JP7202193B2 - 作業機械の制御装置、作業機械、及び作業機械の制御方法 - Google Patents
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Description
以下、第1の実施形態に係る作業機械の制御装置について、図1~図11を参照しながら詳細に説明する。
図1は、第1の実施形態に係る作業機械の構造を示す図である。
油圧ショベルである作業機械1は、作業現場等において土砂などを掘削、整地する。
図1に示すように、油圧ショベルである作業機械1は、走行するための下部走行体11と、下部走行体11の上部に設置され旋回可能な上部旋回体12とを有してなる。また、上部旋回体12には、運転室12A、作業機12B、及び、2つのGNSSアンテナN1、N2が設けられている。
油圧ショベルである作業機械1が具備する上述の上部旋回体12、ブームBM、アームAR及びバケットBKは、作業機械1の可動部の一態様である。
図2は、第1の実施形態に係る作業機械の運転室の構成を示す図である。
操作レバーL1及び操作レバーL2は、運転室12A内のシートSTの左右に配置される。また、フットペダルF1及びフットペダルF2は、運転室12A内、シートSTの前方、床面に配置される。
図3は、第1の実施形態に係る制御装置2の機能構成を示す図である。
図3に示すように、制御装置2は、CPU20と、メモリ21と、表示パネル22と、タッチセンサ23と、通信インタフェース24と、ストレージ25とを備えている。なお、CPU20は、FPGA、GPU等、これに類するものであれば如何なる態様のものであってもよい。
なお、他の実施形態においては、入力デバイスはタッチセンサに限られず、タッチセンサ以外の入力デバイスであってもよい。
なお、上記所定のプログラムは、制御装置2に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージ25に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、制御装置2は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてPLD(Programmable Logic Device)などのカスタムLSI(Large Scale Integrated Circuit)を備えてもよい。PLDの例としては、PAL(Programmable Array Logic)、GAL(Generic Array Logic)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
なお、他の実施形態において、タッチセンサ23の代わりにマウスを具備する場合には、位置指定受付部201は、クリック操作がなされた際のマウスカーソルの位置を取得する。
図4は、第1の実施形態に係る制御装置の処理フローを示す図である。
図5は、第1の実施形態に係る状態画像の例を示す図である。
以下、図4、図5を参照しながら、制御装置2が行う具体的な処理の流れについて詳細に説明する。
俯瞰表示画像G2は、作業機械1及びその周辺地形の俯瞰画像であって、上方から見た作業機械1の動作状態を示す作業機械モデル画像G20と、当該作業機械1の周辺地形の俯瞰図を示す地形画像G21とを含んで構成される。
バケット正面画像G3は、バケットBK及びその周辺地形の正面表示画像であって、正面から見たバケットBKの動作状態を示す作業機械モデル画像G30と、当該バケットBKの周辺地形の横断面を示す地形画像G31とを含んで構成される。ここでの周辺地形は、設計面であってもよいし、現況地形であってもよい。
ここで、制御装置2のCPU20は、シリンダSL1、SL2、SL3の各々に取り付けられたセンサ、または、IMU等の角度センサを通じて、作業機械1の各可動部の動作状態、即ち、上部旋回体12に対するブームBMの角度、ブームBMに対するアームARの角度、及び、アームARに対するバケットBKの角度を計算する。位置指定受付部201は、各可動部の動作状態の計算結果を、作業機械モデル画像G10、G20、G30の各要素画像に適用する。これにより、作業機械1の可動部の実際の動作と連動して、各作業機械モデルG10、G20、G30の形状が変化する。
図5に示すように、ガイダンス画像G4は、状態画像Gの縦方向に配列された複数の指標画像G40で構成される。指標画像G40は有色表示又は無色表示され、有色表示された指標画像G40のうち最も下の指標画像G40がバケットBKの刃先位置に対応する。
バケットBKの刃先が設計面よりも下方に位置する場合には、基準位置画像G41が付された指標画像G40よりも下の指標画像G40が有色表示される。
図6~図11は、第1の実施形態に係る画面制御部の機能を説明するための図である。
以下、図6~図11を参照しながら、画面制御部203によるステップS01~S03の処理について詳しく説明する。
図6及び図7は、パーツ画像の種別がアタッチメント画像G101であった場合の画面制御を説明するための図である。
まず、表示パネル22には状態画像Gが表示されているものとする(図6のステップS10)。
