CN108713083A - 附属设备识别装置 - Google Patents

Abstract

区域提取部(121)利用姿势检测部(100)检测出的姿势，从距离传感器(110)获取到的距离图像数据提取出表示附属设备(17)的距离分布的区域。特征量提取部(122)从区域提取部(121)提取出的表示附属设备(17)的距离分布的区域，提取出附属设备(17)的特征量。附属设备识别部(123)将特征量提取部(122)提取到的特征量与存储在数据库(130)中的一种以上参照附属设备的特征量进行比对，从而识别附属设备(17)。

Description

附属设备识别装置

技术领域

本发明涉及一种附属设备识别装置，在具备包含附属设备安装部的作业装置的工程机械中，对安装于所述附属设备安装部的附属设备进行识别，所述附属设备安装部上能够可更换地安装多种附属设备。

背景技术

在液压挖掘机等具有能够更换的附属设备的工程机械中，用户根据作业内容适当地变更铲斗、液压剪、破碎锤等附属设备来进行作业。在工程机械未识别出附属设备的尺寸等信息的情况下，防止附属设备干扰驾驶室的防干扰控制、与附属设备相应的作业装置的动作控制(例如铲斗的自动放平控制等)有可能无法起效。因此，工程机械必须识别出当前安装的附属设备。

关于附属设备的识别方法及附属设备的尺寸测量方法，以下的专利文献1、2已被公众所知。

专利文献1中公开了如下的技术：在维修人员进行附属设备的更换作业时，由维修人员输入附属设备的识别信息，并将该识别信息与输入日期一并发送给终端装置，由终端装置来管理工程机械上安装的附属设备。

专利文献2中公开了如下的技术：求出更换前附属设备即基准附属设备和更换用附属设备都处于规定的测定用姿势时的基准附属设备和更换用附属设备各自在规定部位的测定数据之差，基于所求出的差和预先存储的基准附属设备的尺寸形状的相关数值数据，计算更换用附属设备的尺寸形状的相关数值数据。

具体而言，专利文献2中，在更换铲斗前后，将铲斗的姿势设定为使其远端接触地面而上表面与铅直方向一致的姿势，测定动臂和斗杆的角度，将所测得的角度代入规定的计算公式，从而求出附属设备的长度。

但是，专利文献1是以维修人员手动输入识别信息为前提，从而会发生错误输入、漏输入等人为失误的问题。

而专利文献2通过操作人员的操作来将基准附属设备和更换用附属设备这两台附属设备设定为测定用姿势，因此存在测量耗费时间的问题。此外，专利文献2中需要测量更换前附属设备即基准附属设备，因此当附属设备更换时的测量作业有疏漏的情况下，存在无法识别更换用附属设备的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2013-118677

专利文献2：日本专利公开公报特开平7-268902

发明内容

本发明的目的在于提供一种附属设备识别装置，其在识别附属设备时无需输入附属设备的识别信息，也能在短时间内进行附属设备的识别。

本发明的一实施方式的附属设备识别装置，

在具备包含附属设备安装部的作业装置的工程机械中，对安装于所述附属设备安装部的附属设备进行识别，在所述附属设备安装部上能够可更换地安装多种附属设备，该附属设备识别装置的特征在于包括：

姿势检测部，检测所述作业装置的姿势；

距离传感器，测量包含所述被安装的附属设备在内的周围物体的距离分布；

区域提取部，利用所述姿势检测部检测出的姿势，从所述距离传感器测得的距离分布提取出表示所述被安装的附属设备的距离分布的区域；

特征量提取部，从所述区域提取部所提取到的区域提取出所述被安装的附属设备的特征量；

数据库，预先存储一种以上参照附属设备的特征量；以及

附属设备识别部，将所述特征量提取部所提取到的特征量与所述参照附属设备的特征量进行比对，从而识别所述被安装的附属设备。

根据上述结构，即使没有通过人为手动地输入附属设备的识别信息，也能够识别附属设备。而且，没有必要对交换前的附属设备进行测量，因此可以在短时间内完成测量作业。

附图说明

图1是本发明的实施方式的附属设备识别装置所适用的工程机械的外观图。

图2是表示图1所示的工程机械的系统结构的一个示例的框图。

图3是示意性地表示数据库中存储的参照附属设备的特征量的图。

图4是作业装置的简化示图。

图5是特征量提取处理的说明图。

图6是特征量提取处理的说明图。

图7是表示本发明的实施方式1的附属设备识别装置的处理的流程图。

图8是表示本发明的实施方式2的附属设备识别装置的系统结构的框图。

图9是表示本发明的实施方式2的附属设备识别装置的处理的流程图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式的附属设备识别装置所适用的工程机械1的外观图。这里，工程机械1以混合动力挖掘机为例，但附属设备识别装置也可以适用于除此以外的液压挖掘机、起重机等工程机械。下面，将驾驶室31前侧的方向记为前方，将驾驶室31后侧的方向记为后方，将驾驶室31上侧的方向记为上方，将驾驶室31下侧的方向记为下方。还将前方和后方统称为前后方向，将上方和下方统称为上下方向。并将从驾驶室31向前方看时的左侧方向记为左方，将右侧方向记为右方。将左方和右方统称为左右方向。

