特開 2025-7068 ショベル用の表示装置、作業機械用の表示装置、及び、ショベルの監視システム

(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】P2025007068

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】ショベル用の表示装置、作業機械用の表示装置、及び、ショベルの監視システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20250109BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 A

E02F9/20 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023108228

(22)【出願日】2023-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(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】佐野 裕介

(72)【発明者】

【氏名】平手 奨二

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003BA03

2D003BA04

2D003BA06

2D003FA02

2D015HA03

2D015HB00

(57)【要約】

【課題】自律制御を行っているショベルの管理を容易にする。
【解決手段】実施形態の一態様に係るショベル用の表示装置は、当該ショベルが自律制御によって複数の動作を順に行う際に、当該ショベルから当該動作に関する情報を取得し、前記情報に基づいて前記ショベルの前記動作が切り替わると認識された場合に、前記ショベルに関して表示される内容を変更するように構成されている制御部を、備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

当該ショベルが自律制御によって複数の動作を順に行う際に、当該ショベルから当該動作に関する情報を取得し、
前記情報に基づいて前記ショベルの前記動作が切り替わると認識された場合に、前記ショベルに関して表示される内容を変更するように構成されている制御部を、
備えるショベル用の表示装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の前記動作に関連する欄の表示を変更するように構成されている、
請求項１に記載のショベル用の表示装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の前記動作以外の他の動作に関連する欄の表示を変更するように構成されている、
請求項２に記載のショベル用の表示装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の前記動作に関連する欄を、他の動作に関連する欄と比べて強調する表示を行うように構成されている、
請求項３に記載のショベル用の表示装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の前記動作に関連する欄の枠線の表示態様を変更、又は、切り替わった後の前記動作に関連する欄を拡大する変更を行う、
請求項４に記載のショベル用の表示装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記動作が切り替わると認識された場合に、前記他の動作に関連する欄をグレーアウトに変更、又は、前記他の動作に関連する欄を縮小する変更を行う、
請求項４に記載のショベル用の表示装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の前記動作に関連する欄の表示を開始し、前記他の動作に関連する欄を非表示とするように構成されている、
請求項３に記載のショベル用の表示装置。

【請求項8】

前記ショベルから取得する前記情報に、前記動作と関係なく変化する前記ショベルの状況を示した情報が含まれ、
前記制御部は、前記ショベルの状況に関連する欄の表示は、前記動作が切り替わると認識された場合でも維持するように構成されている、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のショベル用の表示装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記ショベルが行う前記複数の動作の順序を表示し、前記動作が切り替わると認識された場合、前記ショベルが行う動作を認識可能に表示を切り替えるように構成されている、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のショベル用の表示装置。

【請求項10】

当該作業機械が自律制御によって複数の動作を順に行う際に、当該作業機械から情報を取得し、
前記情報に基づいて前記作業機械の前記動作が切り替わると認識された場合に、前記作業機械に関して表示される内容を変更するように構成されている制御部を、
備える作業機械用の表示装置。

【請求項11】

複数の動作を自律制御で行うと共に、当該動作に関する情報を送信するように構成されているショベルと、
前記ショベルから前記情報を受信し、前記ショベルから受信した前記情報に基づいた表示を行い、前記情報に基づいて前記ショベルの前記動作が切り替わると認識された場合に、前記ショベルに関して表示される内容を変更するように構成されている制御装置と、
を備えるショベルの監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ショベル用の表示装置、作業機械用の表示装置、及び、ショベルの監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、自律制御を行うショベルが提案されている。ショベルが自律制御を行う場合には、当該ショベルの状況を遠隔にいながら把握できるように管理装置が設けられた遠隔システムが提案されている（特許文献１参照）。当該遠隔システムでは、専門のスタッフが、管理装置に表示された内容によって、自律制御を行っているショベルの状態を判定できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１５２９７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されたシステムにおいては、管理装置のディスプレイにどのような情報を表示すべきかまでは考慮されていない。つまり、管理装置のディスプレイには、ショベルの動作に応じた表示が行われることで、よりショベルの状態の把握が容易になると考えられる。

【0005】

上述に鑑み、自律制御を行っているショベルの動作に応じた表示を行うことで、ショベルの状態の把握を容易にして、自律制御を行っているショベルの管理を容易にする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係るショベル用の表示装置は、当該ショベルが自律制御によって複数の動作を順に行う際に、当該ショベルから当該動作に関する情報を取得し、前記情報に基づいて前記ショベルの前記動作が切り替わると認識された場合に、前記ショベルに関して表示される内容を変更するように構成されている制御部を、備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、自律制御を行っているショベルの状態の認識が容易になるので、自律制御を行っているショベルの管理を容易することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る遠隔管理システムの一例を示す概要図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るショベル（掘削機）を示す側面図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係るショベルの駆動制御系の構成例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る遠隔管理システムの構成例を示す機能ブロック図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る画面生成部により生成される表示画面を例示した図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る画面生成部により生成される表示画面を例示した図である。

【図7】図７は、変形例１に係る画面生成部により生成される表示画面を例示した図である。

【図8】図８は、変形例１に係る画面生成部により生成される表示画面を例示した図である。

【図9】図９は、変形例２に係る画面生成部により生成される表示画面を例示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。また、以下で説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。

【0010】

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係る遠隔管理システムＳＹＳの概要を説明する。図１は、第１の実施形態に係る遠隔管理システムＳＹＳの一例を示す概要図である。

【0011】

＜遠隔管理システムを構成する機器＞
図１に示すように、第１の実施形態に係る遠隔管理システムＳＹＳは、ショベル１００と、定点計測装置４００と、管理装置２００と、を含んでいる。

【0012】

ショベル１００、定点計測装置４００、及び、管理装置２００は、通信回線ＮＷを介してデータの送受信を可能に接続されている。例えば、ショベル１００は無線通信を可能とする。

【0013】

ショベル１００は、作業現場において自律制御によって作業を行うように構成されている。

【0014】

ショベル１００は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。遠隔管理システムＳＹＳでは、ショベル１００から、管理装置２００に、ショベル１００の自律制御に関する情報を提供できる。

【0015】

定点計測装置４００は、ショベル１００が作業を行う作業現場に設けられ、作業現場の状況を検出するために構成されている。

【0016】

定点計測装置４００は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。これにより、遠隔管理システムＳＹＳは、定点計測装置４００を通じて、管理装置２００に作業現場に関する情報を提供できる。

【0017】

ショベル１００及び定点計測装置４００は、通信回線ＮＷを介して、ショベル１００に関する情報及び作業現場に関する情報を、管理装置２００に送信する。このため、ショベル１００及び定点計測装置４００には、作業現場に存在する物体の位置及び形状を３次元的に認識可能なセンサが設けられている。例えば、ショベル１００には（後述する）空間認識装置Ｓ７が設けられ、定点計測装置４００には（後述する）空間認識装置Ｓ４１が設けられている。したがって、ショベル１００、及び定点計測装置４００は、作業現場の３次元的に測定した結果を、管理装置２００に送信できる。

