JP7804501B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本開示は、作業機械に関する。

従来から作業機械の周辺監視装置が知られている。たとえば、下記特許文献１に記載された作業機械の周辺監視装置は、取得部と、情報出力部と、昇降状態検出部と、出力制御部と、を備えている（同文献、要約、第００１０段落、請求項１等）。上記取得部は、作業機械の周囲状況を取得する。上記情報出力部は、上記取得部が取得した情報を出力する。

上記昇降状態検出部は、上記作業機械に設けられた昇降ラダーの昇降状態を検出する。上記出力制御部は、上記昇降状態検出部が検出した昇降ラダーの昇降状態に応じて、上記情報出力部における取得部が取得した情報に関する出力内容を変更する。このような構成により、この従来の装置によれば、昇降ラダーの昇降状態に応じた周辺監視を行うことができる（特許文献１、第００２１段落等）。

また、下記特許文献２に記載された作業機械の周辺監視装置は、入力部と、警報出力部とを備え、人存否判定手段と、警報制御手段と、を有している（同文献、要約、第０００６段落、請求項１等）。上記入力部は、操作者の入力を受け、上記警報出力部は、その操作者に対する警報を出力する。上記人存否判定手段は、作業機械の周囲における人の存否を判定し、上記警報制御手段は、上記警報出力部を制御する。

この警報制御手段は、上記作業機械の周囲に人が存在すると判定された場合に警報を出力させ、上記入力部を通じたその警報を停止させるための上記操作者の入力を受けるまで、その警報の出力を継続させる。このような構成により、この従来の装置によれば、作業機械の周囲の所定範囲内に存在していた人が所定範囲外に退出したことの確認を操作者に促すことができる（特許文献２、第００２１段落等）。

国際公開第２０１６／１７４９７７号 特開２０１４－１８１５０８号公報

上記従来の作業機械の周辺監視装置では、情報出力部の出力内容を確認するか否かの判断や、警報の停止後に作業機械の周囲の状況確認を行うか否かの判断が、オペレータに委ねられている。そのため、これら従来の装置では、オペレータが情報出力部の出力内容の確認や作業機械の周囲の状況確認を怠った場合に、作業機械の周囲の障害物を見落とすなどのヒューマンエラーが発生するおそれがある。

本開示は、オペレータが作業機械の周囲の状況を確認する確認操作を確実に実行するように促して、ヒューマンエラーを低減することが可能な作業機械を提供する。

本開示の一態様は、走行装置と、該走行装置の上に旋回可能に設けられた旋回体と、該旋回体の正面に動作可能に設けられた作業装置と、を備えた作業機械であって、前記作業機械の周囲の外界情報を検出する外界センサと、前記外界センサによって検出された前記外界情報に基づく画像を表示する表示装置と、前記作業機械のオペレータによる操作が入力される操作入力装置と、前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記走行装置、前記旋回体、前記作業装置、および前記表示装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記作業機械の周囲の状況を確認する確認操作がされたか否かを判定する確認操作判定部を有することを特徴とする作業機械である。

本開示の上記一態様によれば、オペレータが作業機械の周囲の状況確認を確実に行うように促して、ヒューマンエラーを低減することが可能な作業機械を提供することができる。

本開示の作業機械の一実施形態を示す油圧ショベルの側面図。 図１に示す作業機械の平面図。 図１に示す作業機械のブロック図。 図３に示す操作入力装置と表示装置の一例を示す斜視図。 図４に示す画像表示装置に表示された俯瞰画像の拡大図。 図３に示す作業機械の制御装置による処理の流れを説明するフロー図。

以下、図面を参照して本開示に係る作業機械の実施形態を説明する。

図１は、本開示の作業機械の一実施形態を示す油圧ショベルの側面図である。図２は、図１に示す作業機械１００の平面図である。図３は、図１に示す作業機械１００のブロック図である。本実施形態の作業機械１００は、たとえば、油圧ショベルである。作業機械１００は、たとえば、鉱山現場で使用される遠隔操作が可能な超大型油圧ショベルであってもよい。

作業機械１００は、たとえば、走行装置１１０と、旋回体１２０と、作業装置１３０とを備えている。また、作業機械１００は、たとえば、外界センサ１４０と、表示装置１５０と、操作入力装置１６０と、通知装置１７０と、制御装置２００と、を備えている。また、作業機械１００は、たとえば、図示を省略する油圧ポンプ、制御バルブ、油圧モータ、電動モータ、およびエンジンなど、通常の作業機械または油圧ショベルの一般的な構成を備えている。

走行装置１１０は、たとえば、履帯と、履帯を回転させる油圧モータとを有している。走行装置１１０の油圧モータの回転方向および回転速度は、たとえば、作業機械１００のオペレータによる操作入力装置１６０の操作に基づいて、制御装置２００によって制御される。より具体的には、オペレータは、操作入力装置１６０の操作レバー１６２を操作することで、制御装置２００によって走行装置１１０の油圧モータの回転方向や回転速度を制御し、走行装置１１０の履帯を回転させ、作業機械１００を自在に走行させることができる。

旋回体１２０は、走行装置１１０の上に旋回可能に設けられている。旋回体１２０は、たとえば、キャブ１２１と、旋回モータ１２２と、を有している。また、旋回体１２０は、たとえば、図３に示すように、旋回角度センサ１２３と、を有している。キャブ１２１の内部には、たとえば、作業機械１００の遠隔操作を行わない場合に、オペレータが搭乗して作業機械１００を操作するための操縦席が設けられている。

