建设机械的显示系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种建设机械的显示系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 在液压挖掘机等建设机械中，已知有将发动机的冷却水的水温等各种信息显示于 驾驶室内的监视器装置的技术（例如参照专利文献1)。
[0003] 而且，已知有在驾驶室的监视器装置中显示用于表示作业对象的设计面、铲斗的 齿尖的位置的图像（例如，参照专利文献2)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2012 - 136985号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2012 - 172431号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的技术方案
[0009] 所述监视器设于将驾驶室的前窗与侧窗分隔的纵框的下部，以避免阻碍操作人员 的前方视野（参照专利文献1的图2)。由于操作人员一边观察工作装置一边进行操作，因 此为了确认所述监视器装置的信息，需要较大地错开视点来确认监视器装置。
[0010] 因此，存在操作作业中的视点的移动变大、作业效率不会提高这一问题。
[0011] 本发明的目的在于提供一种能够使操作作业中的视点的移动较少、从而能够提高 作业效率的建设机械的显示系统以及其控制方法。
[0012] 第一发明的建设机械的显示系统是一种建设机械的显示系统，其特征在于，所述 建设机械具有工作装置和主体部，该主体部供所述工作装置安装，并且具有驾驶室，该建设 机械的显示系统具备：工作装置位置检测部，其检测所述工作装置相对于所述主体部的位 置信息；实像显示部，其将作业辅助信息作为实像而显示；组合器（3 于），其将由所 述实像显示部显示的所述实像向驾驶室内反射而将所述作业辅助信息作为虚像而显示，并 将所述虚像与驾驶室的前方景色重叠地显示；显示控制部，其控制所述实像显示部；所述 显示控制部基于工作装置的位置信息，控制所述作业辅助信息的沿组合器表面的显示位置 以及向所述驾驶室的前方的深度显示位置，将所述驾驶室的操作人员所认知的所述作业辅 助信息的投影像显示于所述工作装置的周围。
[0013] 第二发明的建设机械的显示系统的特征在于，在第一发明的基础上，具备：位置检 测部，其检测具有所述主体部的当前位置、朝向、倾斜角度的三维位置信息；存储部，其存储 作业对象的目标地形信息；所述作业辅助信息是基于所述工作装置的位置信息、所述主体 部的三维位置信息以及所述目标地形信息而作成的所述工作装置的操作信息。
[0014] 第三发明的建设机械的显示系统的特征在于，在第一发明或者第二发明的基础 上，具备：位置检测部，其检测具有所述主体部的当前位置、朝向、倾斜角度的三维位置信 息；存储部，其存储作业对象的目标地形信息；所述显示控制部与作业对象的地形位置配 合地利用所述实像显示部显示用于表示施工后的完成形态的施工设计面信息，所述施工设 计面信息基于所述主体部的三维位置信息和所述目标地形信息而作成。
[0015] 第四发明的建设机械的显示系统的特征在于，在第一发明至第三发明的任一者的 基础上，具备：位置检测部，其检测具有所述主体部的当前位置、朝向、倾斜角度的三维位置 信息；存储部，其存储作业对象的目标地形信息以及所述工作装置的轨迹信息；所述显示 控制部与作业对象的地形位置配合地利用所述实像显示部显示用于表示施工后的完成形 态的施工设计面信息，所述施工设计面信息基于所述主体部的三维位置信息、所述目标地 形信息、以及基于所述工作装置的轨迹信息的作业进度信息而作成。
[0016] 第五发明的建设机械的显示系统的特征在于，在第一发明至第四发明的任一者的 基础上，所述建设机械的显示系统具备配置于所述实像显示部与组合器之间的透镜光学系 统，所述透镜光学系统具备多个透镜，并且至少一部分的透镜被设为能够沿光轴方向移动， 所述显示控制部将所述透镜光学系统的至少一部分的透镜沿光轴方向移动而控制所述作 业辅助信息的深度显示位置。
[0017] 第六发明的建设机械的显示系统的特征在于，在第一发明至第四发明的任一者的 基础上，所述实像显示部被设为能够改变与所述组合器之间的距离，所述显示控制部变更 所述实像显示部与所述组合器的距离而控制所述作业辅助信息的深度显示位置。
