CN103608216A - 自卸车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自卸车(1)，包括：具备供驾驶室(3)配置的上平台(2b)及沿着前后方向配置的框架(2f)的车身部(2)；配置在框架(2f)的上方的货仓(4)；配置在框架(2f)的后端且货仓(4)的下方，能够对车身部(2)的后方进行拍摄的第六摄像装置(16)。第六摄像装置(16)为具有能够以如下方式进行调整的功能的宽动态范围摄像机，所述方式是指将亮的部分保持为能够视觉确认的程度，同时将暗的部分补亮，从而能够视觉确认整体。

Description

自卸车
技术领域
本发明涉及具备监视周边的周边监视系统且在矿山中使用的自卸车。
背景技术
在作业现场或矿山的采石现场中，自卸车、液压挖土机等各种各样的矿山设备运转着。矿山中使用的自卸车与通常的车辆相比，车宽及前后长度显著地大，因此操作者难以通过后视镜等来确认、掌握自卸车的周边的状况。因此，作为使驾驶员或操作者容易地掌握车辆周边的状况以助驾驶的技术，提出有对车辆的周边进行监视的装置。这样的监视周边的装置已知有例如下述的装置，其通过安装在车辆上的摄像机等来拍摄车辆的周边，并将得到的图像进行合成，从而制成显示车辆的周边的图像(例如专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开平03-099952号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
矿山中使用的自卸车自身会产生阴影。由于矿山中使用的自卸车非常大型，因此受太阳光照射的明部(向阳处)和自身所产生的阴影(背阴处)的明暗的对比差变大。在这样的情况下，若车辆等对象物存在于自卸车所产生的阴影中，则摄像装置所拍摄到的图像会遍布暗部(黑的部分)，从而存在无法识别阴影的部分的车辆等的可能性。在专利文献1中未考虑到这一点，还存在改善的余地。
本发明的目的在于，在使用摄像装置所拍摄的图像来监视自卸车的周边时，即使在明暗的对比差大的环境中，也将自卸车的周围存在的车辆及其以外的对象物显示到图像上。
【用于解决课题的手段】
本发明涉及的自卸车的特征在于，包括：车身部，其具有供驾驶室配置的上平台及沿着前后方向配置的框架；货仓，其配置在所述框架的上方；后方宽动态范围摄像机，其配置在所述框架的后端且所述货仓的下方，能够对所述车身部的后方进行拍摄。
在本发明涉及的自卸车中，优选还包括：前方宽动态范围摄像机，其配置在所述上平台的前方，能够对所述车身部的前方进行拍摄；侧方宽动态范围摄像机，其分别配置在所述上平台的左右的侧方，能够对所述车身部的斜前方至后方进行拍摄；监视控制装置，其使用将由所述后方宽动态范围摄像机、所述前方宽动态范围摄像机及各所述侧方宽动态范围摄像机得到的图像组合而成的俯瞰图像，来监视所述车身部的周边。
在本发明涉及的自卸车中，优选所述侧方宽动态范围摄像机具备：能够对所述车身部的斜前方进行拍摄的第一侧方宽动态范围摄像机；能够对所述车身部的斜后方进行拍摄的第二侧方宽动态范围摄像机。
在本发明涉及的自卸车中，优选具备多个雷达装置，这多个雷达装置设置在所述车身部，能够检测出在所述车身部的整周范围内存在的物体。
本发明涉及的自卸车的特征在于，包括：车身部，其具有供驾驶席配置的上平台及沿着前后方向配置的框架；货仓，其配置在所述框架的上方；后方宽动态范围摄像机，其配置在所述框架的后端且所述货仓的下方，能够对所述车身部的后方进行拍摄；前方宽动态范围摄像机，其配置在所述上平台的前方，能够对所述车身部的前方进行拍摄；侧方宽动态范围摄像机，其分别配置在所述上平台的左右的侧方，能够对所述车身部的斜前方至后方进行拍摄；监视控制装置，其使用将由所述后方宽动态范围摄像机、所述前方宽动态范围摄像机及各所述侧方宽动态范围摄像机得到的图像组合而成的俯瞰图像，来监视所述车身部的周边；监视器，其配置在所述驾驶室中，显示所述俯瞰图像。
本发明在使用摄像装置所拍摄到的图像来监视自卸车的周边时，即使在明暗的对比差大的环境中，也能够在图像中显示出自卸车的周围存在的车辆及其他对象物。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的自卸车的立体图。
图2是表示本实施方式涉及的自卸车所具有的驾驶室的结构的图。
图3是表示本实施方式涉及的周边监视系统的图。
图4是搭载有本实施方式涉及的周边监视系统所具有的摄像装置的自卸车的立体图。
图5是表示根据由多个摄像装置拍摄到的区域及由多个摄像装置拍摄到的图像的信息而生成的俯瞰图像的示意图。
图6是表示雷达装置的配置的立体图。
图7是表示使用了假想投影面的图像转换的方法的图。
图8是表示自卸车和其周围存在的车辆的关系的俯视图。
图9是表示自卸车和其周围存在的车辆的关系的主视图。
图10是表示适用了宽动态范围摄像机的摄像装置的一例的图。
图11是用于说明本实施方式涉及的周边监视系统所具有的摄像装置的高度方向上的摄像范围的图。
图12是用于说明本实施方式涉及的周边监视系统所具有的摄像装置的高度方向上的摄像范围的图。
