挖掘机械的显示系统、挖掘机械及挖掘机械的显示方法技术方案

挖掘机械的显示系统具备：算出部，其基于表示挖掘机械的车身的位置及姿势的车辆状态数据、表示支承于车身的工作装置的外形及尺寸的工作装置外形数据、以及表示工作装置的姿势的工作装置状态数据，算出沿工作装置的铲斗的宽度方向延伸且通过铲斗的规定部位的基准向量；以及显示控制部，其将从与基准向量正交的方向观察到的铲斗与目标线显示于显示装置。

Display system of mining machinery, mining machinery and display method of mining machinery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】挖掘机械的显示系统、挖掘机械及挖掘机械的显示方法
本专利技术涉及挖掘机械的显示系统、挖掘机械及挖掘机械的显示方法。
技术介绍
在液压挖掘机这样的挖掘机械中，通过操作员对作业杆这样的操作装置进行操作而使工作装置工作。当利用工作装置的铲斗按照表示挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形进行挖掘时，操作员仅通过目视观察工作装置的状况难以判断是否准确地对挖掘对象进行挖掘。另外，为了利用铲斗准确地对挖掘对象进行挖掘，要求操作员熟练的技能。因此，如专利文献1所公开的那样，提出了如下的技术：将表示铲斗与目标挖掘地形的相对位置的图像显示在设置于驾驶室的显示装置中，来辅助操作员对操作装置的操作。在先技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5886962号
技术实现思路
专利技术要解决的课题在显示装置中显示从某一方向观察铲斗及目标挖掘地形时的图像。根据观察铲斗及目标挖掘地形的方向，可能无法准确地显示铲斗与表示目标挖掘地形的目标线的相对位置。例如在将表示倾转铲斗这样的具有多个旋转轴的铲斗与目标线的相对位置的图像显示于显示装置的情况下，根据观察铲斗及目标线的方向，可能无法通过铲斗的旋转而准确地显示铲斗与目标线的相对位置。其结果是，操作员可能对显示于显示装置的图像感到不协调，或者可能无法充分地辅助操作员对操作装置的操作。本专利技术的方案的目的之一在于，提供一种能够准确地显示铲斗与目标线的技术。用于解决课题的方案根据本专利技术的方案，提供一种挖掘机械的显示系统，具备：算出部，其基于表示挖掘机械的车身的位置及姿势的车辆状态数据、表示支承于所述车身的工作装置的外形及尺寸的工作装置外形数据、以及表示所述工作装置的姿势的工作装置状态数据，算出沿所述工作装置的铲斗的宽度方向延伸且通过所述铲斗的规定部位的基准向量；以及显示控制部，其将从与所述基准向量正交的方向观察到的所述铲斗与目标线显示于显示装置。专利技术效果根据本专利技术的方案，提供了能够准确地显示铲斗与目标线的技术。附图说明图1是示出本实施方式的挖掘机械的一例的立体图。图2是示出本实施方式的铲斗的一例的主视图。图3是示意性地示出本实施方式的挖掘机械的侧视图。图4是示意性地示出本实施方式的挖掘机械的后视图。图5是示意性地示出本实施方式的挖掘机械的俯视图。图6是示意性地示出本实施方式的工作装置的主视图。图7是示出本实施方式的挖掘机械的控制系统的一例的功能框图。图8是示意性地示出本实施方式的目标挖掘地形的一例的图。图9是用于说明本实施方式的铲尖向量的图。图10是示出本实施方式的引导画面的一例的图。图11是示出本实施方式的引导画面的一例的图。图12是用于说明本实施方式的铲斗正面观察下的目标线的导出方法的图。图13是用于说明分别表示本实施方式的铲斗正面观察下的铲斗及目标挖掘地形的图像的图。图14是用于说明操作员正面观察下的目标线的图。图15是用于说明分别表示操作员正面观察下的铲斗及目标挖掘地形的图像的图。图16是示出本实施方式的引导画面的一例的图。图17是示出本实施方式的显示方法的一例的流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明，但本专利技术不局限于此。以下所说明的各实施方式的构成要素能够适当组合。另外，也有时不使用一部分构成要素。在以下的说明中，规定三维的全局坐标系(Xg，Yg，Zg)及三维的车身坐标系(Xm，Ym，Zm)，对各部分的位置关系进行说明。全局坐标系是指以固定在地球上的原点为基准的坐标系。全局坐标系是由GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)规定的坐标系。GNSS是指全球导航卫星系统。作为全球导航卫星系统的一例，举出GPS(GlobalPositioningSystem)。GNSS具有多个测位卫星。GNSS对由纬度、经度及高度的坐标数据规定的位置进行检测。全局坐标系由水平面内的Xg轴、在水平面内与Xg轴正交的Yg轴、以及与Xg轴及Yg轴正交的Zg轴规定。将与Xg轴平行的方向设为Xg轴方向，将与Yg轴平行的方向设为Yg轴方向，将与Zg轴平行的方向设为Zg轴方向。