[0018] 第七发明的建设机械的显示系统的控制方法是一种建设机械的显示系统的控制 方法，其特征在于，在具有工作装置和供所述工作装置安装并且具有驾驶室的主体部的建 设机械中，具备：实像显示部，其将作业辅助信息作为实像而显示；组合器，其将由所述实 像显示部显示的所述实像向驾驶室内反射而将所述作业辅助信息作为虚像而显示，并将所 述虚像与驾驶室的前方景色重叠地显示；所述建设机械的显示系统的控制方法具备以下步 骤：检测所述工作装置相对于所述主体部的位置信息；基于所述工作装置的位置信息控制 所述作业辅助信息的沿组合器表面的显示位置以及向所述驾驶室的前方的深度显示位置， 将所述驾驶室的操作人员所认知的所述作业辅助信息的投影像显示于所述工作装置的周 围。
[0019] 根据第一发明，由于显示系统具备实像显示部以及组合器，所以能够将作业辅助 信息与驾驶室的前方景色重叠地显示。因此，在操作人员目视确认工作装置以及作业辅助 信息的情况下，能够减少视点的移动。因此，能够减少操作作业中的视点的移动，从而能够 提高作业效率。
[0020] 在此基础上，显示控制部基于工作装置的位置信息控制所述作业辅助信息的沿组 合器表面的显示位置以及向所述驾驶室的前方的深度显示位置。因此，能够将所述驾驶室 的操作人员所认知的所述作业辅助信息的投影像显示于所述工作装置的周围，能够将操作 人员的视线的移动与焦点调节抑制为最小限度。因此，也能够减少操作人员识别工作装置 以及作业辅助信息的情况下的负载。
[0021] 根据第二发明，作为所述作业辅助信息，基于所述工作装置的位置信息、所述主体 部的三维位置信息以及所述目标地形信息而作成工作装置的操作信息。因此，作为操作信 息，能够显示工作装置的移动方向、移动量，操作人员能够容易地操作工作装置。
[0022] 根据第三发明，与作业对象的地形位置配合地显示基于主体部的三维位置信息和 目标地形信息作成的施工设计面信息。因此，操作人员只要与显示的施工设计面信息配合 地操作工作装置即可，能够容易地操作工作装置。
[0023] 根据第四发明，与作业对象的地形位置配合地显示基于主体部的三维位置信息、 目标地形信息以及基于工作装置的轨迹信息的作业进度信息而作成的施工设计面信息。因 此，操作人员只要与显示的施工设计面信息配合地操作工作装置即可，能够容易地操作工 作装置。另外，能够确认施工后的完成形态，并能够容易地确认是否正如目标地形信息那样 正确地进行施工。
[0024] 根据第五发明，在所述实像显示部与组合器之间配置透镜光学系统，其具备多个 透镜，并且至少一部分的透镜能够沿光轴方向移动，所述显示控制部将所述透镜光学系统 的至少一部分的透镜沿光轴方向移动。因此，能够容易且迅速地控制作业辅助信息的深度 显示位置。
[0025] 根据第六发明，所述显示控制部变更所述实像显示部与所述组合器之间的距离而 控制所述作业辅助信息的深度显示位置。因此，能够不再需要一部分的透镜能够移动的透 镜光学系统。
[0026] 根据第七发明，能够起到与第一发明相同的作用以及效果。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的一实施方式的建设机械的立体图。
[0028] 图2A是示意性地表示建设机械的结构的侧视图。
[0029] 图2B是示意性地表示建设机械的结构的后视图。
[0030] 图2C是示意性地表示建设机械的结构的俯视图。
[0031] 图3是表示建设机械所具备的控制系统的结构的框图。
[0032] 图4是建设机械的驾驶室的立体图。
[0033] 图5是建设机械的驾驶室的侧视图。
[0034] 图6是表示显示于建设机械的显示装置的引导画面的图。
[0035] 图7是表示显示于建设机械的显示装置的引导画面的图。
[0036] 图8是示意性地表示建设机械的|产斗位置的图。
[0037] 图9是表示引导画面的显示控制方法的流程图。
[0038] 图10是表示警告信息显示处理的流程图。
[0039] 图11是表不施工设计面彳目息显不处理的流程图。
[0040] 图12是说明铲斗的轨迹信息的计算方法的图。
[0041] 图13是表示操作辅助信息显示处理的流程图。
【具体实施方式】
[0042] 以下，基于【附图说明】本发明的实施方式。
[0043] 【1?液压挖掘机的整体结构】
[0044] 以下，参照附图对本发明的建设机械的显示系统的一实施方式的液压挖掘机的显 示系统进行说明。
[0045] 图1是搭载有显示系统的液压挖掘机100的立体图。液压挖掘机100具有车身1 与工作装置2。车身1相当于本发明的主体部。车身1具有旋转体3、驾驶室4以及行驶装 置5。旋转体3以能够旋转的方式安装于行驶装置5。旋转体3收纳有未图示的发动机、液 压泵等装置。驾驶室4载置于旋转体3的前部。在驾驶室4内配置有后述的显示装置38 以及操作装置25 (参照图3)。行驶装置5具有左右的履带5a、5b，通过履带5a、5b旋转，从 而液压挖掘机100行驶。
[0046] 工作装置2安装于车身1的前部，具有大臂6、小臂7、铲斗8、大臂缸10、小臂缸 11、以及铲斗缸12。
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