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CN113491110A - 显示装置、挖土机、信息处理装置 - Google Patents

显示装置、挖土机、信息处理装置 Download PDF

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CN113491110A
CN113491110A CN202080017171.9A CN202080017171A CN113491110A CN 113491110 A CN113491110 A CN 113491110A CN 202080017171 A CN202080017171 A CN 202080017171A CN 113491110 A CN113491110 A CN 113491110A
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CN
China
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shovel
display device
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operator
information image
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CN202080017171.9A
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Inventor
伊藤匠
小野寺将
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及显示装置、挖土机、信息处理装置，提供在显示用于支援通过挖土机进行的工作的信息图像时，能够促使操作人员更直观地掌握的技术。本发明的一实施方式所涉及的显示装置在从挖土机(100)观察施工区域、附属装置的周围图像或者从挖土机(100)观察施工区域、附属装置的操作人员的视野中显示与挖掘工作相关的信息图像。并且，本发明的另一实施方式所涉及的挖土机(100)具备具有上述功能的显示装置(显示装置(50))。并且，本发明的又一实施方式所涉及的管理装置(200)具备具有上述功能的显示装置(远程操作用显示装置(230A))、与挖土机(100)进行通信的通信装置(220)、供使用者经由通信装置(220)对挖土机(100)进行远程操作的远程操作装置(240A)。

Description

显示装置、挖土机、信息处理装置
技术领域
本发明涉及显示装置等。
背景技术
例如，已知有一种使支援通过挖土机进行的工作的信息图像显示于操纵室内的显示装置的技术(参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/026469号
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，仅通过显示于显示装置的信息图像，对于操作人员来说，有可能存在难以直观地掌握的情况。
因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在显示用于支援通过挖土机进行的工作的信息图像时，能够促使操作人员更直观地掌握的技术。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一实施方式中提供一种显示装置，其在从挖土机观察施工区域的周围图像或使用者的视野中显示与挖掘工作相关的信息图像。
并且，本发明另一实施方式中提供一种挖土机，其在操纵室内具备上述显示装置。
并且，本发明的又一实施方式中提供一种信息处理装置，其具备：上述显示装置；与所述挖土机进行通信的通信装置；及使用者经由所述通信装置对所述挖土机进行远程操作的操作装置。
发明的效果
根据上述实施方式，能够提供一种在显示用于支援通过挖土机进行的工作的信息图像时，能够促使操作人员更直观地掌握的技术。
附图说明
图1是表示一实施方式所涉及的挖土机的一例的侧视图。
图2A是表示一实施方式所涉及的挖土机的结构的一例的框图。
图2B是表示一实施方式所涉及的挖土机的结构的另一例的框图。
图3是说明视野重叠显示功能的第1例的图。
图4是说明视野重叠显示功能的第2例的图。
具体实施方式
以下，参考附图对实施方式进行说明。
[挖土机的概要]
首先，参考图1，对本实施方式所涉及的挖土机100的概要进行说明。
图1表示本实施方式所涉及的挖土机100的一例的侧视图。
本实施方式所涉及的挖土机100具备下部行走体1；经由回转机构2回转自如地搭载于下部行走体1的上部回转体3；构成附属装置的动臂4、斗杆5及铲斗6；操作人员搭乘的操纵室10。以下，在沿上部回转体3的回转轴从正上方俯视观察(以下，简称为“俯视观察”)挖土机100时，挖土机100的前方与附属装置相对于上部回转体3的延伸方向对应。并且，挖土机100的左方及右方分别与由操纵室10内的操作人员观察到的左方及右方对应。
例如，下部行走体1包括左右一对履带，由行走液压马达1L、1R(参考图2A、图2B)液压驱动各履带，由此使挖土机100行走。
上部回转体3通过利用回转液压马达2A(参考图2A、图2B)液压驱动回转机构2，相对于下部行走体1回转。
动臂4能够俯仰地枢轴安装于上部回转体3的前部中央，在动臂4的前端能够上下转动地枢轴安装有斗杆5，在斗杆5的前端能够上下转动地枢轴安装有铲斗6。
动臂4、斗杆5及铲斗6分别利用作为液压致动器的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。
