CN107532410A - 轮式装载机的控制系统、其控制方法以及轮式装载机的控制方法 - Google Patents

轮式装载机的控制系统、其控制方法以及轮式装载机的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种作业车辆的控制系统,具备:显示部;以及控制部,其将透射轮式装载机的工作装置或装载对象车辆的货箱的至少一部分得到的透射图像显示于显示部。

Description

轮式装载机的控制系统、其控制方法以及轮式装载机的控制 方法
技术领域
本发明涉及轮式装载机的控制系统等。
背景技术
以往,为了从某一场所向另一场所移动土类、岩石类以及其他物质(也称为装载对象物)而使用轮式装载机。例如,能够通过轮式装载机向其他的搬运机械、例如自卸车装载土类、岩石类及/或其他物质,然后由自卸车将该物质搬运至废弃场所。
另一方面,在轮式装载机设置有执行挖掘、装载等作业的工作装置。通常,作业者一边观察设置于轮式装载机的前方的工作装置的状态一边执行挖掘、装载等作业,但也有时工作装置自身遮挡作业者的视场而看不到该区域,其结果是,导致工作装置的作业效率的降低。
关于这一点,在专利文献1中示出了如下方式:在液压挖掘机的周围配置相机并进行拍摄,生成上方视点图像,由此辅助液压挖掘机的周围确以。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-21246号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,上述专利文献1所示的方式以监视液压挖掘机的周围为目的而显示上方视点图像,因此与作业者的视场不同,作业者难以直观地操作工作装置,在改善作业效率这一方面不够。
本发明用于解决上述的课题,其目的在于,提供一种能够改善作业效率的轮式装载机的控制系统、其控制方法以及轮式装载机的控制方法。
其他的课题和新的特征根据本说明书的记述以及附图而变得清楚。
用于解决课题的方案
在一方案的轮式装载机的控制系统中,具备:显示部;以及控制部,其将透射轮式装载机的工作装置或装载对象车辆的货箱的至少一部分得到的透射图像显示于显示部。
根据本发明,控制部将透射工作装置或装载对象车辆的货箱的至少一部分得到的透射图像显示于显示部,因此,能够实现作业者对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,控制部将工作装置的铲斗或货箱的外形线与透射图像合成并显示于显示部。根据上述,由于将工作装置的铲斗或货箱的外形线与透射图像合成并显示于显示部,因此,能够容易地掌握外形形状,能够实现作业者对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,控制部将铲斗的侧视观察下的外形线与铲斗内的透射图像合成并显示于显示部。根据上述,将铲斗的侧视观察下的外形线与铲斗内的透射图像合成并显示于显示部,因此,能够实现作业者从侧视观察时对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,控制部将驾驶席视点的铲斗的外形线与铲斗内的透射图像合成并显示于显示部。根据上述,将驾驶席视点的铲斗的外形线与铲斗内的透射图像合成并显示于显示部,因此,能够实现作业者从驾驶席视点观察时对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,控制部包括:遮挡区域抽出部,其抽出显示部上的轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的至少一部分;以及显示控制部,其将由遮挡区域抽出部抽出的遮挡区域的外形线作为边界,针对遮挡区域的外形线内的区域,合成与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像并显示于显示部。根据上述,显示控制部合成与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像并显示于显示部,因此,能够实现作业者对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,显示部是光学透射型的显示部。根据上述,在光学透射型的显示部合成与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像并进行显示,因此,能够实现作业者对工作装置的更加直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,遮挡区域抽出部基于作业者的操作指示而抽出遮挡区域的至少一部分。根据上述,基于作业者的操作指示而确定遮挡区域,因此能够减轻抽出遮挡区域时的图像解析的处理负荷。
优选的是,轮式装载机的控制系统还具备:拍摄部,其获取图像数据;以及图像抽出部,其基于由拍摄部获取到的图像数据,抽出与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。显示控制部将由遮挡区域抽出部抽出的遮挡区域的外形线作为边界,针对遮挡区域的外形线内的区域,合成由图像抽出部抽出的透射图像并显示于显示部。根据上述,基于图像数据而抽出透射图像,因此合成与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的实际的透射图像,因此,能够实现作业者对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,遮挡区域抽出部在铲斗进行挖掘时,抽出显示部上的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置的铲斗遮挡的遮挡区域。图像抽出部在挖掘时,抽出与抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的铲斗内的透射图像。显示控制部在挖掘时,将由遮挡区域抽出部抽出的铲斗的外形线作为边界,针对铲斗的外形线内的区域,合成由图像抽出部抽出的铲斗内的透射图像并显示于显示部。根据上述,在挖掘时合成铲斗内的透射图像,因此,能够实现作业者在挖掘时对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,工作装置包括将铲斗与车辆主体连接的工作装置连结件。遮挡区域抽出部在向货箱的装载时,抽出显示部上的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置连结件遮挡的遮挡区域。图像抽出部在装载时,抽出与抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的货箱的一部分的透射图像。显示控制部在装载时,将由遮挡区域抽出部抽出的工作装置连结件的外形线作为边界,针对工作装置连结件的外形线内的区域,合成由图像抽出部抽出的透射图像并显示于显示部。根据上述,在装载时合成货箱的透射图像,因此,能够实现作业者在装载时对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,遮挡区域抽出部在铲斗进行排土时,抽出显示部上的驾驶席视点的作业者的视场被货箱遮挡的遮挡区域。图像抽出部在排土时,抽出与抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的货箱内的透射图像。显示控制部在排土时,将由遮挡区域抽出部抽出的货箱的外形线作为边界,针对货箱的外形线内的区域,合成由图像抽出部抽出的货箱内的透射图像并显示于显示部。根据上述,在排土时合成货箱内的透射图像,因此,能够实现作业者在排土时对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
优选的是,遮挡区域抽出部在铲斗进行排土时,进一步抽出显示部上的驾驶席视点的作业者的视线被铲斗遮挡的遮挡区域。图像抽出部在排土时,进一步抽出与抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的铲斗内的透射图像。显示控制部在排土时,将由遮挡区域抽出部抽出的铲斗的外形线作为边界,针对铲斗的外形线内的区域,进一步合成由图像抽出部抽出的铲斗内的透射图像并进行显示。根据上述,在排土时合成铲斗内的透射图像,因此,能够实现作业者在排土时对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
一方案的轮式装载机的控制系统的控制方法具备如下步骤:输入拍摄到的图像数据;抽出图像数据中的、轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置或装载对象车辆的至少一部分遮挡的遮挡区域的至少一部分;合成与抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像而作成图像合成数据;以及将图像合成数据显示于显示部。
根据本发明的控制系统的控制方法,合成与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像并显示于显示部,因此,能够实现作业者对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
