁との位置関係を表した画像である。イメージ画像ＩＧ２は、掘削機械１００を上面からみたグラフィック画像であって、旋回体が所定の角度だけ旋回した場合の作業機を破線で示し、旋回体と作業機がさらに反時計回りに所定の角度旋回した場合の旋回体と作業機、走行装置を実線で表している。この場合、破線で表した作業機の表示はなくてもよい。さらに、イメージ画像ＩＧ２は、左側仮想壁ＬＷを表す線状のグラフィック画像も同時に表示している。なお、イメージ画像ＩＧ２は、図６に示したイメージ画像ＩＧ１に対して以下の点も異なる。イメージ画像ＩＧ１において実線で示された旋回体と作業機が表す旋回状態よりも、さらに反時計回りに旋回した旋回状態をイメージ画像ＩＧ２の実線は表している。さらに、イメージ画像ＩＧ２は、左側仮想壁ＬＷと作業機の先端部とが接する部分に点Ｐ２を表示させているが、点Ｐ２の位置は、図６に示した点Ｐ１と同様に、左側仮想壁ＬＷが示す線上にはあるものの、点Ｐ２の位置は点Ｐ１の位置と異なる位置であって、点Ｐ１の位置より下の位置に点Ｐ２は表示されている。
　仮想壁設定部１０７は、設定入力受付部１０６によるオペレータの設定ボタン４１２の選択入力を受け付けることにより左側仮想壁を設定するためのバケット先端部に対応する２点目の座標を設定する。仮想壁設定部１０７は、左側仮想壁の設定のための１点目の座標および２点目の座標に基づいて左側仮想壁を設定する。
　オペレータがキャンセルボタン４１４を選択することにより２点目の仮想壁の設定処理がキャンセルされ、１点目の仮想壁の設定処理に戻る。仮想壁の設定画面４０２は、画面が遷移し表示装置４４は仮想壁の設定画面４００に戻る。
　仮想壁の設定画面において、掘削機械１００の側方壁の一方である左側仮想壁を設定する場合について説明したが、掘削機械１００の側方壁の他方である右側仮想壁を設定する場合についても同様である。
　図８は、実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定画面４０４の一例について説明する図である。図８は、仮想壁の設定画面４０４を示し、設定ガイダンス画像４３０には、オペレータが右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂの他に前方設定トグルスイッチ４６Ｃをオンオフ操作するために設定トグルスイッチが下部領域ＬＡに表示されている。前方設定トグルスイッチ４６Ｃだけでなく、オペレータが仮想壁を上方や下方に設定するための上方設定トグルスイッチ４６Ｄや下方設定トグルスイッチ４６Ｅ、さらにオペレータが旋回可能な稼働範囲を設定するための左旋回設定トグルスイッチ４６Ｆや右旋回設定トグルスイッチ４６Ｇを下部領域ＬＡに表示してもよい。図８に示す設定ガイダンス画像４３０には、各設定トグルスイッチ（４６Ｃ、４６Ｄ、４６Ｄ、４６Ｅ、４６Ｆ、４６Ｇ）が独立して表示される。各設定トグルスイッチには、オンの位置あるいはオフの位置のいずれかを選択して設定できるような円形のトグルが表示されている。
　図６、図７において、左側仮想壁ＬＷや右側仮想壁ＲＷを設定する場合、下部領域ＬＡには、イメージ画像ＩＧ１やイメージ画像ＩＧ２、メッセージＭＧ１やメッセージＭＧ２を含む設定ガイダンス画像４２０が表示されたが、仮想壁を前方、上方、下方に設定する場合には、図８に示すような設定ガイダンス画像４３０が表示されるが、イメージ画像ＩＧ１やイメージ画像ＩＧ２、メッセージＭＧ１やメッセージＭＧ２に相当するようなものは表示されない。
　表示装置４４は、上部領域ＵＡと、下部領域ＬＡとに分割された設定画面４０４を示している。設定画面４０４は、上部領域ＵＡと下部領域ＬＡとを同時に表示する。
　設定画面４０４の上部領域ＵＡには、掘削機械１００を上面視した画像（上面モデル画像３２０）が表示される。掘削機械１００を上面視した画像は、掘削機械１００の上方から俯瞰した状態の画像となっている。
　設定画面４０４の上部領域ＵＡには、掘削機械１００の上面モデル画像３２０と、掘削機械１００の周囲の周囲画像３１０とが合成された状態で表示される。また、仮想線Ｌ１～Ｌ３が、上面モデル画像３２０を取り囲むように周囲画像３１０に重畳して表示される。
　上面モデル画像３２０は、履帯モデル画像３２２と、作業機モデル画像３２４とを含む。
　例えば、図８が表示装置４４に表示された状態で、前方設定トグルスイッチ４６Ｃをオンに操作した後、画面が遷移し、下部領域ＬＡには、設定ガイダンス画像４３０として、前方仮想壁の設定のイメージ画像とともに、前方仮想壁を設定するためのメッセージ「現在のバケット先端位置によって前方仮想壁を設定しますか？」を表示させてもよい。設定画面４０４には、オペレータの操作入力を受付可能な設定ボタン４１２と、キャンセルボタン４１４とを設けてもよい。このように、仮想壁を前方に設定する場合に、掘削機械１００を上面からみたグラフィック画像であって、作業機の向きが画面の上を指すようなイメージ画像を含む設定ガイダンス画像４３０を表示するようにしてもよい。