【0018】

空間認識装置Ｓ７、Ｓ４１は、作業現場を撮像するためにＬＩＤＡＲを用いてもよい。ＬＩＤＡＲは、例えば、監視範囲内にある１００万点以上の点とＬＩＤＡＲとの間の距離を測定する。なお、本実施形態は、ＬＩＤＡＲを用いる手法に制限するものではなく、物体との間の距離を計測可能な空間認識装置であればよい。例えば、ステレオカメラを用いてもよいし、ミリ波レーダなどの測距装置を用いてもよい。

【0019】

管理装置２００は、ショベル１００を含む作業現場を管理者が管理するために設けられている。管理装置２００は、表示装置Ｄ１を備えている。

【0020】

表示装置Ｄ１は、ショベル１００及び定点計測装置４００から送信された情報に基づいた画面を表示する。つまり、表示装置Ｄ１が、作業現場等に関する表示を行うことで、管理者が作業現場の状況を確認できる。

【0021】

このように、管理装置２００は、ショベル１００及び定点計測装置４００からの検出結果に応じて、ショベル１００を含む作業現場の状況を、多角的に提示できる。なお、本実施形態は、ショベル１００を含む作業現場の測定を行う装置を、ショベル１００及び定点計測装置４００に制限するものではなく、作業現場上を飛行するドローン、又はユーザが所持可能な空間認識装置など、他の態様の装置であってもよい。

【0022】

なお、本実施形態は、自律制御を行うショベル１００を監視するための、ショベル用の表示装置を、管理装置２００に適用した例を示している。本実施形態はショベル用の表示装置を、管理装置２００に制限するものではなく、他の装置に適用してもよい。例えば、作業現場の管理者が保持するタブレット端末等に表示してもよいし、ショベル１００内の表示装置に表示してもよい。

【0023】

＜ショベルの構成例＞
次に、図２を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。図２は、第１の実施形態に係る作業機械としてのショベル１００の側面図である。ショベル１００の下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載される。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は、法面用バケット又は浚渫用バケット等であってもよい。

【0024】

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である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いてもよい。

【0025】

ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度であるブーム角度を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。

【0026】

アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度であるアーム角度を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。

【0027】

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。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度であるバケット角度を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。

【0028】

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、又は、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。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、掘削アタッチメントの姿勢を検出する姿勢センサを構成する。

【0029】

上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０、エンジン１１、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、撮像装置Ｓ６、空間認識装置Ｓ７、測位装置Ｓ８、及び通信装置Ｔ１等が搭載されている。

【0030】

キャビン１０内には、ショベルコントローラ３０が設置される。また、キャビン１０内には、運転席及び操作装置等が設置されている。

【0031】

ショベルコントローラ３０は、各種演算を実行する演算装置である。ショベルコントローラ３０は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。ショベルコントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは、その組み合わせにより実現されてよい。例えば、ショベルコントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び各種入出力用のインターフェース等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。ショベルコントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置にインストールされる各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

【0032】

エンジン１１は、ショベル１００の駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、ディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に連結されている。

【0033】

機体傾斜センサＳ４は、所定の平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に関する上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角及び左右軸回りの傾斜角を検出する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１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。

【0034】

旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出するように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。

【0035】

撮像装置Ｓ６はショベル１００の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方の空間を撮像する前カメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方の空間を撮像する左カメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方の空間を撮像する右カメラＳ６Ｒ、及びショベル１００の後方の空間を撮像する後カメラＳ６Ｂを含む。

【0036】

撮像装置Ｓ６は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置ＤＩに出力してもよい。

【0037】

前カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の屋根に取り付けられている。左カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられている。右カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられている。後カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

【0038】

本実施形態は、撮像装置Ｓ６を上述した配置に設けることで、ショベル１００の周辺に存在する物体を撮像できる。

【0039】

空間認識装置Ｓ７は、ショベル１００の周囲の空間の状態を認識するように構成されている。空間認識装置Ｓ７は、ショベル１００の後方の空間の検知を行う後方空間認識装置Ｓ７Ｂ、ショベル１００の左方の空間の検知を行う左方空間認識装置Ｓ７Ｌ、ショベル１００の右方の空間の検知を行う右方空間認識装置Ｓ７Ｒ、及び、ショベル１００の前方の空間の検知を行う前方空間認識装置Ｓ７Ｆを含む。

【0040】

空間認識装置Ｓ７は、ショベル１００の周辺に存在する物体を検出するためにＬＩＤＡＲを用いてもよい。ＬＩＤＡＲは、例えば、監視範囲内にある１００万点以上の点とＬＩＤＡＲとの間の距離を測定する。なお、本実施形態は、ＬＩＤＡＲを用いる手法に制限するものではなく、物体との間の距離を計測可能な空間認識装置であればよい。例えば、ステレオカメラを用いてもよいし、距離画像カメラ、又はミリ波レーダなどの測距装置を用いてもよい。空間認識装置Ｓ７としてミリ波レーダ等が利用される場合には、空間認識装置Ｓ７から多数の信号（レーザ光等）を物体に向けて発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を導き出してもよい。

【0041】

後方空間認識装置Ｓ７Ｂは、上部旋回体３の上面の後端に取り付けられる。左方空間認識装置Ｓ７Ｌは、上部旋回体３の上面の左端に取り付けられる。右方空間認識装置Ｓ７Ｒは、上部旋回体３の上面の右端に取り付けられる。前方空間認識装置Ｓ７Ｆは、キャビン１０の上面の前端に取り付けられる。

【0042】

空間認識装置Ｓ７は、ショベル１００の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。例えば、空間認識装置Ｓ７は、人と人以外の物体とを区別しながら人を検知できるように構成された人検知機能を有していてもよい。

【0043】

測位装置Ｓ８は、ショベル１００の位置に関する情報を取得するように構成されている。本実施形態では、測位装置Ｓ８は、基準座標系におけるショベル１００の位置及び向きを測定するように構成されている。具体的には、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１００の現在位置の緯度、経度、及び高度を測定し、且つ、ショベル１００の向きを測定する。本実施形態に係る基準座標系とは、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そして、Ｚ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。

【0044】

通信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部にある機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、（無線通信網を含む）通信回線ＮＷを介し、通信装置Ｔ１とショベル１００の外部にある機器との間の通信を制御するように構成されている。通信装置Ｔ１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等を含む。

【0045】

また、通信装置Ｔ１は、例えば、外部のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）測量システムとショベル１００との間の無線通信を制御する。

【0046】

［ショベルの駆動制御系］
図３は、図２のショベル１００の駆動制御系の構成例を示す図である。図３において、機械的動力伝達系は二重線、作動油ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御系は点線でそれぞれ示される。

【0047】

本実施形態に係るショベル１００の駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、コントロールバルブユニット１７を含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、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等の油圧アクチュエータを含む。