另外，将以Xg轴为中心的旋转或倾斜方向设为θXg方向，将以Yg轴为中心的旋转或倾斜方向设为θYg方向，将以Zg轴为中心的旋转或倾斜方向设为θZg方向。Zg轴方向是铅垂方向。车身坐标系是指以固定于挖掘机械的原点为基准的坐标系。车身坐标系由以固定于挖掘机械的车身的原点为基准而沿一方向延伸的Xm轴、与Xm轴正交的Ym轴、以及与Xm轴及Ym轴正交的Zm轴规定。将与Xm轴平行的方向设为Xm轴方向，将与Ym轴平行的方向设为Ym轴方向，将与Zm轴平行的方向设为Zm轴方向。另外，将以Xm轴为中心的旋转或倾斜方向设为θXm方向，将以Ym轴为中心的旋转或倾斜方向设为θYm方向，将以Zm轴为中心的旋转或倾斜方向设为θZm方向。Xm轴方向是挖掘机械的前后方向，Ym轴方向是挖掘机械的车宽方向，Zm轴方向是挖掘机械的上下方向。[挖掘机械]图1是示出本实施方式的挖掘机械1的一例的立体图。在本实施方式中，针对挖掘机械1为液压挖掘机的例子进行说明。在以下的说明中，将作业机械1适当称为液压挖掘机1。如图1所示，液压挖掘机1具备通过液压而工作的工作装置2、对工作装置2进行支承的车身即回转体3、以及对回转体3进行支承的行驶装置5。回转体3在支承于行驶装置5的状态下能够以回转轴Zr为中心进行回转。回转体3具有驾驶室4和发动机室3EG。液压挖掘机1的操作员搭乘于驾驶室4。发动机室3EG收容动力源及液压泵。动力源例如包括柴油发动机这样的内燃机。需要说明的是，动力源也可以是将内燃机、发电电动机以及蓄电装置组合而得到的混合动力方式的动力源。另外，在回转体3上，设置有检测回转体3在全局坐标系中的位置时使用的GNSS天线21、22。行驶装置5对回转体3进行支承。行驶装置5具有一对履带5C。液压挖掘机1通过履带5C的旋转而行驶。需要说明的是，行驶装置5也可以具有车轮(轮胎)。工作装置2支承于回转体3。工作装置2具有：经由动臂销14而与回转体3连结的动臂6；经由斗杆销15而与动臂6连结的斗杆7；经由铲斗销16而与斗杆7连结的连结构件8；以及经由倾转销17而与连结构件8连结的铲斗9。铲斗9是倾转铲斗。铲斗9具有铲尖9T。铲斗9的铲尖9T是凸形状的铲的前端部。铲尖9T在铲斗9的宽度方向上设置有多个。需要说明的是，铲斗9的铲尖9T也可以是直线形状的铲的前端部。动臂6能够以通过动臂销14的旋转轴AX1为中心而相对于回转体3进行旋转。斗杆7能够以通过斗杆销15的旋转轴AX2为中心而相对于动臂6进行旋转。连结构件8能够以通过铲斗销16的旋转轴AX3为中心而相对于斗杆7进行旋转。铲斗9能够以通过倾转销17的旋转轴AX4为中心而相对于连结构件8进行旋转。旋转轴AX1、旋转轴AX2以及旋转轴AX3平行。旋转轴AX1、AX2、AX3与平行于回转轴Zr的轴正交。旋转轴AX3与旋转轴AX4朝向不同的方向。在本实施方式中，旋转轴AX3与平行于旋转轴AX4的轴正交。旋转轴AX1、AX2、AX3与车身坐标系的Ym轴平行。回转轴Zr与车身坐标系的Zm轴平行。与旋转轴AX1、AX2、AX3平行的方向表示回转体3的车宽方向。与回转轴Zr平行的方向表示回转体3的上下方向。与旋转轴AX1、AX2、A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机械的显示系统，其中，所述挖掘机械的显示系统具备：算出部，其基于表示挖掘机械的车身的位置及姿势的车辆状态数据、表示支承于所述车身的工作装置的外形及尺寸的工作装置外形数据、以及表示所述工作装置的姿势的工作装置状态数据，算出沿所述工作装置的铲斗的宽度方向延伸且通过所述铲斗的规定部位的基准向量；以及显示控制部，其将从与所述基准向量正交的方向观察到的所述铲斗与目标线显示于显示装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种挖掘机械的显示系统，其中，所述挖掘机械的显示系统具备：算出部，其基于表示挖掘机械的车身的位置及姿势的车辆状态数据、表示支承于所述车身的工作装置的外形及尺寸的工作装置外形数据、以及表示所述工作装置的姿势的工作装置状态数据，算出沿所述工作装置的铲斗的宽度方向延伸且通过所述铲斗的规定部位的基准向量；以及显示控制部，其将从与所述基准向量正交的方向观察到的所述铲斗与目标线显示于显示装置。2.根据权利要求1所述的挖掘机械的显示系统，其中，所述目标线由包含所述基准向量且与挖掘对象的目标挖掘地形中的目标面正交的面和所述目标面的相交线规定。3.根据权利要求1或2所述的挖掘机械的显示系统，其中，所述工作装置具有支承所述铲斗的斗杆，所述铲斗能够分别以第一旋转轴及朝向与所述第一旋转轴不同的方向的第二旋转轴为中心而相对于所述斗杆旋转。4.根据权利要求1至3中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊仓祥人，新谷了，有松大毅，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP