JPH06264476A - 作業情報表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】土木車両による整地作業において、オペレータ
に作業機操作に必要な情報を提供することにより、整地
作業全体の作業効率を向上させる。 【構成】入力処理部５は車速センサ２と傾斜角センサ３
から入力した情報に基づいて、車両の水平及び垂直方向
の移動距離を算出する。表示データ生成部６は算出され
た移動距離を所定の時間間隔でサンプリングし、サンプ
リングデータを表示データ格納メモリ７に記憶する。表
示処理部８は表示データ格納メモリ７に記憶されている
サンプリングデータを表示用に加工処理し、表示装置９
で車両の水平及び垂直方向の走行軌跡としてグラフ表示
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ブレード及びバケッ
ト等の作業機を備えたブルドーザ等の土木車両に関し、
詳しくは前記土木車両に搭載され、整地作業時にオペレ
ータに各種の作業情報を提供する作業情報表示システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブルドーザ等の土木車両による整
地作業では、トランシット等による仕上げ面の傾斜計測
と整地作業を交互に行っていた。整地作業では、計測結
果を元に、オペレータが勘と経験により車両の状況（進
行方向の傾斜等）を判断して、車両及び作業機を操作し
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両及
び作業機の操作には相当な熟練を要するうえ、計測と作
業を交互に行うことから、時間と人員が必要になるとい
う問題点があった。

【０００４】この発明は、オペレータに必要な情報を提
供することにより、整地作業全体の作業効率を向上させ
ることのできる作業情報表示システムを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる作業情
報表示システムにおいては、車両の走行距離を検出する
走行距離検出手段と、車体の傾斜角度を検出する傾斜角
度検出手段と、前記検出された情報に基づいて車両の水
平及び垂直方向の移動距離を算出する入力処理手段と、
前記移動距離を所定の時間間隔でサンプリングするデー
タ処理手段と、前記サンプリングされたデータを記憶す
る記憶手段と、前記記憶されたデータから車両の水平及
び垂直方向の走行軌跡を生成する表示処理手段と、前記
生成された走行軌跡を視覚的に表示する表示手段とを具
えたことを特徴とする

【０００６】

【作用】各検出手段から入力された走行距離、傾斜角の
情報は入力処理手段に渡され、ここで、車両の水平及び
垂直方向の移動距離が算出される。データ処理手段で
は、前記算出された移動距離が所定の時間間隔でサンプ
リングされ、サンプリングデータが記憶手段に記憶され
る。表示処理手段では記憶手段に記憶されているサンプ
リングデータが表示用に加工処理され、このデータが表
示手段において車両の水平及び垂直方向の走行軌跡とし
てグラフ表示される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明に係わる作業情報表示システ
ムの一実施例を図面を参照しながら説明する。

【０００８】図２は、この発明に係わる作業情報表示シ
ステムを適用した土木車両（ブルドーザ）の概念図であ
る。図２において、車両１の駆動軸の一つには車両の車
速を検出するための車速センサ２が設けられ、本体内部
には車両の傾斜角度を検出するための傾斜角センサ３が
設けられている。また、運転席の前面にはユーザインタ
ーフェースとしての表示部４が設けられている。

【０００９】図１は、図２の車両に搭載された作業情報
表示システムの機能的な構成を示すブロック図である。

【００１０】車速センサ２及び傾斜角センサ３は、車両
の車速や傾斜角度を検出し、検出量に応じた信号を出力
する検出手段である。このうち、車速センサ２で検出さ
れた車速は、単位時間当たりの走行距離に変換され使用
される。したがって、車速センサの代わりに距離センサ
を設置してもよい。

【００１１】入力処理部５は、前記各センサからの信号
により車両の水平及び垂直方向の移動距離を算出する。
移動距離の算出は次のようにして行う。例えば、図３に
示すように車両がＡ点からＢ点まで移動した場合、 車速センサ信号……Ｖ 傾斜角センサ信号…θ とすると、水平及び垂直方向の移動距離は、 水平移動距離…ＳH ＝∫Ｖｃｏｓθｄｔ 垂直移動距離…ＳV ＝∫Ｖｓｉｎθｄｔ として求められる。

【００１２】表示データ生成部６は、後述の入力処理部
１１からの入力に対して、必要な表示データの作成を行
う。ここで、オペレータからの指示に対する処理を簡単
に説明する。