旋回モータ１２２は、たとえば、走行装置１１０の上に設けられた油圧モータまたは電動モータである。旋回体１２０の旋回モータ１２２は、たとえば、作業機械１００のオペレータによる操作入力装置１６０の操作に基づいて、制御装置２００によって制御される。より具体的には、オペレータは、操作入力装置１６０の操作レバー１６２を操作することで、制御装置２００によって旋回体１２０の旋回モータ１２２の回転方向や回転速度を制御する。これにより、オペレータは、作業機械１００の高さ方向に平行な回転軸を中心として、旋回体１２０を走行装置１１０に対して自在に旋回させることができる。

旋回角度センサ１２３は、走行装置１１０に対する旋回体１２０の旋回角度を検出するセンサである。旋回角度センサ１２３は、たとえば、旋回モータ１２２に設けられ、旋回モータ１２２の回転角度を検出することで、走行装置１１０に対する旋回体１２０の旋回角度を検出する。旋回角度センサ１２３は、検出した旋回体１２０の旋回角度を、制御装置２００へ出力する。

作業装置１３０は、旋回体１２０の正面に動作可能に設けられている。作業装置１３０は、たとえば、ブーム１３１と、アーム１３２と、バケット１３３と、ブームシリンダ１３４と、アームシリンダ１３５と、バケットシリンダ１３６とを有している。

ブーム１３１は、たとえば、旋回体１２０の正面の中央部に、旋回体１２０の幅方向に平行な回転軸を中心として回動可能に設けられている。アーム１３２は、ブーム１３１の先端に、旋回体１２０の幅方向に平行な回転軸を中心として回動可能に設けられている。バケット１３３は、たとえば、アーム１３２の先端に、旋回体１２０の幅方向に平行な回転軸を中心として回動可能に設けられている。

ブームシリンダ１３４は、たとえば、一端が旋回体１２０の正面に取り付けられ、他端がブーム１３１の回転軸よりも先端側に取り付けられている。アームシリンダ１３５は、一端がブーム１３１の先端部と基端部との間の中間部に取り付けられ、他端がアーム１３２の先端部と反対側の基端部に取り付けられている。バケットシリンダ１３６は、一端がアーム１３２の基端部に取り付けられ、他端がリンク機構を介してバケット１３３の基端部に取り付けられている。

作業装置１３０のブームシリンダ１３４、アームシリンダ１３５、およびバケットシリンダ１３６は、たとえば、作業機械１００のオペレータによる操作入力装置１６０の操作に基づいて、制御装置２００によって制御される。より具体的には、オペレータは、操作入力装置１６０の操作レバー１６２を操作することで、制御装置２００によってブームシリンダ１３４、アームシリンダ１３５およびバケットシリンダ１３６に作動油を供給する油圧装置の油圧ポンプおよび制御バルブを制御する。これにより、オペレータは、ブームシリンダ１３４、アームシリンダ１３５、およびバケットシリンダ１３６をそれぞれ自在に伸縮させ、ブーム１３１、アーム１３２、およびバケット１３３をそれぞれ自在に回動させることができる。

外界センサ１４０は、作業機械１００の周囲の外界情報を取得するセンサである。外界情報は、たとえば、作業機械１００の周囲の物体の情報や地形などの情報を含む。外界センサ１４０は、たとえば、作業機械１００の周囲の画像を撮影する複数のカメラ１４１を含む。また、外界センサ１４０は、たとえば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、超音波センサ、赤外線センサなどを含んでもよい。

図１および図２に示す例において、隣り合うカメラ１４１の撮像可能な領域は、互いに重複している。すなわち、複数のカメラ１４１の撮像領域は、作業機械１００の周囲の３６０度の領域をカバーしている。複数のカメラ１４１のうち、キャブ１２１の上を含む旋回体１２０の正面に取り付けられ、旋回体１２０の正面の前方および斜め前方を向く３つのカメラ１４１は、作業装置１３０による掘削等の作業時に掘削対象を撮影する。

これら旋回体１２０の前方を向く３つのカメラ１４１の画像は、作業装置１３０による作業時にオペレータによって最も注視される。そのため、これら旋回体１２０の正面の３つのカメラ１４１の解像度は、たとえば、旋回体１２０の側方または後方を向く他のカメラ１４１の解像度よりも高くされていてもよい。なお、旋回体１２０の側方または後方を向く複数のカメラ１４１は、オペレータがキャブ１２１に搭乗している場合に死角となり得る領域の画像を撮影する。

図４は、図３に示す表示装置１５０および操作入力装置１６０の一例を示す斜視図である。表示装置１５０は、たとえば、複数のカメラ１４１を含む外界センサ１４０によって検出された外界情報に基づく画像を表示する装置である。操作入力装置１６０は、作業機械１００のオペレータによる操作を受け付ける装置であり、オペレータによる操作が入力される装置である。表示装置１５０および操作入力装置１６０は、たとえば、作業機械１００の遠隔操作を可能にするために、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０、ならびに旋回体１２０に搭載された制御装置２００から離隔した遠隔地に設置されている。

表示装置１５０は、たとえば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示部１５１と、旋回体１２０に搭載された制御装置２００から表示部１５１に表示させる情報を受信する表示内容受信部１５２とを有している。表示内容受信部１５２は、たとえば、無線通信回線および有線通信回線を介して、制御装置２００から表示部１５１に表示させる表示内容に関する情報を受信し、受信した情報に基づく表示内容を表示部１５１へ出力する。表示部１５１は、表示内容受信部１５２から入力された表示内容に従って画像を表示する。

