特開 2024-47125 作業機械の測定システム、作業機械、及び作業機械の測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024047125

(43)【公開日】2024-04-05

(54)【発明の名称】作業機械の測定システム、作業機械、及び作業機械の測定方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20240329BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022152569

(22)【出願日】2022-09-26

(71)【出願人】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市川 安曇

(72)【発明者】

【氏名】内田 陽介

(72)【発明者】

【氏名】島野 佑基

【テーマコード（参考）】

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D015HA03

2D015HB05

(57)【要約】

【課題】作業機が届かない２点間の距離を測定すること。
【解決手段】作業機械の測定システムは、位置センサの検出データに基づいて作業機械の位置を算出する位置算出部と、作業機械の位置に基づいて、作業機械が有する作業機の位置を算出する作業機位置算出部と、作業機械の作業現場の所定のポイントの位置を記憶する施工データ記憶部と、ポイントの位置と作業機の位置との距離を算出する距離算出部と、を備える。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

位置センサの検出データに基づいて作業機械の位置を算出する位置算出部と、
前記作業機械の位置に基づいて、前記作業機械が有する作業機の位置を算出する作業機位置算出部と、
前記作業機械の作業現場の所定のポイントの位置を記憶する施工データ記憶部と、
前記ポイントの位置と前記作業機の位置との距離を算出する距離算出部と、を備える、
作業機械の測定システム。

【請求項2】

前記距離算出部は、前記ポイントの位置と前記作業機の位置との一方の位置を始点とし、他方の位置を終点として、前記距離を算出する、
請求項１に記載の作業機械の測定システム。

【請求項3】

前記施工データ記憶部は、複数の前記ポイントの位置のそれぞれを記憶し、
複数の前記ポイントから前記距離の算出に使用するポイントを選択するポイント位置選択部を備える、
請求項１に記載の作業機械の測定システム。

【請求項4】

前記施工データ記憶部は、前記作業現場に予め設定された位置を前記ポイントの位置として記憶する、
請求項１に記載の作業機械の測定システム。

【請求項5】

前記施工データ記憶部は、前記作業機位置算出部により算出された前記作業機の位置を前記ポイントの位置として記憶する、
請求項１に記載の作業機械の測定システム。

【請求項6】

前記距離は、前記ポイントの位置と前記作業機の位置との直線距離、前記ポイントの位置と前記作業機の位置との水平方向の距離、及び前記ポイントの位置と前記作業機の位置との鉛直方向の距離を含む、
請求項１に記載の作業機械の測定システム。

【請求項7】

前記距離算出部は、水平面に対する前記ポイントの位置と前記作業機の位置とを結ぶラインの傾斜角度を算出する、
請求項１に記載の作業機械の測定システム。

【請求項8】

前記距離算出部により算出された前記距離を表示装置に表示させる表示制御部を備える、
請求項１に記載の作業機械の測定システム。

【請求項9】

請求項１に記載の作業機械の測定システムを備える、
作業機械。

【請求項10】

位置センサの検出データに基づいて作業機械の位置を算出することと、
前記作業機械の位置に基づいて、前記作業機械が有する作業機の位置を算出することと、
前記作業機械の作業現場の所定のポイントの位置を記憶することと、
前記ポイントの位置と前記作業機の位置との距離を算出することと、を含む、
作業機械の測定方法。

【請求項11】

前記ポイントの位置と前記作業機の位置との一方の位置を始点とし、他方の位置を終点として、前記距離を算出する、
請求項１０に記載の作業機械の測定方法。

【請求項12】

複数の前記ポイントの位置のそれぞれを記憶し、
複数の前記ポイントから前記距離の算出に使用するポイントを選択する、
請求項１０に記載の作業機械の測定方法。

【請求項13】

予め設定された前記作業現場の位置を前記ポイントの位置として記憶する、
請求項１０に記載の作業機械の測定方法。

【請求項14】

前記作業機械の位置に基づいて算出された前記作業機の位置を前記ポイントの位置として記憶する、
請求項１０に記載の作業機械の測定方法。

【請求項15】

前記距離は、前記ポイントの位置と前記作業機の位置との直線距離、前記ポイントの位置と前記作業機の位置との水平方向の距離、及び前記ポイントの位置と前記作業機の位置との鉛直方向の距離を含む、
請求項１０に記載の作業機械の測定方法。

【請求項16】

水平面に対する前記ポイントの位置と前記作業機の位置とを結ぶラインの傾斜角度を算出する、
請求項１０に記載の作業機械の測定方法。

【請求項17】

算出された前記距離を表示装置に表示させることを含む、
請求項１０に記載の作業機械の測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業機械の測定システム、作業機械、及び作業機械の測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

作業機械に係る技術分野において、特許文献１に開示されているような掘削機械が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０７４３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