　仮想壁の設定画面として、掘削機械１００の前方側の前方仮想壁を設定する場合について説明したが、掘削機械１００の後方の後方仮想壁を設定したり、掘削機械１００の上方側の上方仮想壁あるいは下方側の下方仮想壁を設定することも同様に可能である。本開示の実施形態においては、前方仮想壁、上方仮想壁、下方仮想壁、あるいは後方仮想壁を設定する場合は、オペレータは作業機２を所望の姿勢にした状態で、設定ガイダンス画像４３０に表示された各設定トグルスイッチをオンに操作するだけで仮想壁の設定を完了することができる。
　図９は、実施形態に基づく表示装置４４に表示される仮想壁の設定確認画面４０８の一例について説明する図である。図９に示されるように、仮想壁の設定確認画面４０８は、左側仮想壁ＬＷあるいは右側仮想壁ＲＷの場合、仮想壁の設定のための２点目の設定入力を受け付けた場合に画面が遷移して表示される画面である。
　表示装置４４は、上部領域ＵＡと、下部領域ＬＡとに分割された設定確認画面４０８を示している。設定確認画面４０８は、上部領域ＵＡと下部領域ＬＡとを同時に表示する。
　設定確認画面４０８の上部領域ＵＡには、掘削機械１００を上面視した画像（上面モデル画像３２０）が表示される。掘削機械１００を上面視した画像は、掘削機械１００の上方から俯瞰した状態の画像となっている。設定確認画面４０８の下部領域ＬＡには、設定ガイダンス画像４５０が表示される。
　設定確認画面４０８の上部領域ＵＡには、掘削機械１００の上面モデル画像３２０と、掘削機械１００の周囲の周囲画像３１０とが合成された状態で表示される。
　下部領域ＬＡには、設定確認画面４０８に含まれる設定ガイダンス画像４５０には、掘削機械１００の３次元モデルＭＤとともに、当該３次元モデルＭＤの周囲に設定可能な仮想壁のイメージ画像ＩＷが表示される。また、設定された仮想壁の確認を促すメッセージＭＧ３「仮想壁の設定が変更されました。」が表示される。設定確認画面４０８には、確認ボタン４１６が設けられている。
　仮想壁のイメージ画像ＩＷの表示は以下のように行っても良い。例えば、掘削機械１００の３次元モデルＭＤを基準として、設定された仮想壁を点滅させたり、設定された仮想壁に色を付けて表示させたりして、設定された仮想壁の箇所が分かるように表示してもよい。
　設定確認画面４０８の設定ガイダンス画像４５０には、旋回可能範囲画像ＣＡのグラフィック画像を含めて表示してもよい。旋回可能範囲画像ＣＡは、旋回体３に対する走行装置５の現在の向きと、設定された旋回角度の範囲、これらの関係を示す情報であり、図９のように、太線で示された円弧ＲＲは、設定された旋回可能な角度範囲を示し、三角形の矢印ＴＧは、旋回体３に対する走行装置５の現在の向きを示している。旋回可能な角度範囲は、前述のように、左旋回設定トグルスイッチ４６Ｆや右旋回設定トグルスイッチ４６Ｇのいずれか、あるいは両者をオンすることで設定される。
　設定ガイダンス画像４５０には、掘削機械１００の簡易的な上面図を表したグラフィック画像である基準画像ＢＧが同時に表示される。基準画像ＢＧは、掘削機械１００が前方正面に向いた時の上面図を表しており、基準画像ＢＧが示す作業機３の方向と矢印ＴＧの先端が示す方向との差を見て現在の旋回体３と走行装置５の相対位置関係（旋回角度）を把握することができる。
　オペレータが確認ボタン４１６を選択し確認ボタン４１６を押すことにより、設定確認画面４０８は次の画面に遷移する。確認ボタン４１６が押されると表示装置４４には、通常時の画面３００が表示される。つまり、オペレータが確認ボタン４１６を押すことは、設定あるいは変更された仮想壁についてオペレータが承認することを意味する。
　上記で説明したように、設定画面（４００、４０２、４０４）の上部領域ＵＡには、掘削機械１００を上面視した画像（上面モデル画像３２０）が表示される。設定画面の下部領域ＬＡには、仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像（４１０、４２０、４３０）が表示される。したがって、仮想壁を設定する際に、設定ガイダンス画像を確認しつつ、上方視点による掘削機械１００の実際の周囲画像（３１０）を確認しながら仮想壁の設定が可能となる。つまり、掘削機械１００の周囲に存在する物体と掘削機械１００との相対位置関係を確認しながら仮想壁の設定が可能となる。仮に、オペレータが、掘削機械１００の周囲を目視しながら仮想壁の設定をしようとすると運転室４からみて死角となる範囲は目視ができない。本開示の実施形態によれば、設定画面に、周囲画像が表示されるため、死角となる範囲にある物体の有無、物体との距離を確認しながら仮想壁の設定が可能となる。それゆえ、簡易な方式で掘削機械１００の適切な稼働範囲を設定することが可能である。