この状態において、オペレータが、側面図画像G1に含まれる作業機械モデル画像G10のうちアタッチメント画像G101をタッチしたとする。この場合、画面制御部203は、表示パネル22に表示する画像を、状態画像Gからアタッチメント選択メニュー画像M1に遷移させる(図6のステップS11)。具体的には、アタッチメント画像G101と、遷移先の画面をリンクしておき、画面制御部203は、種別特定部202によってアタッチメント画像G101が特定されると、リンクされたアタッチメント選択メニュー画像M1に遷移させる。
アタッチメント選択メニュー画像M1では、複数のアタッチメントに対応する選択ボタン画像B1、B2、B3が表示される。ここで、選択ボタン画像B1は、例えば、現在のバケットに対応するものであり、選択ボタンB2は、例えば、バケットAに対応するものであり、選択ボタンB3は、例えば、ブレーカに対応するものである。
次に、オペレータは、アタッチメント選択メニュー画像M1に表示される選択ボタン画像B1~B3のうち、交換後のアタッチメントに対応するものをタッチして選択する。そうすると、画面制御部203は、表示パネル22に表示する画像を、アタッチメント選択メニュー画像M1から状態画像Gに遷移させる(図7のステップS12)。
図8は、パーツ画像の種別がガイダンス画像G4であった場合の画面制御を説明するための図である。
まず、表示パネルG22には状態画像Gが表示されているものとする(図8のステップS20)。
この状態において、オペレータが、ガイダンス画像G4をタッチしたとする。この場合、画面制御部203は、表示パネル22に表示する画像を、状態画像Gからガイダンス設定メニュー画像M2に遷移させる(図8のステップS21)。具体的には、ガイダンス画像G4と、遷移先の画面をリンクしておき、画面制御部203は、種別特定部202によってガイダンス画像G4が特定されると、ガイダンス画像G4のリンク先であるガイダンス設定メニュー画像M2に遷移させる。ガイダンス設定メニュー画像M2では、入力フォームF1~F3を通じて、指標画像G40の間隔Idと、バケットBKの刃先から設計面までの間隔dとの対応関係の設定変更を行うことができる。また、ガイダンス設定メニュー画像M2では、アラーム音に関する設定変更メニューF4からアラーム音の音量、音種等の設定変更を行うことができる。
このようにすることで、オペレータは、ガイダンス画像G4の表示設定を簡便かつ直感的な操作で変更することができる。
図9は、パーツ画像の種別が作業機械モデル画像G10(G20、G30)であった場合の画面制御を説明するための第1の図である。
まず、表示パネルG22には状態画像Gが表示されているものとする(図9のステップS30)。
この状態において、オペレータが、側面図画像G1に含まれる作業機械モデル画像G10のうちエンジンが搭載されている箇所に対応する領域G10eをタッチしたとする。この場合、画面制御部203は、状態画像Gに、エンジンに関する各種情報を示す情報テーブルT1を表示させる(図9のステップS31)。
なお、オペレータが、側面図画像G1に含まれる作業機械モデル画像G10のうち、作業機械10のエンジン以外の他の構成部品が搭載されている箇所に対応するパーツ画像をタッチした場合、画面制御部203は、当該構成部品に関する各種情報を示す情報テーブルを表示させる。
このようにすることで、オペレータは、エンジン等の構成部品に関する各種情報を、簡便かつ直感的な操作で把握することができる。
図10は、パーツ画像の種別が作業機械モデル画像G10(G20、G30)であった場合の画面制御を説明するための第2の図である。
まず、表示パネルG22には状態画像Gが表示されているものとする(図10のステップS40)。なお、この時点における状態画像Gの作業機械モデル画像G10の表示形式は、「通常表示」とされている。「通常表示」とは、作業機械1の外観を再現した作業機械モデル画像G10(G20、G30)の表示形式である。
この状態において、オペレータが、側面図画像G1に含まれる作業機械モデル画像G10のうちいずれの構成部品にも対応していない位置をタッチしたとする。この場合、画面制御部203は、作業機械モデル画像G10(G20、G30)の表示態様を変更する(図10のステップS41)。図10に示す例では、作業機械モデル画像G10(G20、G30)の表示形式が、「通常表示」から「透過表示」に切り替えられる。「通常表示」とは、作業機械1の外観までを表した作業機械モデル画像G10(G20、G30)の表示形式である。「透過表示」とは、例えば、スケルトン表示、または半透明表示である。
このようにすることで、オペレータは、作業機械モデル画像G10(G20、G30)の表示形式を簡便かつ直感的な操作で変更することができる。
図11は、パーツ画像の種別が状態画像Gの背景画像G0であった場合の画面制御を説明するための図である。
まず、表示パネルG22には状態画像Gが表示されているものとする(図11のステップS50)。なお、この時点における状態画像Gの背景画像G0の色は、例えば、「白」等の標準設定色に設定されていたとする。
