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WO2020105614A1 - ショベル、ショベルの制御装置 - Google Patents

ショベル、ショベルの制御装置

Info

Publication number
WO2020105614A1
WO2020105614A1 PCT/JP2019/045204 JP2019045204W WO2020105614A1 WO 2020105614 A1 WO2020105614 A1 WO 2020105614A1 JP 2019045204 W JP2019045204 W JP 2019045204W WO 2020105614 A1 WO2020105614 A1 WO 2020105614A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shovel
motion
operator
work
work pattern
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/045204
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴志 西
Original Assignee
住友建機株式会社
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 住友建機株式会社 filed Critical 住友建機株式会社
Priority to EP19888132.8A priority Critical patent/EP3885495B1/en
Priority to CN201980076495.7A priority patent/CN113167057B/zh
Priority to KR1020217015193A priority patent/KR102708735B1/ko
Priority to JP2020558411A priority patent/JP7463291B2/ja
Publication of WO2020105614A1 publication Critical patent/WO2020105614A1/ja
Priority to US17/323,037 priority patent/US20210270013A1/en

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    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
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    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/434—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like providing automatic sequences of movements, e.g. automatic dumping or loading, automatic return-to-dig
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    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
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    • E02F3/962—Mounting of implements directly on tools already attached to the machine
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    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • the present invention relates to excavators and the like.
  • a shovel that prompts the operator to grasp the situation by predicting the operation of the shovel and notifying the operator (see Patent Document 1 etc.).
  • Patent Document 1 discloses a shovel that predicts a fall of the shovel and informs the operator.
  • a motion prediction unit that predicts the motion of the shovel, When the operation predicting unit predicts that the shovel will perform a predetermined operation next, a caution that the predetermined operation is performed around the shovel before the start of the predetermined operation And an arousal unit, Excavators are provided.
  • FIG. 1 is a side view of the shovel 100 according to the present embodiment.
  • the shovel 100 includes a lower traveling body 1, an upper revolving body 3 which is mounted on the lower traveling body 1 so as to be freely rotatable via a revolving mechanism 2, a boom 4 serving as an attachment (working device), and an arm 5. , And a bucket 6 and a cabin 10.
  • the lower traveling body 1 includes, for example, a pair of right and left crawlers, and the crawlers are hydraulically driven by traveling hydraulic motors 1L and 1R (see FIG. 2) to drive the shovel 100.
  • the upper swing body 3 is driven by the swing hydraulic motor 2A (see FIG. 2) to swing around the lower traveling body 1 around the swing axis 2X.
  • the boom 4 is pivotally attached to the center of the front part of the upper swing body 3 so that it can be lifted and lowered.
  • An arm 5 is pivotally attached to the tip of the boom 4 so as to be vertically rotatable, and a bucket 6 is vertically attached to the tip of the arm 5. It is pivotally mounted so as to be rotatable.
  • the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 are hydraulically driven by a boom cylinder 7, an arm cylinder 8 and a bucket cylinder 9 as hydraulic actuators, respectively.
  • hooks 80 for crane work are attached to the bucket 6 as an end attachment.
  • the base end of the hook 80 is rotatably connected to a bucket pin 62 that connects the arm 5 and the bucket 6.
  • the hook 80 is stored in the hook storage portion 50 formed between the two bucket links 70 when work other than crane work such as excavation work is performed.
  • the cabin 10 is an operator's cab in which an operator is boarded, and is mounted, for example, on the front left side of the upper swing body 3.
  • the shovel 100 operates an actuator (for example, a hydraulic actuator) in accordance with an operation of an operator who rides in the cabin 10 to operate elements such as the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. (Driven element) is driven.
  • an actuator for example, a hydraulic actuator
  • elements such as the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. (Driven element) is driven.
  • the shovel 100 may be configured to be remotely operable by an operator of a predetermined external device instead of or in addition to being configured to be operable by the operator of the cabin 10.
  • the predetermined external device includes, for example, a support device 200 and a management device 300 described later.
  • the shovel 100 transmits, for example, image information (captured image) output by a front camera S5 described below to an external device.
  • various information images displayed on the display device 40 of the shovel 100, which will be described later, may be similarly displayed on the display device provided in the external device. Thereby, the operator can remotely operate the shovel 100, for example, while confirming the content displayed on the display device provided in the external device.
  • the excavator 100 operates the actuator in accordance with a remote operation signal indicating the content of the remote operation received from the external device, and the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are operated. Motion elements may be driven.
  • the shovel 100 is remotely operated, the interior of the cabin 10 may be unattended.
  • the description will be made on the assumption that the operation of the operator includes at least one of the operation of the operator of the cabin 10 on the operation device 26 and the remote operation of the operator of the external device.
  • the shovel 100 may automatically operate the actuator regardless of the content of the operation of the operator.
  • the shovel 100 has a function of automatically operating at least a part of operating elements such as the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 (hereinafter, referred to as an “automatic driving function” or “an automatic driving function”).
  • Machine control function ”) is realized.
  • the automatic driving function includes a function (a so-called “semi-automatic operation function”) of automatically operating an operation element (actuator) other than the operation element (actuator) to be operated according to an operation of the operation device 26 by an operator or a remote operation. May be included. Further, the automatic driving function has a function of automatically operating at least a part of a plurality of operating elements (actuators) (so-called “fully automatic driving function”) on the assumption that the operator does not operate the operating device 26 or does not perform remote control. May be included. In the shovel 100, when the fully automatic driving function is effective, the inside of the cabin 10 may be unmanned.
  • the automatic driving function allows the shovel 100 to recognize a gesture of a person such as a worker around the shovel 100, and at least a part of a plurality of operating elements (hydraulic actuator) depending on the content of the recognized gesture.
  • a function for automatically operating (“gesture operation function”) may be included.
  • the semi-automatic driving function, the fully automatic driving function, and the gesture operation function may include a mode in which the operation content of the operation element (hydraulic actuator) targeted for automatic operation is automatically determined according to a predetermined rule. ..
  • the shovel 100 autonomously makes various judgments, and in accordance with the judgment result, the operation element (hydraulic actuator) that is the target of the autonomous driving autonomously.
  • a mode in which the operation content of (3) is determined may be included.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the shovel 100 according to the present embodiment.
  • the mechanical power line is shown as a double line
  • the high pressure hydraulic line is shown as a solid line
  • the pilot line is shown as a broken line
  • the electric drive / control line is shown as a dotted line.
  • the hydraulic drive system that hydraulically drives the hydraulic actuator of the shovel 100 according to the present embodiment includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, and a control valve 17.
  • the hydraulic drive system of the shovel 100 according to the present embodiment is, as described above, the traveling hydraulic motors 1L and 1R that hydraulically drive the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, respectively.
  • a swing hydraulic motor 2A, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8 and a bucket cylinder 9 are included.
  • the engine 11 is a main power source in the hydraulic drive system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3, for example. Specifically, the engine 11 drives the main pump 14 and the pilot pump 15 under a direct or indirect control by the controller 30 described later to rotate at a constant target rotation speed.
  • the engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as a fuel.
  • the regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14. For example, the regulator 13 adjusts the angle of the swash plate of the main pump 14 (hereinafter, “tilt angle”) according to a control command from the controller 30.
  • the main pump 14 is mounted on the rear part of the upper swing body 3 and supplies hydraulic oil to the control valve 17 through the high-pressure hydraulic line.
  • the main pump 14 is driven by the engine 11 as described above.
  • the main pump 14 is, for example, a variable displacement hydraulic pump, and the stroke length of the piston is adjusted by adjusting the tilt angle of the swash plate by the regulator 13 under the control of the controller 30 as described above.
  • the flow rate (discharge pressure) can be controlled.
  • the control valve 17 is, for example, a hydraulic control device that is mounted in the central portion of the upper swing body 3 and controls the hydraulic drive system according to an operator's operation of the operation device 26 or a remote operation. As described above, the control valve 17 is connected to the main pump 14 via the high-pressure hydraulic line, and controls the hydraulic oil supplied from the main pump 14 according to the state of the operation or remote operation of the operating device 26. It is selectively supplied to the traveling hydraulic motors 1L and 1R, the swing hydraulic motor 2A, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9). Specifically, the control valve 17 includes a plurality of control valves for controlling the flow rate and the flowing direction of the hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each hydraulic actuator.
  • the operation system of the shovel 100 includes a pilot pump 15 and an operation device 26.
  • the pilot pump 15 is mounted, for example, at the rear of the upper swing body 3 and supplies pilot pressure to various hydraulic devices such as the operating device 26 via a pilot line.
  • the pilot pump 15 is, for example, a fixed displacement hydraulic pump, and is driven by the engine 11 as described above.
  • the operation device 26 is provided in the vicinity of the cockpit of the cabin 10 and is an operation input means for an operator to operate various operation elements (the lower traveling structure 1, the upper revolving structure 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, etc.). Is. In other words, the operating device 26 operates the hydraulic actuators (that is, the traveling hydraulic motors 1L and 1R, the swing hydraulic motor 2A, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, etc.) that the operator drives the respective operating elements. It is an operation input means for performing.
  • the hydraulic actuators that is, the traveling hydraulic motors 1L and 1R, the swing hydraulic motor 2A, the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, the bucket cylinder 9, etc.
  • the operating device 26 is, for example, a hydraulic pilot type that outputs hydraulic oil having a pilot pressure corresponding to the operation content.
  • the operating device 26 is connected to the control valve 17 through a pilot line on the secondary side.
  • the pilot pressure corresponding to the operating states of the lower traveling body 1, the upper revolving structure 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, and the like in the operating device 26 is input to the control valve 17. Therefore, the control valve 17 can selectively drive each hydraulic actuator according to the operating state of the operating device 26.
  • the operating device 26 may be, for example, an electric type that outputs an electric signal (hereinafter, “operation signal”), instead of a hydraulic pilot type that outputs pilot pressure.
  • operation signal an electric signal from the operation device 26 is input to the controller 30, and the controller 30 controls each control valve in the control valve 17 according to the input operation signal to operate the operation device 26.
  • the control valve in the control valve 17 may be an electromagnetic solenoid type spool valve driven by a command from the controller 30.
  • a hydraulic control valve that operates according to a control command from the controller 30 (hereinafter, “operation control valve”) may be arranged between the pilot pump 15 and the pilot port of each control valve. ..
  • the controller 30 controls the operation control valve to control the pilot pressure by a control command corresponding to the operation amount (for example, lever operation amount).
  • the operation amount for example, lever operation amount
  • the operation device 26 is, for example, an attachment, that is, a lever that operates each of the operation of the boom 4 (boom cylinder 7), the arm 5 (arm cylinder 8), the bucket 6 (bucket cylinder 9), and the swing operation of the upper swing body 3. Including equipment. Further, the operating device 26 includes, for example, a pedal device or a lever device that operates each of the left and right lower traveling bodies 1 (traveling hydraulic motors 1L and 1R).
  • the control system of the shovel 100 includes a controller 30, a boom bottom pressure sensor 7a, a discharge pressure sensor 28, an operation pressure sensor 29, a display device 40, an input device 42, a storage device 47, and An external audio output device 48, a hook storage state detection device 51, a boom posture sensor S1, an arm posture sensor S2, a bucket posture sensor S3, a body posture sensor S4, a front camera S5, and an indoor camera S6. ..
  • the controller 30 is provided in the cabin 10, for example, and controls the drive of the shovel 100.
  • the function of the controller 30 may be realized by any hardware, software, or a combination thereof.
  • the controller 30 includes a memory device (also referred to as “main storage device”) such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a non-volatile auxiliary storage device such as a ROM (Read Only Memory), and various types. It is mainly composed of a microcomputer including an interface device for input / output.
  • the controller 30 realizes various functions by executing various programs installed in a non-volatile auxiliary storage device on the CPU, for example.
  • the controller 30 sets a target rotation speed based on a work mode or the like preset by a predetermined operation on the input device 42 by an operator or the like, and performs drive control to rotate the engine 11 at a constant speed.
  • the controller 30 outputs a control command to the regulator 13 as necessary to change the discharge amount of the main pump 14.
  • the controller 30 controls the proportional valve for operation as described above to realize the operation of the hydraulic actuator according to the operation content of the operating device 26.
  • the controller 30 realizes remote operation of the shovel 100 by using an operating proportional valve.
  • the controller 30 may output a control command corresponding to the content of the remote operation designated by the remote operation signal received from the external device to the operating proportional valve.
  • the operating proportional valve outputs the pilot pressure corresponding to the control command from the controller 30, using the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15, and outputs the pilot pressure to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17. Pilot pressure may be applied.
  • the content of the remote operation is reflected in the operation of the control valve 17, and the operation of the various operation elements (driven elements) according to the content of the remote operation is realized by the hydraulic actuator.
  • the controller 30 realizes the automatic operation function of the shovel 100 by using the proportional valve for operation.
  • the controller 30 may output a control command corresponding to the operation command regarding the automatic driving function to the operating proportional valve.
  • the operation command may be generated by the controller 30 or may be generated by another control device that controls the automatic driving function.
  • the operating proportional valve outputs the pilot pressure corresponding to the control command from the controller 30, using the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15, and outputs the pilot pressure to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17. Pilot pressure may be applied.
  • the content of the operation command related to the automatic driving function is reflected in the operation of the control valve 17, and the hydraulic actuator realizes the operation of various operating elements (driven elements) by the automatic driving function.
  • the controller 30 controls the peripheral monitoring function.
  • the perimeter monitoring function monitors the entry of an object to be monitored into a predetermined range around the excavator 100 (hereinafter, “monitoring range”) based on information acquired by a space recognition device such as the front camera S5.
  • the determination process of the entry of the monitoring target object into the monitoring range may be performed by the space recognition device or may be performed by the outside of the space recognition device (for example, the controller 30).
  • Objects to be monitored may include, for example, people, trucks, trailers, other construction machinery, utility poles, suspended loads, pylons, buildings, and the like.
  • the controller 30 controls the object detection notification function.
  • the object detection / notification function the presence of an object to be monitored with respect to the operator in the cabin 10 and the periphery of the excavator 100 is notified when the peripheral monitoring function determines that the object to be monitored exists within the monitoring range.
  • the controller 30 may implement the object detection notification function by a visual method, an auditory method, or the like, using the display device 40 or the external audio output device 48, for example.
  • the controller 30 controls the operation limiting function.
  • the operation restriction function for example, the operation of the shovel 100 is restricted when the periphery monitoring function determines that an object to be monitored exists within the monitoring range.
  • the monitored object is a person will be mainly described.
  • the controller 30 determines that an object to be monitored such as a person exists within a predetermined range (within the monitoring range) from the shovel 100 based on the acquired information of the space recognition device such as the front camera S5. In this case, even if the operator operates the operation device 26, the actuator may be inoperable or restricted to the operation in the slow speed state. Specifically, when it is determined that a person is present within the monitoring range, the controller 30 can make the actuator inoperable by setting the gate lock valve in the locked state. In the case of the electric operating device 26, the actuator can be made inoperative by disabling the signal from the controller 30 to the operating proportional valve.
  • an operating proportional valve that outputs a pilot pressure corresponding to a control command from the controller 30 and applies the pilot pressure to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17 is used.
  • the operation of the actuator can be made at a very low speed by limiting the control signal from the controller 30 to the proportional valve for operation to a content corresponding to a relatively small pilot pressure. .. In this way, when it is determined that the detected object to be monitored exists within the monitoring range, the actuator is not driven even if the operating device 26 is operated, or the operation speed corresponding to the operation input to the operating device 26.
  • the actuator may be stopped by setting the gate lock valve in the locked state.
  • controller 30 applies the same motion limiting function as in the case of operating the operating device 26 to the case where the shovel 100 is remotely operated or the case where an operation command related to the automatic driving function is output. Good.
  • the boom bottom pressure sensor 7a is attached to the boom cylinder 7 and detects the pressure in the bottom side oil chamber (hereinafter, "boom bottom pressure"). A detection signal corresponding to the boom bottom pressure detected by the boom bottom pressure sensor 7a is fetched by the controller 30.
  • the discharge pressure sensor 28 detects the discharge pressure of the main pump 14. A detection signal corresponding to the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 28 is fetched by the controller 30.
  • the operating pressure sensor 29 detects the pilot pressure on the secondary side of the operating device 26, that is, the pilot pressure corresponding to the operating state of each operating element (hydraulic actuator) in the operating device 26, as described above.
