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JP2024094505A - Work information teaching device, and work machine comprising the same - Google Patents

Work information teaching device, and work machine comprising the same Download PDF

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JP2024094505A
JP2024094505A JP2022211085A JP2022211085A JP2024094505A JP 2024094505 A JP2024094505 A JP 2024094505A JP 2022211085 A JP2022211085 A JP 2022211085A JP 2022211085 A JP2022211085 A JP 2022211085A JP 2024094505 A JP2024094505 A JP 2024094505A
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JP
Japan
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work
proximity
display
area
controller
Prior art date
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Pending
Application number
JP2022211085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
秀雄 吉原
Hideo Yoshihara
謙一 寺内
Kenichi Terauchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobelco Construction Machinery Co Ltd filed Critical Kobelco Construction Machinery Co Ltd
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Priority to PCT/JP2023/031541 priority patent/WO2024142485A1/en
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

To provide a work information teaching device capable of teaching information about a work to an operator without interfering with work performed by a work machine, and a work machine comprising the same.SOLUTION: A work information teaching device 101 comprises: a controller 60 for calculating an approach degree between specific portions 4, 5, 6, 13 included in a work machine 100 and an observation target 90 in a work site; and a display 50 for displaying the approach degree in a work site image area Rw in which an operator can view a work site image 200 which is an image of the work site. The controller 60 is configured to display the approach degree within a specific area Rs which is a part of the work site image area Rw and corresponds to the image of the specific portions 4, 5, 6, 13.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、作業機械が行う作業に関する情報をオペレータに教示するための作業情報教示装置に関する。 This disclosure relates to a work information teaching device for teaching an operator information related to work performed by a work machine.

特許文献1の作業機械では、コントローラは、作業装置の動作可能領域の境界と作業装置との接近度を演算し、表示装置に表示される前記境界の3次元形状の表示態様を前記接近度に応じて変更する。 In the work machine of Patent Document 1, the controller calculates the proximity of the work device to the boundary of the operable area of the work device, and changes the display mode of the three-dimensional shape of the boundary displayed on the display device according to the proximity.

特許文献2は、作業機と前記作業機が取り付けられかつ運転室を有する本体部とを備える建設機械の表示システムを開示している。この表示システムは、作業支援情報の投影像を作業機の周囲に表示する。 Patent Document 2 discloses a display system for a construction machine that includes a work machine and a main body to which the work machine is attached and that has a driver's cab. This display system displays a projected image of work support information around the work machine.

特開2021-155949号公報JP 2021-155949 A 特開2017-186901号公報JP 2017-186901 A

特許文献1の作業機械では、動作可能領域の境界を示す3次元形状は表示装置において作業装置(アタッチメント)の周辺の像に重なるように表示されるので、アタッチメントの周辺の作業現場像の一部が3次元形状によって覆い隠される。同様に、特許文献2の表示システムでは、作業支援情報の投影像が作業機(アタッチメント)の周囲に表示されるので、アタッチメントの周辺の作業現場像の一部が作業支援情報によって覆い隠される。オペレータは、上記のように覆い隠された作業現場像の一部を視認することができない。従って、作業現場像の一部が覆い隠されることは作業機械による作業の邪魔になる。 In the work machine of Patent Document 1, the three-dimensional shape indicating the boundary of the operable area is displayed on the display device so as to overlap with the image around the work device (attachment), so part of the work site image around the attachment is obscured by the three-dimensional shape. Similarly, in the display system of Patent Document 2, the projected image of the work support information is displayed around the work machine (attachment), so part of the work site image around the attachment is obscured by the work support information. The operator cannot see the part of the work site image that is obscured as described above. Therefore, obscuring part of the work site image interferes with work by the work machine.

本開示は、作業機械による作業の邪魔をすることなく作業に関する情報をオペレータに教示することができる作業情報教示装置及びこれを備えた作業機械を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a work information teaching device that can teach information about work to an operator without interfering with work performed by the work machine, and a work machine equipped with the same.

提供されるのは、機体と前記機体に支持されるアタッチメントとを備える作業機械が行う作業に関する情報をオペレータに教示するための作業情報教示装置であって、前記作業機械に含まれる特定部分と作業現場における観測対象との接近度を演算するコントローラと、前記作業現場の像である作業現場像を前記オペレータが視認することが可能な現場像領域に前記接近度を示す接近度表示を行う表示器と、を備え、前記コントローラは、前記現場像領域の一部の領域であって前記特定部分の像に対応する特定領域の範囲内に前記接近度表示を行わせるように構成されている。 What is provided is a work information teaching device for teaching an operator information regarding work performed by a work machine having a body and an attachment supported on the body, the device comprising: a controller that calculates the degree of proximity between a specific part included in the work machine and an observation target at a work site; and a display that displays the degree of proximity in a work site image area in which the operator can view a work site image, which is an image of the work site, and the controller is configured to display the degree of proximity within a specific area that is a part of the work site image area and corresponds to the image of the specific part.

この作業情報教示装置では、接近度表示は、作業現場像のうち特定領域(作業機械の特定部分の像に対応する領域)の範囲内に行われるので、作業現場像のうちの特定部分周辺の像を覆い隠すことを回避しながら、特定部分と作業現場における観測対象との接近度をオペレータに教示することができる。従って、この作業情報教示装置は、作業機械による作業の邪魔をすることなく作業に関する情報をオペレータに教示することができる。具体的には、オペレータが現場像領域を見ながら作業機械を操縦する場合に重要な情報は、作業機械の特定部分と当該特定部分の周りの像との位置関係である。オペレータは、特定部分の位置を、特定部分の像に対応する特定領域の外形(輪郭)により判断することができる。従って、特定領域の輪郭よりも内側の部分に関する情報の重要度は、特定部分の周りの像に関する情報の重要度に比べて、低い。そこで、この作業情報教示装置では、特定部分の周りの像に対応する領域ではなく、特定領域の範囲内に前記接近度表示を行わせる。これにより、作業機械による作業の邪魔をすることなく作業に関する情報をオペレータに教示することができる。 In this work information teaching device, the proximity display is performed within the range of a specific area (area corresponding to the image of a specific part of the work machine) in the work site image, so it is possible to teach the operator the proximity between the specific part and the observation target at the work site while avoiding obscuring the image around the specific part in the work site image. Therefore, this work information teaching device can teach the operator information about the work without interfering with the work by the work machine. Specifically, when the operator operates the work machine while looking at the work site image area, important information is the positional relationship between the specific part of the work machine and the image around the specific part. The operator can determine the position of the specific part from the outer shape (contour) of the specific area corresponding to the image of the specific part. Therefore, the importance of information about the part inside the contour of the specific area is lower than the importance of information about the image around the specific part. Therefore, in this work information teaching device, the proximity display is performed within the range of the specific area, not in the area corresponding to the image around the specific part. This makes it possible to teach the operator information about the work without interfering with the work by the work machine.

前記作業情報教示装置は、前記観測対象の位置情報を検出する位置情報検出器と、前記作業機械の姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢検出器と、をさらに備え、前記コントローラは、前記位置情報と前記姿勢情報とを用いて前記接近度を演算することが好ましい。この構成では、コントローラは、検出された位置情報に基づいて観測対象の位置を把握するとともに、検出された姿勢情報に基づいて作業機械の特定部分の位置を把握することができるので、作業現場での作業中に作業機械の姿勢が変化する場合であっても、作業機械の姿勢に応じた接近度をオペレータに教示することができる。 The work information teaching device preferably further includes a position information detector that detects position information of the observed object, and an attitude detector that detects attitude information related to the attitude of the work machine, and the controller calculates the proximity using the position information and the attitude information. In this configuration, the controller can grasp the position of the observed object based on the detected position information, and can grasp the position of a specific part of the work machine based on the detected attitude information, so that even if the attitude of the work machine changes during work at the work site, it can teach the operator the proximity according to the attitude of the work machine.

前記作業情報教示装置は、前記作業機械の姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢検出器をさらに備え、前記コントローラは、前記特定部分の形状に関するデータである形状データを予め記憶しており、前記形状データと前記姿勢情報とを用いて前記特定領域を特定することが好ましい。この構成では、コントローラは、特定部分の形状データとその時点における作業機械の姿勢情報とを用いることで、現場像領域内で特定部分の像の輪郭が位置する領域を把握することができるので、作業現場での作業中に作業機械の姿勢が変化する場合であっても、作業機械の姿勢に応じた特定領域を特定し、この特定領域の範囲内に接近度表示を行うことができる。 It is preferable that the work information teaching device further includes a posture detector that detects posture information related to the posture of the work machine, and that the controller pre-stores shape data that is data related to the shape of the specific part, and identifies the specific area using the shape data and the posture information. In this configuration, the controller can use the shape data of the specific part and the posture information of the work machine at that time to grasp the area in the work site image area where the contour of the image of the specific part is located. Therefore, even if the posture of the work machine changes during work at the work site, the controller can identify the specific area according to the posture of the work machine and display the proximity within the range of this specific area.

前記コントローラは、前記接近度の限界として設定された限界接近度に前記接近度が達したときに、前記接近度表示を予め設定された表示態様に変化させることが好ましい。この構成では、オペレータは、接近度が限界接近度に達したこと、すなわち、作業機械の特定部分が作業現場の観測対象に接触する可能性が高まっていること、を接近度表示の表示態様の変化によって認識することができる。 It is preferable that the controller changes the proximity display to a preset display mode when the proximity reaches a limit proximity set as the limit of the proximity. In this configuration, the operator can recognize that the proximity has reached the limit proximity, i.e., that there is an increased possibility that a specific part of the work machine will come into contact with an observed object at the work site, from the change in the display mode of the proximity display.

ここで、作業の安全を確保するために必要な限界接近度の度合いは、作業現場の環境、作業内容などの作業条件に応じて異なる。従って、作業情報教示装置は、限界接近度の設定を変更するための入力を受ける入力器をさらに備えていることがより好ましい。この構成では、オペレータは、作業条件に応じて限界接近度の設定を変更することができるので、作業条件に応じて設定された限界接近度に実際の接近度が達しているか否かを把握することができる。 Here, the degree of the limit approach necessary to ensure work safety differs depending on the work conditions, such as the work site environment and the work content. Therefore, it is more preferable that the work information teaching device further includes an input device that receives an input for changing the setting of the limit approach. In this configuration, the operator can change the setting of the limit approach depending on the work conditions, and therefore can grasp whether the actual approach has reached the limit approach set depending on the work conditions.

また、前記コントローラは、前記限界接近度と当該限界接近度とは異なる第2の限界接近度とを含む複数の限界接近度を記憶しており、予め設定された選択基準に基づいて前記複数の限界接近度のうちの何れかを選択し、選択された限界接近度に前記接近度が達したときに、前記接近度表示を前記表示態様に変化させるように構成されていてもよい。この構成では、コントローラが複数の限界接近度の中から前記選択基準に見合った限界接近度を選択するので、オペレータは、上記のように入力器に対する入力を行わなくても、条件に見合った限界接近度に実際の接近度が達しているか否かを把握することができる。 The controller may also be configured to store a plurality of limit approaches including the limit approach and a second limit approach different from the limit approach, select one of the plurality of limit approaches based on a preset selection criterion, and change the approach display to the display mode when the approach reaches the selected limit approach. In this configuration, the controller selects a limit approach that meets the selection criterion from among the plurality of limit approaches, so that the operator can know whether the actual approach has reached the limit approach that meets the conditions without inputting to an input device as described above.

前記コントローラは、前記特定部分において予め設定された点である代表点と前記観測対象との距離を前記接近度として演算することが好ましい。この構成では、特定部分全体における多数の部位と観測対象との距離ではなく、特定部分の代表点と観測対象との距離が接近度として演算されるので、コントローラの演算負荷を低減しつつ、特定部分の代表点と観測対象との距離をオペレータに認識させることができる。 The controller preferably calculates the distance between the observation target and a representative point, which is a preset point in the specific part, as the proximity. In this configuration, the distance between the representative point of the specific part and the observation target is calculated as the proximity, rather than the distance between the observation target and multiple parts in the entire specific part. This allows the operator to recognize the distance between the representative point of the specific part and the observation target while reducing the calculation load on the controller.

前記アタッチメントは、第1部分と第2部分とを有し、前記特定部分は、前記第1部分と前記第2部分とを含み、前記特定領域は、前記第1部分の像に対応する第1領域と、前記第2部分の像に対応する第2領域と、を含んでいてもよい。この場合、第1領域の範囲内には第1部分と観測対象との接近度を示す接近度表示を行ってもよく、第2領域の範囲内には第2部分と観測対象との接近度を示す接近度表示を行ってもよい。 The attachment may have a first part and a second part, the specific part may include the first part and the second part, and the specific area may include a first area corresponding to an image of the first part and a second area corresponding to an image of the second part. In this case, a proximity indication may be displayed within the range of the first area to indicate the proximity between the first part and the observed object, and a proximity indication may be displayed within the range of the second area to indicate the proximity between the second part and the observed object.

前記コントローラは、前記第1部分及び前記第2部分のうち前記観測対象に近い方の部分を前記オペレータが把握できるような表示態様で、前記第1領域の範囲内に前記第1部分と前記観測対象との接近度を示す第1接近度表示を行わせるとともに、前記第2領域の範囲内に前記第2部分と前記観測対象との接近度を示す第2接近度表示を行わせるように構成されていることが好ましい。この構成では、オペレータは、第1部分及び第2部分の何れが観測対象に近いかについて第1接近度表示及び第2接近度表示に基づいて容易に認識することができる。 The controller is preferably configured to display within the first area a first proximity display indicating the proximity between the first part and the observation target, and display within the second area a second proximity display indicating the proximity between the second part and the observation target, in a display manner that allows the operator to grasp which of the first and second parts is closer to the observation target. In this configuration, the operator can easily recognize which of the first and second parts is closer to the observation target based on the first proximity display and the second proximity display.