この状態において、オペレータが、状態画像Gの背景画像G0をタッチしたとする。この場合、画面制御部203は、背景画像G0の色を変更する(図11のステップS51)。これにより、状態画像Gの背景画像G0の色が、標準設定色(白)から例えば、「青」等の他の設定色に切り替えられる。
このようにすることで、オペレータは、背景画像G0の色を簡便かつ直感的な操作で変更することができる。
以上のとおり、第1の実施形態に係る制御装置2によれば、オペレータは、状態画像Gを直接タッチすることで、タッチされたパーツ画像に応じた画面制御を行うことができる。したがって、極めて簡便かつ直感的な操作で設定変更を行うことができる。
本実施形態に係る制御装置2によれば、状態画像Gに専用のショートカットアイコン等を設けなくともよいので、一画面に含むことのできる情報量を低減させずに済む。
即ち、制御装置によれば、一画面に表示できる情報量を制限することなく、簡便な操作で設定変更を行うことができる。
以下、第2の実施形態に係る制御装置について、図12~図13を参照しながら詳細に説明する。
図12は、第2の実施形態に係る状態画像の例を示す図である。
図12に示す状態画像Gは、作業機械1の内部状態を示す各種ゲージ画像Gm1、Gm2、Gm3を含む画像である。具体的には、ゲージ画像Gm1は、エンジン冷却水温度を示すゲージ画像である。また、ゲージ画像Gm2は、作動油温度を示すゲージ画像である。また、ゲージ画像Gm3は、燃料の残量を示すゲージ画像である。なお、状態画像Gは、少なくともGm1、Gm2、Gm3のいずれか一つを含む画像であってもよい。また、各種ゲージ画像は、車速や、積み込み量を示すゲージ画像など、作業機械1の内部状態を示すその他のゲージ画像であってもよい。
第2の実施形態に係る画面制御部203は、図12に示す状態画像Gに対し、オペレータによるタッチを受け付けた際に、当該タッチ位置で示されるゲージ画像Gm1、Gm2、Gm3のいずれかについての画面制御を行う。
図13は、第2の実施形態に係る画面制御部の機能を説明するための図である。
図13は、タッチされたパーツ画像の種別が、ゲージ画像Gm1であった場合の画面制御を説明するための図である。
まず、表示パネルG22には状態画像Gが表示されているものとする(図13のステップS60)。
この状態において、オペレータが、ゲージ画像Gm1をタッチしたとする。この場合、画面制御部203は、表示パネル22に表示する画像を、状態画像Gから水温ゲージ設定メニュー画像M3に遷移させる(図13のステップS61)。具体的には、水温ゲージ設定メニュー画像M3と、遷移先の画面をリンクしておき、画面制御部203は、種別特定部202によって水温ゲージ設定メニュー画像M3が特定されると、ゲージ画像Gm1のリンク先である水温ゲージ設定メニュー画像M3に遷移させる。水温ゲージ設定メニュー画像M3では、入力フォームF5~F7を通じて、ゲージ画像Gm1で表示する水温の上限値、下限値、アラーム設定値の設定変更を行うことができる。
以上、第1、第2の実施形態に係る制御装置2について詳しく説明したが、制御装置2の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
即ち、他の実施形態に係る制御装置2は、アタッチメント画像G101、ガイダンス画像G4、作業機械モデル画像G10、背景画像G0のうちの少なくともいずれか一つについて、上記態様の画面制御を行う態様であってもよい。
例えば、他の実施形態に係る制御装置2は、状態画像Gに対するダブルタップ、長押し、スワイプ等、タップ以外の指定を受け付けるものであってよい。この場合において、例えば以下のように、操作の種類ごとに異なる処理が割り当てられていてもよい。
・タップ:アタッチメント選択メニューに遷移
・ダブルタップ:寸法情報に遷移
即ち、他の実施形態に係る制御装置2は、例えば、ブーム、アーム、上部旋回体、下部走行体、エンジン、作動油フィルタ、モニタ装置等の作業機械を構成する画像をパーツ画像としてもよい。この場合、作業機械を構成する画像をタッチすると、作業機械を構成する画像に関連する画面に遷移してもよい。
即ち、他の実施形態に係る制御装置2は、パーツ画像が表示パネル22に1種類しか表示されていない等、パーツ画像の種別を特定する必要がない場合は、パーツ画像の種別を特定する処理を省略してもよい。つまり、図4のステップS02の処理を行わなくともよい。
例えば、他の実施形態に係る制御装置2は、作業機械1の外部に設置され、当該作業機械1の状態を遠隔で監視する端末装置であってもよい。また、制御装置2の構成を作業機械1と外部の端末装置に分けて搭載するものであってもよい。
また、制御装置2は、ラジコン用のモニタ装置であってもよいし、サービスマンや作業機械1の管理者が携帯するスマートフォン、タブレット型端末などであってもよい。
制御装置2は、油圧ショベルの他、ホイールローダ、ダンプトラックなど種々の作業機械に適用可能である。
Claims (10)
- 表示パネルに表示される作業機械の状態を示す状態画像に対する位置の指定を特定する位置指定受付部と、
前記特定された位置に応じた画面制御を行う画面制御部と、