【0048】

エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、後述するショベルコントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。

【0049】

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３は、ショベルコントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４の斜板の角度（傾転角）を調節する。レギュレータ１３は、例えば、後述の如く、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。

【0050】

メインポンプ１４は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブユニット１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、ショベルコントローラ３０による制御下で、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。メインポンプ１４は、例えば、後述の如く、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。

【0051】

コントロールバルブユニット１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブユニット１７は、制御弁１７１～１７６を含む。制御弁１７５は制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを含み、制御弁１７６は制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒを含む。コントロールバルブユニット１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できるように構成されている。制御弁１７１～１７６は、例えば、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、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、走行油圧モータ１Ｌ、１Ｒ、及び旋回油圧モータ２Ａを含む。より具体的には、制御弁１７１は、左走行油圧モータ１Ｌに対応し、制御弁１７２は、右走行油圧モータ１Ｒに対応し、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応する。また、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応し、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応する。

【0052】

パイロットポンプ１５は、パイロット圧生成装置の一例であり、パイロットラインを介して油圧制御装置に作動油を供給できるように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。

【0053】

操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。

【0054】

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出するように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をショベルコントローラ３０に対して出力する。

【0055】

操作センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出するように構成されている。本実施形態では、操作センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を検出し、検出した値をショベルコントローラ３０に対して出力する。本実施形態では、ショベルコントローラ３０は、操作センサ２９の出力に応じて比例弁３１の開口面積を制御する。そして、ショベルコントローラ３０は、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、原則として、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。このように、操作装置２６は、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。

【0056】

マシンコントロール用制御弁として機能する比例弁３１は、パイロットポンプ１５とコントロールバルブユニット１７内の制御弁のパイロットポートとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、ショベルコントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、ショベルコントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１を介し、コントロールバルブユニット１７内の制御弁のパイロットポートに供給できる。

【0057】

この構成により、ショベルコントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。

【0058】

例えば、ショベルコントローラ３０は、ショベル１００に対して自律制御を行うよう設定されている場合、自律制御で行われる動作に基づいて、上部旋回体３に対して目標旋回角、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６の各々に対して目標角度、及びエンジン１１に対して目標回転数のうちいずれか一つ以上を設定し、ショベル１００の各種構成を動作させる制御を行う。

【0059】

また、例えば、ショベルコントローラ３０は、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。

【0060】

また、例えば、ショベルコントローラ３０は、例えば、操作者による操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能に関する制御を行う。また、ショベルコントローラ３０は、例えば、操作者による操作装置２６を通じたショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能に関する制御を行う。

【0061】

なお、ショベルコントローラ３０の機能の一部は、他のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。即ち、ショベルコントローラ３０の機能は、複数のコントローラにより分散される態様で実現されてもよい。例えば、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能は、専用のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。

【0062】

＜遠隔管理システムのブロック構成＞
図４は、本実施形態に係る遠隔管理システムＳＹＳの構成例を示す機能ブロック図である。図４に示される例では、遠隔管理システムＳＹＳに含まれる、管理装置２００、定点計測装置４００、及び、ショベル１００の各々のブロック構成を示している。なお、ショベル１００のハードウェア構成については上述した通りなので、説明を省略する。

【0063】

＜定点計測装置の構成＞
定点計測装置４００は、通信装置Ｔ３と、位置情報記憶部４５０と、撮像装置Ｓ４０と、空間認識装置Ｓ４１と、コントローラ４３０とを含む。

【0064】

通信装置Ｔ３は、通信回線ＮＷを通じて、管理装置２００等の外部と通信を行うためのインターフェースである。通信装置Ｔ３は、通信回線ＮＷと接続可能な装置であればよく、例えば、ＬＴＥ、４Ｇ、５Ｇ等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールであってよい。

【0065】

位置情報記憶部４５０は、定点計測装置４００の位置情報を記憶している。位置情報は、例えば、ＧＮＳＳで取得する位置情報と同様の基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、上述した世界測地系である。

【0066】

撮像装置Ｓ４０は、ショベル１００が作業している作業現場の画像を取得するように構成されている。撮像装置Ｓ４０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラである。

【0067】

空間認識装置Ｓ４１は、ショベル１００が作業している作業現場に存在する物体を検出する。空間認識装置Ｓ４１は、上述したように例えばＬＩＤＡＲを用いる。

【0068】

コントローラ４３０は、定点計測装置４００に関する制御を行う。コントローラ４３０は、例えば、任意のハードウェア、又は、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等によりその機能が実現されてよい。コントローラ４３０は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ装置、ＲＡＭ等のメモリ装置（主記憶装置）、及びＲＯＭ等の補助記憶装置等を含むコンピュータを中心に構成されてよい。例えば、コントローラ４３０は、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードし、ＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。

【0069】

＜管理装置２００の構成＞
管理装置２００は、コントローラ２３０と、通信装置Ｔ２と、表示装置Ｄ１と、を含む。

【0070】

通信装置Ｔ２は、ショベル１００に取り付けられた通信装置Ｔ１、及び定点計測装置４００に取り付けられた通信装置Ｔ３との間で通信を制御するように構成されている。

【0071】

コントローラ２３０は、各種演算を実行する演算装置である。本実施形態では、コントローラ２３０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロコンピュータで構成されている。そして、コントローラ２３０の各種機能は、ＣＰＵが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。

【0072】

表示装置Ｄ１は、図１に示されるように縦２段、横２列の４つのモニタで構成されるマルチディスプレイであってもよい。本実施形態においては、表示装置Ｄ１をマルチディスプレイで構成することで、複数のショベルの状況を管理できる。なお、本実施形態は、ディスプレイの数を制限するものではなく、４個以外であってもよい。また、１つのシングルディスプレイで構成されてもよい。

【0073】

次に、定点計測装置４００のコントローラ４３０、ショベル１００のショベルコントローラ３０、及び管理装置２００のコントローラ２３０の各々の機能ブロックについて説明する。

【0074】

＜＜定点計測装置の機能ブロック＞＞
定点計測装置４００のコントローラ４３０内の各機能ブロックについて説明する。コントローラ４３０内の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにより実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。コントローラ４３０は、プログラムを実現することで、送信制御部４３１を備える。

【0075】

送信制御部４３１は、撮像装置Ｓ４０による画像情報と、空間認識装置Ｓ４１による測定情報と、位置情報記憶部４５０に記憶されている位置情報と、を対応付けて管理装置２００に送信する。送信制御部４３１による画像情報及び測定情報の送信は、所定時間毎に行われる。例えば、送信制御部４３１は、撮像装置Ｓ４０が撮像を行う毎（例えば１秒未満）、又は、空間認識装置Ｓ４１が測定を行う毎（例えば１秒未満）に送信してもよい。