【００１３】計測開始の指示が入力された場合は、入力
処理部５で算出された水平及び垂直方向の移動距離を所
定の時間間隔でサンプリングし、サンプリングデータと
して表示データ格納メモリ７に記憶する。記憶されたサ
ンプリングデータは、必要に応じて画面上にグラフ表示
される。

【００１４】データ保存の指示が入力された場合は、保
存すべきデータのファイル名を入力するための画面を表
示し、計測済み、かつ未保存のデータを図示せぬ記憶手
段に保存する。

【００１５】データ再生の指示が入力された場合は、再
生すべきデータのファイル名を入力するための画面を表
示し、指定されたファイルのデータを画面上に表示す
る。

【００１６】目標設定の指示が入力された場合は、仕上
げ時の目標勾配などを入力するための画面を表示し、入
力されたデータを表示データ格納メモリ７に記憶する。

【００１７】ブレード操作方向の指示が入力された場合
は、表示データ格納メモリ７に記憶されている目標勾配
のデータと、この目標勾配に対するブレードの操作方向
を示した画面を表示する。

【００１８】表示データ格納メモリ７は、画面上で入力
された指示やデータのほか、サンプリングデータなどを
一時的に記憶する。なお、サンプリングデータは必要に
応じて磁気ディスクなどの不揮発性の記憶手段（図示せ
ず）に格納される。

【００１９】表示処理部８は、表示データ格納メモリ７
からサンプリングデータを取り出し、画面上でグラフ表
示するための画像データを生成する。ここでは、サンプ
リングデータを画面上に置き換えるための座標変換処理
を行い、サンプリングポイント間を直線で結んで画像デ
ータとする。この画像データは、後述の表示装置９で車
両の走行軌跡としてグラフ表示される。

【００２０】表示装置９は、表示処理部８で生成された
画像データを表示するためのディスプレイ装置であり、
表示画面上には透明なタッチパネル１０が併設されてい
る。タッチパネル１０は光センサや圧力センサなどによ
り構成され、オペレータが表示画面上に映し出された押
しボタン型のスイッチ映像に対して指などを接触させる
と、その位置を検出して画面上での位置情報として出力
する。このタッチパネル１０は、サンプリングされたデ
ータの保存、再生を指示するための入力手段として機能
するとともに、表示画面上の任意の点を指示したり、作
業機操作に必要な情報を入力するための入力手段として
も機能する。なお、上述したタッチパネルと同等の機能
を有するユーザインターフェースであれば、入力手段と
して用いることができる。

【００２１】表示画面上には、複数のモード項目からな
るメニュー画面と、このメニュー画面を通じて選択され
た各モードの画面が表示される。それぞれのモード画面
上には、車両の走行軌跡を表すグラフ、仮想キーボー
ド、各種入力エリア、指示選択のための絵文字、操作方
向指示のための矢印などのイメージ画像が表示される。
オペレータは上記イメージ画像を見ながら、計測開始、
データ保存、データ再生などの指示や、表示画面上の任
意の点の指定、作業機操作に必要な基準データなどの入
力をタッチパネル１０を通じて行う。

【００２２】入力処理部１１は、タッチパネル１０から
入力された位置情報に対応する指示を表示データ生成部
６に対して出力する。

【００２３】上記入力処理部５、表示データ生成部６、
表示データ格納メモリ７、表示処理部８、入力処理部１
１は、ＣＰＵ（中央処理装置）やＲＡＭなどを主要構成
要素とする回路により構成することができる。

【００２４】次に、上記作業情報表示システムの動作の
具体例について説明する。図４は、表示画面上に映し出
されたメニュー画面の説明図である。画面上には各モー
ドの項目が表示され、オペレータが希望するモードの表
示エリアを指で触れると、対応するモードの画面に切り
替わる。各モード画面から元のメニュー画面に戻すとき
は、モード画面上に設けられた「ＭＥＮＵ」スイッチを
押す。以下、各モードにおける表示画面について説明す
る。

【００２５】１．計測モード 図５は、計測モード画面の表示例を示す説明図である。
図５において、オペレータが計測開始スイッチ１２を押
すと、その時点での水平、垂直位置を基準として計測が
開始される。計測終了スイッチ１３を押すと計測が終了
する。メニュー画面呼び出しスイッチ１４を押せば、図
４のメニュー画面に戻すことができる。計測開始スイッ
チ１２が押されると、走行軌跡表示エリア１５の中に、
計測開始地点を規準点ポイントＰ（水平・垂直距離＝
０）とするスケールが表示され、このスケール上に車両
の走行軌跡が逐次グラフ表示される。走行軌跡上には車
両の現在位置を示すカーソル１６が表示され、同時に現
在のカーソル位置が基準点Ｐに対してどのくらい離れて
いるかを示す数値が同じエリア内の右下に表示される。
車両の移動に伴ってカーソル位置も変化するが、カーソ
ルの位置は走行軌跡上の任意の点を指などで押すことに
より変更することができる。

