本發(fā)明涉及一種機(jī)動建筑機(jī)械，其具有在作業(yè)方向上延伸超出機(jī)械框架的輸送裝置，所述機(jī)動建筑機(jī)械特別是道路銑刨機(jī)或露天采礦機(jī)，其具有用于顯示建筑機(jī)械周圍環(huán)境圖像的圖像顯示裝置。此外，本發(fā)明涉及用于顯示機(jī)動建筑機(jī)械周圍環(huán)境圖像的方法。

背景技術(shù)：

已知的建筑機(jī)械具有由具有前部行走機(jī)構(gòu)和后部行走機(jī)構(gòu)的底盤承載的機(jī)械框架和布置在機(jī)械框架上以便移除地面的作業(yè)裝置，例如用于移除有缺陷的道路層(道路銑刨機(jī))，或開采礦產(chǎn)資源(露天采礦機(jī))。作業(yè)裝置可具有銑刨輥和/或切削輥。在每種情況下可縮回或延伸的升降裝置可與建筑機(jī)械的各個行走機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，使得機(jī)械框架可與作業(yè)裝置一起相對于地面降低或升高或可改變相對于地面的傾斜度。被移除的材料使用輸送裝置輸送到在建筑機(jī)械的前方或后方行進(jìn)的輸送車輛。輸送裝置具有延伸超出機(jī)械框架的吊臂，該吊臂可圍繞垂直于機(jī)械框架的平面延伸的軸線可樞轉(zhuǎn)地布置在機(jī)械框架上。吊臂也可圍繞平行于機(jī)械框架的平面且橫向于建筑機(jī)械縱向軸線延伸的軸線樞轉(zhuǎn)。因此，吊臂可樞轉(zhuǎn)到兩側(cè)并且也相對于高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在前裝式建筑機(jī)械的情況下，吊臂在作業(yè)方向上向前延伸超出機(jī)械框架長的距離，在后裝式建筑機(jī)械的情況下，吊臂在作業(yè)方向上向后延伸超出機(jī)械框架長的距離。

機(jī)械的操作人員面臨的問題是建筑機(jī)械的周圍環(huán)境只能從控制臺以受限的范圍進(jìn)行觀看。例如，在前裝式和后裝式建筑機(jī)械的情況下困難增大，機(jī)械操作人員向前或向后的視野還受到突出長距離的輸送裝置的限制。因此，道路銑刨機(jī)的駕駛員不能從控制臺看到在機(jī)械操作人員的視野內(nèi)由輸送裝置遮擋的物體。根據(jù)駕駛員在延伸過機(jī)械整個寬度的控制臺上的位置和輸送裝置的大的樞轉(zhuǎn)范圍，不僅可能會遮擋位于輸送裝置正下方的物體，而且可能會遮擋位于輸送裝置的旁邊或前面和后面的物體。

因為視野受限，已知建筑機(jī)械配備一個或多個攝像機(jī)。已知的道路銑刨機(jī)例如具有攝像機(jī)，其記錄建筑機(jī)械后面區(qū)域的圖像，所述圖像顯示于布置在控制臺上的顯示單元上。這使得對于機(jī)械操作人員而言更容易使得銑刨機(jī)倒車。

DE 10 2013 002 079 A1描述了一種挖掘機(jī)，其具有多個監(jiān)控攝像機(jī)，所述攝像機(jī)在地面上方的不同高度處布置在機(jī)械框架的不同側(cè)?？梢砸苿拥鼗蚩尚D(zhuǎn)地安裝在機(jī)械框架上以便調(diào)節(jié)的各個攝像機(jī)記錄周圍環(huán)境的局部圖像，所述局部圖像通過圖像處理系統(tǒng)被結(jié)合到一起以便形成周圍環(huán)境的特定區(qū)域的總體圖像。

停車時輔助駕駛員的裝置已知用于機(jī)動車輛，特別是乘用車。這種類型的裝置也被稱為駕駛員輔助系統(tǒng)并且給機(jī)動車輛的駕駛員提供從位于車輛上方的虛擬視點看到的車輛周圍環(huán)境的完整圖像。周圍環(huán)境的這種類型的環(huán)繞視圖也被稱為鳥瞰視圖。

DE 10 2011 077 143 A1描述了一種用于機(jī)動車輛的駕駛員輔助系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有在散熱器格柵內(nèi)的前部攝像機(jī)，在兩個外部后視鏡的每一個中的側(cè)面攝像機(jī)，以及在車輛后部在行李箱蓋的把手凹部區(qū)域內(nèi)的后部攝像機(jī)。前部攝像機(jī)記錄前部圖像區(qū)域以及后部攝像機(jī)記錄后部圖像區(qū)域，而側(cè)面攝像機(jī)記錄側(cè)面圖像區(qū)域，它們使用合適的成像模型轉(zhuǎn)換成由四個圖像細(xì)節(jié)構(gòu)成的總體圖像。應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)整個車輛周圍環(huán)境的完全覆蓋，因為攝像機(jī)配備有允許超過180度的水平張角的光學(xué)系統(tǒng)(魚眼光學(xué)系統(tǒng))，從而使得各個圖像區(qū)域彼此重疊。

