特許 6672313 ショベル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6672313

(24)【登録日】2020年3月6日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】ショベル

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20200316BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/26 B

【請求項の数】14

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-534458(P2017-534458)

(86)(22)【出願日】2016年8月9日

(86)【国際出願番号】JP2016073380

(87)【国際公開番号】WO2017026469

(87)【国際公開日】20170216

【審査請求日】2018年6月12日

(31)【優先権主張番号】特願2015-158332(P2015-158332)

(32)【優先日】2015年8月10日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】502246528

【氏名又は名称】住友建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】泉川 岳哉

(72)【発明者】

【氏名】加藤 英彦

【審査官】 神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１０７９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１４２２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１２３２２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１２９６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７４３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５５７２７７０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１４−０９８２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０５９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７４３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２６１８８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるカメラと、
前記カメラが取得したショベルの周辺のカメラ画像を含む出力画像を生成する演算処理装置と、を備えるショベルであって、
前記演算処理装置は、作業対象面に平行又は前記作業対象面に垂直な方向を表す画像を前記カメラ画像に重畳表示し、
前記画像は、ショベルが前記作業対象面に対して正対する向きの関係を表すように、少なくとも前記カメラ画像においてショベルが前記作業対象面に対して正対したときに、前記作業対象面に平行な方向又は垂直な方向に表示されるとともに、
更に、前記上部旋回体の向きに対応する画像が、旋回動作又は走行動作に伴う前記カメラ画像の表示の変化とは独立して前記カメラ画像に重畳表示される、
ショベル。

【請求項2】

前記演算処理装置は、前記ショベルの向きを表す画像を前記出力画像に表示する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項3】

前記カメラ画像は俯瞰画像である、
請求項１に記載のショベル。

【請求項4】

前記演算処理装置は、前記ショベルを前記作業対象面に正対させるための操作方向を示す矢印を前記出力画像に表示する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項5】

前記操作方向は、旋回方向又は進行方向である、
請求項４に記載のショベル。

【請求項6】

前記演算処理装置は、前記作業対象面に平行又は前記作業対象面に垂直な方向を示す第１線分と、前記ショベルの向きを示す第２線分とを前記カメラ画像に重畳表示し、
前記ショベルと前記作業対象面とが正対した場合、前記第１線分は前記第２線分と平行になり、或いは、一致する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項7】

前記演算処理装置は、前記ショベルと前記作業対象面とが正対した場合、正対した旨を表す画像を前記出力画像に表示する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項8】

前記演算処理装置は、ガイダンス情報を表示する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項9】

前記演算処理装置は、車両情報を表示する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項10】

前記演算処理装置は、バケットと目標施工面との位置関係を表す目標施工面表示画像を前記カメラ画像と同時に表示し、
前記目標施工面表示画像は、前記バケットを側方から見たときの前記バケットの図形と前記目標施工面の図形とを含み、前記バケットと前記目標施工面との位置関係の変化に応じて変化する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項11】

前記演算処理装置は、バケットと目標施工面との位置関係を表す目標施工面表示画像を前記カメラ画像と同時に表示し、
前記目標施工面表示画像は、前記バケットをキャビンから見たときの前記バケットの図形と前記目標施工面の図形とを含み、前記バケットと前記目標施工面との位置関係の変化に応じて変化する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項12】

前記演算処理装置は、バケットの高さと目標施工面の高さとの関係を表すバー表示を前記カメラ画像と同時に表示する、
請求項１に記載のショベル。

【請求項13】

前記演算処理装置は、前記カメラ画像を含む複数の前記出力画像を生成するとともに、
前記演算処理装置は、前記作業対象面に平行又は前記作業対象面に垂直な方向を表す画像を前記カメラ画像の出力方式に対応付けされる、
請求項１乃至１２の何れかに記載のショベル。

【請求項14】

前記演算処理装置は、前記画像を前記カメラ画像の少なくとも外方に表示する、
請求項１乃至１３の何れかに記載のショベル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マシンガイダンス機能を有するショベルに関する。

【背景技術】

【0002】

建設機械としてのショベルの操作者には、アタッチメントによる掘削などの作業を効率的且つ正確に行うために、熟練した操作技術が要求される。そこで、ショベルの操作経験が少ない操作者でも作業を効率的且つ正確に行うことができるように、ショベルの操作をガイドする機能（マシンガイダンスと称する）が設けられたショベルがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

具体的には、特許文献１のショベルは、作業対象の法面の断面を示す線分とバケットの刃先の位置とを示す画像を表示する表示システムを備える。そして、表示システムは、ショベルを法面に対して正対させるための情報として、法面に対する正対方向とショベルを旋回させるべき方向とを示すアイコンである正対コンパスを表示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１４８８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の表示システムは、複数の三角形ポリゴンによって表現される設計地形のコンピュータ画像上に、そのコンピュータ画像の表示内容から完全に独立したアイコンとしての正対コンパスを表示するのみである。そのため、その正対コンパスを見た操作者は、ショベルを法面に対して正対させるために行うべき操作を直感的に理解できないおそれがある。

【0006】

上述に鑑み、ショベルを法面等の作業対象面に対して正対させるために行うべき操作をより直感的に操作者に理解させることができるショベルを提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるカメラと、前記カメラが取得したショベルの周辺のカメラ画像を含む出力画像を生成する演算処理装置と、を備えるショベルであって、前記演算処理装置は、作業対象面に平行又は前記作業対象面に垂直な方向を表す画像を前記カメラ画像に重畳表示し、前記画像は、ショベルが前記作業対象面に対して正対する向きの関係を表すように、少なくとも前記カメラ画像においてショベルが前記作業対象面に対して正対したときに、前記作業対象面に平行な方向又は垂直な方向に表示されるとともに、更に、前記上部旋回体の向きに対応する画像が、旋回動作又は走行動作に伴う前記カメラ画像の表示の変化とは独立して前記カメラ画像に重畳表示される。

【発明の効果】

【0008】

上述の手段により、ショベルを法面等の作業対象面に対して正対させるために行うべき操作をより直感的に操作者に理解させることができるショベルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例に係るショベルの側面図である。