操纵室10为操作人员搭乘的操纵室(驾驶室)，例如搭载于上部回转体3的前部左侧。
[挖土机的结构]
接着，除了图1以外，还参考图2(图2A、图2B)对挖土机100的具体结构进行说明。
图2A、图2B分别为表示本实施方式所涉及的挖土机100的结构的一例及另一例的框图。
另外，在图中，分别以双重线表示机械动力管路，以实线表示高压液压管路，以虚线表示先导管路，以点线表示电驱动控制管路。
＜液压驱动系统＞
如上所述，本实施方式所涉及的挖土机100的液压驱动系统包括对下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等各被驱动要件进行液压驱动的液压致动器。如上所述，该液压致动器中包括行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等。并且，本实施方式所涉及的挖土机100的液压驱动系统包括发动机11、调节器13、主泵14及控制阀17。
发动机11为液压驱动系统中的主动力源，例如为以柴油为燃料的柴油发动机。发动机11例如搭载于上部回转体3的后部，且在后述的控制器30的直接或间接控制下，以预先设定的目标转速恒定旋转，并驱动主泵14及先导泵15。
调节器13在控制器30的控制下，控制(调节)主泵14的吐出量。例如，调节器13根据来自控制器30的控制指令，调节主泵14的斜板的角度(以下，称为“偏转角”)。
主泵14例如与发动机11同样地搭载于上部回转体3的后部，并通过高压液压管路对控制阀17供给工作油。如上所述，由发动机11驱动主泵14。主泵14例如为可变容量式液压泵，如上所述，在控制器30的控制下，通过调节器13调节斜板的偏转角，由此调整活塞的行程长度，并控制吐出流量(吐出压力)。
例如，控制阀17是搭载于上部回转体3的中央部且根据操作人员对操作装置26的操作内容或从控制器30输出的与挖土机100的自动动作对应的控制指令(以下，称为“自动控制指令”)进行液压致动器的控制的液压控制装置。如上所述，控制阀17经由高压液压管路与主泵14连接，并且根据操作装置26的操作状态或从控制器30输出的自动控制指令，将从主泵14供给的工作油选择性地供给至液压致动器(行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等)。具体而言，控制阀17包括控制从主泵14供给至各液压致动器的工作油的流量及流动方向的多个控制阀(还称为换向阀)。
＜操作系统＞
本实施方式所涉及的挖土机100的与液压驱动系统相关的操作系统包括先导泵15及操作装置26。并且，如图2A所示，当操作装置26为液压先导式时，挖土机100的与液压驱动系统相关的操作系统包括往复阀32。
先导泵15例如与发动机11同样地搭载于上部回转体3的后部，并且经由先导管路25对各种液压设备供给先导压。先导泵15例如为固定容量式液压泵，如上所述，由发动机11驱动。
操作装置26设置于操纵室10内部的操作员座附近，是操作人员用于进行各种被驱动要件(下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等)的操作的操作输入机构。换言之，操作装置26为操作人员用于进行驱动各被驱动要件的液压致动器(即，行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等)的操作的操作输入机构。操作装置26例如包括分别操作动臂4(动臂缸7)、斗杆5(斗杆缸8)、铲斗6(铲斗缸9)及上部回转体3(回转液压马达2A)的操纵杆装置。并且，操作装置26例如包括分别操作下部行走体1的左右履带(行走液压马达1L、1R)的踏板装置或操纵杆装置。
例如，如图2A所示，操作装置26为液压先导式。具体而言，操作装置26利用通过先导管路25及从先导管路25分支的先导管路25A而从先导泵15供给的工作油，将与操作内容相对应的先导压输出至其二次侧的先导管路27。先导管路27经由往复阀32与控制阀17连接。由此，经由往复阀32，操作装置26中的和与各种被驱动要件(液压致动器)相关的操作内容相对应的先导压能够输入于控制阀17。因此，控制阀17能够根据操作人员等对操作装置26的操作内容，驱动各液压致动器。
并且，例如，如图2B所示，操作装置26为电动式。具体而言，操作装置26输出与操作内容相对应的电信号，该电信号输入于控制器30。而且，控制器30将与电信号的内容即对操作装置26的操作内容相对应的控制指令(以下，与自动控制指令区分，称为“操作控制指令”)输出至比例阀31。由此，从比例阀31向控制阀17输入与对操作装置26的操作内容相对应的先导压，控制阀17能够根据操作人员等对操作装置26的操作内容，驱动各液压致动器。
另外，当内置于控制阀17的控制阀(换向阀)为电磁螺线管式时，也可以是从操作装置26输出的电信号直接输入于控制阀17即电磁螺线管式的控制阀的方式。
如图2A所示，往复阀32具有两个入口端口及一个出口端口，并且将具有输入于两个入口端口的先导压中的较高的先导压的工作油输出至出口端口。按照操作装置26的操作对象的每个被驱动要件(左右履带、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等)设置往复阀32。往复阀32的两个入口端口中的一个与操作装置26(具体而言，操作装置26中包括的上述操纵杆装置或踏板装置)连接，另一个与比例阀31连接。往复阀32的出口端口通过先导管路与控制阀17的所对应的控制阀(具体而言，与往复阀32的一个入口端口所连接的上述操纵杆装置或踏板装置的操作对象即液压致动器对应的控制阀)的先导端口连接。因此，这些往复阀32能够分别使操作装置26所生成的先导压及比例阀31所生成的先导压中的较高的先导压作用于所对应的控制阀的先导端口。即，后述的控制器30通过从比例阀31输出高于从操作装置26输出的二次侧的先导压的先导压，能够不依赖于操作人员对操作装置26的操作而控制所对应的控制阀。因此，控制器30能够不依赖于操作人员对操作装置26的操作状态而自动控制被驱动要件(下部行走体1、上部回转体3、附属装置)的动作。