某一方案的轮式装载机的控制方法具备如下步骤:获取拍摄到的图像数据;抽出图像数据中的、轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置或装载对象车辆的至少一部分遮挡的遮挡区域的至少一部分;合成与抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像而作成图像合成数据;以及将图像合成数据显示于显示部。
根据本发明的轮式装载机的控制方法,合成与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像并显示于显示部,因此,能够实现作业者对工作装置的直观的操作,能够改善作业效率。
发明效果
本发明的轮式装载机的控制系统、其控制方法以及轮式装载机的控制方法能够改善作业效率。
附图说明
图1是对基于实施方式1的作业处理的概要进行说明的图。
图2是基于实施方式1的轮式装载机1的外观图。
图3是示出基于实施方式1的轮式装载机1的结构的示意图。
图4是按照实施方式1的装载对象车辆140的外观结构图。
图5是对基于实施方式1的轮式装载机1的控制部10的功能块进行说明的图。
图6是对基于实施方式1的相机40所拍摄到的图像数据进行说明的图。
图7是对基于实施方式1的相机45所拍摄到的图像数据进行说明的图。
图8是对基于实施方式1的显示部50所显示的铲斗进行说明的图。
图9是对与基于实施方式1的透射图像的合成显示相关的处理进行说明的流程图。
图10是对从横向观察基于实施方式1的铲斗7的情况下的图像数据进行说明的图。
图11是对基于实施方式1的相机46、47进行说明的图。
图12是对基于实施方式1的显示部50所显示的另一角度的铲斗进行说明的图。
图13是基于实施方式1的变形例的轮式装载机1A的外观图。
图14是对基于实施方式1的变形例的相机40以及相机41的拍摄范围进行说明的图。
图15是对基于实施方式1的变形例的轮式装载机1A的控制部10A的功能块进行说明的图。
图16是对基于实施方式1的变形例的遮挡区域抽出部101中的基于作业状态抽出遮挡区域的对象进行确定的流程图。
图17是对基于实施方式1的变形例的在装载作业时由相机40拍摄到的图像数据进行说明的图。
图18是对基于实施方式1的变形例的在装载作业时由相机41拍摄到的图像数据进行说明的图。
图19是对基于实施方式1的变形例的装载作业时的显示部50所显示的图像进行说明的图。
图20是对基于实施方式1的变形例的在排土作业时由相机40拍摄到的图像数据进行说明的图。
图21是对基于实施方式1的变形例的在排土作业时由相机151拍摄到的图像数据进行说明的图。
图22是对基于实施方式1的变形例的排土作业时的显示部50所显示的图像进行说明的图。
图23是对基于实施方式2的轮式装载机1的控制部10B的功能块进行说明的图。
图24是对使基于实施方式2的轮式装载机1模型化了的状态进行说明的图。
图25是对基于实施方式3的显示部以及相机的拍摄范围进行说明的图。
图26是对基于实施方式3的显示部50#的一例进行说明的图。
具体实施方式
以下,基于附图对实施方式进行说明。需要说明的是,在以下的说明中,“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是以落座于驾驶席的作业者为基准的用语。另外,参照附图对轮式装载机以及作为“装载对象车辆”的一例的自卸车进行说明。
(实施方式1)
<作业处理>
图1是对基于实施方式1的作业处理的概要进行说明的图。
图1中,作为一例而示出在碎石场、矿山等的土木现场配置有轮式装载机以及装载对象车辆的情况下的示意结构。
在土木现场示出装载对象物X。
轮式装载机1执行对堆积的砂土等装载对象物X进行挖掘的挖掘作业以及向装载对象车辆140装载的装载作业。
轮式装载机1在执行挖掘装载对象物X的挖掘作业之后,一边回转一边后退至地点V,以使得正对于装载对象车辆140。然后,从地点V相对于装载对象车辆140前进,执行将装载对象物X向装载对象车辆140装载的装载作业。装载对象车辆140预先配置在指定的位置,以使得能够有效地进行轮式装载机1中的装载作业。需要说明的是,在轮式装载机1的车顶侧配置有相机40。在此,示出设置有一台相机40的情况,但优选配置多台。
<轮式装载机以及装载对象车辆的整体结构>
图2是基于实施方式1的轮式装载机1的外观图。
图3是示出基于实施方式1的轮式装载机1的结构的示意图。
如图2以及图3所示,轮式装载机1通过车轮4a、4b旋转驱动而能够自动行驶,并且能够使用工作装置3进行所希望的作业。
轮式装载机1具备车身框架2、工作装置3、车轮4a、4b以及驾驶室5。
车身框架2具有前车身部2a和后车身部2b。前车身部2a与后车身部2b相互以能够沿左右方向摆动的方式连结。
在前车身部2a与后车身部2b设置有一对转向缸11a、11b。转向缸11a、11b是由来自转向泵12(参照图3)的工作油驱动的液压缸。通过转向缸11a、11b伸缩,前车身部2a相对于后车身部2b摆动。由此变更车辆的行进方向。
需要说明的是,在图2以及图3中,仅图示出转向缸11a、11b的一方,省略另一方。
在前车身部2a安装有工作装置3以及一对车轮4a。工作装置3由来自工作装置泵13(参照图3)的工作油驱动。工作装置3具有动臂6、一对升降缸14a、14b、铲斗7、双臂曲柄9以及铲斗缸15。
动臂6以能够旋转的方式支承于前车身部2a。升降缸14a、14b的一端安装于前车身部2a。升降缸14a、14b的另一端安装于动臂6。通过升降缸14a、14b在来自工作装置泵13的工作油的作用下进行伸缩,从而动臂6沿上下摆动。
需要说明的是,在图2以及图3中,仅图示出升降缸14a、14b中的一方,省略另一方。
铲斗7以能够旋转的方式支承于动臂6的前端。铲斗缸15的一端安装于前车身部2a。铲斗缸15的另一端经由双臂曲柄9安装于铲斗7。通过铲斗缸15在来自工作装置泵13的工作油的作用下进行伸缩,从而铲斗7沿上下摆动。
在本例中,将连结铲斗7与前车身部2a之间的动臂6、升降缸14a、14b等也称为工作装置连结件。
在后车身部2b安装有驾驶室5以及一对车轮4b。驾驶室5载置于车身框架2的上部,内装有供作业者落座的座椅、后述的操作部8等。
另外,如图3所示,轮式装载机1具备作为驱动源的发动机21、行驶装置22、工作装置泵13、转向泵12、操作部8、控制部10等。
发动机21是柴油发动机,通过调整向缸内喷射的燃料量来控制发动机21的输出。该调整通过由控制部10控制附设于发动机21的燃料喷射泵24的电子调速器25来进行。作为调速器25,通常使用全速控制方式的调速器,根据负荷来调整发动机转数和燃料喷射量,以使得发动机转数成为与后述的油门操作量相应的目标转数。即,调速器25以消除目标转数与实际的发动机转数的偏差的方式对燃料喷射量进行增减。发动机转数由发动机转数传感器91进行检测。发动机转数传感器91的检测信号向控制部10输入。
行驶装置22是通过来自发动机21的驱动力使车辆行驶的装置。行驶装置22具有液力变矩器装置23、变速器26、以及上述的车轮4a及车轮4b等。
液力变矩器装置23具有锁止离合器27和液力变矩器28。锁止离合器27能够切换为连结状态和非连结状态。在锁止离合器27是非连结状态的情况下,液力变矩器28以油作为介质而传递来自发动机21的驱动力。在锁止离合器27是连结状态的情况下,液力变矩器28的输入侧与输出侧直接连结。锁止离合器27是液压工作式的离合器,通过由控制部10经由离合器控制阀31来控制工作油向锁止离合器27的供给,从而切换连结状态与非连结状态。
变速器26具有与前进行驶级对应的前进离合器CF以及与后退行驶级对应的后退离合器CR。通过切换前进离合器CF以及后退离合器CR的连结状态、非连结状态,来切换车辆的前进与后退。在前进离合器CF以及后退离合器CR均处于非连结状态时,车辆成为中立状态。另外,变速器26具有与多个速度级对应的多个速度级离合器C1-C4,从而能够将减速比切换为多个阶段。例如,在该变速器26中设置有四个速度级离合器C1-C4,能够将速度级切换为第一速至第四速这四个阶段。各速度级离合器C1-C4是液压工作式的液压离合器。从未图示的液压泵经由离合器控制阀31向速度级离合器C1-C4供给工作油。离合器控制阀31由控制部10控制,从而控制工作油向速度级离合器C1-C4的供给,由此切换各速度级离合器C1-C4的连结状态以及非连结状态。
在变速器26的输出轴设置有对变速器26的输出轴的转数进行检测的T/M输出转数传感器92。来自T/M输出转数传感器92的检测信号向控制部10输入。控制部10基于T/M输出转数传感器92的检测信号来计算车速。因此,T/M输出转数传感器92作为检测车速的车速检测部发挥功能。需要说明的是,也可以将检测其他部分的旋转速度而非变速器26的输出轴的传感器用作车速传感器。从变速器26输出的驱动力经由轴32等传递至车轮4a、4b。由此,车辆行驶。变速器26的输入轴的转数由T/M输入转数传感器93进行检测。来自T/M输入转数传感器93的检测信号向控制部10输入。