图13是用于说明本实施方式涉及的周边监视系统所具有的摄像装置的高度方向上的摄像范围的图。
图14是表示车辆在自卸车的周围移动的情况的图。
图15是表示车辆在自卸车的周围移动的情况的图。
图16是表示车辆在自卸车的周围移动的情况的图。
具体实施方式
参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)详细地进行说明。本发明并不局限于以下的实施方式所记载的内容。在以下的说明中，前、后、左及右为以就座在驾驶席上的操作者为基准的用语。车宽方向与左右方向同义。
<自卸车>
图1是表示本实施方式涉及的自卸车的立体图。图2是表示本实施方式涉及的自卸车所具有的驾驶室的结构的图。在本实施方式中，自卸车(也称作越野载重车)1为在矿山的作业等中使用的自走式的超大型的车辆。自卸车1包括车身部2、驾驶室(cab)3、货仓(vessel)4、前轮5、后轮6。车身部2包括上平台2b及沿着前后方向配置的框架2f。另外，自卸车1具有监视自身的周围来显示其结果的周边监视系统。周边监视系统的详细情况在后叙述。
在本实施方式中，自卸车1利用柴油发动机等内燃机驱动发电机而产生的电力来驱动电动机，从而驱动后轮6。这样，自卸车1采用了所谓的电驱动方式，但自卸车1的驱动方式并不局限于此。例如，自卸车1可以采用将内燃机的动力经由变速器向后轮6传递来驱动后轮6的方式，也可以采用利用从架线经由集电器供给来的电力来驱动电动机，并通过该电动机来驱动后轮6的方式。
框架2f对内燃机及发电机等动力产生机构及其辅助设备进行支承。在框架2f的前部支承有左右的前轮5(在图1中仅示出右前轮)。在框架2f的后部支承有左右的后轮6(在图1中仅示出右后轮)。前轮5及后轮6的直径为2m(米)～4m(米)左右。框架2f具有下平台2a、上平台2b。这样，矿山中使用的自卸车1成为具有下平台2a和上平台2b的双层平台结构。
下平台2a安装在框架2f的前表面的下部。上平台2b配置在下平台2a的上方。在下平台2a的下方配置有例如用于进出驾驶室3的可动式的梯子2c。在下平台2a与上平台2b之间配置有用于在两者之间往返的斜梯2d。另外，在下平台2a与上平台2b之间配置有散热器。在上平台2b上配置有栅状的扶手2e。在本实施方式中，梯子2c及斜梯2d为上平台2b及下平台2a的一部分。
如图1所示，驾驶室3配置在上平台2b上。驾驶室3在上平台2b上比车宽方向的中央偏靠车宽方向的一侧配置。具体而言，驾驶室3在上平台2b上比车宽方向的中央靠左侧配置。如图2所示，驾驶室3具备包括多根(在本实施方式中四根)支柱3a、3b、3c、3d的ROPS(Roll-OverProtection System：翻倒时保护结构)。ROPS在自卸车1万一翻倒的情况下对驾驶室3内的操作者进行保护。自卸车1的驾驶员虽然在能够容易地确认车身部2的左侧的路边的状态下行驶，但为了确认车身部2的周围，需要大幅度转动头部。另外，在上平台2b上设有多个未图示的后视镜，以确认自卸车1的周围。由于上述后视镜配置在离开驾驶室3的位置处，因此驾驶员即使在使用后视镜来确认车身部2的周边的情况下，也需要大幅度转动头部。
如图2所示，在驾驶室3内设有驾驶席31、方向盘32、仪表罩33、无线装置34、收音机35、减速器36、换档杆37、助手席38、图2未图示的作为监视控制装置的控制器(详细图示后述)、监视器50、加速踏板及制动踏板等。需要说明的是，图2未图示的控制器和监视器50为后述的周边监视系统10的一部分。
图1所示的货仓4是用于装载碎石等货物的容器。货仓4的底面的后部经由旋转销能够转动地与框架2f的后部连结。货仓4通过液压缸等致动器而能够成为装载姿态和立起姿态。装载姿态如图1所示为货仓4的前部位于驾驶室3的上部的姿态。立起姿态为排出货物的姿态，为货仓4成为朝向后方且下方倾斜的状态的姿态。通过货仓4的前部向上方转动，而使货仓4从装载姿态变化成立起姿态。货仓4在前方具有凸缘部4F。凸缘部4F延伸至驾驶室3的上方而覆盖驾驶室3。延伸至驾驶室3的上方的凸缘部4F保护驾驶室3以免受碎石等的冲撞。
<周边监视系统>
图3是表示本实施方式涉及的周边监视系统的图。图4是搭载有本实施方式涉及的周边监视系统所具有的摄像装置的自卸车的立体图。图5是表示根据由多个摄像装置拍摄到的区域及由多个摄像装置拍摄到的图像的信息而生成的俯瞰图像的示意图。图5所示的由多个摄像装置拍摄到的区域为以地面为基准的区域。周边监视系统10具有多台(在本实施方式中为六台)摄像装置11、12、13、14、15、16、多台(在本实施方式中为八台)雷达装置21、22、23、24、25、26、27、28、监视器50、作为监视控制装置的控制器100。需要说明的是，在本实施方式中，周边监视系统10不一定非要具备雷达装置21、22、23、24、25、26、27、28。
<摄像装置>