＜控制系统＞
本实施方式所涉及的挖土机100的控制系统包括控制器30、运算装置30E、比例阀31、周围信息获取装置40、本机信息获取装置42、显示装置50、输入装置52、通信装置60。并且，如图2A所示，当操作装置26为液压先导式时，本实施方式所涉及的挖土机100的控制系统包括操作压力传感器29。
控制器30进行与挖土机100相关的各种控制。控制器30可以通过任意的硬件或硬件及软件的组合来实现其功能。例如，控制器30以包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等存储器装置、ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)等非易失性辅助存储装置、接口装置等的微型计算机为中心构成。控制器30例如通过在CPU上执行安装于辅助存储装置的一个以上的程序而实现各种功能。
控制器30例如实现如下设备引导功能：根据运算装置30E的运算结果，引导(guiding)由操作人员通过操作装置26进行的挖土机100的手动操作。具体而言，控制器30可以生成由运算装置30E生成的施工对象的目标施工面与附属装置的前端部(具体而言，铲斗6的铲尖、背面等工作部位)之间的距离、施工对象的目标施工面距基准面的深度(即应挖掘的深度)等工作信息，并通过后述显示装置50等向操作人员提示。
并且，控制器30例如实现如下设备引导功能：根据运算装置30E的运算结果，自动地支援操作人员对操作装置26的操作或者不依赖于操作人员对操作装置26的操作而自动地进行工作。具体而言，控制器30根据由运算装置30E生成的液压致动器的驱动指令，控制比例阀31(具体而言，向比例阀31输出自动控制指令)，并且使液压致动器自动地动作。由此，例如，控制器30能够根据与目标施工面相关的数据，使挖土机100(本机)的下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的至少一部分自动地动作，并且使目标施工面自动完成。
并且，控制器30例如实现如下功能：根据运算装置30E的运算结果，使用显示装置50，在从操纵室10内的操作人员观察到的挖土机100(本机)周围(例如，前方)的视野中，重叠显示与挖土机100的各种工作(例如，挖掘工作、碾压工作、平整工作等)相关的信息图像(例如，与上述设备引导功能相关的工作信息等)的功能(以下，称为“视野重叠显示功能”)。由此，操作人员能够保持就坐于操作员座并观察挖土机100周围的状态而确认重叠显示于视野中的信息图像。因此，操作人员能够将信息图像的内容与眼前的视野情况一同掌握。即，操作人员能够直观地理解信息图像的内容。视野重叠显示功能的细节将在后面叙述(参考图3、图4)。
另外，控制器30的功能的一部分也可以通过其他控制器(控制装置)实现。即，控制器30的功能也可以是通过多个控制器分散实现的方式。例如，实现设备引导功能及设备控制功能的控制器可以与实现视野重叠显示功能的控制器不同。
运算装置30E在控制器30的控制下，进行与控制器30的各种功能(例如，上述设备引导功能、设备控制功能、视野重叠显示功能等)相关的运算处理。运算装置30E可以通过任意的硬件或任意硬件及软件的组合等来实现。例如，运算装置30E包括GPU(GraphicalProcessing Unit：图形处理单元)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(field-programmable gate array：现场可编程门阵列)等，并且实现高速运算处理。
例如，运算装置30E根据周围信息获取装置40的输出信息，识别挖土机100(本机)周围的情况(例如，识别本机周围的物体、与该物体的距离)。并且，运算装置30E根据本机信息获取装置42的输出信息，识别本机的位置、本机的姿势状态(例如，附属装置的姿势状态、上部回转体3的姿势状态等)。而且，运算装置30E根据识别出的挖土机100周围的情况、挖土机100的各种状态，生成与设备引导功能相关的工作信息，或者运算并生成与设备控制功能相关的液压致动器的驱动指令。
另外，例如，运算装置30E还能够根据基于周围信息获取装置40的输出信息识别出的挖土机100(本机)周围的物体的位置变化，识别本机的位置、上部回转体3的姿势状态(例如，倾斜状态、回转状态)。并且，例如，运算装置30E在能够根据周围信息获取装置40的输出信息识别出挖土机100的附属装置、其位置时，还能够根据周围信息获取装置40的输出信息识别出附属装置的姿势状态。因此，只要适于其他条件(例如，识别精度等)，则可以省略本机信息获取装置42。
并且，例如，运算装置30E根据操作装置26的操作状态、周围信息获取装置40的输出信息、通过输入装置52、通信装置60输入的信息等，生成显示于显示装置50的信息图像。
按照操作装置26的操作对象的每个被驱动要件(左右履带、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6)设置比例阀31。比例阀31设置于先导泵15与控制阀17之间的先导管路25(在图2A的情况下，从先导管路25分支的先导管路25B)，且构成为能够变更其流路面积(即，工作油能够流通的截面面积)。由此，比例阀31能够利用通过先导管路25(先导管路25B)供给的先导泵15的工作油，将规定的先导压输出至二次侧。因此，比例阀31能够使与来自控制器30的控制指令相对应的规定的先导压，如图2A所示经由往复阀32或如图2B所示直接作用于控制阀17。即，控制器30通过将与来自电动式操作装置26的电信号相对应的操作控制指令输出至比例阀31，由此能够从比例阀31将与操作装置26的操作内容相对应的先导压供给至控制阀17，实现基于操作人员的操作的挖土机100的动作。并且，即使在操作人员未操作操作装置26的情况下，控制器30也能够通过将自动控制指令输出至比例阀31，由此将规定的先导压从比例阀31供给至控制阀17并实现挖土机100的自动化(设备控制功能)。