发动机21的驱动力的一部分经由PTO轴33传递至工作装置泵13以及转向泵12。工作装置泵13以及转向泵12是由来自发动机21的驱动力驱动的液压泵。从工作装置泵13排出的工作油经由工作装置控制阀34向升降缸14a、14b以及铲斗缸15供给。另外,从转向泵12排出的工作油经由转向控制阀35向转向缸11a、11b供给。这样,工作装置3由来自发动机21的驱动力的一部分进行驱动。
从工作装置泵13排出的工作油的压力由第一液压传感器94进行检测。向升降缸14a、14b供给的工作油的压力由第二液压传感器95进行检测。具体而言,第二液压传感器95检测在使升降缸14a、14b伸长时被供给工作油的缸底室的液压。向铲斗缸15供给的工作油的压力由第三液压传感器96进行检测。具体而言,第三液压传感器96检测在使铲斗缸15伸长时被供给工作油的缸底室的液压。从转向泵12排出的工作油的压力由第四液压传感器97进行检测。来自第一液压传感器94~第四液压传感器97的检测信号向控制部10输入。
操作部8由作业者操作。操作部8具有油门操作构件81a、油门操作检测装置81b、转向操作构件82a、转向操作检测装置82b、动臂操作构件83a、动臂操作检测装置83b、铲斗操作构件84a、铲斗操作检测装置84b、变速操作构件85a、变速操作检测装置85b、FR操作构件86a以及FR操作检测装置86b等。
油门操作构件81a例如是油门踏板,为了设定发动机21的目标转数而对其进行操作。油门操作检测装置81b检测油门操作构件81a的操作量。油门操作检测装置81b向控制部10输出检测信号。
转向操作构件82a例如是转向手柄,为了操作车辆的行进方向而对其进行操作。转向操作检测装置82b检测转向操作构件82a的位置,将检测信号输出至控制部10。控制部10基于来自转向操作检测装置82b的检测信号来控制转向控制阀35。由此,转向缸11a、11b伸缩,变更车辆的行进方向。
动臂操作构件83a以及铲斗操作构件84a例如是操作杆,为了使工作装置3动作而对它们进行操作。具体而言,为了使动臂6动作而操作动臂操作构件83a。为了使铲斗7动作而操作铲斗操作构件84a。动臂操作检测装置83b检测动臂操作构件83a的位置。铲斗操作检测装置84b检测铲斗操作构件84a的位置。动臂操作检测装置83b以及铲斗操作检测装置84b将检测信号输出至控制部10。控制部10基于来自动臂操作检测装置83b以及铲斗操作检测装置84b的检测信号来控制工作装置控制阀34。由此,升降缸14a、14b以及铲斗缸15伸缩,动臂6以及铲斗7动作。另外,在工作装置3设置有检测动臂角的动臂角检测装置98。动臂角是被如下两条线夹持的角度,即,将前车身部2a和动臂6的旋转支承中心与动臂6和铲斗7的旋转支承中心连结的线,以及将前后的车轮4a、4b的轴中心连结的线。动臂角检测装置98将检测信号输出至控制部10。控制部10基于动臂角检测装置98检测到的动臂角,计算铲斗7的高度位置。因此,动臂角检测装置98作为检测铲斗7的高度的高度位置检测部发挥功能。
变速操作构件85a例如是变速杆。在选择了自动变速模式时,为了设定速度级的上限而对变速操作构件85a进行操作。例如,在变速操作构件85a设定为第三速的情况下,变速器26在第二速至第三速之间被切换,而不切换到第四速。另外,在选择了手动变速模式时,变速器26被切换为由变速操作构件85a设定的速度级。变速操作检测装置85b检测变速操作构件85a的位置。变速操作检测装置85b将检测信号输出至控制部10。控制部10基于来自变速操作检测装置85b的检测信号来控制变速器26的变速。需要说明的是,自动变速模式与手动变速模式由作业者通过未图示的变速模式切换构件进行切换。
为了切换车辆的前进与后退而对FR操作构件86a进行操作。FR操作构件86a能够切换为前进、中立以及后退的各位置。FR操作检测装置86b检测FR操作构件86a的位置。FR操作检测装置86b将检测信号输出至控制部10。控制部10基于来自FR操作检测装置86b的检测信号来控制离合器控制阀31。由此,控制前进离合器CF以及后退离合器CR,切换车辆的前进、后退以及中立状态。
控制部10通常由CPU(Central Processing Unit)读入各种程序来实现。
控制部10与存储器60连接,该存储器60作为工作存储器发挥功能,并且存储用于实现轮式装载机的功能的各种程序。
控制部10将发动机指令信号发送至调速器25,以得到与油门操作量相应的目标转数。
控制部10与相机40连接。控制部10受理由相机40拍摄到的图像数据的输入。相机40设置于轮式装载机1的驾驶室5的车顶侧。相机40的视线方向是与落座于轮式装载机1的驾驶室5的作业者的视线方向相同的方向。在本例中为水平方向。
另外,控制部10也与相机45连接。控制部10受理由相机45拍摄到的图像数据的输入。相机45设置于铲斗7的内侧。相机45的视线方向朝向拍摄铲斗7的内侧的方向。
控制部10也与显示部50连接。
控制部10也与设置为能够与外部通信的通信部19连接。
图4是按照实施方式1的装载对象车辆140的外观结构图。
图4中示出自卸车的例子作为装载对象车辆140。
装载对象车辆140例如通过车轮142以及144旋转驱动而能够自动行驶。装载对象车辆140为了驱动车轮142和144以及驱动一个以上的其他构成部件而包括作为驱动源的发动机146。例如为柴油发动机。
装载对象车辆140包括能够装载砂土等装载对象物的货箱160、驾驶室152、控制装置158、通信装置134、用于操作各种检测器及/或传感器以及各构成部件的各种致动器。
货箱160例如经由致动器150被操作至排土位置。
驾驶室152包括被封闭或者被部分封闭的驾驶台,并且包括操作者席154、操作部(未图示)以及显示装置156等。
控制装置158受理检测器的检测结果,并且根据需要控制各种致动器。控制装置158包括中央处理装置(CPU)以及存储器、各种输入输出周边设备。
通信装置134与控制装置158连接,设置为能够通过在与轮式装载机1的通信部19之间进行数据通信而实现信息的授受。
在货箱160设置有相机151。能够利用该相机151来获取货箱内的图像。另外,也能够经由通信装置134向轮式装载机1发送获取到的该图像。
<控制结构>
图5是对基于实施方式1的轮式装载机1的控制部10的功能块进行说明的图。
如图5所示,控制部10通过执行存储于存储器60的各种程序来实现功能块。
控制部10使透射轮式装载机1的工作装置3或装载对象车辆140的货箱160的至少一部分得到的透射图像显示于显示部50。
具体而言,控制部10包括遮挡区域抽出部101、图像数据获取部102、图像解析部103、图像抽出部104、显示控制部105以及图像编辑部106。
遮挡区域抽出部101抽出显示部上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置3或装载对象车辆140遮挡的遮挡区域的至少一部分。驾驶席视点是指落座于驾驶席的作业者的视点。
图像数据获取部102获取由相机40以及相机45拍摄到的图像数据。
图像解析部103执行由相机40以及相机45拍摄到的图像数据的解析处理。
图像抽出部104基于由图像数据获取部102获取到的图像数据,抽出与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
图像编辑部106为了将由图像抽出部104抽出的透射图像与遮挡区域合成而对图像进行编辑。
显示控制部105以由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域的外形线为边界,针对遮挡区域的外形线内的区域合成与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像,并显示于显示部50。显示控制部105针对遮挡区域的外形线内的区域合成由图像编辑部106编辑的透射图像并显示于显示部50。
图6是对基于实施方式1的相机40所拍摄到的图像数据进行说明的图。
如图6所示,在此,示出包括由相机40拍摄到的工作装置3的铲斗7在内的图像数据CDT。省略了与铲斗7连接的工作装置连结件。
相机40设置于驾驶室5的上方且设置在比工作装置3靠后方的位置。因此,无法拍摄工作装置3的铲斗7的内部。这是因为其视场被工作装置3的铲斗7的外壳遮挡。
在本例中,抽出在显示部50上显示的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的至少一部分。具体而言,图像解析部103基于图像数据CDT并通过例如图案匹配等确定铲斗7。
遮挡区域抽出部101将由图像解析部103基于图像数据CDT确定出的铲斗7抽出而作为驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域700。
图7是对基于实施方式1的相机45所拍摄到的图像数据进行说明的图。
如图7所示,在此,示出包括由相机45拍摄到的工作装置3的铲斗7的内部的图像在内的图像数据ICDT。在此,示出在铲斗7的内部包含装载对象物X的情况。
在本例中,图像抽出部104基于图像数据ICDT而抽出与由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像800。图像抽出部104将图像数据ICDT所包含的规定区域的图像抽出而作为透射图像800。在此,示出基于铲斗7的外形线L1而抽出透射图像800的情况。该透射图像800是与其视场被铲斗7的外壳遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的图像。