前記コントローラは、予め設定された条件が満たされた場合に、前記第1領域の範囲内に前記接近度表示を行わせ、前記第2領域において前記第2部分の像を前記オペレータが視認できるように前記第2領域の範囲内における前記接近度表示を回避させるように構成されていてもよい。オペレータは作業内容によっては作業中の第2部分の動きを正確に把握したい場合があり、この場合、第2領域に接近度表示が行われると、かえって作業性が低下することもある。そこで、この構成では、前記予め設定された条件が満たされた場合、第1領域の範囲内に表示される接近度表示によって特定部分の第1部分と観測対象との接近度がオペレータに教示される一方で、第2領域では接近度表示が行われずに第2部分の像をオペレータが視認可能になる。これにより、作業中の第2部分の動きをオペレータが認識しやすくなる。 The controller may be configured to, when a preset condition is satisfied, display the proximity within the first area, and avoid displaying the proximity within the second area so that the operator can see the image of the second part in the second area. Depending on the work content, the operator may want to accurately grasp the movement of the second part during work, and in this case, displaying the proximity in the second area may actually reduce workability. Therefore, in this configuration, when the preset condition is satisfied, the proximity display displayed within the first area teaches the operator the proximity between the first part of the specific part and the observed object, while the proximity display is not performed in the second area, allowing the operator to see the image of the second part. This makes it easier for the operator to recognize the movement of the second part during work.

具体的には、例えば、第1部分がアームであり、第2部分がバケットであり、作業が掘削作業である場合、オペレータは特にバケットの動きを正確に認識する必要がある。このような場合であっても、オペレータは、第1領域(アーム領域)の範囲内に表示される接近度表示によって第1部分(アーム)と観測対象との接近度を認識しながら、第2領域(バケット領域)におけるバケットの像によりバケットの動きを正確に認識することができる。 Specifically, for example, when the first part is an arm, the second part is a bucket, and the work is excavation work, the operator particularly needs to accurately recognize the movement of the bucket. Even in such a case, the operator can accurately recognize the movement of the bucket from the image of the bucket in the second area (bucket area) while recognizing the proximity between the first part (arm) and the observed object from the proximity display displayed within the first area (arm area).

前記コントローラは、前記作業機械の前記特定部分が前記現場像領域の範囲外にあり、かつ、前記特定部分と前記作業現場における障害物との距離が予め設定された閾値以下である場合に警報を発するように構成されていることが好ましい。この構成では、オペレータは、現場像領域を注視しながら作業を行っている場合であっても、現場像領域の範囲外にある作業機械の特定部分が障害物に接触する可能性が高まっていることを警報によって認識することができる。 The controller is preferably configured to issue an alarm when the specific part of the work machine is outside the scene image area and the distance between the specific part and an obstacle at the work site is equal to or less than a preset threshold. In this configuration, even if the operator is working while gazing at the scene image area, the alarm allows the operator to recognize that there is an increased possibility that the specific part of the work machine outside the scene image area will come into contact with an obstacle.

前記観測対象は、前記作業現場において前記特定部分が動くことが許容される限界として設定された許容限界位置を含み、前記コントローラは、前記特定部分と前記許容限界位置との距離を前記接近度として演算するように構成されていてもよい。この構成のように、作業現場の観測対象は、必ずしも作業現場にある物体でなくてもよく、作業現場において仮想的に設定された境界線、境界面などの許容限界位置であってもよい。観測対象が許容限界位置である場合には、オペレータは、接近度表示を視認しながら作業を行うことで、特定部分が許容限界位置を超えないような範囲で作業機械を動作させることができる。 The observation target may include an allowable limit position set as the limit within which the specific part is allowed to move at the work site, and the controller may be configured to calculate the distance between the specific part and the allowable limit position as the proximity. In this configuration, the observation target at the work site does not necessarily have to be an object at the work site, but may be an allowable limit position such as a boundary line or a boundary surface that is virtually set at the work site. When the observation target is an allowable limit position, the operator can operate the work machine within a range in which the specific part does not exceed the allowable limit position by performing work while visually checking the proximity display.

前記作業機械は、前記作業機械から離れた遠隔地に配置された遠隔操作器により操縦されるように構成され、前記表示器は、前記遠隔地に配置されていてもよい。この構成では、遠隔地において表示器が特定領域の範囲内において行う接近度表示は、現場像領域において作業機械の特定部分周辺の像を覆い隠さないので、遠隔地においてオペレータが行う遠隔操縦の邪魔にならない。従って、オペレータは、遠隔地において、作業機械による作業の邪魔にならない接近度表示を見ながら遠隔操作器を操作することができる。すなわち、オペレータは、作業現場を直接目視することができない遠隔地においても、作業現場にある作業機械の特定部分と作業現場の観測対象との距離を把握しながら、接近度表示に邪魔されることなく作業機械を操縦することができる。 The work machine may be configured to be operated by a remote controller located at a remote location away from the work machine, and the display may be located at the remote location. In this configuration, the proximity display performed by the display within a specific area at the remote location does not obscure the image of the area around a specific part of the work machine in the work site image area, and therefore does not interfere with remote operation performed by an operator at the remote location. Therefore, the operator can operate the remote controller at the remote location while viewing the proximity display that does not interfere with work performed by the work machine. In other words, even in a remote location where the work site cannot be directly viewed, the operator can operate the work machine without being interfered with by the proximity display, while grasping the distance between a specific part of the work machine at the work site and an observation target at the work site.

前記コントローラは、前記接近度に関する情報を、前記作業機械から離れた位置に配置された管理装置に送信するように構成されていてもよい。この構成では、作業機械を操縦するオペレータ以外の作業関係者が、管理装置に送信された情報により作業の状況を認識することができる。 The controller may be configured to transmit information relating to the proximity to a management device located at a location away from the work machine. In this configuration, people involved in the work other than the operator who operates the work machine can recognize the status of the work from the information transmitted to the management device.

前記現場像領域は、前記作業機械のキャブにおけるフロントウインドに配置された透明板の少なくとも一部を含み、前記表示器は、前記透明板に前記接近度表示を行うように構成されていてもよい。この構成では、オペレータは、フロントウインドに配置された透明板の少なくとも一部の領域を含む現場像領域を通して作業現場像(すなわち作業現場の実像)を見るとともに、現場像領域の一部である特定領域の範囲内の接近度表示を確認しながら、作業機械のキャブにおいて作業機械を操縦することができる。従って、オペレータは、作業機械の特定部分の実像に対応する領域である特定領域を注視しながら、接近度表示に邪魔されることなく接近度を把握することができるので、作業の効率が向上する。 The site image area may include at least a part of a transparent plate arranged on a windshield in the cab of the work machine, and the display may be configured to display the proximity on the transparent plate. In this configuration, the operator can operate the work machine in the cab of the work machine while viewing the work site image (i.e., the actual image of the work site) through the site image area including at least a part of the transparent plate arranged on the windshield, and checking the proximity display within a specific area that is part of the site image area. Therefore, the operator can grasp the proximity without being disturbed by the proximity display while gazing at the specific area that is an area corresponding to the actual image of a specific part of the work machine, thereby improving work efficiency.

提供される作業機械は、上述した作業情報教示装置と、前記機体と、前記アタッチメントと、を備える。この作業機械は、当該作業機械による作業の邪魔をすることなく作業に関する情報をオペレータに教示することができる。 The work machine provided includes the work information teaching device described above, the machine body, and the attachment. This work machine can teach the operator information about the work without interfering with the work performed by the work machine.

本開示によれば、作業機械による作業の邪魔をすることなく作業に関する情報をオペレータに教示することができる作業情報教示装置及びこれを備えた作業機械が提供される。 The present disclosure provides a work information teaching device that can teach information about work to an operator without interfering with work performed by the work machine, and a work machine equipped with the same.

本開示の実施形態に係る作業情報教示装置を備える作業機械を示す側面図である。1 is a side view showing a work machine equipped with a work information teaching device according to an embodiment of the present disclosure. 前記作業情報教示装置を含むシステムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a system including the work information teaching device. 作業機械の特定部分と作業現場の観測対象との位置関係の一例を示す側面図である。1 is a side view showing an example of the positional relationship between a specific part of a work machine and an observation target at a work site. FIG. 前記作業情報教示装置により教示される作業情報の一例を示す図である。3 is a diagram showing an example of work information taught by the work information teaching device; FIG. 前記作業情報教示装置のコントローラによる演算処理動作を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a calculation processing operation by a controller of the work information teaching device. 前記実施形態の変形例1に係る作業情報教示装置により教示される作業情報の一例を示す図である。10 is a diagram showing an example of work information taught by a work information teaching device according to a first modified example of the embodiment. FIG. 前記実施形態の変形例2に係る作業情報教示装置の位置情報検出器の配置を説明するための図である。11 is a diagram for explaining an arrangement of a position information detector of a work information teaching device according to a second modified example of the embodiment. FIG. 作業機械の特定部分と作業現場の観測対象との位置関係の他の例を示す側面図である。FIG. 11 is a side view showing another example of the positional relationship between a specific part of the work machine and an observation target at the work site. 前記実施形態の変形例3に係る作業情報教示装置により教示される作業情報の一例を示す図である。13 is a diagram showing an example of work information taught by a work information teaching device according to a third modified example of the embodiment. FIG. 前記実施形態の変形例4に関する図であり、作業機械の特定部分と作業現場の観測対象との位置関係の一例を示す側面図である。FIG. 13 is a diagram relating to a fourth modified example of the embodiment, and is a side view showing an example of the positional relationship between a specific part of a work machine and an observation target at a work site.

本開示の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る作業機械100を示す側面図である。本実施形態に係る作業機械100は、油圧ショベルである。図2は、本実施形態に係る作業情報教示装置101を含むシステムのブロック図である。本実施形態に係る作業情報教示装置101は、作業機械100が行う作業に関する情報をオペレータに教示するための制御を行う。 An embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a work machine 100 according to this embodiment. The work machine 100 according to this embodiment is a hydraulic excavator. FIG. 2 is a block diagram of a system including a work information teaching device 101 according to this embodiment. The work information teaching device 101 according to this embodiment performs control to teach an operator information related to the work performed by the work machine 100.

図1及び図2に示すように、作業機械100は、下部走行体1と、上部旋回体2と、アタッチメント3と、複数の油圧アクチュエータと、複数の操作器20と、を備える。 As shown in Figures 1 and 2, the work machine 100 includes a lower traveling body 1, an upper rotating body 2, an attachment 3, a plurality of hydraulic actuators, and a plurality of operating devices 20.

下部走行体1は、左右一対のクローラ走行装置を備える。上部旋回体2は、下部走行体1に上下方向のZ軸回りに旋回可能に支持される。上部旋回体2は、オペレータが座る運転席を有するキャブ12と、キャブ12の後方に配置されるカウンタウエイト13と、を備える。下部走行体1及び上部旋回体2は機体の一例である。 The lower traveling body 1 is equipped with a pair of left and right crawler traveling devices. The upper rotating body 2 is supported on the lower traveling body 1 so as to be rotatable around the Z axis in the vertical direction. The upper rotating body 2 is equipped with a cab 12 having a driver's seat where an operator sits, and a counterweight 13 arranged behind the cab 12. The lower traveling body 1 and the upper rotating body 2 are examples of a machine body.

アタッチメント3は、上部旋回体2に支持されている。アタッチメント3は、上部旋回体2に起伏可能に支持されるブーム4と、ブーム4の先端部に回動可能に支持されるアーム5と、アーム5の先端部に回動可能に支持されるバケット6と、を含む。 The attachment 3 is supported by the upper rotating body 2. The attachment 3 includes a boom 4 supported on the upper rotating body 2 so that it can be raised and lowered, an arm 5 supported rotatably at the tip of the boom 4, and a bucket 6 supported rotatably at the tip of the arm 5.

複数の油圧アクチュエータのそれぞれは、図略の油圧ポンプから作動油の供給を受けて作動する。複数の油圧アクチュエータは、ブームシリンダ7と、アームシリンダ8と、バケットシリンダ9と、旋回モータ11と、を含む。 Each of the hydraulic actuators operates by receiving hydraulic oil from a hydraulic pump (not shown). The hydraulic actuators include a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, and a swing motor 11.

ブームシリンダ7は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けてブーム4を上部旋回体2に対して起伏動作させるように作動する油圧シリンダである。ブームシリンダ7の基端部は、上部旋回体2に回動可能に取り付けられ、ブームシリンダ7の先端部は、ブーム4に回動可能に取り付けられている。 The boom cylinder 7 is a hydraulic cylinder that receives hydraulic oil from the hydraulic pump and operates to raise and lower the boom 4 relative to the upper rotating body 2. The base end of the boom cylinder 7 is rotatably attached to the upper rotating body 2, and the tip end of the boom cylinder 7 is rotatably attached to the boom 4.

アームシリンダ8は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けてアーム5をブーム4に対して回動させるように作動する油圧シリンダである。アームシリンダ8の基端部は、ブーム4に回動可能に取り付けられ、アームシリンダ8の先端部は、アーム5に回動可能に取り付けられている。 The arm cylinder 8 is a hydraulic cylinder that receives hydraulic oil from the hydraulic pump and operates to rotate the arm 5 relative to the boom 4. The base end of the arm cylinder 8 is rotatably attached to the boom 4, and the tip end of the arm cylinder 8 is rotatably attached to the arm 5.

バケットシリンダ9は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けてバケット6をアーム5に対して回動させるように作動する油圧シリンダである。バケットシリンダ9の基端部は、アーム5に回動可能に取り付けられ、バケットシリンダ9の先端部は、リンク部材を介してバケット6に回動可能に取り付けられている。 The bucket cylinder 9 is a hydraulic cylinder that receives hydraulic oil from the hydraulic pump and operates to rotate the bucket 6 relative to the arm 5. The base end of the bucket cylinder 9 is rotatably attached to the arm 5, and the tip end of the bucket cylinder 9 is rotatably attached to the bucket 6 via a link member.

旋回モータ11は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けて上部旋回体2を下部走行体1に対して旋回させるように作動する油圧モータである。 The slewing motor 11 is a hydraulic motor that receives hydraulic oil from the hydraulic pump and operates to rotate the upper slewing body 2 relative to the lower traveling body 1.

