特許 7201486 作業機械

(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】

(24)【登録日】2022-12-26

(45)【発行日】2023-01-10

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20221227BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019046516

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2020148005

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-03-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】黒髪 和重

(72)【発明者】

【氏名】時田 充基

(72)【発明者】

【氏名】坂本 博史

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１１００４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１１５４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６２５３４１７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第３９２３７４７（ＪＰ，Ｂ２）

(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】

作業機械本体に取り付けられた作業装置と、
前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、
オペレータに提供される作業支援情報を前記作業装置の実際の像と重ね合わせて表示可能な表示装置と、
前記作業支援情報を示す表示画像の前記表示装置における表示位置を決定し、その表示位置に前記表示画像を表示する表示制御装置とを備えた作業機械において、
前記表示制御装置は、
前記姿勢センサで検出された前記作業装置の姿勢に基づいてオペレータの視線方向を推定し、
前記推定されたオペレータの視線方向を基準として前記表示装置の画面上に複数の表示領域を設定し、前記複数の表示領域のうち前記表示画像の種類に対応する表示領域に位置するように前記表示画像の表示位置を演算し、
前記オペレータの視線方向の変化により前記表示装置の画面上における前記複数の表示領域の位置が変化した場合に、その変化後も前記表示画像の種類に対応する表示領域内に前記表示画像が位置するときには前記表示画像の表示位置を保持し、その変化後には前記表示画像の種類に対応する表示領域から前記表示画像が外れるときには前記表示画像の種類に対応する表示領域内に収まるように前記表示画像の新たな表示位置を演算することを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１の作業機械において、
前記複数の表示領域には、前記オペレータの視線方向の周囲に規定される第１視野範囲に対応する第１表示領域と、前記第１視野範囲を内包する第２視野範囲に対応する第２表示領域とが含まれており、
前記第１表示領域には第１の種類の表示画像が表示され、前記第２表示領域内の領域のうち前記第１表示領域を除いた領域には第２の種類の表示画像が表示されることを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１の作業機械において、
前記表示制御装置は、前記作業装置の動作し得る範囲と前記複数の表示領域とに基づいて前記表示装置の画面上で前記複数の表示領域が移動し得る範囲を演算し、前記表示装置の画面上から前記表示装置の画面上で前記複数の表示領域が移動し得る範囲を除いた領域を視野範囲外表示領域として演算し、
前記視野範囲外表示領域には、第３の種類の表示画像が表示されるように設定されており、
前記表示制御装置は、前記視野範囲外表示領域内に位置するように前記第３の種類の表示画像の表示位置を演算することを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項１の作業機械において、
前記複数の表示領域ごとに前記表示画像の表示位置が予め決定されており、
前記表示制御装置は、前記オペレータの視線方向の変化により前記表示装置の表示画面上で前記複数の表示領域の位置が変化した場合に、前記表示画像の種類に対応する表示領域から前記表示画像が外れるときであって、前記表示画像の前記新たな表示位置として演算される前記予め決定された表示位置が前記表示画面の表示領域外のときには、前記表示画像の表示位置を保持することを特徴とする作業機械。

【請求項5】

請求項１の作業機械において、
前記表示画像の関連情報を表示する他の表示装置をさらに備え、
前記表示制御装置は、前記他の表示装置上において前記関連情報が表示される位置と、前記オペレータの視線方向と前記表示装置の表示画面との交点とを結ぶ直線上に位置するように前記表示画像の表示位置を演算することを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表示装置を備えた作業機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、油圧ショベルなどの作業機械においては、モニタ等の表示装置から作業支援情報を出力し、オペレータがその作業支援情報を基に操作を行うこと想定した機能が増加している。そうした機能の一例として、オペレータに施工対象の目標地形情報を提示するマシンガイダンス機能が挙げられる。マシンガイダンス機能を利用する作業中のオペレータの視線は、実際の作業が行われている作業装置の先端部及びその周辺（具体的にはバケットや地形等）と、運転室内の表示装置の画面上に表示された目標地形情報との間を繰り返し往復することが想定される。このとき、視線移動を行う距離が長くなるほど、目標地形情報の視認に要する時間が増加し、作業効率の低下につながると考えられる。

【0003】

作業支援情報の表示に関する技術として、特許文献１には、運転室前面に設置された透明ディスプレイ上に作業支援情報を表示し、表示装置における作業支援情報の表示位置をバケットの移動に追従させるとともに、バケットが運転室に対して前後方向に移動した場合、バケットの位置に基づいて表示装置における作業支援情報の表示態様を変更する技術が開示されている。バケットが運転室に近づくほど、オペレータから見て作業支援情報とバケットが重なる可能性が高くなるが、この技術は作業支援情報とバケットの重複による作業車両の操作性低下の防止を図ったものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１１５４９２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の方法では、バケットの位置に追従するように作業支援情報の表示位置も移動する。すなわち、バケットの移動中は常に作業支援情報の表示位置も移動するため、その作業支援情報の移動が作業中のオペレータに煩わしさを感じさせる可能性が高い。また、特許文献１の方法では、透明ディスプレイ上に表示する作業支援情報の量が増加する等してその表示面積が増加した場合、その作業支援情報によってバケット近傍の視認性が損なわれ、作業支援情報を表示することが却って作業効率を低下させる虞がある。

【0006】

本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、表示装置に作業支援情報を表示するに際して、オペレータに煩わしさを感じさせることや、情報量が増加した場合に作業効率が低下することを防止できる作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、作業機械本体に取り付けられた作業装置と、前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、オペレータに提供される作業支援情報を前記作業装置の実際の像と重ね合わせて表示可能な表示装置と、前記作業支援情報を示す表示画像の前記表示装置における表示位置を決定し、その表示位置に前記表示画像を表示する表示制御装置とを備えた作業機械において、前記表示制御装置は、前記姿勢センサで検出された前記作業装置の姿勢に基づいてオペレータの視線方向を推定し、前記推定されたオペレータの視線方向を基準として前記表示装置の画面上に複数の表示領域を設定し、前記複数の表示領域のうち前記表示画像の種類に対応する表示領域に位置するように前記表示画像の表示位置を演算し、前記オペレータの視線方向の変化により前記表示装置の画面上における前記複数の表示領域の位置が変化した場合に、その変化後も前記表示画像の種類に対応する表示領域内に前記表示画像が位置するときには前記表示画像の表示位置を保持し、その変化後には前記表示画像の種類に対応する表示領域から前記表示画像が外れるときには前記表示画像の種類に対応する表示領域内に収まるように前記表示画像の新たな表示位置を演算するものとする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、表示装置に作業支援情報を表示するに際して、オペレータに煩わしさを感じさせることや、情報量が増加した場合に作業効率が低下することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】作業機械の一例である油圧ショベルの外観を示す図である。