図４に示す例において、表示部１５１は、旋回体１２０の前方を撮影する複数のカメラ１４１の画像に基づく前方画像Ｇｆを全画面表示している。また、表示部１５１は、旋回体１２０の周囲の３６０度を撮影する複数のカメラ１４１の画像に基づく俯瞰画像Ｇｐと、作業機械１００の状態を表示する機械状態画像Ｇｍを、表示部１５１の側端にそれぞれ縮小表示している。機械状態画像Ｇｍは、たとえば、エンジンの回転数や油温を含む作業機械１００の状態を表示する。前方画像Ｇｆは、オペレータが操作レバー１６２の操作を行う際に注視する画像であり、掘削対象や作業装置１３０の状態を確認するための画像である。そのため、前方画像Ｇｆは、たとえば、他の画像よりも広角かつ高解像度で表示される。

図５は、図４に示す表示部１５１に表示される俯瞰画像Ｇｐの拡大画像図である。俯瞰画像Ｇｐは、たとえば、旋回体１２０の周囲の３６０度を撮影する複数のカメラ１４１の画像を制御装置２００によって変換および合成することによって生成される。俯瞰画像Ｇｐは、たとえば、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０を真上から見た画像Ｇ１１０，Ｇ１２０，Ｇ１３０と、旋回体１２０の周りの３６０度の周囲画像Ｇｃを含む。

俯瞰画像Ｇｐの縮小画像は、たとえば、図４に示すように、前方画像Ｇｆが表示された表示部１５１の周縁部、側端部または隅部に重畳して表示される。また、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像は、たとえば、表示部１５１に縮小画像よりも拡大されて前方画像Ｇｆに重畳して表示されるか、または、表示部１５１に全画面表示され、周縁部、側端部、または隅部に前方画像Ｇｆの縮小画像が重畳して表示される。

図３に示すように、操作入力装置１６０は、たとえば、表示内容操作部１６１と、操作レバー１６２と、ロックレバー１６３と、入力信号送信部１６４とを有している。表示内容操作部１６１は、たとえば、図４に示すように、複数の操作ボタンを有している。オペレータは、たとえば、表示内容操作部１６１の操作ボタンを操作することで、表示部１５１に表示する俯瞰画像Ｇｐを拡大画像と縮小画像とに切り替えることができる。

操作レバー１６２は、たとえば、操作レバー１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｃを含む。左右の操作レバー１６２ａ，１６２ｂは、たとえば、２軸の自由度を有し、作業機械１００による掘削や積み込みなどの作業時に、作業装置１３０の動作と旋回体１２０の旋回を操作するために使用される。操作レバー１６２ｃは、たとえば、作業機械１００の走行時に、走行装置１１０による走行速度および進行方向を操作するために使用される。

ロックレバー１６３は、走行装置１１０、作業装置１３０、および旋回体１２０の動作を禁止するロック位置と、それらの動作を許可するロック解除位置とを切り替える操作に使用される。ロックレバー１６３をロック位置に切り替えることで、たとえば、オペレータが離着席時などに不意に操作レバー１６２に接触しても、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０の誤作動を防止できる。

入力信号送信部１６４は、たとえば、有線通信回線および無線通信回線を介して旋回体１２０に搭載された制御装置２００に情報通信可能に接続されている。表示内容操作部１６１、操作レバー１６２、およびロックレバー１６３は、オペレータの操作に基づく信号を入力信号送信部１６４へ出力する。入力信号送信部１６４は、入力されたオペレータの操作に基づく信号を、旋回体１２０に搭載された制御装置２００へ送信する。

通知装置１７０は、たとえば、ディスプレイ、表示ランプ、スピーカ、バイブレータの少なくとも一つを含む。通知装置１７０は、たとえば、表示装置１５０および操作入力装置１６０とともに、走行装置１１０、旋回体１２０、作業装置１３０、および制御装置２００から離隔した遠隔地に設置されている。通知装置１７０は、たとえば、制御装置２００によって生成された警告や通知を、たとえば、画像、点灯、音声、または振動の少なくとも一つによって、作業機械１００のオペレータに通知する。なお、通知装置１７０は、たとえば、表示装置１５０によって代替することも可能である。

制御装置２００は、たとえば、作業機械１００の旋回体１２０に設けられたキャブ１２１内に設置され、操作入力装置１６０に入力された操作に基づいて走行装置１１０、旋回体１２０、作業装置１３０、および表示装置１５０を制御する。制御装置２００は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、タイマ、入出力部などを含む一つ以上のマイクロコントローラによって構成されている。

制御装置２００は、確認操作判定部２１０を有している。また、制御装置２００は、たとえば、通知生成部２１２を有している。また、制御装置２００は、たとえば、画像生成部２０１と、表示内容演算部２０４とを有している。また、制御装置２００は、たとえば、動作制限部２１１を有している。さらに、制御装置２００は、たとえば、表示内容生成部２０２と、入力信号受信部２０３と、機械情報保持部２０５と、表示内容送信部２０６と、を有している。また、制御装置２００は、たとえば、動作可否判定部２０７と、制御指令演算部２０８と、動作制御部２０９と、通信異常検出部２１３と、を有している。

制御装置２００の上記各部は、たとえば、制御装置２００のメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵによって実行することで実現される制御装置２００の機能を表している。なお、図３に示す制御装置２００の各機能または各部は、それぞれが別個のマイクロコントローラによって構成されていてもよく、複数の機能または部分が一つのマイクロコントローラによって構成されていてもよい。

図６は、図３に示す作業機械１００の制御装置２００による処理の流れを説明するフロー図である。制御装置２００は、たとえば、休止状態から起動されると、次に休止されるまで、図６に示す処理フローＰＦを所定の周期で繰り返し実行する。

より具体的には、作業機械１００のオペレータは、たとえば、作業機械１００を休止状態から起動させるときに、走行装置１１０、旋回体１２０および作業装置１３０から離隔した遠隔地に設置された操作入力装置１６０の起動スイッチをオンにする。なお、オペレータは、起動スイッチの代わりにロックレバー１６３をロック位置からロック解除位置へ操作してもよい。

