回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的周?chē)O(jiān)視裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)等回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的周?chē)陌踩_保的回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]作為回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械存在液壓挖掘機(jī)。一般地，液壓挖掘機(jī)的下部行駛體與上部旋轉(zhuǎn)體之間由旋轉(zhuǎn)裝置連結(jié)，上部旋轉(zhuǎn)體通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置相對(duì)于下部行駛體旋轉(zhuǎn)。在上部旋轉(zhuǎn)體設(shè)有前置作業(yè)機(jī)構(gòu)，作為前置作業(yè)機(jī)構(gòu)存在起重臂、懸臂以及前置配件。由于液壓挖掘機(jī)的主要用途是挖掘作業(yè)，所以作為前置配件大多連結(jié)鏟斗。
[0003]液壓挖掘機(jī)所挖掘出的砂土移載至自卸車(chē)的貨箱(vessel)。因此，自卸車(chē)在從液壓挖掘機(jī)離開(kāi)規(guī)定的距離的位置待機(jī)，將液壓挖掘機(jī)所挖掘出的砂土投入自卸車(chē)的貨箱。液壓挖掘機(jī)反復(fù)進(jìn)行砂土的挖掘和向自卸車(chē)的貨箱的投入。為了反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作，液壓挖掘機(jī)由旋轉(zhuǎn)裝置而旋轉(zhuǎn)。
[0004]由于液壓挖掘機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所以需要確保周?chē)陌踩?。也就是說(shuō)，在液壓挖掘機(jī)的旋轉(zhuǎn)時(shí)，需要注意不使液壓挖掘機(jī)與某些障礙物干涉。例如，若在自卸車(chē)停止于過(guò)度接近液壓挖掘機(jī)的位置的狀態(tài)下，液壓挖掘機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，則液壓挖掘機(jī)的配重與自卸車(chē)干涉。但是，由于配重處于駕駛室的后方，所以操作液壓挖掘機(jī)的操作人員無(wú)法通過(guò)目視觀察來(lái)判斷配重是否干涉。
[0005]對(duì)于搭乘于液壓挖掘機(jī)的駕駛室的操作人員，尤其后方成為死角，但在左方、右方也會(huì)產(chǎn)生死角，并且在前方也會(huì)產(chǎn)生死角。因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了如下技術(shù):在液壓挖掘機(jī)設(shè)置多個(gè)照相機(jī)，并對(duì)照相機(jī)所拍攝到的圖像進(jìn)行圖像處理而顯示俯瞰圖像。在該技術(shù)中，通過(guò)對(duì)照相機(jī)所拍攝到的圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，能夠顯示從上方俯瞰的假想的圖像，從而能夠使操作人員以良好的可視性識(shí)別液壓挖掘機(jī)的周?chē)臓顩r。尤其，在某個(gè)障礙物存在于液壓挖掘機(jī)的附近的情況下，在使操作人員直觀地識(shí)別液壓挖掘機(jī)與障礙物之間的距離的方面成為極其有效的技術(shù)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-174929號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]通過(guò)顯示專(zhuān)利文獻(xiàn)I的技術(shù)的俯瞰圖像，操作人員能夠直觀地識(shí)別液壓挖掘機(jī)的周?chē)臓顩r。在該俯瞰圖像中明示出使液壓挖掘機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的與障礙物干涉的界限的范圍(干涉范圍)是有用的。由于液壓挖掘機(jī)的前方能夠由操作人員良好地觀察，所以能夠通過(guò)操作人員的目視觀察來(lái)判斷障礙物與前置作業(yè)機(jī)構(gòu)是否干涉。因此，在旋轉(zhuǎn)時(shí)明示干涉范圍的必要性高是液壓挖掘機(jī)的后方部分，大多情況下成為配重的部分。