  • the detection signal of the pilot pressure corresponding to the operation state of the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, and the like in the operating device 26 by the operation pressure sensor 29 is fetched by the controller 30.
  • the display device 40 is provided at a location in the cabin 10 where it can be easily seen by a seated operator, and displays various information images under the control of the controller 30.
  • the display device 40 may be connected to the controller 30 via an in-vehicle communication network such as a CAN (Controller Area Network), or may be connected to the controller 30 via a one-to-one dedicated line.
  • CAN Controller Area Network
  • the input device 42 is provided within a reach of a seated operator in the cabin 10, receives various operation inputs from the operator, and outputs signals corresponding to the operation inputs to the controller 30.
  • the input device 42 is, for example, a touch panel mounted on the display of the display device 40 that displays various information images, a knob switch provided at the tip of the lever portion of the lever device included in the operation device 26, and installed around the display device 40. Button switches, levers, toggles, etc. More specifically, the input device 42 includes a crane mode switch 42a. A signal corresponding to the operation content of the input device 42 is fetched by the controller 30.
  • the crane mode switch 42a is an operation input unit for switching the operation mode of the shovel 100 between a normal mode for performing excavation work and the like and a crane mode for performing crane work using the hook 80.
  • the normal mode is an operation mode of the shovel 100 in which the operation speed of the attachment (for example, the boom 4) with respect to the operation of the operator through the operation device 26 is relatively high, and the crane mode is the attachment with respect to the operation of the operator through the operation device 26.
  • the operating speed of the shovel 100 is relatively slow. As a result, during crane work, for example, the operation of the boom 4 relative to the operation of the operator becomes relatively slow. Therefore, the shovel 100 can stably lift or move a suspended load.
  • the controller 30 switches the operation mode of the shovel 100 from the normal mode to the crane mode, and when the crane mode switch 42a is turned off, the operation mode of the shovel 100 is changed from the crane mode to the normal mode. Switch to mode.
  • the controller 30 sets the rotation speed of the engine 11 in the crane mode lower than that in the normal mode, for example. Accordingly, the controller 30 can make the operation of the attachment slower in the crane mode than in the normal mode.
  • the storage device 47 is provided in the cabin 10, for example, and stores various information under the control of the controller 30.
  • the storage device 47 is, for example, a storage medium such as a nonvolatile semiconductor memory.
  • the external voice output device 48 is provided, for example, on the upper swing body 3 and outputs a predetermined sound to the outside of the cabin 10, that is, the periphery of the shovel 100, under the control of the controller 30.
  • the external audio output device 48 is, for example, a speaker or a buzzer.
  • the external audio output device 48 outputs various kinds of information by audio in response to an audio output command from the controller 30.
  • the hook storage state detection device 51 detects the storage state of the hook 80 in the attachment (hook storage part 50).
  • the hook storage state detection device 51 is, for example, a switch that is in a conductive state when the hook 80 is present in the hook storage section 50 and is in a cutoff state when the hook 80 is not present in the hook storage section 50.
  • the hook storage state detection device 51 is connected to the controller 30 through the cable 35, and the controller 30 determines whether or not the hook 80 is stored in the hook storage portion 50 based on the conduction / non-conduction of the hook storage state detection device 51. it can.
  • the controller 30 may automatically switch the operation mode of the shovel 100 between the crane mode and the normal mode based on the detection information by the hook storage state detection device 51.
  • the crane mode switch 42a can be omitted.
  • the controller 30 determines that the hook 80 is taken out of the hook storage part 50 by switching the hook storage state detection device 51 from the conductive state to the cutoff state, the operation mode of the shovel 100 is changed from the normal mode to the crane mode. You can switch.
  • the controller 30 determines that the hook 80 has been returned to the hook storage unit 50 by switching the hook storage state detection device 51 from the closed state to the conductive state, the operation mode of the shovel 100 is changed from the crane mode to the normal mode. You can switch.
  • the boom posture sensor S1 is attached to the boom 4 and detects a posture angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3, specifically, a depression / elevation angle (hereinafter, “boom angle”).
  • the boom posture sensor S1 detects, for example, in side view, the angle formed by a straight line connecting the fulcrums at both ends of the boom 4 with respect to the swing plane of the upper swing body 3.
  • the boom attitude sensor S1 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a 6-axis sensor, an IMU (Inertial Measurement Unit), and the like.
  • the arm attitude sensor S2, the bucket attitude sensor S3, and the machine body The same applies to the attitude sensor S4.
  • the detection signal corresponding to the boom angle from the boom attitude sensor S1 is fetched by the controller 30.
  • the arm posture sensor S2 is attached to the arm 5 and detects a posture angle of the arm 5 with respect to the boom 4, specifically, a rotation angle (hereinafter, “arm angle”).
  • the arm attitude sensor S2 detects, for example, in side view, an angle formed by a straight line connecting the fulcrums of both ends of the boom 4 to a straight line connecting the fulcrums of both ends of the boom 4.
  • a detection signal corresponding to the arm angle by the arm attitude sensor S2 is fetched by the controller 30.
  • the bucket attitude sensor S3 is attached to the bucket 6 and detects an attitude angle of the bucket 6 with respect to the arm 5, specifically, a rotation angle (hereinafter, “bucket angle”).
  • the bucket attitude sensor S3 detects, for example, in side view, an angle formed by a straight line connecting a fulcrum of both ends of the arm 5 to a straight line connecting the fulcrum of the bucket 6 and the tip (blade edge).
  • a detection signal corresponding to the bucket angle by the bucket attitude sensor S3 is fetched by the controller 30.
  • the machine attitude sensor S4 detects the attitude state of the machine, specifically, the upper swing body 3.
  • the machine body attitude sensor S4 is attached to, for example, the upper revolving structure 3, and the attitude angle of the upper revolving structure 3 around two axes in the front-rear direction and the left-right direction, that is, the inclination angle (hereinafter, “front-back inclination angle” and “left-right inclination”) Corner ").
  • the machine body attitude sensor S4 detects the attitude angle of the upper swing body 3 around the vertical axis, that is, the swing angle around the swing axis 2X.
  • the detection signals corresponding to the tilt angle (front and rear tilt angle and left and right tilt angle) and the turning angle by the body attitude sensor S4 are fetched by the controller 30.
  • the front camera S5 (an example of a space recognition device) is provided, for example, at the front end of the upper revolving structure 3 (for example, the upper front end of the cabin 10 or the like), and the upper revolving structure 3 is operated during the operation from start to stop of the shovel 100.
  • a picture of the front of is captured.
  • the front camera S5 is provided on the front portion of the upper swing body 3 in a manner capable of capturing an image capturing range in front of the upper swing body 3 including an operation state of an attachment that works in front of the upper swing body 3. It is provided.
  • the image captured by the front camera S5 is captured by the controller 30.
  • the controller 30 can acquire a captured image including the work content of the shovel 100 using the attachment, the front situation during the work of the shovel 100, and the like.
  • the shovel 100 may include any one or a plurality of space recognition means for recognizing a state (space) in front of the upper swing body 3.
  • the controller 30 can acquire a captured image or the like including the left and right situations and the backward situation when the shovel 100 is working.
  • the indoor camera S6 is provided in the cabin 10 and takes an image of the operator. Specifically, the indoor camera S6 captures an image including a state of the operation of the operating device 26 by the operator in the cabin 10 and an operation of the operator during the operation (for example, face direction, line-of-sight direction, line-of-sight movement, etc.). It is provided inside the cabin 10 in such a manner that the range can be imaged.
  • the image captured by the indoor camera S6 is captured by the controller 30. As a result, the controller 30 can acquire a captured image including the operating state of the operating device 26 by the operator, the operating state of the operator when operating the operating device 26, and the like.
  • another operation recognition means for the controller 30 or the like to recognize the operation content of the operator in the room for example, a LIDAR, a stereo camera, a distance image sensor, an infrared sensor, or the like. It may be provided.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of a functional configuration related to the external alert function of the shovel 100 of the present embodiment.
  • the controller 30 includes, for example, a work pattern registration unit 301 and a work pattern selection unit as functional units realized by executing a program installed in a non-volatile auxiliary storage device on a CPU. 302, a shovel motion prediction unit 303, and an external alerting unit 304 are included.
  • the work pattern registration unit 301 includes a shovel including a predetermined motion to be predicted by the shovel motion prediction unit 303 (for example, a traveling motion of the lower traveling structure 1 or a swing motion of the upper revolving structure 3) (hereinafter, “prediction target motion”).
  • Information (hereinafter, “target work pattern information”) about 100 work patterns (hereinafter, “target work pattern”) is registered in the storage device 47.
  • a work pattern DB (Data Base) 471 in which target work pattern information is arranged in an extractable manner based on a predetermined extraction condition is constructed, and the work pattern registration unit 301
  • the target work pattern information is registered in the pattern DB 471.
  • the work pattern represents a set of a series of motions that constitutes one work to be executed by the shovel 100, and includes a plurality of motion sections as described later.
  • the work pattern DB 471 may be built in the nonvolatile internal memory of the controller 30. The same applies to the operator operation pattern DB 471A described later.
  • the work pattern registration unit 301 is input via an external tool or an external storage device (for example, a USB (Universal Serial Bus) memory) that is temporarily connected to the controller 30 by a factory worker before the excavator 100 is shipped from the factory.
  • the target work pattern information corresponding to one or a plurality of target work patterns to be stored is registered in the work pattern DB 471 of the storage device 47. Further, for example, the target work pattern may be added after the factory shipment, or the target work pattern information may be updated.
  • the work pattern registration unit 301 stores the target work pattern information for updating, which is input through an external tool or an external storage device temporarily connected to the controller 30 by a service person, an operator, or the like, to the work of the storage device 47. It is registered in the pattern DB 471.
  • the work pattern registration unit 301 machine-learns (extracts) a target work pattern to be executed by the shovel 100 (specifically, may be executed) based on past work contents of the shovel 100,
  • the target work pattern information regarding the extracted target work pattern may be registered in the work pattern DB 471 of the storage device 47.
  • the work pattern registration unit 301 for example, various information related to the work content of the shovel 100 (for example, the boom bottom pressure sensor 7a, the operation pressure sensor 29, the input device) while the shovel 100 is operating from startup to stop. 42 (for example, the crane mode switch 42a), the boom posture sensor S1, the arm posture sensor S2, the bucket posture sensor S3, the body posture sensor S4, the front camera S5, the indoor camera S6, and the like).
  • the work pattern registration unit 301 analyzes the various kinds of information regarding the past work content of the shovel 100 accumulated in the storage device 47 or the like at a predetermined timing (for example, during the idling of the shovel 100), so that the shovel 100 can be operated.
  • the target work pattern to be executed may be extracted.
  • the work pattern registration unit 301 extracts the target work pattern in consideration of the surrounding situation of the shovel 100 when extracting the target work pattern to be executed by the shovel 100 based on the work content of the past shovel 100. Good. Further, the work pattern registration unit 301 may extract the target work pattern based on the operation pattern of the operator imaged by the indoor camera S6 provided in the cabin 10. Even if the work purpose is the same, the difference in the surrounding situation of the shovel 100 (for example, in the case of a work site where there are many restrictions on the operating range of the shovel 100 and the surrounding where there are buildings and structures, and in the surroundings).
  • the target work pattern information registered in the work pattern DB 471 of the storage device 47 further includes a determination condition (hereinafter, “peripheral situation determination condition”) for determining the peripheral situation of the shovel 100.
  • the process of extracting the target work pattern to be executed by the shovel 100 based on the work content of the shovel 100 in the past is performed by an external device provided outside the shovel 100 (for example, a management center outside the work site of the shovel 100). It may be performed by a management device 300, which will be described later, or a management terminal installed in a management office or the like at the work site.
  • the controller 30 transmits (uploads) various information related to the work content of the shovel 100 during operation from startup to stop of the shovel 100 to an external device through a predetermined communication device mounted on the shovel 100.
  • the external device can extract the target work pattern executed by the shovel 100.
  • the external device transmits the extracted target work pattern information to the shovel 100, so that the controller 30 (work pattern registration unit 301) causes the target work pattern corresponding to the target work pattern based on the work content of the past shovel 100.
  • Information can be registered in the work pattern DB 471 of the storage device 47.
  • the work pattern may be input in advance to the work pattern registration unit 301.
  • the controller 30 may generate an operation command for performing autonomous control of the shovel 100 based on the work pattern input in advance.
  • the shovel 100 may use a communication device mounted on the shovel 100 to communicate with an external device outside the shovel 100 (for example, a support device 200 or a management device 300 described later). ..
  • the communication device may be configured to output a start command regarding autonomous control to the functional element of the controller 30 based on a signal received from an external device, in order to perform autonomous control of the shovel 100.
  • the communication device may be configured to output the operation command data to the functional elements of the controller 30 based on the signal received from the external device.
  • the function of this communication device may be included in the input device 42 mounted on the shovel 100.
  • the work pattern DB 471 is constructed in the storage device 47 as described above.
  • the target work pattern registered in the work pattern DB 471 may have a series of work contents divided into a plurality of operation sections, for example. Then, the target work pattern information registered in the work pattern DB 471 includes identification information that identifies the target work pattern (for example, work pattern ID (Identifier)) and a plurality of motion sections included in the target work pattern. Further, the target work pattern information includes a determination condition (hereinafter, “work pattern determination condition”) for determining whether or not the target work pattern is executed (started), and the start and end of the operation section for each operation section (or, Discrimination conditions (hereinafter, “motion section start determination conditions” and “motion section end determination conditions”) and the like for determining the end sign) are included.
  • work pattern determination condition for determining whether or not the target work pattern is executed (started)
  • motion section start determination conditions and “motion section end determination conditions” and the like for determining the end sign
  • the target work pattern includes, for example, a work pattern of the shovel 100 related to crane work (hereinafter, “crane work pattern”).
  • the crane work pattern includes three operation sections that are performed in the order of (A1) to (A3) below.
  • the traveling operation of the lower traveling body 1 and the revolving operation of the upper revolving body 3 in the above-described suspended load moving operation section correspond to the operations to be predicted by the shovel operation prediction unit 303.
  • the target work pattern includes, for example, a work pattern related to a work in which the shovel 100 forms a predetermined slope by cutting (hereinafter, “slope shaping work pattern”).
  • the slope shaping work pattern includes, for example, two operation sections that are repeatedly performed in the order of (B1) and (B2) below.
  • the slope shaping work pattern corresponding to the combination of the operation sections will be referred to as a “first slope shaping work pattern”.
  • the slope shaping work pattern includes, for example, five operation sections that are repeatedly performed in the order of (C1) to (C5) below.
  • the slope shaping work pattern corresponding to the operation section will be referred to as a “second slope shaping work pattern”.
  • C1 An operation section in which the shovel 100 performs cutting while pulling the attachment (bucket 6) toward the front side (hereinafter, “slope cutting operation section”)
  • C2 An operation section in which the shovel 100 stores (holds) the earth and sand cut from the slope in the slope cutting operation section (holding) in the bucket 6 (hereinafter referred to as “sand storage operation section”)
  • C3 An operation section in which the excavator 100 lifts the bucket 6 in a state where the bucket 6 holds the earth and sand to perform the turning operation of the upper-part turning body 3 (hereinafter, “outward turning operation section”).
  • the shovel 100 has the slope extending in the traveling direction of the lower traveling body 1 while making the upper revolving structure 3 face the slope.
  • Direction that is, a direction substantially orthogonal to the front-rear direction of the upper swing body 3 (see FIG. 5).
  • the shovel 100 moves to the front of the unmolded slope without the swiveling motion of the upper revolving structure 3 after the forming work by cutting the slope, and the upper revolving structure 3 is not shaped. You can face it in front of.
  • the first slope shaping work pattern and the second slope shaping work pattern are distinguished for convenience, and in practice, the slope shaping work is divided into the first slope shaping work pattern and the second slope shaping work pattern. It is executed by a combination of slope shaping work patterns.
  • the work pattern selection unit 302 compares the output information of the operation pressure sensor 29, each of the posture sensors S1 to S4, the front camera S5, and the like with a plurality of target work pattern information registered in the work pattern DB 471, and the shovel 100 executes the work pattern. Select the target work pattern corresponding to the work inside.
  • the function of the work pattern selection unit 302 may be omitted.