摄像装置11、12、13、14、15、16安装在自卸车1上。摄像装置11、12、13、14、15、16为例如使用了CCD(Charge Coupled Device)的摄像机。摄像装置11、12、13、14、15、16拍摄自卸车1的周围，并将拍摄到的内容作为图像信息输出。以下，适当将摄像装置11称作第一摄像装置11，将摄像装置12称作第二摄像装置12，将摄像装置13称作第三摄像装置13，将摄像装置14称作第四摄像装置14，将摄像装置15称作第五摄像装置15，将摄像装置16称作第六摄像装置16。另外，在不需要进行区分的情况下，适当称作摄像装置11～16。
如图4所示，六台摄像装置11～16分别安装在自卸车1的外周部分，以对自卸车1的周围360度的范围内的图像进行拍摄。在本实施方式中，各摄像装置11～16具有左右方向上120度(左右各60度)且高度方向上96度的视野范围，但并不局限于这样的视野范围。
如图4所示，第一摄像装置11安装在自卸车1的前表面。具体而言，第一摄像装置11配置在斜梯2d的上端部，更具体而言，配置在最上层的梯台部分的下部。第一摄像装置11经由安装在上平台2b的托架朝向自卸车1的前方而被固定。如图5所示，第一摄像装置11对自卸车1的周围存在的区域中的第一区域11C进行拍摄而输出作为图像信息的第一图像信息。第一区域11C为向自卸车1的车身部2的前方扩展的区域。
如图4所示，第二摄像装置12安装在自卸车1的前表面的一方的侧部。具体而言，第二摄像装置12配置在上平台2b的前表面的右侧部。第二摄像装置12经由安装在上平台2b的托架朝向自卸车1的右斜前方而被固定。如图5所示，第二摄像装置12对自卸车1的周围存在的区域中的第二区域12C进行拍摄而输出作为图像信息的第二图像信息。第二区域12C为向自卸车1的车身部2的右斜前方扩展的区域。
如图4所示，第三摄像装置13安装在自卸车1的前表面的另一方的侧部。具体而言，第三摄像装置13配置在上平台2b的前表面的左侧部。并且，第三摄像装置13相对于通过自卸车1的宽度方向中央的轴而与第二摄像装置12左右对称地配置。第三摄像装置13经由安装在上平台2b的托架朝向自卸车1的左斜前方而被固定。如图5所示，第三摄像装置13对自卸车1的周围存在的区域中的第三区域13C进行拍摄而输出作为图像信息的第三图像信息。第三区域13C为向自卸车1的车身部2的左斜前方扩展的区域。
如图4所示，第四摄像装置14安装在自卸车1的一方的侧面上。具体而言，第四摄像装置14配置在上平台2b的右侧面的前部。第四摄像装置14经由安装在上平台2b的托架朝向自卸车1的右斜后方而被固定。如图5所示，第四摄像装置14对自卸车1的周围存在的区域中的第四区域14C进行拍摄而输出作为图像信息的第四图像信息。第四区域14C为向自卸车1的车身部2的右斜后方扩展的区域。
如图4所示，第五摄像装置15安装在自卸车1的另一方的侧面上。具体而言，第五摄像装置15配置在上平台2b的左侧面的前部。并且，第五摄像装置15相对于通过自卸车1的宽度方向中央的轴而与第四摄像装置14左右对称地配置。如图5所示，第五摄像装置15对自卸车1的周围存在的区域中的第五区域15C进行拍摄而输出作为图像信息的第五图像信息。第五区域15C为向自卸车1的车身部2的左斜后方扩展的区域。
如图4所示，第六摄像装置16安装在自卸车1的后部。具体而言，第六摄像装置16配置在框架2f的后端，配置在连结两个后轮6、6的车轴壳的上方且货仓4的转动轴附近。第六摄像装置16经由在连结左右的框架2f的横梁上安装的托架朝向自卸车1的后方而被固定。如图5所示，第六摄像装置16对自卸车1的周围存在的区域中的第六区域16C进行拍摄而输出作为图像信息的第六图像信息。第六区域16C为向自卸车1的车身部2的后方扩展的区域。
通过使用上述的六台摄像装置11～16，由此本实施方式涉及的周边监视系统10如图5的中央所示，能够拍摄自卸车1的整周360度的图像并取得该图像信息。六台摄像装置11～16将分别拍摄到的作为图像信息的第一图像信息～第六图像信息向图3所示的控制器100发送。
第一摄像装置11、第二摄像装置12、第三摄像装置13、第四摄像装置14及第五摄像装置15设置在位于比较高的位置处的上平台2b。因此，控制器100能够通过第一摄像装置11～第五摄像装置15获得从上方俯瞰地面这样的图像，另外，能够在大范围内拍摄地面上存在的车辆等对象物。另外，控制器100即使在根据第一摄像装置11～第六摄像装置16所取得的第一图像信息～第六图像信息生成俯瞰图像200时执行视点转换时，由于上述信息中第一图像信息～第五图像信息是从上方拍摄而得到的信息，因此也能够抑制立体物的变形的程度。
<雷达装置>
图6是表示雷达装置的配置的立体图。在本实施方式中，雷达装置21、22、23、24、25、26、27、28(以下，适当称作雷达装置21～28)为方位±80度(左右40度)、检测距离最大为15m以上的UWB(Ultra Wide Band)雷达(超宽带雷达)。雷达装置21～28对自卸车1的周围存在的对象物与自卸车1的相对的位置(相对位置)进行检测。各雷达装置21～28与摄像装置11～16同样安装在自卸车1的外周部分。
如图6所示，雷达装置21(适当称作第一雷达装置21)配置在以距地面1m左右的高度配置的下平台2a中的车身部2的正面，且比车身部2的宽度方向中心稍靠右侧配置。第一雷达装置21的检测范围为从自卸车1的车身部2的前方向左斜前方扩展的范围。