作業現場において、作業機械の作業機が届かない２点間の距離を測定したいという要望がある。例えば川の中のように作業機械又は作業者が立ち入ることが困難な場所の２点間の距離を測定できる技術が要望される。

【0005】

本開示は、作業機が届かない２点間の距離を測定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に従えば、位置センサの検出データに基づいて作業機械の位置を算出する位置算出部と、作業機械の位置に基づいて、作業機械が有する作業機の位置を算出する作業機位置算出部と、作業機械の作業現場の所定のポイントの位置を記憶する施工データ記憶部と、ポイントの位置と作業機の位置との距離を算出する距離算出部と、を備える、作業機械の測定システムが提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、作業機が届かない２点間の距離を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る作業機械を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る作業機械を示す模式図である。

【図3】図３は、実施形態に係る作業機械の運転室を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る作業機械の制御システムを示すブロック図である。

【図5】図５は、実施形態に係る表示装置に表示される作業画面を示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係るポイントの位置と作業機の位置との距離の測定方法を示すフローチャートである。

【図7】図７は、実施形態に係るポイントの位置と作業機の位置との距離の測定において表示装置に表示される測定画面の遷移図である。

【図8】図８は、実施形態に係るポイントの位置と作業機の位置との距離の測定において表示装置に表示される測定画面の遷移図である。

【図9】図９は、実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0010】

［作業機械］
図１は、実施形態に係る作業機械１を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る作業機械１を示す模式図である。図３は、実施形態に係る作業機械１の運転室２を示す図である。

【0011】

作業機械１は、作業現場において稼働する。実施形態において、作業機械１は、油圧ショベルである。以下の説明において、作業機械１を適宜、油圧ショベル１、と称する。

【0012】

油圧ショベル１は、走行体３と、旋回体４と、作業機５と、油圧シリンダ６と、操作装置７と、車載モニタ８と、位置センサ９と、傾斜センサ１０と、姿勢センサ１１と、制御装置１２とを備える。

【0013】

図２に示すように、作業現場に３次元の現場座標系（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）が規定される。旋回体４に３次元の車体座標系（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）が規定される。

【0014】

現場座標系は、作業現場に規定された現場基準点Ｏｇから南北に伸びるＸｇ軸、現場基準点Ｏｇから東西に伸びるＹｇ軸、及び現場基準点Ｏｇから鉛直に伸びるＺｇ軸により構成される。

【0015】

車体座標系は、旋回体４に規定された代表点Ｏｍから旋回体４の前後方向に伸びるＸｍ軸、代表点Ｏｍから旋回体４の左右方向に伸びるＹｍ軸、及び代表点Ｏｍから旋回体４の上下方向に伸びるＺｍ軸により構成される。旋回体４の代表点Ｏｍを基準として、＋Ｘｍ方向は旋回体４の前方であり、－Ｘｍ方向は旋回体４の後方であり、＋Ｙｍ方向は旋回体４の左方であり、－Ｙｍ方向は旋回体４の右方であり、＋Ｚｍ方向は旋回体４の上方であり、－Ｚｍ方向は旋回体４の下方である。

【0016】

走行体３は、旋回体４を支持した状態で走行する。走行体３は、一対の履帯３Ａを有する。履帯３Ａの回転により、走行体３は、走行動作する。走行体３の走行動作は、前進動作及び後進動作を含む。油圧ショベル１は、走行体３により作業現場を移動することができる。

【0017】

旋回体４は、走行体３に支持される。旋回体４は、走行体３よりも上方に配置される。旋回体４は、走行体３に支持された状態で旋回軸ＲＸを中心に旋回動作する。旋回軸ＲＸは、Ｚｍ軸に平行である。旋回体４の旋回動作は、左旋回動作及び右旋回動作を含む。運転室２は、旋回体４に設けられる。

【0018】

作業機５は、旋回体４に支持される。作業機５は、作業を実施する。実施形態において、作業機５により実施される作業は、掘削対象を掘削する掘削作業及び掘削物を積込対象に積み込む積込作業を含む。

【0019】

作業機５は、ブーム５Ａと、アーム５Ｂと、バケット５Ｃとを含む。ブーム５Ａの基端部は、旋回体４の前部に回動可能に連結される。アーム５Ｂの基端部は、ブーム５Ａの先端部に回動可能に連結される。バケット５Ｃの基端部は、アーム５Ｂの先端部に回動可能に連結される。