【図2】図１のショベルの駆動系の構成を示す図である。

【図3】マシンガイダンス装置の構成例を示すブロック図である。

【図4】法面を形成するショベルの上面図である。

【図5A】出力画像の一例を示す図である。

【図5B】出力画像の一例を示す図である。

【図6A】出力画像の一例を示す図である。

【図6B】出力画像の一例を示す図である。

【図7A】出力画像の一例を示す図である。

【図7B】出力画像の一例を示す図である。

【図8A】出力画像の一例を示す図である。

【図8B】出力画像の一例を示す図である。

【図9】出力画像の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は本発明の実施例に係るショベル（掘削機）の側面図である。ショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられる。エンドアタッチメントとして、法面用バケット、浚渫用バケット等が用いられてもよい。

【0011】

ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられる。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。

【0012】

ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施例では、ブーム角度センサＳ１は水平面に対する傾斜を検出して上部旋回体３に対するブーム４の回動角度を検出する加速度センサである。

【0013】

アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施例では、アーム角度センサＳ２は水平面に対する傾斜を検出してブーム４に対するアーム５の回動角度を検出する加速度センサである。

【0014】

バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施例では、バケット角度センサＳ３は水平面に対する傾斜を検出してアーム５に対するバケット６の回動角度を検出する加速度センサである。掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサＳ３はチルト軸回りのバケット６の回動角度を追加的に検出する。

【0015】

ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。

【0016】

上部旋回体３にはキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載される。上部旋回体３には機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、及びカメラＳ６が取り付けられる。通信装置Ｓ７及び測位装置Ｓ８が取り付けられてもよい。

【0017】

機体傾斜センサＳ４は水平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出する。本実施例では、機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の前後軸及び左右軸回りの傾斜角を検出する２軸加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベルの旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。

【0018】

旋回角速度センサＳ５は、例えばジャイロセンサであり、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。

【0019】

カメラＳ６はショベルの周辺の画像を取得する装置である。本実施例では、カメラＳ６は上部旋回体３に取り付けられる１又は複数台のカメラである。

【0020】

通信装置Ｓ７は、ショベルと外部との間の通信を制御する装置である。通信装置Ｓ７は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）測量システムとショベルとの間の無線通信を制御する。ショベルは、通信装置Ｓ７を用いることで無線通信を介して目標施工面に関する情報等を含む設計データを取得できる。但し、ショベルは、半導体メモリ等を用いて設計データを取得してもよい。

【0021】

測位装置Ｓ８は、ショベルの位置及び向きを測定する装置である。本実施例では、測位装置Ｓ８は、電子コンパスを組み込んだＧＮＳＳ受信機であり、ショベルの存在位置の緯度、経度、高度を測定し、且つ、ショベルの向きを測定する。

【0022】

キャビン１０内には、入力装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２、表示装置Ｄ３、記憶装置Ｄ４、ゲートロックレバーＤ５、コントローラ３０、及びマシンガイダンス装置５０が設置される。

【0023】

コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施例では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。

【0024】

マシンガイダンス装置５０は、ショベルの操作をガイドする。本実施例では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、操作者が設定した目標施工面とバケット６の先端（爪先）位置との鉛直方向における距離を視覚的に且つ聴覚的に操作者に報知する。これにより、マシンガイダンス装置５０は操作者によるショベルの操作をガイドする。マシンガイダンス装置５０は、その距離を視覚的に操作者に知らせるのみであってもよく、聴覚的に操作者に知らせるのみであってもよい。具体的には、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置５０の各種機能はＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０とは別個に設けられてもよく、あるいは、コントローラ３０に組み込まれていてもよい。

【0025】

入力装置Ｄ１は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置５０に各種情報を入力するための装置である。本実施例では、入力装置Ｄ１は、表示装置Ｄ３の周囲に取り付けられるメンブレンスイッチである。入力装置Ｄ１としてタッチパネル等が用いられてもよい。

【0026】

音声出力装置Ｄ２は、マシンガイダンス装置５０からの音声出力指令に応じて各種音声情報を出力する。本実施例では、音声出力装置Ｄ２として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載スピーカが利用される。音声出力装置Ｄ２として、ブザー等の警報器が利用されてもよい。

【0027】

表示装置Ｄ３は、マシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種画像情報を出力する。本実施例では、表示装置Ｄ３として、マシンガイダンス装置５０に直接接続される車載液晶ディスプレイが利用される。表示装置Ｄ３にはカメラ画像が表示される。

【0028】

記憶装置Ｄ４は、各種情報を記憶するための装置である。本実施例では、記憶装置Ｄ４として、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体が用いられる。記憶装置Ｄ４は、マシンガイダンス装置５０等が出力する各種情報を記憶する。

【0029】

ゲートロックレバーＤ５は、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。本実施例では、ゲートロックレバーＤ５は、キャビン１０のドアと運転席との間に配置される。キャビン１０から操作者が退出できないようにゲートロックレバーＤ５が引き上げられた場合に、各種操作装置は操作可能となる。一方、キャビン１０から操作者が退出できるようにゲートロックレバーＤ５が押し下げられた場合には、各種操作装置は操作不能となる。

【0030】

図２は、図１のショベルの駆動系の構成例を示す図である。図２において、機械的動力系は二重線、高圧油圧ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は細実線でそれぞれ示される。

【0031】

エンジン１１はショベルの動力源である。本実施例では、エンジン１１は、エンジン負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、エンジンコントローラユニット（ＥＣＵ）Ｄ７により制御される。

【0032】

エンジン１１には油圧ポンプとしてのメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続される。メインポンプ１４には高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７が接続される。

【0033】

コントロールバルブ１７は、ショベルの油圧系の制御を行う油圧制御装置である。右側走行用油圧モータ、左側走行用油圧モータ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回用油圧モータ等の油圧アクチュエータは、高圧油圧ラインを介してコントロールバルブ１７に接続される。旋回用油圧モータは旋回用電動発電機であってもよい。

【0034】

パイロットポンプ１５にはパイロットラインを介して操作装置２６が接続される。操作装置２６はレバー及びペダルを含む。操作装置２６は、油圧ライン及びゲートロック弁Ｄ６を介してコントロールバルブ１７に接続される。

【0035】

ゲートロック弁Ｄ６は、コントロールバルブ１７と操作装置２６とを接続する油圧ラインの連通・遮断を切り換える。本実施例では、ゲートロック弁Ｄ６は、コントローラ３０からの指令に応じて油圧ラインの連通・遮断を切り換える電磁弁である。コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が出力する状態信号に基づいてゲートロックレバーＤ５の状態を判定する。そして、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き上げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して連通指令を出力する。連通指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は開いて油圧ラインを連通させる。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が有効となる。一方、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５が引き下げられた状態にあると判定した場合に、ゲートロック弁Ｄ６に対して遮断指令を出力する。遮断指令を受けると、ゲートロック弁Ｄ６は閉じて油圧ラインを遮断する。その結果、操作装置２６に対する操作者の操作が無効となる。