  • the shovel motion prediction unit 303 (an example of a motion prediction unit) predicts the motion of the shovel 100 due to the operation of the operator on the operation device 26. Further, the shovel motion prediction unit 303 may predict the motion of the shovel 100 by remote control. Further, the shovel operation prediction unit 303 may predict the operation of the shovel 100 by autonomous control (autonomous driving function). Specifically, the shovel motion prediction unit 303, based on the target work pattern information selected by the work pattern selection unit 302 from the target work pattern information registered in the work pattern DB 471, a predicted target motion of the shovel 100, for example, It is predicted in advance that the traveling motion of the lower traveling structure 1 or the traveling motion of the upper rotating structure 3 will be performed.
  • the shovel motion prediction unit 303 configures a plurality of target work patterns on the basis of motion command data, output information (current motion progress information) of the posture sensors S1 to S4, the front camera S5, and the like.
  • target operation section In which the shovel 100 performs the prediction target operation, the end of the operation section (hereinafter, “previous operation section”) or a sign of the end is detected. Accordingly, the shovel motion prediction unit 303 can predict in advance that the prediction target motion will be performed.
  • the external attention calling unit 304 (an example of the attention calling unit) of the shovel 100 before the start of the prediction target motion. Call attention to the fact that the prediction target motion will be performed on the surroundings.
  • the external alerting unit 304 outputs a voice output command to the external voice output device 48 to cause the external voice output device 48 to output a predetermined voice, and the vicinity of the shovel 100 (for example, a worker around the shovel). Attention is made to the fact that the prediction target operation is performed.
  • the sound output from the external sound output device 48 may be, for example, a sound such as "the shovel turns (runs). Please be careful.”, Or a sound such as a buzzer sound. It may be a predetermined sound indicating that the prediction target operation is started. The same applies to the external alerting unit 304A described below.
  • the external alerting unit 304 may alert the surroundings of the shovel 100 by a method other than voice.
  • the external alerting unit 304 sends a vibration command to a predetermined mobile terminal (for example, a dedicated external alerting terminal or a general-purpose terminal such as a smartphone) carried by a worker around the shovel 100 through a predetermined communication device. You may vibrate the said portable terminal by outputting and outputting by remote control.
  • a predetermined mobile terminal for example, a dedicated external alerting terminal or a general-purpose terminal such as a smartphone
  • FIG. 4 is an example of a process (hereinafter, “external caution process”) related to the external caution function by the controller 30 of the shovel 100 according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a flowchart schematically showing an external alerting process performed by the controller 30 of the shovel 100.
  • FIG. 4A illustrates a case in which there may be a plurality of attention target movement sections (target movement sections) in the target work pattern selected by the work pattern selection unit 302 (for example, slopes). It is a flowchart which shows the specific example of the external attention processing of a shaping operation pattern etc.).
  • FIG. 4B shows an external caution when only one operation section (target operation section) to be alerted exists in the target work pattern selected by the work pattern selection unit 302 (for example, a crane work pattern).
  • the process according to the flowcharts of FIGS. 4A and 4B is, for example, a predetermined process from after the completion of the initial process of the controller 30 when the shovel 100 is started to before the start of the termination process of the controller 30 when the shovel 100 is stopped. It is executed repeatedly at each interval.
  • FIG. 7 shows the same applies to the flowchart of FIG. 7.
  • step S102A the work pattern selection unit 302 determines whether the work corresponding to the target work pattern registered in the work pattern DB 471 has started. Specifically, the work pattern selection unit 302 starts the work corresponding to which target work pattern based on whether or not the above-described work pattern determination condition included in each of the plurality of target work pattern information is satisfied. Whether or not it may be determined. In other words, the work pattern selection unit 302 selects which target work pattern registered in the work pattern DB 471 corresponds to the current operation of the shovel 100. If the work corresponding to the target work pattern is started, the work pattern selection unit 302 proceeds to step S104A, and otherwise, ends the current process.
  • the work pattern determination condition is that "the upper swing body 3 faces the slope and the traveling direction of the lower traveling body 1 is the front-back direction of the upper swing body 3 in plan view. It is about a right angle to ".
  • the work pattern selection unit 302 recognizes the slope based on the image captured by the front camera S5, compares the recognized slope with design data set (registered) in advance, and based on the comparison result. By determining whether or not the upper swing body 3 of the shovel 100 has reached the slope shaping work position, it is possible to determine whether or not the work pattern determination condition is satisfied.
  • the work pattern selection unit 302 determines the traveling direction of the lower traveling body 1 and the front-rear direction of the upper revolving body 3 based on the positioning information such as a GNSS (Global Navigation Satellite System) sensor and the detection information of the body attitude sensor S4. By recognizing the relative angle (turning angle) and the orientation and position of the upper turning body 3 in the world geodetic system, and comparing it with preset design data, it is determined whether or not the work pattern determination condition is satisfied. Good.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • step S104A the shovel motion prediction unit 303 determines whether or not the current work state of the shovel 100 corresponds to a motion section immediately before the target motion section in which the prediction target motion by the shovel 100 is performed (previous motion section). judge. Specifically, the shovel motion predicting unit 303 determines whether or not the current work state of the shovel 100 is determined by determining whether or not a motion section start determination condition for each of a plurality of motion sections forming the target work pattern is satisfied. The corresponding motion section may be specified, and it may be determined whether or not the specified motion section is the immediately preceding motion section. If the current work state of the shovel 100 corresponds to the immediately preceding movement section, the shovel motion prediction unit 303 proceeds to step S106A. If the current work state of the shovel 100 does not correspond to the immediately preceding movement section, until the work state corresponds to the immediately preceding movement section of the shovel 100. Wait (repeat the processing of this step).
  • the action section start determination condition regarding the slope shaping operation section as the immediately preceding operation section is that "cutting operation or rolling operation of the slope by the attachment is started" Is.
  • the shovel motion predicting unit 303 may, for example, detect the attachment to the slope based on the detection information of the operation pressure sensor 29, the boom posture sensor S1, the arm posture sensor S2, the bucket posture sensor S3, and the like, and the captured image of the front camera S5. By recognizing the operation, it is possible to determine whether the cutting operation or the rolling operation has started.
  • the operation section start determination condition regarding the earth and sand accommodation operation section as the immediately previous operation section is that "the shovel 100 stores the sediment accumulated at the foot of the slope in the bucket 6. Is to start. "
  • the shovel operation prediction unit 303 recognizes the operation of the attachment based on, for example, the detection information of the operation pressure sensor 29, the boom attitude sensor S1, the arm attitude sensor S2, and the bucket attitude sensor S3, or the captured image of the front camera S5. Then, it can be determined whether or not the shovel 100 has started to store the soil at the foot of the slope in the bucket 6.
  • step S106A the shovel operation prediction unit 303 determines whether or not the current operation section, that is, the immediately previous operation section ends (or whether there is a sign that it ends). Specifically, the shovel motion prediction unit 303 may determine whether or not the motion section end determination condition corresponding to the immediately preceding target section is satisfied. The shovel motion prediction unit 303 proceeds to step S108A when the immediately preceding motion section ends (or has a sign to end), and otherwise waits until the immediately preceding section ends (or has a sign to end). (Repeat the processing of this step).
  • the operation section end determination condition regarding the slope shaping operation section as the immediately preceding operation section is that “cutting or rolling compaction of the front slope of the upper swing body 3 is completed. , The operation of the attachment has stopped. "
  • the shovel operation prediction unit 303 recognizes the progress state of the slope shaping based on the image captured by the front camera S5, and at the same time, the operation pressure sensor 29, the boom attitude sensor S1, the arm attitude sensor S2, and the bucket attitude. By recognizing the operation state of the attachment based on the detection information of the sensor S3 or the like, it is possible to determine whether or not the operation section end determination condition is satisfied.
  • the operation section end determination condition relating to the earth and sand accommodation operation section as the immediately previous operation section is that "the shovel 100 lifts the bucket 6 while the earth and sand are stored in the bucket 6. It is "to start.”
  • the shovel operation prediction unit 303 recognizes the operation of the attachment based on, for example, the detection information of the operation pressure sensor 29, the boom attitude sensor S1, the arm attitude sensor S2, and the bucket attitude sensor S3, and the captured image of the front camera S5. However, it is possible to determine whether or not the operation section end determination condition is satisfied.
  • step S ⁇ b> 108 ⁇ / b> A the external alerting unit 304 outputs a voice output command to the external voice output device 48 to predict the target motion to the outside (surroundings) of the shovel 100, that is, the turning motion or the running motion of the shovel 100. Will start alerting that. After that, the operator operates the turning lever device or the traveling lever device to start the operation (that is, the turning operation or the running operation) corresponding to the target operation section.
  • step S110A the shovel motion prediction unit 303 determines whether the target motion section has ended. Specifically, the shovel motion prediction unit 303 determines whether or not the motion segment end determination condition regarding the target motion segment is satisfied. The shovel motion prediction unit 303 proceeds to step S112A when the target motion section ends, and otherwise waits until the target motion section ends (repeats the processing of this step).
  • step S112A the external alerting unit 304 outputs the audio output stop command to the external audio output device 48 to stop the above alerting.
  • step S114A the shovel motion prediction unit 303 determines whether or not the next motion section is the target motion section. This is because, if there are a plurality of prediction target motions, the target motion section may possibly continue depending on the target work pattern. If the next movement section is the target movement section, the shovel movement prediction unit 303 returns to step S108A to start alerting the surroundings of the shovel 100 again, and if the next movement section is not the target movement section, It proceeds to step S116A.
  • step S116A the shovel motion prediction unit 303 determines that the target work pattern (for example, the next running motion section when the running motion is continued) is included in the target work pattern corresponding to the work content being executed by the shovel 100. Determine whether or not it remains.
  • the shovel operation prediction unit 303 returns to step S104A, repeats the processing of step S104A and thereafter, and the target operation section remains. If not, the process proceeds to step S118A.
  • step S118A the shovel motion prediction unit 303 determines whether or not a series of work corresponding to the target work pattern has been completed. Specifically, the shovel motion prediction unit 303, based on the success / failure of the motion section end determination condition regarding the motion section that is executed last among the plurality of motion sections that form the target work pattern, sets the sequence corresponding to the target work pattern. It may be determined whether or not the work of (3) is completed. If the series of works corresponding to the target work pattern is not finished, the shovel motion prediction unit 303 waits until it is finished (repeat the process of this step), and if it is finished, finishes this process.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a specific example of the work status of the shovel 100 when an external alert is issued, and more specifically, a slope shaping work pattern (first work pattern) that is an example of a target work pattern.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the work status of the shovel 100 regarding the slope shaping work pattern of FIG.
  • the operator causes the upper revolving superstructure 3 to face the slope 500 of the work target and the traveling direction of the lower traveling body 1 to the normal direction as described above. It is arranged substantially parallel to the extending direction of the surface 500 (that is, substantially perpendicular to the front-rear direction of the upper swing body 3). For example, when the operator determines that the attachment operating surface includes the normal line of the slope (target construction surface), the operator determines that the upper swing body 3 is directly facing the slope (target construction surface).
  • the shovel 100 performs slope shaping work on the construction incomplete area 502 on the front of the upper swing body 3 under the operation of the operator, and when completed, moves to the right and again, the construction incomplete area 502. Repeat the work procedure for performing the slope shaping work. As a result, the construction completion region 501 is sequentially formed from the left end of the slope 500.
  • the shovel motion prediction unit 303 determines that the excavator 100 is running by determining the end of the motion section (slope shaping operation section) immediately before the shovel 100 starts running. Expect to be Then, the external alerting unit 304 notifies that the traveling operation of the shovel 100 is performed (started) via the external voice output device 48 before the excavator 100 starts the traveling operation corresponding to the target operation section. be able to. Therefore, an operator or the like around the shovel 100 can understand at what timing the shovel 100 starts traveling rightward even if it is difficult to know when the shovel 100 starts traveling. ..
  • step S102B the work pattern selection unit 302 starts the work corresponding to the target work pattern registered in the work pattern DB 471, as in step S102A of FIG. 4A. It is determined whether or not. When the work corresponding to the target work pattern is started, the work pattern selection unit 302 proceeds to step S104B, and otherwise ends the current process.
  • the work pattern determination condition is that "the hook 80 for crane work is taken out from the hook storage part 50" or "the operation mode of the excavator 100 is switched from the normal mode to the crane mode. "Is. At this time, it is determined whether or not the hook 80 is out of the hook storage unit 50 by detecting information about the hook storage state detection device 51 such as a proximity switch or the space recognition device such as the front camera S5, LIDAR, or millimeter wave radar. Can be determined based on.
  • the hook storage state detection device 51 such as a proximity switch or the space recognition device such as the front camera S5, LIDAR, or millimeter wave radar.
  • step S104B as in step S104A of FIG. 4A, the shovel motion prediction unit 303 determines that the current work state of the shovel 100 is the motion section immediately before the target motion section in which the prediction target motion is performed by the shovel 100 ( It is determined whether or not it corresponds to the immediately preceding movement section). If the current work state of the shovel 100 corresponds to the immediately preceding motion section, the shovel motion prediction unit 303 proceeds to step S106B. If the current work state of the shovel 100 does not correspond to the immediately preceding motion section, until the work state corresponds to the immediately preceding motion section of the shovel 100. Wait (repeat the processing of this step).
  • the operation section start determination condition regarding the hoisting operation section as the immediately preceding operation section is that "the boom 4 starts the hoisting operation while the hook 80 has a suspended load (hanged)". is there.
  • the shovel operation prediction unit 303 measures the weight of the suspended load based on the detection information of the boom bottom pressure sensor 7a, determines whether or not the suspended load is on the hook 80, and detects the boom attitude sensor S1 and the boom 4 for example.
  • the operation of the boom 4 based on the detection information of the operation pressure sensor 29 corresponding to the operation of the (boom cylinder 7), it is possible to determine whether or not the operation section start determination condition is satisfied.
  • step S106B the shovel motion predicting unit 303 determines whether or not the current motion section, that is, the immediately previous motion section is finished (or whether there is a sign to be finished), as in the case of step S106A of FIG. 4A. judge.
  • the shovel motion prediction unit 303 proceeds to step S108B if the immediately preceding motion section ends (or has a sign to end), and otherwise waits until the immediately preceding section ends (or has a sign to end). (Repeat the processing of this step).
  • the operation section end determination condition regarding the lifting operation section as the immediately preceding operation section is that "the lifting operation of the boom 4 has stopped at a position equal to or higher than a predetermined height after the start of the lifting operation section, Or, it means that the vehicle has decelerated to a state just before it stops. "
  • the shovel operation prediction unit 303 determines the operation speed of the boom 4 and the bucket speed based on the detection information of the boom attitude sensor S1, the arm attitude sensor S2, the bucket attitude sensor S3, and the operation pressure sensor 29 corresponding to the operation of the boom 4. By recognizing the position of 6 (the position of the suspended load), it is possible to determine whether or not the operation period end determination condition is satisfied.
  • step S108B the external alerting unit 304 outputs a voice output command to the external voice output device 48 in the same manner as in step S108A of FIG. That is, the warning that the turning operation or the traveling operation of the shovel 100 is performed is started.
  • step S110B the shovel motion prediction unit 303 determines whether or not the target motion section has finished, as in step S110A of FIG. 4A. If the target movement section ends, the shovel movement prediction unit 303 proceeds to step S112B, and otherwise, waits until the target movement section ends (the processing of this step is repeated).
  • step S112B the external alerting unit 304 outputs the audio output stop command to the external audio output device 48 to stop the above alerting, and ends the process of this time.
  • the external attention unit 304 causes the shovel 100 to perform a turning operation or the like. Before starting, it is possible to inform that the turning operation or the like of the shovel 100 is performed (started). Therefore, even if it is difficult for an operator or the like around the shovel 100 to know when the shovel 100 starts to make a turn or the like, it is possible to know at what timing the shovel 100 starts to make a turn or the like. it can.
  • the shovel motion prediction unit 303 predicts the motion of the shovel 100. Then, when the shovel motion predicting unit 303 predicts that the shovel 100 will perform a predetermined motion (for example, a running motion or a turning motion) next time, the external alerting unit 304 detects the excavator before starting the predetermined motion. Attention is given to the fact that the predetermined operation is performed around 100.
  • a predetermined motion for example, a running motion or a turning motion
  • the shovel 100 can prompt surrounding workers and the like to grasp the operation of the shovel 100 by the operation of the operator.