起動スイッチまたはロックレバー１６３の操作によって作業機械１００が起動されると、入力信号送信部１６４へ作業機械１００が起動されたことを示す起動信号が入力される。入力信号送信部１６４は、入力された起動信号を、たとえば、有線通信回線および無線通信回線を介して、作業機械１００の旋回体１２０に搭載された制御装置２００へ送信する。

制御装置２００は、たとえば、操作入力装置１６０から送信された起動信号を、入力信号受信部２０３を介して受信することで起動され、図６に示す処理フローＰＦを開始する。また、入力信号受信部２０３は、たとえば、受信した起動信号を、表示内容演算部２０４へ出力する。制御装置２００は、処理フローＰＦを開始すると、制御装置２００が起動直後であるか否かを判定する処理Ｐ１を実行する。

この処理Ｐ１において、表示内容演算部２０４は、たとえば、現在実行中の処理フローＰＦが、起動信号の入力後の最初の処理フローＰＦであるか否かを判定する。制御装置２００は、表示内容演算部２０４によって、現在実行中の処理フローＰＦが、起動信号入力後の最初の処理フローＰＦであること、すなわち制御装置２００の起動直後であること（ＹＥＳ）が判定されると、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示する処理Ｐ２を実行する。

この処理Ｐ２において、制御装置２００の画像生成部２０１は、外界センサ１４０によって検出された外界情報に基づく画像を生成する。画像生成部２０１は、たとえば、複数のカメラ１４１によって撮影された画像に基づいて作業機械１００の旋回体１２０の周囲の俯瞰画像Ｇｐと、作業装置１３０が設けられた旋回体１２０の正面前方の前方画像Ｇｆを生成する。画像生成部２０１は、生成した俯瞰画像Ｇｐと前方画像Ｇｆを、表示内容生成部２０２へ出力する。

また、表示内容演算部２０４は、表示内容生成部２０２へ、俯瞰画像Ｇｐｆの拡大画像を表示することを示す信号を出力する。また、機械情報保持部２０５は、たとえば、作業機械１００のエンジンの回転数や油温などの作業機械１００の状態に関する機械情報を保持し、その機械情報を表示内容生成部２０２へ出力する。表示内容生成部２０２は、入力された俯瞰画像Ｇｐおよび前方画像Ｇｆと、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示することを示す信号と、機械情報とに基づいて、表示部１５１に俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示させる表示内容を生成する。

表示内容生成部２０２は、生成した表示内容を表示内容送信部２０６へ出力する。表示内容送信部２０６は、表示内容生成部２０２から入力された表示内容を、無線通信回線および有線通信回線を介して、表示装置１５０へ送信する。表示装置１５０の表示内容受信部１５２は、無線通信回線および有線通信回線を介して、表示内容送信部２０６から表示内容を受信して、表示部１５１へ出力する。表示部１５１は、表示内容受信部１５２から入力された表示内容に基づいて、表示部１５１に俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示させる。

以上により、図６に示す処理Ｐ２が終了する。このように、処理Ｐ２において、制御装置２００の起動直後に表示部１５１に俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示させることで、作業開始前にオペレータに俯瞰画像Ｇｐを確認させることができる。これにより、オペレータに対し、作業開始前に、作業員や障害物の有無など、走行装置１１０、旋回体１２０および作業装置１３０の周囲の状況の確認を促すことができる。制御装置２００は、処理Ｐ２の終了後、次の処理Ｐ３を実行する。

処理Ｐ３において、確認操作判定部２１０は、制御装置２００の起動後にオペレータによる確認操作が行われたか否かを判定する。詳細については後述するが、確認操作は、オペレータによって行われる所定の操作であり、作業機械１００の走行装置１１０、旋回体１２０および作業装置１３０の周囲の状況を確認するための操作である。前述の処理Ｐ２の後の処理Ｐ３は、制御装置２００の起動直後であり、制御装置２００の起動後に確認操作が行われていない。そのため、この処理Ｐ３において、確認操作判定部２１０は、確認操作が行われていないこと（ＮＯ）を判定し、制御装置２００は、次の処理Ｐ４を実行する。

処理Ｐ４において、制御装置２００は、オペレータが俯瞰画像Ｇｐを縮小したか否かを判定する。より具体的には、オペレータは、制御装置２００の起動直後に表示部１５１に表示された俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を注視して確認した後、操作入力装置１６０の表示内容操作部１６１を操作して、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を縮小画像に切り替える。表示内容操作部１６１は、俯瞰画像Ｇｐが拡大画像から縮小画像に切り替えられたことを示す画像切替信号を入力信号送信部１６４へ出力する。

制御装置２００は、入力信号送信部１６４から送信された画像切替信号を、入力信号受信部２０３によって受信して、入力信号受信部２０３から表示内容演算部２０４へ入力する。表示内容演算部２０４は、画像切替信号に基づいて前方画像Ｇｆと、俯瞰画像Ｇｐの縮小画像と、機械状態画像Ｇｍとを表示する表示内容を演算して、表示内容生成部２０２および確認操作判定部２１０へ出力する。

表示内容生成部２０２は、入力された演算結果に基づく表示内容を生成し、その表示内容を、表示内容送信部２０６を介して表示装置１５０へ送信する。表示装置１５０は、表示内容送信部２０６から送信された表示内容を、表示内容受信部１５２によって受信して、表示内容受信部１５２から表示部１５１へ入力する。表示部１５１は、入力された表示内容に基づいて、表示部１５１に、前方画像Ｇｆを全画面表示で表示し、俯瞰画像Ｇｐおよび機械状態画像Ｇｍを縮小画像で表示する。