如图6所示，雷达装置22(适当称作第二雷达装置22)配置在下平台2a中的车身部2的正面，且比车身部2的宽度方向中心稍靠左侧配置。即，第二雷达装置22在第一雷达装置21的左侧而与第一雷达装置21相邻配置。第一雷达装置21的检测范围为从自卸车1的车身部2的前方向右斜前方扩展的范围。
如图6所示，雷达装置23(适当称作第三雷达装置23)配置在下平台2a的右侧面前端部附近。第三雷达装置23的检测范围为从自卸车1的车身部2的右斜前方向右方扩展的范围。
如图6所示，雷达装置24(适当称作第四雷达装置24)配置在车身部2的侧部中的下平台2a与上平台2b之间的高度位置处的右侧端部附近。第四雷达装置24的检测范围为从自卸车1的车身部2的右方向后方扩展的范围。
如图6所示，雷达装置25(适当称作第五雷达装置25)配置在货仓4的下方，且配置在自卸车1的向左右的后轮6传递驱动力的车轴的上方。第五雷达装置25的检测范围为从自卸车1的车身部2的右斜后方向后方扩展的范围。
如图6所示，雷达装置26(适当称作第六雷达装置26)与第五雷达装置25同样配置在车轴的上方，且在第五雷达装置25的右侧而与第五雷达装置25相邻配置。第六雷达装置26的检测范围为从自卸车1的车身部2的左斜后方朝向后方扩展以与第五雷达装置25的检测范围交叉的范围。
如图6所示，雷达装置27(适当称作第七雷达装置27)配置在车身部2的侧面中的下平台2a与上平台2b之间的高度位置处的左侧端部附近，即，相对于车身部2的宽度方向中心轴而与第四雷达装置24左右对称的位置处。第七雷达装置27的检测范围为从自卸车1的车身部2的左方向后方扩展的范围。
如图6所示，雷达装置28(适当称作第一雷达装置28)配置在下平台2a的左侧面中的前端部附近，即，相对于车身部2的宽度方向中心轴而与第三雷达装置23左右对称的位置处。第八雷达装置28的检测范围为从自卸车1的车身部2的左斜前方向左方扩展的范围。
八台雷达装置21～28能够以自卸车1的周围360度整周为检测范围，而检测出对象物与自卸车1的相对位置。八台雷达装置21～28将分别检测到的表示对象物与自卸车1的相对位置的相对位置信息向控制器100发送。这样，多台(八台)雷达装置21～28设置在车身部2，而能够检测出车身部2的整周范围内存在的物体。
<控制器>
控制器100使用摄像装置11～16及雷达装置21～28，将自卸车1的周围的对象物的有无显示到俯瞰图像200上，并根据需要将对象物的存在告知操作者。如图3所示，控制器100具有俯瞰图像合成部110、摄像机图像切换/视点转换部120、显示控制部130、监视器图像生成部140、对象物信息收集部210及对象物处理部220。
如图3所示，俯瞰图像合成部110与摄像装置11～16连接。俯瞰图像合成部110接收各摄像装置11～16拍摄并生成的多个图像信息(第一图像信息～第五图像信息)。然后，俯瞰图像合成部110合成与接收到的多个图像信息对应的图像，从而生成包括自卸车1的整个周围在内的俯瞰图像200。具体而言，俯瞰图像合成部110通过对多个图像信息分别进行坐标转换，而生成表示俯瞰图像200的俯瞰图像信息，所述俯瞰图像200通过将多个图像投影到规定的投影面上而成。
如图3所示，摄像机图像切换/视点转换部120与摄像装置11～16连接，根据雷达装置21～28进行的障碍物检测的结果等，对与俯瞰图像200一起显示到监视器50的画面上的各摄像装置11～16的摄像图像进行切换。另外，摄像机图像切换/视点转换部120将由各摄像装置11～16取得的图像信息转换为来自上方无限远的视点的图像信息。
如图3所示，显示控制部130与摄像机图像切换/视点转换部120、监视器图像生成部140及对象物处理部220连接。显示控制部130将合成由雷达装置21～28取得的对象物的位置信息而用于显示在俯瞰图像200中的对象物位置信息向摄像机图像切换/视点转换部120及监视器图像生成部140发送，其中所述俯瞰图像200通过将由各摄像装置11～16取得的图像信息合成而形成。
如图3所示，监视器图像生成部140与俯瞰图像合成部110、摄像机图像切换/视点转换部120及显示控制部130连接。监视器图像生成部140根据由摄像装置11～16及雷达装置21～28取得的自卸车1的整个周围的图像信息和对象物位置信息来生成在俯瞰图像200中含有对象物的位置的图像。该图像显示到监视器50上。
如图3所示，对象物信息收集部210与雷达装置21～28和对象物处理部220连接。对象物信息收集部210从雷达装置21～28接收各检测范围内的对象物检测结果，并将其向对象物处理部220发送。
如图3所示，对象物处理部220与对象物信息收集部210和显示控制部130连接。对象物处理部220将从对象物信息收集部210接收到的对象物的位置信息向显示控制部130发送。