  • the shovel 100 when the shovel 100 performs a traveling operation or a turning operation, the distance between the shovel 100 and an object to be monitored such as a person becomes relatively short, and the object to be monitored such as a person falls within the monitoring range of the peripheral monitoring function. Objects may enter.
  • the operation limiting function described above operates, and the operation of the actuator of the shovel 100 is stopped or decelerated. Further, the presence of a monitored object (for example, an operator around the shovel 100) is notified to the operator inside the cabin 10 and the surroundings of the shovel 100 by the above-described object detection notifying function.
  • the worker around the shovel 100 evacuates from the monitoring range, and automatically according to the evacuation of the worker from the monitoring range, or the operation of the operator of the shovel 100 who confirms the evacuation of the worker from the monitoring range.
  • the operation restriction function is released in response to. Therefore, the work by the shovel 100 and the worker may be temporarily interrupted, and the work efficiency by the shovel 100 and the worker may be reduced.
  • the controller 30 can alert the workers around before the excavator 100 travels or turns. This allows the worker to evacuate the shovel 100 in a direction away from the shovel 100 before the traveling operation or the turning operation of the shovel 100 by calling attention. Therefore, the shovel 100 can relatively reduce the frequency of operating the operation restriction function, and can suppress the decrease in work efficiency due to the stop or deceleration of the operation of the shovel 100. Further, since the worker can evacuate in advance, it is possible to prevent the work efficiency from being lowered by the worker.
  • the shovel motion prediction unit 303 predicts the motion of the shovel 100 based on the work pattern being executed by the shovel 100.
  • the shovel operation prediction unit 303 can predict the operation of the shovel 100 along the flow of a series of operations corresponding to the work pattern being executed by the shovel 100.
  • the shovel motion prediction unit 303 causes the shovel 100 to perform a motion corresponding to one motion section (previous motion section) of the plurality of motion sections that form the work pattern being executed by the shovel 100.
  • the excavator 100 predicts that the excavator 100 will next perform an operation (prediction target operation) corresponding to another operation section (target operation section) subsequent to one operation section.
  • the shovel motion prediction unit 303 determines which one of the plurality of motion sections corresponding to the work pattern being executed by the shovel 100, and specifically, the next operation of the shovel 100. Can be predicted.
  • the shovel operation prediction unit 303 predicts the operation of the shovel 100 based on the work pattern currently being executed by the shovel 100 among the work patterns of the shovel 100 defined from the past work content of the shovel 100.
  • the shovel operation prediction unit 303 can predict the operation of the shovel 100 in consideration of the past work content of the shovel 100.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing another example of the functional configuration of the external alerting function of the controller 30.
  • the controller 30 includes, for example, an operator operation pattern registration unit 301A as a functional unit realized by executing one or more programs stored in a non-volatile auxiliary storage device on a CPU.
  • the shovel operation prediction unit 303A and the external alerting unit 304A are included.
  • the operator operation pattern registration unit 301A registers information (hereinafter, "operator operation pattern information") regarding an operator's operation pattern (hereinafter, operator operation pattern) when the shovel 100 performs a prediction target operation in the storage device 47. Specifically, in the storage device 47, an operator motion pattern DB 471A in which motion pattern information is arranged in a manner that can be extracted based on a predetermined extraction condition is constructed, and the operator motion pattern registration unit 301A stores in the operator motion pattern DB 471A. Register operator operation pattern information.
  • the operator operation pattern information registered in the operator operation pattern DB 471A includes, for example, operation conditions (hereinafter, operator operation conditions) corresponding to the operator operation pattern immediately before the operator causes the shovel 100 to perform the prediction target operation.
  • operation conditions hereinafter, operator operation conditions
  • the operator operating condition is “while checking the surroundings of the shovel 100 (for example, rolling around) while using a hand lever device or a foot traveling device. To move to the pedal system of ".
  • the motion to be predicted is the turning motion of the shovel 100, it means "to check the surroundings (for example, to shake around) with the same posture facing the front".
  • the operator operation pattern registration unit 301A stores, for example, one or a plurality of operator operation patterns that are input through an external tool or an external storage device that is temporarily connected to the controller 30 by a factory worker before the excavator 100 is shipped from the factory.
  • the corresponding operator operation pattern information is registered in the operator operation pattern DB 471A of the storage device 47. Further, for example, an operator operation pattern may be added after the factory shipment, or the operator operation pattern information may be updated.
  • the operator operation pattern registration unit 301A stores the operator operation pattern information for updating, which is input through an external tool or an external storage device temporarily connected to the controller 30 by a service person, an operator, or the like, in the storage device 47. It is registered in the operator operation pattern DB 471A.
  • the operator operation pattern registration unit 301A performs machine learning (extraction) on the operator operation pattern from the operation content of the past operator based on the relationship between the operation of the operator in the past and the operation of the shovel 100, and the extracted operator
  • the operator motion pattern information regarding the motion pattern may be registered in the operator motion pattern DB 471A of the storage device 47.
  • the operator operation pattern registration unit 301A stores information about the operation content of the operator (for example, an image captured by the indoor camera S6) in the storage device 47 or the like during the operation from the startup to the stop of the shovel 100, for example.
  • Various information related to the operation content of the shovel 100 (for example, the boom bottom pressure sensor 7a, the operation pressure sensor 29, the input device 42 (for example, the crane mode switch 42a), the boom posture sensor S1, the arm posture sensor S2, the bucket posture sensor S3, The detection information and the state information acquired from the body attitude sensor S4, the front camera S5, and the like are stored in the storage device 47 and the like.
  • the operator operation pattern registration unit 301A analyzes the relationship between the past operator's operation content accumulated in the storage device 47 and the like and the operation content of the shovel 100 at a predetermined timing (for example, during the idling of the shovel 100). By doing so, the operator motion pattern corresponding to the predicted motion of the shovel 100 may be extracted.
  • the operator operation pattern registration unit 301A considers the surrounding situation of the shovel 100 when extracting the operator operation pattern based on the relationship between the operation content of the operator in the past and the operation content of the shovel 100, and the operator operation pattern. May be extracted. This is because even if the operator causes the shovel 100 to perform the same prediction target operation, the operation content of the operator may be different due to the difference in the surrounding conditions of the shovel 100.
  • the operator operation pattern information registered in the operator operation pattern DB 471A of the storage device 47 further includes a determination condition (peripheral situation determination condition) for determining the peripheral situation of the shovel 100.
  • the operator operation pattern registration unit 301A determines the operator operation pattern for each operator based on the relationship between the operation content of the operator in the past and the operation content of the shovel 100. You may extract. This is because the operator may have individual differences, habits, and the like, and the operation content when operating the shovel 100 may differ.
  • the shovel motion prediction unit 303A (an example of a motion prediction unit) predicts the motion of the shovel 100 due to the operation of the operator on the operation device 26. Specifically, the shovel motion prediction unit 303A predicts in advance that the prediction target motion will be performed based on the operator motion pattern information registered in the operator motion pattern DB 471A of the storage device 47. More specifically, the shovel motion prediction unit 303A monitors the motion of the operator based on the image captured by the indoor camera S6, and the prediction target motion is determined by whether the operator is performing a motion corresponding to the operator motion pattern. Predict in advance what will be done.
  • the external attention calling unit 304A (an example of the attention calling unit), through the external voice output device 48 or the like, through the external voice output device 48 or the like, before the prediction target operation starts. Attention should be paid to the fact that the motion to be predicted is performed around the.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically showing another example of the external alerting process by the controller 30.
  • step S202 the shovel operation prediction unit 303A determines whether or not the operator is performing an operation corresponding to the operator operation pattern based on the image captured by the indoor camera S6.
  • the shovel operation prediction unit 303A proceeds to step S204 if the operator is performing an operation corresponding to the operator operation pattern, and otherwise ends the current processing.
  • step S204 Since the process of step S204 is the same as steps S108A and S108B of FIGS. 4A and 4B, description thereof will be omitted.
  • step S206 the shovel motion prediction unit 303A determines whether or not the motion of the shovel that is the alert target (for example, the predicted motion such as the running motion or turning motion of the shovel 100) has ended.
  • the shovel operation prediction unit 303A determines the traveling state of the shovel 100 (lower traveling body 1) based on, for example, the detection information of the operation pressure sensor 29 corresponding to the lower traveling body 1 (traveling hydraulic motors 1L and 1R). Can be recognized.
  • the shovel operation prediction unit 303A for example, rotates the shovel 100 (the upper swing body 3) based on the detection information of the operation pressure sensor 29 corresponding to the upper swing body 3 (the swing hydraulic motor 2A) and the machine body attitude sensor S4. Can recognize the condition.
  • the shovel operation prediction unit 303A proceeds to step S208, and if not completed, waits until it is completed (repeats the processing of this step).
  • step S208 Since the process of step S208 is the same as steps S112A and S112B of FIGS. 4A and 4B, description thereof will be omitted.
  • the shovel motion prediction unit 303A predicts the motion of the shovel 100 by monitoring the motion of the operator.
  • the shovel motion prediction unit 303A can predict the operation to be performed next by monitoring the motion of the operator, for example, based on the image captured by the indoor camera S6. Behavior can be predicted.
  • the shovel operation prediction unit 303A monitors the operation of the operator and predicts the operation of the shovel 100 based on the relationship between the past operation content of the operator and the operation content of the shovel 100.
  • the shovel motion prediction unit 303A can grasp the motion pattern of the operator when a predetermined motion of the alerting target is performed from the relationship between the motion contents of the operator in the past and the motion contents of the shovel 100, for example. You can Therefore, the shovel motion predicting unit 303A can specifically predict the motion of the shovel 100 by monitoring the motion of the operator and determining whether the motion corresponding to the recognized motion pattern is performed by the operator.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the shovel management system SYS.
  • the shovel management system SYS includes a shovel 100, a support device 200, and a management device 300.
  • the shovel management system SYS is a system that manages one or a plurality of shovels 100.
  • the information acquired by the shovel 100 may be shared with the administrator and other shovel operators through the shovel management system SYS.
  • Each of the shovel 100, the support device 200, and the management device 300 that form the shovel management system SYS may be one unit or a plurality of units.
  • the shovel management system SYS includes one shovel 100, one support device 200, and one management device 300.
  • the support device 200 is typically a mobile terminal device, and is, for example, a laptop computer terminal, a tablet terminal, a smartphone, or the like carried by a worker or the like at a construction site.
  • the support device 200 may be a mobile terminal carried by the operator of the shovel 100.
  • the support device 200 may be a fixed terminal device.
  • the management device 300 is typically a fixed terminal device, and is, for example, a server computer (so-called cloud server) installed in a management center or the like outside the construction site. Further, the management device 300 may be, for example, an edge server set at a construction site. Further, the management device 300 may be a portable terminal device (for example, a laptop computer terminal, a tablet terminal, or a mobile terminal such as a smartphone).
  • a server computer so-called cloud server
  • the management device 300 may be, for example, an edge server set at a construction site.
  • the management device 300 may be a portable terminal device (for example, a laptop computer terminal, a tablet terminal, or a mobile terminal such as a smartphone).
  • At least one of the support device 200 and the management device 300 may include a monitor and an operation device for remote operation.
  • an operator who uses the support apparatus 200 or the management apparatus 300 may operate the shovel 100 while using the operation device for remote operation.
  • the operating device for remote operation is communicatively connected to the controller 30 mounted on the shovel 100 through a wireless communication network such as a short-range wireless communication network, a mobile phone communication network, or a satellite communication network.
  • various information images displayed on the display device 40 installed in the cabin 10 are stored in at least the support device 200 and the management device 300. It may be displayed on a display device connected to one side.
  • the image information representing the surroundings of the shovel 100 may be generated based on the captured image of the front camera S5.
  • an operator who uses the support apparatus 200, an administrator who uses the management apparatus 300, or the like performs remote operation of the shovel 100 or performs various operations related to the shovel 100 while confirming the surroundings of the shovel 100. You can make settings.
  • the controller 30 of the shovel 100 has a time and place when the autonomous traveling switch is pressed, a target route used when the shovel 100 is autonomously moved (in autonomous traveling),
  • information about at least one of the locus actually traced by the predetermined part during autonomous traveling may be transmitted to at least one of the support device 200 and the management device 300.
  • the controller 30 may transmit the output of the spatial recognition device (for example, the image captured by the front camera S5) to at least one of the support device 200 and the management device 300.
  • the captured image may be a plurality of images captured during autonomous traveling.
  • the controller 30 provides at least one of the support device 200 and the management device 300 with information about at least one of data regarding the operation content of the shovel 100 during autonomous traveling, data regarding the posture of the shovel 100, and data regarding the posture of the attachment. You may send it. Thereby, the worker who uses the support apparatus 200 or the administrator who uses the management apparatus 300 can obtain information about the excavator 100 that is autonomously traveling.
  • the shovel management system SYS may share information about the shovel 100 acquired during remote operation or autonomous control with an administrator, an operator of another shovel, or the like.
  • the excavator 100 is configured to hydraulically drive all the various operating elements such as the lower traveling body 1, the upper revolving structure 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, but a part thereof. May be electrically driven. That is, the configurations and the like disclosed in the above-described embodiments may be applied to a hybrid shovel, an electric shovel, or the like.