一方、確認操作判定部２１０は、表示内容演算部２０４から入力された表示内容の演算結果に基づいて、処理Ｐ４において、俯瞰画像Ｇｐが拡大画像から縮小画像へ切り替えられたこと、すなわち、俯瞰画像Ｇｐが縮小されたこと（ＹＥＳ）を判定する。すなわち、本実施形態において、制御装置２００は、俯瞰画像Ｇｐが拡大画像から縮小画像へ切り替えられたことに基づいて、確認操作の一つとしてオペレータに要求される俯瞰画像Ｇｐの拡大画像の確認が終了したことを判定している。確認操作判定部２１０は、たとえば、制御装置２００が休止されるか、後述する所定の条件を満たすまで、処理Ｐ４の判定結果を保持する。その後、制御装置２００は、次の処理Ｐ５を実施する。

処理Ｐ５において、制御装置２００は、旋回体１２０が３６０度の旋回を行ったか否かを判定する。より具体的には、オペレータは、たとえば、確認操作の一つとして、前方画像Ｇｆを注視しながら、操作入力装置１６０の操作レバー１６２を操作して旋回体１２０を３６０度の角度で旋回させ、旋回体１２０の周囲の状況を確認することが求められる。旋回体１２０の旋回角度は、旋回角度センサ１２３によって検出され、確認操作判定部２１０へ入力される。

確認操作判定部２１０は、処理Ｐ５において、入力された旋回体１２０の旋回角度が３６０度以上である場合、３６０度旋回を行ったこと（ＹＥＳ）を判定する。その後、確認操作判定部２１０は、次の処理Ｐ６で確認操作の実施を記録し、その記録を制御装置２００が休止されるか、所定の条件を満たすまで保持する。その後、制御装置２００は、次の処理Ｐ７を実行する。

処理Ｐ７において、制御装置２００は、走行装置１１０、旋回体１２０、作業装置１３０に対する動作の制限と、通知装置１７０に対する警告などの通知を解除する。より具体的には、確認操作判定部２１０は、動作制限部２１１および通知生成部２１２に対してすべての制限または通知を解除する信号を出力する。すると、動作制限部２１１は、動作制御部２０９に対する制限指令を解除し、通知生成部２１２は、通知装置１７０に対する通知指令を解除する。その後、制御装置２００は、図６に示す処理フローＰＦを終了させ、再び開始する。

制御装置２００が起動されてから２回目以降の処理Ｐ１では、制御装置２００の起動直後ではないこと（ＮＯ）が判定され、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示する処理Ｐ２を行うことなく、確認操作を行ったか否かの判定処理Ｐ３が実行される。前回までの処理フローＰＦの処理Ｐ６で確認操作の実施が記録されている場合、処理Ｐ３において、確認操作判定部２１０は、確認操作が行われたこと（ＹＥＳ）を判定する。その後、制御装置２００は、次の処理Ｐ８を実行する。

処理Ｐ８において、制御装置２００は、通信異常発生の有無を判定する。通信異常検出部２１３は、表示内容送信部２０６から表示装置１５０の表示内容受信部１５２への表示内容の送信時や、入力信号受信部２０３による操作入力装置１６０の入力信号送信部１６４からの入力信号の受信時の通信異常を検出する。通信異常は、たとえば、通信途絶、所定時間以上の通信遅延、および通信信号のビットエラーを含む。確認操作判定部２１０は、通信異常検出部２１３から入力された通信異常の検出結果に基づいて、通信異常発生の有無を判定する。

処理Ｐ８において、確認操作判定部２１０が、通信異常が発生していないこと（ＮＯ）を判定すると、制御装置２００は、操作入力装置１６０のロックレバー１６３が長時間ロック位置にあるか否かを判定する処理Ｐ９を実行する。確認操作判定部２１０には、入力信号受信部２０３および動作可否判定部２０７を介して、操作入力装置１６０のロックレバー１６３の位置が入力される。

処理Ｐ９において、確認操作判定部２１０は、入力されたロックレバー１６３の位置がロック解除位置にあるか、ロック位置にあるが所定時間が経過していない場合、ロックレバー１６３は長時間ロック位置にないこと（ＮＯ）を判定する。すると、制御装置２００は、図６に示す処理フローＰＦを終了する。

この場合、オペレータは、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を確認する操作と、前方画像Ｇｆを注視しながら旋回体１２０を３６０度旋回させる操作を含む確認操作を実施済みである。また、表示装置１５０および操作入力装置１６０と、制御装置２００との間で通信異常は発生しておらず、ロックレバー１６３はロック解除位置であるか、ロック位置に操作されてから長時間は経過していない。

すなわち、走行装置１１０、旋回体１２０および作業装置１３０の周囲の安全は、オペレータによって確認された状態になっている。そのため、走行装置１１０、旋回体１２０および作業装置１３０の動作は制限されず、通知装置１７０による警告や通知も行われない。すなわち、ロックレバー１６３がロック解除位置にある場合、オペレータが操作レバー１６２を操作すると、その操作に基づく信号は、入力信号送信部１６４、入力信号受信部２０３、および制御指令演算部２０８を介して動作制御部２０９へ入力される。その結果、オペレータは、走行装置１１０、旋回体１２０および作業装置１３０を、動作制限や警告などの通知を受けることなく動作させることができる。