【0020】

油圧シリンダ６は、作業機５を動作させる。油圧シリンダ６は、ブームシリンダ６Ａと、アームシリンダ６Ｂと、バケットシリンダ６Ｃとを含む。ブームシリンダ６Ａは、ブーム５Ａを上げ動作及び下げ動作させる。アームシリンダ６Ｂは、アーム５Ｂを掘削動作及びダンプ動作させる。バケットシリンダ６Ｃは、バケット５Ｃを掘削動作及びダンプ動作させる。ブームシリンダ６Ａの基端部は、旋回体４に連結される。ブームシリンダ６Ａの先端部は、ブーム５Ａに連結される。アームシリンダ６Ｂの基端部は、ブーム５Ａに連結される。アームシリンダ６Ｂの先端部は、アーム５Ｂに連結される。バケットシリンダ６Ｃの基端部は、アーム５Ｂに連結される。バケットシリンダ６Ｃの先端部は、バケット５Ｃに連結される。

【0021】

図３に示すように、操作装置７は、運転室２に配置される。操作装置７は、走行体３、旋回体４、及び作業機５の少なくとも一つを動作させるために操作される。操作装置７は、運転室２に搭乗したオペレータに操作される。オペレータは、運転室２に配置された運転シート１４に着座した状態で、操作装置７を操作することができる。

【0022】

操作装置７は、旋回体４及び作業機５の動作のために操作される左作業レバー７Ａ及び右作業レバー７Ｂと、走行体３の動作のために操作される左走行レバー７Ｃ及び右走行レバー７Ｄと、左フットペダル７Ｅ及び右フットペダル７Ｆとを含む。

【0023】

左作業レバー７Ａが前後方向に操作されることにより、アーム５Ｂがダンプ動作又は掘削動作する。左作業レバー７Ａが左右方向に操作されることにより、旋回体４が左旋回動作又は右旋回操作する。右作業レバー７Ｂが左右方向に操作されることにより、バケット５Ｃが掘削動作又はダンプ動作する。右作業レバー７Ｂが前後方向に操作されることにより、ブーム５Ａが下げ動作又は上げ動作する。なお、左作業レバー７Ａが前後方向に操作されたときに旋回体４が右旋回動作又は左旋回動作し、左作業レバー７Ａが左右方向に操作されたときにアーム５Ｂがダンプ動作又は掘削動作してもよい。

【0024】

左走行レバー７Ｃが前後方向に操作されることにより、走行体３の左側の履帯３Ａが前進動作又は後進動作する。右走行レバー７Ｄが前後方向に操作されることにより、走行体３の右側の履帯３Ａが前進動作又は後進動作する。

【0025】

左フットペダル７Ｅは、左走行レバー７Ｃと連動する。右フットペダル７Ｆは、右走行レバー７Ｄ連動する。左フットペダル７Ｅ及び右フットペダル７Ｆが操作されることにより、走行体３が前進動作又は後進動作されてもよい。

【0026】

車載モニタ８は、運転室２に配置される。車載モニタ８は、運転シート１４の右前方に配置される。車載モニタ８は、表示装置８Ａと、入力装置８Ｂと、警報装置８Ｃとを有する。

【0027】

表示装置８Ａは、規定の表示データを表示する。表示装置８Ａとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electroluminescence Display）のようなフラットパネルディスプレイが例示される。

【0028】

入力装置８Ｂは、オペレータに操作されることにより入力データを生成する。入力装置８Ｂとして、ボタンスイッチ、コンピュータ用キーボード、及びタッチパネルが例示される。

【0029】

警報装置８Ｃは、規定の警報を出力する。実施形態において、警報装置８Ｃは、警報音を出力する音声出力装置である。なお、警報装置８Ｃは、警報光を出力する発光装置でもよい。

【0030】

位置センサ９は、現場座標系における旋回体４の位置を検出する。位置センサ９は、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して現場座標系における旋回体４の位置を検出する。全地球航法衛星システムは、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）を含む。全地球航法衛星システムは、緯度、経度、及び高度の座標データで規定される位置を検出する。位置センサ９は、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ電波を受信するＧＮＳＳ受信機を含む。位置センサ９は、旋回体４に配置される。実施形態において、位置センサ９は、旋回体４のカウンタウエイトに配置される。

【0031】

位置センサ９は、第１位置センサ９Ａと、第２位置センサ９Ｂとを含む。第１位置センサ９Ａと第２位置センサ９Ｂとは、旋回体４の異なる位置に配置される。実施形態において、第１位置センサ９Ａと第２位置センサ９Ｂとは、旋回体４において左右方向に間隔をあけて配置される。第１位置センサ９Ａは、第１位置センサ９Ａが配置されている位置を示す第１測位位置を検出する。第２位置センサ９Ｂは、第２位置センサ９Ｂが配置されている位置を示す第２測位位置を検出する。

【0032】

傾斜センサ１０は、旋回体４の加速度及び角速度を検出する。傾斜センサ１０は、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）を含む。傾斜センサ１０は、旋回体４に配置される。実施形態において、傾斜センサ１０は、運転室２の下方に設置される。