【0036】

圧力センサ２９は、操作装置２６の操作内容を圧力の形で検出する。圧力センサ２９は、検出値をコントローラ３０に対して出力する。

【0037】

図２はコントローラ３０と表示装置Ｄ３との接続関係を示す。本実施例では、表示装置Ｄ３はマシンガイダンス装置５０を介してコントローラ３０に接続される。表示装置Ｄ３、マシンガイダンス装置５０、及びコントローラ３０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介して接続されてもよく、専用線を介して接続されてもよい。

【0038】

表示装置Ｄ３は画像を生成する変換処理部Ｄ３ａを含む。本実施例では、変換処理部Ｄ３ａは、カメラＳ６の出力に基づいて表示用のカメラ画像を生成する。そのため、カメラＳ６は、例えば専用線を介して表示装置Ｄ３に接続されてもよい。

【0039】

変換処理部Ｄ３ａは、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０の出力に基づいて表示用の画像を生成する。本実施例では、変換処理部Ｄ３ａは、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０が出力する各種情報を画像信号に変換する。コントローラ３０が出力する情報は、例えば、エンジン冷却水の温度を示すデータ、作動油の温度を示すデータ、燃料の残量を示すデータ等を含む。マシンガイダンス装置５０が出力する情報は、バケット６の先端（爪先）位置を示すデータ、作業対象の法面の向きを示すデータ、ショベルの向きを示すデータ、ショベルを法面に正対させるための操作方向を示すデータ等を含む。

【0040】

変換処理部Ｄ３ａは、表示装置Ｄ３が有する機能としてではなく、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０が有する機能として実現されてもよい。この場合、カメラＳ６は、表示装置Ｄ３ではなく、コントローラ３０又はマシンガイダンス装置５０に接続される。

【0041】

表示装置Ｄ３は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池７０はエンジン１１のオルタネータ１１ａ（発電機）で発電した電力で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０及び表示装置Ｄ３以外のショベルの電装品７２等にも供給される。エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池７０からの電力で駆動され、エンジン１１を始動する。

【0042】

エンジン１１は、エンジンコントローラユニットＤ７により制御される。エンジンコントローラユニットＤ７からは、エンジン１１の状態を示す各種データ（例えば、水温センサ１１ｃで検出される冷却水温（物理量）を示すデータ）がコントローラ３０に常時送信される。したがって、コントローラ３０は一時記憶部（メモリ）３０ａにこのデータを蓄積しておき、必要なときに表示装置Ｄ３に送信することができる。

【0043】

コントローラ３０には以下のように各種のデータが供給される。各種のデータは、コントローラ３０の一時記憶部３０ａに格納される。

【0044】

まず、可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ１４のレギュレータ１４ａから斜板傾転角を示すデータがコントローラ３０に供給される。メインポンプ１４の吐出圧力を示すデータが、吐出圧力センサ１４ｂからコントローラ３０に送られる。これらのデータ（物理量を表すデータ）は一時記憶部３０ａに格納される。メインポンプ１４が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ１４との間の管路には油温センサ１４ｃが設けられている。その管路を流れる作動油の温度を表すデータが油温センサ１４ｃからコントローラ３０に供給される。

【0045】

燃料収容部５５における燃料収容量検出部５５ａから燃料収容量を示すデータがコントローラ３０に供給される。本実施例では、燃料収容部５５としての燃料タンクにおける燃料収容量検出部５５ａとしての燃料残量センサから燃料の残量状態を示すデータがコントローラ３０に供給される。

【0046】

具体的には、燃料残量センサは、液面に追従するフロートと、フロートの上下変動量を抵抗値に変換する可変抵抗器（ポテンショメータ）とで構成される。この構成により、燃料残量センサは、表示装置Ｄ３で燃料の残量状態を無段階表示させることができる。燃料収容量検出部５５ａの検出方式は、使用環境等に応じて適宜選択され得るものであり、燃料の残量状態を段階表示させることができる検出方式が採用されてもよい。

【0047】

操作装置２６を操作した際にコントロールバルブ１７に送られるパイロット圧が、圧力センサ２９で検出される。圧力センサ２９は、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に供給する。

【0048】

本実施例では、図２に示すように、ショベルは、キャビン１０内にエンジン回転数調整ダイヤル７５を備える。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルであり、本実施例ではエンジン回転数を４段階で切り換えできる。エンジン回転数調整ダイヤル７５からは、エンジン回転数の設定状態を示すデータがコントローラ３０に常時送信される。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード、及びアイドリングモードの４段階でエンジン回転数を切り換えできる。図２は、エンジン回転数調整ダイヤル７５でＨモードが選択された状態を示す。

【0049】

ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジン１１をアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。そして、エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で設定された回転数モードのエンジン回転数で一定に回転数制御される。

【0050】

次に、図３を参照しながら、マシンガイダンス装置５０の各種機能要素について説明する。図３は、マシンガイダンス装置５０の構成例を示す機能ブロック図である。

【0051】

本実施例では、コントローラ３０は、ショベル全体の動作の制御に加えて、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。具体的には、コントローラ３０は、ゲートロックレバーＤ５の状態、圧力センサ２９からの検出信号等に基づいてマシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。

【0052】

次に、マシンガイダンス装置５０について説明する。本実施例では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、入力装置Ｄ１、及びコントローラ３０から出力される各種信号及びデータを受信する。そして、マシンガイダンス装置５０は、受信した信号及びデータに基づいてアタッチメント（例えば、バケット６）の実際の位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの実際の位置が目標位置と異なる場合に、音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３に警報指令を送信し、警報を発令させる。

【0053】

マシンガイダンス装置５０は、様々な機能を担う機能部を含む。本実施例では、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの動作をガイダンスするための機能部として、傾斜角算出部５０１、高さ算出部５０３、比較部５０４、警報制御部５０５、ガイダンスデータ出力部５０６、作業対象設定部５０７、作業対象面情報表示部５０８、ショベル向き表示部５０９、操作方向表示部５１０、及び正対状態表示部５１１を含む。