　また、設定画面（４００、４０２、４０４）の上部領域ＵＡおよび下部領域ＬＡには、掘削機械１００を上面視した画像（上面モデル画像３２０）および仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像（４１０、４２０、４３０）がそれぞれ表示される。仮想壁を設定する位置を決めるうえで参考となる上部領域ＵＡに表示された情報を確認する必要があるが、仮想壁を設定する設定ガイダンス画像が下部領域ＬＡに設けられることにより、オペレータの手や指等によりオペレータの視界を遮断することなく、上部領域ＵＡを視認できる。それゆえ、オペレータは、上部領域ＵＡに表示された周囲画像（３１０）が示す情報を常に確認しながら仮想壁の設定が可能となり、簡易な方式で掘削機械１００の適切な稼働範囲を設定することが可能である。
　図１０は、実施形態に基づくコントローラ２６の表示制御処理について説明するフロー図である。図１０に示されるように、姿勢情報取得部１０２は、姿勢情報を取得する（ステップＳ２）。姿勢情報取得部１０２は、掘削機械１００の姿勢情報として作業機２の姿勢を示す傾斜角θ１、θ２、θ３と、車両本体１の姿勢を示す左右方向に傾斜する傾斜角θ４および車両本体１の前後方向に傾斜する傾斜角θ５および旋回体３の角度を取得する。
　次に、周囲情報取得部１０４は、周囲情報を取得する（ステップＳ４）。周囲情報取得部１０４は、掘削機械１００の周囲を撮像した実画像の情報を取得する。なお、ステップＳ２の姿勢情報の取得とステップＳ４の周囲情報の取得の順番を入れ替えてもよい。
　次に、周囲画像生成部１１４は、周囲画像を生成する（ステップＳ６）。周囲画像生成部１１４は、周囲情報取得部１０４により取得された実画像の情報に基づいて周囲画像を生成する。
　設定ガイダンス画像生成部１１６は、設定ガイダンス画像を生成する（ステップＳ８）。
　次に、合成部１１８は、上面モデル画像、周囲画像および設定ガイダンス画像を合成した合成画像を生成する（ステップＳ１０）。
　次に、表示装置４４は、合成部１１８が合成した合成画像を表示する（ステップＳ１２）。具体的には、表示装置４４は、図６～図８で説明した設定画面４００～４０４あるいは図９で説明した設定確認画面４０８を表示する。
　次に、設定入力受付部１０６は、仮想壁の設定入力が有るか否かを判断する（ステップＳ１４）。設定入力受付部１０６は、例えば、オペレータによる右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂのオンの入力を受け付けたか否かを判断する。ステップＳ１４の判断は、右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂのうちいずれかのオンの入力を受け付けた否かの判断でよい。ステップＳ１４の判断は、前方設定トグルスイッチ４６Ｃ、上側設定トグルスイッチ４６Ｄ、下側設定トグルスイッチ４６Ｅのいずれかのオンの入力を受け付けた否かの判断を含めてもよい。
　オペレータによって、前方設定トグルスイッチ４６Ｃのオンの入力、上側設定トグルスイッチ４６Ｄのオンの入力、下側設定トグルスイッチ４６Ｅのオンの入力のいずれかがあった場合は、ステップＳ１６を飛ばし、仮想壁の位置設定が完了（ステップＳ１８においてＹＥＳ）したものとされ、ステップＳ２０へと進む。
　一方、オペレータが、右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂのいずれかをオンにした場合は、仮想壁位置設定処理としてステップＳ１６（図１１に示すフロー）に進む。
　ステップＳ１４において、設定入力受付部１０６は、左側仮想壁あるいは右側仮想壁の設定入力があると判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）には、設定ガイダンス画像生成部１１６に指示し、仮想壁位置設定処理を実行する（ステップＳ１６）。
　図１１に示す仮想壁位置設定処理の詳細については、後述するが、設定ガイダンス画像生成部１１６は、例えば、オペレータによる右側設定トグルスイッチ４６Ａのオンの入力を受け付けたと判断した場合には、右側仮想壁の設定のイメージ画像とともに、右側仮想壁を設定するためのメッセージ画像を含む設定ガイダンス画像を生成する。設定ガイダンス画像生成部１１６は、例えば、オペレータによる左側設定トグルスイッチ４６Ｂのオンの入力を受け付けたと判断した場合には、左側仮想壁の設定のイメージ画像とともに、左側仮想壁を設定するためのメッセージ画像を含む設定ガイダンス画像を生成する。いずれの設定ガイダンス画像も掘削機械１００の周囲画像３１０を含む画像とともに設定画面に表示される。
　また、設定ガイダンス画像生成部１１６は、設定画面において設定ボタン４１２が選択された場合にも仮想壁の設定入力を受け付けたと判断して設定ガイダンス画像を生成する。設定ガイダンス画像生成部１１６は、キャンセルボタン４１４あるいは確認ボタン４１６が選択された場合には、１つ前の設定ガイダンス画像を生成あるいは設定ガイダンス画像の生成を終了する。