一方、前述の処理Ｐ８で通信異常が発生した（ＹＥＳ）と判定された場合、または、前述の処理Ｐ９でロックレバー１６３が長時間ロック位置にある（ＹＥＳ）と判定された場合、制御装置２００は、次の処理Ｐ１０から処理Ｐ１２までを実行する。処理Ｐ１０において、確認操作判定部２１０は、オペレータによる確認操作が未実施であることを記録する。たとえば、前述の処理Ｐ８において、通信異常が発生している場合には、通信を阻害する構造物や移動体の接近の可能性があり、通信異常の回復後に、再度、オペレータに確認操作を促すためである。また、前述の処理Ｐ９でロックレバー１６３が長時間ロック位置にあることが判定された場合も、たとえば、周囲の状況の変化やオペレータの交代の可能性があり、ロックレバー１６３がロック解除位置に操作された後に、再度、オペレータに確認操作を促すためである。

処理Ｐ１１において、動作制限部２１１は、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０の動作速度を上限速度以下に制限する。より具体的には、動作制限部２１１は、たとえば、走行装置１１０の走行速度、作業装置１３０の動作速度、および旋回体１２０の旋回速度の少なくとも一つを、上限速度よりも下限速度に近い速度に制限する。より詳細には、処理Ｐ１１において動作制限部２１１は、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０のそれぞれの動作速度を、たとえば、上限速度の１／３以下、１／５以下、または１／１０以下の速度に制限する。

その後、制御装置２００は、前述の処理Ｐ２と同様に、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示する処理Ｐ１２を実行する。これにより、前述の処理Ｐ８で通信異常が発生したことが判定された場合や、ロックレバー１６３が長時間ロック位置にあることが判定された場合に、オペレータに、再度、俯瞰画像Ｇｐを注視して、旋回体１２０の周囲の安全確認を促すことができる。

その後、制御装置２００は、ロックレバー１６３が解除位置にあるか否かを判定する処理Ｐ１３を実施する。この処理Ｐ１３において、制御装置２００は、操作入力装置１６０から入力信号送信部１６４を介して送信されたロックレバー１６３の位置情報を、入力信号受信部２０３を介して受信する。入力信号受信部２０３は、受信したロックレバー１６３の位置情報を、動作可否判定部２０７へ出力する。動作可否判定部２０７は、この処理Ｐ１３において、入力信号受信部２０３から入力されたロックレバー１６３の位置情報に基づいて、ロックレバー１６３がロック解除位置であるか否かを判定する。

処理Ｐ１３において、動作可否判定部２０７によってロックレバー１６３がロック解除位置にあること（ＹＥＳ）が判定されると、制御装置２００は、確認操作の督促通知Ｐ１４を実施する。この処理Ｐ１４において、通知生成部２１２は、オペレータに対する確認操作の督促通知を生成して通知装置１７０へ出力する。通知装置１７０は、たとえば、ディスプレイ、表示ランプ、スピーカ、バイブレータの少なくとも一つによって、オペレータに確認操作の督促通知を行って、オペレータに確認操作を促す。

なお、処理Ｐ１４における確認操作の督促通知は、たとえば、表示内容演算部２０４および表示内容生成部２０２によって表示内容を生成してもよい。この場合、生成した表示内容を、表示内容送信部２０６を介して表示装置１５０の表示内容受信部１５２へ送信し、表示部１５１に表示させてもよい。処理Ｐ１４の終了後、制御装置２００は、図６に示す処理フローＰＦを終了する。

一方、前述の処理Ｐ１３において、動作可否判定部２０７は、ロックレバー１６３がロック解除位置にないこと（ＮＯ）、すなわちロック位置にあることを判定すると、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０の動作を禁止する。また、制御装置２００は、確認操作の督促通知を解除する処理Ｐ１５を実施する。この処理Ｐ１５において、通知生成部２１２は、たとえば、生成した確認操作の督促通知を破棄する。これは、ロックレバー１６３がロック位置にある場合、オペレータに作業機械１００を動作させる意思がなく、確認操作を行う必要がないためである。処理Ｐ１５の終了後、制御装置２００は、図６に示す処理フローＰＦを終了する。

一方、前述の処理Ｐ４において、確認操作判定部２１０によって、俯瞰画像Ｇｐが縮小されていないこと（ＮＯ）が判定されると、制御装置２００は、前述の処理Ｐ１１と同様に、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０の動作速度を制限する処理Ｐ１６を実施する。また、前述の処理Ｐ５において、確認操作判定部２１０によって、旋回体１２０が３６０度の旋回をしていないこと（ＮＯ）が判定されると、制御装置２００は、走行装置１１０および作業装置１３０の速度および動作を制限する処理Ｐ１７を実行する。

処理Ｐ１７において、動作制限部２１１は、たとえば、走行装置１１０および作業装置１３０の動作速度を、上限速度以下に制限するとともに、作業装置１３０の回転半径が増加する方向の動作を制限する。ここでは、旋回体１２０の３６０度の旋回を促すために、旋回体１２０の旋回速度、および、作業装置１３０の回転半径が減少する方向の動作は、制限しない。なお、本実施形態において、動作を制限することには、動作を禁止すること、および、動作速度を制限することが含まれる。処理Ｐ１６または処理Ｐ１７の終了後、制御装置２００は、次の処理Ｐ１８を実行する。

処理Ｐ１８において、確認操作判定部２１０は、オペレータによる走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０の周囲の確認操作がされていないことを記録して保持する。これにより、次回の処理フローＰＦの処理Ｐ３において、確認操作判定部２１０によって確認操作がされていないこと（ＮＯ）が判定されることになる。処理Ｐ１８の終了後、制御装置２００は、前述の処理Ｐ１３を実行し、ロックレバー１６３の位置に応じて前述の処理Ｐ１４または処理Ｐ１５を実行して、図６に示す処理フローＰＦを終了する。