【0076】

＜＜ショベルの機能ブロック＞＞
ショベル１００のショベルコントローラ３０内の各機能ブロックについて説明する。ショベルコントローラ３０内の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにより実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。ショベルコントローラ３０は、プログラムを実現することで、取得部３０１と、ショベル状態特定部３０２と、動作設定部３０３と、目標軌道生成部３０４と、自律制御部３０５と、送信制御部３０６と、アクチュエータ駆動部３０７と、を備える。

【0077】

本実施形態に係るショベルコントローラ３０は、ショベル１００における自律制御を実現する。本実施形態に係るショベルコントローラ３０は、ショベル１００に対して、複数種類の作業を制御できる。本実施形態に係る作業は、作業現場においてショベル１００に対して割り当てられたタスクとする。

【0078】

本実施形態に係るショベル１００は、ショベルコントローラ３０に制御によって、様々な作業を行うことができる。実行可能な作業としては、例えば、掘削積み込み、及び整地作業等が含まれる。なお、本実施形態は、ショベル１００が実行可能な作業の一例を示したものであり、掘削積み込み、及び整地作業に制限するものではない。

【0079】

本実施形態でショベル１００が実行可能な作業は、ショベル１００の一つの動作、又は複数の動作の組み合わせによって実現される。例えば、作業が掘削積み込みの場合、掘削場所推移、掘削、持ち上げ、排土の順に動作を行う必要がある。換言すれば、これら複数の動作を組み合わせてショベル１００の作業となる。掘削場所推移は、掘削場所までバケット６を移動させる動作であり、掘削は、土砂にバケットを挿入して土砂を持ち上げるところまでの動作であり、持ち上げは、土砂を持ち上げて排土先まで移動させる動作であり、排土は、バケット６からダンプトラック等に排土するまでの動作である。本実施形態におけるショベル１００の動作とは、当該ショベル１００が行う作業を一つ又は複数に分割した制御を表している。換言すれば、一つ又は複数の動作を組み合わせて、ショベル１００の作業が実現される。

【0080】

取得部３０１は、ショベル１００に設けられた各種検出装置からの信号を取得する。例えば、取得部３０１は、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）の検出結果を取得する。また、取得部３０１は、画像情報、測定情報、位置情報を取得する。

【0081】

画像情報は、撮像装置Ｓ６により撮像された情報とする。測定情報は、空間認識装置Ｓ７により測定された情報とする。位置情報は、測位装置Ｓ８により測定された基準座標系におけるショベル１００の位置及び向きを示した情報とする。

【0082】

ショベル状態特定部３０２は、取得部３０１が取得した信号に基づいて、ショベル１００の状態を特定するように構成されている。本実施形態では、ショベル１００の状態は、ショベル１００の位置と向き、及びショベル１００のアタッチメントの状態（例えば、ブーム４、アーム５、及びバケット６の位置）を含む。ショベル１００の位置は、例えば、ショベル１００の基準座標系における位置（ショベル１００基準点の緯度、経度、及び高度）である。ショベル状態特定部３０２は、測位装置Ｓ８の出力に基づいてショベル１００の位置及び向きを特定する。

【0083】

アタッチメントの状態（例えば、ブーム４、アーム５、及びバケット６の位置）は、角度センサ（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）の検出結果、並びに、ブーム４、アーム５、及びバケット６の各々のサイズから特定できる。

【0084】

動作設定部３０３は、自律制御として設定された作業に応じて、ショベル１００が行う動作を順に設定していく。本実施形態においては、動作設定部３０３は、ショベル１００が一つの動作を完了した場合に、当該作業を実現するための次の動作を設定する。当該設定を繰り返し行うことで、複数の動作を組み合わせた作業を実現できる。なお、ショベル１００に対する作業の設定は、管理者等が予め行うものとして、説明を省略する。

【0085】

目標軌道生成部３０４は、動作設定部３０３により設定された動作を行うための、ショベル１００の目標軌道を生成する。

【0086】

例えば、ショベル１００の（図示しない）不揮発性記憶装置に記憶されている目標施工面に関するデータに基づき、設定された動作を行うための目標軌道を生成する。目標軌道生成部３０４は、空間認識装置Ｓ７が認識したショベル１００の周囲の地形に関する情報に基づき、設定された動作を行うための目標軌道を生成してもよい。

【0087】

自律制御部３０５は、目標軌道生成部３０４により生成された目標軌道に沿って移動させるために、動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容を決定し、決定された動作内容に応じた操作信号を生成して、ショベル１００の自律運転機能を実現する。

【0088】

送信制御部３０６は、通信装置Ｔ１を介して、様々な情報を、管理装置２００に送信するための制御を行う。

【0089】

例えば、送信制御部３０６は、撮像装置Ｓ６が撮像した画像情報、空間認識装置Ｓ７に検出された測定情報、ショベル１００の位置及び向きを示した位置情報、並びに、アタッチメントの状態を示す状態情報を、管理装置２００に送信する制御を行う。

【0090】

さらに、送信制御部３０６は、ショベル１００が実行している動作に関する情報を、管理装置２００に送信する制御を行う。本実施形態においては、動作に関する情報として、ショベル１００に現在設定されている動作、及び当該動作に対応する項目に関する情報を、管理装置に送信する制御を行う。また、送信制御部３０６は、ショベル１００に自律制御が設定された場合に、管理装置２００に対して、ショベル１００に設定された作業の種類を送信してもよい。

【0091】

ショベル１００に設定される作業の種類としては、例えば、掘削積み込み、又は整地作業とする。

【0092】

ショベル１００に現在設定されている動作としては、作業を構成する動作であって、例えば、掘削場所推移、掘削、持ち上げ、排土等とする。なお、本実施形態で説明する、ショベル１００の動作は、一例として示したものであって、実施態様に応じて異なるものとする。つまり、ショベル１００が行う作業、当該作業を構成する動作は、作業機械の種類、作業機械のプログラムの実装、又は、作業機械を管理する管理側の要望等に応じて異なるものとする。

【0093】

当該動作に対応する項目は、例えば、ショベル１００が当該動作を行っている間に、管理者が確認したい現在の状態を示した項目、及び、当該動作の目標を示す項目とする。本実施形態では、当該項目におけるパラメータ（例えば、数値情報）が、管理装置２００に送信される。現在の状態を示した項目は、例えば、残り掘削回数、実旋回角度等が含まれる。動作の目標を示した項目は、例えば、目標旋回角度が含まれる。

【0094】

さらに、送信制御部３０６は、動作と関係なく、確認したいショベル１００の現在の状況に関する情報を、管理装置２００に送信する制御を行う。本実施形態では、当該現在の状況として、例えば、ショベル１００の駆動モード、走行モード、尿素水残量、燃料残量、水温、及び油温等が含まれる。

【0095】

送信制御部３０６による送信は、所定時間毎に行われる。所定時間は、任意の時間でよいが、ショベル１００の作業によって変化した状況を認識できる時間間隔とする。例えば、送信制御部３０６は、上記の情報を、１秒間隔で送信してもよい。