DE 10 2011 088 332 A1描述了一種用于在適于機(jī)動車輛的多攝像機(jī)系統(tǒng)中改進(jìn)物體檢測的方法。該文獻(xiàn)解決在鳥瞰視圖的總體圖像的關(guān)鍵區(qū)域中檢測升高的物體的問題。該方法提供記錄前部觀看區(qū)域和后部觀看區(qū)域以及兩個橫向觀看區(qū)域，所述區(qū)域結(jié)合到一起以形成鳥瞰視圖的總體圖像。用于物體檢測的關(guān)鍵區(qū)域位于拼接(stitching)區(qū)域內(nèi)。而在當(dāng)前系統(tǒng)中，在圖像的重疊區(qū)域內(nèi)限定剛性地實施和不可變的拼接，已知的方法以如此方式提供拼接的位移以使得拼接不位于升高的物體的區(qū)域內(nèi)。這是為了避免物體定位在對于物體檢測關(guān)鍵的拼接區(qū)域內(nèi)。

用于將多個圖像記錄結(jié)合到一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像的方法也從DE 10 2006 003 538 B3已知。除了在乘用車中使用之外，已知的方法也適于在卡車、公共汽車或建筑車輛內(nèi)使用。

DE 2014 013 155 A1描述了適于諸如適于運送土的卡車、車輪軸承或挖掘機(jī)的可移動的作業(yè)機(jī)械的圖像顯示系統(tǒng)，其使得可以看到位于車輛駕駛員的受限視域內(nèi)的物體。該圖像顯示系統(tǒng)還提供鳥瞰視圖。視圖的類型取決于作業(yè)機(jī)械的由傳感器所檢測的具體狀態(tài)。在一個優(yōu)選的實施例中，作業(yè)機(jī)械的移動方向和速度作為作業(yè)機(jī)械的狀態(tài)來檢測，以便能夠監(jiān)測機(jī)械和物體之間的空間關(guān)系。例如，如果物體位于機(jī)械的移動區(qū)域之外則不指示出所述物體。

雖然在現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中可以發(fā)現(xiàn)偶爾提及甚至在建筑機(jī)械中使用已知的駕駛員輔助系統(tǒng)，優(yōu)選預(yù)期用于乘用車或貨車的已知的駕駛員輔助系統(tǒng)一般不適于機(jī)動建筑機(jī)械要求駕駛員輔助系統(tǒng)所滿足的特殊要求，所述機(jī)動建筑機(jī)械具有向前延伸長距離的輸送裝置，所述機(jī)動建筑機(jī)械特別是道路銑刨機(jī)或露天采礦機(jī)，因為這些建筑機(jī)械和一般機(jī)動車輛彼此不同的根本之處在于一般機(jī)動車輛不具有用于移除地面材料的作業(yè)裝置，也不具有輸送裝置。

適于用于顯示車輛周圍環(huán)境的鳥瞰視圖圖像的駕駛員輔助系統(tǒng)的已知解決方案只使用具有遠(yuǎn)離車輛指向的觀看方向的攝像機(jī)或具有遠(yuǎn)離彼此指向的觀看方向的攝像機(jī)，即這些系統(tǒng)不提供彼此面對的任何攝像機(jī)。因此，已經(jīng)建立的一種觀點是所有攝像機(jī)軸線的與觀看方向反向的延伸部分將在共同中心會合。專家們的觀點是檢測車輛的周圍環(huán)境而不是機(jī)械框架以便允許得到完整的環(huán)繞視圖。因此，在所有的車輛中提供遠(yuǎn)離車輛或遠(yuǎn)離共同中心指向的攝像機(jī)。這也適用于被安裝在車輛附接件上，例如安裝在機(jī)動車輛的后視鏡上的攝像機(jī)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)動建筑機(jī)械，其具有在建筑機(jī)械的縱向方向上向前或向后延伸超出機(jī)械框架以便輸送被移除的材料的輸送裝置，所述機(jī)動建筑機(jī)械特別是道路銑刨機(jī)或露天采礦機(jī)，它給機(jī)械操作人員提供高度的操作便利性。本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提出用于提高操作便利性的方法。

這些目的由獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利實施例。

根據(jù)本發(fā)明的建筑機(jī)械具有用于顯示建筑機(jī)械周圍環(huán)境的鳥瞰視圖圖像的圖像顯示裝置，該圖像顯示裝置具有攝像機(jī)系統(tǒng)以及圖像處理系統(tǒng)，所述攝像機(jī)系統(tǒng)具有多個攝像機(jī)，用于從不同的圖像記錄位置記錄建筑機(jī)械周圍環(huán)境的各個重疊圖像區(qū)域。圖像處理系統(tǒng)配置為使得各個圖像區(qū)域的圖像細(xì)節(jié)結(jié)合在一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像。

攝像機(jī)系統(tǒng)具有至少一個攝像機(jī)，其布置在輸送裝置上以使得攝像機(jī)的觀看方向大致指向機(jī)械框架的方向，并且攝像機(jī)系統(tǒng)具有至少一個另外的攝像機(jī)，其布置在機(jī)械框架上以使得所述攝像機(jī)的觀看方向大致遠(yuǎn)離機(jī)械框架指向。因此大致指向機(jī)械框架的方向的攝像機(jī)意味著具有指向機(jī)械框架的觀看方向的攝像機(jī)，而大致遠(yuǎn)離機(jī)械框架指向的攝像機(jī)意味著具有不指向機(jī)械框架的觀看方向的攝像機(jī)。