複数の操作器20は、ブーム操作器20と、アーム操作器20と、バケット操作器20と、旋回操作器20と、を含む。図2では、これらの操作器20のうちの一つのみが図示され、他の操作器20の図示は省略されている。複数の操作器20のそれぞれは、オペレータによる操作を受ける操作レバー21と、出力器22と、を備える。操作レバー21に操作が与えられると、当該操作の操作方向及び操作量に応じた流量の作動油が流量調整弁70を介して油圧アクチュエータに供給される。これにより、当該油圧アクチュエータは、操作レバー21の操作に応じた動作を行う。 The multiple controllers 20 include a boom controller 20, an arm controller 20, a bucket controller 20, and a swing controller 20. In FIG. 2, only one of these controllers 20 is shown, and the other controllers 20 are omitted. Each of the multiple controllers 20 includes an operating lever 21 that is operated by an operator, and an output device 22. When the operating lever 21 is operated, hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuator via the flow rate control valve 70 at a flow rate according to the operating direction and amount of the operation. As a result, the hydraulic actuator performs an operation according to the operation of the operating lever 21.

具体的には、ブーム操作器20の操作レバー21は、ブーム操作(ブーム上げ操作又はブーム下げ操作)を受ける。ブーム上げ操作は、ブーム4をブーム上げ方向に動かすためのオペレータによる操作であり、ブーム下げ操作は、ブーム4をブーム下げ方向に動かすためのオペレータによる操作である。ブーム操作器20の操作レバー21にブーム操作が与えられると、ブーム操作器20に対応する流量調整弁70を介してブーム操作に応じた流量の作動油がブームシリンダ7に供給され、ブーム4がブーム操作に応じた動作を行う。 Specifically, the control lever 21 of the boom operator 20 receives boom operation (boom-raising operation or boom-lowering operation). The boom-raising operation is an operation by the operator to move the boom 4 in the boom-raising direction, and the boom-lowering operation is an operation by the operator to move the boom 4 in the boom-lowering direction. When a boom operation is applied to the control lever 21 of the boom operator 20, hydraulic oil is supplied to the boom cylinder 7 via the flow rate adjustment valve 70 corresponding to the boom operator 20 at a flow rate corresponding to the boom operation, and the boom 4 performs an operation corresponding to the boom operation.

アーム操作器20の操作レバー21は、アーム操作(アーム引き操作又はアーム押し操作)を受ける。アーム引き操作は、アーム5をアーム引き方向に動かすためのオペレータによる操作であり、アーム押し操作は、アーム5をアーム押し方向に動かすためのオペレータによる操作である。アーム操作器20の操作レバー21にアーム操作が与えられると、アーム操作器20に対応する流量調整弁70を介してアーム操作に応じた流量の作動油がアームシリンダ8に供給され、アーム5がアーム操作に応じた動作を行う。 The operating lever 21 of the arm operator 20 receives arm operation (arm pull operation or arm push operation). The arm pull operation is an operation by the operator to move the arm 5 in the arm pull direction, and the arm push operation is an operation by the operator to move the arm 5 in the arm push direction. When an arm operation is applied to the operating lever 21 of the arm operator 20, hydraulic oil is supplied to the arm cylinder 8 at a flow rate according to the arm operation via the flow control valve 70 corresponding to the arm operator 20, and the arm 5 performs an operation according to the arm operation.

バケット操作器20の操作レバー21は、バケット操作(バケット掘削操作又はバケット排土操作)を受ける。バケット掘削操作は、バケット6をバケット掘削方向に動かすためのオペレータによる操作であり、バケット排土操作は、バケット6をバケット排土方向に動かすためのオペレータによる操作である。バケット操作器20の操作レバー21にバケット操作が与えられると、バケット操作器20に対応する流量調整弁70を介してバケット操作に応じた流量の作動油がバケットシリンダ9に供給され、バケット6がバケット操作に応じた動作を行う。 The operating lever 21 of the bucket operator 20 receives bucket operation (bucket excavation operation or bucket soil discharge operation). The bucket excavation operation is an operation by the operator to move the bucket 6 in the bucket excavation direction, and the bucket soil discharge operation is an operation by the operator to move the bucket 6 in the bucket soil discharge direction. When a bucket operation is applied to the operating lever 21 of the bucket operator 20, hydraulic oil is supplied to the bucket cylinder 9 via the flow rate adjustment valve 70 corresponding to the bucket operator 20 at a flow rate corresponding to the bucket operation, and the bucket 6 performs an operation corresponding to the bucket operation.

旋回操作器20の操作レバー21は、旋回操作(右旋回操作又は左旋回操作)を受ける。右旋回操作は、上部旋回体2を右方向に旋回させるためのオペレータによる操作であり、左旋回操作は、上部旋回体2を左方向に旋回させるためのオペレータによる操作である。旋回操作器20の操作レバー21に旋回操作が与えられると、旋回操作器20に対応する流量調整弁70を介して旋回操作に応じた流量の作動油が旋回モータ11に供給され、上部旋回体2が旋回操作に応じた旋回動作を行う。 The operating lever 21 of the rotation control device 20 receives a rotation operation (right rotation operation or left rotation operation). The right rotation operation is an operation by the operator to rotate the upper rotating body 2 to the right, and the left rotation operation is an operation by the operator to rotate the upper rotating body 2 to the left. When a rotation operation is applied to the operating lever 21 of the rotation control device 20, hydraulic oil is supplied to the rotation motor 11 at a flow rate according to the rotation operation via the flow control valve 70 corresponding to the rotation control device 20, and the upper rotating body 2 performs a rotation operation according to the rotation operation.

図2のブロック図では、操作器20がいわゆる電気レバータイプの操作器である場合の構成が図示されている。この場合、出力器22は、操作レバー21に与えられる操作の操作方向及び操作量に応じた操作信号を後述するコントローラ60に出力し、コントローラ60のアクチュエータ制御指令部67は、操作信号に応じた制御指令を流量調整弁70に入力し、流量調整弁70は、制御指令に応じた流量の作動油が油圧アクチュエータに供給されるように作動する。操作器20が電気レバータイプである場合、流量調整弁70は、制御指令の入力を受けて当該制御指令に応じた二次圧(パイロット圧)を出力する電磁比例弁と、当該パイロット圧の供給を受けるパイロットポートを有する制御弁と、を含む。制御弁は、パイロット圧に応じて開閉することで油圧アクチュエータへの作動油の流量を調節する。 The block diagram in FIG. 2 illustrates a configuration in which the operating device 20 is a so-called electric lever type operating device. In this case, the output device 22 outputs an operation signal corresponding to the operation direction and operation amount of the operation given to the operating lever 21 to the controller 60 described later, and the actuator control command unit 67 of the controller 60 inputs a control command corresponding to the operation signal to the flow rate control valve 70, and the flow rate control valve 70 operates so that hydraulic oil at a flow rate corresponding to the control command is supplied to the hydraulic actuator. When the operating device 20 is an electric lever type, the flow rate control valve 70 includes an electromagnetic proportional valve that receives an input of a control command and outputs a secondary pressure (pilot pressure) corresponding to the control command, and a control valve having a pilot port that receives the supply of the pilot pressure. The control valve adjusts the flow rate of hydraulic oil to the hydraulic actuator by opening and closing according to the pilot pressure.

ただし、操作器20は、電気レバータイプに限られない。操作器20は、操作レバー21と、出力器22としてのリモコン弁と、を備えていてもよい。この場合、リモコン弁(出力器22)は、操作レバー21に与えられる操作の操作方向及び操作量に応じた二次圧(パイロット圧)を流量調整弁としての制御弁のパイロットポートに供給する。制御弁は、パイロット圧に応じて開閉することで油圧アクチュエータへの作動油の流量を調節する。 However, the operating device 20 is not limited to the electric lever type. The operating device 20 may include an operating lever 21 and a remote control valve as an output device 22. In this case, the remote control valve (output device 22) supplies a secondary pressure (pilot pressure) according to the direction and amount of operation applied to the operating lever 21 to the pilot port of a control valve acting as a flow control valve. The control valve adjusts the flow rate of hydraulic oil to the hydraulic actuator by opening and closing according to the pilot pressure.

本実施形態では、作業機械100は、作業情報教示装置101を備える。作業情報教示装置101は、作業機械100が行う作業に関する作業情報をオペレータに教示する。作業情報教示装置101は、姿勢検出器30と、3次元情報検出器40と、表示器50と、入力器80と、コントローラ60と、を備える。 In this embodiment, the work machine 100 is equipped with a work information teaching device 101. The work information teaching device 101 teaches the operator work information related to the work performed by the work machine 100. The work information teaching device 101 is equipped with a posture detector 30, a three-dimensional information detector 40, a display 50, an input device 80, and a controller 60.

姿勢検出器30は、作業機械100の姿勢に関する姿勢情報を検出し、検出結果をコントローラ60に入力する。 The posture detector 30 detects posture information related to the posture of the work machine 100 and inputs the detection results to the controller 60.

具体的には、本実施形態では、姿勢検出器30は、ブーム4の姿勢を検出するブーム姿勢センサ31と、アーム5の姿勢を検出するアーム姿勢センサ32と、バケット6の姿勢を検出するバケット姿勢センサ33と、を含む(図1参照)。ブーム姿勢センサ31、アーム姿勢センサ32、及びバケット姿勢センサ33のそれぞれは、検出結果をコントローラ60に入力する。 Specifically, in this embodiment, the attitude detector 30 includes a boom attitude sensor 31 that detects the attitude of the boom 4, an arm attitude sensor 32 that detects the attitude of the arm 5, and a bucket attitude sensor 33 that detects the attitude of the bucket 6 (see FIG. 1). Each of the boom attitude sensor 31, the arm attitude sensor 32, and the bucket attitude sensor 33 inputs the detection results to the controller 60.

ブーム姿勢センサ31は、例えば、水平面、水平線などの基準に対するブーム4の角度又は上部旋回体2に対するブーム4の角度を検出するブーム角度センサであってもよく、ブームシリンダ7の動作を検出するストロークセンサであってもよく、他のセンサであってもよい。アーム姿勢センサ32は、例えば、水平面、水平線などの基準に対するアーム5の角度又はブーム4に対するアーム5の角度を検出するアーム角度センサであってもよく、アームシリンダ8の動作を検出するストロークセンサであってもよく、他のセンサであってもよい。バケット姿勢センサ33は、例えば、水平面、水平線などの基準に対するバケット6の角度又はアーム5に対するバケット6の角度を検出するバケット角度センサであってもよく、バケットシリンダ9の動作を検出するストロークセンサであってもよく、他のセンサであってもよい。 The boom attitude sensor 31 may be, for example, a boom angle sensor that detects the angle of the boom 4 relative to a reference such as a horizontal plane or a horizontal line, or the angle of the boom 4 relative to the upper rotating body 2, a stroke sensor that detects the operation of the boom cylinder 7, or other sensors. The arm attitude sensor 32 may be, for example, an arm angle sensor that detects the angle of the arm 5 relative to a reference such as a horizontal plane or a horizontal line, or the angle of the arm 5 relative to the boom 4, a stroke sensor that detects the operation of the arm cylinder 8, or other sensors. The bucket attitude sensor 33 may be, for example, a bucket angle sensor that detects the angle of the bucket 6 relative to a reference such as a horizontal plane or a horizontal line, or the angle of the bucket 6 relative to the arm 5, a stroke sensor that detects the operation of the bucket cylinder 9, or other sensors.

角度センサとしては、例えば、レゾルバ、ロータリーエンコーダ、ポテンショメータ、IMU(慣性計測装置)などを例示できる。ストロークセンサは、油圧シリンダのシリンダ長さを検出するものであってもよく、シリンダチューブに対するピストンロッドの位置を検出するものであってもよい。 Examples of angle sensors include resolvers, rotary encoders, potentiometers, and IMUs (inertial measurement units). The stroke sensor may detect the cylinder length of a hydraulic cylinder, or may detect the position of the piston rod relative to the cylinder tube.

姿勢検出器30は、旋回体姿勢センサ34をさらに含んでいてもよい(図1参照)。旋回体姿勢センサ34は、上部旋回体2の姿勢を検出するためのセンサである。旋回体姿勢センサ34は、例えば、水平面に対する上部旋回体2の傾き(姿勢)を検出するセンサであってもよい。また、旋回体姿勢センサ34は、例えば、下部走行体1に対する上部旋回体2の角度(旋回角度)を検出する旋回角度センサであってもよく、下部走行体1に対する上部旋回体2の角速度(旋回角速度)を検出するジャイロセンサなどのセンサであってもよく、他のセンサであってもよい。なお、姿勢検出器30は、旋回体姿勢センサ34を含んでいなくてもよい。 The attitude detector 30 may further include a rotating body attitude sensor 34 (see FIG. 1). The rotating body attitude sensor 34 is a sensor for detecting the attitude of the upper rotating body 2. The rotating body attitude sensor 34 may be, for example, a sensor that detects the inclination (attitude) of the upper rotating body 2 with respect to a horizontal plane. The rotating body attitude sensor 34 may also be, for example, a rotation angle sensor that detects the angle (rotation angle) of the upper rotating body 2 with respect to the lower running body 1, a sensor such as a gyro sensor that detects the angular velocity (rotation angular velocity) of the upper rotating body 2 with respect to the lower running body 1, or another sensor. Note that the attitude detector 30 does not have to include the rotating body attitude sensor 34.

3次元情報検出器40は、作業現場における観測対象に関する3次元情報を検出する。3次元情報検出器40は、観測対象の位置情報を検出する位置情報検出器の一例である。3次元情報検出器40は、検出結果をコントローラ60に入力する。本実施形態では、3次元情報検出器40は、その検出範囲(視野範囲)に観測対象とアタッチメント3(特にバケット6)とが含まれるような位置に配置されている。具体的には、例えば図1に示すように、3次元情報検出器40は、作業現場のうち上部旋回体2の前方の領域が検出範囲に含まれるように上部旋回体2に取り付けられている。 The three-dimensional information detector 40 detects three-dimensional information related to an observation target at a work site. The three-dimensional information detector 40 is an example of a position information detector that detects position information of an observation target. The three-dimensional information detector 40 inputs the detection results to the controller 60. In this embodiment, the three-dimensional information detector 40 is disposed at a position such that the observation target and the attachment 3 (particularly the bucket 6) are included in its detection range (field of view range). Specifically, for example, as shown in FIG. 1, the three-dimensional information detector 40 is attached to the upper rotating body 2 so that the area in front of the upper rotating body 2 at the work site is included in its detection range.