以下、本実施形態の作業機械１００の作用を、従来の作業機械の周辺監視装置との対比に基づいて説明する。

前述の特許文献１および２に記載されている作業機械の周辺監視装置では、情報出力部の出力内容を確認するか否かの判断や、警報の停止後に作業機械の周囲の状況確認を行うか否かの判断が、オペレータに委ねられている。そのため、これら従来の装置では、オペレータが情報出力部の出力内容の確認や作業機械の周囲の状況確認を怠った場合に、作業機械の周囲の障害物を見落とすなどのヒューマンエラーが発生するおそれがある。

これに対し、本実施形態の作業機械１００は、走行装置１１０と、その走行装置１１０の上に旋回可能に設けられた旋回体１２０と、その旋回体１２０の正面に動作可能に設けられた作業装置１３０と、を備えている。作業機械１００は、さらに、作業機械１００の周囲の外界情報を検出する外界センサ１４０と、その外界センサ１４０によって検出された外界情報に基づく画像を表示する表示装置１５０と、を備えている。また、作業機械１００は、作業機械１００のオペレータによる操作が入力される操作入力装置１６０と、その操作入力装置１６０に入力された操作に基づいて走行装置１１０、旋回体１２０、作業装置１３０、および表示装置１５０を制御する制御装置２００と、を備えている。そして、制御装置２００は、操作入力装置１６０に入力された操作に基づいて作業機械１００の周囲の状況を確認する確認操作がされたか否かを判定する確認操作判定部２１０を有している。また、制御装置２００は、上記の判定の結果に基づいて走行装置１１０、旋回体１２０、作業装置１３０の少なくとも一つの動作を制限してもよい。

このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、オペレータの操作入力装置１６０の操作に基づいて、オペレータが作業機械１００の周囲の状況を確認する確認操作を行ったか否かを、制御装置２００によって判定することができる。これにより、作業機械１００は、制御装置２００によってオペレータが確認操作を行っていなことが判定された場合に、制御装置２００によってオペレータに確認操作を確実に実行するように促して、ヒューマンエラーを低減することが可能になる。

本実施形態の作業機械１００において、制御装置２００は、確認操作判定部２１０によって確認操作がされていないことが判定された場合に、オペレータに確認操作を促す通知を行うための信号を生成する通知生成部２１２を有している。このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、通知生成部２１２から通知装置１７０へ信号を出力して確認操作を促す通知や警告を行い、オペレータに確認操作を確実に実行するように促して、ヒューマンエラーを低減することが可能になる。

たとえば、作業機械１００の遠隔操作においては、オペレータの視界がカメラ１４１の画角、表示部１５１のモニタサイズなどによって制限される。このため、従来、作業機械１００の有人操作においてオペレータが搭乗前およびキャブ１２１内で実施してきた周囲確認が、遠隔操作では難しくなるおそれがある。さらに、走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０の周囲を確認するための俯瞰画像Ｇｐの映像は、作業中に確認する前方画像Ｇｆに比べて、作業中に確認する頻度が少ない。そのため、俯瞰画像Ｇｐは、前方画像Ｇｆよりも小さく、または隅に表示される傾向があり、オペレータが走行装置１１０、旋回体１２０、および作業装置１３０の周囲の障害物や地形の変化を見落とすおそれがある。

これに対し、本実施形態の作業機械１００において、外界センサ１４０は、作業機械１００の周囲の画像を撮影する複数のカメラ１４１を含んでいる。また、制御装置２００は、複数のカメラ１４１によって撮影された画像に基づいて旋回体１２０の周囲の俯瞰画像Ｇｐおよび作業装置１３０が設けられた旋回体１２０の正面前方の前方画像Ｇｆを生成する画像生成部２０１を有している。さらに、制御装置２００は、操作入力装置１６０に入力された操作に基づいて表示装置１５０に俯瞰画像Ｇｐの拡大画像と縮小画像とを切り替えて表示させる表示内容演算部２０４と、を有している。このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、制御装置２００は、オペレータが俯瞰画像Ｇｐを拡大画像から縮小画像へ切り替える操作、または、縮小画像から拡大画像へ切り替える操作に基づいて、確認操作がされたことを判定できる。

また、本実施形態の作業機械１００において、確認操作判定部２１０は、操作入力装置１６０に入力された操作に基づいて表示装置１５０に表示された俯瞰画像Ｇｐの縮小画像が拡大画像に切り替えられた場合に、確認操作がされたことを判定する。このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、オペレータが俯瞰画像Ｇｐの縮小画像を拡大画像に切り替えて、俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を確認することを促すことができる。

また、本実施形態の作業機械１００において、表示内容演算部２０４は、制御装置２００の起動時に、表示装置１５０に俯瞰画像Ｇｐの拡大画像を表示させる。また、確認操作判定部２１０は、操作入力装置１６０に入力された操作に基づいて表示装置１５０に表示された俯瞰画像Ｇｐの拡大画像が縮小画像に切り替えられた場合に、確認操作がされたことを判定する。このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、制御装置２００の起動時にオペレータに強制的に俯瞰画像Ｇｐを視認させることができ、オペレータが俯瞰画像Ｇｐの拡大画像の確認を失念したり確認を怠ったりすることを防止できる。したがって、オペレータに確認操作を確実に実行するように促して、ヒューマンエラーを低減することが可能になる。