【0033】

姿勢センサ１１は、作業機５の姿勢を検出する。作業機５の姿勢は、作業機５の角度を含む。姿勢センサ１１は、旋回体４に対するブーム５Ａの角度を検出する第１姿勢センサ１１Ａと、ブーム５Ａに対するアーム５Ｂの角度を検出する第２姿勢センサ１１Ｂと、アーム５Ｂに対するバケット５Ｃの角度を検出する第３姿勢センサ１１Ｃとを含む。姿勢センサ１１は、油圧シリンダ６のストロークを検出するストロークセンサでもよいし、作業機５の角度を検出するポテンショメータでもよい。

【0034】

［制御システム］
図４は、実施形態に係る作業機械１の制御システム３０を示すブロック図である。油圧ショベル１は、制御システム３０を備える。制御システム３０は、測定システム３００を含む。制御システム３０は、車載モニタ８と、位置センサ９と、傾斜センサ１０と、姿勢センサ１１と、制御装置１２とを有する。制御装置１２は、油圧ショベル１を制御する。制御装置１２は、コンピュータシステムを含む。

【0035】

車載モニタ８は、コントローラ４０を有する。コントローラ４０は、施工データ記憶部１５と、入力データ取得部１８と、距離算出部２３と、表示制御部２４と、ポイント位置選択部２５とを有する。

【0036】

制御装置１２は、車体データ記憶部１６と、操作データ取得部１７と、センサデータ取得部１９と、位置方位算出部２０と、傾斜角算出部２１と、作業機位置算出部２２と、走行制御部２６と、旋回制御部２７と、作業機制御部２８とを有する。

【0037】

施工データ記憶部１５は、作業現場に規定される設計面を記憶する。設計面は、油圧ショベル１の外部に存在するコンピュータシステムにより作成される。設計面は、例えば設計室のような油圧ショベル１の外部施設において作成される。設計面は、現場座標系において規定される面である。複数の設計面により、作業現場の目標地形データが規定される。油圧ショベル１は、目標地形データに基づいて、作業現場を施工する。

【0038】

また、施工データ記憶部１５は、作業現場の所定のポイントの位置を記憶する。ポイントの位置は、現場座標系において規定される。施工データ記憶部１５は、複数のポイントの位置のそれぞれを記憶する。ポイントの位置は、例えば測量作業により取得される。例えば、３次元センサにより施工現場の地形の３次元データが測定され、３次元データにより規定される作業現場の地形の表面の複数の位置のそれぞれがポイントの位置として施工データ記憶部１５に記憶されてもよい。実施形態において、施工データ記憶部１５は、作業現場に予め設定された位置をポイントの位置として記憶する。

【0039】

車体データ記憶部１６は、油圧ショベル１の車体データを記憶する。油圧ショベル１の車体データは、作業機５の寸法を含む。作業機５の寸法は、ブーム５Ａの長さ、アーム５Ｂの長さ、及びバケット５Ｃの長さを含む。また、油圧ショベル１の車体データは、走行体３の寸法及び旋回体４の寸法を含む。

【0040】

操作データ取得部１７は、操作装置７が操作されることにより生成された操作データを取得する。

【0041】

入力データ取得部１８は、入力装置８Ｂが操作されることにより生成された入力データを取得する。

【0042】

センサデータ取得部１９は、位置センサ９の検出データ、傾斜センサ１０の検出データ、及び姿勢センサ１１の検出データを取得する。

【0043】

位置方位算出部２０は、位置センサ９の検出データに基づいて、現場座標系における旋回体４の位置及び方位角を算出する。上述のように、位置センサ９は、ＧＮＳＳ電波を受信するＧＮＳＳ受信機を含む。位置方位算出部２０は、ＧＮＳＳ電波に基づいて、旋回体４の位置及び方位角を算出する。旋回体４の方位角は、例えばＸｇ軸を基準とする旋回体４の方位角である。

【0044】

位置方位算出部２０は、第１位置センサ９Ａにより検出される第１測位位置及び第２位置センサ９Ｂにより検出される第２測位位置の少なくとも一方に基づいて、旋回体４の位置を算出する。位置方位算出部２０は、第１位置センサ９Ａにより検出される第１測位位置と第２位置センサ９Ｂにより検出される第２測位位置との相対位置に基づいて、旋回体４の方位角を算出する。

【0045】

傾斜角算出部２１は、傾斜センサ１０の検出データに基づいて、旋回体４の傾斜角を算出する。旋回体４の傾斜角は、旋回体４のロール角及びピッチ角を含む。ロール角とは、Ｘｇ軸を中心とする傾斜方向における旋回体４の傾斜角をいう。ピッチ角とは、Ｙｇ軸を中心とする傾斜方向における旋回体４の傾斜角をいう。傾斜角算出部２１は、傾斜センサ１０の検出データに基づいて、旋回体４のロール角及びピッチ角を算出する。