【図2】本実施形態に係る運転室の内観を示す図である。

【図3】本実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す図である。

【図4】透明ディスプレイＣ／Ｕの機能ブロックを示す図である。

【図5】表示画像の例を示す図である。

【図6】視線推定部の処理を示す図である。

【図7】視線ベクトルの例を示す図である。

【図8】視野範囲リスト（表示範囲リスト）の例を示す図である。

【図9】視野範囲外表示領域演算部の処理を示す図である。

【図10】表示位置演算部の処理を示す図である。

【図11】表示制御部の処理を示す図である。

【図12】初期姿勢における透明ディスプレイの表示状態を示す図である。

【図13】微操作を行った際の透明ディスプレイの表示状態を示す図である。

【図14】一定量以上の操作を行った際の透明ディスプレイの表示状態を示す図である。

【図15】モニタに関連情報が表示されている際の透明ディスプレイの表示状態を示す図である。

【図16】鉛直上方向にバケット位置を一定以上の距離だけ移動させたときの透明ディスプレイの表示状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
なお、以下では、作業機械として、作業装置の先端の作業具（アタッチメント）としてバケットを備える油圧ショベルを例示するが、バケット以外のアタッチメントを備える作業機械に本発明を適用してもよい。また、複数のリンク部材（アタッチメント，ブーム，アーム等）を連結して構成される多関節型の作業装置を有するものであれば、油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。

【0011】

本発明の実施形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの側面図を図１に示す。この図に示す油圧ショベル１は、垂直方向にそれぞれ回動する複数のフロント部材（ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃ）を連結して構成される多関節型のフロント作業装置１Ａと、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅからなる車体１Ｂとで構成される。フロント作業装置１Ａは車体１Ｂ（作業機本体）に取り付けられており、上部旋回体１ｄには運転室１ｆが備えられている。

【0012】

フロント作業装置１Ａのブーム１ａの基端は上部旋回体１ｄの前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム１ａの先端にはアームピンを介してアーム１ｂの基端が回動可能に連結されており，アーム１ｂの先端にはバケットピンを介してバケット１ｃの基端が回動可能に連結されている。ブーム１ａはブームシリンダ２ａによって駆動され，アーム１ｂはアームシリンダ２ｂによって駆動され，バケット１ｃはバケットシリンダ２ｃによって駆動される。

【0013】

上部旋回体１ｄは旋回モータ３ｄ（図３参照）により駆動され、下部走行体１ｅは左右の走行モータ３ｅ，３ｆ（図３参照）により駆動される。上部旋回体１ｄには、油圧ショベル１を動作するためのエンジン４、ポンプ５、バルブ（コントロールバルブ）６（図３参照）が備えられており、ポンプ５はエンジン４によって回転駆動されて各アクチュエータ２ａ，２ｂ，２ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆに作動油を吐出する（図３参照）。また、バルブ６は運転室１ｆ内に備えられた操作レバー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（図２参照）からの操作入力に応じて作動油の流量及び流通方向を変化させることで、各アクチュエータ２ａ，２ｂ，２ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの動作を制御する。

【0014】

図２は運転室１ｆの内観を示したものである。運転室１ｆには、各油圧アクチュエータ２ａ，２ｂ，２ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの動作を含む車体の動作を指示する操作装置としての４本の操作レバー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、オペレータに提供される作業支援情報を表示するための表示装置である透明ディスプレイ１１及びモニタ１２とが設置されている。透明ディスプレイ１１は運転室前面に設置されている。透明ディスプレイ１１の液晶画面は透過しており、液晶画面上の作業支援情報をフロント作業装置１Ａの実際の像と重ね合わせて表示することが可能になっている。

【0015】

操作レバー７ａ（操作左レバー）はアームシリンダ２ｂ（アーム１ｂ）及び上部旋回体１ｄ（旋回油圧モータ３ｄ）を操作するためのものであり，操作レバー７ｂ（操作右レバー）はブームシリンダ２ａ（ブーム１ａ）及びバケットシリンダ２ｃ（バケット１ｃ）を操作するためのものである。また，操作レバー７ｃ（走行左レバー）は下部走行体１ｅ（左走行油圧モータ３ｅ（図３参照））を操作するためのものであり，操作レバー７ｄ（走行右レバー）は下部走行体１ｅ（右走行油圧モータ３ｆ）を操作するためのものである。

【0016】

図３は本発明の実施形態に係る油圧ショベルのシステム構成図である。本実施形態に係る油圧ショベルは、制御装置として、メインコントロールユニット（以下、コントロールユニットを「Ｃ／Ｕ」と略することがある）２０と、ＧＮＳＳ信号を処理するためのＧＮＳＳＣ／Ｕ１０と、表示制御装置として用いる透明ディスプレイＣ／Ｕ３０及びモニタＣ／Ｕ５０とを搭載している。これらのＣ／Ｕ１０，２０，３０，５０は、それぞれ、演算処理装置（例えばＣＰＵ等）と、記憶装置（例えばＲＯＭ，ＲＡＭ等の半導体メモリ）とを備える制御装置（コントローラ）であり、記憶装置に記憶されたプログラムを演算処理装置で実行することで当該プログラムが規定する各種処理を実行可能に構成されている。

【0017】

フロント作業装置１Ａが備えるブームピン、アームピン、バケットピンには、ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃの回動角を検出する角度センサ８ａ、８ｂ、８ｃが設けられている。角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃの検出角度によってフロント作業装置１Ａの姿勢の検出が可能であり、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃはフロント作業装置１Ａの姿勢センサとして機能している。上部旋回体１ｄには油圧ショベル１の位置を演算するための航法信号（衛星信号）を受信する２本のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System／全球測位衛星システム）アンテナ９が取り付けられている。

【0018】

メインＣ／Ｕ２０では、エンジン制御やポンプ制御等の油圧ショベルの基本となるシステムの制御を行うとともに、各種センサ（例えば角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃ）からの入力に基づいて作業支援情報を生成し、それを透明ディスプレイＣ／Ｕ３０、モニタＣ／Ｕ５０へ出力する。

【0019】

ＧＮＳＳＣ／Ｕ２０は、ＧＮＳＳアンテナ９で受信された航法信号を基に世界座標系における上部旋回体１ｄの位置（座標値）を演算し、その演算結果をメインＣ／Ｕ２０に出力する。