【0054】

傾斜角算出部５０１は、機体傾斜センサＳ４からの検出信号に基づいて、水平面に対する上部旋回体３の傾斜角（ショベルの傾斜角）を算出する。すなわち、傾斜角算出部５０１は、機体傾斜センサＳ４からの検出信号を用いて、ショベルの傾斜角を算出する。

【0055】

高さ算出部５０３は、傾斜角算出部５０１が算出した傾斜角と、センサＳ１〜Ｓ３の検出信号から算出されたブーム４、アーム５、バケット６の角度とから、バケット６の先端（爪先）の高さを算出する。本実施例では、バケット６の先端で掘削を行うため、バケット６の先端（爪先）はエンドアタッチメントの作業部位に相当する。一方、バケット６の背面で土砂をならすような作業をするときには、バケット６の背面がエンドアタッチメントの作業部位に相当する。バケット６以外のエンドアタッチメントとしてブレーカを用いた場合には、ブレーカの先端がエンドアタッチメントの作業部位に相当する。

【0056】

比較部５０４は、高さ算出部５０３が算出したバケット６の先端（爪先）の高さと、ガイダンスデータ出力部５０６から出力されるガイダンスデータで示されるバケット６の先端（爪先）の目標高さとを比較する。目標高さは、予め入力された設計図面とショベルの現在位置と作業姿勢とから算出されてもよい。設定された過去のショベルの爪先位置と、入力された目標深さと、ショベルの傾斜角と、現在の作業姿勢（現在の爪先位置）から算出されてもよい。

【0057】

警報制御部５０５は、比較部５０４での比較結果に基づいて、警報が必要と判断した場合には警報指令を音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３の両方又は一方に送信する。音声出力装置Ｄ２及び表示装置Ｄ３は、警報指令を受けると所定の警報を発してショベルの操作者に通報する。

【0058】

ガイダンスデータ出力部５０６は、マシンガイダンス装置５０の記憶装置に予め格納されていたガイダンスデータからバケット６の目標高さのデータを抽出して比較部５０４に対して出力する。この際、ガイダンスデータ出力部５０６は、ショベルの現在位置、作業姿勢、傾斜角等に対応するバケット６の目標高さのデータを出力してもよい。

【0059】

作業対象設定部５０７はショベルの作業対象を設定する機能要素である。作業対象設定部５０７は、例えば、入力装置Ｄ１の所定のスイッチが押下されたときのショベルの向きを作業対象としての法面に正対する向きとして設定する。２次元マシンガイダンスの場合には、作業対象設定部５０７は、入力装置Ｄ１の所定のスイッチが押下されたときのバケット６の先端（爪先）位置を基準位置として設定してもよい。基準位置は、バケット６の先端位置の現在位置を算出して表示するために用いられる。

【0060】

ショベルが設計データを有し且つ測位装置Ｓ８を備える場合には、作業対象設定部５０７は法面に正対する向きを予め設定している。

【0061】

作業対象面情報表示部５０８は、作業対象面としての法面に関する情報をカメラ画像に重畳表示する機能要素である。例えば、作業対象面情報表示部５０８は、表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像上に作業対象面としての法面の延長方向又はその延長方向に垂直な方向を表す画像を重畳表示する。法面の延長方向又はその延長方向に垂直な方向を表す画像は、法面の延長方向を示す線分、その延長方向に垂直な方向を示す線分等を含む。作業対象面は法面に限定されない。

【0062】

ショベル向き表示部５０９は、ショベルの向きに関する情報を出力画像上に表示する機能要素である。例えば、ショベル向き表示部５０９は、表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像上にショベルの向きを表す画像を重畳表示する。ショベルの向きを表す画像は、ショベルの向きを示す線分を含む。ショベル向き表示部５０９は、出力画像中のカメラ画像以外の部分にショベルの向きを表す画像を表示してもよい。

【0063】

操作方向表示部５１０は、ショベルを作業対象としての法面に正対させるための操作方向を表す画像を出力画像上に表示する機能要素である。例えば、操作方向表示部５１０は、ショベルを法面に正対させるための操作方向を示す矢印をカメラ画像上に重畳表示する。操作方向表示部５１０は、出力画像中のカメラ画像以外の部分にショベルを法面に正対させるための操作方向を表す画像を表示してもよい。操作方向は旋回方向又は進行方向を含んでいてもよい。

【0064】

正対状態表示部５１１は、ショベルと作業対象としての法面とが正対した状態を表す画像を出力画像上に表示する機能要素である。例えば、正対状態表示部５１１は、ショベルと法面とが正対した状態を表す正対マークをカメラ画像上に重畳表示する。

【0065】

図４、図５Ａ及び図５Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の例について説明する。図４は、法面ＷＳを形成するショベルの上面図を示す。法面ＷＳは作業対象設定部５０７により設定された作業対象としての法面である。

【0066】

図４のショベルは、前方カメラＳ６Ｆ、左側方カメラＳ６Ｌ、右側方カメラＳ６Ｒ、及び後方カメラＳ６Ｂを上部旋回体３に搭載する。

【0067】

図４は、ショベルの右後方に物体Ｂが存在することを示す。一点鎖線ＶＬ１ｖは法面ＷＳの延長方向に垂直で且つショベル中心点ＳＸを通る仮想線（説明目的で描画される実際には存在しない線分）である。二点鎖線ＶＬ１ｐは法面ＷＳの延長方向に平行で且つショベル中心点ＳＸを通る仮想線である。破線ＶＬ２は、ショベルの前後方向に平行で且つショベル中心点ＳＸを通る仮想線である。

【0068】

図５Ａ及び図５Ｂは、図４のショベルに搭載された左側方カメラＳ６Ｌ、右側方カメラＳ６Ｒ、及び後方カメラＳ６Ｂの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した扇形俯瞰画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図５Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図５Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。

【0069】

図５Ａ及び図５Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、扇形領域Ｒ１の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（扇形俯瞰画像）が表示され、その中心にはショベルの上面図を表すイラスト画像であるショベルアイコンＧ１が配置される。図５Ａと図５Ｂとを見比べて分かるように、扇形領域Ｒ１の内部に表示されるカメラ画像は、例えばショベルの旋回動作に応じて変化する。図５Ｂのカメラ画像に関するショベルの状態は、図５Ａのカメラ画像に関するショベルを左方向に旋回させた状態に対応する。後述の図６Ａと図６Ｂ、図７Ａと図７Ｂ、図８Ａと図８Ｂについても同様である。