【0046】

作業機位置算出部２２は、位置方位算出部２０により算出された作業機械１の位置に基づいて、作業機５の位置を算出する。実施形態において、作業機位置算出部２２は、車体データ記憶部１６に記憶されている油圧ショベル１の車体データと、位置方位算出部２０により算出された旋回体４の位置及び方位角と、傾斜角算出部２１により算出された旋回体４の傾斜角と、姿勢センサ１１の検出データとに基づいて、現場座標系における作業機５の位置を算出する。作業機５の位置は、バケット５Ｃの位置を含む。バケット５Ｃの位置は、バケット５Ｃの先端部（刃先）の位置を含む。

【0047】

距離算出部２３は、施工データ記憶部１５に記憶されているポイントの位置と作業機位置算出部２２により算出された作業機５の位置との距離を算出する。上述のように、ポイントの位置及び作業機５の位置のそれぞれは、現場座標系において規定される。そのため、距離算出部２３は、現場座標系において、ポイントの位置と作業機５の位置との距離を算出することができる。

【0048】

距離算出部２３は、ポイントの位置と作業機５の位置との一方の位置を始点とし、他方の位置を終点として、距離を算出する。

【0049】

距離算出部２３は、ポイントの位置と作業機５の位置との距離として、ポイントの位置と作業機５の位置との直線距離、ポイントの位置と作業機５の位置との水平方向の距離、及びポイントの位置と作業機５の位置との鉛直方向の距離を算出することができる。また、距離算出部２３は、水平面に対するポイントの位置と作業機５の位置とを結ぶラインの傾斜角度（勾配）を算出することができる。

【0050】

距離算出部２３は、入力装置８Ｂからの入力データに基づいて、距離を算出する。運転室２に搭乗した油圧ショベル１のオペレータは、入力装置８Ｂを操作することにより、複数のポイントから距離の算出に使用するポイントを選択することができる。

【0051】

ポイント位置選択部２５は、複数のポイントから距離の算出に使用するポイントを選択する。ポイント位置選択部２５は、入力装置８Ｂが操作されることにより生成された入力データに基づいて、施工データ記憶部１５に記憶されている複数のポイントから距離の算出に使用するポイントを選択する。

【0052】

表示制御部２４は、車載モニタ８の表示装置８Ａを制御する。表示制御部２４は、規定の表示データを表示装置８Ａに表示させる。実施形態において、表示制御部２４は、距離算出部２３により算出された距離を表示装置８Ａに表示させる。また、表示制御部２４は、距離算出部２３により算出されたポイントの位置と作業機５の位置とを結ぶラインの勾配を表示装置８Ａに表示させる。

【0053】

走行制御部２６は、操作データ取得部１７により取得された操作装置７の操作データに基づいて、走行体３を制御する。

【0054】

旋回制御部２７は、操作データ取得部１７により取得された操作装置７の操作データに基づいて、旋回体４を制御する。

【0055】

作業機制御部２８は、操作データ取得部１７により取得された操作装置７の操作データに基づいて、作業機５を制御する。

【0056】

［作業画面］
図５は、実施形態に係る表示装置８Ａに表示される作業画面３１を示す図である。油圧ショベル１が掘削作業中においては、表示制御部２４は、表示装置８Ａに作業画面３１を表示させる。図５に示すように、作業画面３１に、表示エリア３１Ａと表示エリア３１Ｂと表示エリア３１Ｃとが規定される。

【0057】

作業画面３１には、油圧ショベル１を示すシンボル画像１０１が表示される。油圧ショベル１のシンボル画像１０１は、現場座標系において作業現場を側方から見たときの油圧ショベル１を示す第１シンボル画像１０１Ａと、現場座標系において作業現場を上方から見たときの油圧ショベル１を示す第２シンボル画像１０１Ｂとを含む。

【0058】

表示エリア３１Ａには、作業現場を側方から見たときの油圧ショベル１を示す第１シンボル画像１０１Ａと、作業現場を側方から見たときの目標施工面１５０とが表示される。

【0059】

表示エリア３１Ｂには、バケット５Ｃを示すシンボル画像５０１Ｃと、作業対象の目標形状を示す目標施工面１５０とが表示される。表示エリア３１Ｂには、バケット５Ｃを後方から見たときのシンボル画像５０１Ｃと目標施工面１５０とが表示される。