【0020】

各表示制御装置（透明ディスプレイＣ／Ｕ及びモニタＣ／Ｕ）３０，５０は、メインＣ／Ｕ２０から入力される情報に基づいて作業支援情報が含まれる表示画像とその関連情報の作成と、透明ディスプレイ１１とモニタ１２の画面上における当該表示画像と当該関連情報の表示位置の決定を行い、各表示装置１１，１２に対して信号（表示制御信号）を出力する。そして、各表示装置１１，１２は各表示制御装置３０，５０からの信号に基づき、オペレータに対する作業支援情報（表示画像及びその関連情報）の表示を行う。なお、本実施形態の油圧ショベル１はマシンガイダンス機能を搭載しており、例えば、目標地形面とバケット１ｃ先端部（例えば爪先）との距離情報や、バケット１ｃの底面が目標地形面となす角度（角度情報）を作業支援情報（表示画像）として表示装置１１，１２に表示することができる。

【0021】

（透明ディスプレイＣ／Ｕ３０）
図４は、透明ディスプレイＣ／Ｕ３０の機能ブロック図であり、透明ディスプレイＣ／Ｕ３０内の処理の流れを示している。透明ディスプレイＣ／Ｕ３０は、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃ、メインＣ／Ｕ２０及びモニタＣ／Ｕ５０からの情報を入力し、それらの情報を基に生成した表示制御信号を透明ディスプレイ１０に出力している。

【0022】

透明ディスプレイＣ／Ｕ３０は、作業支援情報として透明ディスプレイ（表示装置）１１に表示する表示画像を生成する表示画像生成部３１と、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃで検出されたフロント作業装置１Ａの姿勢に基づいてオペレータの視線方向を推定する視線推定部３２と、オペレータの視線方向の周囲に規定した入れ子構造の複数の視野範囲、及びその複数の視野範囲に対応する複数の表示領域のそれぞれに表示される表示画像の種類を設定する視野範囲設定部３３と、フロント作業装置１Ａの動作し得る範囲を記憶する動作範囲記憶部３４と、透明ディスプレイ１１の画面上で複数の表示領域（視野範囲）が移動し得る範囲を透明ディスプレイ１１の画面上から除いた領域を視野範囲外表示領域として演算する視野範囲外表示領域演算部３５と、透明ディスプレイ１１上の表示画像の関連情報がモニタ１２上で表示される位置（代表点位置）を記憶するモニタ位置記憶部３６と、複数の表示領域のうちの１つである第１表示領域に表示される表示画像（第１表示画像）の表示位置が記憶される第１現在表示位置記憶部３７と、複数の表示領域のうちの１つである第２表示領域に表示される表示画像（第２表示画像）の表示位置が記憶される第２現在表示位置記憶部３８と、オペレータの視線方向と表示画像の種類に基づいて当該表示画像を表示する表示領域における当該表示画像の表示位置を演算する表示位置演算部３９と、表示位置演算部３９で演算された表示位置に当該表示画像を表示する表示制御部４０とを備えている。以下に、透明ディスプレイＣ／Ｕ３０における各部の機能（処理）について説明する。

【0023】

（表示画像生成部３１）
表示画像生成部３１では、作業支援情報として透明ディスプレイ１１に表示する画像（表示画像）をメインＣ／Ｕ２０から入力される情報に基づいて生成し、その生成した画像を表示位置演算部３９及び表示制御部４０に出力する。

【0024】

図５は表示画像生成部３１が生成する表示画像（作業支援情報）の例を示す図である。図５は表示画像の例として、目標地形面とバケット１ｃ先端部の距離となす角を示す距離・角度画像５１と、メインＣ／Ｕ２０がエンジン４の異常を検知した場合に表示されるエンジン異常警告画像５２と、油圧ショベルの燃料残量を示す燃料残量画像５３とを示したものである。

【0025】

例えば距離・角度画像５１の生成に関して、メインＣ／Ｕ２０は、角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃの検出値と、ブーム１ａの基端側の回動軸（ブームピン）から先端側の回動軸（アームピン）までの寸法Ｌｂｍと、アーム１ｂの基端側の回動軸（アームピン）から先端側の回動軸（バケットピン）までの寸法Ｌａｍと、バケット１ｃの基端側の回動軸（バケットピン）から先端部（バケット爪先）までの寸法Ｌｂｋとに基づいて車体座標系におけるバケット１ｃの先端部の座標を演算できる。また、メインＣ／Ｕ２０の記憶装置には、油圧ショベルの周辺の目標地形面の３次元データが記憶されており、メインＣ／Ｕ２０はこの３次元データとバケット１ｃ先端部の座標に基づいて、目標地形面とバケット１ｃ先端部との距離・角度情報を演算し、透明ディスプレイＣ／Ｕ３０に出力する。透明ディスプレイＣ／Ｕ３０の表示画像生成部３１は、メインＣ／Ｕ２０で演算されたその距離・角度情報に基づいて距離・角度画像５１を生成する。

【0026】

（視線推定部３２）
図６は視線推定部３２の処理の流れを示したものである。まず、視線推定部３２は、まず角度センサ８ａ，８ｂ，８ｃからの出力に基づいてフロント作業装置１Ａの各フロント部材１ａ，１ｂ，１ｃの角度を取得し（ステップ３２ａ）、その角度と各フロント部材１ａ，１ｂ，１ｃの寸法（具体的には、上述の寸法Ｌｂｍ，Ｌａｍ，Ｌｂｋ）に基づいてバケット１ｃ先端部における車幅方向の中心点の位置座標を演算する（ステップ３２ｂ）。なお、このときの位置座標は、上部旋回体１ｄの特定の点（例えばブームピンの中心軸の中点）を基準とした車体座標系で表現する。

【0027】

次に、視線推定部３２は、ステップ３２ｃにおいて、オペレータが運転室１ｆ内の運転席（座席）に着座したときの頭部の位置座標（頭部位置）を演算する。頭部位置の演算方法としては公知の方法が利用可能である。例えば、頭部位置は、特定の座席位置及び特定の作業姿勢を仮定したときに標準的な体型のオペレータの頭部が位置する座標を演算し、その値を頭部位置の初期値として設定することができる。なお、このとき、基準位置からの座席位置の変位を計測するセンサ（例えばストロークセンサ）の検出値を用いて当該初期値を補正することにより、より正確に頭部位置の推定を行ってもよい。また、マーカーのような特徴的な印をオペレータのヘルメットに複数取り付け、各マーカーの位置座標をモーションキャプチャシステム等で取得することで、さらに高精度な頭部位置の検出を行うことも可能である。