図3は、作業機械100の特定部分と作業現場102の観測対象との位置関係の一例を示す側面図である。3次元情報検出器40は、例えば、観測対象についての縦横の2次元情報と、観測対象についての奥行きの情報と、を検出することが可能な3次元カメラであってもよい。3次元カメラは、ステレオ方式の3次元カメラ(ステレオカメラ)であってもよく、TOF(Time of Flight)方式の3次元カメラであってもよく、プロジェクターとカメラとを組み合わせた3次元カメラであってもよい。TOF方式の3次元カメラは、例えばLiDAR(Light Detection And Ranging)であってもよい。ただし、3次元情報検出器40は、作業現場における観測対象に関する3次元情報を検出することが可能なものであればよく、上記の具体例に限られない。 Figure 3 is a side view showing an example of the positional relationship between a specific part of the work machine 100 and an observation target at the work site 102. The three-dimensional information detector 40 may be, for example, a three-dimensional camera capable of detecting two-dimensional information on the observation target in terms of length and width, and depth information on the observation target. The three-dimensional camera may be a stereo type three-dimensional camera (stereo camera), a TOF (Time of Flight) type three-dimensional camera, or a three-dimensional camera combining a projector and a camera. The TOF type three-dimensional camera may be, for example, a LiDAR (Light Detection and Ranging). However, the three-dimensional information detector 40 may be any camera capable of detecting three-dimensional information on an observation target at a work site, and is not limited to the above specific example.

観測対象は、作業現場102に存在する複数の物体のうち、3次元情報検出器40が3次元情報を検出することが可能な物体である。言い換えると、観測対象は、3次元情報検出器40の検出範囲内に含まれる物体である。従って、観測対象は、3次元情報検出器40が取り付けられる位置、3次元情報検出器40の向き、3次元情報検出器40の特性、3次元情報検出器40における種々の設定、作業機械100の姿勢、などの種々のコンディションに応じて決まる。例えば3次元情報検出器40がTOF方式の3次元カメラである場合、種々のコンディションには、光の投射方向(投射範囲)が含まれていてもよい。例えば図3に示す具体例では、観測対象は、作業現場102に存在する壁90を含む。 The observation target is an object of which the three-dimensional information detector 40 can detect three-dimensional information among a plurality of objects present in the work site 102. In other words, the observation target is an object contained within the detection range of the three-dimensional information detector 40. Therefore, the observation target is determined according to various conditions such as the position where the three-dimensional information detector 40 is attached, the orientation of the three-dimensional information detector 40, the characteristics of the three-dimensional information detector 40, various settings in the three-dimensional information detector 40, and the attitude of the work machine 100. For example, if the three-dimensional information detector 40 is a TOF type three-dimensional camera, the various conditions may include the projection direction (projection range) of light. For example, in the specific example shown in FIG. 3, the observation target includes a wall 90 present in the work site 102.

作業機械100の特定部分は、作業情報の対象となる部分である。コントローラ60は、特定部分を設定するためのオペレータによる入力に応じて特定部分を設定し、当該特定部分を記憶するように構成されていてもよい。また、コントローラ60には、特定部分が予め記憶されていてもよい。コントローラ60は、特定部分の形状に関するデータである形状データを記憶している。形状データは、特定部分の表面の形状に対応する3次元データ、すなわち特定部分の外形(特定部分の輪郭)を表す3次元データであってもよい。また、形状データは、特定部分の寸法に関するデータであってもよい。 The specific part of the work machine 100 is the part that is the subject of the work information. The controller 60 may be configured to set the specific part in response to an input by an operator to set the specific part, and to store the specific part. The specific part may also be stored in advance in the controller 60. The controller 60 stores shape data, which is data relating to the shape of the specific part. The shape data may be three-dimensional data corresponding to the shape of the surface of the specific part, that is, three-dimensional data representing the outer shape of the specific part (the outline of the specific part). The shape data may also be data relating to the dimensions of the specific part.

特定部分は、アタッチメントの一部又は全部を含んでいてもよく、この場合、特定部分は、ブーム4、アーム5及びバケット6の少なくとも一つを含んでいてもよい。また、特定部分は、上部旋回体2の一部又は全部を含んでいてもよく、この場合、特定部分は、上部旋回体2の後部を含んでいてもよく、上部旋回体2の側部を含んでいてもよい。上部旋回体2の後部は、カウンタウエイト13であってもよい。また、特定部分は、下部走行体1の一部又は全部を含んでいてもよく、この場合、特定部分は、下部走行体1のクローラ走行装置を含んでいてもよい。 The specific part may include a part or all of the attachment, in which case the specific part may include at least one of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. The specific part may also include a part or all of the upper rotating body 2, in which case the specific part may include the rear part of the upper rotating body 2, or may include a side part of the upper rotating body 2. The rear part of the upper rotating body 2 may be a counterweight 13. The specific part may also include a part or all of the lower running body 1, in which case the specific part may include the crawler running device of the lower running body 1.

本実施形態では、コントローラ60には、ブーム4、アーム5及びバケット6が特定部分として予め記憶されており、コントローラ60は、ブーム4の形状に関する形状データ、アーム5の形状に関する形状データ及びバケット6の形状に関する形状データを予め記憶している。 In this embodiment, the boom 4, arm 5, and bucket 6 are pre-stored in the controller 60 as specific parts, and the controller 60 pre-stores shape data relating to the shape of the boom 4, shape data relating to the shape of the arm 5, and shape data relating to the shape of the bucket 6.

表示器50は、現場像領域Rwに、コントローラ60の指令に基づいて、接近度を示す接近度表示を行う。現場像領域Rwは、作業現場102の画像である作業現場像をオペレータが視認することが可能な領域である。接近度は、作業機械100の特定部分と、作業現場における観測対象と、の接近の度合いである。接近度は、例えば、特定部分と観測対象との距離であってもよい。図3及び図4の具体例では、接近度は、ブーム4、アーム5及びバケット6と、壁90と、の距離である。 The display 50 displays the degree of proximity in the site image area Rw based on a command from the controller 60. The site image area Rw is an area in which the operator can visually recognize the work site image, which is an image of the work site 102. The degree of proximity is the degree of proximity between a specific part of the work machine 100 and an observation target at the work site. The degree of proximity may be, for example, the distance between the specific part and the observation target. In the specific example of Figures 3 and 4, the degree of proximity is the distance between the boom 4, arm 5, and bucket 6 and the wall 90.

表示器50は、現場像領域Rwに接近度表示を行うことができるものであればよいので、その具体的な構成は特に限定されるものではない。現場像領域Rwは、表示器50の種類に応じて決まる。表示器50及び現場像領域Rwの具体的な構成としては、以下のようなものを例示できる。 The display 50 is not particularly limited in its specific configuration as long as it is capable of displaying the proximity in the scene image area Rw. The scene image area Rw is determined according to the type of display 50. Examples of specific configurations of the display 50 and scene image area Rw include the following:

図4は、キャブ12内に配置された表示器50の画面の一例を示す図である。図4に示す表示器50は、キャブ12内においてオペレータが目視することが可能な位置に配置された液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどのディスプレイ(モニター)である。この場合、現場像領域Rwは、当該ディスプレイの画面において画像が表示される領域(画像表示領域)である。現場像領域Rwは、図4に示す略矩形状の外枠内の領域である。表示器50の現場像領域Rw(画像表示領域Rw)における作業現場画像200は、3次元情報検出器40からコントローラ60又は表示器50に入力される検出結果を用いて表示されてもよく、3次元情報検出器40とは別のカメラ(撮像装置)からコントローラ60又は表示器50に入力される画像データを用いて表示されてもよい。具体例を挙げると次の通りである。3次元情報検出器40が例えばステレオカメラである場合には、表示器50の現場像領域Rwにおける作業現場画像200は、ステレオカメラからコントローラ60又は表示器50に入力される画像データを用いて表示される。また、3次元情報検出器40が、例えば、測距機能を有するが画像データを取得する機能を有していない検出器(例えばTOFセンサー)である場合には、表示器50の現場像領域Rwにおける作業現場画像200は、3次元情報検出器40とは別のカメラ(図示省略)からコントローラ60又は表示器50に入力される画像データを用いて表示される。図4に示す具体例では、現場像領域Rwに表示されている作業現場画像200は、上部旋回体2の前方に位置する壁90の画像201と、壁90の周りの光景の画像202と、特定部分の画像210と、を含む。特定部分の画像210は、本開示における特定部分の像の一例である。図4の具体例では、特定部分の画像210は、ブーム4の画像211と、アーム5の画像212と、バケット6の画像213と、を含む。作業現場画像200は、作業現場の観測対象の実際の像(実像)ではなく、ディスプレイ(表示器50)の画面に表示された画像である。作業現場画像200は、作業現場像の一例である。 Figure 4 is a diagram showing an example of the screen of the display 50 arranged in the cab 12. The display 50 shown in Figure 4 is a display (monitor) such as a liquid crystal display or an organic EL display arranged at a position within the cab 12 where the operator can see it. In this case, the site image area Rw is an area (image display area) where an image is displayed on the screen of the display. The site image area Rw is an area within a substantially rectangular outer frame shown in Figure 4. The work site image 200 in the site image area Rw (image display area Rw) of the display 50 may be displayed using the detection results input from the three-dimensional information detector 40 to the controller 60 or the display 50, or may be displayed using image data input from a camera (imaging device) other than the three-dimensional information detector 40 to the controller 60 or the display 50. Specific examples are as follows. When the three-dimensional information detector 40 is, for example, a stereo camera, the work site image 200 in the site image area Rw of the display 50 is displayed using image data input from the stereo camera to the controller 60 or the display 50. In addition, when the three-dimensional information detector 40 is, for example, a detector (e.g., a TOF sensor) having a distance measuring function but not having a function of acquiring image data, the work site image 200 in the work site image area Rw of the display 50 is displayed using image data input to the controller 60 or the display 50 from a camera (not shown) other than the three-dimensional information detector 40. In the specific example shown in FIG. 4, the work site image 200 displayed in the work site image area Rw includes an image 201 of the wall 90 located in front of the upper rotating body 2, an image 202 of the scene around the wall 90, and an image 210 of a specific part. The image 210 of the specific part is an example of an image of a specific part in the present disclosure. In the specific example of FIG. 4, the image 210 of the specific part includes an image 211 of the boom 4, an image 212 of the arm 5, and an image 213 of the bucket 6. The work site image 200 is not an actual image (real image) of the observation target at the work site, but an image displayed on the screen of the display (display 50). Work site image 200 is an example of a work site image.

表示器50は、キャブ12におけるフロントウインドに配置されたフロントガラス(透明板の一例)に接近度表示を行うためのヘッドアップディスプレイ(HUD)の投影器を含んでいてもよい。HUDの投影器は、フロントガラス越しに見える作業現場像(実像)に接近度に関する情報が重畳されるようにフロントガラスに接近度表示を行う。この場合、現場像領域Rwは、フロントガラスの少なくとも一部の領域を含む。 The display 50 may include a head-up display (HUD) projector for displaying the degree of proximity on a windshield (an example of a transparent plate) arranged on the front window of the cab 12. The HUD projector displays the degree of proximity on the windshield so that information relating to the degree of proximity is superimposed on the work site image (real image) seen through the windshield. In this case, the site image area Rw includes at least a portion of the windshield.

表示器50は、オペレータの頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ(HMD)であってもよい。この場合、現場像領域Rwは、HMDにおいて画像が表示される領域である画像表示領域を含む。 The display 50 may be a head-mounted display (HMD) that is worn on the operator's head. In this case, the scene image area Rw includes an image display area in which an image is displayed on the HMD.

コントローラ60は、CPU、MPUなどの演算処理装置と、メモリと、を備える。コントローラ60は、作業機械100が行う作業に関する情報をオペレータに教示するための制御である教示制御を行う。 The controller 60 includes a processor such as a CPU and an MPU, and a memory. The controller 60 performs teaching control, which is a control for teaching the operator information related to the work performed by the work machine 100.

コントローラ60は、ブーム4、アーム5及びバケット6と壁90との接近度を演算し、ブーム領域Ra、アーム領域Rb及びバケット領域Rcの範囲内に接近度表示を行わせるように構成されている。具体的には、コントローラ60は、ブーム領域Raの範囲内にブーム4と壁90との接近度を示すブーム接近度表示を行わせ、アーム領域Rbの範囲内にアーム5と壁90との接近度を示すアーム接近度表示を行わせ、バケット領域Rcの範囲内にバケット6と壁90との接近度を示すバケット接近度表示を行わせるように構成されている。 The controller 60 is configured to calculate the proximity of the boom 4, arm 5, and bucket 6 to the wall 90, and to display the proximity within the boom area Ra, arm area Rb, and bucket area Rc. Specifically, the controller 60 is configured to display a boom proximity indicating the proximity of the boom 4 to the wall 90 within the boom area Ra, an arm proximity indicating the proximity of the arm 5 to the wall 90 within the arm area Rb, and a bucket proximity indicating the proximity of the bucket 6 to the wall 90 within the bucket area Rc.

図2に示すように、コントローラ60は、座標演算部61と、点群データ作成部62と、接近度演算部63と、表示態様決定部64と、重畳表示部65と、を備える。座標演算部61、点群データ作成部62、接近度演算部63、表示態様決定部64及び重畳表示部65のそれぞれは、コントローラ60のメモリに記憶された制御プログラムが実行されることにより実現される。 As shown in FIG. 2, the controller 60 includes a coordinate calculation unit 61, a point cloud data creation unit 62, a proximity calculation unit 63, a display mode determination unit 64, and an overlay display unit 65. Each of the coordinate calculation unit 61, the point cloud data creation unit 62, the proximity calculation unit 63, the display mode determination unit 64, and the overlay display unit 65 is realized by executing a control program stored in the memory of the controller 60.