图8是对基于实施方式1的显示部50所显示的铲斗进行说明的图。
如图8所示,示出对铲斗7内的透射图像进行合成显示的情况。
基于实施方式1的控制部10将工作装置3的铲斗7的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。在本例中,控制部10将驾驶席视点的工作装置3的铲斗7的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。
具体而言,图像编辑部106将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域700的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式编辑透射图像800。
显示控制部105将显示部50上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的铲斗7内的透射图像与遮挡区域合成,并显示于显示部50。由于以遮挡区域的外形线为边界而在外形线内的区域合成透射图像,因此成为在外形线残留的状态下使内侧的区域透视化的所谓的骨架化的图像显示。
在本例中,针对如下情况进行了说明,即,在图像抽出部104中,将图像数据ICDT所包含的规定区域的图像抽出而作为透射图像,在图像编辑部106中,为了使该透射图像与遮挡区域合成,以与遮挡区域的外形线内的区域形状相符的方式对透射图像进行编辑。另一方面,也可以是,在图像抽出部104中,以与遮挡区域的外形线内的区域形状相符的方式抽出透射图像。在该情况下,省略图像编辑部106的图像编辑处理。
通过该显示部50中的显示,能够显示与显示部50上的轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
在本例中,关于驾驶席视点的作业者的视场被铲斗7的外壳遮挡的铲斗7的内部,通过显示相对于遮挡区域700合成透射图像800而得到的图像710,从而显示驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的区域,因此,能够容易地掌握铲斗7的内部的状态。
因此,作业者能够直观地操作工作装置3的铲斗7,能够改善作业效率。在此,骨架化的外形线被表示为单点划线。
图9是对与基于实施方式1的透射图像的合成显示相关的处理进行说明的流程图。
如图9所示,首先,控制部10获取图像数据(步骤S2)。图像数据获取部102分别获取由相机40以及相机45拍摄到的图像数据。
接着,控制部10抽出遮挡区域(步骤S4)。遮挡区域抽出部101抽出显示部50上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置3或装载对象车辆140遮挡的遮挡区域的至少一部分。例如,利用图像解析部103来确定由相机40获取到的图像数据CDT所包含的铲斗7。遮挡区域抽出部101将确定出的铲斗抽出而作为遮挡区域700。在本例中,作为一例,将铲斗7抽出而作为遮挡区域700。
接着,控制部10抽出透射图像(步骤S6)。图像抽出部104基于由图像数据获取部102获取到的、由相机45获取的图像数据ICDT,将规定区域的图像抽出而作为透射图像。该透射图像是透射工作装置3或装载对象车辆140的货箱160的至少一部分得到的图像,是与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的图像。在本例中,将铲斗7的内部的图像抽出而作为透射图像800。
接着,控制部10进行图像编辑(步骤S7)。图像编辑部106对由图像抽出部104抽出的透射图像800进行编辑。具体而言,将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式对透射图像进行编辑。
接着,控制部10合成透射图像(步骤S8)。显示控制部105针对图像数据CDT的铲斗7的遮挡区域,以遮挡区域的外形线为边界而合成由图像编辑部106编辑后的透射图像。
接着,控制部10对合成得到的透射图像进行显示(步骤S10)。显示控制部105相对于图像数据CDT合成透射图像并显示于显示部50。
然后,结束处理(结束)。
需要说明的是,在本例中,针对在从驾驶席视点的作业者的视场观察到的、轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域合成透射图像的情况进行了说明,但在支援作业这一点上也能够进行基于其他角度的显示。例如,也可以在从横向观察铲斗7的情况(侧方观察或侧面观察)下视场被遮挡的遮挡区域中合成透射图像并进行显示。
图10是对从横向观察基于实施方式1的铲斗7的情况下的图像数据进行说明的图。
如图10所示,在此,示出包含工作装置3的铲斗7的图像数据CDTP。省略了与铲斗7连接的工作装置连结件。作为一例,示出侧视观察铲斗7的情况下的图像数据。需要说明的是,关于图像数据CDTP,可以使用实际上从横向观察铲斗7而得到的实际图像数据,或者也可以使用假想地从横向观察铲斗7而得到的模型图像数据。该图像数据CDTP存储于控制部10的未图示的存储器等。
图11是对基于实施方式1的相机46、47进行说明的图。
如图11(A)所示,相机46、47被安装在能够侧视观察铲斗7的内部的位置。
在图11(B)中,示出包含由相机46拍摄到的工作装置3的铲斗7的内部的图像在内的图像数据ICDTP。
相机46从铲斗7的左侧方对内部进行拍摄。另一方面,相机47从右侧方对内部进行拍摄。通过设置相机46、47,能够获取包含铲斗7的左右的内部图像的图像数据,通过合成,能够获取精度高的图像数据。需要说明的是,在本例中,针对设置有相机46、47这两方的结构进行了说明,但也可以设置任一方。
在本例中,示出在铲斗7的内部包含装载对象物X的情况。
需要说明的是,关于相机45、46、47,为了简化说明,针对以从铲斗7的内部突出的方式配置的结构进行说明,但也可以在铲斗7的构成构件中设置孔,向该孔中插入固定相机45、46、47。由此,能够抑制在铲斗内部的突出量。另外,对相机46、47从铲斗7的侧方拍摄铲斗内部的情况进行说明,但也可以在铲斗7的背板的左右端部倾斜地设置孔,向该孔中插入固定相机46、47,从倾斜角度对铲斗内部侧面进行拍摄。由此,能够抑制相机46、47的后部从铲斗7的侧面突出的量。
相机40设置于驾驶室5的上方且设置在比工作装置3靠后方的位置。因此,在挖掘装载对象物X时,无法拍摄工作装置3的铲斗7的内部。这是因为,在工作装置3的铲斗7的侧面也被外壳遮挡其视场。
在本例中,抽出显示部50上显示的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的至少一部分。具体而言,图像解析部103基于图像数据CDTP,例如通过图案匹配等来确定铲斗7。在本例中,确定侧视观察时的铲斗7。
遮挡区域抽出部101将由图像解析部103基于图像数据CDTP确定出的铲斗7抽出而作为作业者的视线被遮挡的遮挡区域700P。
在本例中,图像抽出部104基于包含图11(B)中说明的由相机45拍摄到的工作装置3的铲斗7的内部的图像在内的图像数据ICDTP,抽出与由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
作为一例,图像抽出部104将图像数据ICDTP所包含的规定区域的图像抽出而作为透射图像810。该透射图像是与侧视观察时的视场被铲斗7的侧面的外壳遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的图像。
图12是对基于实施方式1的显示部50所显示的铲斗进行说明的图。
如图12所示,示出侧视观察下的铲斗7内的透射图像被合成显示的情况。
基于实施方式1的控制部10将工作装置3的铲斗7的侧视观察下的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。在本例中,控制部10将工作装置3的铲斗7的侧视观察下的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。
具体而言,图像编辑部106将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域700P的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式对透射图像810进行编辑。
显示控制部105将显示部50上的轮式装载机1的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的铲斗7内的透射图像810与遮挡区域合成并显示于显示部50。由于将遮挡区域的外形线作为边界而在外形线内的区域合成透射图像,因此,成为在外形线残留的状态下使内侧的区域透视化的所谓的骨架化的图像显示。
在本例中,关于作业者的视场被铲斗7的侧面的外壳遮挡的铲斗7的内部,通过显示相对于遮挡区域700P合成透射图像而得到的图像710P,从而来显示作业者的视场被遮挡的区域,因此,能够容易地从侧面方向掌握铲斗7的内部的状态。