在本实施方式中，如图4所示，摄像装置11～16配置在上平台2b的正面及侧面以及货仓4的下方。并且，控制器100将摄像装置11～16拍摄并取得的第一图像信息～第六图像信息合成，而生成图5所示那样的俯瞰图像200，并将该俯瞰图像200显示到在驾驶室3内的驾驶席31的前方配置的监视器50上。此时，监视器50根据控制器100的控制来显示俯瞰图像200等图像。俯瞰图像200通过控制器100将摄像装置11～16所拍摄到的与第一区域11C～第六区域16C对应的第一图像信息～第六图像信息合成来得到。周边监视系统10将这样的俯瞰图像200显示到监视器50上。因此，自卸车1的操作者通过视觉确认显示在监视器50上的俯瞰图像200，就能够监视自卸车1的周围360度的整个范围。接着，对俯瞰图像进行说明。
<俯瞰图像>
图7是表示使用了假想投影面VP的图像转换的方法的图。控制器100根据多个第一图像信息～第六图像信息所表示的多个图像来制成自卸车1周围的俯瞰图像200。具体而言，控制器100使用规定的转换信息来执行第一图像信息～第六图像信息的坐标转换。转换信息是表示输入图像的各像素的位置坐标与输出图像的各像素的位置坐标的对应关系的信息。在本实施方式中，输入图像为由摄像装置11～16拍摄到的图像，为与第一图像信息～第六图像信息对应的图像。输出图像为显示在监视器50上的俯瞰图像200。
控制器100使用转换信息，将由摄像装置11～16拍摄到的图像转换成从位于自卸车1的上方的规定的假想视点观察到的图像。具体而言，如图7所示，由摄像装置11～16拍摄到的图像通过向规定的假想投影面VP投影，而被转换成从位于自卸车1的上方的假想视点VIP观察到的图像。转换信息意味着该假想投影面VP。转换后的图像为显示在监视器50上的俯瞰图像。控制器100通过将由多个摄像装置11～16取得的多个第一图像信息～第六图像信息向规定的假想投影面VP投影并合成，由此制成自卸车1的周围的俯瞰图像200。
如图5所示，各摄像装置11～16所拍摄到的自卸车1的周围的区域在第一重复区域OA1～第六重复区域OA6中重复。控制器100在俯瞰图像200中的第一重复区域OA1～第六重复区域OA6分别重叠显示来自彼此相邻的两个摄像装置11～16的第一图像信息～第六图像信息所对应的图像。
具体而言，控制器100在第一重复区域OA1中将来自第一摄像装置11的第一图像信息的图像和来自第二摄像装置12的第二图像信息的图像重叠显示。另外，控制器100在第二重复区域OA2中将来自第一摄像装置11的第一图像信息的图像和来自第三摄像装置13的第三图像信息的图像重叠显示。另外，控制器100在第三重复区域OA3中将来自第二摄像装置12的第二图像信息的图像与来自第四摄像装置14的第四图像信息的图像重叠显示。另外，控制器100在第四重复区域OA4中将来自第三摄像装置13的第三图像信息的图像与来自第五摄像装置15的第五图像信息的图像重叠显示。另外，控制器100在第五重复区域OA5中将来自第四摄像装置14的第四图像信息的图像和来自第六摄像装置16的第六图像信息的图像重叠显示。另外，控制器100在第六重复区域OA6中将来自第五摄像装置15的第五图像信息的图像与来自第六摄像装置16的第六图像信息的图像重叠显示。
这样，在第一重复区域OA1～第六重复区域OA6中将两个图像信息重叠而合成的情况下，将第一图像信息～第六图像信息的值乘以合成比率而得到的值相加。合成比率为与第一图像信息～第六图像信息对应的值，由控制器100存储。例如，第一图像信息的合成比率为0.5，第二图像信息的合成比率为0.5等，按第一图像信息～第六图像信息分别确定合成比率。通过使用合成比率，由此能够在第一重复区域OA1～第六重复区域OA6中将多个图像信息平均化来显示。其结果是，能够抑制颜色及对比度的急剧变化，控制器100能够制成自然的俯瞰图像200。控制器100生成表示如上述那样合成的俯瞰图像的合成图像信息，并将其向监视器50输出。
图8是表示自卸车和其周围存在的车辆的关系的俯视图。图9是表示自卸车和其周围存在的车辆的关系的主视图。矿山中使用的自卸车1为如下述的非常大的车辆：装载量为80t(吨)～400t(吨)左右，整长L为8m(米)～15m(米)左右，宽度W为5m(米)～10m(米)左右，整高Ha为5m(米)～8m(米)左右。因此，根据太阳的方向的不同，在自卸车1的周围会产生出现阴影的区域(图3、图4的SA所示的区域，以下，适当称作阴影区域SA)。阴影区域SA还与太阳的高度有关，但由于自卸车1的整高Ha尤其高，因此有时也会朝向自卸车1的外侧而超过10m(米)。
在矿山中，使用例如供自卸车1的操作者乘坐而移动至自卸车1的轿车、或者巡视矿山的轿车或小型卡车等车辆(服务车)300。车辆300为轿车或小型卡车，因此整长Lc为5m(米)左右，宽度Wc为2m(米)左右，整高Hc为2m(米)左右。这样，车辆300与自卸车1相比，显著地小。如上所述，由于阴影区域SA形成为朝向自卸车1的外侧而超过10m(米)这种程度的大小，因此当车辆300进入阴影区域SA中时，车辆300会完全隐藏在阴影区域SA内。