　次に、コントローラ２６は、オペレータが掘削機械１００の作業機２あるいは旋回体３を操作して、所定の仮想壁の位置設定が完了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ２の姿勢情報取得は、ステップＳ１８の前にはじめて実行されてもよい。ステップＳ１８において、コントローラ２６は、所定の仮想壁の位置設定が完了していないと判断した場合（ステップＳ１８においてＮＯ）には、ステップＳ２に戻り上記処理を繰り返す。
　ステップＳ２０において、コントローラ２６は、掘削機械１００の稼働が停止したと判断した場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）には、処理を終了する（エンド）。例えば、コントローラ２６は、オペレータによるエンジン停止の指示が有った場合には、稼働が停止したと判断する。
　一方、ステップＳ２０において、コントローラ２６は、掘削機械１００の稼働が終了しないと判断した場合（ステップＳ２０においてＮＯ）には、ステップＳ２に戻り上記処理を繰り返す。掘削機械１００は、設定されている仮想壁に従って作業機２の稼働範囲が規制され制御される。
　一方、ステップＳ１４において、設定入力受付部１０６は、仮想壁の設定入力がないと判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）には、ステップＳ２に戻り上記処理を繰り返す。その際、表示装置４４は、図５で説明した通常時の画面３００を表示する。
　図１１は、実施形態に基づく仮想壁設定部１０７の仮想壁位置設定処理の詳細について説明するフロー図である。すなわち、図１１は、図１０に示した、ステップＳ１４で仮想壁設定の入力があった場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）であって、仮想壁位置設定処理を実行し、ステップＳ１８における所望の仮想壁の位置設定を完了するまでの処理を説明するものである。この場合、ステップＳ２２は、図１０の仮想壁設定入力の有無を判断するステップＳ１４に相当する。また、図１１は、仮想壁が左側仮想壁ＬＷあるいは右側仮想壁ＲＷのいずれかについて仮想壁の設定を実行させる場合のフロー図を示している。図１１に示されるように、設定入力受付部１０６は、いずれかの設定トグルスイッチがオンか否かを判断する（ステップＳ２２）。具体的には、設定入力受付部１０６は、オペレータによる入力装置４６の右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂの操作を受け付ける。設定入力受付部１０６は、オペレータによる入力装置４６の右側設定トグルスイッチ４６Ａ、左側設定トグルスイッチ４６Ｂの操作に従うオンあるいはオフの情報を仮想壁設定部１０７に出力する。
　仮想壁設定部１０７は、設定トグルスイッチがオンである場合には仮想壁の設定を開始する（ステップＳ２４）。仮想壁設定部１０７は、オペレータによる入力装置４６の右側設定トグルスイッチ４６Ａのスイッチ操作がオンである場合には、右側仮想壁の設定処理を開始する。仮想壁設定部１０７は、オペレータによる入力装置４６の左側設定トグルスイッチ４６Ｂのスイッチ操作がオンである場合には、左側仮想壁の設定処理を開始する。
　次に、仮想壁設定部１０７は、仮想壁の１点目の設定入力が有るか否かを判断する（ステップＳ２６）。仮想壁設定部１０７は、左側仮想壁の設定の場合に、仮想壁の設定画面４００において、オペレータが設定ボタン４１２を選択したか否かを判断する。オペレータは、設定ガイダンス画像４１０（図６参照）を見ながら作業機２あるいは旋回体３を動作させ、左側仮想壁の設定のための１点目として設定すべきと判断する位置に作業機２を操作させた後に、設定ボタン４１２を選択する。設定ボタン４１２が選択されると仮想壁の１点目（図６に示す点Ｐ１に相当）の設定入力があったことになる。
　ステップＳ２６において、仮想壁設定部１０７は、１点目の設定入力が有ると判断した場合（ステップＳ２６においてＹＥＳ）には、仮想壁を設定するための１点目を設定する。仮想壁設定部１０７は、仮想壁の設定画面４００において設定ボタン４１２を選択した際の掘削機械１００のバケット先端位置（例えば、バケット刃先８Ａの位置である先端部）を１点目の座標として設定する。
　次に、仮想壁設定部１０７は、２点目の設定入力が有るか否かを判断する（ステップＳ３０）。例えば、仮想壁設定部１０７は、左側仮想壁の設定の場合に、仮想壁の設定画面４０２において、オペレータが設定ボタン４１２を選択したか否かを判断する。オペレータは、設定ガイダンス画像４１０（図７参照）を見ながら作業機２あるいは旋回体３を動作させ、左側仮想壁の設定のための２点目として設定すべきと判断する位置に作業機２を操作させた後に、設定ボタン４１２を選択する。設定ボタン４１２が選択されると仮想壁の２点目（図７に示す点Ｐ２に相当）の設定入力があったことになる。