【0096】

アクチュエータ駆動部３０７は、ショベル１００に搭載されているアクチュエータを駆動するように構成されている。本実施形態では、アクチュエータ駆動部３０７は、自律制御部３０５により生成された操作信号に基づき、比例弁３１に含まれる複数の電磁弁のそれぞれに対する作動信号を生成して出力する。

【0097】

作動信号を受けた各電磁弁は、コントロールバルブユニット１７における対応する制御弁のパイロットポートに作用するパイロット圧を増減させる。その結果、各制御弁に対応する油圧アクチュエータは、制御弁のストローク量に応じた速度で動作する。

【0098】

＜＜管理装置の機能ブロック＞＞
管理装置２００のコントローラ２３０内の各機能ブロックについて説明する。コントローラ２３０内の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにより実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。コントローラ２３０は、プログラムを実現することで、受信制御部２３１と、動作判定部２３２と、画面生成部２３３と、表示制御部２３４と、を備える。

【0099】

受信制御部２３１は、通信装置Ｔ２を介して、定点計測装置４００及びショベル１００の各々から、様々な情報を受信するための制御を行う。

【0100】

例えば、受信制御部２３１は、定点計測装置４００（ショベル１００の周辺に存在する装置の一例）から、画像情報、測定情報及び位置情報を受信する。

【0101】

また、受信制御部２３１は、ショベル１００から、画像情報、測定情報、位置情報、及び状態情報を受信する。画像情報は、撮像装置Ｓ６により撮像された情報とする。測定情報は、空間認識装置Ｓ７により測定された情報とする。位置情報は、測位装置Ｓ８により測定された基準座標系におけるショベル１００の位置及び向きを示した情報とする。状態情報は、アタッチメントの状態（例えば、ブーム４、アーム５、及びバケット６の位置）を示した情報とする。

【0102】

さらに、受信制御部２３１は、自律制御を行っているショベル１００から、当該ショベル１００が実行している動作に関する情報を受信（取得）する。動作に関する情報には、ショベル１００に現在設定されている動作、及び当該動作に対応する項目に関する情報が含まれる。また、ショベル１００の作業開始時には、開始する作業の種類（例えば、掘削積み込み、又は、整地作業等）を含んでもよい。

【0103】

さらに、受信制御部２３１は、ショベル１００から、動作と関係なく、確認したいショベル１００の現在の状況に関する情報を受信する。

【0104】

動作判定部２３２は、受信制御部２３１が受信した情報に基づいて、ショベル１００の動作が切り替わったか否かを判定する。

【0105】

画面生成部２３３は、表示装置Ｄ１に表示される表示画面を生成する。本実施形態に係る画面生成部２３３は、自律制御しているショベル１００を管理するための表示画面を生成する。当該表示画面では、現在のショベル１００の動作に応じて更新される。

【0106】

また、動作判定部２３２により動作が切り替わったと判定された場合に、画面生成部２３３は、ショベル１００に関して表示される内容を変更する。換言すれば、画面生成部２３３は、ショベル１００の動作に適した内容が示された表示画面を生成する。

【0107】

ショベル１００の作業が掘削積み込みの場合には、ショベル１００は、掘削場所推移、掘削、持ち上げ、及び排土の動作を繰り返し行う。当該動作の繰り返しを行っている間に、異常な状況が生じた場合には、動作が待機中に切り替わる。本実施形態の管理装置２００の画面生成部２３３は、これらの動作に応じて切り替わるように表示画面を生成する。次にショベル１００の動作について説明する。

【0108】

例えば、動作が掘削場所推移の場合、ショベル１００は、掘削場所を特定して、当該掘削場所までバケット６が移動するように、アタッチメントを制御させる自律制御を行う。当該動作を行っている間、画面生成部２３３は、当該動作に対応する項目として、例えば、地面形状、目標旋回角度、及び実旋回角度が表された表示画面を生成してもよい。

【0109】

動作が掘削の場合、ショベル１００は、地面に対して掘削する制御を行う。当該動作を行っている間、画面生成部２３３は、当該動作に対応する項目として、例えば、掘削場所の地面形状、残り作業時間、及び残り掘削回数が表された表示画面を生成してもよい。

【0110】

動作が持ち上げの場合、ショベル１００は、掘削した土砂を持ち上げる制御を行う。当該動作を行っている間、画面生成部２３３は、当該動作に対応する項目として、例えば、ダンプトラックの荷台の土砂形状、目標旋回角度、及び実旋回角度が表された表示画面を生成してもよい。

【0111】

動作が排土の場合、ショベル１００は、持ち上げられたアタッチメントから排土する制御を行う。当該動作を行っている間、画面生成部２３３は、当該動作に対応する項目として、例えば、排土先のダンプトラックの積み込み重量が表された表示画面を生成してもよい。さらには、排土先のダンプトラックの位置姿勢、及びダンプトラックの荷台の空きスペースが表された表示画面を生成してもよい。

【0112】

上述した動作に対応する項目は、一例として示したものであって、ショベルを管理する際の実施態様、又は、管理者の要望等に応じて異ならせてもよい。

【0113】

本実施形態においては、ショベル１００の作業が掘削積み込みの場合について説明する。しかしながら、本実施形態は、ショベルの作業を、掘削積み込みに制限するものではなく、例えば、整地作業等であってもよい。整地作業では、ショベル１００が整地動作を継続して行う。この場合、画面生成部２３３は、整地動作に対応する項目として、例えば、施工精度、バケット６の爪先の算出結果等を含んだ表示画面を生成してもよい。次に、画面生成部２３３が生成する画面について説明する。

【0114】

図５は、本実施形態に係る画面生成部２３３により生成される表示画面を例示した図である。図５に示されるように、表示画面５００には、掘削場所表示欄５０１と、ショベル状況表示欄５０２と、ダンプトラック荷台表示欄５０３と、俯瞰映像表示欄５０４と、作業表示欄５０５と、動作項目表示欄５０６と、を含んでいる。

【0115】

俯瞰映像表示欄５０４は、ショベル１００の周辺を含んだ俯瞰画像が表されている。画面生成部２３３は、ショベル１００から受信した撮像装置Ｓ６の画像情報、及び定点計測装置４００から受信した撮像装置Ｓ４０の画像情報に基づいて、俯瞰映像表示欄５０４に表される俯瞰画像を生成する。俯瞰画像には、ショベル１００を示すアイコン５４１が表されている。当該アイコン５４１は、例えば、ショベル１００の機種に応じて、管理装置２００が予め保持していた画像とする。俯瞰映像表示欄５０４に表示される俯瞰画像は、静止画像であってもよいし、動画であってもよい。

【0116】

当該俯瞰画像には、ショベル１００の周囲の状況が含まれるように表示されている。このため、俯瞰画像には、掘削場所５４２と、ダンプトラック５４３と、が含まれている。これにより、表示画面が表示された際に、管理者は、ショベル１００と、掘削場所５４２と、ダンプトラック５４３と、の位置関係を認識できる。