座標演算部61は、姿勢検出器30により検出される姿勢情報を用いて特定部分の座標を演算する。点群データ作成部62は、3次元情報検出器40により検出される3次元情報(位置情報の一例)を用いて作業現場における観測対象の点群データを作成する。接近度演算部63は、特定部分の座標と点群データとを用いて特定部分と観測対象との接近度を演算する。表示態様決定部64は、接近度を示す接近度表示の表示態様を決定する。重畳表示部65は、現場像領域Rwの一部である特定領域Rsの範囲内に表示態様決定部53により決定された表示態様で接近度表示を行わせるように表示器50を制御する。 The coordinate calculation unit 61 calculates the coordinates of the specific part using the attitude information detected by the attitude detector 30. The point cloud data creation unit 62 creates point cloud data of the observation target at the work site using three-dimensional information (an example of position information) detected by the three-dimensional information detector 40. The proximity calculation unit 63 calculates the proximity between the specific part and the observation target using the coordinates of the specific part and the point cloud data. The display mode determination unit 64 determines the display mode of the proximity display indicating the proximity. The superimposition display unit 65 controls the display unit 50 to display the proximity in the display mode determined by the display mode determination unit 53 within the range of a specific area Rs, which is part of the scene image area Rw.

特定領域Rsは、図4に示すように特定部分の画像210に対応する領域である。上述したように、図3及び図4に示す具体例では、特定部分は、ブーム4、アーム5及びバケット6を含む。従って、特定領域Rsは、図4に示すように、ブーム4の画像211に対応するブーム領域Raと、アーム5の画像212に対応するアーム領域Rbと、バケット6の画像213に対応するバケット領域Rcと、を含む。より具体的には、特定領域Rsは、特定部分の画像210の輪郭(外形)の内側の領域である。ブーム領域Raは、ブーム4の画像211の輪郭(外形)の内側の領域であり、アーム領域Rbは、アーム5の画像212の輪郭(外形)の内側の領域であり、バケット領域Rcは、バケット6の画像213の輪郭(外形)の内側の領域である。アーム5は、第1部分の一例であり、バケット6は、第2部分の一例である。アーム領域Rbは、第1領域の一例であり、バケット領域Rcは、第2領域の一例である。 Specific region Rs is a region corresponding to the image 210 of the specific part as shown in FIG. 4. As described above, in the specific example shown in FIG. 3 and FIG. 4, the specific part includes the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. Therefore, specific region Rs includes a boom region Ra corresponding to the image 211 of the boom 4, an arm region Rb corresponding to the image 212 of the arm 5, and a bucket region Rc corresponding to the image 213 of the bucket 6, as shown in FIG. 4. More specifically, specific region Rs is a region inside the contour (outline) of the image 210 of the specific part. The boom region Ra is a region inside the contour (outline) of the image 211 of the boom 4, the arm region Rb is a region inside the contour (outline) of the image 212 of the arm 5, and the bucket region Rc is a region inside the contour (outline) of the image 213 of the bucket 6. The arm 5 is an example of a first part, and the bucket 6 is an example of a second part. The arm region Rb is an example of the first region, and the bucket region Rc is an example of the second region.

図5は、作業情報教示装置101のコントローラ60による演算処理動作を示すフローチャートである。以下、コントローラ60が行う教示制御について図5のフローチャートを用いて説明する。 Figure 5 is a flowchart showing the calculation processing operation by the controller 60 of the work information teaching device 101. The teaching control performed by the controller 60 will be explained below using the flowchart in Figure 5.

まず、コントローラ60は、教示制御を開始するか否かを判定する(ステップS1)。具体的には、例えば、コントローラ60は、教示制御を開始するか否かを判定するために予め定められた条件である教示制御開始条件が満たされた場合に教示制御を開始する。教示制御開始条件は、例えば、教示制御の開始を指示するためのオペレータによる入力を入力器80(図2参照)が受けることであってもよい。入力器80は、例えば、キャブ12内に配置されていてもよい。なお、教示制御開始条件は、上記の具体例に限られない。 First, the controller 60 determines whether or not to start teaching control (step S1). Specifically, for example, the controller 60 starts teaching control when a teaching control start condition, which is a predetermined condition for determining whether or not to start teaching control, is satisfied. The teaching control start condition may be, for example, the input by the operator to instruct the start of teaching control being received by the input device 80 (see FIG. 2). The input device 80 may be disposed, for example, in the cab 12. Note that the teaching control start condition is not limited to the above specific example.

教示制御開始条件が満たされた場合(ステップS1においてYES)、コントローラ60は、作業機械100の姿勢に関する姿勢情報を姿勢検出器30から取得する(ステップS2)。具体的には、例えば、コントローラ60は、ブーム姿勢センサ31、アーム姿勢センサ32、及びバケット姿勢センサ33による検出結果を取得する。この場合、姿勢情報は、ブーム4の姿勢に関するブーム姿勢情報(例えばブーム4の角度)、アーム5の姿勢に関するアーム姿勢情報(例えばアーム5の角度)及びバケット6の姿勢に関するバケット姿勢情報(例えばバケット6の角度)を含む。 When the teaching control start condition is satisfied (YES in step S1), the controller 60 acquires posture information related to the posture of the work machine 100 from the posture detector 30 (step S2). Specifically, for example, the controller 60 acquires the detection results from the boom posture sensor 31, the arm posture sensor 32, and the bucket posture sensor 33. In this case, the posture information includes boom posture information related to the posture of the boom 4 (e.g., the angle of the boom 4), arm posture information related to the posture of the arm 5 (e.g., the angle of the arm 5), and bucket posture information related to the posture of the bucket 6 (e.g., the angle of the bucket 6).

コントローラ60の座標演算部61は、前記姿勢情報を用いて、バケット6において予め設定された代表点P1(図3参照)の3次元座標を演算する(ステップS3)。本実施形態では、この代表点P1は、バケット6の先端部に設定されているが、バケット6の他の部位に設定されていてもよく、バケット6以外の部材(例えばアーム5)における特定部位に設定されていてもよい。代表点P1の3次元座標は、グローバル座標系における座標であってもよく、ローカル座標系における座標であってもよい。ローカル座標系は、例えば、上部旋回体2に対する代表点P1の相対位置を特定することができる座標系(作業機械座標系)であってもよい。 The coordinate calculation unit 61 of the controller 60 uses the posture information to calculate the three-dimensional coordinates of a representative point P1 (see FIG. 3) that is preset on the bucket 6 (step S3). In this embodiment, the representative point P1 is set at the tip of the bucket 6, but it may be set at another part of the bucket 6, or may be set at a specific part of a member other than the bucket 6 (e.g., the arm 5). The three-dimensional coordinates of the representative point P1 may be coordinates in a global coordinate system or may be coordinates in a local coordinate system. The local coordinate system may be, for example, a coordinate system (work machine coordinate system) that can identify the relative position of the representative point P1 with respect to the upper rotating body 2.

コントローラ60の点群データ作成部62は、3次元情報検出器40から入力される3次元情報を用いて、作業現場における観測対象の点群データを作成する(ステップS4)。点群データは、観測対象の表面の位置及び形状に対応するデータ(例えば3次元座標データ)であってもよい。この3次元座標データは、グローバル座標系における座標であってもよく、ローカル座標系における座標であってもよい。代表点P1の3次元座標の座標系と、点群データ(3次元座標データ)の座標系とが異なる場合には、コントローラ60は、一方の座標系を他方の座標系に変換してもよい。 The point cloud data creation unit 62 of the controller 60 uses the three-dimensional information input from the three-dimensional information detector 40 to create point cloud data of the observation target at the work site (step S4). The point cloud data may be data (e.g., three-dimensional coordinate data) corresponding to the position and shape of the surface of the observation target. This three-dimensional coordinate data may be coordinates in a global coordinate system or may be coordinates in a local coordinate system. When the coordinate system of the three-dimensional coordinates of the representative point P1 and the coordinate system of the point cloud data (three-dimensional coordinate data) are different, the controller 60 may convert one coordinate system into the other coordinate system.

コントローラ60の接近度演算部63は、代表点P1の3次元座標と、点群データと、を用いて、代表点P1から観測対象(図3では壁90)までの最短接近度Xを演算する(ステップS5)。最短接近度Xは、代表点P1から観測対象までの最短距離であってもよい。 The proximity calculation unit 63 of the controller 60 calculates the shortest proximity X from the representative point P1 to the observation target (wall 90 in FIG. 3) using the three-dimensional coordinates of the representative point P1 and the point cloud data (step S5). The shortest proximity X may be the shortest distance from the representative point P1 to the observation target.

コントローラ60の表示態様決定部64は、後述する接近度表示における代表点P1に対応する部位の表示態様を最短接近度Xに応じて決定する(ステップS6)。この表示態様は、例えば、接近度表示における代表点P1に対応する部位の明暗の度合い、色調の度合いなどの色に関して設定される設定色であってもよい。具体的には、例えば、コントローラ60は、前記姿勢情報及び前記形状データに基づいて、その時点におけるアタッチメント3の実際の姿勢に対応する3次元モデルを作成し、当該3次元モデルにおける代表点P1に対応する部位、すなわち、3次元モデルにおけるバケット6の先端部に対応する部位の設定色を決定する。 The display mode determination unit 64 of the controller 60 determines the display mode of the part corresponding to the representative point P1 in the proximity display described below according to the minimum proximity X (step S6). This display mode may be, for example, a preset color set in terms of the degree of brightness or the degree of color tone of the part corresponding to the representative point P1 in the proximity display. Specifically, for example, the controller 60 creates a three-dimensional model corresponding to the actual posture of the attachment 3 at that time based on the posture information and the shape data, and determines the preset color of the part corresponding to the representative point P1 in the three-dimensional model, i.e., the part corresponding to the tip of the bucket 6 in the three-dimensional model.

コントローラ60の表示態様決定部64は、アタッチメント3(対象部材)の3次元モデルの表示態様を決定する(ステップS7)。具体的には、例えば、コントローラ60の表示態様決定部64は、アタッチメント3の3次元モデル全体の設定色を決定する。すなわち、コントローラ60の表示態様決定部64は、ブーム4の3次元モデル、アーム5の3次元モデル、及びバケット6の3次元モデルのそれぞれの設定色を決定する。アタッチメント3の3次元モデル全体の設定色は、例えば図4に示すように、当該3次元モデルにおいて、観測対象までの距離に応じて、明暗の段階的な変化、色調の段階的な変化、などのグラデーションが形成されるように決定されてもよい。この3次元モデルにおけるグラデーションは、アタッチメント3の各部位と観測対象との接近度を示す。 The display mode determination unit 64 of the controller 60 determines the display mode of the three-dimensional model of the attachment 3 (target member) (step S7). Specifically, for example, the display mode determination unit 64 of the controller 60 determines the set color of the entire three-dimensional model of the attachment 3. That is, the display mode determination unit 64 of the controller 60 determines the set colors of the three-dimensional model of the boom 4, the three-dimensional model of the arm 5, and the three-dimensional model of the bucket 6. The set color of the entire three-dimensional model of the attachment 3 may be determined so that a gradation such as a gradual change in light and dark or a gradual change in color tone is formed in the three-dimensional model according to the distance to the observation target, as shown in FIG. 4, for example. The gradation in the three-dimensional model indicates the proximity of each part of the attachment 3 to the observation target.

コントローラ60の重畳表示部65は、決定された表示態様でアタッチメント3の3次元モデルが特定領域Rsに表示されるように表示器50を制御する(ステップS8)。すなわち、コントローラ60の重畳表示部65は、決定された表示態様でアタッチメント3の3次元モデルを表示器50の画面において作業現場画像200に重畳表示させる。具体的には、コントローラ60の重畳表示部65は、表示器50の現場像領域Rwのうち特定領域Rsに前記接近度を示す接近度表示(3次元モデルの表示)が行われるように、表示器50を制御する。これにより、現場像領域Rwの一部である特定領域Rsに接近度表示が行われる。 The overlay display unit 65 of the controller 60 controls the display 50 so that the three-dimensional model of the attachment 3 is displayed in the specific region Rs in the determined display mode (step S8). That is, the overlay display unit 65 of the controller 60 causes the three-dimensional model of the attachment 3 to be overlaid on the work site image 200 on the screen of the display 50 in the determined display mode. Specifically, the overlay display unit 65 of the controller 60 controls the display 50 so that a proximity display (display of a three-dimensional model) indicating the proximity is performed in the specific region Rs of the site image region Rw of the display 50. As a result, the proximity display is performed in the specific region Rs, which is part of the site image region Rw.

なお、コントローラ60は、現場像領域Rwにおいて特定領域Rsがどの範囲に位置するかを例えば次のように特定してもよい。コントローラ60は、予め記憶しているブーム4、アーム5及びバケット6の形状データと、姿勢検出器30により検出された姿勢情報と、を用いて、表示器50の現場像領域Rw(画像表示領域Rw)において特定領域Rsが占める範囲を特定してもよい。より具体的には、コントローラ60は、前記形状データと、前記姿勢情報と、3次元情報検出器40により検出された観測対象に関する3次元情報と、を用いて、現場像領域Rwにおいて特定領域Rsが占める範囲を特定してもよい。コントローラ60は、前記3次元情報に基づいてその時点における観測対象の3次元座標を演算することができ、前記形状データと前記姿勢情報とを用いてその時点における特定部分の輪郭(特定部分の表面)の3次元座標を演算することができる。従って、コントローラ60は、観測対象の3次元座標と特定部分の輪郭(特定部分の表面)の3次元座標とを用いて現場像領域Rwにおいて特定領域Rsが占める範囲を特定することができる。 The controller 60 may specify the range in the scene image area Rw in which the specific area Rs is located, for example, as follows. The controller 60 may specify the range in the scene image area Rw (image display area Rw) of the display 50 in which the specific area Rs occupies, using the shape data of the boom 4, arm 5, and bucket 6 stored in advance and the attitude information detected by the attitude detector 30. More specifically, the controller 60 may specify the range in which the specific area Rs occupies in the scene image area Rw, using the shape data, the attitude information, and the three-dimensional information on the observation target detected by the three-dimensional information detector 40. The controller 60 can calculate the three-dimensional coordinates of the observation target at that time based on the three-dimensional information, and can calculate the three-dimensional coordinates of the contour of the specific part (the surface of the specific part) at that time using the shape data and the attitude information. Therefore, the controller 60 can specify the range in the scene image area Rw in which the specific area Rs occupies, using the three-dimensional coordinates of the observation target and the three-dimensional coordinates of the contour of the specific part (the surface of the specific part).