【0060】

表示エリア３１Ｃには、作業現場を上方から見たときの油圧ショベル１を示す第２シンボル画像１０１Ｂと、作業現場を上方から見たときの目標施工面１５０とが表示される。

【0061】

表示制御部２４は、表示エリア３１Ａ及び表示エリア３１Ｃのそれぞれに表示されるシンボル画像１０１の視点を任意に変更可能である。表示制御部２４は、表示エリア３１Ｂに表示されるシンボル画像５０１Ｃの視点を任意に変更可能である。表示制御部２４は、表示エリア３１Ａ、表示エリア３１Ｂ、及び表示エリア３１Ｃのそれぞれに表示される目標施工面１５０の視点を任意に変更可能である。例えば、表示制御部２４は、作業現場を上方から見たときの油圧ショベル１を示す第２シンボル画像１０１Ｂと、作業現場を上方から見たときの目標施工面１５０とを表示エリア３１Ａに表示してもよい。また、作業画面３１には、表示エリア３１Ａ、表示エリア３１Ｂ、及び表示エリア３１Ｃのうち１つ又は２つの表示エリアが表示されてもよい。

【0062】

操作装置７が操作され、走行体３及び旋回体４の少なくとも一方が動作すると、走行体３及び旋回体４の少なくとも一方に連動して、作業画面３１において、目標施工面１５０が変化する。例えば、旋回体４が南を向いている場合、表示エリア３１Ｃには、油圧ショベル１を東側から見たときの目標施工面１５０が表示される。旋回体４の旋回により旋回体４が東を向いた場合、表示エリア３１Ｃには、油圧ショベル１を北側から見たときの目標施工面１５０が表示される。

【0063】

また、操作装置７が操作され、作業機５が動作すると、作業機５に連動して、作業画面３１において、シンボル画像５０１Ｃの位置及びシンボル画像１０１における作業機の姿勢が変化する。油圧ショベル１のオペレータは、作業画面３１を確認しながら、作業機５のバケット５Ｃが目標施工面１５０に沿って移動するように、操作装置７を操作することができる。表示制御部２４は、表示装置８Ａに作業画面３１を表示することにより、オペレータの操作をアシストすることができる。

【0064】

［測定画面］
図６は、実施形態に係るポイントの位置と作業機５の位置との距離の測定方法を示すフローチャートである。図７及び図８のそれぞれは、実施形態に係るポイントの位置と作業機５の位置との距離の測定において表示装置８Ａに表示される測定画面３２の遷移図である。測定画面３２には、作業現場を側方から見たときの油圧ショベル１を示す第１シンボル画像１０１Ａ及び作業現場を上方から見たときの油圧ショベル１を示す第２シンボル画像１０１Ｂのそれぞれが表示される。

【0065】

距離の測定において、表示制御部２４は、表示装置８Ａに測定画面３２を表示させる。不図示のメニュー画面においてオペレータにより測定画面３２が選択されることにより、表示制御部２４は、表示装置８Ａに測定画面３２を表示させることができる。

【0066】

図７に示すように、測定画面３２の第１画面３２Ａに、表示エリア３２Ｆと表示エリア３２Ｇとが規定される。表示エリア３２Ｆには、作業現場を側方から見たときの油圧ショベル１を示す第１シンボル画像１０１Ａ及び目標施工面１５０が表示される。表示エリア３２Ｇには、作業現場を上方から見たときの油圧ショベル１を示す第２シンボル画像１０１Ｂ及び目標施工面１５０が表示される（ステップＳ１）。

【0067】

第１画面３２Ａの下部に、作業現場の２点間の距離を測定するときの始点を指定するために操作される始点ボタン３３Ａ及び始点ボタン３３Ｂと、終点を指定するために操作される終点ボタン３４Ａ及び終点ボタン３４Ｂとが表示される。始点ボタン３３Ａが操作されることにより、作業機５の位置が２点間の距離を測定するときの始点に指定される。始点ボタン３３Ｂが操作されることにより、作業現場に予め設定されているポイントの位置が２点間の距離を測定するときの始点に指定される。終点ボタン３４Ａが操作されることにより、作業機５の位置が２点間の距離を測定するときの終点に指定される。終点ボタン３４Ｂが操作されることにより、作業現場に予め設定されているポイントの位置が２点間の距離を測定するときの終点に指定される。

【0068】

作業機５の位置を始点とする場合、オペレータは、操作装置７を操作して作業機５の位置を調整して始点を指定した後、始点ボタン３３Ａを操作する。作業現場に予め設定されたポイントの位置を始点とする場合、オペレータは、始点ボタン３３Ｂを操作する。ここでは、ポイントの位置が始点に指定されることとする。始点ボタン３３Ｂが操作されると、作業現場に予め設定された複数のポイントの位置のそれぞれが第２画面３２Ｂに表示される。オペレータは、第２画面３２Ｂに表示された複数のポイントの位置から任意のポイントの位置を始点に指定する。

【0069】

第２画面３２Ｂがタップされることにより入力装置８Ｂが操作される。入力データ取得部１８は、入力装置８Ｂが操作されることにより生成された始点の入力データを取得する（ステップＳ２）。