　ステップＳ３０において、仮想壁設定部１０７は、２点目の設定入力が有ると判断した場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）には、仮想壁を設定するための２点目を設定する（ステップＳ３２）。仮想壁設定部１０７は、仮想壁の設定画面４０２において設定ボタン４１２を選択した際の掘削機械１００のバケット先端位置（例えば、バケット刃先８Ａの位置である先端部）を２点目の座標として設定する。
　次に、仮想壁設定部１０７は、１点目および２点目を含み、かつ、地面に垂直な平面を仮想壁として設定する（ステップＳ３４）。仮想壁設定部１０７は、１点目および２点目を含む平面として、掘削機械１００が位置する地面を基準に２点を含む地面に垂直な平面を仮想壁として設定することが可能である。
　そして、仮想壁設定部１０７は、処理を終了する（リターン）。すなわち、図１０のステップＳ１８に進む。
　一方、ステップＳ２２において、設定入力受付部１０６は、設定トグルスイッチがオンでないと判断した場合（ステップＳ２２においてＮＯ）には、オフの情報を仮想壁設定部１０７に出力する。
　仮想壁設定部１０７は、設定トグルスイッチがオフである場合には仮想壁の設定をリセットする（ステップＳ３６）。仮想壁設定部１０７は、オペレータによる入力装置４６の右側設定トグルスイッチ４６Ａのスイッチ操作がオフである場合には、右側仮想壁の設定をリセットする。仮想壁設定部１０７は、オペレータによる入力装置４６の左側設定トグルスイッチ４６Ｂのスイッチ操作がオフである場合には、左側仮想壁の設定をリセットする。
　そして、仮想壁設定部１０７は、処理を終了する（リターン）。すなわち、図１０のステップＳ１８に進む。
　当該処理により、オペレータは、周囲画像（３１０）が示す情報を常に確認しながら仮想壁の設定が可能となり、簡易な方式で掘削機械１００の適切な稼働範囲を設定することが可能である。
　（変形例１）
　実施形態の変形例１においては、仮想壁の位置を容易に把握可能な方式について説明する。
　具体的には、合成部１１８は、設定された仮想壁の位置情報に基づいて仮想壁のイメージ画像をさらに合成して表示装置４４に表示してもよい。表示装置４４に表示される通常時の画面において、掘削機械１００を上面視した画像に対して、設定された仮想壁のイメージ画像をさらに合成して表示してもよい。設定された仮想壁のイメージ画像は、例えば線で表現されたものでもよい。これによりオペレータは掘削作業をする際にどこの位置に仮想壁を設定したかを容易に把握することが可能である。
　仮想壁の種類毎に色付けして、設定されている仮想壁が、右側仮想壁、左側仮想壁、前方仮想壁のいずれであるのかを容易に把握するようにしてもよい。これによりオペレータは例えば掘削作業をする際にどの仮想壁がどの位置にあるかを容易に把握することが可能である。
　合成部１１８は、上部領域ＵＡに限られず、下部領域ＬＡの画像に対して仮想壁のイメージ画像を合成して表示するようにしてもよい。
　掘削機械１００は、仮想壁のイメージ画像を表示装置４４に表示するか否かを切り替える切替スイッチ、ソフトウェアボタン等をさらに含むようにしてもよい。
　（変形例２）
　図１２は、実施形態の変形例２に基づく掘削機械の稼働範囲設定システムについて説明する図である。図１２に示されるように、実施形態の変形例２に基づく掘削機械の稼働範囲システム１０００は、ネットワークＮと、サーバ２００と、掘削機械１００とを含む。
　稼働範囲設定システム１０００は、掘削機械１００がネットワークＮを介してサーバ２００と通信可能に設けられている。上記の実施形態においては、掘削機械１００において掘削機械の稼働範囲を設定する処理を実行する場合について説明した。実施形態の変形例２に従う掘削機械の稼働範囲システム１０００は、掘削機械１００の各種センサ等で取得した情報をネットワークＮを介してサーバ２００に送信し、サーバ２００において掘削機械の稼働範囲を設定する処理を実行する。具体的には、図４で説明したコントローラ２６の機能の全部あるいは一部をサーバ２００で実行させるようにしてもよい。掘削機械１００は、サーバ２００と連携して処理することにより掘削機械１００のコントローラ２６の処理負荷を軽減することが可能である。
　（変形例３）