【0070】

二点鎖線Ｌ１ｐは、法面ＷＳの延長方向を表す画像の一例であり、図４の二点鎖線ＶＬ１ｐに対応する。二点鎖線Ｌ１ｐは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、二点鎖線Ｌ１ｐは扇形領域Ｒ１の中心を通り、扇形領域Ｒ１の直径と同じ長さを有する。但し、二点鎖線Ｌ１ｐは扇形領域Ｒ１の中心を通らなくてもよい。二点鎖線Ｌ１ｐの長さは扇形領域Ｒ１の直径と同じでなくてもよい。例えば、二点鎖線Ｌ１ｐは扇形領域Ｒ１からはみ出ていてもよい。

【0071】

目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は、扇形領域Ｒ１の左端に配置される左側目盛りＧ２Ｌと、扇形領域Ｒ１の右端に配置される右側目盛りＧ２Ｒとを含む。左側目盛りＧ２Ｌ及び右側目盛りＧ２Ｒはそれぞれ５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の左右軸に対応する。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は扇形領域Ｒ１の外側に表示されてもよい。

【0072】

図５Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、扇形領域Ｒ１の外周に沿って右側目盛りＧ２Ｒから二点鎖線Ｌ１ｐに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は扇形領域Ｒ１の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。

【0073】

図５Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は、左側目盛りＧ２Ｌの近くに配置される左側正対マークＧ４Ｌと、右側目盛りＧ２Ｒの近くに配置される右側正対マークＧ４Ｒとを含む。左側正対マークＧ４Ｌ及び右側正対マークＧ４Ｒはそれぞれ２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が二点鎖線Ｌ１ｐを挟むように配置される。このとき、二点鎖線Ｌ１ｐは左側目盛りＧ２Ｌ及び右側目盛りＧ２Ｒのそれぞれの主目盛りと平行になり且つ一致する。矢印Ｇ３は消去される。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は扇形領域Ｒ１の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。

【0074】

次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の別の例について説明する。

【0075】

図６Ａ及び図６Ｂは、図４のショベルに搭載された後方カメラＳ６Ｂの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した後方画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図６Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図６Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。

【0076】

図６Ａ及び図６Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、矩形領域Ｒ２の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（後方画像）が表示される。後方画像に表示される像は、バックミラーに映る像と同様に鏡像である。そのため、図４に示すように実際にはショベルの右後方に存在する物体Ｂは、図６Ａに示すように矩形領域Ｒ２の右側部分に表示される。

【0077】

一点鎖線Ｌ１ｖは、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を表す画像の一例であり、図４の一点鎖線ＶＬ１ｖに対応する。一点鎖線Ｌ１ｖは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、一点鎖線Ｌ１ｖは、矩形領域Ｒ２の縦軸に平行となるように表示され、矩形領域Ｒ２の高さと同じ長さを有する。但し、一点鎖線Ｌ１ｖはその縦軸に平行でなくてもよい。一点鎖線Ｌ１ｖの長さは矩形領域Ｒ２の高さと同じでなくてもよい。例えば、一点鎖線Ｌ１ｖは矩形領域Ｒ２からはみ出ていてもよい。

【0078】

目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は矩形領域Ｒ２の下部中央に配置される。目盛りＧ２は５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の前後軸に対応する。矩形領域Ｒ２の下端部分に表示されているのは上部旋回体３の後端部分である。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は矩形領域Ｒ２の外側に表示されてもよい。

【0079】

図６Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、矩形領域Ｒ２の横軸に平行に一点鎖線Ｌ１ｖから目盛りＧ２の主目盛りに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は矩形領域Ｒ２の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。

【0080】

図６Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は目盛りＧ２の主目盛りのところに配置される。正対マークＧ４は２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が主目盛りを挟むように配置される。このとき、一点鎖線Ｌ１ｖは主目盛りと一致する。矢印Ｇ３は消去される。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は矩形領域Ｒ２の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。

【0081】

次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の更に別の例について説明する。

【0082】

図７Ａ及び図７Ｂは、図４のショベルに搭載された前方カメラＳ６Ｆ、左側方カメラＳ６Ｌ、右側方カメラＳ６Ｒ、及び後方カメラＳ６Ｂのそれぞれの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した全周囲俯瞰画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図７Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図７Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。

【0083】

図７Ａ及び図７Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、円形領域Ｒ３の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（全周囲俯瞰画像）が表示され、その中心にはショベルの上面図を表すイラスト画像であるショベルアイコンＧ１が配置される。

【0084】

一点鎖線Ｌ１ｖは、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を表す画像の一例であり、図４の一点鎖線ＶＬ１ｖに対応する。一点鎖線Ｌ１ｖは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、一点鎖線Ｌ１ｖは円形領域Ｒ３の中心を通り、円形領域Ｒ３の直径と同じ長さを有する。但し、一点鎖線Ｌ１ｖは円形領域Ｒ３の中心を通らなくてもよい。一点鎖線Ｌ１ｖの長さは円形領域Ｒ３の直径と同じでなくてもよい。例えば、一点鎖線Ｌ１ｖは円形領域Ｒ３からはみ出ていてもよい。

【0085】

破線Ｌ２は、ショベルの向きを表す画像の一例であり、ショベルの前後軸、及び、図４の破線ＶＬ２に対応する。破線Ｌ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。本実施例では、破線Ｌ２は円形領域Ｒ３の中心を通り、円形領域Ｒ３の直径と同じ長さを有する。但し、破線Ｌ２は円形領域Ｒ３の中心を通らなくてもよい。破線Ｌ２の長さは円形領域Ｒ３の直径と同じでなくてもよい。例えば、破線Ｌ２は円形領域Ｒ３からはみ出ていてもよく、円形領域Ｒ３の外部に表示されてもよい。

【0086】

目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は、円形領域Ｒ３の上端に配置される上側目盛りＧ２Ｔと、円形領域Ｒ３の下端に配置される下側目盛りＧ２Ｂとを含む。上側目盛りＧ２Ｔ及び下側目盛りＧ２Ｂはそれぞれ５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の上下軸に対応する。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は円形領域Ｒ３の外側に表示されてもよい。目盛りＧ２は省略されてもよい。

【0087】

図７Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、円形領域Ｒ３の外周に沿って破線Ｌ２から一点鎖線Ｌ１ｖに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は円形領域Ｒ３の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。