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Abstract

周囲の作業者等に対して、オペレータの操作による当該ショベルの動作の把握を促すことが可能なショベルを提供する。本開示の一実施形態に係るショベル１００は、当該ショベル１００の動作を予測するショベル動作予測部３０３と、ショベル動作予測部３０３により当該ショベル１００が次に所定の動作を行うと予測された場合、前記所定の動作の開始前に、当該ショベル１００の周囲に対して所定の動作が行われる旨を報知する外部注意喚起部３０４と、を備える。

Description

ショベル、ショベルの制御装置
　本発明は、ショベル等に関する。
　例えば、ショベルの動作を予測してオペレータに通知する等により、その状況の把握をオペレータに促すショベルが知られている（特許文献１等参照）。
　特許文献１では、ショベルの転倒を予測して、オペレータに知らせるショベルが開示されている。
特開２０１３－２３８０９７号公報
　しかしながら、ショベルの周囲の作業者等は、例えば、ショベルの走行時や旋回時にその動作を事前に把握して行動する必要があるところ、ショベルは、様々な環境下で使用されうるため、その動作を常に把握しながら行動するのは難しい場合がある。よって、ショベルの周囲の作業者等に対しても、ショベルの動作の把握を促す必要がある。
　そこで、上記課題に鑑み、ショベルの周囲の作業者等に対して、当該ショベルの動作の把握を促すことが可能な技術を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、
　ショベルの動作を予測する動作予測部と、
　前記動作予測部により当該ショベルが次に所定の動作を行うと予測された場合、前記所定の動作の開始前に、当該ショベルの周囲に対して前記所定の動作が行われる旨を注意喚起する注意喚起部と、を備える、
　ショベルが提供される。
　上述の実施形態によれば、ショベルの周囲の作業者等に対して、オペレータの操作による当該ショベルの動作の把握を促すことが可能な技術を提供することができる。
ショベルの側面図である。 ショベルの構成の一例を示すブロック図である。 ショベルの外部注意喚起機能に関する機能的な構成の一例を示す機能ブロック図である。 ショベルのコントローラによる外部注意喚起処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 ショベルのコントローラによる外部注意喚起処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 外部注意喚起が行われるショベルの作業状況の具体例を説明する図である。 ショベルの外部注意喚起機能に関する機能的な構成の他の例を示す機能ブロック図である。 ショベルのコントローラによる外部注意喚起処理の他の例を示す図である。 ショベル管理システムの一例を示す図である。
　以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
　［ショベルの概要］
　まず、図１を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明をする。
　図１は、本実施形態に係るショベル１００の側面図である。
　本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメント（作業装置）としてのブーム４、アーム５、及び、バケット６と、キャビン１０とを備える。
　下部走行体１は、例えば、左右一対のクローラを含み、それぞれのクローラが走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（図２参照）で油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。
　上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａ（図２参照）で駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回軸２Ｘを中心として旋回する。
　ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。
　また、エンドアタッチメントとしてのバケット６には、クレーン作業用のフック８０が取り付けられる。フック８０は、基端が、アーム５とバケット６との間を連結するバケットピン６２に回動可能に連結される。これにより、フック８０は、掘削作業等のクレーン作業以外の作業が行われる場合、２本のバケットリンク７０の間に形成されるフック収納部５０に収納される。
　キャビン１０は、オペレータが搭乗する運転室であり、例えば、上部旋回体３の前部左側に搭載される。
　ショベル１００は、キャビン１０に搭乗するオペレータの操作に応じて、アクチュエータ（例えば、油圧アクチュエータ）を動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素（被駆動要素）を駆動する。
　また、ショベル１００は、キャビン１０のオペレータにより操作が可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、所定の外部装置のオペレータによって遠隔操作が可能に構成されてもよい。所定の外部装置には、例えば、後述の支援装置２００や管理装置３００が含まれる。この場合、ショベル１００は、例えば、後述の前方カメラＳ５が出力する画像情報（撮像画像）を外部装置に送信する。また、後述するショベル１００の表示装置４０に表示される各種の情報画像（例えば、各種設定画面等）は、同様に、外部装置に設けられる表示装置にも表示されてよい。これにより、オペレータは、例えば、外部装置に設けられる表示装置に表示される内容を確認しながら、ショベル１００を遠隔操作することができる。そして、ショベル１００は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素を駆動してよい。ショベル１００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン１０のオペレータの操作装置２６に対する操作、及び外部装置のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。
　また、ショベル１００は、オペレータの操作の内容に依らず、自動でアクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能（以下、「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」）を実現する。
　自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の動作要素（アクチュエータ）以外の動作要素（アクチュエータ）を自動で動作させる機能（いわゆる「半自動運機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の動作要素（アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「完全自動運転機能」）が含まれてよい。ショベル１００において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン１０の内部は無人状態であってよい。また、自動運転機能には、ショベル１００の周囲の作業者等の人のジェスチャをショベル１００が認識し、認識されるジェスチャの内容に応じて、複数の動作要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（「ジェスチャ操作機能」）が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、ショベル１００が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が決定される態様（いわゆる「自律運転機能」）が含まれてもよい。
　［ショベルの構成］
　次に、図１に加えて、図２を参照して、ショベル１００の具体的な構成について説明する。
　図２は、本実施形態に係るショベル１００の構成の一例を示すブロック図である。
　尚、図中において、機械的動力ラインは二重線、高圧油圧ラインは実線、パイロットラインは破線、電気駆動・制御ラインは点線でそれぞれ示される。以下、図３及び図６についても同様である。
　本実施形態に係るショベル１００の油圧アクチュエータを油圧駆動する油圧駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、コントロールバルブ１７とを含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等の油圧アクチュエータを含む。
　エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、後述するコントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。
　レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４の斜板の角度（以下、「傾転角」）を調節する。
　メインポンプ１４は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ３０による制御下で、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御されうる。
　コントロールバルブ１７は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータによる操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、操作装置２６に対する操作や遠隔操作の状態に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９）に選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の制御弁を含む。
　本実施形態に係るショベル１００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６とを含む。
　パイロットポンプ１５は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットラインを介して操作装置２６等の各種油圧機器にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン１１により駆動される。
　操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種動作要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの動作要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等）の操作を行うための操作入力手段である。
　図２に示すように、操作装置２６は、例えば、その操作内容に対応するパイロット圧を有する作動油を出力する油圧パイロット式である。操作装置２６は、二次側のパイロットラインを通じて、コントロールバルブ１７に接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じたパイロット圧が入力される。そのため、コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作状態に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを選択的に駆動することができる。
　また、操作装置２６は、例えば、パイロット圧を出力する油圧パイロット式ではなく、電気信号（以下、「操作信号」）を出力する電気式であってもよい。この場合、操作装置２６からの操作信号は、コントローラ３０に入力され、コントローラ３０は、入力される操作信号に応じて、コントロールバルブ１７内の各制御弁を制御することにより、操作装置２６に対する操作内容に応じた、各種油圧アクチュエータの動作を実現する。例えば、コントロールバルブ１７内の制御弁は、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってよい。また、例えば、パイロットポンプ１５と各制御弁のパイロットポートとの間には、コントローラ３０からの制御指令に応じて動作する油圧制御弁（以下、「操作用制御弁」）が配置されてもよい。この場合、電気式の操作装置２６を用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、その操作量（例えば、レバー操作量）に対応する制御指令によって、操作用制御弁を制御しパイロット圧を増減させることで、操作装置２６に対する操作内容に合わせて、各制御弁を動作させることができる。
　操作装置２６は、例えば、アタッチメント、つまり、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、バケット６（バケットシリンダ９）の動作や上部旋回体３の旋回動作のそれぞれを操作するレバー装置を含む。また、操作装置２６は、例えば、左右の下部走行体１（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）のそれぞれを操作するペダル装置或いはレバー装置を含む。
　本実施形態に係るショベル１００の制御系は、コントローラ３０と、ブームボトム圧センサ７ａと、吐出圧センサ２８と、操作圧センサ２９と、表示装置４０と、入力装置４２と、記憶装置４７と、外部音声出力装置４８と、フック収納状態検出装置５１と、ブーム姿勢センサＳ１と、アーム姿勢センサＳ２と、バケット姿勢センサＳ３と、機体姿勢センサＳ４と、前方カメラＳ５と、室内カメラＳ６とを含む。
　コントローラ３０は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは、その組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置（「主記憶装置」とも称する）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び各種入出力用のインタフェース装置等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置にインストールされる各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。
　例えば、コントローラ３０は、オペレータ等の入力装置４２に対する所定操作により予め設定される作業モード等に基づき、目標回転数を設定し、エンジン１１を一定回転させる駆動制御を行う。
　また、例えば、コントローラ３０は、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。
　また、例えば、コントローラ３０は、操作装置２６が電気式である場合、上述の如く、操作用比例弁を制御し、操作装置２６の操作内容に応じた油圧アクチュエータの動作を実現する。
　また、例えば、コントローラ３０は、操作用比例弁を用いて、ショベル１００の遠隔操作を実現する。具体的には、コントローラ３０は、外部装置から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御指令を操作用比例弁に出力してよい。そして、操作用比例弁は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。これにより、遠隔操作の内容がコントロールバルブ１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、遠隔操作の内容に沿った各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。
　また、例えば、コントローラ３０は、操作用比例弁を用いて、ショベル１００の自動運転機能を実現する。具体的には、コントローラ３０は、自動運転機能に関する操作指令に対応する制御指令を操作用比例弁に出力してよい。操作指令は、コントローラ３０により生成されてもよいし、自動運転機能に関する制御を行う他の制御装置により生成されてもよい。そして、操作用比例弁は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。これにより、自動運転機能に関する操作指令の内容がコントロールバルブ１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、自動運転機能による各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。
　また、例えば、コントローラ３０は、周辺監視機能に関する制御を行う。周辺監視機能では、前方カメラＳ５等の空間認識装置で取得される情報に基づき、ショベル１００の周囲の所定範囲（以下、「監視範囲」）内への監視対象の物体の進入が監視される。監視範囲内への監視対象の物体の進入の判断処理は、空間認識装置によって行われてもよいし、空間認識装置の外部（例えば、コントローラ３０）によって行われてもよい。監視対象の物体には、例えば、人、トラック、トレーラ、他の建設機械、電柱、吊り荷、パイロン、建屋等が含まれてよい。
　また、例えば、コントローラ３０は、物体検知報知機能に関する制御を行う。物体検知報知機能では、周辺監視機能によって、監視範囲内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、キャビン１０内のオペレータやショベル１００の周囲に対する監視対象の物体の存在が報知される。コントローラ３０は、例えば、表示装置４０や外部音声出力装置４８を用いて、視覚的な方法や聴覚的な方法等により物体検知報知機能を実現してよい。
　また、例えば、コントローラ３０は、動作制限機能に関する制御を行う。動作制限機能では、例えば、周辺監視機能によって、監視範囲内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、ショベル１００の動作を制限する。以下、監視対象の物体が人の場合を中心に説明する。
　コントローラ３０は、例えば、アクチュエータが動作する前において、前方カメラＳ５等の空間認識装置の取得情報に基づきショベル１００から所定範囲内（監視範囲内）に人等の監視対象の物体が存在すると判断される場合、オペレータが操作装置２６を操作しても、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態での動作に制限してよい。具体的には、コントローラ３０は、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを動作不能にすることができる。電気式の操作装置２６の場合には、コントローラ３０から操作用比例弁への信号を無効にすることで、アクチュエータを動作不能にすることができる。他の方式の操作装置２６でも、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用比例弁が用いられる場合には、同様である。アクチュエータの動作を微速にしたい場合には、コントローラ３０から操作用比例弁への制御信号を相対的に小さいパイロット圧に対応する内容に制限することで、アクチュエータの動作を微速状態にすることができる。このように、検出される監視対象の物体が監視範囲内に存在すると判断されると、操作装置２６が操作されてもアクチュエータは駆動されない、或いは、操作装置２６への操作入力に対応する動作速度よりも小さい動作速度（微速）で駆動される。更に、オペレータが操作装置２６を操作している最中において、監視範囲内に人等の監視対象の物体が存在すると判断される場合には、オペレータの操作に関わらずアクチュエータの動作を停止、或いは、減速させてもよい。具体的には、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを停止させてよい。コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用比例弁が用いられる場合には、コントローラ３０から操作用比例弁への信号を無効にする、或いは、操作用比例弁に減速指令を出力することで、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態の動作に制限することができる。また、検出された監視対象の物体がトラックの場合、アクチュエータの停止或いは減速に関する制御は実施されなくてもよい。例えば、検出されたトラックを回避するようにアクチュエータは制御されてよい。このように、検出された物体の種類が認識され、その認識に基づきアクチュエータは制御されてよい。
　また、コントローラ３０は、当然の如く、操作装置２６の操作の場合と同様の動作制限機能をショベル１００の遠隔操作が行われる場合や自動運転機能に関する操作指令が出力される場合等に適用してもよい。