【0117】

掘削場所表示欄５０１は、ショベル１００が掘削する掘削場所の土砂形状が表されている。画面生成部２３３は、掘削場所を計測した機器、例えば、ショベル１００から受信した空間認識装置Ｓ７の計測情報、又は、定点計測装置４００から受信した空間認識装置Ｓ４１の計測情報に基づいて、掘削場所表示欄５０１に表される土砂形状を表した画像を生成する。本実施形態では、所定の高さ（例えば地面の表面）を基準として、作業場所に存在する土砂の各々の高さを色で示した土砂形状を、画像として生成する。これにより、掘削場所５１１の深さ（高さ）を掘削場所表示欄５０１に表わすことができる。また、高さインジケータ５１２には、深さ（高さ）と、色と、の対応関係が示されている。深さ（高さ）は、スケール単位を示してもよい。これにより、掘削場所表示欄５０１に表示された色によって、掘削場所５１１の深さを認識できる。

【0118】

ショベル状況表示欄５０２は、ショベル１００の現在の状況に関する情報が表されている。例えば、ショベル状況表示欄５０２には、受信した状態情報に基づいた、ショベル１００の現在の形状を表した３次元モデル３２１が表される。これにより、管理者は、ショベル１００が行っている現在の動作を認識できる。さらに、ショベル状況表示欄５０２には、動作と関係なく変化するショベル１００の現在の状況に関する情報が表示される。例えば、ショベル１００の現在の駆動モードを示したアイコン５２２と、ショベル１００の現在の走行モードを示したアイコン５２３と、ショベル１００の尿素水残量を示したインジケータ５２４と、ショベル１００の冷却水の水温を示したインジケータ５２５と、ショベル１００の燃料残量を示したインジケータ５２６と、ショベル１００の油圧駆動系を流れる作業油の温度を示したインジケータ５２７と、が表されている。このように、画面生成部２３３は、状態情報、及びショベル１００の状況に関する情報等に基づいて、ショベル状況表示欄５０２に表される画像を生成する。

【0119】

ダンプトラック荷台表示欄５０３は、ショベル１００が排土する対象となるダンプトラックの荷台の土砂形状が表されている。画面生成部２３３は、ダンプトラックの荷台を計測した機器、例えば、ショベル１００から受信した空間認識装置Ｓ７の計測情報、又は、定点計測装置４００から受信した空間認識装置Ｓ４１の計測情報に基づいて、ダンプトラック荷台表示欄５０３のダンプトラックの荷台を示す領域５３１に表される土砂形状を表した画像を生成する。本実施形態では、所定の高さ（例えば荷台の底面）を基準として、荷台に存在する土砂の各々の高さを色で示した土砂形状を、画像として生成する。これにより、ダンプトラックの荷台に積み込まれた土砂の高さをダンプトラック荷台表示欄５０３に表わすことができる。また、高さインジケータ５３２には、高さと、色と、の対応関係が示されている。高さは、スケール単位を示してもよい。これにより、ダンプトラックの荷台に積まれた土砂の高さを認識できる。

【0120】

作業表示欄５０５は、ショベル１００が自律制御を行うために設定された作業に関する情報が表示される。具体的には、作業を構成する複数の動作が、当該動作を行う順序に従って表されている。

【0121】

図５に示される例では、設定された作業が"掘削積み込み"の場合が示されている。作業"掘削積み込み"は、複数の動作として、"掘削場所推移"５５１と、"掘削"５５２と、"持ち上げ"５５３と、"排土"５５４と、"待機中"５５５と、を含むように構成されている。また、作業表示欄５０５において、ショベル１００が現在行っている動作の枠線の表示態様が、他の動作の枠線の表示態様と異なるように表される。図５に示される例では、"掘削"５５２の枠線が、他の枠線より太く表されている。これにより、管理者は、ショベル１００が現在行っている動作を認識できる。図５で示される例では、表示態様として枠線を太くする例について説明するが、表示態様を枠線を太くする手法に制限するものではない。例えば、ショベル１００が現在行っている動作の枠線の色を変更したり、枠線を点滅させたりしてもよい。

【0122】

動作項目表示欄５０６は、ショベル１００が現在行っている動作に関する情報が示される。具体的には、動作項目表示欄５０６は、ショベル１００が現在行っている動作に対応する項目毎に、当該項目における現在のパラメータ（例えば数値情報）を示している。

【0123】

図５に示される例では、ショベル１００の現在の動作が"掘削"の場合が示されている。動作"掘削"に対応する項目として、"残り作業時間"と、"残り掘削回数"とが示されている。"残り作業時間"は、作業が完了するまでの残り時間であり、"ＸＸ分"で表される。"残り掘削回数"は、作業が完了するまでに実行する掘削の回数であり、"ＹＸ（数値）"で表される。

【0124】

当該項目に示されるパラメータの算出は、管理装置２００で行ってもよいし、ショベル１００で行ってもよい。例えば、管理装置２００が、（図示しない）不揮発性記憶装置に格納されたショベル１００の施工計画と、ショベル１００から受信した情報に基づいて、当該項目に示されるパラメータを算出してもよい。つまり、図５に示される"残り作業時間"及び"残り掘削回数"の算出は、管理装置２００で行ってもよいし、ショベル１００で行ってもよい。算出手法は、周知の手法を用いればよいものとして説明を省略する。

【0125】

表示画面では現在の動作に対応する表示欄を、他の表示欄と表示態様を異ならせて表してもよい。図５に示される例では、ショベル１００の動作が"掘削"５５２の場合を示している。このため、"掘削"５５２に対応する表示欄である、掘削場所表示欄５０１が強調表示される。具体的には、掘削場所表示欄５０１の枠線が、他の表示欄と比べて、太く表されている。これにより、管理者は、現在のショベル１００の動作に対応して、注目すべき表示欄であることを認識できる。

【0126】

表示制御部２３４は、画面生成部２３３により生成された表示画面を、表示装置Ｄ１に表示する。

【0127】

なお、本実施形態では、ショベル１００から受信した情報に応じて、表示制御部２３４が表示している表示画面の各種情報の更新を行ってもよい。例えば、受信したショベル１００の状況、状態情報に応じて、ショベル状況表示欄５０２、に表示される情報、３次元モデル３２１の形状を更新してもよい。さらには、受信した情報に応じて、動作項目表示欄５０６に表示されるパラメータ、又は、俯瞰映像表示欄５０４に表される俯瞰画像等を更新してもよい。

【0128】

本実施形態では、動作判定部２３２により動作が切り替わったと判定された場合に、画面生成部２３３が表わされる内容が変更された表示画面を生成する。これに応じて、表示制御部２３４は、内容が変更された表示画面を、表示装置Ｄ１に表示する。これにより、ショベル１００の動作に応じて、表示される内容が切り替わる。