【0088】

図７Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は破線Ｌ２のところに配置される。正対マークＧ４は２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が破線Ｌ２を挟むように配置される。このとき、一点鎖線Ｌ１ｖは破線Ｌ２と平行になり且つ一致する。一点鎖線Ｌ１ｖ及び矢印Ｇ３は消去される。一点鎖線Ｌ１ｖはそのまま表示されていてもよい。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は円形領域Ｒ３の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。

【0089】

次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の更に別の例について説明する。

【0090】

図８Ａ及び図８Ｂは、図４のショベルに搭載された前方カメラＳ６Ｆの出力に基づいて表示装置Ｄ３が生成した前方画像を含む出力画像Ｇｘを示す。具体的には、図８Ａは、ショベルと法面ＷＳとが正対していないときの出力画像Ｇｘを示し、図８Ｂは、ショベルと法面ＷＳとが正対したときの出力画像Ｇｘを示す。

【0091】

図８Ａ及び図８Ｂのそれぞれの出力画像Ｇｘにおいて、矩形領域Ｒ４の内部には表示装置Ｄ３が生成したカメラ画像（前方画像）が表示される。

【0092】

一点鎖線Ｌ１ｖは、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を表す画像の一例であり、図４の一点鎖線ＶＬ１ｖに対応する。一点鎖線Ｌ１ｖは作業対象面情報表示部５０８によって少なくとも一部がカメラ画像上に重畳表示される。本実施例では、一点鎖線Ｌ１ｖは、矩形領域Ｒ４の縦軸に平行となるように表示され、矩形領域Ｒ４の高さのほぼ半分の長さを有する。但し、一点鎖線Ｌ１ｖはその縦軸に平行でなくてもよい。一点鎖線Ｌ１ｖの長さはより長くてもより短くてもよい。例えば、一点鎖線Ｌ１ｖは矩形領域Ｒ４からはみ出ていてもよい。

【0093】

目盛りＧ２は、ショベルの向きを表す画像の一例である。本実施例では、目盛りＧ２は矩形領域Ｒ４の下部中央に配置される。目盛りＧ２は５本の線分で構成され、中心の最長線分である主目盛りが上部旋回体３の前後軸に対応する。目盛りＧ２はショベル向き表示部５０９によって出力画像Ｇｘ上に表示される。目盛りＧ２は矩形領域Ｒ４の外側に表示されてもよい。

【0094】

図８Ａの矢印Ｇ３は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を表す画像の一例である。本実施例では、矢印Ｇ３は、矩形領域Ｒ４の横軸に平行に目盛りＧ２の主目盛りから一点鎖線Ｌ１ｖに延びる。矢印Ｇ３を見たショベルの操作者は、上部旋回体３を左に向けることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。例えば、操作者は、旋回操作によって上部旋回体３を左方向に旋回させることで、或いは、走行操作によって下部走行体１を左方向に旋回させることでショベルを法面ＷＳに正対させることができることを直感的に理解する。矢印Ｇ３は操作方向表示部５１０によって出力画像Ｇｘ上に表示される。矢印Ｇ３は矩形領域Ｒ４の外側に表示されてもよい。矢印Ｇ３は点滅させられてもよい。

【0095】

図８Ｂの正対マークＧ４はショベルと法面ＷＳとが正対したことを表す画像の一例である。本実施例では、正対マークＧ４は目盛りＧ２の主目盛りのところに配置される。正対マークＧ４は２つの三角形で構成され、２つの三角形の対向する頂点が主目盛りを挟むように配置される。このとき、一点鎖線Ｌ１ｖは主目盛りと一致する。矢印Ｇ３は消去される。正対マークＧ４を見たショベルの操作者は、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解する。正対マークＧ４は正対状態表示部５１１によって出力画像Ｇｘ上に表示される。正対マークＧ４は矩形領域Ｒ４の外側に表示されてもよい。正対マークＧ４は点滅させられてもよい。

【0096】

次に、図９を参照し、図３のマシンガイダンス装置５０を用いた場合に表示装置Ｄ３に表示される出力画像の更に別の一例について説明する。

【0097】

図９は、図５Ａ、図５Ｂの扇形俯瞰画像を含むカメラ画像領域Ｇｙを含む出力画像Ｇｘを示す。図５Ａ、図５Ｂの扇形俯瞰画像は、図６Ａ、図６Ｂの後方画像、図７Ａ、図７Ｂの全周囲俯瞰画像、図８Ａ、図８Ｂの前方画像等の他のカメラ画像で置き換えられてもよい。

【0098】

図９の出力画像Ｇｘは、バケット高さ表示領域Ｇａ、冷却水温度表示領域Ｇｂ、燃料残量表示領域Ｇｃ、尿素水残量表示領域Ｇｄ、移動高さ表示領域Ｇｅ、移動距離表示領域Ｇｆ、横法面角度表示領域Ｇｇ、縦法面角度表示領域Ｇｈ、エンジン作動時間表示領域Ｇｉ、及び逸脱角度表示領域Ｇｊを含む。バケット高さ表示領域Ｇａ、移動高さ表示領域Ｇｅ、移動距離表示領域Ｇｆ、横法面角度表示領域Ｇｇ、縦法面角度表示領域Ｇｈ、及び逸脱角度表示領域Ｇｊに表示される情報はガイダンス情報を構成し、冷却水温度表示領域Ｇｂ、燃料残量表示領域Ｇｃ、尿素水残量表示領域Ｇｄ、及びエンジン作動時間表示領域Ｇｉに表示される情報は車両情報を構成する。マシンガイダンス装置５０は、図９に示すように、カメラ画像と同時にガイダンス情報及び車両情報の少なくとも一方を表示する。