周围信息获取装置40输出与挖土机100周围的三维空间的情况相关的信息(具体而言，与挖土机100周围的物体、其位置相关的检测信息)。周围信息获取装置40例如能够包括超声波传感器、毫米波雷达、单眼摄像机、立体摄像机、深度摄像机、LIDAR(LightDetection and Ranging：激光雷达)、距离图像传感器、红外线传感器等。在本实施方式中，周围信息获取装置40包括安装于操纵室10的上面前端的前方传感器40F、安装于上部回转体3的上面后端的后方传感器40B、安装于上部回转体3的上面左端的左方传感器40L及安装于上部回转体3的上面右端的右方传感器40R。并且，输出与上部回转体3上方的三维空间的情况相关的信息(例如，与存在于上部回转体3上方的物体相关的检测信息)的上方传感器可以安装于挖土机100。并且，根据挖土机100的自动动作所要求的性能，可以省略后方传感器40B、左方传感器40L及右方传感器40R及上方传感器的一部分或全部。周围信息获取装置40的输出信息输入于运算装置30E。
本机信息获取装置42获取与挖土机100(本机)的各种状态(例如，挖土机100的位置、朝向、姿势等的状态)相关的信息。例如，本机信息获取装置42可以包括获取与本机位置相关的信息的测位装置(例如，GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)模块等)。并且，本机信息获取装置42能够包括获取与附属装置的动臂4、斗杆5及铲斗6各自的姿势状态(例如，围绕转动轴的姿势角)相关的信息的姿势传感器、检测上部回转体3的姿势状态(例如，倾斜角、回转角)的姿势传感器。此时，姿势传感器中，例如能够包括旋转编码器、加速度传感器、角加速度传感器、6轴传感器、IMU(Inertial MeasurementUnit：惯性测量单元)等。并且，与附属装置相关的姿势传感器中能够包括检测动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等的缸体位置的缸体传感器。本机信息获取装置42的输出信息输入于运算装置30E。
显示装置50在从操纵室10观察周围的施工区域的操作人员(使用者的一例)的视野中直接显示信息图像。具体而言，显示装置50可以在控制器30及运算装置30E的控制下，通过应用AR(Augmented Reality：增强现实)技术，在从操纵室10观察周围的施工区域的操作人员的视野中直接显示信息图像。
显示装置50例如为平视显示器(HUD：Head Up Display)。此时，平视显示器将信息图像投影在操纵室10的前窗玻璃或者安装于前窗玻璃内侧的组合器。并且，平视显示器可以将信息图像投影在操纵室10内的左侧的侧窗玻璃或者安装于侧窗玻璃的组合器。由此，在从操纵室10观察的操作人员的前方、左侧方的视野中重叠显示从平视显示器投影的信息图像。
并且，显示装置50例如可以为透射式的头戴式显示器(HMD：Head MountedDisplay)或智能眼镜(Smart glasses)等便携式可穿戴显示终端。此时，可穿戴显示终端向透射式投影面上投影信息图像。由此，操作人员能够视觉辨认在透射式投影面的里侧能够观察到的挖土机100(本机)周围的样子的同时，视觉辨认向透射式投影面即自己的视野中投影的信息图像。即，在从操纵室10观察周围的施工区域的操作人员的前方、左侧方的视野中，重叠显示投影在可穿戴显示终端的投影面上的信息图像。
另外，显示装置50可以为如下方式：在控制器30及运算装置30E的控制下，在显示了相当于从操作人员观察到的挖土机100(本机)周围的视野的图像(周围图像的一例)的基础上，在其上重叠显示信息图像。例如，可以在非透射式头戴式显示器的非透射式投影面上投影了由作为摄像机的前方传感器40F、左方传感器40L拍摄到的图像或者由安装于头戴式显示器的摄像机拍摄的图像、即相当于从挖土机100(本机)观察到的周围视野的图像的基础上，重叠投影信息图像。
以下，以显示装置50是平视显示器的情况为中心继续进行说明。
输入装置52设置于操纵室10内，接收来自操作人员的输入。输入装置52例如设置于就坐于操纵室10内的操作人员的手够得着的范围内，并且包括接收由操作人员输入的各种操作的操作输入装置。操作输入装置例如包括触控面板、触摸板、按扭开关、操纵杆、切换键、设置于操作装置26的旋钮开关等基于硬件的操作输入机构。并且，操作输入装置例如可以包括在操纵室10内的显示装置50的投影面、其他显示器等所显示的各种操作画面中显示的虚拟操作对象(例如，操作图标)等、能够通过硬件的操作输入机构进行操作的软件的操作输入机构。并且，输入装置52可以包括接收操作人员的声音输入、手势输入的声音输入装置、手势输入装置。声音输入装置例如可以包括获取操纵室10内的操作人员的声音数据的麦克风。并且，例如，手势输入装置可以包括能够检测操作人员的手势的传感器(例如，摄像机)。与对输入装置52输入的内容对应的信号输入于控制器30。
例如，通信装置60与能够包括将基站作为终端的移动体通信网、利用通信卫星的卫星通信网、互联网等规定的通信网络连接，并且与挖土机100的外部装置(例如，管理装置200)进行通信。例如，通信装置60可以为3G(3rd Generation：第三代)、4G(4thGeneration：第四代)、LTE(Long Term Evolution：长期演进技术)、5G(5th Generation：第五代)等遵循规定的移动体通信标准的移动体通信模块。