　図１３は、実施形態の変形例３に基づく掘削機械の稼働範囲設定システムについて説明する図である。図１３に示されるように、実施形態の変形例３に基づく掘削機械の稼働範囲システム２０００は、掘削機械１００と、当該掘削機械１００と通信可能な携帯端末２５０とを含む。実施形態の変形例２と同様に、掘削機械１００の各種センサ等で取得した情報を携帯端末２５０に送信し、携帯端末２５０において掘削機械の稼働範囲を設定する処理を実行する。具体的には、掘削機械１００を遠隔操作可能な携帯端末２５０に、図４で説明したコントローラ２６の機能を実装することも可能である。当該構成により、携帯端末２５０に設けられた表示装置およびタッチパネルを用いて掘削機械１００の稼働範囲を簡易に設定することが可能となる。サーバ２００をさらに組み合わせた掘削機械の稼働範囲システムとしてもよい。本開示のコントローラ２６の機能を実行するためのアプリケーションプログラムを提供するようにしてもよい。
　上記の実施形態では、掘削機械の油圧ショベルを挙げているが、今回開示された実施形態は、油圧ショベルに限らず、機械式のロープショベル、電動ショベル、ホイールローダ等の他の種類の掘削機械にも適用可能である。また、油圧ショベルは、履帯を有した油圧ショベルに限らず、タイヤ式油圧ショベルであってもよい。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全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。本開示の範囲は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全ての変更が含まれることが意図される。
　１　車両本体、２　作業機、３　旋回体、４　運転室、４Ｓ　運転席、５　走行装置、５Ｃｒ　履帯、６　ブーム、７　アーム、８　バケット、８Ａ　刃先、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、１３　ブームピン、１４　アームピン、１５　バケットピン、１６　ブームシリンダストロークセンサ、１７　アームシリンダストロークセンサ、１８　バケットシリンダストロークセンサ、１９　手すり、２０　位置検出装置、２１　アンテナ、２３　グローバル座標演算部、２６　コントローラ、３２　車体姿勢検出センサ、３４　旋回角度センサ、３６　作業機姿勢検出センサ、３８　周囲監視センサ、４０　記憶装置、４２　操作レバー、４４　表示装置、４６　入力装置、４６Ａ　右側設定トグルスイッチ、４６Ｂ　左側設定トグルスイッチ、４６Ｃ　前方設定トグルスイッチ、４８　旋回モータ用電磁制御弁、５０　作業機用電磁制御弁、５２　走行モータ用電磁制御弁、５４　エンジン、５６　走行モータ、５８　油圧ポンプ、６０　作動油タンク、６２　旋回モータ、１００　掘削機械、１０２　姿勢情報取得部、１０４　周囲情報取得部、１０６　設定入力受付部、１０７　仮想壁設定部、１０８　掘削制御部、１１０　表示制御部、１１２　モデル画像生成部、１１４　周囲画像生成部、１１６　設定ガイダンス画像生成部、１１８　合成部、２００　サーバ、２５０　携帯端末。

Claims (10)

  1. 　掘削機械の周囲の実画像の情報を取得する周囲情報取得部と、
    　ユーザーインターフェース部と、
    　前記周囲情報取得部により取得された前記実画像の情報に基づいて周囲画像を生成し、前記周囲画像と、前記掘削機械の稼働範囲を規制する仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像とを前記ユーザーインターフェース部に表示するコントローラとを備えた、掘削機械の稼働範囲設定システム。
  2. 　前記周囲画像は、前記ユーザーインターフェース部の上部領域に表示され、
    　前記設定ガイダンス画像は、前記表示部の下部領域に表示される、請求項１記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  3. 　前記掘削機械を上面視した上面モデル画像を記憶する記憶部をさらに備え、
    　前記ユーザーインターフェース部は、前記周囲画像とともに前記上面モデル画像を表示する、請求項１または２に記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  4. 　前記コントローラは、
    　前記掘削機械の先端部の第１位置を第１点として設定を受け付け、
    　前記掘削機械の先端部の第２位置を第２点として設定を受け付け、
    　前記設定を受け付けた前記第１点と第２点とを含み、地面に垂直な平面を仮想壁として設定する、請求項１記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  5. 　前記掘削機械は、バケットを有する作業機を備え、