以上のように、本実施形態に係る作業情報教示装置101では、接近度表示は、作業現場画像200のうち特定領域Rs(作業機械100の特定部分であるブーム4、アーム5及びバケット6の画像に対応する領域)の範囲内に行われる。従って、作業現場画像200のうちの特定部分の周辺の画像を覆い隠すことを回避しながら、ブーム4、アーム5及びバケット6と作業現場における観測対象に含まれる壁90との接近度をオペレータに教示することができる。よって、この作業情報教示装置101は、作業機械100による作業の邪魔をすることなく作業に関する情報をオペレータに教示することができる。 As described above, in the work information teaching device 101 according to this embodiment, the proximity display is performed within the range of the specific region Rs (the region corresponding to the images of the boom 4, arm 5, and bucket 6, which are specific parts of the work machine 100) in the work site image 200. Therefore, it is possible to teach the operator the proximity between the boom 4, arm 5, and bucket 6 and the wall 90 included in the observation target at the work site, while avoiding obscuring the image around the specific part in the work site image 200. Therefore, this work information teaching device 101 can teach the operator information related to the work without interfering with the work performed by the work machine 100.

また、本実施形態に係る作業情報教示装置101は、観測対象に関する3次元情報を検出する3次元情報検出器40と、作業機械100の姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢検出器30と、を備え、コントローラ60は、3次元情報と姿勢情報とを用いて接近度を演算する。コントローラ60は、観測対象に関する縦横の2次元情報及び奥行き情報を含む3次元情報に基づいて観測対象の位置を把握するとともに、姿勢情報に基づいて作業機械100の特定部分の位置を把握することができるので、作業現場での作業中に作業機械100の姿勢が変化する場合であっても、作業機械100の姿勢に応じた接近度をオペレータに教示することができる。 The work information teaching device 101 according to this embodiment also includes a three-dimensional information detector 40 that detects three-dimensional information related to the observed object, and a posture detector 30 that detects posture information related to the posture of the work machine 100, and the controller 60 calculates the degree of approach using the three-dimensional information and posture information. The controller 60 is able to grasp the position of the observed object based on three-dimensional information including two-dimensional vertical and horizontal information and depth information related to the observed object, and is able to grasp the position of a specific part of the work machine 100 based on the posture information. Therefore, even if the posture of the work machine 100 changes during work at the work site, the controller 60 can teach the operator the degree of approach according to the posture of the work machine 100.

また、本実施形態に係る作業情報教示装置101では、コントローラ60は、特定部分であるブーム4、アーム5及びバケット6の形状に関する形状データを予め記憶しており、前記形状データと前記姿勢情報とを用いて特定領域Rsを特定する。すなわち、コントローラ60は、ブーム4、アーム5及びバケット6の形状データとその時点における作業機械100の姿勢情報とを用いることで、現場像領域Rw内でブーム4、アーム5及びバケット6の画像の輪郭が位置する領域を把握することができる。従って、作業現場での作業中に作業機械100の姿勢が変化する場合であっても、作業機械100の姿勢に応じた特定領域Rsを特定し、この特定領域Rsの範囲内に接近度表示を行うことができる。 In addition, in the work information teaching device 101 according to this embodiment, the controller 60 prestores shape data relating to the shapes of the specific parts, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, and identifies the specific area Rs using the shape data and the attitude information. That is, the controller 60 can grasp the area in the site image area Rw where the contours of the images of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are located by using the shape data of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 and the attitude information of the work machine 100 at that time. Therefore, even if the attitude of the work machine 100 changes during work at the work site, the specific area Rs according to the attitude of the work machine 100 can be identified, and the proximity display can be performed within the range of this specific area Rs.

以上、本開示の実施形態に係る自動制御装置及びこれを備える作業機械について説明したが、本開示は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例を含む。 The above describes an automatic control device and a work machine equipped with the same according to an embodiment of the present disclosure, but the present disclosure is not limited to the above embodiment and includes, for example, the following modified examples.

[変形例1]
図6は、前記実施形態の変形例1に係る作業情報教示装置101により教示される作業情報の一例を示す図である。
[Modification 1]
FIG. 6 is a diagram showing an example of work information taught by the work information teaching device 101 according to the first modification of the embodiment.

この変形例1において、コントローラ60は、予め設定された条件が満たされた場合に、ブーム領域Ra及びアーム領域Rbの範囲内に前記接近度表示を行わせ、バケット領域Rcにおいてバケット6の画像213をオペレータが視認できるようにバケット領域Rcの範囲内における前記接近度表示を回避させるように構成されていてもよい。ブーム領域Ra及びアーム領域Rbのそれぞれは第1領域の一例であり、バケット領域Rcは第2領域の一例である。 In this modified example 1, the controller 60 may be configured to display the proximity within the boom region Ra and arm region Rb when a preset condition is satisfied, and to avoid displaying the proximity within the bucket region Rc so that the operator can view the image 213 of the bucket 6 in the bucket region Rc. Each of the boom region Ra and arm region Rb is an example of a first region, and the bucket region Rc is an example of a second region.

オペレータは作業内容によっては作業中のバケット6の動きを正確に把握したい場合があり、この場合、バケット領域Rcに接近度表示が行われると、かえって作業性が低下することもある。そこで、この変形例1では、前記予め設定された条件が満たされた場合、ブーム領域Ra及びアーム領域Rbの範囲内に表示される接近度表示によって特定部分のブーム4及びアーム5と観測対象との接近度がオペレータに教示される一方で、バケット領域Rcでは接近度表示が行われずにバケット6の画像をオペレータが視認可能になる。これにより、作業中のバケット6の動きをオペレータが認識しやすくなる。 Depending on the type of work, the operator may want to accurately grasp the movement of the bucket 6 during work. In this case, if a proximity display is displayed in the bucket area Rc, it may actually decrease workability. Therefore, in this variant example 1, when the preset conditions are met, the proximity display displayed within the boom area Ra and arm area Rb teaches the operator the proximity between a specific part of the boom 4 and arm 5 and the observation target, while no proximity display is displayed in the bucket area Rc, allowing the operator to view an image of the bucket 6. This makes it easier for the operator to recognize the movement of the bucket 6 during work.

この変形例1において、前記予め設定された条件は、例えば、作業内容が予め設定された特定作業であるという条件であってもよい。特定作業としては、例えば、オペレータがバケット6の動きを正確に認識する必要がある掘削作業であってもよい。また、前記予め設定された条件は、例えば、入力器80に対してオペレータによる特定の入力が行われるという条件であってもよい。 In this first modification, the preset condition may be, for example, a condition that the work content is a preset specific work. The specific work may be, for example, an excavation work in which the operator needs to accurately recognize the movement of the bucket 6. The preset condition may also be, for example, a condition that the operator performs a specific input to the input device 80.

[変形例2]
図7は、前記実施形態の変形例2に係る作業情報教示装置101の3次元情報検出器40の配置を説明するための図である。図7には、複数の3次元情報検出器40(40A,40B,40C,40D)が描かれている。このように3次元情報検出器40は、作業機械100の作業内容に応じて、様々な位置に配置されることが可能である。
[Modification 2]
Fig. 7 is a diagram for explaining the arrangement of the three-dimensional information detector 40 of the work information teaching device 101 according to the second modification of the embodiment. A plurality of three-dimensional information detectors 40 (40A, 40B, 40C, 40D) are depicted in Fig. 7. In this manner, the three-dimensional information detector 40 can be arranged in various positions depending on the work content of the work machine 100.

具体的には、3次元情報検出器40Aは、図1及び図3と同様に、作業現場102のうち上部旋回体2の前方の領域が検出範囲に含まれ、かつ、アタッチメント3とその周りの観測対象とが検出範囲に含まれるように上部旋回体2の側部又はキャブ12の内部に取り付けられている。 Specifically, the three-dimensional information detector 40A is attached to the side of the upper rotating body 2 or inside the cab 12 so that the area in front of the upper rotating body 2 in the work site 102 is included in the detection range, and the attachment 3 and the observation target around it are included in the detection range, similar to Figures 1 and 3.

3次元情報検出器40Bは、作業現場102のうち上部旋回体2の前方の領域のうち比較的高い領域が検出範囲に含まれ、かつ、アタッチメント3とその周りの観測対象とが検出範囲に含まれるように上部旋回体2の上部に取り付けられている。 The three-dimensional information detector 40B is attached to the top of the upper rotating body 2 so that the detection range includes a relatively high area of the area in front of the upper rotating body 2 within the work site 102, and also includes the attachment 3 and the surrounding observation target.

3次元情報検出器40Cは、作業機械100とは別の部材91(例えば構造物の天井、構造物の梁などの部材)の下方の領域が検出範囲に含まれ、かつ、アタッチメント3の一部(例えばバケット6)とその周りの観測対象とが検出範囲に含まれるように部材91に取り付けられている。 The three-dimensional information detector 40C is attached to a member 91 such that the detection range includes the area below a member 91 (e.g., a member such as the ceiling of a structure or a beam of a structure) separate from the work machine 100, and also includes a part of the attachment 3 (e.g., the bucket 6) and the observation target around it.

3次元情報検出器40Dは、作業現場102のうち上部旋回体2の後方の領域が検出範囲に含まれるように上部旋回体2に取り付けられている。具体的には、3次元情報検出器40Dは、作業現場102のうち上部旋回体2の後方の領域が検出範囲に含まれ、かつ、上部旋回体2の後部(例えばカウンタウエイト13)とその周りの観測対象とが検出範囲に含まれるように上部旋回体2に取り付けられていてもよい。 The three-dimensional information detector 40D is attached to the upper rotating body 2 so that the area of the work site 102 behind the upper rotating body 2 is included in the detection range. Specifically, the three-dimensional information detector 40D may be attached to the upper rotating body 2 so that the area of the work site 102 behind the upper rotating body 2 is included in the detection range, and the rear of the upper rotating body 2 (e.g., the counterweight 13) and the observation target around it are included in the detection range.

なお、作業情報教示装置101は、必ずしも複数の3次元情報検出器40(40A,40B,40C,40D)のすべてを備えていなくてもよく、複数の3次元情報検出器40の一部を備えているだけでもよい。 Note that the work information teaching device 101 does not necessarily have to include all of the multiple three-dimensional information detectors 40 (40A, 40B, 40C, 40D), and may only include some of the multiple three-dimensional information detectors 40.

[変形例3]
図8は、作業機械の特定部分と作業現場の観測対象との位置関係の他の例を示す側面図であり、図9は、前記実施形態の変形例3に係る作業情報教示装置101により教示される作業情報の一例を示す図である。
[Modification 3]
Figure 8 is a side view showing another example of the positional relationship between a specific part of the work machine and an observation target at the work site, and Figure 9 is a diagram showing an example of work information taught by the work information teaching device 101 relating to variant example 3 of the embodiment.

この変形例3に係る作業情報教示装置101は、3次元情報検出器40Dを備える。この3次元情報検出器40Dは、作業現場102のうち上部旋回体2の後方の領域が検出範囲に含まれ、かつ、上部旋回体2のカウンタウエイト13とその周りの観測対象とが検出範囲に含まれるように上部旋回体2に取り付けられている。 The work information teaching device 101 according to this modified example 3 is equipped with a three-dimensional information detector 40D. This three-dimensional information detector 40D is attached to the upper rotating body 2 so that the area behind the upper rotating body 2 of the work site 102 is included in the detection range, and the counterweight 13 of the upper rotating body 2 and the observation target around it are included in the detection range.

この変形例3では、特定部分は、上部旋回体2のカウンタウエイト13を含み、特定領域Rsは、図9に示すように、カウンタウエイト13の画像220に対応するカウンタウエイト領域を含む。カウンタウエイト領域は、壁92に対して前後に対向する領域である対向領域Rdと、この対向領域Rdの左側の領域である左側領域Reと、対向領域Rdの右側の領域である右側領域Rfと、を含む。この変形例3において、表示器50の現場像領域Rwに表示されている作業現場画像200は、上部旋回体2の後方に位置する壁92の画像203と、壁92の周りの光景の画像204と、カウンタウエイト13の画像220と、を含む。カウンタウエイト13の画像220は、本開示における特定部分の像の一例である。 In this modification 3, the specific portion includes the counterweight 13 of the upper rotating body 2, and the specific region Rs includes a counterweight region corresponding to the image 220 of the counterweight 13, as shown in FIG. 9. The counterweight region includes an opposing region Rd that faces the wall 92 from the front to the rear, a left region Re that is the region to the left of the opposing region Rd, and a right region Rf that is the region to the right of the opposing region Rd. In this modification 3, the work site image 200 displayed in the work site image region Rw of the display 50 includes an image 203 of the wall 92 located behind the upper rotating body 2, an image 204 of the scene around the wall 92, and an image 220 of the counterweight 13. The image 220 of the counterweight 13 is an example of an image of a specific portion in this disclosure.

この変形例3においても、コントローラ60は、前記実施形態と同様の教示制御を行う。この教示制御において、コントローラ60は、カウンタウエイト13と壁92との接近度を演算し、カウンタウエイト領域(対向領域Rd、左側領域Re及び右側領域Rf)の範囲内に接近度表示を行わせるように構成されている。具体的には、コントローラ60は、カウンタウエイト13のうち対向領域Rdに対応する部分(対向部分)と壁92との接近度を示す接近度表示(対向領域接近度表示)を対向領域Rdの範囲内に行わせ、カウンタウエイト13のうち左側領域Reに対応する部分(左側部分)と壁92との接近度を示す接近度表示(左側領域接近度表示)を左側領域Reの範囲内に行わせ、カウンタウエイト13のうち右側領域Rfに対応する部分(右側部分)と壁92との接近度を示す接近度表示(右側領域接近度表示)を右側領域Rfの範囲内に行わせるように構成されている。 In this modification 3, the controller 60 performs the same teaching control as in the above embodiment. In this teaching control, the controller 60 is configured to calculate the proximity between the counterweight 13 and the wall 92 and display the proximity within the counterweight area (opposing area Rd, left area Re, and right area Rf). Specifically, the controller 60 displays the proximity (opposing area proximity display) indicating the proximity between the part of the counterweight 13 corresponding to the opposing area Rd (opposing part) and the wall 92 within the opposing area Rd, displays the proximity (left area proximity display) indicating the proximity between the part of the counterweight 13 corresponding to the left area Re (left part) and the wall 92 within the left area Re, and displays the proximity (right area proximity display) indicating the proximity between the part of the counterweight 13 corresponding to the right area Rf (right part) and the wall 92 within the right area Rf.