如图2A所示，操作压力传感器29检测操作装置26的二次侧(先导管路27)的先导压、即与操作装置26中的各被驱动要件(液压致动器)的操作状态对应的先导压。由操作压力传感器29检测的与操作装置26中的下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等相关的操作状态所对应的先导压的检测信号输入于控制器30。由此，控制器30能够掌握操作装置26的操作内容。
＜其他结构＞
如上所述，作为与挖土机100相关的结构，存在管理装置200(信息处理装置的一例)。例如，管理装置200构成为能够与挖土机100相互通信，并支援挖土机100的远程操作。
例如，管理装置200可以为设置于挖土机100的工作现场外部的管理中心内的云服务器。并且，例如，管理装置200可以为设置于挖土机100的工作现场内的临时办公室、离工作现场相对近的场所(例如，基站、站房等)的边缘服务器。并且，例如，管理装置200可以为设置于挖土机100的工作现场内的临时办公室等的固定式终端。例如，固定式终端可以为台式计算机终端。并且，管理装置200例如可以为能够由挖土机100的工作现场的管理者、监督者、工作人员等携帯的便携式终端。便携式终端例如可以为智能手机、平板计算机终端、笔记本计算机终端等。
如图2A、图2B所示，管理装置200包括控制装置210、通信装置220、输出装置230、输入装置240。
控制装置210进行与管理装置200相关的控制。控制装置210可以通过任意硬件或任意硬件及软件的组合等实现其功能。控制装置210例如可以以包括CPU、RAM等存储器装置、ROM等辅助存储装置及用于与外部进行输入输出的接口装置等的计算机为中心构成。
通信装置220通过规定的通信网络与挖土机100等外部装置进行通信。
输出装置230在控制装置210的控制下，向管理装置200的使用者(以下，“管理装置使用者”)输出信息。
例如，输出装置230可以包括向管理装置使用者以视觉方式输出(通知)信息的显示装置。显示装置例如可以为液晶显示器、有机EL显示器。以下，对远程操作用显示装置230A也相同。并且，例如，输出装置230可以包括向管理装置使用者以听觉方式通知信息的声音输出装置。声音输出装置例如可以为扬声器。并且，输出装置230例如可以包括显示供管理装置使用者进行挖土机100的远程操作的信息图像的远程操作用显示装置230A。
例如，可以在控制装置210的控制下，在远程操作用显示装置230A(显示装置的一例)中显示从挖土机100观察施工区域的周围图像(以下，称为“周围图像”)。具体而言，周围图像例如可以包括作为摄像装置(摄像机)的前方传感器40F、左方传感器40L的拍摄图像，也可以进一步包括作为摄像装置(摄像机)的右方传感器40R、后方传感器40B的拍摄图像。控制装置210根据从挖土机100接收到的拍摄图像的数据，使周围图像显示于远程操作用显示装置。由此，管理装置使用者能够确认显示于远程操作用显示装置230A的周围图像的同时，进行挖土机100的远程操作。远程操作用显示装置230A与挖土机100的显示装置50的情况相同地可以是固定式显示装置，也可以是头戴式显示器或智能眼镜等便携式可穿戴显示终端。
输入装置240接收来自管理装置使用者的输入。表示由输入装置240接收的所输入的内容的信号输入于控制装置210。
例如，输入装置240可以包括接收来自管理装置使用者的操作输入的操作输入装置。操作输入装置例如可以包括键盘、鼠标、安装于输出装置230(显示装置)的显示区域的触控面板等。并且，输入装置240可以包括接收管理装置使用者的声音输入、手势输入的声音输入装置、手势输入装置。并且，输入装置240可以包括用于进行挖土机100的远程操作的远程操作装置240A。
例如，远程操作装置240A(操作装置的一例)可以与挖土机100的操作装置26同样地，以操纵杆装置为中心构成。控制装置210通过通信装置220，将从远程操作装置240A输入的表示远程操作的内容的信号(以下，“远程操作信号”)发送至挖土机100。由此，控制装置210能够支援挖土机100的远程操作。而且，挖土机100的控制器30可以将与由通信装置60接收的远程操作信号指定的远程操作的内容相对应的控制指令(以下，“远程操作指令”)输出至比例阀31。由此，控制器30能够实现与由管理装置使用者进行的远程操作的内容相对应的挖土机100的动作。
[视野重叠显示功能的细节]
接着，参考图3、图4，对挖土机100的视野重叠显示功能的详细内容进行说明。
＜视野重叠显示功能的第1例＞
图3是说明视野重叠显示功能的第1例的图。具体而言，图3是表示操纵室10内的操作人员观察前窗玻璃时的前方视野的样子的第1例(前方视野310)的图。
如图3所示，在操作人员的前方视野310中包括上部回转体3的前方的施工区域，并且在右上部包括附属装置(动臂4、斗杆5及铲斗6)。并且，显示装置50在操作人员的前方视野310中(具体而言，在作为操纵室10的投影面的前窗上)显示(投影)信息图像311～314。
另外，与信息图像311、314对应的信息图像也可以显示(投影)于操作人员的左侧方的视野(即操纵室10的左侧的侧窗玻璃)。并且，信息图像311～314也可以能够根据对输入装置52的规定操作而进行显示或者非显示的切换。即，信息图像311～314可以为根据由输入装置52接收的规定输入而选择性显示的方式。
信息图像311还考虑上部回转体3的回转动作，三维显示从当前的挖土机100的位置到附属装置的前端、具体而言是铲斗6的铲尖、背面等工作部位所到达的范围，换言之附属装置能够工作的范围(以下，“可施工范围”)。