　ブームボトム圧センサ７ａは、ブームシリンダ７に取り付けられ、ボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」）を検出する。ブームボトム圧センサ７ａにより検出されるブームボトム圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。吐出圧センサ２８により検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　操作圧センサ２９は、上述の如く、操作装置２６の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素（油圧アクチュエータ）の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ２９による操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　表示装置４０は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよいし、一対一の専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。
　入力装置４２は、キャビン１０内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。入力装置４２は、例えば、各種情報画像を表示する表示装置４０のディスプレイに実装されるタッチパネル、操作装置２６に含まれるレバー装置のレバー部の先端に設けられるノブスイッチ、表示装置４０の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル等を含みうる。より具体的には、入力装置４２は、クレーンモードスイッチ４２ａを含む。入力装置４２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　クレーンモードスイッチ４２ａは、ショベル１００の動作モードを、掘削作業等を行うための通常モードとフック８０を用いてクレーン作業を行うためのクレーンモードとの間で切り替えるための操作入力部である。通常モードは、操作装置２６を通じたオペレータの操作に対するアタッチメント（例えば、ブーム４）の動作速度が相対的に速いショベル１００の動作モードであり、クレーンモードは、操作装置２６を通じたオペレータの操作に対するアタッチメントの動作速度が相対的に遅いショベル１００の動作モードである。これにより、クレーン作業時において、例えば、オペレータによる操作に対するブーム４の動作が比較的緩慢になる。そのため、ショベル１００は、吊荷を安定して吊り上げたり、移動させたりすることができる。コントローラ３０は、クレーンモードスイッチ４２ａがオン操作されると、ショベル１００の動作モードを通常モードからクレーンモードに切り替え、クレーンモードスイッチ４２ａがオフ操作されると、ショベル１００の動作モードをクレーンモードから通常モードに切り替える。
　コントローラ３０は、クレーンモードにおいて、例えば、エンジン１１の回転数を通常モードの場合よりも低く設定する。これにより、コントローラ３０は、クレーンモードにおいて、アタッチメントの動作を通常モードよりも緩慢にすることができる。
　記憶装置４７は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報を記憶する。記憶装置４７は、例えば、不揮発性の半導体メモリ等の記憶媒体である。
　外部音声出力装置４８は、例えば、上部旋回体３に設けられ、コントローラ３０による制御下で、キャビン１０の外部、つまり、ショベル１００の周囲に向けて所定の音を出力する。外部音声出力装置４８は、例えば、スピーカやブザー等である。外部音声出力装置４８は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて、各種情報を音声出力する。
　フック収納状態検出装置５１は、フック８０のアタッチメント（フック収納部５０）への収納状態を検出する。フック収納状態検出装置５１は、例えば、フック収納部５０内にフック８０が存在する場合、導通状態になり、フック収納部５０内にフック８０が存在しない場合に遮断状態となるスイッチである。フック収納状態検出装置５１は、ケーブル３５を通じてコントローラ３０と接続され、コントローラ３０は、フック収納状態検出装置５１の導通／非導通によって、フック８０がフック収納部５０に収納されているか否かを判断できる。
　尚、コントローラ３０は、フック収納状態検出装置５１による検出情報に基づき、自動的に、クレーンモードと通常モードとの間でショベル１００の動作モードを切り替えてもよい。この場合、クレーンモードスイッチ４２ａは、省略されうる。例えば、コントローラ３０は、フック収納状態検出装置５１が導通状態から遮断状態に切替わることにより、フック８０がフック収納部５０から取り出されたと判断すると、ショベル１００の動作モードを通常モードからクレーンモードに切り替えてよい。また、コントローラ３０は、フック収納状態検出装置５１が遮断状態から導通状態に切替わることにより、フック８０がフック収納部５０に戻されたと判断すると、ショベル１００の動作モードをクレーンモードから通常モードに切り替えてよい。
　ブーム姿勢センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する姿勢角度、具体的には、俯仰角度（以下、「ブーム角度」）を検出する。ブーム姿勢センサＳ１は、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム姿勢センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよく、以下、アーム姿勢センサＳ２、バケット姿勢センサＳ３、機体姿勢センサＳ４についても同様である。ブーム姿勢センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　アーム姿勢センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する姿勢角度、具体的には、回動角度（以下、「アーム角度」）を検出する。アーム姿勢センサＳ２は、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム姿勢センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　バケット姿勢センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する姿勢角度、具体的には、回動角度（以下、「バケット角度」）を検出する。バケット姿勢センサＳ３は、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（刃先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット姿勢センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　機体姿勢センサＳ４は、機体、具体的には、上部旋回体３の姿勢状態を検出する。機体姿勢センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に取り付けられ、上部旋回体３の前後方向及び左右方向の２軸回りの姿勢角度、つまり、傾斜角度（以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」）を検出する。また、機体姿勢センサＳ４は、上部旋回体３の上下方向の軸回りの姿勢角度、つまり、旋回軸２Ｘ回りの旋回角度を検出する。機体姿勢センサＳ４による傾斜角度（前後傾斜角及び左右傾斜角）及び旋回角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
　前方カメラＳ５（空間認識装置の一例）は、例えば、上部旋回体３の前端（例えば、キャビン１０の前端上部等）に設けられ、ショベル１００の起動から停止までの運転中において、上部旋回体３の前方の様子を撮像する。具体的には、前方カメラＳ５は、上部旋回体３の前方で作業を行うアタッチメントの動作状態を含む上部旋回体３の前方の撮像範囲を撮像可能な態様で、上部旋回体３の前部に設けられる。前方カメラＳ５による撮像画像は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、アタッチメントを用いたショベル１００の作業内容やショベル１００の作業時の前方状況等を含む撮像画像を取得することができる。
　尚、前方カメラＳ５に代えて、或いは、加えて、コントローラ３０等が上部旋回体３の前方の様子（空間）を認識するための他の空間認識手段、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ（Light Detecting and Ranging）、ステレオカメラ、距離画像センサ、赤外線センサ（何れも空間認識装置の一例）等が設けられてもよい。つまり、ショベル１００は、上部旋回体３の前方の様子（空間）を認識する任意の一又は複数の空間認識手段を含んでよい。また、上部旋回体３の前方の様子（空間）を認識する空間認識手段（例えば、前方カメラＳ５）に加えて、上部旋回体３から見た他の方向（例えば、後方、左方、及び右方のうちの少なくとも一方向）に対応する空間認識手段が設けられてもよい。これにより、コントローラ３０は、ショベル１００の作業時の左右や後方の状況を含む撮像画像等を取得することができる。
　室内カメラＳ６は、キャビン１０内に設けられ、オペレータの様子を撮像する。具体的には、室内カメラＳ６は、オペレータによるキャビン１０内での操作装置２６の操作の様子、及び、操作時のオペレータの動作（例えば、顔の向き、視線方向、視線移動等）を含む撮像範囲を撮像可能な態様で、キャビン１０内に設けられる。室内カメラＳ６による撮像画像は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、オペレータによる操作装置２６の操作状態や、操作装置２６の操作時におけるオペレータの動作状態等を含む撮像画像を取得することができる。
　尚、室内カメラＳ６に代えて、或いは、加えて、コントローラ３０等が室内のオペレータの動作内容を認識するための他の動作認識手段、例えば、ＬＩＤＡＲ、ステレオカメラ、距離画像センサ、赤外線センサ等が設けられてもよい。
　［ショベルの外部注意喚起機能］
　次に、図３～図７を参照して、ショベル１００のコントローラ３０によるキャビン１０の外部（つまり、ショベル１００の周囲）の作業者等に向けての注意喚起を行う機能（以下、「外部注意喚起機能」）について説明する。
　　＜外部注意喚起機能の一例＞
　図３は、本実施形態のショベル１００の外部注意喚起機能に関する機能的な構成の一例を示す機能ブロック図である。
　図３に示すように、コントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置にインストールされるプログラムをＣＰＵ上で実行することにより実現される機能部として、作業パターン登録部３０１と、作業パターン選定部３０２と、ショベル動作予測部３０３と、外部注意喚起部３０４とを含む。
　作業パターン登録部３０１は、ショベル動作予測部３０３による予測対象の所定動作（例えば、下部走行体１の走行動作や上部旋回体３の旋回動作等）（以下、「予測対象動作」）を含むショベル１００の作業パターン（以下、「対象作業パターン」）に関する情報（以下、「対象作業パターン情報」）を記憶装置４７に登録する。具体的には、記憶装置４７には、対象作業パターン情報が所定の抽出条件に基づき抽出可能な態様で整理される作業パターンＤＢ（Data Base）４７１が構築され、作業パターン登録部３０１は、作業パターンＤＢ４７１に対象作業パターン情報を登録する。作業パターンは、ショベル１００により実行される一つの作業を構成する一連の動作の集合体を表し、後述の如く、複数の動作区間を含む。
　尚、作業パターンＤＢ４７１は、コントローラ３０の不揮発性の内部メモリに構築されてもよい。後述するオペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａについても同様である。
　作業パターン登録部３０１は、例えば、ショベル１００の工場出荷前に、工場作業者等がコントローラ３０に一時的に接続する外部ツールや外部記憶装置（例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等）を通じて入力される、一又は複数の対象作業パターンに対応する対象作業パターン情報を記憶装置４７の作業パターンＤＢ４７１に登録する。また、例えば、工場出荷後に対象作業パターンが追加されたり、対象作業パターン情報が更新されたりする場合もあり得る。この場合、作業パターン登録部３０１は、例えば、サービスマンやオペレータ等がコントローラ３０に一時的に接続する外部ツールや外部記憶装置を通じて入力される、更新用の対象作業パターン情報を記憶装置４７の作業パターンＤＢ４７１に登録する。
　また、作業パターン登録部３０１は、例えば、過去のショベル１００の作業内容に基づき、ショベル１００が実行する（具体的には、実行する可能性のある）対象作業パターンを機械学習（抽出）し、抽出した対象作業パターンに関する対象作業パターン情報を記憶装置４７の作業パターンＤＢ４７１に登録してもよい。具体的には、作業パターン登録部３０１は、例えば、ショベル１００の起動から停止までの運転中において、ショベル１００の作業内容に関する各種情報（例えば、ブームボトム圧センサ７ａ、操作圧センサ２９、入力装置４２（例えば、クレーンモードスイッチ４２ａ）、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、バケット姿勢センサＳ３、機体姿勢センサＳ４、前方カメラＳ５、室内カメラＳ６等から取得される検出情報や状態情報等）を記憶装置４７等に蓄積させる。そして、作業パターン登録部３０１は、所定のタイミング（例えば、ショベル１００のアイドリング中等）において、記憶装置４７等に蓄積されたショベル１００の過去の作業内容に関する各種情報を解析することにより、ショベル１００が実行する対象作業パターンを抽出してよい。
　また、作業パターン登録部３０１は、過去のショベル１００の作業内容に基づき、ショベル１００が実行する対象作業パターンを抽出する際、ショベル１００の周辺状況を考慮して、対象作業パターンを抽出してもよい。また、作業パターン登録部３０１は、キャビン１０内に設けられた室内カメラＳ６により撮像されるオペレータの動作パターンに基づいて対象作業パターンを抽出してもよい。作業目的が同じであっても、ショベル１００の周辺状況の相違（例えば、周囲に建物や構造物等が存在し、ショベル１００の動作範囲に対する制限が多く課される作業現場の場合と、周囲に接触する可能性がある建物や構造物等が無く、ショベル１００の動作範囲に対する制限が比較的少ない作業現場の場合との相違等）によって、動作区間の順番や動作区間に対応するショベル１００の動作内容が相違する場合がありうるからである。この場合、記憶装置４７の作業パターンＤＢ４７１に登録される対象作業パターン情報には、更に、ショベル１００の周辺状況を判別するための判別条件（以下、「周辺状況判別条件」）が含まれる。
　尚、過去のショベル１００の作業内容に基づき、ショベル１００が実行する対象作業パターンを抽出する処理は、ショベル１００の外部に設けられる外部装置（例えば、ショベル１００の作業現場の外部の管理センタ等に設置される後述の管理装置３００や作業現場の管理事務所等に設置される管理端末等）で行われてもよい。この場合、コントローラ３０は、ショベル１００に搭載される所定の通信装置を通じて、ショベル１００の起動から停止までの運転中におけるショベル１００の作業内容に関する各種情報を外部装置に送信（アップロード）する。これにより、外部装置は、当該ショベル１００が実行する対象作業パターンを抽出することができる。そして、外部装置は、抽出した対象作業パターン情報をショベル１００に送信することにより、コントローラ３０（作業パターン登録部３０１）は、過去のショベル１００の作業内容に基づく対象作業パターンに対応する対象作業パターン情報を記憶装置４７の作業パターンＤＢ４７１に登録することができる。以下、後述する過去のオペレータの動作内容とショベル１００の動作内容との関連性に基づき、オペレータ動作パターンを抽出する処理についても同様である。また、作業パターン登録部３０１には、事前に作業パターンが入力されてもよい。この場合、コントローラ３０は、この事前に入力された作業パターンに基づき、ショベル１００の自律制御を行うための動作指令を生成してもよい。また、ショベル１００は、ショベル１００に搭載される通信装置を用いて、ショベル１００の外部にある外部機器（例えば、後述の支援装置２００や管理装置３００等）との間で通信を行ってもよい。この場合、通信装置は、ショベル１００の自律制御を行うため、外部機器から受信する信号に基づき、コントローラ３０の機能要素に自律制御に関する開始指令を出力するように構成されてもよい。また、通信装置は、外部機器から受信する信号に基づき、コントローラ３０の機能要素に動作指令データを出力するように構成されていてもよい。また、この通信装置の機能は、ショベル１００に搭載される入力装置４２に含まれていてもよい。
　記憶装置４７には、上述の如く、作業パターンＤＢ４７１が構築されている。
　作業パターンＤＢ４７１に登録される対象作業パターンは、例えば、その一連の作業内容が複数の動作区間に区分けされうる。そして、作業パターンＤＢ４７１に登録される対象作業パターン情報には、対象作業パターンを特定する識別情報（例えば、作業パターンＩＤ（Identifier）等）や対象作業パターンに含まれる複数の動作区間が含まれる。また、対象作業パターン情報には、対象作業パターンの実行（開始）の有無を判別するための判別条件（以下、「作業パターン判別条件」）、動作区間ごとの動作区間の開始及び終了（或いは、終了の兆候）等を判別するための判別条件（以下、「動作区間開始判別条件」及び「動作区間終了判別条件」）等が含まれる。
　対象作業パターンには、例えば、クレーン作業に関するショベル１００の作業パターン（以下、「クレーン作業パターン」）が含まれる。クレーン作業パターンは、以下の（Ａ１）～（Ａ３）の順に行われる３つの動作区間を含む。
　　（Ａ１）作業者によるフック８０への玉掛けが行われているショベル１００の状態（つまり、フック８０が地面に近接する位置までブーム４を下げて静止しているショベル１００の状態）に対応する動作区間（以下、「玉掛け動作区間」）
　　（Ａ２）ショベル１００が吊荷を釣り上げる（つまり、ショベル１００のブーム４を上げる）動作区間（以下、「吊り上げ動作区間」）
　　（Ａ３）ショベル１００が吊荷をある程度の高さまで釣り上げた状態で、下部走行体１の走行動作や上部旋回体３の旋回動作により吊荷を所望の位置に移動させる動作区間（以下、「吊荷移動動作区間」）
　クレーン作業パターンの場合、上述の吊荷移動動作区間における下部走行体１の走行動作や上部旋回体３の旋回動作が、ショベル動作予測部３０３による予測対象動作に相当する。
　また、対象作業パターンには、例えば、ショベル１００が切土により所定の法面を成形する作業に関する作業パターン（以下、「法面整形作業パターン」）が含まれる。法面整形作業パターンには、例えば、以下の（Ｂ１）、（Ｂ２）の順に繰り返し行われる２つの動作区間を含む。以下、当該動作区間の組み合わせに対応する法面整形作業パターンを「第１の法面整形作業パターン」と称する。
　　（Ｂ１）ショベル１００がアタッチメント（バケット６）を手前（上部旋回体３）側に引きながら、切土或いは法面の転圧を繰り返し行う動作区間（以下、「法面整形動作区間」）
　　（Ｂ２）法面整形動作区間の終了後、下部走行体１の走行動作により次の作業対象となる未整形の法面の前に移動する動作区間（以下、「次作業移動動作区間」）が含まれる。
　また、法面整形作業パターンには、例えば、以下の（Ｃ１）～（Ｃ５）の順に繰り返し行われる５つの動作区間を含む。以下、当該動作区間に対応する法面整形作業パターンを「第２の法面整形作業パターン」と称する。
　　（Ｃ１）ショベル１００がアタッチメント（バケット６）を手前側に引きながら、切土を行う動作区間（以下、「法面切土動作区間」）
　　（Ｃ２）ショベル１００が法面切土動作区間で法面から切り取られた土砂等をバケット６内に収容する（抱える）動作区間（以下、「土砂収容動作区間」）
　　（Ｃ３）ショベル１００がバケット６内に土砂を収容した状態でバケット６を持ち上げ、上部旋回体３の旋回動作を行う動作区間（以下、「往路旋回動作区間」）
　　（Ｃ４）ショベル１００が上部旋回体３の旋回動作を停止した後、バケット６内の土砂等を法面から離れた所定位置に排出する動作区間（以下、「排土動作区間」）
　　（Ｃ５）ショベル１００が上部旋回体３の旋回動作を行い、上部旋回体３（アタッチメント）を法面に正対する位置に戻る動作区間（以下、「復路旋回動作区間」）
　尚、ショベル１００は、法面の切土や転圧等による法面整形作業を行う場合、上部旋回体３を法面に正対させつつ、下部走行体１の進行方向を法面が延在する方向、つまり、上部旋回体３の前後方向と略直交する方向に向ける（図５参照）。これにより、ショベル１００は、法面の切土による成形作業後、上部旋回体３の旋回動作を伴うことなく、未成形の法面の前に移動し、上部旋回体３を未成形の法面の前に正対させることができる。また、第１の法面整形作業パターン及び第２の法面整形作業パターンは、便宜的に区別されており、実際上、法面整形作業は、第１の法面整形作業パターンと第２の法面整形作業パターンの組み合わせにより実行される。