カウンタウエイト13のうち、対向部分は、第1部分の一例であり、左側部分及び右側部分のそれぞれは、第2部分の一例である。 The opposing portion of the counterweight 13 is an example of a first portion, and the left and right portions are each an example of a second portion.

この変形例3では、コントローラ60は、対向部分、左側部分及び右側部分のうち壁92に近い部分をオペレータが把握できるような表示態様で、対向領域Rdの範囲内に対向領域接近度表示を行わせ、左側領域Reの範囲内に左側領域接近度表示を行わせ、右側領域Rfの範囲内に右側接近度表示を行わせるように構成されていてもよい。この場合、オペレータは、対向部分、左側部分及び右側部分の何れが壁92(観測対象)に近いかについて対向領域接近度表示、左側領域接近度表示及び右側接近度表示に基づいて容易に認識することができる。 In this third modification, the controller 60 may be configured to display an opposing area proximity display within the opposing area Rd, a left area proximity display within the left area Re, and a right area proximity display within the right area Rf in a display manner that allows the operator to grasp which of the opposing area, left area, and right area is closer to the wall 92. In this case, the operator can easily recognize which of the opposing area, left area, and right area is closer to the wall 92 (observation target) based on the opposing area proximity display, left area proximity display, and right area proximity display.

近い部分をオペレータが把握できるような表示態様としては、例えば、濃淡に差をつけること、壁92に最も近い部分に対応する接近度表示を点滅させること、などを挙げることができる。 Examples of display formats that allow the operator to grasp the nearby parts include using different shades of light and dark, or flashing the proximity display corresponding to the part closest to the wall 92, etc.

[変形例4]
図10は、前記実施形態の変形例4に関する図であり、作業機械100の特定部分と作業現場102の観測対象との位置関係の一例を示す側面図である。
[Modification 4]
FIG. 10 is a diagram relating to a fourth modified example of the embodiment, and is a side view showing an example of the positional relationship between a specific portion of the work machine 100 and an observation target in the work site 102.

オペレータが表示器50において現場像領域Rwを注視しながら作業を行っているときに、例えば図10において二点鎖線で示すように、アタッチメント3が上方(起立方向)に動くことで、表示器50においてバケット6の画像が現場像領域Rwの範囲に含まれなくなることがある。このような場合であっても、変形例4では、コントローラ60は、作業機械100の特定部分であるバケット6が現場像領域Rwの範囲外にあり、かつ、バケット6と作業現場102における障害物91との距離が予め設定された閾値Y以下である場合に警報を発するように構成されている。これにより、オペレータは、現場像領域Rwの範囲外にある作業機械のバケット6が障害物91に接触する可能性が高まっていることを警報によって認識することができる。 When an operator is working while gazing at the work site image area Rw on the display 50, for example, as shown by the two-dot chain line in FIG. 10, the attachment 3 may move upward (in the upright direction), causing the image of the bucket 6 on the display 50 to be no longer included within the range of the work site image area Rw. Even in such a case, in the fourth modification, the controller 60 is configured to issue an alarm when the bucket 6, which is a specific part of the work machine 100, is outside the range of the work site image area Rw and the distance between the bucket 6 and an obstacle 91 at the work site 102 is equal to or less than a preset threshold value Y. This allows the operator to recognize from the alarm that there is an increasing possibility that the bucket 6 of the work machine, which is outside the range of the work site image area Rw, will come into contact with the obstacle 91.

[変形例5]
コントローラ60は、前記接近度の限界としての限界接近度を記憶しており、接近度が限界接近度に達したときに、接近度表示を予め設定された表示態様である特定表示態様に変化させるように構成されていてもよい。この変形例5では、オペレータは、接近度が限界接近度に達したこと、すなわち、作業機械100の特定部分が作業現場の観測対象に接触する可能性が高まっていること、を接近度表示の表示態様の変化によって認識することができる。接近度が特定部分と観測対象との距離である場合には、限界接近度は、作業内容に適した大きさの距離に設定される。
[Modification 5]
The controller 60 may be configured to store a limit approach as a limit of the approach, and to change the approach display to a specific display mode, which is a preset display mode, when the approach reaches the limit approach. In this modification example 5, the operator can recognize that the approach has reached the limit approach, i.e., that there is an increasing possibility that a specific part of the work machine 100 will come into contact with an observed object at the work site, from the change in the display mode of the approach display. When the approach is the distance between the specific part and the observed object, the limit approach is set to a distance that is appropriate for the work content.

特定表示態様は、オペレータが接近度が限界接近度に達したことを認識することができるものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば次のような表示態様を挙げることができる。特定表示態様は、例えば、特定領域Rsの範囲内の一部又は全部の領域が点滅するように接近度表示が行われてもよい。 The specific display mode is not particularly limited as long as it allows the operator to recognize that the proximity has reached the limit proximity, but examples of the specific display mode include the following. For example, the specific display mode may display the proximity so that some or all of the area within the specific area Rs flashes.

ここで、作業の安全を確保するために必要な限界接近度の度合いは、作業現場の環境、作業内容などの作業条件に応じて異なる。従って、作業情報教示装置101の入力器80(図2参照)は、限界接近度の設定を変更するための入力を受けるように構成されていてもよい。この場合、オペレータは、作業条件に応じて限界接近度の設定を変更することができるので、作業条件に応じて設定された限界接近度に実際の接近度が達しているか否かを把握することができる。 Here, the degree of the limit approach necessary to ensure work safety differs depending on work conditions such as the work site environment and the work content. Therefore, the input device 80 (see FIG. 2) of the work information teaching device 101 may be configured to receive an input for changing the setting of the limit approach. In this case, the operator can change the setting of the limit approach depending on the work conditions, and therefore can know whether the actual approach has reached the limit approach set depending on the work conditions.

また、コントローラ60は、前記限界接近度と当該限界接近度とは異なる第2の限界接近度とを含む複数の限界接近度を記憶しており、予め設定された選択基準に基づいて前記複数の限界接近度のうちの何れかを選択し、選択された限界接近度に前記接近度が達したときに、前記接近度表示を前記特定表示態様に変化させるように構成されていてもよい。この場合、コントローラ60が複数の限界接近度の中から前記選択基準に見合った限界接近度を選択するので、オペレータは、上記のように入力器80に対する入力を行わなくても、条件に見合った限界接近度に実際の接近度が達しているか否かを把握することができる。 The controller 60 may also be configured to store a plurality of limit approaches including the limit approach and a second limit approach different from the limit approach, select one of the plurality of limit approaches based on a preset selection criterion, and change the approach display to the specific display mode when the approach reaches the selected limit approach. In this case, the controller 60 selects the limit approach that meets the selection criterion from among the plurality of limit approaches, so that the operator can know whether the actual approach has reached the limit approach that meets the conditions without making an input to the input device 80 as described above.

前記選択基準は、例えば、作業機械100が行うことが可能な複数の作業内容と複数の限界接近度とが関連付けられたものであってもよい。具体例を挙げると、複数の作業内容は、掘削作業と旋回作業とならし作業とを含み、複数の限界接近度は、第1の限界接近度と第2の限界接近度と第3の限界接近度とを含む。この場合、選択基準は、作業内容が掘削作業である場合には限界接近度として第1の限界接近度が選択され、作業内容が旋回作業である場合には限界接近度として第2の限界接近度が選択され、作業内容がならし作業である場合には限界接近度として第3の限界接近度が選択される、という基準であってもよい。 The selection criterion may be, for example, a criterion in which a plurality of work contents that the work machine 100 can perform are associated with a plurality of approach limits. As a specific example, the plurality of work contents include excavation work, turning work, and leveling work, and the plurality of approach limits include a first approach limit, a second approach limit, and a third approach limit. In this case, the selection criterion may be a criterion in which the first approach limit is selected as the approach limit when the work content is excavation work, the second approach limit is selected as the approach limit when the work content is turning work, and the third approach limit is selected as the approach limit when the work content is leveling work.

[変形例6]
コントローラ60は、アーム5(第1部分の一例)及びバケット6(第2部分の一例)のうち観測対象に近い方の部材をオペレータが把握できるような表示態様で、アーム領域Rbの範囲内にアーム5と観測対象との接近度を示す第1接近度表示を行わせるとともに、バケット領域Rcの範囲内にバケット6と観測対象との接近度を示す第2接近度表示を行わせるように構成されていてもよい。この変形例2において、アーム5は第1部分の一例であり、バケット6は第2部分の一例であり、アーム領域Rbは第1領域の一例であり、バケット領域Rcは第2領域の一例である。この変形例2では、オペレータは、アーム5及びバケット6の何れが観測対象に近いかについて第1接近度表示及び第2接近度表示に基づいて容易に認識することができる。
[Modification 6]
The controller 60 may be configured to display a first proximity display indicating the proximity between the arm 5 and the observation target within the range of the arm region Rb and a second proximity display indicating the proximity between the bucket 6 and the observation target within the range of the bucket region Rc in a display mode that enables the operator to grasp which of the arm 5 (an example of a first part) and the bucket 6 (an example of a second part) is closer to the observation target. In this modification 2, the arm 5 is an example of the first part, the bucket 6 is an example of the second part, the arm region Rb is an example of the first region, and the bucket region Rc is an example of the second region. In this modification 2, the operator can easily recognize which of the arm 5 and the bucket 6 is closer to the observation target based on the first proximity display and the second proximity display.

[変形例7]
作業現場102の観測対象は、必ずしも作業現場102にある壁90,92などの物体でなくてもよく、作業現場102において仮想的に設定された境界線、境界面などの許容限界位置であってもよい。変形例7では、前記観測対象は、作業現場102において特定部分が動くことが許容される限界として設定された許容限界位置を含む。具体的には、例えば、上部旋回体2の左旋回又は右旋回に伴ってバケット6(特定部分)も左回り又は右回りに動作する。許容限界位置は、このような上部旋回体2の左旋回又は右旋回に伴ってバケット6が動くことが許容される限界として設定された位置であってもよい。
[Modification 7]
The observation target at the work site 102 does not necessarily have to be an object such as the walls 90, 92 at the work site 102, but may be an allowable limit position such as a boundary line or boundary surface that is virtually set at the work site 102. In the seventh modification, the observation target includes an allowable limit position set as a limit within which a specific part is allowed to move at the work site 102. Specifically, for example, the bucket 6 (specific part) also moves counterclockwise or clockwise in association with the left or right rotation of the upper rotating body 2. The allowable limit position may be a position set as a limit within which the bucket 6 is allowed to move in association with such left or right rotation of the upper rotating body 2.

コントローラ60は、バケット6と許容限界位置との距離を前記接近度として演算するように構成されている。この変形例7のように、観測対象が許容限界位置である場合には、オペレータは、接近度表示を視認しながら作業を行うことで、バケット6が許容限界位置を超えないような範囲で作業機械の上部旋回体2を旋回させることができる。 The controller 60 is configured to calculate the distance between the bucket 6 and the allowable limit position as the degree of approach. When the observation target is the allowable limit position as in this variant example 7, the operator can work while visually checking the proximity display, thereby rotating the upper rotating body 2 of the work machine within a range in which the bucket 6 does not exceed the allowable limit position.

[変形例8]
作業機械100は、作業機械100から離れた遠隔地に配置された遠隔操作器20により操縦されるように構成され、表示器50は、前記遠隔地に配置されていてもよい。この場合、作業情報教示装置101及び作業機械100のそれぞれは、これらの間で情報を無線通信又は有線通信するための通信器を備える。この変形例8では、遠隔地において表示器50が特定領域Rsの範囲内において行う接近度表示は、現場像領域Rwにおいて作業機械100の特定部分周辺の像を覆い隠さないので、遠隔地においてオペレータが行う遠隔操縦の邪魔にならない。従って、オペレータは、遠隔地において、作業機械100による作業の邪魔にならない接近度表示を見ながら遠隔操作器20を操作することができる。すなわち、オペレータは、作業現場102を直接目視することができない遠隔地においても、作業現場102にある作業機械100の特定部分と作業現場102の観測対象との距離を把握しながら、接近度表示に邪魔されることなく作業機械を操縦することができる。
[Modification 8]
The work machine 100 is configured to be operated by a remote controller 20 arranged at a remote location away from the work machine 100, and the display 50 may be arranged at the remote location. In this case, the work information teaching device 101 and the work machine 100 each include a communication device for wirelessly or wiredly communicating information therebetween. In this modification 8, the proximity display performed by the display 50 at the remote location within the range of the specific region Rs does not cover up the image around the specific part of the work machine 100 in the work site image region Rw, and therefore does not interfere with the remote operation performed by the operator at the remote location. Therefore, the operator can operate the remote controller 20 at the remote location while viewing the proximity display that does not interfere with the work by the work machine 100. That is, even in a remote location where the operator cannot directly see the work site 102, the operator can operate the work machine without being interfered with by the proximity display while grasping the distance between the specific part of the work machine 100 at the work site 102 and the observation target at the work site 102.

[変形例9]
コントローラ60は、前記接近度に関する情報を、作業機械100から離れた位置に配置された管理装置に送信するように構成されていてもよい。この場合、作業情報教示装置101及び管理装置のそれぞれは、これらの間で情報を無線通信又は有線通信するための通信器を備える。この変形例9では、作業機械100を操縦するオペレータ以外の作業関係者が、管理装置に送信された情報により作業の状況を認識することができる。管理装置は、オペレータ以外の作業関係者が使用することが可能な情報機器であってもよく、サーバーなどの情報機器であってもよい。
[Modification 9]
The controller 60 may be configured to transmit information relating to the proximity to a management device that is arranged at a position away from the work machine 100. In this case, the work information teaching device 101 and the management device each include a communication device for wirelessly or wiredly communicating information therebetween. In this 9th modification, people involved in the work other than the operator who operates the work machine 100 can recognize the status of the work from the information transmitted to the management device. The management device may be an information device that can be used by people involved in the work other than the operator, or may be an information device such as a server.