布置在輸送裝置上的至少一個攝像機(jī)的指向所述機(jī)械框架的方向的觀看方向允許顯示建筑機(jī)械的整個前部區(qū)域的圖像，這是因為通過布置在機(jī)械框架上的遠(yuǎn)離機(jī)械框架指向的攝像機(jī)使得不會被輸送裝置覆蓋。使用指向機(jī)械框架的方向和遠(yuǎn)離機(jī)械框架指向的攝像機(jī)，機(jī)械操作人員獲得完整的環(huán)繞視圖，其包括在作業(yè)方向上在建筑機(jī)械前面或后面的由輸送裝置所覆蓋的區(qū)域。

相比于已知的系統(tǒng)，本發(fā)明提供至少一個攝像機(jī)，其具有不遠(yuǎn)離機(jī)械框架指向而是朝向所述機(jī)械框架指向的觀看方向。因此，本發(fā)明在建筑機(jī)械的視野受限問題的解決方案中提出一種新的途徑。

在一個優(yōu)選的實施例中，至少一個攝像機(jī)布置在輸送裝置上以便由至少一個攝像機(jī)記錄的圖像區(qū)域的一部分位于所述機(jī)械框架的下方。因此，具有向后觀看方向的至少一個攝像機(jī)不僅允許得到包括在所述機(jī)械框架前面部分的環(huán)繞視圖，而且還包括在所述機(jī)械框架下方部分的環(huán)繞視圖。在前裝式建筑機(jī)械的情況下，該部分位于所述機(jī)械框架的下方，優(yōu)選在建筑機(jī)械的至少一個前部行走機(jī)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)，使得機(jī)械操作人員還能夠看到行走機(jī)構(gòu)如何朝向位于行走機(jī)構(gòu)正前方的物體移動。在后裝式建筑機(jī)械的情況下，產(chǎn)生類似的情況。

輸送裝置優(yōu)選具有傳送帶布置在其上的吊臂，布置在輸送裝置上的至少一個攝像機(jī)布置在所述吊臂的下側(cè)。所述至少一個攝像機(jī)可基本上在吊臂的整個長度上布置在緊固點上。然而，在建筑機(jī)械的裝載過程中，攝像機(jī)應(yīng)位于地面的上方，但不位于輸送車輛裝載區(qū)域的上方。所述至少一個攝像機(jī)可相對于所述機(jī)械框架因此相對于地面以不同的視角布置。有利的是攝像機(jī)盡量遠(yuǎn)離建筑機(jī)械的前側(cè)移動，以便使得由攝像機(jī)記錄的圖像區(qū)域盡可能地大。在這種情況下，也是有利的是攝像機(jī)相對于地面的高度隨著攝像機(jī)從建筑機(jī)械的前側(cè)相距距離的增大而增大，因為輸送裝置在作業(yè)方向上向上傾斜。

一個實施例設(shè)置成使得攝像機(jī)系統(tǒng)具有布置在輸送裝置的吊臂下側(cè)的一個攝像機(jī)，攝像機(jī)軸線在吊臂的縱向方向上延伸，但是替代實施例提供布置在吊臂下側(cè)的兩個攝像機(jī)，其攝像機(jī)軸線相對于吊臂的縱向方向以傾斜的方式延伸。在這種情況下，當(dāng)?shù)醣畚礃修D(zhuǎn)到一側(cè)或另一側(cè)時，一個攝像機(jī)的觀看方向指向機(jī)械框架一側(cè)的方向以及另一攝像機(jī)的觀看方向指向機(jī)械框架另一側(cè)的方向。具有兩個攝像機(jī)的實施例具有的優(yōu)勢是，攝像機(jī)可具有更小的視角(焦距)，以便能夠記錄相同的圖像區(qū)域，或者可以使用相同的視角(焦寬(focal width))記錄更大的圖像區(qū)域。

如果攝像機(jī)系統(tǒng)具有記錄左手側(cè)圖像區(qū)域和右手側(cè)圖像區(qū)域的在作業(yè)方向上位于所述機(jī)械框架的左手縱向側(cè)的左手側(cè)攝像機(jī)和在作業(yè)方向上位于所述機(jī)械框架的右手縱向側(cè)的右手側(cè)攝像機(jī)，并且具有用于記錄在作業(yè)方向上的后部圖像區(qū)域的后部攝像機(jī)，則對于完整的環(huán)繞視圖而言這通常是足夠的。然而，多個攝像機(jī)也可以設(shè)置在建筑機(jī)械的縱向側(cè)和/或后側(cè)。

在一個特別優(yōu)選的實施例中，左手側(cè)攝像機(jī)和右手側(cè)攝像機(jī)和布置在輸送裝置上的至少一個攝像機(jī)布置在機(jī)械框架和輸送裝置上，以使得右手側(cè)攝像機(jī)的圖像區(qū)域和左手側(cè)攝像機(jī)的圖像區(qū)域在機(jī)械框架的左手縱向側(cè)和右手縱向側(cè)的區(qū)域內(nèi)與布置在輸送裝置上的至少一個攝像機(jī)的至少一個圖像區(qū)域重疊。左手側(cè)攝像機(jī)和右手側(cè)攝像機(jī)的圖像區(qū)域優(yōu)選還與后部攝像機(jī)的圖像區(qū)域重疊。

該圖像處理系統(tǒng)優(yōu)選地配置為使得在左手側(cè)攝像機(jī)的圖像區(qū)域內(nèi)、在右手側(cè)攝像機(jī)的圖像區(qū)域內(nèi)和在布置在所述輸送裝置上的至少一個攝像機(jī)的圖像區(qū)域內(nèi)，確定圖像細(xì)節(jié)，所述圖像細(xì)節(jié)結(jié)合在一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像，其包括位于所述機(jī)械框架的左手縱向側(cè)和右手縱向側(cè)的部分、位于機(jī)械框架下方的部分和位于機(jī)械框架前面的部分。因此，給機(jī)械操作人員提供完整的環(huán)繞視圖。