【0099】

バケット高さ表示領域Ｇａは、バケット６の現在の高さと目標高さとの関係を示す表示領域であり、例えば、バー表示を含む。バー表示は、例えば、７つのセグメントＧａ１〜Ｇａ７で構成される。バケット６の目標高さは、例えば、目標施工面としての法面の表面にバケット６の先端（爪先）を接触させたときのバケット６の先端（爪先）の高さを含む。本実施例では、セグメントＧａ１は、バケット６の現在の高さが目標高さよりも低く、バケット６の現在の高さと目標高さの差が２５ｃｍ以上の場合に点灯状態となる。セグメントＧａ２は、バケット６の現在の高さが目標高さよりも低く、その差が１ｃｍ以上２５ｃｍ未満の場合に点灯状態となる。セグメントＧａ３は、バケット６の現在の高さと目標高さとが一致する場合、例えば、その差が±１ｃｍ未満の場合に点灯状態となる。セグメントＧａ４は、バケット６の現在の高さが目標高さよりも高く、その差が１ｃｍ以上２５ｃｍ未満の場合に点灯状態となる。同様に、セグメントＧａ５、Ｇａ６、Ｇａ７はそれぞれ、バケット６の現在の高さが目標高さよりも高く、その差が２５ｃｍ以上５０ｃｍ未満の場合、５０ｃｍ以上７５ｃｍ未満の場合、７５ｃｍ以上の場合に点灯状態となる。斜線ハッチングで示すセグメントＧａ３は、バケット６の現在の高さとは無関係に、他のセグメントと区別可能に表示される。バケット６の現在の高さと目標高さとの差を操作者が直感的に理解できるようにするためである。図９では、セグメントＧａ７が点灯状態であり、他のセグメントＧａ１からＧａ６が消灯状態であることを示す。

【0100】

冷却水温度表示領域Ｇｂは、現在のエンジン冷却水の温度状態を画像表示する領域である。図９に示す例ではエンジン冷却水の温度状態を表すバーグラフが表示されている。エンジン冷却水の温度は、エンジン１１に取り付けられる水温センサ１１ｃが出力するデータに基づく。

【0101】

具体的には、冷却水温度表示領域Ｇｂは、注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２、セグメント表示Ｇｂ３、及びアイコン表示Ｇｂ４を含む。

【0102】

注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２はそれぞれ、エンジン冷却水の温度が注意を要する状態、正常状態にあることを操作者に知らせるための表示である。セグメント表示Ｇｂ３は、エンジン冷却水の温度の高低を操作者に知らせるための表示である。アイコン表示Ｇｂ４は、注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２、及びセグメント表示Ｇｂ３がエンジン冷却水の温度に関する表示であることを表すシンボル図形等のアイコンである。アイコン表示Ｇｂ４は、エンジン冷却水の温度に関する表示であることを表す文字情報であってもよい。

【0103】

図９に示す例ではセグメント表示Ｇｂ３は、点灯・消灯状態が個別に制御される８つのセグメントで構成され、冷却水温が高くなるほど点灯状態のセグメントの数が増加する。図９の例では３つのセグメントが点灯状態となっている。

【0104】

図９に示す例では、注意範囲表示Ｇｂ１、正常範囲表示Ｇｂ２はそれぞれ、セグメント表示Ｇｂ３の伸縮方向に沿うように並べて配置される図形であり、黄色（斜線ハッチング）、緑色（ドットハッチング）で常時点灯される。セグメント表示Ｇｂ３は、左右両端の２つのセグメントが注意範囲に属し、中央の６つのセグメントが正常範囲に属する。

【0105】

注意範囲表示、正常範囲表示、セグメント表示、及びアイコン表示を含む上述の構成は、燃料残量表示領域Ｇｃ及び尿素水残量表示領域Ｇｄにおいても同様に採用される。

【0106】

燃料残量表示領域Ｇｃは、燃料の残量状態を画像表示する領域である。燃料の残量は、燃料残量センサが出力するデータに基づく。

【0107】

尿素水残量表示領域Ｇｄは、選択触媒還元システムで用いられる尿素水の残量状態を画像表示する領域である。尿素水の残量は、図示しない尿素水残量センサが出力するデータに基づく。

【0108】

移動高さ表示領域Ｇｅは、バケット６の基準位置と現在位置との鉛直方向における差を移動高さとして表示する領域である。移動高さは、例えば、バケット６の現在位置が基準位置よりも低い場合に正値となり、バケット６の現在位置が基準位置よりも高い場合に負値となる。図９の例では移動高さが１．００ｍとなっている。

【0109】

移動距離表示領域Ｇｆは、バケット６の基準位置と現在位置との水平方向における差を移動距離として表示する領域である。移動距離は、例えば、バケット６の現在位置が基準位置に比べて上部旋回体３に近い場合に正値となり、バケット６の現在位置が基準位置に比べて上部旋回体３から遠い場合に負値となる。図９の例では移動距離が３．５０ｍとなっている。

【0110】

横法面角度表示領域Ｇｇは横法面角度の値と横法面角度を表すイラスト画像とを表示する領域である。横法面角度は、バケット６を横断する鉛直面における作業対象の法面の表面を表す線分と水平線との間に形成される角度である。図９の例では横法面角度がショベルから見て右下がりの１５°となっている。具体的には、横法面角度表示領域Ｇｇには、バケット６と目標施工面との位置関係を模式的に表す第１目標施工面画像が表示される。第１目標施工面表示画像には、操作者がキャビン１０内に座ってショベルの前方を見たときのバケット６と目標施工面とが、バケット画像及び目標施工面画像で模式的に表示される。バケット画像は、バケット６を表す図形であり、バケット６をキャビン１０から見たときの形で表されている。目標施工面画像は、目標施工面としての地面を表す図形であり、バケット画像と同様、キャビン１０から見たときの形で表されている。バケット画像と目標施工面画像との間隔は、実際のバケット６の先端と目標施工面との位置関係（距離）の変化に応じて変化するように表示される。また、バケット画像と目標施工面画像との相対傾斜角も同様に、実際のバケット６と目標施工面との位置関係（相対傾斜角）の変化に応じて変化するように表示される。操作者は、第１目標施工面表示画像を見ることで、バケット６と目標施工面との位置関係、及び、横法面角度を把握できる。第１目標施工面表示画像には、操作者の視認性を高めるために、実際の横法面角度よりも大きくなるように目標施工面画像が表示されていてもよい。操作者は、第１目標施工面表示画像に表示される目標施工面画像から大体の横法面角度を認識できる。また、操作者は、正確な横法面角度の値を知りたい場合には、目標施工面画像の下に数値表示されている横法面角度の値を見ればよい。