[変形例10]
現場像領域Rwは、作業機械100のキャブ12におけるフロントウインドに配置された透明板12A(図1参照)の少なくとも一部を含み、表示器50は、透明板12Aに前記接近度表示を行うように構成されていてもよい。この変形例10では、表示器50は、ヘッドアップディスプレイ(HUD)の投影器を含む。この投影器は、透明板12Aに対して接近度に関する情報を投影することにより透明板12Aに接近度表示を行う。この変形例10では、オペレータは、フロントウインドに配置された透明板12Aの少なくとも一部の領域を含む現場像領域Rwを通して作業現場像(すなわち作業現場の実像)を見るとともに、現場像領域Rwの一部である特定領域Rsの範囲内の接近度表示を確認しながら、作業機械100のキャブ12において作業機械100を操縦することができる。従って、オペレータは、作業機械100の特定部分の実像に対応する領域である特定領域Rsを注視しながら、接近度表示に邪魔されることなく接近度を把握することができるので、作業の効率が向上する。
[Modification 10]
The site image area Rw may include at least a part of a transparent plate 12A (see FIG. 1) arranged on the front window of the cab 12 of the work machine 100, and the display 50 may be configured to display the proximity on the transparent plate 12A. In this modification 10, the display 50 includes a head-up display (HUD) projector. This projector displays the proximity on the transparent plate 12A by projecting information related to the proximity onto the transparent plate 12A. In this modification 10, the operator can operate the work machine 100 in the cab 12 of the work machine 100 while viewing the work site image (i.e., the real image of the work site) through the site image area Rw including at least a part of the area of the transparent plate 12A arranged on the front window, and checking the proximity display within the range of a specific area Rs that is a part of the site image area Rw. Therefore, the operator can grasp the proximity without being disturbed by the proximity display while gazing at the specific area Rs that is an area corresponding to the real image of a specific part of the work machine 100, thereby improving work efficiency.

[その他の変形例] [Other variations]

(A)前記実施形態では、特定部分は、アタッチメント3のアーム5とバケット6とを含み、特定領域Rsは、アーム5の像に対応するアーム領域Rbと、バケット6の像に対応するバケット領域Rcと、を含み、観測対象は、作業現場に配置されている壁90を含む。ただし、本開示における作業情報教示装置では、特定部分、特定領域Rs及び観測対象は、前記実施形態のような具体例に限られない。 (A) In the above embodiment, the specific part includes the arm 5 and bucket 6 of the attachment 3, the specific area Rs includes the arm area Rb corresponding to the image of the arm 5 and the bucket area Rc corresponding to the image of the bucket 6, and the observation target includes a wall 90 located at the work site. However, in the work information teaching device disclosed herein, the specific part, the specific area Rs, and the observation target are not limited to the specific examples such as those in the above embodiment.

(B)接近度表示は、必ずしも特定領域の範囲の全体に行われなくてもよく、特定領域の範囲の一部にのみ行われてもよい。また、接近度表示は上述したようなグラデーションでなくてもよい。例えば、特定領域の範囲内に文字、図形などを用いて接近度表示が行れてもよい。 (B) The proximity display does not necessarily have to be performed over the entire range of the specific area, but may be performed over only a portion of the range of the specific area. Also, the proximity display does not have to be a gradation as described above. For example, the proximity display may be performed using characters, figures, etc. within the range of the specific area.

(C)前記実施形態では、作業機械100が作業情報教示装置101を備えているが、本開示における作業情報教示装置は、必ずしも作業機械に含まれていなくてもよく、作業機械とは別に設けられていてもよい。 (C) In the above embodiment, the work machine 100 is equipped with a work information teaching device 101, but the work information teaching device in this disclosure does not necessarily have to be included in the work machine and may be provided separately from the work machine.

(D)前記実施形態では、位置情報検出器が3次元情報検出器40により構成されるが、本開示に係る位置情報検出器は、観測対象の位置情報を検出できる検出器であればよく、3次元情報検出器40に限られない。 (D) In the above embodiment, the position information detector is configured by a three-dimensional information detector 40, but the position information detector according to the present disclosure may be any detector capable of detecting the position information of an observation target, and is not limited to a three-dimensional information detector 40.

(E)本開示における作業情報教示装置では、入力器80は省略可能である。 (E) In the work information teaching device disclosed herein, the input device 80 can be omitted.

(F)本開示における作業情報教示装置は、作業現場像のうち特定部分の周辺の像に何らかの情報(特定情報)を重畳表示することを完全に排除するものではない。すなわち、本開示における作業情報教示装置は、作業現場像のうち特定領域(作業機械の特定部分の像に対応する領域)の範囲内に接近度表示を行うので、作業現場像のうち特定領域の周辺の像に何らかの特定情報を重畳表示する場合でもその特定情報の表示領域を最小限に抑えることができる。 (F) The work information teaching device disclosed herein does not completely exclude the superimposition of some information (specific information) on an image surrounding a specific portion of the work site image. In other words, the work information teaching device disclosed herein displays the proximity within a specific area (an area corresponding to an image of a specific portion of the work machine) of the work site image, so that even when some specific information is superimposed on an image surrounding a specific area of the work site image, the display area of the specific information can be minimized.

1 :下部走行体
2 :上部旋回体
3 :アタッチメント
4 :ブーム
5 :アーム
6 :バケット
13 :カウンタウエイト
30 :姿勢検出器
31 :ブーム姿勢センサ
32 :アーム姿勢センサ
33 :バケット姿勢センサ
34 :旋回体姿勢センサ
40 :3次元情報検出器(位置情報検出器の一例)
50 :表示器
60 :コントローラ
80 :入力器
90 :前方の壁(観測対象の一例)
92 :後方の壁(観測対象の一例)
100 :作業機械
101 :作業情報教示装置
102 :作業現場
200 :作業現場画像(作業現場像の一例)
201 :壁の画像(作業現場像に含まれる像の一例)
202 :壁の周りの光景の画像(作業現場像に含まれる像の一例)
Ra :ブーム領域
Rb :アーム領域
Rc :バケット領域
Rs :特定領域
Rw :現場像領域
X :最短接近度
1: Lower travelling body 2: Upper rotating body 3: Attachment 4: Boom 5: Arm 6: Bucket 13: Counterweight 30: Attitude detector 31: Boom attitude sensor 32: Arm attitude sensor 33: Bucket attitude sensor 34: Rotating body attitude sensor 40: Three-dimensional information detector (an example of a position information detector)
50: Display unit 60: Controller 80: Input unit 90: Front wall (an example of an observation target)
92: Rear wall (example of observed object)
100: Work machine 101: Work information teaching device 102: Work site 200: Work site image (an example of a work site image)
201: Image of a wall (an example of an image included in a work site image)
202: Image of the scene around the wall (an example of an image included in the work site image)
Ra: Boom area Rb: Arm area Rc: Bucket area Rs: Specific area Rw: Site image area X: Minimum approach

Claims (16)

機体と前記機体に支持されるアタッチメントとを備える作業機械が行う作業に関する情報をオペレータに教示するための作業情報教示装置であって、
前記作業機械に含まれる特定部分と作業現場における観測対象との接近度を演算するコントローラと、
前記作業現場の像である作業現場像を前記オペレータが視認することが可能な現場像領域に前記接近度を示す接近度表示を行う表示器と、を備え、
前記コントローラは、前記現場像領域の一部の領域であって前記特定部分の像に対応する特定領域の範囲内に前記接近度表示を行わせるように構成されている、作業情報教示装置。
A work information teaching device for teaching an operator information regarding a work performed by a work machine including a machine body and an attachment supported on the machine body,
a controller that calculates a proximity between a specific part included in the work machine and an observation target at a work site;
a display that displays the degree of proximity in a scene image area where the operator can view a scene image that is an image of the scene,
The controller is configured to display the proximity within a specific area that is a part of the site image area and corresponds to the image of the specific portion.
前記観測対象の位置情報を検出する位置情報検出器と、
前記作業機械の姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢検出器と、をさらに備え、
前記コントローラは、前記位置情報と前記姿勢情報とを用いて前記接近度を演算する、請求項1に記載の作業情報教示装置。
a position information detector for detecting position information of the observation target;
a posture detector that detects posture information related to the posture of the work machine,
The task information teaching device according to claim 1 , wherein the controller calculates the degree of approach using the position information and the attitude information.
前記作業機械の姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢検出器をさらに備え、
前記コントローラは、前記特定部分の形状に関するデータである形状データを予め記憶しており、前記形状データと前記姿勢情報とを用いて前記特定領域を特定する、請求項1に記載の作業情報教示装置。
a posture detector for detecting posture information relating to a posture of the work machine,
2 . The task information teaching device according to claim 1 , wherein the controller prestores shape data relating to a shape of the specific portion, and specifies the specific area using the shape data and the attitude information.
前記コントローラは、前記接近度の限界として設定された限界接近度に前記接近度が達したときに、前記接近度表示を予め設定された表示態様に変化させる、請求項1に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 1, wherein the controller changes the proximity display to a preset display mode when the proximity reaches a limit proximity set as a limit of the proximity. 前記限界接近度の設定を変更するための入力を受ける入力器をさらに備える、請求項4に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 4, further comprising an input device for receiving an input for changing the setting of the limit approach degree. 前記コントローラは、前記限界接近度と当該限界接近度とは異なる第2の限界接近度とを含む複数の限界接近度を記憶しており、予め設定された選択基準に基づいて前記複数の限界接近度のうちの何れかを選択し、選択された限界接近度に前記接近度が達したときに、前記接近度表示を前記表示態様に変化させる、請求項4に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 4, wherein the controller stores a plurality of limit approaches including the limit approach and a second limit approach different from the limit approach, selects one of the plurality of limit approaches based on a preset selection criterion, and changes the approach display to the display mode when the approach reaches the selected limit approach. 前記コントローラは、前記特定部分において予め設定された点である代表点と前記観測対象との距離を前記接近度として演算する、請求項1に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 1, wherein the controller calculates the distance between the observation target and a representative point, which is a point preset in the specific portion, as the proximity. 前記アタッチメントは、第1部分と第2部分とを有し、
前記特定部分は、前記第1部分と前記第2部分とを含み、
前記特定領域は、前記第1部分の像に対応する第1領域と、前記第2部分の像に対応する第2領域と、を含む、請求項1に記載の作業情報教示装置。
The attachment has a first portion and a second portion;
The specific portion includes the first portion and the second portion,
The task information teaching device according to claim 1 , wherein the specific area includes a first area corresponding to the image of the first portion and a second area corresponding to the image of the second portion.
前記コントローラは、前記第1部分及び前記第2部分のうち前記観測対象に近い方の部分を前記オペレータが把握できるような表示態様で、前記第1領域の範囲内に前記第1部分と前記観測対象との接近度を示す第1接近度表示を行わせるとともに、前記第2領域の範囲内に前記第2部分と前記観測対象との接近度を示す第2接近度表示を行わせるように構成されている、請求項8に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 8, wherein the controller is configured to display a first proximity indication indicating the proximity between the first part and the observation target within the range of the first region, and to display a second proximity indication indicating the proximity between the second part and the observation target within the range of the second region, in a display manner that allows the operator to grasp which of the first part and the second part is closer to the observation target. 前記コントローラは、予め設定された条件が満たされた場合に、前記第1領域の範囲内に前記接近度表示を行わせ、前記第2領域において前記第2部分の像を前記オペレータが視認できるように前記第2領域の範囲内における前記接近度表示を回避させる、請求項8に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 8, wherein the controller, when a preset condition is satisfied, causes the proximity display to be performed within the range of the first area, and causes the proximity display to be avoided within the range of the second area so that the operator can visually recognize the image of the second part in the second area. 前記コントローラは、前記作業機械の前記特定部分が前記現場像領域の範囲外にあり、かつ、前記特定部分と前記作業現場における障害物との距離が予め設定された閾値以下である場合に警報を発するように構成されている、請求項1に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 1, wherein the controller is configured to issue an alarm when the specific part of the work machine is outside the range of the scene image area and the distance between the specific part and an obstacle in the work scene is equal to or less than a preset threshold. 前記観測対象は、前記作業現場において前記特定部分が動くことが許容される限界として設定された許容限界位置を含み、
前記コントローラは、前記特定部分と前記許容限界位置との距離を前記接近度として演算する、請求項1に記載の作業情報教示装置。
the observation target includes an allowable limit position set as a limit within which the specific part is allowed to move in the work site;
The work information teaching device according to claim 1 , wherein the controller calculates a distance between the specific portion and the allowable limit position as the degree of proximity.
前記作業機械は、前記作業機械から離れた遠隔地に配置された遠隔操作器により操縦されるように構成され、
前記表示器は、前記遠隔地に配置されている、請求項1に記載の作業情報教示装置。
The work machine is configured to be operated by a remote controller disposed at a remote location away from the work machine;
The work information teaching device according to claim 1 , wherein the display is disposed at the remote location.
前記コントローラは、前記接近度に関する情報を、前記作業機械から離れた位置に配置された管理装置に送信するように構成されている、請求項1に記載の作業情報教示装置。 The work information teaching device according to claim 1, wherein the controller is configured to transmit information relating to the proximity to a management device located at a position remote from the work machine. 前記現場像領域は、前記作業機械のキャブにおけるフロントウインドに配置された透明板の少なくとも一部を含み、
前記表示器は、前記透明板に前記接近度表示を行うように構成されている、請求項1に記載の作業情報教示装置。
the scene image area includes at least a portion of a transparent plate disposed on a front window of a cab of the work machine;
The task information teaching device according to claim 1 , wherein the display is configured to display the proximity on the transparent plate.
請求項1~15の何れか1項に記載の作業情報教示装置と、
前記機体と、
前記アタッチメントと、を備える作業機械。
A work information teaching device according to any one of claims 1 to 15,
The airframe;
A work machine comprising the attachment.
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