    　前記先端部は、前記バケットの刃先である、請求項４に記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  6. 　前記周囲画像は、前記上面モデル画像を中心とする俯瞰画像である、請求項３に記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  7. 　前記設定ガイダンス画像は、前記仮想壁の設定を促すために、前記掘削機械の姿勢と仮想壁との位置関係を表した画像とメッセージとを含む、請求項１に記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  8. 　前記ユーザーインターフェース部には、前記上面モデル画像を取り囲むように目安線が重畳して表示される、請求項３に記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  9. 　前記仮想壁は、前記掘削機械の左側および右側のいずれかに設定される、請求項１記載の掘削機械の稼働範囲設定システム。
  10. 　掘削機械の周囲の実画像の情報を取得するステップと、
    　取得された前記実画像の情報に基づいて周囲画像を生成するステップと、
    　前記周囲画像と、前記掘削機械の稼働範囲を規制する仮想壁を設定するための設定ガイダンス画像とをユーザーインターフェース部に表示するステップとを備えた、掘削機械の稼働範囲設定システムの制御方法。
PCT/JP2022/024871 2021-07-19 2022-06-22 掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法 WO2023002796A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112022002298.1T DE112022002298T5 (de) 2021-07-19 2022-06-22 System zur Einstellung des Arbeitsbereiches einer Aushubmaschine und Verfahren zur Steuerung desselben
KR1020237044567A KR20240011803A (ko) 2021-07-19 2022-06-22 굴삭 기계의 가동 범위 설정 시스템 및 그 제어 방법
CN202280045628.6A CN117616177A (zh) 2021-07-19 2022-06-22 挖掘机械的运转范围设定系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021118920A JP2023014767A (ja) 2021-07-19 2021-07-19 掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法
JP2021-118920 2021-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023002796A1 true WO2023002796A1 (ja) 2023-01-26

Family

ID=84979976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/024871 WO2023002796A1 (ja) 2021-07-19 2022-06-22 掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2023014767A (ja)
KR (1) KR20240011803A (ja)
CN (1) CN117616177A (ja)
DE (1) DE112022002298T5 (ja)
WO (1) WO2023002796A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024057894A1 (ja) * 2022-09-15 2024-03-21 株式会社小松製作所 作業機械の表示システム、作業機械、及び作業機械の表示方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012164712A1 (ja) * 2011-06-02 2012-12-06 日立建機株式会社 作業機械の周囲監視装置
JP2019157409A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 大成建設株式会社 作業車両用旋回制御システム及び作業車両用警報制御システム
WO2019189030A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 住友建機株式会社 ショベル
JP2021068948A (ja) * 2019-10-18 2021-04-30 株式会社小松製作所 作業機械の周辺監視システム、作業機械、及び作業機械の周辺監視方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011052383A (ja) 2009-08-31 2011-03-17 Caterpillar Sarl 作業機械の旋回制御装置