【００２６】この計測モードでは、車両の水平及び垂直
方向の走行軌跡が画面上でグラフ表示されるので、熟練
したオペレータでなくても適切な作業機操作を行うこと
ができる。また、整地作業と仕上げ面の計測を同時に行
うことができるため、従来に比べて時間と人員を削減す
ることができる。

【００２７】ここで、計測モードにおける処理の流れを
図６のフローチャートを用いて説明する。

【００２８】まず、車速センサ２、傾斜角センサ３から
逐次信号を入力し（ステップ１０１）、入力処理部５に
おいて水平／垂直方向の移動距離を算出する（ステップ
１０２）。表示データ生成部６では、水平／垂直方向の
移動距離が算出された時点でサンプリングタイムかどう
かを判断し（ステップ１０３）、サンプリングタイムで
あれば、その時点での水平／垂直方向の移動距離のデー
タを表示データ格納メモリ７に記憶する（ステップ１０
４）。次に、計測終了かどうかを判断し（ステップ１０
５）、終了でなければステップ１０１に戻る。ステップ
１０１〜１０４までの処理を繰り返すことにより、表示
データ格納メモリ７にはサンプリングデータが記憶され
ることになる。ステップ１０５で計測終了であるとき
は、表示データ格納メモリ７に記憶したサンプリングデ
ータを保存する旨の指示があるかどうかを判断し（ステ
ップ１０６）、データ保存の指示があるときは表示デー
タ格納メモリ７に記憶されているサンプリングデータを
不揮発性の記憶手段に記憶する（ステップ１０７）。

【００２９】２．データ保存モード 図７は、データ保存モード画面の表示例を示す説明図で
ある。図７において、画面上には仮想キーボード１７と
ファイル名表示エリア１８が表示されている。仮想キー
ボード１７には、１０キーやアルファベットキーなどが
用意されており、ここで入力したファイル名がファイル
名表示エリア１８に表示される。オペレータは、すでに
計測済みで、かつ未保存のデータがある場合は、この仮
想キーボード１７を通じてデータのファイル名を入力し
た後、仮想キーボード１７のリターンキーを押すことに
より、データを保存することができる。また、メニュー
画面呼び出しスイッチ１４を押せば、図４のメニュー画
面に戻すことができる。なお、計測が終了していない
か、またはすでにデータを保存している場合は、図８に
示すような画面が表示される。

【００３０】３．データ再生モード 図９は、データ再生モード画面の表示例を示す説明図で
ある。図９において、画面上には図７と同様に仮想キー
ボード１７とファイル名表示エリア１８が表示されてい
る。オペレータは仮想キーボード１７からの入力によ
り、再生したいデータのファイル名を入力し、サーチキ
ー１９を押す。この結果、図１０に示すような画面状態
となる。図１０の画面では、保存されているファイル名
が一覧形式のリストで表示される。オペレータは、上下
スクロールキー２０によりリスト内容を上下にスクロー
ルさせ、所望のファイルを捜し出す。ファイル選択が終
了すると、図５の計測モード画面に移行し、選択された
ファイル内容に従って走行軌跡を表示する。また、メニ
ュー画面呼び出しスイッチ１４を押せば、図４のメニュ
ー画面に戻すことができる。

【００３１】４．目標設定モード 図１１は、目標設定モード画面の表示例を示す説明図で
ある。図１１において、画面上には１０キー２１、設定
値表示エリア２２、アップダウンキー２３が表示され、
整地仕上げ時の目標勾配を入力することができる。オペ
レータは１０キー２１による入力か、あるいはアップダ
ウンキー２３を押して設定値を増減することにより目標
勾配の設定を行う。設定された目標勾配は表示データ格
納メモリ７（図１）に記憶される。また、メニュー画面
呼び出しスイッチ１４を押せば、図４のメニュー画面に
戻すことができる。