為了使得輸送裝置朝向輸送車輛的裝載區(qū)域取向，建筑機(jī)械的輸送裝置通常圍繞垂直于機(jī)械框架的平面延伸的軸線可樞轉(zhuǎn)地布置在機(jī)械框架上。當(dāng)輸送裝置樞轉(zhuǎn)到一側(cè)或另一側(cè)時，由布置在輸送裝置上的至少一個攝像機(jī)記錄的圖像區(qū)域發(fā)生改變。

因此另一個特別優(yōu)選的實施例具有用于檢測輸送裝置的樞轉(zhuǎn)位置的位置檢測裝置，圖像處理系統(tǒng)配置為使得圖像細(xì)節(jié)之間的拼接路線取決于輸送裝置的樞轉(zhuǎn)位置來確定。

取決于輸送裝置的樞轉(zhuǎn)位置來確定拼接路線允許各個圖像以相對低的計算復(fù)雜度相對容易地結(jié)合在一起，因此，可實時生成顯示總體圖像所需的圖像數(shù)據(jù)。位置檢測裝置優(yōu)選配置為使得產(chǎn)生描述樞轉(zhuǎn)位置的位置數(shù)據(jù)。在這種情況下，位置數(shù)據(jù)如何確定是不重要的。樞轉(zhuǎn)位置例如可用角度發(fā)送器(angle transmitter)、距離傳感器等來檢測。

當(dāng)存在輸送裝置的樞轉(zhuǎn)移動時，由攝像機(jī)檢測的圖像區(qū)域發(fā)生變化，在這種情況下，圖像區(qū)域的輪廓發(fā)生位移。

取決于輸送裝置的樞轉(zhuǎn)位置來產(chǎn)生不同的重疊區(qū)域。重疊區(qū)域的空間位置和范圍確定圖像細(xì)節(jié)的尺寸，所述圖像細(xì)節(jié)將選擇成結(jié)合在一起以形成鳥瞰視圖的總體圖像。其結(jié)果是，也確定圖像細(xì)節(jié)之間的拼接路線。

圖像處理系統(tǒng)優(yōu)選配置為使得基于位置數(shù)據(jù)確定圖像細(xì)節(jié)之間的拼接路線，以使得拼接位于左手側(cè)圖像區(qū)域和右手側(cè)圖像區(qū)域與前部圖像區(qū)域的重疊區(qū)域內(nèi)以及位于左手側(cè)圖像區(qū)域和右手側(cè)圖像區(qū)域與后部圖像區(qū)域的重疊區(qū)域內(nèi)。其結(jié)果是，可更好地檢測在拼接區(qū)域內(nèi)的物體，所述物體可能因成像誤差而可能再現(xiàn)兩次或根本不再現(xiàn)。

在這種情況下，拼接路線意味著拼接的空間布置，即拼接沿其延伸的線?？墒褂靡阎乃惴ㄟM(jìn)行拼接路線的確定，所述算法根據(jù)輸送裝置的樞轉(zhuǎn)位置來計算拼接線的位移。

輸送裝置通常還圍繞平行于所述機(jī)械框架的平面且橫向于建筑機(jī)械的縱向軸線延伸的軸線可樞轉(zhuǎn)地布置在機(jī)械框架上。其結(jié)果是，輸送裝置還可以是可調(diào)節(jié)高度的。通過輸送裝置的高度調(diào)節(jié)，在輸送裝置上的至少一個攝像機(jī)的視角也發(fā)生變化，由此所記錄的圖像區(qū)域的輪廓發(fā)生位移。位置檢測裝置可配置為使得產(chǎn)生不僅描述樞轉(zhuǎn)位置，而且還描述輸送裝置相對于所述機(jī)械框架的平面的設(shè)定角度的位置數(shù)據(jù)，所述圖像處理系統(tǒng)配置為使得在圖像細(xì)節(jié)之間的拼接路線也根據(jù)輸送裝置的設(shè)定角度來確定。

當(dāng)在矩形圖像平面內(nèi)觀看攝像機(jī)圖像時，攝像機(jī)軸線相對于地面的傾斜位置不可避免地導(dǎo)致畸變。但是這些畸變可至少部分地使用已知的圖像處理方法來補(bǔ)償。

附圖說明

在下文將參照附圖對本發(fā)明的多個實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中：

圖1是機(jī)動建筑機(jī)械的一個實施例的側(cè)視圖；

圖2是圖1所示建筑機(jī)械的俯視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的對本發(fā)明而言重要的建筑機(jī)械的圖像顯示裝置的組件的簡化示意圖；

圖4示出具有布置在輸送裝置上的攝像機(jī)的建筑機(jī)械的一個實施例，其攝像機(jī)軸線在輸送裝置的縱向方向上延伸，輸送裝置的縱向軸線位于所述機(jī)械框架的縱向軸線上；

圖5示出圖4所示的建筑機(jī)械，其中所述輸送裝置樞轉(zhuǎn)到機(jī)械框架的一側(cè)；

圖6示出布置在機(jī)械框架上的攝像機(jī)的視角；

圖7示出布置在輸送裝置上的攝像機(jī)的視角；

圖8示出建筑機(jī)械的實施例，其具有布置在輸送裝置上的兩個攝像機(jī)，其攝像機(jī)軸線相對于輸送裝置的縱向軸線以傾斜的方式定位，輸送裝置的縱向軸線位于機(jī)械框架的縱向軸線上；以及