因此,作业者能够直观地操作工作装置3的铲斗7,能够改善作业效率。在此,骨架化的外形线被表示为单点划线。
需要说明的是,在本例中,针对使用由相机45拍摄到的图像数据作为铲斗7的内部的图像的情况进行了说明,但在能够利用设置于铲斗7的内部的感知传感器来推断内部的状况的情况下,也可以基于推断出的状况,从预先设置的多个透射图像中选择一个透射图像,对该选择出的透射图像进行合成。另外,也可以合成基于推断出的状况而计算的结果。
需要说明的是,在本例中,针对设置于轮式装载机1的控制部10将透射图像显示于显示部的方式进行了说明,但控制部10也可以不执行全部的处理,而与其他装置协作地作为控制系统来执行。
(变形例)
图13是基于实施方式1的变形例的轮式装载机1A的外观图。
如图13所示,轮式装载机1A与轮式装载机1相比,不同之处在于,进一步追加了比相机40靠上方设置的相机41以及支承该相机41的支承单元42。关于其他结构,与实施方式1中说明的结构相同,因此不再重复其详细说明。
图14是对基于实施方式1的变形例的相机40以及相机41的拍摄范围进行说明的图。
如图14所示,相机40的拍摄范围包含工作装置3的作业状态。因此,在将由相机40拍摄到的图像数据显示于显示部50时,产生显示部50上的轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域。
相机41设置在比相机40靠上方的位置,相机41的拍摄范围与工作装置3的作业状态无关,被设定为不包含工作装置3。在本例中,能够基于由相机41拍摄到的图像数据,获取与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
图15是对基于实施方式1的变形例的轮式装载机1A的控制部10A的功能块进行说明的图。
如图15所示,控制部10A通过执行存储于存储器60的各种程序来实现功能块。
控制部10A将透射轮式装载机1的工作装置3或装载对象车辆140的货箱160的至少一部分得到的透射图像显示于显示部50。
具体而言,控制部10A与控制部10相比,不同之处在于,进一步追加了作业状态判断部100。
关于其他结构,与图5中说明的结构相同,因此不再重复其详细说明。
作业状态判断部100按照操作部8的操作指示对工作装置3的作业状态进行判断。例如,作为工作装置3的作业状态,能够通过铲斗7的高度以及相对于铲斗7的操作指示进行判断。作为一例,能够基于动臂6的升降缸的长度以及铲斗缸15的长度,确定工作装置连结件的状态,从而计算铲斗7的高度。
具体而言,在铲斗7的高度小于规定的高度的工作装置3的作业状态下缸压为规定的压力以上的情况下,判断为挖掘作业。作为一例,缸压为升降缸14的底压。在这一点,能够利用第二液压传感器95的检测值。
另外,在缸压为规定的压力以上且铲斗7的高度为规定的高度以上、不使铲斗7移动或使铲斗7向后方侧移动的情况下,判断为工作装置3的作业状态为装载作业。需要说明的是,将缸压为规定的压力以上作为条件,是为了判断在铲斗7中包含砂土等的状态。
另外,在缸压为规定的压力以上且铲斗7的高度为规定的高度以上、使铲斗7向前方侧移动的情况下,判断为工作装置3的作业状态为排土作业。
遮挡区域抽出部101基于由作业状态判断部100判断的作业状态,抽出显示部上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置3或装载对象车辆140遮挡的遮挡区域的至少一部分。
图16是对基于实施方式1的变形例的遮挡区域抽出部101中的基于作业状态抽出遮挡区域的对象进行确定的流程图。
如图16所示,遮挡区域抽出部101判断由作业状态判断部100判断的作业状态是否为挖掘作业(步骤S10)。
在步骤S10中,遮挡区域抽出部101在判断为作业状态为挖掘作业的情况下(步骤S10中为是),将抽出遮挡区域的对象确定为铲斗(步骤S12)。
然后,结束处理(结束)。
在步骤S10中,遮挡区域抽出部101在判断为作业状态不为挖掘作业的情况下(步骤S10中为否),判断由作业状态判断部100判断的作业状态是否为装载作业(步骤S14)。
在步骤S14中,遮挡区域抽出部101在判断为作业状态为装载作业的情况下(步骤S14中为是),将抽出遮挡区域的对象确定为工作装置连结件(步骤S16)。
然后,结束处理(结束)。
在步骤S14中,遮挡区域抽出部101在判断为作业状态不为装载作业的情况下(步骤S14中为否),判断由作业状态判断部100判断的作业状态是否为排土作业(步骤S18)。
在步骤S18中,遮挡区域抽出部101在判断为作业状态为排土作业的情况下(步骤S18中为是),将抽出遮挡区域的对象确定为货箱和铲斗(步骤S20)。
然后,结束处理(结束)。
在步骤S18中,遮挡区域抽出部101在判断为作业状态不为排土作业的情况下(步骤S18中为否),无法确定作业状态,因此结束处理(结束)。因此,在该情况下未抽出遮挡区域。
根据上述方式,遮挡区域抽出部101在挖掘作业时,将铲斗7抽出而作为遮挡区域。另外,在装载作业时,将工作装置连结件抽出而作为遮挡区域。另外,在排土作业时,将货箱160以及铲斗7抽出而作为遮挡区域。
关于挖掘作业时的显示,与上述的实施方式1中说明的显示相同。
具体而言,遮挡区域抽出部101将铲斗7抽出而作为驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域700。图像抽出部104抽出与由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像800。图像编辑部106将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域700的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式对透射图像800进行编辑。然后,显示控制部105将显示部50上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的铲斗7内的透射图像与该遮挡区域合成并显示于显示部50。
接着,对装载作业时的显示进行说明。
图17是对基于实施方式1的变形例的在装载作业时由相机40拍摄到的图像数据进行说明的图。
如图17所示,在此,示出包含由相机40拍摄到的工作装置3的工作装置连结件在内的图像数据CDTA。
相机40设置于驾驶室5的上方且设置在比工作装置3靠后方的位置。因此,无法拍摄与工作装置3相比处于前方的货箱160的一部分。这是因为,其视场被工作装置3的工作装置连结件遮挡。
在本例中,抽出显示部50上显示的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的至少一部分。具体而言,图像解析部103基于图像数据CDTA,例如通过图案匹配等来确定工作装置连结件。
遮挡区域抽出部101将由图像解析部103基于图像数据CDTA确定出的工作装置连结件抽出而作为驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域702。
图18是对基于实施方式1的变形例的在装载作业时由相机41拍摄到的图像数据进行说明的图。
如图18所示,在此,示出包含由相机41拍摄到的装载对象车辆140的货箱160在内的图像数据ICDTA。
相机41的拍摄范围与工作装置3的作业状态无关,被设定为不包含工作装置3。需要说明的是,在本例中,由于相机40与相机41的视点位置不同,因此,示出了以使相机41的视点位置成为与相机40相同的视点位置的方式进行了图像转换处理的情况。
在本例中,图像抽出部104基于图像数据ICDTA,抽出与由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域702相比处于作业者的视线前方的透射图像802。图像抽出部104基于工作装置连结件的外形线L2,抽出图像数据所包含的透射图像802。透射图像802是与其视场被工作装置连结件遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的图像。
图19是对基于实施方式1的变形例的装载作业时的显示部50所显示的图像进行说明的图。
如图19所示,示出由图像抽出部104抽出的透射图像802被合成显示的情况。
基于实施方式1的变形例的控制部10A将工作装置3的工作装置连结件的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。在本例中,控制部10A将驾驶席视点的工作装置3的工作装置连结件的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。
具体而言,图像编辑部106将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域702的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式对透射图像802进行编辑。
显示控制部105将显示部50上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的透射图像与该遮挡区域合成并显示于显示部50。