WO2021060534A1 (ja) 2019-09-26 2021-04-01 住友建機株式会社 ショベル及びショベルの表示装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012164712A1 (ja) * 2011-06-02 2012-12-06 日立建機株式会社 作業機械の周囲監視装置
JP2019157409A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 大成建設株式会社 作業車両用旋回制御システム及び作業車両用警報制御システム
WO2019189030A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 住友建機株式会社 ショベル
JP2021068948A (ja) * 2019-10-18 2021-04-30 株式会社小松製作所 作業機械の周辺監視システム、作業機械、及び作業機械の周辺監視方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024057894A1 (ja) * 2022-09-15 2024-03-21 株式会社小松製作所 作業機械の表示システム、作業機械、及び作業機械の表示方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117616177A (zh) 2024-02-27
JP2023014767A (ja) 2023-01-31
KR20240011803A (ko) 2024-01-26
DE112022002298T5 (de) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6258582B2 (ja) 建設機械の表示システムおよびその制御方法
US10794047B2 (en) Display system and construction machine
JP6777375B2 (ja) 作業機械の画像表示システム、作業機械の遠隔操作システム及び作業機械
WO2020241618A1 (ja) マップ生成システム及びマップ生成方法
US20170175364A1 (en) Construction information display device and method for displaying construction information
KR20210021945A (ko) 굴삭기, 정보처리장치
WO2003000997A1 (fr) Systeme de telecommande et systeme de telereglage d'engins de construction
CN110300827B (zh) 工程机械
JP6454383B2 (ja) 建設機械の表示システムおよびその制御方法
JP7420733B2 (ja) 表示制御システムおよび表示制御方法
JP2020117982A (ja) 作業機械
JP7462710B2 (ja) 作業機械の画像表示システム及び作業機械の画像表示方法
WO2023002796A1 (ja) 掘削機械の稼働範囲設定システムおよびその制御方法
JP6823036B2 (ja) 建設機械の表示システムおよびその制御方法
JP4526689B2 (ja) 建設機械の施工案内装置
US20210395982A1 (en) System and method for work machine
JP7168697B2 (ja) 建設機械の表示システムおよびその制御方法
JP7458155B2 (ja) 表示システム、遠隔操作システム、及び表示方法
US20210395980A1 (en) System and method for work machine
US20220002977A1 (en) System and method for work machine
WO2020241640A1 (ja) 表示システムおよび表示方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22845732

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112022002298

Country of ref document: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237044567

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020237044567

Country of ref document: KR