【0129】

例えば、ショベル１００の動作が、"掘削"から"持ち上げ"に切り替わった場合に、表示制御部２３４は、表示画面を切り替える。次に、ショベル１００の動作が"掘削"から"持ち上げ"に切り替わった場合の表示画面について説明する。

【0130】

図６は、本実施形態に係る画面生成部２３３により生成される表示画面を例示した図である。図６に示されるように、表示画面６００には、掘削場所表示欄６０１と、ショベル状況表示欄５０２と、ダンプトラック荷台表示欄６０３と、俯瞰映像表示欄５０４と、作業表示欄６０５と、動作項目表示欄６０６と、を含んでいる。ショベル状況表示欄５０２と、俯瞰映像表示欄５０４とは、図５と同様の内容が表示されるものとして、説明を省略する。図５と同様の表示内容については同一の符号を割り当て、説明を省略する。

【0131】

図６に示される表示画面は、ショベル１００の動作が、掘削から（土砂の）持ち上げに切り替わったことに伴い、画面生成部２３３により生成される画面である。

【0132】

図６に示される作業表示欄６０５が、ショベル１００で切り替わった動作に応じて、図５に示される作業表示欄５０５と比べて表示が変更されている。作業表示欄５０５には、"掘削場所推移"６５１と、"掘削"６５２と、"持ち上げ"６５３と、"排土"６５４と、"待機中"６５５と、を含むように構成されている。具体的には、図５に示される例では、"持ち上げ"６５３の枠線が、他の動作の枠線より太く表されている。さらに、"掘削"６５２の枠線が、図５の"掘削"５５２と比べて細く変更されている。これにより、管理者は、ショベル１００が現在行っている動作が"掘削"から"持ち上げ"に切り替わったことを認識できる。

【0133】

このように、画面生成部２３３は、作業表示欄６０５にショベル１００が行う複数の動作の順序を示す。そして、画面生成部２３３は、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合、ショベル１００が行う動作を認識可能に作業表示欄６０５の表示を切り替える。これにより、管理者は、ショベル１００が現在行っている動作を認識できる。したがって、管理者は、ショベル１００の現在の状況の把握が容易になる。

【0134】

動作項目表示欄６０６は、ショベル１００が現在行っている動作に応じて表示される項目が切り替わる。具体的には、動作項目表示欄６０６は、"持ち上げ"に対応する項目として、"目標旋回角度"及び"実旋回角度"が表される。"目標旋回角度"は、目標軌道に応じて定められた角度が表され、"実旋回角度"は角度センサによって検出された角度が表される。

【0135】

画面生成部２３３は、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の動作に関連する表示欄が変更された表示画面を生成する。これにより、管理者は、当該ショベル１００の現在の動作における詳細な状態を把握できる。その際、画面生成部２３３は、切り替わった後の動作以外の他の動作（"掘削"）に関連する表示欄の表示も変更している。本実施形態では、画面生成部２３３が、他の動作（"掘削"）に関連する項目の表示欄が非表示とされた表示画像を生成する。これにより、管理者は、当該ショベル１００の現在の動作に関連しない表示欄の表示が抑制されるので、現在の動作に関連する表示欄の確認が容易になるので、現在のショベル１００の状態を認識するのが容易になる。

【0136】

このように、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合に、画面生成部２３３は、切り替わった後の動作に対応する項目の表示を開始し、他の動作の項目を非表示とするように表示画面を生成する。これにより、管理者は、表示画面に表示された内容を確認することで、当該ショベル１００の現在の動作に関連した状態の把握が容易になるので、確認する際の負担を軽減できる。

【0137】

ショベル状況表示欄５０２は、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合に、画面生成部２３３による表示は維持される。換言すれば、ショベル１００の動作に関係なく変化するショベル１００の状況に関する表示は、動作が切り替わった場合でも維持される。これにより、管理者は、ショベル１００の動作と関係なく変化する情報については、動作に応じて確認手法が変化することがないので、ショベル１００の状況の認識を容易にできる。

【0138】

また、図６に示される表示画面では、現在の動作に対応する表示欄の表示態様が切り替わる。図６に示される例では、"持ち上げ"６５３に対応する表示欄である、ダンプトラック荷台表示欄６０３が強調表示される。具体的には、ダンプトラック荷台表示欄６０３の枠線が、他の表示欄と比べて、太く表されている。また、掘削場所表示欄６０１の枠線が、図５の掘削場所表示欄５０１と比べて細く変更されている。つまり、ショベル１００が現在行っている動作が"掘削"から"持ち上げ"に切り替わったことに伴って、管理者は、掘削場所表示欄６０１よりダンプトラック荷台表示欄６０３に注目する必要があることを認識できる。

【0139】

このように、本実施形態に係る管理装置２００では、自律制御を行うショベル１００の動作に応じて表示画面に表示される内容を切り替えることができる。

【0140】

（変形例１）
上述した実施形態は、表示画面の一例を示したものであって、上述した表示画面に制限するものではない。そこで変形例１では、表示画面の他の態様について説明する。

【0141】

上述した実施形態では、動作項目表示欄が、ショベル１００の動作に応じて切り替わる例について説明した。これに対して、変形例１では、全ての動作について表示欄が表示されている例について説明する。

【0142】

図７は、本変形例に係る画面生成部２３３により生成される表示画面を例示した図である。図７に示されるように、表示画面７００には、掘削場所表示欄５０１と、ショベル状況表示欄５０２と、ダンプトラック荷台表示欄７０３と、俯瞰映像表示欄５０４と、作業表示欄５０５と、旋回場所遷移・持ち上げ項目表示欄７０６と、掘削項目表示欄７０７と、排土項目表示欄７０８と、を含んでいる。図５と同様の表示内容については同一の符号を割り当て、説明を省略する。

【0143】

図７で示される表示画面は、ショベル１００の作業が掘削積み込みであって、現在掘削の動作を行っている場合に表示される。

【0144】

ダンプトラック荷台表示欄７０３は、ショベル１００が現在行っている動作（掘削）に対応していない表示欄のため、グレーアウトして表される。

【0145】

同様に、旋回場所遷移・持ち上げ項目表示欄７０６、及び排土項目表示欄７０８は、ショベル１００が現在行っている動作（掘削）に対応していない表示欄のため、グレーアウトして表される。

【0146】

掘削場所表示欄５０１は、ショベル１００が現在行っている動作（掘削）に対応している表示欄のため、強調して表示される。具体的には、掘削場所表示欄５０１の枠線が、他の枠線より太く表されている。

【0147】

掘削項目表示欄７０７は、ショベル１００が現在行っている動作（掘削）に対応している表示欄のため、強調して表示される。具体的には、掘削項目表示欄７０７の枠線が、他の枠線より太く表されている。

【0148】

図７に示される例では、ショベル１００が現在行っている動作に対応する表示欄を強調表示し、ショベル１００が現在行っていない動作に対応する表示欄をグレーアウトして表示される。