圖9示出圖8所示的建筑機(jī)械，其中所述輸送裝置樞轉(zhuǎn)到機(jī)械框架的一側(cè)。

具體實施方式

作為機(jī)動建筑機(jī)械的一個示例，圖1和圖2以側(cè)視圖和俯視圖示出用于銑刨道路表面的道路銑刨機(jī)，此處是前裝式道路銑刨機(jī)。然而，道路銑刨機(jī)也可以是后裝式道路銑刨機(jī)。

該建筑機(jī)械具有由底盤1承載的機(jī)械框架2，作業(yè)裝置3布置在機(jī)械框架上。作業(yè)裝置3具有作業(yè)輥，此處是銑刨輥。銑刨輥4，僅在圖1中示出，布置在銑削輥殼體5內(nèi)。在作業(yè)方向A上的左手側(cè)和右手側(cè)，銑削輥殼體5由邊緣保護(hù)器6封閉。銑刨輥殼體5由在作業(yè)方向A上在前側(cè)的壓緊裝置并由在后側(cè)的脫料裝置封閉，上述壓緊裝置和脫料裝置在圖1中未示出。控制臺7在銑刨輥殼體5的上方定位在機(jī)械框架上，所述控制臺7具有適于機(jī)械操作人員的控制面板8。具有顯示器9A的顯示單元9位于控制面板8上。被銑刨掉的銑刨產(chǎn)物使用輸送裝置10移除，所述輸送裝置10在作業(yè)方向A上向前延伸超出機(jī)械框架2長的距離。輸送裝置10具有延伸的的吊臂11，其圍繞垂直于機(jī)械框架的平面延伸的軸線在作業(yè)方向上在控制臺7的前方可樞轉(zhuǎn)地緊固在機(jī)械框架2上的兩側(cè)。此外，吊臂11可圍繞平行于機(jī)械框架2的平面延伸的軸線樞轉(zhuǎn)，以便吊臂能夠上下移動。用于輸送被銑刨掉的材料的傳送帶12位于輸送裝置10的上側(cè)。

建筑機(jī)械在作業(yè)方向A上具有前部左手側(cè)行走機(jī)構(gòu)11A和前部右手側(cè)行走機(jī)構(gòu)11B以及后部左手側(cè)行走機(jī)構(gòu)12A和后部右手側(cè)行走機(jī)構(gòu)12B，它們與在作業(yè)方向A上的前部左手側(cè)升降裝置13A和前部右手側(cè)升降裝置13B以及后部左手側(cè)升降裝置14A和后部右手側(cè)升降裝置14B相關(guān)聯(lián)，從而通過使得升降裝置縮回和延伸，機(jī)械框架2相對于地面B的高度和傾斜度可以改變。建筑機(jī)械的行走機(jī)構(gòu)可以是履帶和車輪兩者。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的對本發(fā)明而言重要的建筑機(jī)械的組件的簡化示意圖。建筑機(jī)械具有用于檢測輸送裝置10在水平平面內(nèi)的樞轉(zhuǎn)位置的位置檢測裝置15，該裝置可以是建筑機(jī)械的中央控制和計算單元16的組件。輸送裝置10的水平樞轉(zhuǎn)位置可使用合適的傳感器例如角度發(fā)送器、距離傳感器等來檢測，或可從下述數(shù)據(jù)確定，所述數(shù)據(jù)從未示出的驅(qū)動裝置獲得，所述驅(qū)動裝置用于使得輸送裝置樞轉(zhuǎn)，例如通過活塞/汽缸裝置的升降位置使得輸送裝置樞轉(zhuǎn)。

位置檢測裝置15具有計算單元15B，其從傳感器15A接收數(shù)據(jù)，該計算單元配置為使得在輸送裝置10的縱向軸線和機(jī)械框架2的縱向軸線之間在水平平面中的角度通過例如來自角度發(fā)送器15A的數(shù)據(jù)來確定(樞轉(zhuǎn)位置)。位置檢測裝置15也可檢測在輸送裝置10的縱向軸線和機(jī)械框架2的縱向軸線之間在垂直平面內(nèi)的角度(高度)。

此外，建筑機(jī)械具有圖像顯示裝置17，用于顯示建筑機(jī)械周圍環(huán)境的鳥瞰視圖圖像，該圖像顯示裝置具有攝像機(jī)系統(tǒng)18和圖像處理系統(tǒng)19。圖像在機(jī)械操作人員的視域內(nèi)顯示在控制臺7上的顯示單元9的顯示器9A上。

圖像顯示裝置17的結(jié)構(gòu)和功能將在下文進(jìn)行詳細(xì)描述。圖4和圖5示出第一實施例，以及圖8和圖9示出建筑機(jī)械的第二實施例，其中只是在關(guān)于攝像機(jī)中的攝像機(jī)系統(tǒng)的數(shù)目方面彼此不同。

建筑機(jī)械的圖像顯示裝置17具有攝像機(jī)系統(tǒng)18，其在第一實施例中具有多個攝像機(jī)18A、18B、18C、18D或在第二實施例中具有多個攝像機(jī)18A、18B、18C、18D’、18D”，用于從不同的圖像記錄位置記錄所述建筑機(jī)械周圍環(huán)境的各個圖像區(qū)域。在每種情況下攝像機(jī)記錄地面B的特定圖像區(qū)域。由攝像機(jī)記錄的圖像區(qū)域的位置和大小取決于攝像機(jī)和攝像機(jī)鏡頭系統(tǒng)的布置和取向，特別是攝像機(jī)鏡頭的焦距。攝像機(jī)布置和配置為使得由攝像機(jī)記錄的圖像區(qū)域重疊。