【0028】

ステップ３２ｄでは、視線推定部３２は、ステップＳ３２ｂで演算した車体座標系におけるバケット１ｃ先端部の位置座標と、ステップＳ３２ｃで演算した車体座標系におけるオペレータの頭部位置座標とから、図７に示すオペレータの視線ベクトル７１を算出して表示位置演算部３９に出力する（ステップ３２ｅ）。図７はステップ３２ｄで演算される視線ベクトル７１の一例を示したものである。油圧ショベル１のようにフロント作業装置１Ａを備えた作業機械では、オペレータがフロント作業装置１Ａの先端、すなわちバケット１ｃ先端部を注視しながら操作を行うことが想定されるため、ステップＳ３２ｃで演算した頭部位置からステップＳ３２ｂで演算したバケット１ｃ先端部に向かうベクトルを演算することで、作業時のオペレータの視線ベクトル７１を推定することが可能である。

【0029】

（視野範囲設定部３３）
視野範囲設定部３３では、オペレータの視線方向の周囲に規定される入れ子構造の複数の視野範囲（例えば、有効視野（第１視野範囲）、誘導視野（第２視野範囲）、視野範囲外）と、その複数の視野範囲のそれぞれに対応して透明ディスプレイ（表示装置）１１の表示画面上に設定される複数の表示領域（画像表示領域）のそれぞれに表示される表示画像の種類とを設定する。なお、複数の視野範囲の設定と、複数の表示領域のそれぞれに表示する表示画像の種類の設定は、表示画像の表示位置の演算処理とは別に予め行っておき、透明ディスプレイＣ／Ｕ３０の記憶装置に記憶しておいても良い。

【0030】

表示画像（作業支援情報）はその種類に応じてオペレータに参照される回数が異なる。例えば、マシンガイダンス機能に関する表示画像（例えば、距離・角度画像５１）のように、オペレータが表示された情報を頻繁に視認する表示画像は、頭部動作を伴わずに視線移動だけで対象を視認可能な視野範囲である有効視野に表示する画像として分類することが好ましい。一方、警告表示に関する表示画像（例えば、エンジン異常警告画像５２）は、マシンガイダンス機能に関する表示画像に比してオペレータが頻繁に視認を行うものではないが、表示がされた場合には、オペレータがその存在を即座に知覚し、状態に応じて適切な対応を行う必要がある。そのため、これらの表示画像はオペレータ注視点の近傍に位置する有効視野に表示する必要性は低く、作業中であってもその存在を知覚することができる誘導視野に表示する画像として分類することが好ましい。また、車体状態や時刻に関する表示画像（例えば、燃料残量画像５３）は、上記２種の表示画像に比してオペレータが視認を行う頻度は低く、作業開始時や作業の合間のように、限られた条件下で視認することが想定される。したがって、通常の作業中に視野に入る煩わしさを低減するために、オペレータの視野（有効視野及び誘導視野）に入らない位置（視野範囲外）へ表示する画像として分類することが好ましい。これらの点を踏まえて、本実施形態では、オペレータが各表示画像を視認する頻度等を考慮し、各表示画像の示す情報の特性に応じた視野範囲（表示領域）に表示されるように設定している。次に図８を用いて本実施形態における視野範囲分類と各視野範囲に表示される表示画像の種類について説明する。

【0031】

図８は本実施形態に係る視野範囲設定部３３により設定される視野範囲と、各視野範囲の大きさ（水平角度、垂直角度）と、各視野範囲に対応して透明ディスプレイ１１の表示画面上に設定される複数の表示領域と、各表示領域に表示される表示画像の種類（表示画像名）との関係を示すリストである。本実施形態では、視野範囲として、第１視野範囲、第２視野範囲、視野範囲外の３つの範囲が設定されている。第１視野範囲、第２視野範囲及び視野範囲外は、入れ子構造になっており、視野範囲外は第２視野範囲を内包し、第２視野範囲は第１視野範囲を内包している。但し、各範囲は重複領域が存在しないように設定されており、或る範囲に内包されている範囲は当該或る範囲から除くものとする。例えば、第２視野範囲に表示画像が表示される領域は、第２視野範囲内の領域のうち第１視野範囲を除いた領域となる。透明ディスプレイ１１の表示画面上に設定される複数の表示領域は、第１視野範囲、第２視野範囲及び視野範囲外に対応しており、第１視野範囲に対応する表示領域を第１表示領域、第２視野範囲に対応する表示領域を第２表示領域、視野範囲外に対応する表示領域を視野範囲外表示領域と称する。

【0032】

第１視野範囲は、オペレータの視線方向を中心とした最も狭い視野範囲であり、その大きさは有効視野を考慮して決定されている。具体的には、オペレータの視線方向を基準（０度）として、水平面上で－１０度の位置と＋１０度の位置を通過し、かつ、垂直面上で－５度の位置と＋５度の位置を通過する楕円の内部を第１視野範囲としている。第１視野範囲に対応する第１表示領域には、目標地形面とバケット１ｃ先端部の距離と、目標地形面とバケット１ｃ先端部のなす角度を表示する距離・角度画像５１が表示される。

【0033】

第２視野範囲は、第１視野範囲を内包する視野範囲であり、第１視野範囲と同様にオペレータの視線方向を中心とする視野範囲である。ただし、第２視野範囲からは第１視野範囲を除くものとする。第２視野範囲の大きさ（外側の輪郭線）は誘導視野を考慮して決定されており、具体的には、オペレータの視線方向を基準（０度）として、水平面上で－４０度の位置と＋４０度の位置を通過し、かつ、垂直面上で－３０度の位置と＋３０度の位置を通過する楕円の内部から第１視野範囲を除いた領域を第２視野範囲としている。第２視野範囲に対応する第２表示領域には、警告表示に関する表示画像が表示され、例えば、エンジン異常警告画像５２、車体異常警告アイコン、周囲作業者接近警告画像等が表示される。

【0034】

視野範囲外は、第２視野範囲の外側に設定される視野範囲であり、第１視野範囲及び第２視野範囲のいずれにも属しない視野範囲である。例えば、透明ディスプレイ１１の画面上でオペレータの視線方向に基づいて第１視野範囲と第２視野範囲を決定した場合、第１視野範囲と第２視野範囲のいずれにも属しない画面上の領域が視野範囲外となる。視野範囲外に対応する視野範囲外表示領域には、車体状態や時刻に関する表示画像が表示され、例えば、燃料残量画像５３を含み各種車体に関する状態を示す車体状態アイコン、現在時刻を示す時刻画像、油圧ショベルの稼働時間の積算値を示すアワメータ画像、エンジン冷却水の温度を示す水温（水温計）画像、作動油の温度を示す油温（油温計）画像等が表示される。