【0070】

ポイント位置選択部２５は、入力装置８Ｂが操作されることにより生成された入力データに基づいて、施工データ記憶部１５に記憶されている複数のポイントから距離の算出に使用するポイントを選択する。ポイント位置選択部２５は、第２画面３２Ｂにおいて指定された位置に対応するポイントを選択する。表示制御部２４は、始点となるポイントの位置を示す始点シンボル３５Ａを表示装置８Ａに表示させる。第２画面３２Ｂがタップされることにより、始点が確定される。始点が確定されることにより、測定画面３２が第２画面３２Ｂから第３画面３２Ｃに遷移する。

【0071】

なお、オペレータは、入力装置８Ｂを操作して、２点間の距離を測定するときの始点を指定してもよい。入力装置８Ｂがタッチパネルを含む場合、オペレータは、第１画面３２Ａの任意の位置をタップしてもよい。

【0072】

作業機５の位置を終点とする場合、オペレータは、操作装置７を操作して作業機５の位置を調整して終点を指定した後、終点ボタン３４Ａを操作する。作業現場に予め設定されたポイントの位置を終点とする場合、オペレータは、終点ボタン３４Ｂを操作する。ここでは、作業機５の位置が終点に指定されることとする。オペレータは、操作装置７を操作して、バケット５Ｃの刃先を作業現場の任意の位置に位置付ける。

【0073】

バケット５Ｃの刃先が作業現場の任意の位置に位置付けられた後、終点ボタン３４Ａが操作されることにより、表示制御部２４は、バケット５Ｃの測定基準点の入力を促す表示データを表示装置８Ａに表示させる（ステップＳ３）。

【0074】

バケット５Ｃの測定基準点は、バケット５Ｃの刃先のうち、車幅方向において左部、中央部、及び右部のいずれかに設定される。第４画面３２Ｄにおいて、「Left」、「Middle」、「Right」の文字データが表示される。オペレータは、バケット５Ｃの測定基準点を刃先の左部に設定する場合、「Left」を選択する。オペレータは、バケット５Ｃの測定基準点を刃先の中央部に設定する場合、「Middle」を選択する。オペレータは、バケット５Ｃの測定基準点を刃先の右部に設定する場合、「Right」を選択する。

【0075】

バケット５Ｃの測定基準点が選択されることにより、測定画面３２が第４画面３２Ｄから第５画面３２Ｅに遷移する。第５画面３２Ｅの表示エリア３２Ｆには、作業現場を側方から見たときの油圧ショベル１を示す第１シンボル画像１０１Ａ及び目標施工面１５０が表示される。第５画面３２Ｅの表示エリア３２Ｇには、作業現場を上方から見たときの油圧ショベル１を示す第２シンボル画像１０１Ｂ及び目標施工面１５０が表示される。

【0076】

バケット５Ｃの測定基準点が選択されることにより、作業機位置算出部２２は、現場座標系におけるバケット５Ｃの刃先の位置を算出する。作業機位置算出部２２は、ステップＳ３において指定されたバケット５Ｃの測定基準点の位置を算出する（ステップＳ４）。

【0077】

距離算出部２３は、ステップＳ３において指定された始点であるポイントの位置と、ステップＳ４において算出された終点であるバケット５Ｃの測定基準点の位置との距離を算出する（ステップＳ５）。

【0078】

表示制御部２４は、終点となるバケット５Ｃの測定基準点の位置を示す終点シンボル３５Ｂを表示装置８Ａに表示させる。また、表示制御部２４は、ステップＳ５において距離算出部２３により算出された距離を第５画面３２Ｅの表示エリア３２Ｈに表示させる（ステップＳ６）。

【0079】

表示制御部２４は、表示エリア３２Ｈに、ポイントの位置と作業機５の位置との距離として、ポイントの位置と作業機５の位置との直線距離、ポイントの位置と作業機５の位置との水平方向の距離、及びポイントの位置と作業機５の位置との鉛直方向の距離を表示させる。また、表示制御部２４は、表示エリア３２Ｈに、ポイントの位置と作業機５の位置とを結ぶラインの勾配を表示させる。

【0080】

以上、ポイントの位置が始点に指定され、作業機５の位置が終点に指定される例について説明した。作業機５の位置が始点に指定され、ポイントの位置が終点に指定されてもよい。また、ポイントの位置が始点及び終点に指定されてもよい。作業機５の位置が始点及び終点に指定されてもよい。作業機５の位置が始点に指定される場合、始点ボタン３３Ａが操作されることにより、表示制御部２４は、バケット５Ｃの測定基準点の入力を促す表示データを表示装置８Ａに表示させる。ポイントの位置が終点に指定される場合、終点ボタン３４Ｂが操作されることにより、第５画面３２Ｅを表示させる。

【0081】

［コンピュータシステム］
図９は、実施形態に係るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。上述の制御装置１２は、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述の制御装置１２の機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、コンピュータプログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