【００３２】５．ブレード操作指示モード 図１２は、ブレード操作指示モード画面の表示例を示す
説明図である。図１２において、画面上には目標設定モ
ードで入力された目標勾配を表示する目標勾配表示エリ
ア２４と、ブレードの３種類の操作方向を示す矢印２５
が表示されている。このモードでは、目標勾配に対して
車両の進行方向の傾斜がどのような状態かを知ることが
できる。具体的には、目標勾配より車両の進行方向の傾
斜角が小さいときは上側の矢印が表示され、目標勾配よ
り車両の進行方向の傾斜角が大きいときは下側の矢印が
表示される。また、目標勾配と車両の進行方向の傾斜角
が同じときは上下矢印の間にある中間マークが表示され
る。したがって、オペレータは画面上の矢印方向を見な
がら適切なブレード操作を行うことができる。また、メ
ニュー画面呼び出しスイッチ１４を押せば、図４のメニ
ュー画面に戻すことができる。

【００３３】ここで、ブレード操作指示モードにおける
処理の流れを図１３のフローチャートを用いて説明す
る。

【００３４】まず、傾斜角センサからの信号を入力し
（ステップ２０１）、設定された目標勾配の値を取得す
る（ステップ２０２）。そして、目標勾配と車両の進行
方向の傾斜角を比較する（ステップ２０３）。ここで、
目標勾配より車両の進行方向の傾斜角が小さいときは上
側の矢印を表示し（ステップ２０４）、目標勾配より車
両の進行方向の傾斜角が大きいときは下側の矢印を表示
する（ステップ２０５）。また、目標勾配と車両の進行
方向の傾斜角が同じであるときは±０を示す中間マーク
を表示する（ステップ２０６）。

【００３５】上述したように、この実施例の作業情報表
示システムでは、車両の水平及び垂直方向の走行軌跡が
画面上で表示されるので、オペレータは画面を見ながら
車両や作業機の操作を行うことができる。また、表示画
面を切り替えることにより、計測したデータの保存、再
生を行うことができる。さらに、目標勾配を入力するこ
とにより、作業機操作に必要な情報を容易に得ることが
できる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
作業情報表示システムでは、センサからの信号に基づい
て生成した車両の水平及び垂直方向の走行軌跡を画面上
に表示するようにしたので、熟練したオペレータでなく
ても適切な作業機操作を行うことができる。また、整地
作業と仕上げ面の計測を同時に行うことができるので、
従来に比べて時間と人員を大幅に削減することができ
る。したがって、整地作業全体の作業効率を向上させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の車両に搭載された作業情報表示システ
ムの機能的な構成を示すブロック図。

【図２】実施例の作業情報表示システムを適用した土木
車両の概念図。

【図３】車両の水平及び垂直方向の移動距離を算出する
場合の説明図。

【図４】表示画面上に映し出されたメニュー画面の説明
図。

【図５】計測モード画面の表示例を示す説明図。

【図６】計測モードにおける処理の流れを示すフローチ
ャート。

【図７】データ保存モード画面の表示例を示す説明図。

【図８】データ保存モード画面の表示例を示す説明図。

【図９】データ再生モード画面の表示例を示す説明図。

【図１０】データ再生モード画面の表示例を示す説明
図。

【図１１】目標設定モード画面の表示例を示す説明図。

【図１２】ブレード操作指示モード画面の表示例を示す
説明図。

【図１３】ブレード操作指示モードにおける処理の流れ
を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…車両、 ２…車速センサ、 ３…傾斜角センサ、 ５…入力処理部、 ６…表示データ生成部、 ７…表示データ格納メモリ、 ８…表示処理部、 ９…表示装置、 １０…タッチパネル、 １１…入力処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の走行距離を検出する走行距離検出手
   段と、 車体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、 前記検出された情報に基づいて車両の水平及び垂直方向
   の移動距離を算出する入力処理手段と、 前記移動距離を所定の時間間隔でサンプリングするデー
   タ処理手段と、 前記サンプリングされたデータを記憶する記憶手段と、 前記記憶されたデータから車両の水平及び垂直方向の走
   行軌跡を生成する表示処理手段と、 前記生成された走行軌跡を視覚的に表示する表示手段
   と、 を具えたことを特徴とする作業情報表示システム。
2. 【請求項２】サンプリングされたデータの保存、再生を
   指示するための入力手段を具えたことを特徴とする請求
   項１記載の作業情報表示システム。
3. 【請求項３】車両の操作に必要な情報を入力するための
   入力手段を具えたことを特徴とする請求項１ないし請求
   項２記載の作業情報表示システム。