由于将遮挡区域的外形线作为边界而在外形线内的区域合成透射图像,因此,成为在外形线残留的状态下使内侧的区域透视化的所谓的骨架化的图像显示。
在本例中,针对如下情况进行了说明,即,在图像抽出部104中,基于图像数据ICDTA所包含的工作装置连结件的外形线L2来抽出透射图像802,在图像编辑部106中,为了使该透射图像与遮挡区域合成,以与遮挡区域的外形线内的区域形状相符的方式对透射图像进行编辑。另一方面,也可以是,在图像抽出部104中,以与遮挡区域的外形线内的区域形状相符的方式抽出透射图像。在该情况下,省略了图像编辑部106中的图像编辑处理。
通过该显示部50中的显示,能够显示与显示部50上的轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
在本例中,关于驾驶席视点的作业者的视场被工作装置连结件遮挡的货箱160的一部分,通过相对于工作装置连结件合成透射图像并进行显示,从而来显示作业者的视场被遮挡的区域,因此,能够容易地掌握货箱160的状态。因此,作业者能够在相对于货箱160的装载作业中直观地操作工作装置3,能够改善作业效率。
接着,对排土作业时的显示进行说明。
图20是对基于实施方式1的变形例的在排土作业时由相机40拍摄到的图像数据进行说明的图。
如图20所示,在此,示出包含由相机40拍摄到的工作装置3的铲斗以及装载对象车辆140的货箱160在内的图像数据CDTB。
相机40设置于驾驶室5的上方且设置在比工作装置3靠后方的位置。因此,无法拍摄装载对象车辆140的货箱160的内部。这是因为,其视场被货箱160的外壳遮挡。另外,无法拍摄工作装置3的铲斗7的内部。这是因为,其视场被工作装置3的铲斗7的外壳遮挡。
在本例中,抽出显示部50上显示的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的至少一部分。具体而言,图像解析部103基于图像数据CDTB,例如通过图案匹配等来确定货箱160以及铲斗7。
遮挡区域抽出部101将由图像解析部103基于图像数据CDTB确定出的货箱抽出而作为驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域703。另外,遮挡区域抽出部101将由图像解析部103基于图像数据CDTB确定出的铲斗抽出而作为驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域704。
图21是对基于实施方式1的变形例的在排土作业时由相机151拍摄到的图像数据进行说明的图。
如图21所示,在此,示出包含由相机151拍摄到的装载对象车辆140的货箱160的内部的图像在内的图像数据ICDTB。在此,示出在货箱160的内部包含装载对象物X的情况。
由相机151拍摄到的该图像数据ICDB经由通信装置134发送至轮式装载机1。然后,轮式装载机1的图像数据获取部102经由通信部19获取该图像数据ICDB。
在本例中,图像抽出部104基于图像数据ICDTB,抽出与由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像804。图像抽出部104将图像数据ICDTB所包含的规定区域的图像抽出而作为透射图像804。在此,示出基于货箱160的外形线L3来抽出透射图像804的情况。该透射图像804是与其视场视线被货箱160的外壳遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的图像。
图22是对基于实施方式1的变形例的排土作业时的显示部50所显示的图像进行说明的图。
如图22所示,示出货箱160内的透射图像被合成显示的情况。
基于实施方式1的变形例的控制部10A将装载对象车辆140的货箱160的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。在本例中,控制部10A将驾驶席视点的货箱160的外形线与透射图像合成并显示于显示部50。
具体而言,图像编辑部106将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域703的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式对透射图像804进行编辑。
显示控制部105将显示部50上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的透射图像与该遮挡区域合成并显示于显示部50。由于将遮挡区域的外形线作为边界而在外形线内的区域合成透射图像,因此,成为在外形线残留的状态下使内侧的区域透视化的所谓的骨架化的图像显示。
在本例中,针对如下情况进行了说明,即,在图像抽出部104中,将图像数据ICDTB所包含的规定区域的图像抽出而作为透射图像804,在图像编辑部106中,为了使该透射图像与遮挡区域合成,以与遮挡区域的外形线内的区域形状相符的方式对透射图像进行编辑。另一方面,也可以是,在图像抽出部104中,以与遮挡区域的外形线内的区域形状相符的方式抽出透射图像。在该情况下,省略了图像编辑部106中的图像编辑处理。
在另外,在本例中,不仅示出将货箱160骨架化的情况,还示出了将铲斗7骨架化的情况。
图像抽出部104基于图像数据ICDTB,抽出与由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域704相比处于作业者的视线前方的透射图像。如在实施方式1中说明的那样,该透射图像基于包含由相机45拍摄到的工作装置3的铲斗7的内部的图像在内的图像数据而抽出。
图像编辑部106将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域704的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式对该透射图像进行编辑。
显示控制部105将显示部50上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的铲斗7内的透射图像与该遮挡区域合成并显示于显示部50。由于将遮挡区域的外形线作为边界而在外形线内的区域合成透射图像,因此,成为在外形线残留的状态下使内侧的区域透视化的所谓的骨架化的图像显示。
通过该显示部50中的显示,能够显示与显示部50上的轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
在本例中,关于驾驶席视点的作业者的视场被货箱160的外壳遮挡的货箱160的内部,通过相对于货箱160合成透射图像并进行显示,从而来显示驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的区域,因此,能够容易地掌握货箱160的内部的状态。在本例中,关于驾驶席视点的作业者的视场被铲斗7的外壳遮挡的铲斗7的内部,通过相对于铲斗7合成透射图像并进行显示,从而来显示驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的区域,因此,能够容易地掌握铲斗7的内部的状态。
作业者能够在工作装置3相对于货箱160的排土作业中直观地操作工作装置3,能够改善作业效率。
需要说明的是,在本例中,针对使用由相机151拍摄到的图像数据作为货箱160的内部的图像的情况进行了说明,但在能够利用设置于货箱160的内部的感知传感器来推断内部的状况的情况下,也可以基于推断出的状况,从预先设置的多个透射图像中选择一个透射图像,对该选择出的透射图像进行合成。另外,也可以合成基于推断出的状况而计算的结果。
另外,在本例中,针对将货箱160以及铲斗7设为遮挡区域的情况进行了说明,但工作装置连结件也可以作为遮挡区域而骨架化。
需要说明的是,也可以在支援作业这一点进一步对图像进行加工显示。具体而言,也可以是,控制部10确定工作装置连结件与货箱160有可能发生干涉的部位,对该部位进行强调显示。例如,也可以利用显示控制部105对有可能发生干涉的部位赋予颜色并使颜色变化,由此进行强调显示。也可以与可能干涉的程度相应地使颜色变化。例如也可以是,在可能性低的情况下,设定为稀薄的红色,可能性越高则变化为越浓的红色。关于干涉的可能性,能够基于两者的距离进行判断。
关于货箱160的距离,能够利用图像解析部103对图像数据CDTB所包含的货箱160与轮式装载机1之间的距离进行计算。另外,对于工作装置3的状态而言,作为一例,能够基于动臂6的升降缸的长度以及铲斗缸15的长度来确定工作装置连结件的状态。显示控制部105能够根据基于这些计算结果的相互的位置关系来计算两者的距离,进行强调显示。
(实施方式2)
在上述的实施方式1及其变形例中,说明了遮挡区域抽出部101抽出显示部上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置3或装载对象车辆140遮挡的遮挡区域的至少一部分的情况。具体而言,说明了通过图案匹配来确定拍摄到的图像数据所包含的规定区域并将其抽出而作为遮挡区域的方式。
在实施方式2中,说明以其他方式抽出遮挡区域的方式。