在當(dāng)前實施例中，橫向左手側(cè)攝像機(jī)18A優(yōu)選居中位于機(jī)械框架2的左手側(cè)前部拐角區(qū)域和左手側(cè)后部拐角區(qū)域之間，橫向右手側(cè)攝像機(jī)18B優(yōu)選居中位于機(jī)械框架2的右手側(cè)前部拐角區(qū)域和右手側(cè)后部拐角區(qū)域之間，以及后部攝像機(jī)18C優(yōu)選居中位于機(jī)械框架的后部拐角區(qū)域之間。沒有攝像機(jī)位于所述機(jī)械框架的前部拐角區(qū)域處。

如果攝像機(jī)的觀看方向(攝像機(jī)軸線)垂直于地面，則假設(shè)每個攝像機(jī)18A、18B、18C將記錄地面B的大致矩形的圖像細(xì)節(jié)。但是因為設(shè)定角度，地面的梯形圖像區(qū)域由攝像機(jī)記錄，即位于梯形區(qū)域之外的現(xiàn)場區(qū)域不由攝像機(jī)檢測到。

攝像機(jī)18A、18B、18C布置在機(jī)械框架2上以使得攝像機(jī)29的觀看方向遠(yuǎn)離機(jī)械框架指向。橫向攝像機(jī)18A和18B以及后部攝像機(jī)18C的攝像機(jī)軸線29(觀看方向)優(yōu)選正交于機(jī)械框架2的縱向側(cè)或窄側(cè)，橫向攝像機(jī)18A、18B記錄梯形的橫向圖像區(qū)域20A、20B，以及后部攝像機(jī)18C記錄梯形的后部圖像區(qū)域20C。但是攝像機(jī)軸線29也可向前或向后指向，以便檢測較大的前部現(xiàn)場區(qū)域或后部現(xiàn)場區(qū)域。但是當(dāng)存在機(jī)械框架相對于地面的平行取向時，則圖像區(qū)域可不由等腰梯形描述。圖6示出在機(jī)械框架2上的攝像機(jī)18A、18B、18C的觀看方向(攝像機(jī)軸線29)，其遠(yuǎn)離機(jī)械框架2指向。

第一實施例的攝像機(jī)系統(tǒng)18具有前部攝像機(jī)18D，其布置在輸送裝置10的吊臂11的下側(cè)，而不是在機(jī)械框架的前部拐角區(qū)域處的兩個攝像機(jī)。攝像機(jī)18D被緊固到在吊臂11的縱向軸線上的點，其位于在吊臂的兩端之間的中間三分之一區(qū)域內(nèi)。但是該緊固點也可位于吊臂的前部或后部三分之一區(qū)域內(nèi)。然而，緊固點不應(yīng)位于吊臂的自由端的區(qū)域內(nèi)，因為在建筑機(jī)械的操作期間吊臂的自由端暫時位于輸送車輛的裝載區(qū)域上方。然而，如果攝像機(jī)被緊固到吊臂的自由端，則僅可預(yù)期到暫時受限的視野，該暫時受限的視野發(fā)生在裝載過程中，但不在建筑機(jī)械正在移動時。

前部攝像機(jī)18D布置在輸送裝置10的下側(cè)，以使得攝像機(jī)軸線位于輸送裝置的縱向軸線上，并且所述攝像機(jī)的觀看方向指向所述機(jī)械框架2的方向。因此前部攝像機(jī)18D是向后觀看的攝像機(jī)。圖7示出在輸送裝置10上的攝像機(jī)18D的觀看方向(攝像機(jī)軸線29)，其指向機(jī)械框架2的方向。

在前部攝像機(jī)18D的攝像機(jī)軸線29和機(jī)械框架2的平面之間的角度優(yōu)選設(shè)置為使得攝像機(jī)記錄在作業(yè)方向上的前部圖像區(qū)域，其延伸到機(jī)械框架2下方的部分內(nèi)(圖7)。前部攝像機(jī)18D從而記錄現(xiàn)場部分21和部分22，如果該區(qū)域不由輸送裝置10覆蓋，則所述現(xiàn)場部分21可完全從鳥瞰視圖檢測，而部分22不能從位于機(jī)械框架2上方的觀察點的視圖中檢測到。因為輸送裝置10的高度可調(diào)，攝像機(jī)軸線29和機(jī)械框架2的平面之間的角度也發(fā)生變化。前部攝像機(jī)18D的設(shè)定角度因此使得在輸送裝置10的預(yù)定位置，其對應(yīng)于通常的操作位置，兩個圖像部分21、22包括所需的區(qū)域(圖7)。

圖4示出建筑機(jī)械，其中輸送裝置10的縱向軸線位于所述機(jī)械框架2的縱向軸線上，而圖5示出建筑機(jī)械，其中輸送裝置10樞轉(zhuǎn)到操作位置，例如樞轉(zhuǎn)到左手側(cè)。圖4和圖5示出，通過輸送裝置的樞轉(zhuǎn)位置，由前部攝像機(jī)18D記錄的圖像區(qū)域20D的位置也發(fā)生變化。