一般来说，虽说是阴影的区域内，通常也会存在漫反射等这种程度的照度，但由于自卸车1的阴影区域SA非常大，因此漫反射等所带来的光变得非常少，其结果是，阴影区域SA内的照度变低。因此，通过利用摄像装置11～16对阴影区域SA内存在的车辆300进行拍摄而得到的俯瞰图像200的明暗(白黑)的对比差变大(例如几万勒克司以上)。其结果是，阴影区域SA内的车辆300可能会湮没在俯瞰图像200的暗的(黑的)部分中而无法在俯瞰图像200上显示出来。其结果是，自卸车1的操作者可能无法识别接近自卸车1的车辆300。尤其如图3所示，在相对于自卸车1的宽度方向中心轴而与上平台2b上的驾驶室3相反侧或自卸车1的后方存在车辆300这样的情况下，车辆300会存在于搭乘在驾驶室3中的操作者的死角。因而，需要能够通过俯瞰图像200可靠地识别存在于操作者的死角的车辆300。
在矿山中，在自卸车1所存在的部位还存在车辆300的可能性高。另外，自卸车1在自身产生阴影区域SA的同时在矿山内移动，因此阴影区域SA的部位也时刻变化。而且，自卸车1因升降货仓4而会使整高变化，因此阴影区域SA的范围也大幅变化。因此，对矿山中使用的自卸车1来说，需要即使在明暗的对比差大的环境中也能够通过俯瞰图像200来可靠地掌握自卸车1的周围的状况。
另外，在赤道正下方或赤道附近这样的日照非常强的地区，向阳处与背阴处的照度差非常大，因此俯瞰图像200的明暗(白黑)的对比差在这样的地区更显著地表现出来，阴影区域SA内的车辆300更不易看见。矿山比较多存在于赤道正下方或赤道附近，因此对矿山中使用的自卸车1所采用的周边监视系统10来说，强烈要求能够通过俯瞰图像200来视觉确认自卸车1的周围存在的车辆300。
为了能够通过俯瞰图像200来视觉确认自卸车1的周围存在的车辆300，在本实施方式中，摄像装置11～16使用宽动态范围(WDR：WideDynamic Range)摄像机。宽动态范围摄像机为具有能够以如下方式进行调整的功能的摄像机，所述方式是指：将亮的部分保持为能够视觉确认的程度并同时将暗的部分补亮，从而能够视觉确认整体。
图2所示的第一摄像装置11为能够对车身部2的前方进行拍摄的摄像机，相当于前方宽动态范围摄像机。第二摄像装置12为能够对车身部2的侧方(右侧方)且斜前方进行拍摄的摄像机，相当于第一侧方宽动态范围摄像机(第一右侧方宽动态范围摄像机)。第二摄像装置12为能够对车身部2的侧方(左侧方)且斜前方进行拍摄的摄像机，相当于第一侧方宽动态范围摄像机(第一左侧方宽动态范围摄像机)。第四摄像装置14为能够对车身部2的侧方(右侧方)且斜后方进行拍摄的摄像机，相当于第二侧方宽动态范围摄像机(第二右侧方宽动态范围摄像机)。第五摄像装置15为能够对车身部2的侧方(左侧方)且斜后方进行拍摄的摄像机，相当于第二侧方宽动态范围摄像机(第二左侧方宽动态范围摄像机)。第六摄像装置16为能够对车身部2的后方进行拍摄的摄像机，相当于后方宽动态范围摄像机。
图10是表示适用了宽动态范围摄像机的摄像装置的一例的图。摄像装置11～16包括CCD等摄像元件60、DSP(Digital Signal Processor)61、解码器(视频解码器)62、亮度动态范围补正部63、编码器(视频编码器)64。亮度动态范围补正部63及编码器64例如通过图像处理IC(Integrated Circuit)64来实现。
由摄像元件60拍摄到的图像的信息被AD(Analog Digital)转换器转换为数字信号，之后向DSP61输入。DSP61对输入的图像的信息的数字信号进行处理后，将其向解码器62输出。解码器62对从DSP61输入的处理后的信号进行解码，之后将其向亮度动态范围补正部63输出。亮度动态范围补正部63对输入的图像的信号进行亮度补正，更具体而言，实施高动态范围(High Dynamic Range)合成处理。高动态范围合成处理是指：将对比非常大的元图像、即摄像元件60所拍摄到的实际的图像以成为1000∶1程度的对比的方式转换为对比度降低了的图像。亮度动态范围补正部63将实施了高动态范围合成处理后的图像的信号向编码器64输出。编码器64对输入的信号进行编码而将其向控制器100输出。从摄像装置11～16输出的信号、即从编码器64输出的信号为第一图像信息～第六图像信息。
摄像装置11～16使用宽动态范围摄像机，由此摄像装置11～16能够将亮的部分保持为能够视觉确认的程度，同时将成为自卸车1的阴影的部分这样的暗的部分补亮。因此，摄像装置11～16所拍摄到的图像不易出现全黑或全白的现象，整体上成为更容易分辨的图像。因而，具备摄像装置11～16的周边监视系统10能够将容易视觉确认在自卸车1的阴影区域SA内存在的车辆300等对象物的俯瞰图像200显示到监视器50上。这样，周边监视系统10在使用摄像装置11～16所拍摄到的图像来监视自卸车1的周边时，即使在明暗的对比差大的环境中，也能够将自卸车1的周围的对象物显示到图像(在本例中为俯瞰图像200)中。其结果是，自卸车1的操作者能够不受环境影响而可靠地视觉确认自卸车1的周围、尤其是在阴影区域SA内存在的车辆300等对象物。