【0035】

なお、本実施形態では、視野範囲を２つ設定する方法について示したが、情報の特性を踏まえ、３つ以上の視野範囲を設定することも可能である。この場合も各視野範囲は入れ子構造とし、複数の視野範囲において各視野範囲の外縁（外側の輪郭）が規定する面積の狭い視野範囲ほど作業中にオペレータに参照される回数（頻度）が多い表示画像が表示される表示領域に設定する。すなわち、オペレータの視線方向に近い表示領域（視野範囲）ほど参照頻度が多い表示画像が表示されるように設定する。また、オペレータが作業に集中している場合は、誘導視野内への表示であっても表示画像を知覚することが困難であるケースがある。そのため、視野範囲の大きさの設定も本実施形態に示す限りではなく、表示画像の示す情報の重要度等も考慮し、適切な大きさとすることが望ましい。

【0036】

（動作範囲記憶部３４）
動作範囲記憶部３４は、フロント作業装置１Ａの動作し得る範囲（動作範囲）を記憶する。油圧ショベル１では、ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃがそれぞれ回動をすることで、フロント作業装置１Ａが動作する構成となっている。また、ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃはそれぞれ機械的な拘束がされており、回動する範囲があらかじめ決められているため、フロント作業装置１Ａの動作範囲を算出できる。動作範囲記憶部３４では、ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃの回動範囲を表す角度を記憶し、その値を視野範囲外表示領域演算部３５へ出力する。

【0037】

（視野範囲外表示領域演算部３５）
視野範囲外表示領域演算部３５は、動作範囲記憶部３４に記憶されたフロント作業装置１Ａの動作範囲に基づいて運転席に着座したオペレータの視線方向７１が変化し得る範囲を演算し、そのオペレータの視線方向が変化し得る範囲と、複数の視野範囲（第１視野範囲、第２視野範囲）の中で最も面積が広い視野範囲（第２視野範囲）とに基づいて透明ディスプレイ１１の画面上で当該視野範囲（第２視野範囲）が移動し得る範囲を演算し、透明ディスプレイ１１の画面上からその画面上で当該視野範囲（第２視野範囲）が移動し得る範囲を除いた領域を視野範囲外表示領域として演算する。

【0038】

本実施形態の視野範囲外表示領域演算部３５では、フロント作業装置１Ａの動作範囲をもとにオペレータの視野範囲外となる表示位置（視野範囲外表示領域）を演算し、それを表示位置演算部３９に出力する。次に視野範囲外表示領域演算部３５による具体的な処理について図９を用いて説明する。

【0039】

図９は視野範囲外表示領域演算部３５による具体的な処理を示したものである。まず、ステップ３５ａにおいて、視野範囲外表示領域演算部３５は、動作範囲記憶部３４から出力されるフロント作業装置１Ａの動作範囲の情報に基づいて、その動作範囲内で仰角が最小となる場合（換言すると、バケット１ｃの先端部（爪先）が最も下方に位置する場合）のオペレータの視線ベクトル７１を演算する。なお、視線ベクトル７１が水平面より下を向く場合（すなわち俯角となる場合）は負の仰角として定義し、仰角の符号を負とする。このとき、視線ベクトル７１の演算は、図６に示した視線推定部３２によるステップ３２ｂ～３２ｄの処理に基づいて行い、バケット１ｃ先端部をフロント作業装置１Ａの動作範囲内で仰角が最小となる位置に設定して視線ベクトル７１の仰角を演算する。

【0040】

つぎにステップ３５ｂでは、視野範囲外表示領域演算部３５は、視野範囲設定部３３からの情報をもとに、視野範囲設定部３３によって設定される視野範囲のなかで最も大きい視野範囲（本実施形態では第２視野範囲）を選択し、ステップ３５ｃへ進む。なお、ステップ３５ｂで選択される視野範囲は視野範囲設定部３３によって設定される視野範囲のなかで最も外側に位置する視野範囲であると換言できる。

【0041】

ステップ３５ｃでは、視野範囲外表示領域演算部３５は、透明ディスプレイ１１の表示画面を含む平面と視線ベクトル７１の交点を注視点として算出し、さらに、ステップＳ３５ｂで選択した視野範囲の大きさに基づいて、表示画面を含む平面上で注視点を中心とした当該視野範囲を表す楕円を求める。すなわち、この楕円が現在の視線ベクトル７１における第２表示範囲の輪郭線に該当する。なお、この楕円は車体座標系で定義される。

【0042】

ステップ３５ｄでは、視野範囲外表示領域演算部３５は、ステップＳ３５ｃで求めた車体座標系の楕円を透明ディスプレイ１１の位置や画素サイズを用いて画面座標系へと変換する。画面座標系は、透明ディスプレイ１１上で描画を行うために用いられる座標系であり、一般的なディスプレイでは画素の位置を示す座標値が用いられる。このとき得られた楕円内の領域（第２表示領域）はオペレータの視野範囲となり得るため、視野範囲外表示領域演算部３５は、当該領域をステップ３５ｅにて視野内表示領域として記憶する。

【0043】

ステップ３５ｆでは、視野範囲外表示領域演算部３５は、ステップ３５ｃ～３５ｅの処理に用いた視線ベクトル７１の仰角（初回の視線ベクトル７１の仰角はステップＳ３５ａで演算した最小値）がフロント作業装置１Ａの動作範囲内での最大値か否かを判定する。なお、フロント作業装置１Ａの動作範囲内での視線ベクトル７１の仰角の最大値はフローの開始後はじめてステップＳ３５ｆに到達した際に演算しても良いし、ステップ３５ｆに到達する前の任意のステップや図９のフローの開始前に演算しておいても良い。

【0044】

ステップ３５ｆで視線ベクトル７１の仰角が最大値ではないと判定された場合は、ステップ３５ｇで仰角に１［ｄｅｇ］加算したときの視線ベクトル７１を演算し、再びステップ３５ｃ～３５ｅを実施する。このとき、ステップ３５ｅでは、これまでに記憶された視野内表示領域を保持したまま、新たに演算された視野内表示領域を加算するように記憶する。なお、ステップ３５ｇで加算する単位角度は１［ｄｅｇ］に限らず、処理による負荷等を考慮して適宜他の値を設定できる。

【0045】

一方、ステップ３５ｆで視線ベクトル７１の仰角が最大値であると判定された場合は、ステップ３５ｈにおいて、視野範囲外表示領域を演算する。視野範囲外表示領域は、透明ディスプレイ１１の表示画面の全域から視野内表示領域を減算することによって得られる。

【0046】

ステップ３５ｉでは、視野範囲外表示領域演算部３５は、ステップ３５ｈまでの処理によって得られた視野範囲外表示領域を表示位置演算部３９に出力し、一連の処理を終了する。