【0149】

そして、ショベル１００の動作が、"掘削"から"持ち上げ"に切り替わった場合に、表示制御部２３４は、表示画面を切り替える。次に、ショベル１００の動作が"掘削"から"持ち上げ"に切り替わった場合の表示画面について説明する。

【0150】

図８は、本変形例に係る画面生成部２３３により生成される表示画面を例示した図である。図８に示されるように、表示画面８００には、掘削場所表示欄８０１と、ショベル状況表示欄５０２と、ダンプトラック荷台表示欄６０３と、俯瞰映像表示欄５０４と、作業表示欄６０５と、旋回場所遷移・持ち上げ項目表示欄８０６と、掘削項目表示欄８０７と、排土項目表示欄８０８と、を含んでいる。図６と同様の表示内容については同一の符号を割り当て、説明を省略する。

【0151】

掘削場所表示欄８０１は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応していない表示欄のため、グレーアウトして表される。

【0152】

ダンプトラック荷台表示欄６０３は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応している表示欄のため、強調して表示される。具体的には、ダンプトラック荷台表示欄７０３の枠線が、他の枠線より太く表されている。

【0153】

同様に、旋回場所遷移・持ち上げ項目表示欄８０６は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応している表示欄のため、強調して表示される。具体的には、旋回場所遷移・持ち上げ項目表示欄８０６の枠線が、他の枠線より太く表されている。

【0154】

掘削項目表示欄８０７、及び排土項目表示欄８０８は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応していない表示欄のため、グレーアウトして表される。

【0155】

このように、画面生成部２３３は、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の動作に対応する表示欄を、他の動作に対応する表示欄と比べて強調された表示画面を生成する。本実施形態では強調された表示として、表示欄の枠線の表示態様を変更する例とする。表示態様の変更する手法としては、枠線を太く変更する例に制限するものではなく、枠線の色を変更してもよい。これにより、管理者は、切り替わった後の動作に対応する表示欄の視認が容易になるので、ショベル１００の現在の動作に関する状況の確認が容易になる。

【0156】

また、画面生成部２３３は、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった動作に対応しない表示欄についてグレーアウトに変更された表示画面を生成する。これにより、切り替わった動作に関連しない表示欄の視認が難しくなる、換言すれば、動作に対応しない表示欄と比べて、動作に対応する表示欄の視認が容易になる。これにより、ショベル１００の現在の動作に関する状況の確認が容易になる。

【0157】

（変形例２）
変形例１では、表示欄の表示手法の変更として、表示欄の枠線の表示態様の変更、及び表示欄のグレーアウトを行う場合について説明した。しかしながら、変形例１は、表示欄の変更態様を枠線の表示態様の変更、及び表示欄のグレーアウトに制限するものではない。変形例２では、表示欄の拡大、及び縮小を行う場合について説明する。

【0158】

図９は、本変形例に係る画面生成部２３３により生成される表示画面を例示した図である。図９に示されるように、表示画面９００には、掘削場所表示欄９０１と、ショベル状況表示欄５０２と、ダンプトラック荷台表示欄９０３と、俯瞰映像表示欄５０４と、作業表示欄６０５と、旋回場所遷移・持ち上げ項目表示欄９０６と、掘削項目表示欄９０７と、排土項目表示欄９０８と、を含んでいる。図８と同様の表示内容については同一の符号を割り当て、説明を省略する。

【0159】

掘削場所表示欄９０１は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応していない表示欄のため、グレーアウトした上で縮小して表される。

【0160】

ダンプトラック荷台表示欄９０３は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応している表示欄のため、（掘削場所表示欄９０１のような）縮小された状態から、枠線を太くした上で拡大して表される。

【0161】

同様に、旋回場所遷移・持ち上げ項目表示欄９０６は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応している表示欄のため、（表示領域９０７、９０８のような）縮小された状態から、枠線を太くした上で拡大して表される。

【0162】

掘削項目表示欄９０７、及び排土項目表示欄９０８は、ショベル１００が現在行っている動作（持ち上げ）に対応していない表示欄のため、グレーアウトした上で縮小して表される。

【0163】

このように、画面生成部２３３は、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった後の動作に対応する表示欄を、他の動作に対応する表示欄と比べて枠線を太くした上で拡大された表示画面を生成する。

【0164】

また、画面生成部２３３は、ショベル１００の動作が切り替わると認識された場合に、切り替わった動作に対応しない表示欄についてグレーアウトした上で縮小された表示画面を生成する。これにより、切り替わった動作に対応しない表示欄の視認が難しくなる、換言すれば、動作に対応しない表示欄と比べて、動作に対応する表示欄の視認が容易になる。これにより、ショベル１００の現在の動作に関する状況の確認が容易になる。なお、本変形例では、表示欄の拡大又は縮小に、枠線の表示態様の変更又はグレーアウトを組み合わせた例について説明した。しかしながら、本変形例は、当該組み合わせに制限するものではなく、表示欄の拡大又は縮小のみ行ってもよい。

【0165】

＜作用＞
上述した実施形態及び変形例においては、管理装置２００が、自律制御を行っているショベル１００の動作に応じて表示内容を切り替える。換言すればショベル１００の動作に適した表示を行うことで、管理装置２００でショベル１００を管理している管理者は、ショベル１００の現在の動作に応じた状態の確認を行うことができる。つまり、管理者は、ショベル１００の現在の状態を適切に認識できるので、ショベル１００に異常が生じた場合に、すぐに当該異常を認識できるので、安全性の向上を実現できる。

【0166】

上述した実施形態及び変形例においては、作業機械の一例としてショベルを用いた場合について説明した。しかしながら、実施形態及び変形例で示した構成は、作業機械としてショベルに適用させる例に制限するものではなく、例えば、クレーン、フォークリフト等に適用してもよい。つまり、上述した実施形態及び変形例においては、ショベル１００を管理する管理装置２００の場合について説明したが、作業装置を管理する管理装置（作業機械用の表示装置の一例）としても適用できる。

【0167】

以上、ショベル用の表示装置、作業機械用の表示装置、及び、ショベルの監視システムの一例を示した実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0168】

１００ ショベル
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
Ｓ６ 撮像装置
Ｓ７ 空間認識装置
Ｓ８ 測位装置
Ｔ１ 通信装置
ＤＩ 表示装置
３０ ショベルコントローラ
３０１ 取得部
３０２ ショベル状態特定部
３０３ 動作設定部
３０４ 目標軌道生成部
３０５ 自律制御部
３０６ 送信制御部
３０７ アクチュエータ駆動部
３１ 比例弁
２００ 管理装置
Ｔ２ 通信装置
Ｄ１ 表示装置
２３０ コントローラ
２３１ 受信制御部
２３２ 動作判定部
２３３ 画面生成部
２３４ 表示制御部
４００ 定点計測装置
Ｔ３ 通信装置
Ｓ４０ 撮像装置
Ｓ４１ 空間認識装置
４３０ コントローラ
４３１ 送信制御部
４５０ 位置情報記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】