这样，周边监视系统10即使在明暗的对比差大的环境中，也可生成能够可靠地显示自卸车1的周围的对象物的俯瞰图像200，因此能够通过俯瞰图像200可靠地视觉确认在操作者的死角存在的车辆300。因而，周边监视系统10在对上述那样矿山中使用的非常大型的自卸车1的周边进行监视时非常有效。即，周边监视系统10在如下述的自卸车1中，能够生成可靠地显示自卸车1的周围的对象物的俯瞰图像200，从而向自卸车1的操作者提供自卸车1的周围的准确的信息，所述自卸车1是指有时会形成非常大的阴影区域SA，且在自身制作阴影区域SA的同时移动，进而会因货仓4的升降而使阴影区域SA大幅变化，而且成为死角的区域大这样的车辆。另外，周边监视系统10能够相对于在赤道正下方这样的向阳处与背阴处的照度差非常大的场所工作的自卸车1，向自卸车1的操作者提供自卸车1的周围的准确的信息。
需要说明的是，第六摄像装置16配置在货仓4的下方，且配置在连结两个后轮6、6的车轴壳的上方。这样，第六摄像装置16配置在自卸车1的车身部2的内部侧。另外，货仓4朝向自卸车1的后方伸出，因此在货仓4的下方容易产生阴影。即，第六摄像装置16配置在容易产生阴影区域SA的位置处。因此，第六摄像装置16拍摄到阴影区域SA的机会非常多。因而，优选自卸车1至少具备第六摄像装置16，且第六摄像装置16使用宽动态范围摄像机。
<各摄像装置的摄像范围>
如图2所示，自卸车1在上平台2b配置有第一摄像装置11、第二摄像装置12、第三摄像装置13、第四摄像装置14及第五摄像装置15，在框架2f的后端且货仓4的下方配置有第六摄像装置16。尤其是第二摄像装置12和第三摄像装置13将从自卸车1的车身部2的左右斜前方至左右侧方的区域作为能够拍摄的区域而覆盖这些区域。另外，第四摄像装置14和第五摄像装置15将从自卸车1的车身部2的左右侧方至左右斜后方的区域作为能够拍摄的区域而覆盖这些区域。这样，控制器100能够与由第一摄像装置11及第六摄像装置16拍摄并取得的第一图像信息及第六图像信息匹配地生成覆盖了自卸车1的整个周围的俯瞰图像200，从而对自卸车1的周边进行监视。
另外，在本实施方式中，如图5所示，以使各摄像装置11～16所能够拍摄的区域即第一区域11C～第六区域16C在彼此的邻接部分重复的方式配置彼此相邻的摄像装置11～16。控制器100通过在各摄像装置11～16所能够拍摄的第一区域11C～第六区域16C的重复的部分设置连接线，由此能够进行自卸车1的平面上的360度整个周围的监视。需要说明的是，在俯瞰图像200中，连接彼此邻接的第一区域11C～第六区域16C的连接线可以设定在第一区域11C～第六区域16C的重复范围内的任意的位置处。接着，对摄像装置11～16的高度方向上的摄像范围进行说明。
图11～图13是用于说明本实施方式涉及的周边监视系统所具有的摄像装置的高度方向上的摄像范围的图。图14～图16是表示车辆在自卸车的周围移动的情况的图。图13示出自卸车1的整周中的由各摄像装置11～16确定的三维的摄像范围。在该例中，示出自卸车1的周围的规定距离的范围内的各摄像装置11～16的高度方向上的摄像范围。
为了使在自卸车1的周边(例如自卸车1的周边10m(米)的范围内)存在的对象物(例如车辆)可靠地显示在俯瞰图像200上，例如可以如图11所示，以使车辆300的一部分包含在摄像装置11的摄像范围320内的方式配置摄像装置11。对其它的摄像装置12～16而言也同样。在图11所示的例子中，在自卸车1的前方的摄像范围的周边附近存在车辆300的情况下，在图11所示的状态下，车辆300的车顶301会落在第一摄像装置11的摄像范围320外。因此，第一摄像装置11从车辆300的车窗302拍摄下方的结果是，根据该拍摄到的图像信息而制成的俯瞰图像200中显示出比车辆300的车窗302靠下方的部分。其结果是，由于这样的俯瞰图像200仅显示出车辆300的高度方向上的一部分，因此看到该俯瞰图像200的自卸车1的操作者可能无法识别车辆300。
因此，在本实施方式中，自卸车1以能够在高度方向上确保上平台2b的高度(例如、3m(米))的一半以上(例如1.5m(米)以上)的摄像范围的方式配置各摄像装置11～16，从而能够在俯瞰图像200中显示出在自卸车1自身的周边存在的对象物(例如车辆300)的整体。即，在为矿山中使用的自卸车1这样的超大型的车辆的情况下，从驾驶室3内的操作者来看，难以视觉确认比设置有驾驶室3的上平台2b靠下方存在的车辆300等对象物。因此，为了能够通过周边监视系统10确认在自卸车1的周围存在的对象物，需要在自卸车1的整个周围内可靠地识别从地面至比上平台2b低的位置处存在的对象物。
在本实施方式中，在合成由摄像装置11～16中相邻的摄像装置拍摄并取得的图像信息而得到的俯瞰图像200的交界部分(或重复部分)，在相邻的摄像装置各自的水平方向上的整个摄像范围内，至少一方的摄像范围的高度Hs以成为包含对象物(例如车辆300)的整体在内的大小以上的方式配置。并且，在本实施方式中，相邻的两台摄像装置中的至少一方以高度方向上的摄像范围成为上平台2b的高度的一半以上的高度的方式配置。其结果是，如图12所示，能够使在比上平台2b低的位置处存在的对象物落在各摄像装置11～16中彼此相邻的摄像装置中的一方的摄像范围内，因此能够在俯瞰图像200中可靠地显示出对象物的整体。