【0047】

なお、本実施形態では、油圧ショベル１を想定し、バケット１ｃ先端部の移動方向を垂直方向に限定した処理について説明を行ったが、水平方向への可動域をもつフロント作業装置１Ａを有する作業機械では、水平方向への動作を考慮した繰り返し処理を行うものとする。また、視野範囲設定部３３で設定された視野範囲の設定値が変更されない限り、視野範囲外表示領域は不変であるため、上記処理の結果を透明ディスプレイＣ／Ｕ内の記憶装置や外部の記憶装置に記憶しておいて、必要なときはその記憶した結果を参照することとし、透明ディスプレイＣ／Ｕ３０の処理周期ごとに演算を行わない構成としてもよい。

【0048】

（モニタ位置記憶部３６）
モニタ位置記憶部３６は、透明ディスプレイ１１に表示されている表示画像の詳細や関連する情報（関連情報）がモニタ１２上で表示される点（「代表点」と称することがある）の位置（代表点位置）を車体座標系の座標で記憶する。本実施形態でモニタ１２は、表示画像が表示される透明ディスプレイ１１（第１表示装置）と共にその関連情報を作業支援情報をとして表示する第２表示装置（他の表示装置）として利用される。なお、モニタ１２上の代表点は１点に限られず、モニタ１２に複数の関連情報が表示される場合には各関連情報と対応するように代表点を複数設けてもよい。また、モニタ１２上の代表点は固定値とせず、例えばモニタＣ／Ｕ５０からの出力に応じて適宜変更を行ってもよい。

【0049】

（第１現在表示位置記憶部３７・第２現在表示位置記憶部３８）
第１現在表示位置記憶部３７及び第２現在表示位置記憶部３８は、後述する表示位置演算部３９が演算した第１表示領域（第１視野範囲）及び第２表示領域（第２視野範囲）における全ての表示画像の表示位置が記憶される部分であり、透明ディスプレイＣ／Ｕ３０の記憶装置内にその記憶領域が確保されている。表示画像の表示位置は、透明ディスプレイ１１の表示画面上に設定される画面座標系における座標値で記憶される。表示位置演算部３９で演算される各表示画像の表示位置が変化した場合は、変化前の座標値を変化後の座標値で更新することにより、記憶部３７，３８に記憶された各表示画像の座標値は常に最新のものに保持される。

【0050】

（表示位置演算部３９）
表示位置演算部３９は、視線推定部３２で推定されたオペレータの視線ベクトル（視線方向）７１に基づいて、視野範囲設定部３３が設定した複数の視野範囲に対応する複数の表示領域を透明ディスプレイ１１の画面上に設定し、透明ディスプレイ１１の画面上に設定されたその複数の表示領域のうち表示画像の種類に対応する表示領域に位置するように表示画像の表示位置を演算する。表示位置演算部３９に演算された表示画像の表示位置は表示制御部４０に出力される。次に本実施形態に係る表示位置演算部３９が実行する処理について図１０を用いて説明する。

【0051】

図１０は本実施形態に係る表示位置演算部３９による処理を示すフローチャートである。まずステップ３９ａでは、表示位置演算部３９は、透明ディスプレイ１１に表示する１以上の表示画像の中から１つの表示画像を選択し、その選択された表示画像（以下、「選択表示画像」と称することがある）の種類が第１表示領域（第１視野範囲）、第２表示領域（第２視野範囲）、視野範囲外表示領域（視野範囲外）のいずれの表示領域に表示される画像であるかを判定する。なお、透明ディスプレイ１１に複数の表示画像を表示する場合は、その全ての表示画像の表示位置を図１０のフローチャートによって決定するものとする。

【0052】

ステップ３９ｂでは、表示位置演算部３９は、ステップ３９ａの選択表示画像が視野範囲外領域に表示する表示画像であるか否かを判定する。ここで視野範囲外表示領域への表示画像であると判定された場合にはステップ３９ｃへ進み、その表示画像の視野範囲外表示領域内での表示位置（画面座標系の座標値）を決定する（ステップ３９ｃ）。なお、このときの視野範囲外表示領域での表示位置は常に同一の座標値でも良いし、注視点の位置等に応じてその都度演算される座標値でもよい。ステップ３９ｃで決定した座標値はステップ３９ｄにおいて、その選択表示画像の表示位置として表示制御部４０へ出力される。

【0053】

一方、ステップ３９ｂで視野範囲外表示領域への表示画像でないと判定された場合（すなわち、第１表示領域と第２表示領域のいずれかに表示される表示画像と判定された場合）には、ステップ３９ｅへと進む。

【0054】

ステップ３９ｅ及びステップ３９ｆでは、表示位置演算部３９は、先述の視野範囲外表示領域演算部３５のステップ３５ｃ及びステップ３５ｄ（図９参照）と同様に、現在の視線ベクトル７１に対する透明ディスプレイ１１の表示画面上の表示領域を演算する。すなわち、オペレータの視線ベクトル７１の方向が変化した場合には、ステップ３９ａの判定結果に係る表示領域に対応する表示領域の透明ディスプレイ１１の表示画面上での位置は視線ベクトル７１の変化に応じて変更される。なお、図９の例では第２表示領域（第２視野範囲）のみが演算対象であったが、ここではステップ３９ａでの判定結果に応じて第１表示領域（第１視野範囲）及び第２表示領域（第２視野範囲）のいずれか一方の表示領域が演算対象となる。

【0055】

その後、ステップ３９ｇでは、表示位置演算部３９は、選択表示画像の現在の表示位置（前回の表示位置演算時の表示位置）がステップ３９ｆで演算された選択表示画像の種類に対応する表示領域外にあるか否かを判定する。ここで対応する表示領域内であると判定された場合には、ステップ３９ｈにおいて、現在の表示位置をそのまま出力する。すなわち、視線ベクトル７１の方向移動による視野範囲の変化後も、選択表示画像の種類に対応する表示領域内に当該選択表示画像が位置するときには、表示位置演算部３９は、当該選択表示画像の表示位置を保持する。

【0056】

一方、ステップ３９ｇの判定で対応する表示領域外であると判定された場合は、ステップ３９ｉへ進み、選択表示画像の詳細や関連する情報（「選択表示画像の関連情報」と称する）がモニタ１２上に表示されているか否かの判定を行う。