[0011]然而，俯瞰圖像是將以斜下方為光軸的照相機(jī)的影像坐標(biāo)變換為從上方俯視的視點(diǎn)。因此，即使實(shí)際上是距液壓挖掘機(jī)的中心為等距離的位置，若離地高度(離地的高度)不同，則俯瞰圖像中的坐標(biāo)位置不同。也就是說(shuō)，在液壓挖掘機(jī)與障礙物之間的高度的位置關(guān)系不同的情況下，俯瞰圖像上的相對(duì)位置關(guān)系變得不同。這是因?yàn)椋M(jìn)行俯瞰圖像的坐標(biāo)變換，而將照相機(jī)所拍攝的三維圖像變換為二維的俯視圖像。因此，如果例如不以離地高度的方式將相同高度的位置作為基準(zhǔn)，則顯示的干涉范圍不正確。因此，顯示這樣的不正確的干涉范圍成為使操作人員識(shí)別錯(cuò)誤信息的結(jié)果。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于，當(dāng)由俯瞰圖像顯示回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的周?chē)臓顩r時(shí)，正確地描繪干涉范圍。
[0013]用于解決課題的方案
[0014]為了解決以上的課題，本發(fā)明具備:多個(gè)拍攝部，它們?cè)O(shè)于回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械并拍攝各不相同方向的斜下方；視點(diǎn)變換部，其對(duì)各拍攝部所拍攝到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換以便分別成為從上方俯視的俯瞰圖像；合成俯瞰圖像生成部，其在上述回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的影像圖像的周?chē)渲蒙鲜龈╊珗D像而生成合成俯瞰圖像；干涉范圍描繪部，其對(duì)上述合成俯瞰圖像按照離地高度來(lái)描繪在使上述回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械旋轉(zhuǎn)時(shí)與周?chē)恼系K物干涉的干涉范圍；顯示圖像生成部，其生成描繪有上述干涉范圍的上述合成俯瞰圖像來(lái)作為顯示圖像；以及顯示裝置，其顯示上述顯示圖像。
[0015]此處，干涉范圍是基于回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)范圍與障礙物的位置關(guān)系而設(shè)定的。更具體而言，回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的后方旋轉(zhuǎn)半徑在液壓挖掘機(jī)的情況下，以配重的最后端為基準(zhǔn)。在液壓挖掘機(jī)的情況下，在前方側(cè)具備前置作業(yè)機(jī)構(gòu)，但由于操作人員能夠目視觀察該前置作業(yè)機(jī)構(gòu)，所以即使以距旋轉(zhuǎn)中心且比配重的最后端的較大的半徑旋轉(zhuǎn)，也不會(huì)以此為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定。
[0016]干涉范圍描繪部以回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械和障礙物處于相同的離地高度為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，即使在這些回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的高度位置與障礙物的高度位置不同的情況下，除去回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械極端地傾斜的狀態(tài)的情況之外，旋轉(zhuǎn)時(shí)干涉的范圍不會(huì)變化。然而，因高度差而在顯示裝置中村子如下情況，即顯示障礙物進(jìn)入干涉范圍的內(nèi)部的狀態(tài)或者在從干涉范圍離開(kāi)的位置顯示障礙物?？紤]這一方面，能夠在顯示裝置顯示多個(gè)干涉范圍。
[0017]另一方面，在障礙物是自卸車(chē)并向該自卸車(chē)載入砂土的情況下，基于與液壓挖掘機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系，作為旋轉(zhuǎn)時(shí)不干涉的范圍，能夠采用自卸車(chē)的貨箱的最后端或者框架的最后端。
[0018]并且，也可以構(gòu)成為，具備無(wú)線(xiàn)通信部，其通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信接收從不同種類(lèi)的上述自卸車(chē)識(shí)別該自卸車(chē)的種類(lèi)的信息，上述干涉范圍描繪部描繪與上述自卸車(chē)的種類(lèi)對(duì)應(yīng)的上述貨箱的最后端或者上述框架的最后端的離地高度的上述干涉范圍。而且，上述顯示圖像生成部也可以在該干涉范圍中描繪上述干涉范圍的離地高度的數(shù)值。