例如，操作人员手动或者利用设备控制功能，使挖土机100进行用铲斗的背面将沙土等向前方推开的扫除工作时，有可能存在即使欲将沙土推开更远，也无法到达的情况。此时，由于操作人员无法按照工作开始前设想的步骤进行工作，因此有可能存在工作效率下降的情况。
相对于此，通过在操作人员的前方视野310中重叠显示可施工范围，操作人员能够在工作开始前直观地掌握在当前的挖土机100的位置能够将扫除工作进行到什么范围。因此，能够提高挖土机100的工作效率。
信息图像312三维显示附属装置(动臂4、斗杆5及铲斗6)的运转平面。由此，操作人员能够直观地掌握在本机周围的施工区域中、在挖土机100的当前位置及上部回转体3的当前的回转角度的状态下能够通过附属装置进行的施工范围。
信息图像313在附属装置的运转平面中，三维显示规定工作(例如，挖掘工作)的工作效率相对高的区域(换言之，容易输出相对高的挖掘力的区域)(以下，称为“高效率区域”)。由此，操作人员能够直观地掌握工作效率较高的附属装置的姿势状态。因此，能够促使操作人员进行工作效率更高的工作，并提高挖土机100的工作效率。
并且，信息图像313通过颜色渐变来显示高效率区域中的工作效率的相对高低。在本例中，采用了从表示工作效率相对低的“黑色”变成表示工作效率相对高的“白色”的颜色渐变。由此，操作人员能够直观地掌握高效率区域内的工作效率的高低。因此，能够促使操作人员进行工作效率更高的工作，并进一步提高挖土机100的工作效率。
另外，显示装置50可以在控制器30及运算装置30E的控制下，在前窗玻璃上，取代信息图像313或者在其基础上显示(投影)工作效率的数值(例如，与当前的附属装置的姿势对应的工作效率的数值等)。并且，显示装置50可以在控制器30及运算装置30E的控制下，以沿着从操纵室10内的操作人员观察到的挖土机100周围(前方)的施工区域的地形的方式，将工作效率相对高的区域显示(投影)在前窗玻璃上。
信息图像314三维显示通过堆土而施工(形成)的预定斜坡的目标施工面。由此，操作人员能够将与完成后的斜坡形状对应的三维数据与当前的地形形状进行比较的同时直观地掌握。因此，操作人员能够观察目标施工面的三维数据的同时根据当前的地形形状与三维数据之间的差异确认进展，并同时有效地进行堆土工作、堆土后的碾压工作等。与目标施工面相关的数据可以利用通过输入装置52的操作人员的操作输入至控制器30，也可以通过通信装置60从规定的外部装置(例如，管理挖土机100的运用、施工信息等的管理装置200等)输入。以下，对后述图4的情况(信息图像411～414)也相同。
另外，信息图像314可以为通过挖掘、切土等来施工(形成)的目标施工面的三维数据(例如，参考后述图4)。
如此，在本例中，显示装置50能够对应于与工作的现状进展对应的本机周围的施工区域的实际地形形状，将工作目标(与目标施工面对应的信息图像314)、可施工范围等同时显示或者选择性地仅显示一部分。由此，操作人员能够直观地掌握与工作相关的信息，并能够有效地进行基于挖土机100的工作。
＜视野重叠显示功能的第2例＞
图4是说明视野重叠显示功能的第2例的图。具体而言，图4是表示操纵室10内的操作人员观察前窗玻璃时的前方视野的样子的第2例(前方视野410)的图。
如图4所示，在操作人员的前方视野410中，与图3的情况同样地包括上部回转体3前方的施工区域，并且在右上部包括附属装置(动臂4、斗杆5及铲斗6)。并且，显示装置50在操作人员的前方视野410中(具体而言，在操纵室10的作为投影面的前窗上)显示(投影)信息图像411～414。
另外，与信息图像411～414对应的信息图像也可以显示(投影)在操作人员左侧方的视野(即，操纵室10左侧的侧窗玻璃)。
显示装置50可以与图3的情况同样地，在操作人员的前方视野410中显示(投影)信息图像411～414。
信息图像411～413分别三维显示与在挖土机100(上部回转体3)前方的施工区域中施工的预定的三个沟槽对应的目标施工面。由此，操作人员能够将与完成后的沟槽形状对应的三维数据与当前的地形形状进行比较的同时直观地掌握。因此，操作人员能够观察目标施工面的三维数据的同时根据当前的地形形状与三维数据之间的差异确认进展，并同时有效地进行挖掘工作。
信息图像414显示与信息图像411～413所对应的三个沟槽的施工顺序相关的信息即施工的步骤。即，信息图像414显示被预定的多个挖掘工作的步骤。在本例中，示出了如下步骤：第一个施工与信息图像411对应的沟槽，第二个施工与信息图像412对应的沟槽，第三个施工与信息图像413对应的沟槽。由此，操作人员能够按照预先规定的步骤而有效地依次进行多个工作。
另外，显示装置50可以在前窗玻璃上显示(投影)与多个不同种类的工作(例如，挖掘工作、堆土工作、埋设工作、回填工作等)的步骤相关的信息图像。
如此，在本例中，显示装置50对应于本机周围的施工区域的实际地形形状，显示包括与被预定的多个工作相关的目标(与目标施工面对应的信息图像411～413)、多个施工对象(与信息图像411～413对应的3个沟槽)的工作的步骤(信息图像414)等。由此，操作人员能够直观地掌握与被预定的多个工作相关的信息，并能够有效地进行基于挖土机100的工作。
＜视野重叠显示功能的另一例＞
显示装置50可以在操作人员的前方视野中重叠显示与图3、图4不同方式的信息图像。
例如，显示装置50将与附属装置的控制极限相关的信息图像重叠显示于从操作人员观察的挖土机100(本机)周围的操作人员的视野中，该控制极限与挖土机100(本机)的设备控制功能相关。由动臂4、斗杆5及铲斗6构成的连杆机构即附属装置，根据其姿势状态而其动作速度的极限会不同。具体而言，在操作人员通过操作装置26仅进行与斗杆5相关的操作，使铲斗6的铲尖按照某个轨道动作时，能够追随由操作人员操作的斗杆5的速度的动臂4及铲斗6的极限速度，根据斗杆5的速度、挖土机100的机械特性、挖土机100的姿势状态、目标施工面的形状等决定。例如，显示装置50可以在图3的前方视野310中的相当于附属装置的运转面的三维数据(信息图像312)上显示连杆(例如，动臂4)的极限速度相对高的区域。并且，显示装置50例如可以在图3的前方视野310中的相当于附属装置的运转面的三维数据(信息图像312)上显示表示连杆的极限速度高低的颜色渐变图。由此，例如，操作人员的手动操作通过设备控制功能而得到辅助时，能够使挖土机100移动至难以达到设备控制功能中的控制极限的位置而进行工作。因此，能够提高挖土机100的工作效率。