【0082】

コンピュータプログラム又はコンピュータシステム１０００は、上述の実施形態に従って、位置センサ９の検出データに基づいて油圧ショベル１の位置を算出することと、油圧ショベル１の位置に基づいて、油圧ショベル１が有する作業機５の位置を算出することと、油圧ショベル１の作業現場の所定のポイントの位置を記憶することと、ポイントの位置と作業機５の位置との距離を算出することと、を実行することができる。

【0083】

［効果］
以上説明したように、実施形態に係る油圧ショベル１の測定システム３００は、位置センサ９の検出データに基づいて油圧ショベル１の位置を算出する位置方位算出部２０と、油圧ショベル１の位置に基づいて、油圧ショベル１が有する作業機５の位置を算出する作業機位置算出部２２と、油圧ショベル１の作業現場の所定のポイントの位置を記憶する施工データ記憶部１５と、ポイントの位置と作業機５の位置との距離を算出する距離算出部２３と、を備える。

【0084】

実施形態によれば、作業現場の２点間の距離を測定する場合において、作業現場に予め設定されたポイントの位置が始点及び終点のいずれか一方に指定されることにより、始点及び終点のいずれか一方に油圧ショベル１の作業機５が届かなくても、測定システム３００は、２点間の距離を測定することができる。

【0085】

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、施工データ記憶部１５は、作業現場に予め設定された位置をポイントの位置として記憶することとした。施工データ記憶部１５は、作業機位置算出部２２により算出された作業機５の位置をポイントの位置として記憶してもよい。すなわち、施工データ記憶部１５に記憶されるポイントの位置は、所定の３次元センサにより予め検出されてもよいし、バケット５Ｃの刃先を用いて算出されてもよい。

【0086】

上述の実施形態において、施工データ記憶部１５、車体データ記憶部１６、操作データ取得部１７、入力データ取得部１８、センサデータ取得部１９、位置方位算出部２０、傾斜角算出部２１、作業機位置算出部２２、距離算出部２３、表示制御部２４、ポイント位置選択部２５、走行制御部２６、旋回制御部２７、及び作業機制御部２８のそれぞれが、別々のハードウエアにより構成されてもよい。

【0087】

上述の実施形態において、作業機械１が走行体３及び旋回体４を有する油圧ショベルであることとした。作業機械１は走行体３及び旋回体４を有しなくてもよい。作業機械１は、作業機を有していればよく、例えばブルドーザでもよいしホイールローダでもよい。

【符号の説明】

【0088】

１…油圧ショベル（作業機械）、２…運転室、３…走行体、３Ａ…履帯、４…旋回体、５…作業機、５Ａ…ブーム、５Ｂ…アーム、５Ｃ…バケット、６…油圧シリンダ、６Ａ…ブームシリンダ、６Ｂ…アームシリンダ、６Ｃ…バケットシリンダ、７…操作装置、７Ａ…左作業レバー、７Ｂ…右作業レバー、７Ｃ…左走行レバー、７Ｄ…右走行レバー、７Ｅ…左フットペダル、７Ｆ…右フットペダル、８…車載モニタ、８Ａ…表示装置、８Ｂ…入力装置、８Ｃ…警報装置、９…位置センサ、９Ａ…第１位置センサ、９Ｂ…第２位置センサ、１０…傾斜センサ、１１…姿勢センサ、１１Ａ…第１姿勢センサ、１１Ｂ…第２姿勢センサ、１１Ｃ…第３姿勢センサ、１２…制御装置、１４…運転シート、１５…施工データ記憶部、１６…車体データ記憶部、１７…操作データ取得部、１８…入力データ取得部、１９…センサデータ取得部、２０…位置方位算出部、２１…傾斜角算出部、２２…作業機位置算出部、２３…距離算出部、２４…表示制御部、２５…ポイント位置選択部、２６…走行制御部、２７…旋回制御部、２８…作業機制御部、３０…制御システム、３１…作業画面、３１Ａ…表示エリア、３１Ｂ…表示エリア、３１Ｃ…表示エリア、３２…測定画面、３２Ａ…第１画面、３２Ｂ…第２画面、３２Ｃ…第３画面、３２Ｄ…第４画面、３２Ｅ…第５画面、３２Ｆ…表示エリア、３２Ｇ…表示エリア、３２Ｈ…表示エリア、３３Ａ…始点ボタン、３３Ｂ…始点ボタン、３４Ａ…終点ボタン、３４Ｂ…終点ボタン、３５Ａ…始点シンボル、３５Ｂ…終点シンボル、１０１…シンボル画像、１０１Ａ…第１シンボル画像、１０１Ｂ…第２シンボル画像、１５０…目標施工面、３００…測定システム、５０１Ｃ…シンボル画像、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インターフェース、Ｏｇ…現場基準点、Ｏｍ…代表点、ＲＸ…旋回軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】