前記特定された位置に表示されるパーツ画像の種別を特定する種別特定部と、
を備え、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械の動作状態を示す作業機械モデル画像であった場合、
前記画面制御部は、更に、前記作業機械モデル画像を構成するパーツ画像に応じた画面制御を行い、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械のアタッチメントの状態を示すアタッチメント画像であった場合、
前記画面制御部は、アタッチメントの選択を受け付ける画面に遷移する
作業機械の制御装置。 - 表示パネルに表示される作業機械の状態を示す状態画像に対する位置の指定を特定する位置指定受付部と、
前記特定された位置に応じた画面制御を行う画面制御部と、
前記特定された位置に表示されるパーツ画像の種別を特定する種別特定部と、
を備え、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械の動作状態を示す作業機械モデル画像であった場合、
前記画面制御部は、更に、前記作業機械モデル画像を構成するパーツ画像に応じた画面制御を行い、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械のアタッチメントの状態を示すアタッチメント画像であった場合、
前記画面制御部は、現在表示中のアタッチメント画像を他のアタッチメント画像に変更する
作業機械の制御装置。 - 前記パーツ画像の種別が前記作業機械の動作状態を示す作業機械モデル画像であった場合、
前記画面制御部は、前記作業機械モデル画像のうちの前記指定された位置に応じた構成部品に関する情報を表示する
請求項1または請求項2に記載の作業機械の制御装置。 - 前記パーツ画像の種別が前記作業機械の動作状態を示す作業機械モデル画像であった場合、
前記画面制御部は、前記作業機械モデル画像の表示形式を変更する
請求項1または請求項2に記載の作業機械の制御装置。 - 前記パーツ画像の種別が前記作業機械と周辺地形との位置関係を示すガイダンス画像であった場合、
前記画面制御部は、前記ガイダンス画像による前記位置関係の表示設定の変更を受け付ける画面に遷移する
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の作業機械の制御装置。 - 前記パーツ画像の種別が前記作業機械と周辺地形との位置関係を示すガイダンス画像であった場合、
前記画面制御部は、前記ガイダンス画像による前記位置関係の表示設定を変更する
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の作業機械の制御装置。 - 前記パーツ画像の種別が前記作業機械の内部状態を示すゲージ画像であった場合、
前記画面制御部は、前記ゲージ画像に関する表示設定を変更する
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の作業機械の制御装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の作業機械の制御装置を備える
作業機械。 - 表示パネルに表示される作業機械の状態を示す状態画像に対する位置の指定を特定するステップと、
前記状態画像の一部を構成するパーツ画像のうち、前記特定された位置に表示される画像に応じた画面制御を行うステップと、
前記特定された位置に表示されるパーツ画像の種別を特定するステップと、
を有し、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械の動作状態を示す作業機械モデル画像であった場合、
前記画面制御を行うステップでは、更に、前記作業機械モデル画像を構成するパーツ画像に応じた画面制御を行い、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械のアタッチメントの状態を示すアタッチメント画像であった場合、
前記画面制御を行うステップでは、アタッチメントの選択を受け付ける画面に遷移する
作業機械の制御方法。 - 表示パネルに表示される作業機械の状態を示す状態画像に対する位置の指定を特定する位置指定受付部と、
前記特定された位置に応じた画面制御を行う画面制御部と、
前記特定された位置に表示されるパーツ画像の種別を特定する種別特定部と、
を備え、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械の動作状態を示す作業機械モデル画像であった場合、
前記画面制御部は、更に、前記作業機械モデル画像を構成するパーツ画像に応じた画面制御を行い、
前記パーツ画像の種別が前記作業機械の動作状態を示す作業機械モデル画像であった場合、
前記画面制御部は、前記作業機械モデル画像のうちの前記指定された位置に応じた構成部品に関する情報を表示する
作業機械の制御装置。
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