图23是对基于实施方式2的轮式装载机1的控制部10B的功能块进行说明的图。
如图23所示,控制部10B通过执行存储于存储器60的各种程序来实现功能块。
控制部10B将透射轮式装载机1的工作装置3或装载对象车辆140的货箱160的至少一部分得到的透射图像显示于显示部50。
具体而言,控制部10B进一步追加了工作装置姿势状态判断部107这一点不同。
工作装置姿势状态判断部107按照操作部8的操作指示来判断工作装置3的姿势状态。
图24是对使基于实施方式2的轮式装载机1模型化了的状态进行说明的图。
如图24所示,在此,示出将轮式装载机的主体部分P、铲斗Q以及连接主体部分P与铲斗Q的工作装置连结件R模型化了的情况。
铲斗Q以及工作装置连结件R的状态(姿势状态)按照操作部8的操作指令而变化。
在此,作为一例,示出如下状态的情况,即,在将与水平面相接的铲斗Q的状态设为初始状态的情况下,工作装置连结件R按照操作部8的操作指令抬起铲斗Q并旋转了角度α的状态。另外,示出铲斗Q的角度按照操作部8的操作指令变化而成为与工作装置连结件R之间的角度为β的情况。
角度α、β能够基于操作部8的操作指令量进行计算,工作装置姿势状态判断部107能够基于操作部8的操作指示来判断工作装置3的姿势状态。需要说明的是,也可以使用角度传感器来检测角度α、β,判断工作装置3的姿势状态。另外,也可以基于行程传感器的值来计算升降缸的长度以及铲斗缸的长度,并基于这些长度来判断工作装置3的姿势状态。
遮挡区域抽出部101基于由工作装置姿势状态判断部107判断的工作装置3的姿势状态,确定显示部上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域,抽出该遮挡区域。
关于以后的处理,与在上述的实施方式1及其变形例中说明的处理相同,因此不再重复其详细说明。
根据基于实施方式2的方式,不进行图像解析就能够确定显示部上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域,能够减轻抽出遮挡区域时的处理负荷。
(实施方式3)
在上述的实施方式中,针对如下情况进行了说明,即,在将由相机40拍摄到的图像数据显示于显示部50时,对显示部50上的轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的区域进行合成显示。
在实施方式3中,说明如下情况:相对于作业者所目视的工作装置或装载对象车辆合成显示遮挡区域。
关于控制部的结构,与基于实施方式1的变形例的控制部10A基本上相同。
图25是对基于实施方式3的显示部以及相机的拍摄范围进行说明的图。
参照图25(A),在此,示出在显示部50#的右侧以及左侧设置有相机40RA以及40LA的情况。另外,示出在显示部50#的右侧以及左侧设置有相机40RB以及40LB的情况。相机40RB设置在相对于显示部50#而言比相机40RA远离显示部50#的位置。相机40LB设置在相对于显示部50#而言比相机40LA远离显示部50#的位置。相机40RA以及40LA的距离设置为距显示部50#相同的距离。相机40RB以及40LB的距离设置为距显示部50#相同的距离。
在作业者的前方设置有光学透射(透视)型的显示部50#。作业者能够经由显示部50#获取外部的信息。
在本例中,作为一例,示出作业者经由显示部50#获取信息的上下方向的拍摄范围α。
相机40RA、40RB、40LA、40LB的上下方向的拍摄范围也被设定为相同的范围。
需要说明的是,在本例中,虽然未图示,但作业者经由显示部50#获取信息的左右方向的拍摄范围与相机40RA、40RB、40LA、40LB的左右方向的拍摄范围也被设定为相同的范围。
需要说明的是,在本例中,作为一例,显示部50#固定设置于轮式装载机1,显示部50#相对于水平面的位置与相机40RA、40RB、40LA、40LB的高度被设定为相同的高度。
在本例中,在相机40RA、40LA的拍摄范围内包含轮式装载机1的工作装置3。另一方面,在相机40RB、LB的拍摄范围内不包含轮式装载机1的工作装置3。
图25(B)是对根据相机40RA、40LA的拍摄范围的图像数据而抽出作业者经由显示部50#获取的信息的方式进行说明的图。
如图25(B)所示,示出右侧的相机40RA的图像数据RCDTA和左侧的相机40LA的图像数据LCDTA。在此,关于图像数据RCDTA和图像数据LCDTA,以任意相同的地点重叠的方式配置。需要说明的是,均显示出工作装置3的一部分。在该情况下,在图像数据RCDTA与图像数据LCDTA的水平方向的长度偏移了L的情况下,作业者经由显示部50#获取信息的范围是将图像数据RCDTA向左偏移了L/2、将图像数据LCDTA向右偏移了L/2的范围。在本例中,将作业者经由显示部50#获取的范围的信息抽出而作为图像数据CDTA#。
在此,作为图像数据CDTA#,示出与图17中说明的图像数据CDTA相同的图像数据。
该图像数据CDTA#是作业者经由显示部50#获取的包含遮挡区域的信息。能够基于该图像数据CDTA#来确定遮挡区域。
图25(C)是对根据相机40RB、40LB的拍摄范围的图像数据而抽出作业者经由显示部50#获取的信息的方式进行说明的图。
如图25(C)所示,示出右侧的相机40RB的图像数据RCDTB和左侧的相机40LB的图像数据LCDTB。在此,关于图像数据RCDTB和图像数据LCDTB,以任意相同的地点重叠的方式配置。需要说明的是,均显示出装载对象车辆140的一部分。在该情况下,在图像数据RCDTB与图像数据LCDTB的水平方向的长度偏移了M的情况下,作业者经由显示部50#获取信息的范围是将图像数据RCDTB向左偏移了M/2、将图像数据LCDTB向右偏移了M/2的范围。在本例中,将作业者经由显示部50#获取的范围的信息抽出而作为图像数据CDTB#。
在此,作为图像数据CDTB#,示出与图18中说明的图像数据ICDTA相同的图像数据。
该图像数据CDTB#是作业者经由显示部50#获取的不包含遮挡区域的信息。能够基于该图像数据CDTB#,获取与遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
与上述的实施方式1的变形例中说明的情况同样地,针对装载作业时的显示部50#上的显示进行说明。
在装载作业时,将工作装置连结件抽出而作为遮挡区域。
图像解析部103基于图像数据CDTA#,例如通过图案匹配等来确定工作装置连结件。
遮挡区域抽出部101将由图像解析部103基于图像数据CDTA#确定的工作装置连结件抽出而作为驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域。
图像抽出部104基于图像数据CDTB#,抽出与由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
图像抽出部104基于工作装置连结件的外形线L2,抽出图像数据CDTB#所包含的透射图像。该透射图像是与其视场被工作装置连结件遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的图像。
图像编辑部106将由遮挡区域抽出部101抽出的遮挡区域702的外形线作为边界,以与外形线内的区域形状相符的方式对透射图像802进行编辑。
显示控制部105将显示部50#上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的透射图像与该遮挡区域合成并显示于显示部50#。
图26是对基于实施方式3的显示部50#的一例进行说明的图。
参照图26,在本例中,与图22中说明的情况相同,由于将遮挡区域的外形线作为边界而在外形线内的区域合成透射图像,因此成为在外形线残留的状态下使内侧的区域透视化的所谓的骨架化的图像显示。
需要说明的是,在此,关于显示部50#所示的装载对象车辆140以及工作装置3的一部分,由显示控制部105显示的部分仅为与遮挡区域702合成的透射图像802的部分。除此以外的部分是由作业者经由透视型的显示部50#而目视的部分,在显示部50#不进行显示。
需要说明的是,在本例中,针对装载作业时的情况的显示进行了说明,但与实施方式1的变形例中说明的情况相同,关于挖掘作业时以及排土作业时,也能够通过同样的方式,将显示部50#上的轮式装载机1的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的外形线作为边界,将由图像编辑部106编辑的透射图像与该遮挡区域合成并显示于显示部50#。
通过该显示部50#中的显示,能够显示与显示部50#上的轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域相比处于作业者的视线前方的透射图像。
因此,作业者能够直观地操作工作装置3,能够改善作业效率。
需要说明的是,在本例中,针对显示部50#固定于轮式装载机1的情况进行了说明,但也可以调整其高度。例如,与显示部50#的高度匹配地将相机40RA、40RB、40LA、40LB的高度也调节为相同的高度即可。
另外,也可以是,能够调整作业者经由显示部50#进行视觉确认的视线方向。与显示部50#的朝向匹配地也调节40RA、40RB、40LA、40LB的视线方向即可。