具体而言，如图14～图16所示，在自卸车1的周围，即使在作为对象物的车辆300以跨各摄像装置11～16的摄像范围的交界部分的方式例如从第三区域13C向第一区域11C移动的情况下，周边监视系统10也能够将车辆300的整体显示在俯瞰图像200中。需要说明的是，在将各摄像装置11～16所取得的第一图像信息～第六图像信息合成而生成俯瞰图像200的情况下，对于与第一图像信息～第六图像信息对应的图像的交界部分而言，优选使用将重复部分平均化来显示的Alpha混合的技术。这样，即使在对象物以跨与第一图像信息～第六图像信息对应的图像的交界部分的方式移动的情况下，也能够避免对象物在俯瞰图像200的交界部分消失的现象。
<变形例>
在上述的例子中，周边监视系统10根据摄像装置11～16所拍摄并取得的图像信息来生成俯瞰图像200，但周边监视系统10并不局限于这样的方式。如上所述，就自卸车1而言，后方的视野最差，且阴影区域SA的范围会因货仓4的升降而大幅变化。周边监视系统10可以仅使用例如配置在自卸车1的货仓4的下方的第六摄像装置16，并且第六摄像装置16使用高动态范围摄像机，仅对自卸车1的后方进行监视。即，作为自卸车1的后方监视器，可以使用高动态范围摄像机的第六摄像装置16。这样的话，即使在明暗的对比差大的环境中，周边监视系统10也能够生成显示有在自卸车1的后方存在的车辆及其他对象物的图像，并将该图像显示到监视器50上。
需要说明的是，在对自卸车1的整周进行监视的情况下，优选使用六台摄像装置11～16，且这六台摄像装置11～16全部使用宽动态范围摄像机。这样，即使在明暗的对比差大的环境中，也能够得到遍及自卸车1的整周地显示有存在于其周边的车辆及其他对象物的俯瞰图像2。
以上，对本实施方式及其变形例进行了说明，但上述的构成要素包括本领域技术人员容易想到的要素、实质上相同的要素在内。而且，上述的构成要素可以适当组合。另外，可以在不脱离本实施方式的主旨的范围内进行构成要素的各自省略、置换或变更。本实施方式及其变形例涉及的自卸车只要是因自身所产生的阴影而使明暗的对比差在阴影的部分和日照的部分变大的车辆即可。因此，在上述的实施方式及其变形例中，以矿山中使用的自卸车为例进行了说明，但自卸车并不局限于矿山中使用的车辆，例如可以是在堤坝等建筑现场使用的车辆。
【符号说明】
1    自卸车
2    车身部
2a   下平台
2b   上平台
2f   框架
3    驾驶室
3a   支柱
4    货仓
4F   凸缘部
5    前轮
6    后轮
10   周边监视系统
11、12、13、14、15、16摄像装置
21、22、23、24、25、26、27、28雷达装置
31   驾驶席
50   监视器
60   摄像元件
61   DSP
62   解码器
63   亮度动态范围补正部
64   编码器
100  控制器
110  俯瞰图像合成部
120  摄像机图像切换/视点转换部
130  显示控制部
140  监视器图像生成部
200  俯瞰图像
210  对象物信息收集部
220  对象物处理部
300  车辆
SA   阴影区域

Claims (5)

1.一种自卸车，其特征在于，包括：
车身部，其具有供驾驶室配置的上平台及沿着前后方向配置的框架；
货仓，其配置在所述框架的上方；
后方宽动态范围摄像机，其配置在所述框架的后端且所述货仓的下方，能够对所述车身部的后方进行拍摄。
2.根据权利要求1所述的自卸车，其特征在于，还包括：
前方宽动态范围摄像机，其配置在所述上平台的前方，能够对所述车身部的前方进行拍摄；
侧方宽动态范围摄像机，其分别配置在所述上平台的左右的侧方，能够对所述车身部的斜前方至后方进行拍摄；
监视控制装置，其使用将由所述后方宽动态范围摄像机、所述前方宽动态范围摄像机及各所述侧方宽动态范围摄像机得到的图像组合而成的俯瞰图像，来监视所述车身部的周边。
3.根据权利要求2所述的自卸车，其特征在于，
所述侧方宽动态范围摄像机具备：
能够对所述车身部的斜前方进行拍摄的第一侧方宽动态范围摄像机；
能够对所述车身部的斜后方进行拍摄的第二侧方宽动态范围摄像机。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的自卸车，其特征在于，
具备多个雷达装置，这多个雷达装置设置在所述车身部，能够检测出在所述车身部的整周范围内存在的物体。
5.一种自卸车，其特征在于，包括：
车身部，其具有供驾驶席配置的上平台及沿着前后方向配置的框架；
货仓，其配置在所述框架的上方；
后方宽动态范围摄像机，其配置在所述框架的后端且所述货仓的下方，能够对所述车身部的后方进行拍摄；
前方宽动态范围摄像机，其配置在所述上平台的前方，能够对所述车身部的前方进行拍摄；
侧方宽动态范围摄像机，其分别配置在所述上平台的左右的侧方，能够对所述车身部的斜前方至后方进行拍摄；
监视控制装置，其使用将由所述后方宽动态范围摄像机、所述前方宽动态范围摄像机及各所述侧方宽动态范围摄像机得到的图像组合而成的俯瞰图像，来监视所述车身部的周边；
监视器，其配置在所述驾驶室中，显示所述俯瞰图像。
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