并且，例如，显示装置50将与设备引导功能相关的信息即上述工作信息重叠显示于从操作人员观察的挖土机100(本机)周围的视野中。此时，显示装置50可以将工作信息与从操作人员观察到的前方视野的铲斗6的位置一致地显示。由此，操作人员能够直观地掌握与设备引导功能对应的工作信息(例如，目标施工面与铲斗6的工作部位之间的距离等)，并能够有效地进行工作。因此，能够提高挖土机100的工作效率。
并且，例如，显示装置50可以将各种工作的路径(例如，挖掘工作中的挖掘方向、在相对广的施工区域中每次稍微移动的同时进行工作的情况下的移动路径等)重叠显示于从操作人员观察到的挖土机100(本机)周围的视野中。例如，显示装置50可以分别对应于图4的前方视野410中的三个沟槽的目标施工面(信息图像411～413)来显示表示挖掘方向的信息图像(例如，箭头等)。由此，操作人员能够直观地掌握预先规定的工作路径，并且能够沿该路径有效地进行工作。因此，能够提高挖土机100的工作效率。
并且，例如，显示装置50将引导操作人员的与附属装置相关的操作的信息图像重叠显示于从操作人员观察到的挖土机100(本机)周围的视野中。例如，显示装置50可以在图4的前方视野410中，显示虚拟的附属装置的图像(以下，称为“附属装置图像”)，并且以沿着附属装置的运转面的方式使附属装置图像动态地进行效率相对高的动作(即，推荐动作)。由此，操作人员在进行规定的工作(例如，挖掘工作)时，能够直观地掌握合适的附属装置的动作。因此，操作人员能够以模仿所显示的推荐动作的方式有效地进行工作。即，挖土机100(控制器30)能够引导操作人员进行更有效的操作。因此，能够提高挖土机100的工作效率。
[作用]
接着，对本实施方式所涉及的挖土机100(显示装置50)的作用进行说明。
在本实施方式中，显示装置50在从挖土机100(操纵室10)观察施工区域的周围图像或从挖土机100(操纵室10)观察施工区域的使用者(操作人员)的视野中，显示与挖掘工作相关的信息图像。
由此，使用者能够同时视觉辨认信息图像以及施工区域的情况。因此，使用者能够同时更直观地掌握信息图像的内容以及施工区域的情况。因此，使用者能够更有效地进行基于挖土机100的挖掘工作。
另外，在显示装置50中，也可以显示与挖掘工作以外的工作(例如，埋设工作、碾压工作、平整工作等)相关的信息图像。
并且，在本实施方式中，显示装置50可以在从挖土机100观察施工区域的周围图像或使用者的视野中显示挖掘工作的工作效率相对高的区域。
由此，使用者能够更直观地掌握挖掘工作的工作效率相对高的区域。因此，使用者能够更有效地进行基于挖土机100的挖掘工作。
并且，在本实施方式中，显示装置50可以在从挖土机100观察施工区域的周围图像或使用者的视野中，显示与包括被预定的多个施工对象的挖掘工作的步骤相关的信息图像。
由此，使用者能够更直观地掌握包括基于挖土机100的多个施工对象的挖掘工作的步骤。因此，即使在存在多个施工对象的情况下，使用者也能够按照规定的步骤，更有效地进行基于挖土机100的挖掘工作。
并且，在本实施方式中，显示装置50可以在从挖土机100观察施工区域的周围图像或使用者的视野中，显示与控制极限相关的信息，该控制极限于图像挖土机100的设备控制功能相关。
由此，使用者能够更直观地理解挖土机100的与设备控制功能相关的控制极限。因此，使用者在利用设备控制功能进行挖掘工作时，能够使挖土机100移动至难以达到附属装置的控制极限的场所，或者使其进行考虑了附属装置的控制极限的附属装置的操作。因此，使用者能够更有效地进行基于挖土机100的挖掘工作。
并且，在本实施方式中，显示装置50可以在从挖土机100观察施工区域的周围图像或使用者的视野中，显示表示附属装置的前端到达的范围的信息图像。
由此，使用者能够更直观地掌握附属装置的前端到达的范围。因此，例如，使用者能够以附属装置的前端到达挖掘工作的对象区域内的方式预先设定挖土机100的位置。因此，使用者能够更有效地进行基于挖土机100的挖掘工作。
并且，在本实施方式中，显示装置50可以在从挖土机100观察施工区域的周围图像或使用者的视野中，显示引导附属装置的操作的信息图像。
由此，使用者能够更直观地理解引导附属装置的操作的信息图像。因此，使用者能够对应于该信息图像的内容而容易地操作附属装置。因此，使用者能够更有效地进行基于挖土机100的挖掘工作。
[变形、变更]
以上，对实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于所涉及的特定实施方式，能够在专利请求范围记载的主旨的范围内进行各种变形、变更。
例如，在上述实施方式中，对面向使用显示装置50的挖土机100的使用者(操纵室10内的操作人员等)的视野重叠显示功能进行了说明，但也可以面向进行挖土机100的远程操作的管理装置使用者提供相同功能。具体而言，管理装置200的远程操作用显示装置230A可以在控制装置210的控制下，与挖土机100的显示装置50的情况同样地，通过应用AR技术而在周围图像中直接显示与挖土机100的规定工作相关的信息图像。由此，对挖土机100进行远程操作的使用者能够同时视觉辨认信息图像以及施工区域的情况，因此能够与同时直观地掌握信息图像的内容以及施工区域的情况。