[0019]當(dāng)在顯示裝置描繪多個(gè)干涉范圍的情況下，將使回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的設(shè)置高度位置與干涉物的設(shè)置高度位置為相同的高度位置時(shí)的干涉范圍作為基準(zhǔn)干涉范圍，在高度位置存在差的情況下，能夠按照該高度差使干涉范圍變動(dòng)，在該情況下，干涉范圍的變動(dòng)也可以通過(guò)手動(dòng)操作，或者也可以基于高度差的測(cè)量值來(lái)自動(dòng)地調(diào)整。并且，在障礙物是上述的自卸車(chē)那樣的情況下，貨箱的高度位置按照向該貨箱裝載砂土的裝載量變化。在考慮這一方面的情況下，也能夠使干涉范圍具有寬度來(lái)對(duì)應(yīng)。
[0020]發(fā)明的效果如下。
[0021]本發(fā)明對(duì)能夠詳細(xì)地識(shí)別回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的周?chē)臓顩r的合成俯瞰圖像按照離地高度描繪干涉范圍，從而能夠正確且容易地識(shí)別與障礙物干涉的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是表示液壓挖掘機(jī)的一個(gè)例子的左側(cè)視圖。
[0023]圖2是顯示控制器以及監(jiān)視器的框圖。
[0024]圖3是表示在合成俯瞰圖像描繪有多個(gè)干涉范圍的一個(gè)例子的圖。
[0025]圖4是表示液壓挖掘機(jī)與合成俯瞰圖像的關(guān)系性的圖。
[0026]圖5是表示大型自卸車(chē)和描繪有與該大型自卸車(chē)對(duì)應(yīng)的干涉范圍的合成俯瞰圖像的圖。
[0027]圖6是表示小型自卸車(chē)和描繪有與該小型自卸車(chē)對(duì)應(yīng)的干涉范圍的合成俯瞰圖像的圖。
[0028]圖7是表示液壓挖掘機(jī)、大型自卸車(chē)以及小型自卸車(chē)的組的圖。
[0029]圖8是表示實(shí)際的大型自卸車(chē)和描繪有與該大型自卸車(chē)以及小型自卸車(chē)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)干涉范圍的合成俯瞰圖像的圖。
[0030]圖9是表示實(shí)際的小型自卸車(chē)和描繪有與該小型自卸車(chē)以及大型自卸車(chē)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)干涉范圍的合成俯瞰圖像的圖。
[0031]圖10是變形例2的顯示控制器以及監(jiān)視器的框圖。
[0032]圖11是表示在圖5中附加有離地高度的信息的一個(gè)例子的圖。
[0033]圖12是表示超大型自卸車(chē)和描繪有與該超大型自卸車(chē)對(duì)應(yīng)的干涉范圍的合成俯瞰圖像的圖。
[0034]圖13是表示在圖12中附加有離地高度的信息的一個(gè)例子的圖。
[0035]圖14是變形例5的顯示控制器以及監(jiān)視器的框圖。
[0036]圖15是表示液壓挖掘機(jī)與自卸車(chē)的位置存在高度差的情況和描繪有在該情況下的干涉范圍的合成俯瞰圖像的圖。
[0037]圖16是表示自卸車(chē)在空載狀態(tài)和滿(mǎn)載狀態(tài)下發(fā)生變化的干涉范圍的描繪顯示的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下，作為回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械以液壓挖掘機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，但回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械不限定于液壓挖掘機(jī)。例如，起重機(jī)等作業(yè)機(jī)械也是回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械。主要若是進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行規(guī)定的作業(yè)的機(jī)械，則作為回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械能夠應(yīng)用任意的機(jī)械。
[0039]圖1中表示了作為回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)I。液壓挖掘機(jī)I具備下部行駛體2、上部旋轉(zhuǎn)體3以及旋轉(zhuǎn)裝置4。下部行駛體2是液壓挖掘機(jī)I的行駛機(jī)構(gòu)，此處舉例表示了履帶式下部行駛體2。下部行駛體2和上部旋轉(zhuǎn)體3由旋轉(zhuǎn)裝置4連結(jié)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置4旋轉(zhuǎn)，從而上部旋轉(zhuǎn)體3相對(duì)于下部行駛體2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由此，液壓挖掘機(jī)I成為回轉(zhuǎn)式作業(yè)機(jī)械。
[0040]上部旋轉(zhuǎn)體3具備