　作業パターン選定部３０２は、操作圧センサ２９、各姿勢センサＳ１～Ｓ４、前方カメラＳ５等の出力情報と、作業パターンＤＢ４７１に登録される複数の対象作業パターン情報とを比較し、ショベル１００が実行中の作業に対応する対象作業パターンを選定する。
　尚、作業パターンＤＢ４７１に登録されている作業パターン情報が一つだけである場合、作業パターン選定部３０２の機能は、省略されてもよい。
　ショベル動作予測部３０３（動作予測部の一例）は、オペレータの操作装置２６に対する操作によるショベル１００の動作を予測する。また、ショベル動作予測部３０３は、遠隔操作によるショベル１００の動作を予測してもよい。また、ショベル動作予測部３０３は、自律制御（自律運転機能）によるショベル１００の動作を予測してもよい。具体的には、ショベル動作予測部３０３は、作業パターンＤＢ４７１に登録される対象作業パターン情報の中から作業パターン選定部３０２により選定された対象作業パターン情報に基づき、ショベル１００の予測対象動作、例えば、下部走行体１の走行動作、或いは、上部旋回体３の旋回動作が行われることを事前に予測する。より具体的には、ショベル動作予測部３０３は、動作指令データ、各姿勢センサＳ１～Ｓ４及び前方カメラＳ５等の出力情報（現在の動作の進捗情報）等に基づき、対象作業パターンを構成する複数の動作区間のうちのショベル１００が予測対象動作を行う動作区間（以下、「対象動作区間」）の直前の動作区間（以下、「直前動作区間」）の終了或いは終了の兆候を検出する。これにより、ショベル動作予測部３０３は、事前に、予測対象動作が行われることを予測できる。
　外部注意喚起部３０４（注意喚起部の一例）は、ショベル動作予測部３０３により注意喚起の対象動作としての予測対象動作が行われると予測された場合、予測対象動作の開始前に、ショベル１００の周囲に対して予測対象動作が行われる旨を注意喚起する。例えば、外部注意喚起部３０４は、外部音声出力装置４８に音声出力指令を出力することにより、外部音声出力装置４８から所定の音声を出力させ、ショベル１００の周囲（例えば、周囲の作業者等）に対して予測対象動作が行われる旨を注意喚起する。外部音声出力装置４８から出力される音声は、例えば、"ショベルが旋回（走行）します。ご注意ください。"等のような音声であってもよいし、ブザー音等のように、ショベル１００の予測対象動作が開始されることを示す所定の音であってもよい。以下、後述する外部注意喚起部３０４Ａについても同様である。
　尚、外部注意喚起部３０４は、音声以外の方法で、ショベル１００の周囲に対する注意喚起を行ってもよい。例えば、外部注意喚起部３０４は、所定の通信装置を通じて、ショベル１００の周囲の作業者が所持する所定の携帯端末（例えば、外部注意喚起用の専用端末やスマートフォン等の汎用端末）に振動指令を出力し、遠隔操作により当該携帯端末を振動させてもよい。以下、外部注意喚起部３０４Ａについても同様である。
　続いて、図４を参照して、法面整形成形作業時やクレーン作業時における本実施形態の作用を説明する。図４（図４Ａ、図４Ｂ）は、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０による外部注意喚起機能に関する処理（以下、「外部注意喚起処理」）の一例、具体的には、図３に示すショベル１００のコントローラ３０による外部注意喚起処理を概略的に示すフローチャートである。より具体的には、図４Ａは、作業パターン選定部３０２により選定される対象作業パターンの中に注意喚起対象の動作区間（対象動作区間）が複数存在する可能性がある場合（例えば、法面整形作業パターン等）の外部注意喚起処理の具体例を示すフローチャートである。例えば、第２の法面整形作業パターンの場合、往路旋回動作区間の後に、排土動作区間を挟んで、復路旋回動作区間が存在する。また、図４Ｂは、作業パターン選定部３０２により選定される対象作業パターンの中に注意喚起対象の動作区間（対象動作区間）が一つだけ存在する場合（例えば、クレーン作業パターン等）の外部注意喚起処理の具体例を示すフローチャートである。図４Ａ、図４Ｂのフローチャートによる処理は、例えば、ショベル１００の起動時におけるコントローラ３０の初期処理の完了後からショベル１００の停止時におけるコントローラ３０の終了処理の開始前までの間で、所定の処理間隔ごとに、繰り返し実行される。以下、図７のフローチャートについても同様である。
　尚、対象作業パターンに含まれる対象動作区間が一つだけの場合についても、図４Ａの外部注意喚起処理が適用されてもよい。
　まず、図４Ａに示すように、ステップＳ１０２Ａにて、作業パターン選定部３０２は、作業パターンＤＢ４７１に登録されている対象作業パターンに対応する作業が開始されたか否かを判定する。具体的には、作業パターン選定部３０２は、複数の対象作業パターン情報のそれぞれに含まれる上述の作業パターン判別条件が成立しているか否かに基づき、どの対象作業パターンに対応する作業が開始されたか否かを判定してよい。換言すれば、作業パターン選定部３０２は、現在のショベル１００の動作が作業パターンＤＢ４７１に登録されているどの対象作業パターンに該当するかを選定する。作業パターン選定部３０２は、対象作業パターンに対応する作業が開始された場合、ステップＳ１０４Ａに進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。
　例えば、法面整形作業パターンの場合、作業パターン判別条件は、"上部旋回体３が法面に対して正対し、且つ、下部走行体１の進行方向が平面視で上部旋回体３の前後方向に対して略直角の状態にあること"である。この場合、作業パターン選定部３０２は、前方カメラＳ５の撮像画像に基づき法面を認識すると共に、認識した法面と予め設定（登録）されている設計データとを比較し、その比較結果に基づき、ショベル１００の上部旋回体３が法面整形作業位置についたかどうかを判断することで当該作業パターン判別条件の成立の有無を判断することができる。また、作業パターン選定部３０２は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）センサ等の測位装置と機体姿勢センサＳ４の検出情報とに基づき、下部走行体１の進行方向と上部旋回体３の前後方向との相対角度（旋回角度）や上部旋回体３の世界測地系における向きと位置とを認識し、予め設定されている設計データと比較することにより、当該作業パターン判別条件の成立の有無を判断してもよい。
　ステップＳ１０４Ａにて、ショベル動作予測部３０３は、現在のショベル１００の作業状態が、ショベル１００による予測対象動作が行われる対象動作区間の直前の動作区間（直前動作区間）に対応するか否かを判定する。具体的には、ショベル動作予測部３０３は、対象作業パターンを構成する複数の動作区間ごとの動作区間開始判別条件が成立しているか否かを判定することにより、現在のショベル１００の作業状態に対応する動作区間を特定し、特定した動作区間が直前動作区間であるか否かを判定してよい。ショベル動作予測部３０３は、現在のショベル１００の作業状態が直前動作区間に対応する場合、ステップＳ１０６Ａに進み、直前動作区間に対応しない場合、ショベル１００の直前動作区間に対応する作業状態になるまで待機する（本ステップの処理を繰り返す）。
　例えば、第１の法面整形作業パターンの場合、直前動作区間としての法面整形動作区間に関する動作区間開始判別条件は、"アタッチメントによる法面の切土動作或いは転圧動作が開始されること"である。この場合、ショベル動作予測部３０３は、例えば、操作圧センサ２９、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、バケット姿勢センサＳ３等の検出情報や前方カメラＳ５の撮像画像に基づき、法面に対するアタッチメントの動作を認識することにより、切土動作或いは転圧動作を開始したかどうかを判断できる。また、例えば、第２の法面整形作業パターンの場合、直前動作区間としての土砂収容動作区間に関する動作区間開始判別条件は、"ショベル１００が法面の麓に溜まった土砂をバケット６内に収容し始めること"である。この場合、ショベル動作予測部３０３は、例えば、操作圧センサ２９、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、バケット姿勢センサＳ３の検出情報や、前方カメラＳ５の撮像画像に基づき、アタッチメントの動作を認識し、ショベル１００が法面の麓の土砂をバケット６内に収容し始めたかどうかを判断できる。
　ステップＳ１０６Ａにて、ショベル動作予測部３０３は、現在の動作区間、つまり、直前動作区間が終了するか（或いは、終了する兆候があるか）否かを判定する。具体的には、ショベル動作予測部３０３は、当該直前対象区間に対応する動作区間終了判別条件が成立しているか否かを判定してよい。ショベル動作予測部３０３は、直前動作区間が終了する（或いは、終了する兆候がある）場合、ステップＳ１０８Ａに進み、それ以外の場合、直前区間が終了する（或いは終了する兆候がある）まで待機する（本ステップの処理を繰り返す）。
　例えば、第１の法面整形作業パターンの場合、直前動作区間としての法面整形動作区間に関する動作区間終了判別条件は、"上部旋回体３の正面の法面の切土或いは転圧が終了し、アタッチメントの動作が停止したこと"である。この場合、ショベル動作予測部３０３は、例えば、前方カメラＳ５の撮像画像に基づき、法面整形の進行状態を認識する共に、操作圧センサ２９、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、及びバケット姿勢センサＳ３等の検出情報に基づき、アタッチメントの動作状態を認識することにより、当該動作区間終了判別条件の成否を判断できる。また、例えば、第２の法面整形作業パターンの場合、直前動作区間としての土砂収容動作区間に関する動作区間終了判別条件は、"ショベル１００が土砂をバケット６に収容した状態でバケット６の持ち上げを開始すること"である。この場合、ショベル動作予測部３０３は、例えば、操作圧センサ２９、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、バケット姿勢センサＳ３の検出情報や、前方カメラＳ５の撮像画像に基づき、アタッチメントの動作を認識し、当該動作区間終了判別条件の成否を判断できる。
　ステップＳ１０８Ａにて、外部注意喚起部３０４は、外部音声出力装置４８に音声出力指令を出力することにより、ショベル１００の外部（周囲）への予測対象動作、つまり、ショベル１００の旋回動作或いは走行動作が行われる旨の注意喚起を開始する。その後、オペレータが旋回用のレバー装置或いは走行用のレバー装置を操作することで、対象動作区間に対応する動作（つまり、旋回動作或いは走行動作）が開始される。
　ステップＳ１１０Ａにて、ショベル動作予測部３０３は、対象動作区間が終了したか否かを判定する。具体的には、ショベル動作予測部３０３は、対象動作区間に関する動作区間終了判別条件が成立したか否かを判定する。ショベル動作予測部３０３は、対象動作区間が終了した場合、ステップＳ１１２Ａに進み、それ以外の場合、対象動作区間が終了するまで待機する（本ステップの処理を繰り返す）。
　ステップＳ１１２Ａにて、外部注意喚起部３０４は、外部音声出力装置４８に音声出力停止指令を出力することにより、上述の注意喚起を停止する。
　ステップＳ１１４Ａにて、ショベル動作予測部３０３は、次の動作区間が対象動作区間であるか否かを判定する。予測対象動作が複数存在する場合、対象作業パターンによっては、対象動作区間が連続する可能性があり得るからである。ショベル動作予測部３０３は、次の動作区間が対象動作区間である場合、ステップＳ１０８Ａに戻って、再度、ショベル１００の周囲への注意喚起を開始し、次の動作区間が対象動作区間でない場合、ステップＳ１１６Ａに進む。
　ステップＳ１１６Ａにて、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００が実行中の作業内容に対応する対象作業パターンに対象動作区間（例えば、走行動作が継続される場合には次の走行動作の区間）が残っているか否かを判定する。ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００が実行中の作業内容に対応する対象作業パターンに対象動作区間が残っている場合、ステップＳ１０４Ａに戻って、ステップＳ１０４Ａ以降の処理を繰り返し、対象動作区間が残っていない場合、ステップＳ１１８Ａに進む。
　ステップＳ１１８Ａにて、ショベル動作予測部３０３は、対象作業パターンに対応する一連の作業が終了したか否かを判定する。具体的には、ショベル動作予測部３０３は、対象作業パターンを構成する複数の動作区間のうちの最後に実行される動作区間に関する動作区間終了判別条件の成否に基づき、対象作業パターンに対応する一連の作業が終了したか否かを判定してよい。ショベル動作予測部３０３は、対象作業パターンに対応する一連の作業が終了していない場合、終了するまで待機し（本ステップの処理を繰り返し）、終了した場合、今回の処理を終了する。
　例えば、図５は、外部注意喚起が行われる場合のショベル１００の作業状況の具体例を説明する図であり、より具体的には、対象作業パターンの一例である法面整形作業パターン（第１の法面整形作業パターン）に関するショベル１００の作業状況を説明する図である。
　図５に示すように、第１の法面整形作業パターンでは、オペレータは、上述の如く、上部旋回体３を作業対象の法面５００に正対させると共に、下部走行体１の進行方向を法面５００の延在方向と略平行に（即ち、上部旋回体３の前後方向と略直角に）配置させる。例えば、オペレータは、アタッチメント稼動面が法面（目標施工面）の法線を含んでいると判断した場合に、上部旋回体３が法面（目標施工面）に正対していると判断する。
　本例では、ショベル１００は、オペレータによる操作の下、上部旋回体３の正面の施工未完了領域５０２の法面整形作業を行い、終了すると、右方向に移動し、再度、施工未完了領域５０２の法面整形作業を行う作業手順を繰り返す。これにより、施工完了領域５０１が法面５００の左端から順次形成されていく。
　このような状況で、ショベル１００の周囲の作業者等は、例えば、キャビン１０内のオペレータと視線を合わせることが難しい等の要因により、どのタイミングでショベル１００が右方向に走行をし始めるか把握しにくい場合があり得る。
　これに対して、ショベル動作予測部３０３は、上述の如く、ショベル１００が走行動作をし始める直前の動作区間（法面整形動作区間）の終了を判断することにより、ショベル１００の走行動作が行われると予測する。そして、外部注意喚起部３０４は、ショベル１００が対象動作区間に対応する走行動作をし始める前に、外部音声出力装置４８を通じて、ショベル１００の走行動作が行われる（開始される）旨を報知することができる。よって、ショベル１００の周囲の作業者等は、どのタイミングでショベル１００が走行し始めるか把握しにくい状況であっても、どのタイミングでショベル１００が右方向に走行し始めるかを把握することができる。
　また、図４Ｂに示すように、ステップＳ１０２Ｂにて、作業パターン選定部３０２は、図４ＡのステップＳ１０２Ａの場合と同様に、作業パターンＤＢ４７１に登録されている対象作業パターンに対応する作業が開始されたか否かを判定する。作業パターン選定部３０２は、対象作業パターンに対応する作業が開始された場合、ステップＳ１０４Ｂに進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。
　例えば、クレーン作業パターンの場合、作業パターン判別条件は、"クレーン作業用のフック８０がフック収納部５０から出されたこと"や"ショベル１００の動作モードが通常モードからクレーンモードに切り替えられたこと"である。このとき、フック８０がフック収納部５０から外に出ているか否かは、近接スイッチ等のフック収納状態検出装置５１や、前方カメラＳ５、ＬＩＤＡＲ、ミリ波レーダ等の空間認識装置等の検出情報に基づき判断されうる。
　ステップＳ１０４Ｂにて、ショベル動作予測部３０３は、図４ＡのステップＳ１０４Ａの場合と同様に、現在のショベル１００の作業状態が、ショベル１００による予測対象動作が行われる対象動作区間の直前の動作区間（直前動作区間）に対応するか否かを判定する。ショベル動作予測部３０３は、現在のショベル１００の作業状態が直前動作区間に対応する場合、ステップＳ１０６Ｂに進み、直前動作区間に対応しない場合、ショベル１００の直前動作区間に対応する作業状態になるまで待機する（本ステップの処理を繰り返す）。
　例えば、クレーン作業パターンの場合、直前動作区間としての吊り上げ動作区間に関する動作区間開始判別条件は、"フック８０に吊荷がある（吊られた）状態で、ブーム４が上げ動作を始めること"である。この場合、ショベル動作予測部３０３は、例えば、ブームボトム圧センサ７ａの検出情報に基づき、吊荷の重量を計測し、フック８０における吊荷の有無を判断すると共に、ブーム姿勢センサＳ１やブーム４（ブームシリンダ７）の操作に対応する操作圧センサ２９の検出情報に基づき、ブーム４の動作を認識することにより、当該動作区間開始判別条件の成立の有無を判断できる。
　ステップＳ１０６Ｂにて、ショベル動作予測部３０３は、図４ＡのステップＳ１０６Ａの場合と同様に、現在の動作区間、つまり、直前動作区間が終了するか（或いは、終了する兆候があるか）否かを判定する。ショベル動作予測部３０３は、直前動作区間が終了する（或いは、終了する兆候がある）場合、ステップＳ１０８Ｂに進み、それ以外の場合、直前区間が終了する（或いは終了する兆候がある）まで待機する（本ステップの処理を繰り返す）。
　例えば、クレーン作業パターンの場合、直前動作区間としての吊り上げ動作区間に関する動作区間終了判別条件は、"吊り上げ動作区間の開始後、ブーム４の上げ動作が所定の高さ以上の位置で停止したこと、或いは、停止する直前に相当する状態に減速したこと"である。この場合、ショベル動作予測部３０３は、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、及びバケット姿勢センサＳ３やブーム４の操作に対応する操作圧センサ２９の検出情報に基づき、ブーム４の動作速度やバケット６の位置（吊荷の位置）を認識することにより、当該動作区間終了判別条件の成否を判断できる。
　ステップＳ１０８Ｂにて、外部注意喚起部３０４は、図４ＡのステップＳ１０８Ａの場合と同様に、外部音声出力装置４８に音声出力指令を出力することにより、ショベル１００の外部（周囲）への予測対象動作、つまり、ショベル１００の旋回動作或いは走行動作が行われる旨の注意喚起を開始する。
　ステップＳ１１０Ｂにて、ショベル動作予測部３０３は、図４ＡのステップＳ１１０Ａの場合と同様に、対象動作区間が終了したか否かを判定する。ショベル動作予測部３０３は、対象動作区間が終了した場合、ステップＳ１１２Ｂに進み、それ以外の場合、対象動作区間が終了するまで待機する（本ステップの処理を繰り返す）。
　ステップＳ１１２Ｂにて、外部注意喚起部３０４は、外部音声出力装置４８に音声出力停止指令を出力することにより、上述の注意喚起を停止し、今回の処理を終了する。
　これにより、例えば、クレーン作業のように、外部注意喚起の対象動作区間が一つだけの場合についても、図４Ａの場合と同様に、外部注意喚起部３０４は、ショベル１００が旋回動作等をし始める前に、ショベル１００の旋回動作等が行われる（開始される）旨を報知することができる。よって、ショベル１００の周囲の作業者等は、どのタイミングでショベル１００が旋回等をし始めるか把握しにくい状況であっても、どのタイミングでショベル１００が旋回等をし始めるかを把握することができる。
　このように、本例では、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００の動作を予測する。そして、外部注意喚起部３０４は、ショベル動作予測部３０３によりショベル１００が次に所定の動作（例えば、走行動作や旋回動作）を行うと予測された場合、当該所定の動作の開始前に、ショベル１００の周囲に対して当該所定の動作が行われる旨を注意喚起する。
　これにより、ショベル１００は、周囲の作業者等に対して、オペレータの操作による当該ショベル１００の動作の把握を促すことができる。
　また、通常、ショベル１００が走行動作や旋回動作を行うと、ショベル１００と人等の監視対象の物体との距離が相対的に近くなり、周辺監視機能の監視範囲内に人等の監視対象の物体が入ってしまう可能性がある。この場合、上述の動作制限機能が作動し、ショベル１００のアクチュエータの動作が停止されたり、減速されたりする。また、上述の物体検知報知機能よって、キャビン１０内のオペレータやショベル１００の周囲に対して監視対象の物体（例えば、ショベル１００の周囲の作業者）の存在が報知される。すると、ショベル１００の周囲の作業者は、監視範囲から退避し、監視範囲からの作業者の退避に応じて自動で、或いは、監視範囲からの作業者の退避を確認したショベル１００のオペレータの操作に応じて、動作制限機能が解除される。そのため、ショベル１００及び作業者による作業が一時的に中断し、ショベル１００や作業者による作業効率が低下する可能性がある。