また、本実施形態の作業機械１００は、走行装置１１０に対する旋回体１２０の旋回角度を検出する旋回角度センサ１２３を備えている。また、確認操作判定部２１０は、操作入力装置１６０に入力された操作が旋回体１２０の旋回操作であり、かつ、旋回角度センサ１２３によって検出された旋回体１２０の旋回角度が３６０度以上である場合に、確認操作がされたことを判定する。このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、旋回体１２０の正面前方を撮影する広角かつ高解像度のカメラ１４１の画像に基づく前方画像Ｇｆを確認しながら旋回体１２０を３６０度旋回させる確認操作を行うことを、オペレータに促すことができる。これにより、オペレータは、俯瞰画像Ｇｐでは把握できなかった走行装置１１０、旋回体１２０および作業装置１３０の周囲の詳細な状況を確認することが可能になる。

また、本実施形態の作業機械１００において、制御装置２００は、確認操作判定部２１０によって確認操作がないことが判定された場合に、走行装置１１０の走行速度、作業装置１３０の動作速度、および旋回体１２０の旋回速度の少なくとも一つを、上限速度以下または上限速度よりも下限速度に近い速度に制限する動作制限部２１１を有している。このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、速度制限の解除を望むオペレータに確認操作を行うことを促すことができる。

また、本実施形態の作業機械１００において、制御装置２００は、確認操作判定部２１０によって確認操作がないことが判定された場合に、作業装置１３０の旋回半径が大きくなる動作を制限する動作制限部２１１を有している。このような構成により、本実施形態の作業機械１００によれば、オペレータによる旋回体１２０の周囲を確認する確認操作が行われていない場合に、作業装置１３０の回転半径を減少させて旋回体１２０の旋回を容易にすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、オペレータが作業機械１００の周囲の状況確認を確実に行うように促して、ヒューマンエラーを低減することが可能な作業機械１００を提供することができる。

以上、図面を用いて本開示に係る作業機械の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。

１００ 作業機械
１１０ 走行装置
１２０ 旋回体
１２３ 旋回角度センサ
１３０ 作業装置
１４０ 外界センサ
１５０ 表示装置
１６０ 操作入力装置
２００ 制御装置
２０１ 画像生成部
２０４ 表示内容演算部
２１０ 確認操作判定部
２１１ 動作制限部
２１２ 通知生成部
１４１ カメラ
Ｇｆ 前方画像
Ｇｐ 俯瞰画像

Claims (7)

1. 走行装置と、該走行装置の上に旋回可能に設けられた旋回体と、該旋回体の正面に動作可能に設けられた作業装置と、を備えた作業機械であって、
   前記作業機械の周囲の外界情報を検出する外界センサと、前記外界センサによって検出された前記外界情報に基づく画像を表示する表示装置と、前記作業機械のオペレータによる操作が入力される操作入力装置と、前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記走行装置、前記旋回体、前記作業装置、および前記表示装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記外界センサは、前記作業機械の周囲の画像を撮影する複数のカメラを含み、
   前記制御装置は、
   前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記作業機械の周囲の状況を確認する確認操作がされたか否かを判定する確認操作判定部と、
   前記複数のカメラによって撮影された画像に基づいて前記旋回体の周囲の俯瞰画像および前記作業装置が設けられた前記旋回体の正面前方の前方画像を生成する画像生成部と、
   前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記表示装置に前記俯瞰画像の拡大画像と縮小画像とを切り替えて表示させる表示内容演算部と、を有し、
   前記確認操作判定部の判定の結果に基づいて前記走行装置、前記旋回体、前記作業装置の少なくとも一つの動作を制限することを特徴とする作業機械。
2. 前記確認操作判定部は、前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記表示装置に表示された前記俯瞰画像の前記縮小画像が前記拡大画像に切り替えられた場合に、前記確認操作がされたことを判定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
3. 前記表示内容演算部は、前記制御装置の起動時に、前記表示装置に前記俯瞰画像の前記拡大画像を表示させ、
   前記確認操作判定部は、前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記表示装置に表示された前記俯瞰画像の前記拡大画像が前記縮小画像に切り替えられた場合に、前記確認操作がされたことを判定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
4. 走行装置と、該走行装置の上に旋回可能に設けられた旋回体と、該旋回体の正面に動作可能に設けられた作業装置と、を備えた作業機械であって、
   前記走行装置に対する前記旋回体の旋回角度を検出する旋回角度センサと、前記作業機械の周囲の外界情報を検出する外界センサと、前記外界センサによって検出された前記外界情報に基づく画像を表示する表示装置と、前記作業機械のオペレータによる操作が入力される操作入力装置と、前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記走行装置、前記旋回体、前記作業装置、および前記表示装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記操作入力装置に入力された操作に基づいて前記作業機械の周囲の状況を確認する確認操作がされたか否かを判定する確認操作判定部を有し、前記判定の結果に基づいて前記走行装置、前記旋回体、前記作業装置の少なくとも一つの動作を制限し、
   前記確認操作判定部は、前記操作入力装置に入力された操作が前記旋回体の旋回操作であり、かつ、前記旋回角度センサによって検出された前記旋回体の旋回角度が３６０度以上である場合に、前記確認操作があったことを判定することを特徴とする作業機械。
5. 前記制御装置は、前記確認操作判定部によって前記確認操作がされていないことが判定された場合に前記オペレータに前記確認操作を促す通知を行うための信号を生成する通知生成部を有することを特徴とする請求項１または４に記載の作業機械。
6. 前記制御装置は、前記確認操作判定部によって前記確認操作がないことが判定された場合に、前記走行装置の走行速度、前記作業装置の動作速度、および前記旋回体の旋回速度の少なくとも一つを、上限速度以下に制限する動作制限部を有することを特徴とする請求項１または４に記載の作業機械。
7. 前記制御装置は、前記確認操作判定部によって前記確認操作がないことが判定された場合に、前記作業装置の旋回半径が大きくなる動作を制限する動作制限部を有することを特徴とする請求項１または４に記載の作業機械。