前部攝像機(jī)18D的圖像區(qū)域20D與橫向左手側(cè)攝像機(jī)18A的圖像區(qū)域20A和橫向右手側(cè)攝像機(jī)18B的圖像區(qū)域20B重疊，以及左手側(cè)攝像機(jī)18A的圖像區(qū)域20A和右手側(cè)攝像機(jī)18B的圖像區(qū)域20B與后部攝像機(jī)18C的圖像區(qū)域20C重疊。產(chǎn)生左手側(cè)攝像機(jī)18A的圖像區(qū)域20A和前部攝像機(jī)18D的圖像區(qū)域20D的前部左手側(cè)重疊區(qū)域23A以及右手側(cè)攝像機(jī)18B的圖像區(qū)域20B和前部攝像機(jī)18D的圖像區(qū)域20D的前部右手側(cè)重疊區(qū)域23B。此外，產(chǎn)生左手側(cè)攝像機(jī)18A的圖像區(qū)域20A和后部攝像機(jī)18C的圖像區(qū)域20C的后部左手側(cè)重疊區(qū)域24A以及右手側(cè)攝像機(jī)18B的圖像區(qū)域20B和后部攝像機(jī)18C的圖像區(qū)域20C的后部右手側(cè)重疊區(qū)域24B。

圖像處理系統(tǒng)19優(yōu)選是數(shù)據(jù)處理單元(CPU)，數(shù)據(jù)處理程序(軟件)在其上運行。位置檢測裝置15通過數(shù)據(jù)線25連接到圖像處理系統(tǒng)19，以便使得圖像處理系統(tǒng)19可接收到位置檢測裝置的位置數(shù)據(jù)。

機(jī)械框架2以平行于地面的取向定位或機(jī)械框架相對于現(xiàn)場表面的傾斜度可忽略不計的話則可被簡化。

圖像處理系統(tǒng)19根據(jù)輸送裝置10的樞轉(zhuǎn)位置確定前部攝像機(jī)18D的圖像區(qū)域20D的由虛線示出的輪廓的位置，在輸送裝置樞轉(zhuǎn)移動時，所述輪廓的位置發(fā)生變化。此外，圖像處理系統(tǒng)19確定左手側(cè)攝像機(jī)18A的圖像區(qū)域20A和右手側(cè)攝像機(jī)18B的圖像區(qū)域20B以及后部攝像機(jī)18C的圖像區(qū)域20C的由虛線示出的輪廓的位置。直線輪廓的位置可以位于地面B上的笛卡爾X/Y坐標(biāo)系通過其起點和終點進(jìn)行描述。這些點的坐標(biāo)根據(jù)算法在圖像處理系統(tǒng)19中進(jìn)行計算，該算法將輸送裝置的樞轉(zhuǎn)位置考慮在內(nèi)。

一旦圖像區(qū)域20A、20B、20C、20D的由輪廓的起點和終點的坐標(biāo)描述的位置已知，則圖像處理系統(tǒng)19確定相鄰的圖像區(qū)域20A、20B、20C、20D的重疊區(qū)域23A、23B、24A、24B的位置。例如，重疊區(qū)域23A、23B、24A、24B可通過計算相鄰的圖像區(qū)域20A、20B、20C、20D的交集來確定。

圖像處理系統(tǒng)19配置為使得圖像細(xì)節(jié)在各個圖像區(qū)域20A、20B內(nèi)確定，即合適的細(xì)節(jié)來自地面B的所記錄的圖像區(qū)域20A、20B、20C、20D，它們可完全結(jié)合在一起以形成鳥瞰視圖的總體圖像27。當(dāng)圖像細(xì)節(jié)結(jié)合在一起時，產(chǎn)生拼接，即在圖像細(xì)節(jié)之間的邊界線或圖像區(qū)域的交叉線。拼接路線取決于重疊的梯形圖像細(xì)節(jié)的位置。

圖像處理系統(tǒng)在X/Y坐標(biāo)系中確定前部左手側(cè)重疊區(qū)域23A、前部右手側(cè)重疊區(qū)域23B、后部左手側(cè)重疊區(qū)域24A和后部右手側(cè)重疊區(qū)域24B的輪廓的起點和終點的坐標(biāo)。重疊區(qū)域由圖4和圖5的陰影區(qū)域示出。圖像處理系統(tǒng)19于是確定拼接路線，以下條件被考慮在內(nèi)。

在作業(yè)方向上的后部拼接路線由圖像處理系統(tǒng)19確定為使得在左手側(cè)圖像區(qū)域20A和右手側(cè)圖像區(qū)域20B與后部圖像區(qū)域20C之間的拼接在后部左手側(cè)重疊區(qū)域24A和后部右手側(cè)重疊區(qū)域24B內(nèi)延伸。圖像處理系統(tǒng)19確定拼接路線以使得拼接從機(jī)械框架2的后部左手側(cè)拐角點和后部右手側(cè)拐角點向上延伸到相鄰圖像區(qū)域20A、20C或20B、20C的輪廓的交點。產(chǎn)生如圖5中所示的后部左手側(cè)拼接25A和后部右手側(cè)拼接25B。

針對前部圖像區(qū)域20D和左手側(cè)圖像區(qū)域20A和右手側(cè)圖像區(qū)域20B，圖像處理系統(tǒng)19取決于輸送裝置20的樞轉(zhuǎn)位置來確定在前部左手側(cè)重疊區(qū)域23A內(nèi)延伸的前部左手側(cè)拼接25C和前部右手側(cè)重疊區(qū)域23B內(nèi)延伸的前部右手側(cè)拼接25D。