【0111】

縦法面角度表示領域Ｇｈは、縦法面角度と縦法面角度を表すイラスト画像とを表示する領域である。縦法面角度は、バケット６を縦断する鉛直面における作業対象の法面の表面を表す線分と水平線との間に形成される角度である。図９の例ではショベルから見て上り勾配の法面の縦法面角度が３５°となっている。具体的には、縦法面角度表示領域Ｇｈには、バケット６と目標施工面との位置関係を模式的に表す第２目標施工面画像が表示される。第２目標施工面表示画像には、側方から見たときのバケット６と目標施工面とが、バケット画像及び目標施工面画像で模式的に表示される。バケット画像は、バケット６を側方から見たときの形で表されている。目標施工面画像は、バケット画像と同様、側方から見たときの形で表されている。バケット画像と目標施工面画像との間隔は、実際のバケット６の先端と目標施工面との位置関係（距離）の変化に応じて変化するように表示される。また、バケット画像と目標施工面画像との相対傾斜角も同様に、実際のバケット６と目標施工面との位置関係（相対傾斜角）の変化に応じて変化するように表示される。操作者は、第２目標施工面表示画像を見ることで、バケット６と目標施工面との位置関係、及び、縦法面角度を把握できる。第２目標施工面表示画像には、操作者の視認性を高めるために、実際の傾斜角よりも大きくなるように目標施工面画像が表示されていてもよい。操作者は、第２目標施工面表示画像に表示される目標施工面画像から大体の縦法面角度を認識できる。また、操作者は、正確な縦法面角度の値を知りたい場合には、目標施工面画像の下に数値表示されている縦法面角度の値を見ればよい。

【0112】

エンジン作動時間表示領域Ｇｉは、エンジン１１の累積作動時間を画像表示する領域である。図９に示す例では単位「ｈｒ（時）」を用いた値が表示される。

【0113】

逸脱角度表示領域Ｇｊは、逸脱角度を表示する領域である。逸脱角度は、ショベルと作業対象の法面とが正対した状態からの逸脱の大きさを表す角度であり、例えば、ショベルの前後軸と作業対象の法面の延長方向に垂直な方向との間に形成される角度である。逸脱角度は、例えば、ショベルと作業対象の法面とが正対した状態で０°となり、ショベルの上部旋回体３が右方向に旋回するにつれて増大する。図９の例では逸脱角度が３０°となっている。

【0114】

上述のように、マシンガイダンス装置５０は、作業対象の法面ＷＳの延長方向又はその延長方向に垂直な方向を表す画像をカメラ画像に重畳表示する。例えば、法面ＷＳの延長方向に垂直な方向を示す一点鎖線Ｌ１ｖ、又は、法面ＷＳの延長方向を示す二点鎖線Ｌ１ｐを、扇形俯瞰画像、後方画像、全周囲俯瞰画像、前方画像等のカメラ画像上に重畳表示する。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、どの程度の旋回操作によってショベルを法面に正対させることができるかを直感的に理解できる。その結果、マシンガイダンス装置５０は、ショベルの操作性を向上させることができる。

【0115】

マシンガイダンス装置５０は、ショベルの向きを表す画像を出力画像Ｇｘに表示する。例えば、ショベルの前後軸に対応する破線Ｌ２、ショベルの左右軸に対応する目盛りＧ２をカメラ画像上に重畳表示する。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、ショベルの向きが正対状態でのショベルの向きからどの程度逸脱しているかを直感的に理解できる。

【0116】

マシンガイダンス装置５０は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向を示す矢印Ｇ３を出力画像Ｇｘに表示する。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、ショベルを法面ＷＳに正対させるために左右何れの方向にどの程度旋回操作又は走行操作を行えばよいかを直感的に理解できる。

【0117】

マシンガイダンス装置５０は、ショベルと法面ＷＳとが正対した場合、正対した旨を表す画像を出力画像Ｇｘに表示する。例えば、マシンガイダンス装置５０は、ショベルと法面ＷＳとが正対した場合に正対マークＧ４を点滅させる。そのため、出力画像Ｇｘを見るショベルの操作者は、例えば、ショベルと法面ＷＳとが正対したことを直感的に理解できる。

【0118】

以上、本発明の好ましい実施例が詳説された。しかし、本発明は、上述した実施例に制限されることはない。本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0119】

例えば、上述の実施例では、マシンガイダンス装置５０は、ショベルと法面ＷＳとが正対した場合に正対マークＧ４を出力画像Ｇｘに表示するが、音声情報によってショベルと法面ＷＳとが正対したことを操作者に伝えるようにしてもよい。

【0120】

マシンガイダンス装置５０は、ショベルを法面ＷＳに正対させるための操作方向、逸脱角度等を音声情報によって操作者に伝えるようにしてもよい。

【0121】

本願は、２０１５年８月１０日に出願した日本国特許出願２０１５−１５８３３２号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

【符号の説明】

【0122】

１・・・下部走行体 ２・・・旋回機構 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・エンジン １１ａ・・・オルタネータ １１ｂ・・・スタータ １１ｃ・・・水温センサ １４・・・メインポンプ １４ａ・・・レギュレータ １４ｂ・・・吐出圧力センサ １４ｃ・・・油温センサ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブ ２６・・・操作装置 ２９・・・圧力センサ ３０・・・コントローラ ３０ａ・・・一時記憶部 ５０・・・マシンガイダンス装置 ５５・・・燃料収容部 ５５ａ・・・燃料収容量検出部 ７０・・・蓄電池 ７２・・・電装品 ７５・・・エンジン回転数調整ダイヤル ５０１・・・傾斜角算出部 ５０３・・・高さ算出部 ５０４・・・比較部 ５０５・・・警報制御部 ５０６・・・ガイダンスデータ出力部 ５０７・・・作業対象設定部 ５０８・・・作業対象面情報表示部 ５０９・・・ショベル向き表示部 ５１０・・・操作方向表示部 ５１１・・・正対状態表示部 Ｓ１・・・ブーム角度センサ Ｓ２・・・アーム角度センサ Ｓ３・・・バケット角度センサ Ｓ４・・・機体傾斜センサ Ｓ５・・・旋回角速度センサ Ｓ６・・・カメラ Ｓ６Ｂ・・・後方カメラ Ｓ６Ｆ・・・前方カメラ Ｓ６Ｌ・・・左側方カメラ Ｓ６Ｒ・・・右側方カメラ Ｓ７・・・通信装置 Ｓ８・・・測位装置 Ｄ１・・・入力装置 Ｄ２・・・音声出力装置 Ｄ３・・・表示装置 Ｄ３ａ・・・変換処理部 Ｄ４・・・記憶装置 Ｄ５・・・ゲートロックレバー Ｄ６・・・ゲートロック弁 Ｄ７・・・エンジンコントローラユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9】