　これに対して、本実施形態では、コントローラ３０は、ショベル１００の走行動作や旋回動作が行われる前に周囲の作業者に対する注意喚起を行うことができる。これにより、作業者は、注意喚起によって、ショベル１００の走行動作や旋回動作の前に、ショベル１００から離れる方向に退避することができる。そのため、ショベル１００は、動作制限機能を作動させる頻度を相対的に低下させ、ショベル１００の動作の停止や減速による作業効率の低下を抑制することができる。また、事前に作業者が退避することができるため、作業者による作業効率の低下を抑制することができる。
　また、本例では、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００が実行中の作業パターンに基づき、ショベル１００の動作を予測する。
　これにより、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００が実行中の作業パターンに対応する一連の動作の流れに沿って、ショベル１００の動作を予測することができる。
　また、本例では、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００が実行中の作業パターンを構成する複数の動作区間のうちの一の動作区間（直前動作区間）に相当する動作をショベル１００が行った場合に、一の動作区間の次の他の動作区間（対象動作区間）に相当する動作（予測対象動作）をショベル１００が次に行うと予測する。
　これにより、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００が実行中の作業パターンに対応する複数の動作区間のうちのどの動作区間を実行しているかを判断し、具体的に、ショベル１００の次の動作を予測することができる。
　また、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００の過去の作業内容から規定されるショベル１００の作業パターンのうちのショベル１００が現在実行中の作業パターンに基づき、ショベル１００の動作を予測する。
　これにより、ショベル動作予測部３０３は、ショベル１００の過去の作業内容を考慮して、ショベル１００の動作を予測することができる。
　　＜外部注意喚起機能の他の例＞
　図６は、コントローラ３０の外部注意喚起機能に関する機能的な構成の他の例を示す機能ブロック図である。
　図６に示すように、コントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置に格納される一以上のプログラムをＣＰＵ上で実行することにより実現される機能部として、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａと、ショベル動作予測部３０３Ａと、外部注意喚起部３０４Ａを含む。
　オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、ショベル１００が予測対象動作を行う場合のオペレータの動作パターン（以下、オペレータ動作パターン）に関する情報（以下、「オペレータ動作パターン情報」）を記憶装置４７に登録する。具体的には、記憶装置４７には、動作パターン情報が所定の抽出条件に基づき抽出可能な態様で整理されるオペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａが構築され、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、オペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａにオペレータ動作パターン情報を登録する。
　オペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａに登録されるオペレータ動作パターン情報には、例えば、オペレータがショベル１００に予測対象動作を行わせる直前のオペレータ動作パターンに対応する動作条件（以下、オペレータ動作条件）が含まれる。例えば、予測対象動作がショベル１００の走行動作である場合、オペレータ動作条件は、"ショベル１００の周囲を確認（例えば、きょろきょろ）しながら、手を走行用のレバー装置に、或いは、足を走行用のペダル装置に移動させること"である。また、例えば、予測対象動作がショベル１００の旋回動作である場合、"正面を向いた同一姿勢のまま、周辺を確認（例えば、きょろきょろ）すること"である。
　オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、例えば、ショベル１００の工場出荷前に、工場作業者等がコントローラ３０に一時的に接続する外部ツールや外部記憶装置を通じて入力される、一又は複数のオペレータ動作パターンに対応するオペレータ動作パターン情報を記憶装置４７のオペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａに登録する。また、例えば、工場出荷後にオペレータ動作パターンが追加されたり、オペレータ動作パターン情報が更新されたりする場合もありうる。この場合、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、例えば、サービスマンやオペレータ等がコントローラ３０に一時的に接続する外部ツールや外部記憶装置を通じて入力される、更新用のオペレータ動作パターン情報を記憶装置４７のオペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａに登録する。
　また、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、過去のオペレータの動作とショベル１００の動作との関連性に基づき、過去のオペレータの動作内容の中からオペレータ動作パターンを機械学習（抽出）し、抽出したオペレータ動作パターンに関するオペレータ動作パターン情報を記憶装置４７のオペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａに登録してもよい。具体的には、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、例えば、ショベル１００の起動から停止までの運転中において、記憶装置４７等に、オペレータの動作内容に関する情報（例えば、室内カメラＳ６の撮像画像）と、ショベル１００の動作内容に関する各種情報（例えば、ブームボトム圧センサ７ａ、操作圧センサ２９、入力装置４２（例えば、クレーンモードスイッチ４２ａ）、ブーム姿勢センサＳ１、アーム姿勢センサＳ２、バケット姿勢センサＳ３、機体姿勢センサＳ４、前方カメラＳ５等から取得される検出情報や状態情報等）を記憶装置４７等に蓄積させる。そして、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、所定のタイミング（例えば、ショベル１００のアイドリング中等）において、記憶装置４７等に蓄積された過去のオペレータの動作内容とショベル１００の動作内容との関連性を解析することにより、ショベル１００の予測対象動作に対応するオペレータ動作パターンを抽出してよい。
　また、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、過去のオペレータの動作内容とショベル１００の動作内容との関連性に基づき、オペレータ動作パターンを抽出する際、ショベル１００の周辺状況を考慮して、オペレータ動作パターンを抽出してもよい。オペレータが同じ予測対象動作をショベル１００に行わせる場合であっても、ショベル１００の周辺状況の相違によって、オペレータの動作内容が異なる場合がありうるからである。この場合、記憶装置４７のオペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａに登録されるオペレータ動作パターン情報には、更に、ショベル１００の周辺状況を判別するための判別条件（周辺状況判別条件）が含まれる。
　また、オペレータ動作パターン登録部３０１Ａは、ショベル１００を操作する複数のオペレータが存在する場合、過去のオペレータの動作内容とショベル１００の動作内容との関連性に基づき、オペレータごとに、オペレータ動作パターンを抽出してもよい。オペレータによって、個人差や癖等があり、ショベル１００の操作時の動作内容は異なる場合があるからである。
　ショベル動作予測部３０３Ａ（動作予測部の一例）は、オペレータの操作装置２６に対する操作によるショベル１００の動作を予測する。具体的には、ショベル動作予測部３０３Ａは、記憶装置４７のオペレータ動作パターンＤＢ４７１Ａに登録されるオペレータ動作パターン情報に基づき、予測対象動作が行われることを事前に予測する。より具体的には、ショベル動作予測部３０３Ａは、室内カメラＳ６の撮像画像に基づき、オペレータの動作を監視し、オペレータがオペレータ動作パターンに対応する動作を行っているか否かにより、予測対象動作が行われることを事前に予測する。
　外部注意喚起部３０４Ａ（注意喚起部の一例）は、ショベル動作予測部３０３Ａにより予測対象動作が行われると予測された場合、予測対象動作の開始前に、外部音声出力装置４８等を通じて、ショベル１００の周囲に対して予測対象動作が行われる旨を注意喚起する。
　続いて、図７は、コントローラ３０による外部注意喚起処理の他の例を概略的に示すフローチャートである。
　ステップＳ２０２にて、ショベル動作予測部３０３Ａは、室内カメラＳ６の撮像画像に基づき、オペレータがオペレータ動作パターンに対応する動作を行っているか否かを判定する。ショベル動作予測部３０３Ａは、オペレータがオペレータ動作パターンに対応する動作を行っている場合、ステップＳ２０４に進み、それ以外の場合、今回の処理を終了する。
　ステップＳ２０４の処理は、図４Ａ、図４ＢのステップＳ１０８Ａ，Ｓ１０８Ｂと同じであるため、説明を省略する。
　ステップＳ２０６にて、ショベル動作予測部３０３Ａは、注意喚起対象のショベルの動作（例えば、ショベル１００の走行動作や旋回動作等の予測対象動作）が終了したか否かを判定する。このとき、ショベル動作予測部３０３Ａは、例えば、下部走行体１（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）に対応する操作圧センサ２９の検出情報等に基づき、ショベル１００（下部走行体１）の走行状態を認識できる。また、ショベル動作予測部３０３Ａは、例えば、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）に対応する操作圧センサ２９や機体姿勢センサＳ４の検出情報等に基づき、ショベル１００（上部旋回体３）の旋回状態を認識できる。ショベル動作予測部３０３Ａは、予測対象動作が終了した場合、ステップＳ２０８に進み、終了していない場合、終了するまで待機する（本ステップの処理を繰り返す）。
　ステップＳ２０８の処理は、図４Ａ、図４ＢのステップＳ１１２Ａ，Ｓ１１２Ｂと同じであるため、説明を省略する。
　このように、本例では、ショベル動作予測部３０３Ａは、オペレータの動作を監視することにより、ショベル１００の動作を予測する。
　これにより、ショベル動作予測部３０３Ａは、例えば、室内カメラＳ６の撮像画像に基づき、オペレータの動作を監視することにより、次に行われる操作を予測することができるため、具体的に、ショベル１００の動作を予測することができる。
　また、本例では、ショベル動作予測部３０３Ａは、過去のオペレータの動作内容とショベル１００の動作内容との関連性に基づき、オペレータの動作を監視し、ショベル１００の動作を予測する。
　これにより、ショベル動作予測部３０３Ａは、過去のオペレータの動作内容とショベル１００の動作内容との関連性から、例えば、注意喚起対象の所定の動作が行われる場合のオペレータの動作パターンを把握することができる。従って、ショベル動作予測部３０３Ａは、オペレータの動作を監視し、把握された動作パターンに相当する動作がオペレータにより行われたかによって、具体的に、ショベル１００の動作を予測することができる。
　［ショベル管理システム］
　次に、図８を参照して、ショベル管理システムＳＹＳについて説明する。
　図８は、ショベル管理システムＳＹＳの一例を示す概略図である。
　図８に示すように、ショベル管理システムＳＹＳは、ショベル１００と、支援装置２００と、管理装置３００とを含む。ショベル管理システムＳＹＳは、１台又は複数台のショベル１００を管理するシステムである。
　ショベル１００が取得する情報は、ショベル管理システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルのオペレータ等と共有されてもよい。ショベル管理システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００のそれぞれは、１台であってもよく、複数台であってもよい。本例では、ショベル管理システムＳＹＳは、１台のショベル１００と、１台の支援装置２００と、１台の管理装置３００とを含む。
　支援装置２００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、或いはスマートフォン等である。支援装置２００は、ショベル１００のオペレータが携帯する携帯端末であってもよい。支援装置２００は、固定端末装置であってもよい。
　管理装置３００は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータ（いわゆるクラウドサーバ）である。また、管理装置３００は、例えば、施工現場に設定されるエッジサーバであってもよい。また、管理装置３００は、可搬性の端末装置（例えば、ラップトップ型のコンピュータ端末、タブレット端末、或いはスマートフォン等の携帯端末）であってもよい。
　支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方は、モニタと遠隔操作用の操作装置とを備えていてもよい。この場合、支援装置２００や管理装置３００を利用するオペレータは、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作してもよい。遠隔操作用の操作装置は、例えば、近距離無線通信網、携帯電話通信網、又は衛星通信網等の無線通信網を通じ、ショベル１００に搭載されているコントローラ３０に通信可能に接続される。
　また、キャビン１０内に設置された表示装置４０に表示される各種情報画像（例えば、ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報や各種の設定画面等）が、支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に接続された表示装置で表示されてもよい。ショベル１００の周囲の様子を表す画像情報は、前方カメラＳ５の撮像画像に基づき生成されてよい。これにより、支援装置２００を利用する作業者、或いは、管理装置３００を利用する管理者等は、ショベル１００の周囲の様子を確認しながら、ショベル１００の遠隔操作を行ったり、ショベル１００に関する各種の設定を行ったりすることができる。
　例えば、ショベル管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００のコントローラ３０は、自律走行スイッチが押されたときの時刻及び場所、ショベル１００を自律的に移動させる際（自律走行の際）に利用された目標ルート、並びに、自律走行の際に所定部位が実際に辿った軌跡等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。その際、コントローラ３０は、空間認識装置の出力（例えば、前方カメラＳ５の撮像画像）を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。撮像画像は、自律走行中に撮像された複数の画像であってもよい。更に、コントローラ３０は、自律走行中におけるショベル１００の動作内容に関するデータ、ショベル１００の姿勢に関するデータ、及びアタッチメントの姿勢に関するデータ等の少なくとも１つに関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方に送信してもよい。これにより、支援装置２００を利用する作業者、又は、管理装置３００を利用する管理者は、自律走行中のショベル１００に関する情報を入手することができる。
　このように、ショベル管理システムＳＹＳは、遠隔操作中や自律制御中に取得されるショベル１００に関する情報を管理者及び他のショベルのオペレータ等と共有できるようにしてよい。
　［変形・変更］
　以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　例えば、上述した実施形態では、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の各種動作要素を全て油圧駆動する構成であったが、その一部が電気駆動される構成であってもよい。つまり、上述した実施形態で開示される構成等は、ハイブリッドショベルや電動ショベル等に適用されてもよい。
　最後に、本願は、２０１８年１１月１９日に出願した日本国特許出願２０１８－２１６７３３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１　下部走行体
　１Ｌ，１Ｒ　走行油圧モータ
　２　旋回機構
　２Ａ　旋回油圧モータ
　３　上部旋回体
　４　ブーム
　５　アーム
　６　バケット
　７　ブームシリンダ
　７ａ　ブームボトム圧センサ
　８　アームシリンダ
　９　バケットシリンダ
　２６　操作装置
　２９　操作圧センサ
　３０　コントローラ
　４７　記憶装置
　４８　外部音声出力装置
　１００　ショベル
　３０１　作業パターン登録部
　３０１Ａ　オペレータ動作パターン登録部
　３０２　作業パターン選定部
　３０３，３０３Ａ　ショベル動作予測部（動作予測部）
　３０４，３０４Ａ　外部注意喚起部（注意喚起部）
　４７１　作業パターンＤＢ
　４７１Ａ　オペレータ動作パターンＤＢ
　Ｓ１　ブーム姿勢センサ
　Ｓ２　アーム姿勢センサ
　Ｓ３　バケット姿勢センサ
　Ｓ４　機体姿勢センサ
　Ｓ５　前方カメラ（空間認識装置）
　Ｓ６　室内カメラ

Claims (11)

  1. 　ショベルの動作を予測する動作予測部と、
    　前記動作予測部により当該ショベルが次に所定の動作を行うと予測された場合、前記所定の動作の開始前に、当該ショベルの周囲に対して前記所定の動作が行われる旨を注意喚起する注意喚起部と、を備える、
    　ショベル。
  2. 　前記動作予測部は、当該ショベルが実行中の作業パターンに基づき、当該ショベルの動作を予測する、
    　請求項１に記載のショベル。
  3. 　前記動作予測部は、当該ショベルが実行中の作業パターンを構成する複数の動作区間のうちの一の動作区間に相当する動作を当該ショベルが行った場合に、該一の動作区間の次の他の動作区間に相当する動作を当該ショベルが次に行うと予測する、
    　請求項２に記載のショベル。
  4. 　前記動作予測部は、当該ショベルの過去の作業内容から規定される当該ショベルの作業パターンのうちの当該ショベルが現在実行中の作業パターンに基づき、当該ショベルの動作を予測する、
    　請求項２に記載にショベル。
  5. 　前記動作予測部は、オペレータの動作を監視することにより、当該ショベルの動作を予測する、
    　請求項１に記載のショベル。
  6. 　前記動作予測部は、過去のオペレータの動作内容と当該ショベルの動作内容との関連性に基づき、オペレータの動作を監視し、当該ショベルの動作を予測する、
    　請求項５に記載のショベル。
  7. 　前記所定の動作は、当該ショベルの走行動作又は旋回動作である、
    　請求項１に記載のショベル。
  8. 　前記注意喚起部は、前記所定の動作に対応する動作区間の直前の動作区間が終了する場合、又は、終了する兆候がある場合に、前記注意喚起を行う、
    　請求項１に記載のショベル。
  9. 　当該ショベル駆動するアクチュエータと、
    　当該ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置と、
    　前記アクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づきショベルから所定範囲内に人が存在すると判断された場合に、前記アクチュエータを動作不能とする制御部と、を備える、
    　請求項１に記載のショベル。
  10. 　当該ショベルを駆動するアクチュエータと、
    　当該ショベルの周囲の様子を認識する空間認識装置と、
    　前記アクチュエータの操作を受け付ける操作装置と、を備え、
    　前記アクチュエータの動作開始前において、前記空間認識装置の取得情報に基づき当該ショベルから所定範囲内に人が存在すると判断されると、前記操作装置が操作されても前記アクチュエータを駆動させない、
    　請求項１に記載のショベル。
  11. 　ショベルの動作を予測する動作予測部と、
    　前記動作予測部により当該ショベルが次に所定の動作を行うと予測された場合、前記所定の動作の開始前に、当該ショベルの周囲に対して前記所定の動作が行われる旨を注意喚起する注意喚起部と、を備える、
    　ショベルの制御装置。
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