【0057】

ステップ３９ｉで、選択表示画像の関連情報がモニタ１２に表示されていない場合には、ステップ３９ｊにおいて、表示位置演算部３９は、選択表示画像に対応する表示領域内となるように新しい表示位置を決定し、表示制御部４０へ出力する（ステップ３９ｋ）。すなわち、視線ベクトル７１の方向移動による表示領域の位置の変化後には、選択表示画像の種類に対応する表示領域から当該選択表示画像が外れるときには、表示位置演算部３９は、当該選択表示画像の種類に対応する表示領域内に収まるように当該選択表示画像の新たな表示位置を演算する。なお、新たな表示位置の演算方法としては、例えば、対応する表示領域内へ表示されるような初期表示位置を、注視点位置を基準とした相対位置としてあらかじめ設定しておき、現在の注視点位置から初期表示位置を演算することで新たな表示位置を演算する方法がある。また、バケット１ｃの大きさを透明ディスプレイＣ／Ｕ３０内の記憶装置にあらかじめ記憶しておき、バケット１ｃ現在位置と大きさから、対応する表示領域内で選択表示画像と現実のバケット１ｃの像が重畳しないように新たな表示位置を演算するアルゴリズムを利用してもよい。

【0058】

一方、ステップ３９ｉで、選択表示画像の関連情報がモニタ１２に表示されている場合には、ステップ３９ｌへ進む。ステップ３９ｌでは、表示位置演算部３９は、モニタ１２上において選択表示画像の関連情報が表示される代表点位置（モニタ１２に設定された座標系における座標値）をモニタ位置記憶部３６から呼び出し、その代表点位置を透明ディスプレイ１１の表示画面を含む平面上に対して投影（正射影）する。さらにステップ３９ｍで、表示位置演算部３９は、画面座標系において、ステップ３９ｌで投影された代表点と注視点（視線ベクトル７１と代表点を投影した平面との交点）とを結ぶ直線を求める。そして、表示位置演算部３９は、選択表示画像の種類に対応する表示領域内かつステップ３９ｍで得られた直線上となるように当該選択表示画像の新たな表示位置を決定し（ステップ３９ｎ）、その新たな表示位置を表示制御部４０に出力する（ステップ３９ｏ）。このように、モニタ１２上に表示画像の詳細や関連する情報が表示されている場合は、注視点とモニタ１２上の代表点位置とを結ぶ直線上に表示画像を配置することによって、表示画像からモニタ１２への視線移動時間を短縮することが可能となる。

【0059】

以上説明したようにステップ３９ｄ，３９ｏ，３９ｋ，３９ｈが完了したら、表示位置演算部３９は図１０に示した一連の処理を終了し、該当する選択表示画像の表示位置演算については次の制御周期まで待機する。ただし、ステップ３９ｏ，３９ｋ，３９ｈで表示制御部４０に出力される選択表示画像の表示位置は、第１現在表示位置記憶部３７及び第２現在表示位置記憶部３８のうち対応する記憶部に記憶される。この表示位置の記憶タイミングは表示位置の演算時以後かつ表示制御部４０への出力時以前であればいつでも良い。なお、透明ディスプレイ１１上に複数の表示画像が表示される場合には、全ての表示画像の表示位置の演算を並列処理しても良い。

【0060】

（表示制御部４０）
表示制御部４０は、表示画像生成部３１で生成された表示画像を、表示位置演算部３９で演算されたその表示画像の表示位置に基づいて、透明ディスプレイ１１へ出力する信号を生成する。これにより表示画像が透明ディスプレイ１１上の決められた表示位置に表示される。

【0061】

図１１は本実施形態に係る表示制御部４０が実行する処理のフローチャートである。まず、表示制御部４０は、ステップ４０ａにおいて、表示画像生成部３１で生成された表示画像と、その表示画像の表示位置として表示位置演算部３９で演算された座標値を取得する。

【0062】

ステップ４０ｂでは、表示制御部４０は、ステップ４０ａで取得した表示位置が前回の位置から変更されたか否かを判定する。このとき、表示位置の変更が無いと判定された場合は、ステップ４０ｃにおいて、現在表示位置（前回の表示位置）のまま表示画像を出力する。一方、表示位置の変更が有ると判定された場合は、ステップ４０ｄへと進む。

【0063】

ステップ４０ｄでは、表示制御部４０は、透明ディスプレイ１１の解像度に基づいて表示画像の新たな表示位置が透明ディスプレイ１１上に表示可能な位置であるか否かの判定を行う。ここで、表示可能であると判定された場合には新たな表示位置に表示画像を出力し、表示不可能であると判定された場合には現在表示位置（前回の表示位置）のまま表示画像を出力し（ステップ４０ｅ）、一連の処理を終了する。

【0064】

なお、本実施形態では、表示位置の変更の有無の判定処理（ステップ４０ｂ）と、新たな表示位置の表示可否の判定処理（ステップ４０ｄ）とを表示制御部４０で実行する場合について説明したが、これらの処理は表示位置演算部３９で行っても構わない。この場合には、表示制御部４０は、表示位置演算部３９で演算された表示位置に対象の表示画像を表示する処理のみを実行することとなる。

【0065】

（作用・効果）
上記のように構成された本実施形態に係る油圧ショベルの作用・効果について図面を参照しつつ説明する。ここでは一例として、図５に示す目標地形面－バケット１ｃ先端部の距離・角度画像５１（以下では「距離・角度画像５１」と略することがある）、エンジン異常警告画像５２、及び燃料残量画像５３を表示画像とした場合の動作について説明する。既に説明したとおり、距離・角度画像５１は第１表示領域に、エンジン異常警告画像５２は第２表示領域に、燃料残量画像５３は視野範囲外表示領域に表示される表示画像である。

【0066】

１．初期姿勢
図１２はブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃの回動角がある状態で静止している（以下、「初期姿勢」と称する）ときの透明ディスプレイ１１の表示状態を示したものである。距離・角度画像５１及びエンジン異常警告画像５２は、表示位置演算部３９において、それぞれ視野範囲設定部３３で設定された各表示画像に対応する視野範囲（注視点１２１を中心とする楕円で規定される第１表示領域１２２及び第２表示領域１２３）内となるように表示位置が決定され、表示されている。一方、燃料残量画像５３は、視野範囲外表示領域演算部３５によって演算された視野範囲外表示領域内となる位置に表示位置が設定されている（視野範囲外表示領域は透明ディスプレイ１１の表示画面から第１表示領域１２２，第２表示領域１２３を除外した領域である。）。なお、このとき距離・角度画像５１とエンジン異常警告画像５２は、それらの詳細又は関連する情報がモニタ１２上に表示されていないため、それぞれの表示領域１２２，１２３内で表示位置を任意に決定できる（すなわち、モニタ１２上の関連情報の表示位置による表示位置の拘束を受けない。）。