并且，在上述实施方式及变形例中，对面向通过操作装置26操作挖土机100或者远程操作挖土机100的操作人员的视野重叠显示功能进行了说明，但也可以面向挖土机100的操作人员以外的使用者提供相同的功能。此时，可以相对于进行挖土机100的操作的设备(操作装置26或远程操作装置240A等)，另外独立地利用应用视野重叠显示功能的显示装置。即，应用视野重叠显示功能的显示装置，可以与用于进行挖土机100的操作的设备组合利用，也可以相对于该设备而另外独立地利用。
例如，可以在用于供挖土机100的工作现场的管理者、监督者等从挖土机100(操纵室10)的角度确认挖土机100的运转情况的显示装置(以下，“确认用显示装置”)中应用视野重叠显示功能。此时，挖土机100可以通过操作人员的操作而运转，也可以不依赖于操作人员的操作而通过设备控制功能以全自动运行的方式运转。确认用显示装置可以与显示装置50同样地为固定式显示装置，也可以是便携式显示装置(例如，智能手机、平板终端、可穿戴显示终端等)。具体而言，确认用显示装置可以与管理装置200的远程操作用显示装置的情况同样，在工作中的周围图像中直接显示与挖土机100的规定工作相关的信息图像。由此，例如，工作现场的管理者、监督者等能够从挖土机100的外部确认挖土机100对于施工目标等的运转情况。因此，例如，在挖土机100以全自动运行的方式进行工作的情况下，在挖土机100的运转情况存在问题时，管理者、监督者能够使挖土机100的工作停止，或者重新调整挖土机100的工作的步骤等。
并且，例如，可以在供通常与挖土机100没有关联的一般的使用者(以下，称为“一般使用者”)从挖土机100的工作现场外体验挖土机100的运转情况的显示装置(以下，称为“体验用显示装置”)中应用视野重叠显示功能。体验用显示装置可以与显示装置50同样地为固定式显示装置，也可以是便携式显示终端(例如，智能手机、平板终端、可穿戴显示终端等)。具体而言，体验用显示装置可以与管理装置200的远程操作用显示装置的情况同样，在工作中的挖土机100的周围图像中直接显示与挖土机100的规定工作相关的信息图像。由此，例如，一般使用者能够以视觉的方式体验作为信息图像显示的施工目标(例如，目标施工面的三维数据等)以及面向完成施工目标的挖土机100的实际的工作情况。
并且，在上述实施方式及变形例中，挖土机100为对下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等各种被驱动要件全部进行液压驱动的结构，但也可以是其一部分被电驱动的结构。即，在上述实施方式中公开的结构等也可以适用于混合式挖土机或电动挖土机等。
本申请主张基于2019年2月28日于日本申请的日本专利申请2019-036482号的优先权，该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
符号的说明
1-下部行走体，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，30-控制器，30E-运算装置，31-比例阀，32-往复阀，40-周围信息获取装置，42-本机信息获取装置，50-显示装置，52-输入装置，60-通信装置，100-挖土机，200-管理装置(信息处理装置)，210-控制装置，220-通信装置，230-输出装置，230A-远程操作用显示装置(显示装置)，240-输入装置，240A-远程操作装置(操作装置)。

Claims (11)

1.一种显示装置，其中，
在从挖土机观察施工区域的周围图像或使用者的视野中，显示与挖掘工作相关的信息图像。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
根据由搭载于所述挖土机的摄像装置获取的图像信息，显示所述周围图像，并且在所显示的所述周围图像中重叠显示与所述挖掘工作相关的信息图像。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
在存在于从所述挖土机观察施工区域的使用者的视野中的透射式的投影面上，显示与所述挖掘工作相关的信息图像。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
与所述挖掘工作相关的信息图像包括与所述挖掘工作的工作效率相对高的区域相关的信息图像。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
与所述挖掘工作相关的信息图像包括与包含预定的多个施工对象的挖掘工作的步骤相关的信息图像。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
与所述挖掘工作相关的信息图像包括与控制极限相关的信息图像，该控制极限与所述挖土机的设备控制功能相关。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
与所述挖掘工作相关的信息图像包括表示附属装置的前端到达的范围的信息图像。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
与所述挖掘工作相关的信息图像包括引导附属装置的操作的信息图像。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，
以使用者能够携带的方式构成。
10.一种挖土机，其中，
在操纵室内具备权利要求1所述的显示装置。
11.一种信息处理装置，其具备：
权利要求1所述的显示装置；
与所述挖土机进行通信的通信装置；及
使用者经由所述通信装置对所述挖土机进行远程操作的操作装置。
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