前部左手側(cè)拼接25C在前部圖像區(qū)域20D和左手側(cè)圖像區(qū)域20A的輪廓的交點S₁和S₂之間延伸，以及前部右手側(cè)拼接25D在前部圖像區(qū)域20D和右手側(cè)圖像區(qū)域20B的輪廓的交點S₃和S₄之間延伸。前部圖像區(qū)域20D的圖像細(xì)節(jié)26C位于兩個拼接25C和25D之間，其與左手側(cè)圖像區(qū)域20A的相關(guān)聯(lián)的圖像細(xì)節(jié)26A和右手側(cè)圖像區(qū)域20B的相關(guān)聯(lián)的圖像細(xì)節(jié)26B結(jié)合在一起。為此目的，前部圖像區(qū)域20D的外部部分沿著拼接25C和25D切除，以及左手側(cè)圖像區(qū)域20A和右手側(cè)圖像區(qū)域20B的內(nèi)部部分沿著拼接25C和25D切除。

拼接的起點和終點的位置在X/Y坐標(biāo)系中由拼接的起點和終點的坐標(biāo)來確定。

圖像處理系統(tǒng)19通過將所有的圖像細(xì)節(jié)結(jié)合在一起而產(chǎn)生鳥瞰視圖的總體圖像27。其示出總體圖像27包括位于機(jī)械框架2的左手縱向側(cè)的部分27A和位于機(jī)械框架2的右手縱向側(cè)的部分27B。此外，總體圖像27包括位于機(jī)械框架2下方的部分27C、位于機(jī)械框架2前面的部分20D和位于機(jī)械框架2后面的部分20E。

前部圖像區(qū)域20D以及左手側(cè)圖像區(qū)域20A和右手側(cè)圖像區(qū)域20B的拼接也可確定為使得各個拼接或所有的拼接不在輪廓或重疊區(qū)域內(nèi)延伸，而是沿著它們延伸。例如，代替在重疊區(qū)域25C內(nèi)的左手側(cè)前部拼接25C，可以確定沿著前部圖像區(qū)域20D的外部輪廓在交點S₁和S₂之間延伸的拼接25C’。例如，代替在重疊區(qū)域25D內(nèi)的右手側(cè)前部拼接25D，可以確定沿著右手側(cè)圖像區(qū)域20B的外部輪廓在交點S₃和S₄之間延伸的拼接25D’。還可考慮到其它條件來確定后部圖像區(qū)域以及左手側(cè)圖像區(qū)域和右手側(cè)圖像區(qū)域的拼接。

圖8和圖9示出替代實施例，其與參照圖4和圖5所述的實施例的不同之處在于攝像機(jī)系統(tǒng)18具有布置在輸送裝置10上的兩個前部攝像機(jī)18D’和18D”。因此相互對應(yīng)的部分具有相同的附圖標(biāo)記。左手側(cè)前部攝像機(jī)18D’緊固到吊臂11的左手縱向側(cè)的下側(cè)，以及右手側(cè)前部攝像機(jī)18D”緊固到吊臂11的右手縱向側(cè)的下側(cè)，以使得當(dāng)輸送裝置10的縱向軸線位于機(jī)械框架2的縱向軸線上時(圖8)，左手側(cè)攝像機(jī)18D’的觀看方向指向機(jī)械框架2的左手側(cè)的方向，以及右手側(cè)攝像機(jī)18D”的觀看方向指向機(jī)械框架2的右手側(cè)的方向。兩個攝像機(jī)18D’、18D”緊固到吊臂11的部分，其定位在吊臂的中間三分之一內(nèi)。前部左手側(cè)攝像機(jī)18D’的圖像區(qū)域20D’和右手側(cè)攝像機(jī)18D”的圖像區(qū)域20D”在前部中央重疊區(qū)域28內(nèi)重疊。在只有一個攝像機(jī)的實施例中，圖像處理系統(tǒng)19確定前部左手側(cè)重疊區(qū)域23A、前部右手側(cè)重疊區(qū)域23B、后部左手側(cè)重疊區(qū)域24A和后部右手側(cè)重疊區(qū)域24B的輪廓。此外，圖像處理系統(tǒng)19確定前部中央重疊區(qū)域28的輪廓。于是，在只有一個攝像機(jī)的實施例中，確定后部左手側(cè)拼接24A和右手側(cè)拼接24B。根據(jù)相同的條件確定兩個攝像機(jī)18D’、18D”的前部圖像區(qū)域20D’、20D”以及左手側(cè)圖像區(qū)域20A和右手側(cè)圖像區(qū)域20B的拼接，以使得各個圖像區(qū)域可結(jié)合在一起以形成完整的總體圖像。

圖像處理系統(tǒng)19可確定拼接路線，因此可以確定結(jié)合在一起以形成總體圖像的圖像細(xì)節(jié)的位置和大小，以使得用所有的攝像機(jī)完全地捕捉盡可能大的區(qū)域。例如，可以以向后的視圖為代價而擴(kuò)展向前的視圖，或反之亦然。然而，可以以向右手側(cè)的視圖為代價而擴(kuò)展向左手側(cè)的視圖，或反之亦然。

于是總體圖像可以全尺寸顯示在顯示單元8的顯示器9上。然而，也可以只顯示總體圖像的一個細(xì)節(jié)，例如矩形的圖像細(xì)節(jié)。