【0067】

２．初期姿勢からバケットを０．２５［ｍ］下げたとき
図１３は、図１２の初期姿勢状態から、バケット１ｃ位置を鉛直方向に０．２５［ｍ］下げたときの透明ディスプレイ１１の表示状態を示したものである。この場合、初期姿勢での注視点１３１の位置を基準とすると、その位置１３１からのバケット１ｃ先端部（注視点）の移動変位は小さいため、距離・角度画像５１とエンジン異常警告画像５２の表示位置は、いずれも依然としてそれぞれの表示領域（第１表示領域１２２及び第２表示領域１２３）内に表示されており、表示位置の変更はされない。このように、本実施形態ではバケット１ｃ位置の微小な変位に対しては表示画像の表示位置の変更が行われないため、表示画像の頻繁な表示位置の変更によりオペレータが煩わしさを感じることを防止できる。

【0068】

３．初期姿勢からバケットを１．４５［ｍ］下げたとき
図１４は、図１２の初期姿勢状態から、バケット１ｃ位置を鉛直方向に１．４５［ｍ］下げたときの透明ディスプレイ１１の表示状態を示したものである。この場合、初期姿勢での注視点１３１の位置からの変位が大きく、初期姿勢での距離・角度画像５１の表示位置１４１は、対応する表示領域である第１表示領域１２２から外れてしまう。そのため、表示位置演算部３９は、最新の注視点（バケット１ｃ）１２１の位置を基準とした第１表示領域１２２内に配置されるように距離・角度画像５１の新たな表示位置を演算する。一方、エンジン異常警告画像５２は、注視点１２１の移動後も第２表示領域１２３内に収まっていることから、表示位置は変更されない。こうして、表示画像がその種類に応じて設定された表示領域から外れた場合にのみ、その表示位置の変更を行うことにより、表示画像の種類に応じた適切な表示位置を維持したまま作業を行うことができる。

【0069】

４．初期姿勢でモニタ１２に関連情報が表示されているとき
図１５は、図１２の初期姿勢状態において、モニタ１２上にエンジン異常警告画像５２の関連情報であるエンジン異常警告の詳細を示す情報が表示されている場合の表示状態を示したものである。このとき、オペレータは透明ディスプレイ１１上でエンジン異常状態にあることを認知し、より詳細な情報をモニタ１２上で確認することが想定される。そのため、表示位置演算部３９のステップ３９ｌ～３９ｏの処理に従い、注視点１２１とモニタ１２上の代表点とを結ぶ直線１５２上かつ第２表示領域１２３内にエンジン異常警告画像５２を表示する。これにより透明ディスプレイ１１でエンジン異常警告画像５２を認識した後にモニタ１２上の関連情報を確認する際の視線移動の時間を短縮することが可能である。

【0070】

５．新たな表示位置が透明ディスプレイ１１の表示画面外のとき
図１６は、図１２の初期姿勢状態から、鉛直上方向にバケット１ｃの位置を一定以上の距離だけ移動させたときの表示状態を示したものである。このとき、距離・角度画像５１は第１表示領域１２２から外れるため、前述の処理に従い、表示位置演算部３９は、距離・角度画像５１の新たな表示位置１６１として第１表示領域１２２内の初期表示位置を演算する。しかし、その新たな表示位置１６１は透明ディスプレイ１１の表示画面外に位置するため、表示制御部４０のステップ４０ｃの処理に従い、距離・角度画像５１は、初期姿勢時の表示位置を維持する。このように、注視点１２１の移動によって表示画像の新たな表示位置１６１が透明ディスプレイ１１の表示画面外となった場合に、例えば、表示画面内となる範囲で新たな表示位置１６１を逐次演算しようとする（例えば、透明ディスプレイ１１の表示画面内、かつ、バケット１ｃ先端部との距離が最小となる表示位置を新たな表示位置として演算する等）と、バケット１ｃの動作に応じて透明ディスプレイ１１での表示位置が頻繁に切り替わり、煩わしさを招く虞がある。しかしながら、本実施形態では、新たな表示位置１６１が、対応する表示領域内、かつ、透明ディスプレイ１１の表示画面内となるまでの間は、直近の表示位置を継続するため、バケット１ｃ位置が透明ディスプレイ１１の上方に位置するような作業においても表示位置の切り替わりが頻繁に起こることを防止でき、表示位置の頻繁な切り替わりによりオペレータが煩わしさを感じることを防止できるので作業効率を向上できる。

【0071】

６．まとめ
以上に説明したように、本実施形態に係る油圧ショベルでは、バケット１ｃ先端部（オペレータの視線方向）の移動と共に変化する表示領域を透明ディスプレイ１１上に設定し、バケット１ｃ先端部の移動により作業支援情報（表示画像）の表示位置が対応する表示領域から外れた場合にのみ、その表示位置を対応する表示領域内へと変更することとした。これにより、作業支援情報の視認に要する視線移動の時間を短縮するとともに、頻繁に表示位置が変更されることで生じる煩わしさを低減することが可能である。また、視野範囲（表示領域）を複数設定し、表示する作業支援情報の特性に適した視野範囲（表示領域）を選択することにより、バケット近傍に表示する作業支援情報の数を最小限に留めることができ、表示される情報の増加に伴うバケット近傍の視認性低下を緩和することが可能である。さらに、透明ディスプレイ１１における特定の表示画像を、注視点１２１とモニタ１２との直線上に表示することで、透明ディスプレイ１１からモニタ１２への視線移動時間を短縮し、作業効率を向上することが可能である。

【0072】

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。

【0073】

また、上記の制御装置（Ｃ／Ｕ１０，２０，３０，５０）に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記の制御装置に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該制御装置の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。

【0074】

また、上記の各実施の形態の説明では、制御線や情報線は、当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが、必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。

【符号の説明】

【0075】

１Ａ…フロント作業装置，１Ｂ…車体，１ａ…ブーム，１ｂ…アーム，１ｃ…バケット，１ｄ…上部旋回体，１ｅ…下部走行体，１ｆ…運転室，８ａ、８ｂ、８ｃ…角度センサ（姿勢センサ），１１…透明ディスプレイ（表示装置（第１表示装置）），１２…モニタ（他の表示装置（第２表示装置）），２０…メインＣ／Ｕ，３０…透明ディスプレイＣ／Ｕ（表示制御装置），３１…表示画像生成部，３２…視線推定部，３３…視野範囲設定部，３４…動作範囲記憶部，３５…視野範囲外表示領域演算部，３６…モニタ位置記憶部，３７…第１現在表示位置記憶部，３８…第２現在表示位置記憶部，３９…表示位置演算部，４０…表示制御部，５０…モニタＣ／Ｕ，７１…視線ベクトル，８１…視野範囲リスト，１２１…注視点，１２２…第１表示領域，１２３…第２表示領域，１２１…現在のバケット先端部（注視点）の位置，１３１…初期姿勢時のバケット先端部（注視点）の位置，１４１…初期姿勢時の目標地形面‐バケット先端部の距離・角度表示の位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】