另外,在本例中,针对使用四个相机40RA、40RB、40LA、40LB的结构进行了说明,但也可以利用比其少的个数的相机来实现。需要说明的是,在该情况下,相机的拍摄范围包含作业者经由显示部50#获取信息的范围,通过图像解析处理来抽出该范围。
另外,在本例中,针对显示部50#固定于轮式装载机1的情况进行了说明,但不特别局限于此,也可以为如所谓的头置式显示器那样能够装配于作业者的方式等。
(其他方式)
需要说明的是,在上述的实施方式中,关于轮式装载机1的控制部,说明了执行抽出遮挡区域并合成透射图像进行显示的主要处理的情况,但控制部的各功能块并非必须设置于轮式装载机1,也可以为一部分功能块设置于与网络连接的服务器的结构,还可以为设置于能够进行数据通信的装载对象车辆侧的结构。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但应该认为此次公开的实施方式的所有点均是例示,不是限制性的内容。本发明的范围由请求保护的范围示出,包含与请求保护的范围同等的含义以及范围内的全部变更。
附图标记说明
1、1A轮式装载机,2车身框架,2a前车身部,2b后车身部,3工作装置,4a、4b、142、144车轮,5、152驾驶室,6动臂,7铲斗,8操作部,9双臂曲柄,10、10A、10B控制部,11a、11b转向缸,12转向泵,13工作装置泵,14a、14b升降缸,15铲斗缸,19通信部,21、146发动机,22行驶装置,23液力变矩器装置,24燃料喷射泵,26变速器,27锁止离合器,28液力变矩器,31离合器控制阀,32轴,33轴,34工作装置控制阀,35转向控制阀,40、45、151、40LA、40LB、40RA、40RB相机,50、50#、503显示部,60存储器,81a油门操作构件,81b油门操作检测装置,82a转向操作构件,82b转向操作检测装置,83a动臂操作构件,83b动臂操作检测装置,84a铲斗操作构件,84b铲斗操作检测装置,85a变速操作构件,85b变速操作检测装置,86a操作构件,86b操作检测装置,91发动机转数传感器,92输出转数传感器,93输入转数传感器,94~97第一液压传感器~第四液压传感器,98动臂角检测装置,100作业状态判断部,101遮挡区域抽出部,102图像数据获取部,103图像解析部,104图像抽出部,105显示控制部,106图像编辑部,107工作装置姿势状态判断部,134通信装置,140装载对象车辆,150致动器,154操作者席,158控制装置,160货箱。

Claims (14)

1.一种轮式装载机的控制系统,其中,
所述轮式装载机的控制系统具备:
显示部;以及,
控制部,其将透射所述轮式装载机的工作装置或装载对象车辆的货箱的至少一部分得到的透射图像显示于所述显示部。
2.根据权利要求1所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述控制部将所述工作装置的铲斗或所述货箱的外形线与所述透射图像合成并显示于所述显示部。
3.根据权利要求2所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述控制部将所述铲斗的侧视观察下的外形线与所述铲斗内的透射图像合成并显示于所述显示部。
4.根据权利要求2所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述控制部将驾驶席视点的所述铲斗的外形线与所述铲斗内的透射图像合成并显示于所述显示部。
5.根据权利要求2所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述控制部包括:
遮挡区域抽出部,其抽出所述显示部上的所述轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被遮挡的遮挡区域的至少一部分;以及
显示控制部,其将由所述遮挡区域抽出部抽出的遮挡区域的外形线作为边界,针对所述遮挡区域的外形线内的区域,合成与所述遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的所述透射图像,并显示于所述显示部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述显示部是光学透射型的显示部。
7.根据权利要求5所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述遮挡区域抽出部基于所述作业者的操作指示而抽出所述遮挡区域的至少一部分。
8.根据权利要求5所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述轮式装载机的控制系统还具备:
拍摄部,其获取图像数据;以及
图像抽出部,其基于由所述拍摄部获取到的图像数据,抽出与所述遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的所述透射图像,
所述显示控制部将由所述遮挡区域抽出部抽出的遮挡区域的外形线作为边界,针对所述遮挡区域的外形线内的区域,合成由所述图像抽出部抽出的所述透射图像,并显示于所述显示部。
9.根据权利要求8所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述遮挡区域抽出部在所述铲斗进行挖掘时,抽出所述显示部上的所述驾驶席视点的作业者的视场被所述工作装置的铲斗遮挡的遮挡区域,
所述图像抽出部在所述挖掘时,抽出与抽出的遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的所述铲斗内的所述透射图像,
所述显示控制部在所述挖掘时,将由所述遮挡区域抽出部抽出的所述铲斗的外形线作为边界,针对所述铲斗的外形线内的区域,合成由所述图像抽出部抽出的所述铲斗内的所述透射图像,并显示于所述显示部。
10.根据权利要求8所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述工作装置包括将所述铲斗与车辆主体连接的工作装置连结件,
所述遮挡区域抽出部在向所述货箱的装载时,抽出所述显示部上的所述驾驶席视点的作业者的视场被所述工作装置连结件遮挡的遮挡区域,
所述图像抽出部在所述装载时,抽出与抽出的遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的所述货箱的一部分的所述透射图像,
所述显示控制部在所述装载时,将由所述遮挡区域抽出部抽出的所述工作装置连结件的外形线作为边界,针对所述工作装置连结件的外形线内的区域,合成由所述图像抽出部抽出的所述透射图像,并显示于所述显示部。
11.根据权利要求8所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述遮挡区域抽出部在所述铲斗进行排土时,抽出所述显示部上的所述驾驶席视点的作业者的视场被所述货箱遮挡的遮挡区域,
所述图像抽出部在所述排土时,抽出与抽出的遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的所述货箱内的所述透射图像,
所述显示控制部在所述排土时,将由所述遮挡区域抽出部抽出的所述货箱的外形线作为边界,针对所述货箱的外形线内的区域,合成由所述图像抽出部抽出的所述货箱内的所述透射图像,并显示于所述显示部。
12.根据权利要求11所述的轮式装载机的控制系统,其中,
所述遮挡区域抽出部在所述铲斗进行排土时,进一步抽出所述显示部上的所述驾驶席视点的作业者的视场被所述铲斗遮挡的遮挡区域,
所述图像抽出部在所述排土时,进一步抽出与抽出的遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的所述铲斗内的所述透射图像,
所述显示控制部在所述排土时,将由所述遮挡区域抽出部抽出的所述铲斗的外形线作为边界,针对所述铲斗的外形线内的区域,进一步合成由所述图像抽出部抽出的所述铲斗内的所述透射图像并进行显示。
13.一种轮式装载机的控制系统的控制方法,其中,
所述轮式装载机的控制系统的控制方法具备如下步骤:
输入拍摄到的图像数据;
抽出所述图像数据中的、所述轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置或装载对象车辆的至少一部分遮挡的遮挡区域的至少一部分;
合成与抽出的所述遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的透射图像而作成图像合成数据;以及
将所述图像合成数据显示于显示部。
14.一种轮式装载机的控制方法,其中,
所述轮式装载机的控制方法具备如下步骤:
获取拍摄到的图像数据;
抽出所述图像数据中的、所述轮式装载机的驾驶席视点的作业者的视场被工作装置或装载对象车辆的至少一部分遮挡的遮挡区域的至少一部分;
合成与抽出的所述遮挡区域相比处于所述作业者的视线前方的透射图像而作成图像合成数据;以及
将所述图像合成数据显示于显示部。
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