工程机械1具备履带式下部行走体2、以能够回转的方式设置在下部行走体2上的上部回转体3(主体部的一例)、以及安装于上部回转体3且能够变更姿势的作业装置4。

作业装置4包括：与驾驶室31的例如右方相邻且以能够起伏的方式安装在上部回转体3上的动臂15(可动部的一例)、以能够摆动的方式安装在动臂15的远端部的斗杆(可动部的一例)、以及以能够摆动的方式安装在斗杆16的远端所设置的附属设备安装部r上的附属设备17。附属设备17以能够更换的方式安装在附属设备安装部r上。附属设备17可以采用铲斗、液压剪、破碎锤等。

上部回转体3由箱体构成，具备供操作人员搭乘的驾驶室31。驾驶室31的前方侧的面记为前表面31a。

前表面31a的规定位置处(这里是上端)设有距离传感器110。距离传感器110的测量范围D100设定为至少能够覆盖整个前表面31a。在图1的例子中，测量范围D100的画角设定为大致90度，但这只是一个示例。

从而，在前表面31a不会有距离传感器110的死角，在附属设备17的远端或附属设备17所持的障碍物等干扰对象物进入距离前表面31a规定距离的范围内时，工程机械1能够向操作人员发出警报，或者进行控制作业装置4以防止干扰对象物干扰前表面31a的防干扰控制。

工程机械1还具有角度传感器101、102、103。角度传感器101设置于动臂15的旋转支点，测量动臂15的旋转角度。角度传感器102设置于斗杆16的旋转支点，测量斗杆16的旋转角度。角度传感器103设置于附属设备17的旋转支点，测量附属设备17的旋转角度。

上部回转体3上设有与距离传感器110电连接且对工程机械1整体进行控制的控制器120。控制器120与存储器130M电连接。存储器130M由非易失性存储装置构成，存储图2所示的数据库130。

图2是表示图1所示的工程机械1的系统结构的一个示例的框图。工程机械1具备发动机210、与发动机210的输出轴连结的液压泵250及发电电动机220、设置在液压泵250与液压缸270之间的控制阀260、能够利用发电电动机220发电产生的电力进行充电的蓄电装置240、以及进行蓄电装置240与发电电动机220的之间的电力变换的变换器230。

液压泵250在发动机210的动力下进行工作，排出工作油。从液压泵250排出的工作油在流量受控制阀260控制的状态下被导至液压缸270。从液压缸270排出的工作油通过控制阀260回到省略图示的油箱。

控制阀260在控制器120的控制下，将阀门开度设定为与操作部150的操作量相应的开度。

液压缸270包括：接受工作油的供给而进行伸缩从而使动臂15相对于上部回转体3起伏的动臂缸；接受工作油的供给而进行伸缩从而使斗杆16相对于动臂15摆动的斗杆缸；以及接受工作油的供给而进行伸缩从而使附属设备17相对于斗杆16摆动的铲斗缸。

发电电动机220具备将发动机210的动力变换为电力的作为发电机的功能、以及将蓄电装置240所蓄电力变换为动力的作为电动机的功能。图2的例子中，发电电动机220例如由三相电动机构成，但这只是一个示例，也可以由单相电动机构成。

蓄电装置240例如由锂离子电池、镍氢电池、双层电容器、铅电池等各种充电电池构成。

变换器230在控制器120的控制下，控制发电电动机220作为发电机的动作和发电电动机220作为电动机的动作之间的切换。变换器230还在控制器120的控制下，控制发电电动机220中流过的电流和发电电动机220的转矩。图2的例子中，变换器230例如由三相变换器构成，但这只是一个示例，也可以由单相变换器构成。

此外，工程机械1还具备姿势检测部100、图1所示的距离传感器110和控制器120、数据库130、向操作人员通知各种信息的通知部140、接受操作人员的操作的操作部150。

姿势检测部100具备图1所说明的角度传感器101、102、103，用于检测作业装置4的姿势。这里，作业装置4的姿势由动臂15的旋转角度、斗杆16的旋转角度和附属设备17的旋转角度确定。

距离传感器110测量包含附属设备17在内的驾驶室31周围物体的距离分布。这里，距离传感器110例如由每隔一定时间(例如30fps)照射红外光并以像素为单位测量从照射红外线到接收到反射光为止的时间的深度传感器构成，获取表示驾驶室31的周边环境的距离分布的距离图像数据。

照射红外线的深度传感器近年来作为距离测量装置得到越来越多的实用，并且还被用作为游戏机等中用于手势输入的输入接口。另外，在工程机械1夜间作业时，使用红外线的深度传感器对于工程机械1是有用的。在照射红外线的深度传感器中，上述测量从照射红外线到接收到反射光为止的时间的方式已知有ToF(Time of flight：飞行时间)方式。除此以外，作为深度传感器，根据照射特定模式时的反射光的受光模式来测量距离的模式照射方式是已知的，从而也可以采用该模式照射方式的深度传感器。由于工程机械1多在室外作业，因此，也可以采用抗太阳光干扰能力强的激光扫描ToF方式的深度传感器。

这里，距离传感器110使用深度传感器，但本发明不限于此，也可以使用比深度传感器更为便宜的立体相机来构成距离传感器110。

控制器120例如由微控制器等处理器和存储程序等的存储装置构成。控制器120具备区域提取部121、特征量提取部122、附属设备识别部123、姿势控制部124。区域提取部121～姿势控制部124可以由专用的硬件电路构成，也可以通过CPU执行程序来实现。

区域提取部121使用姿势检测部100检测出的姿势，并从距离图像数据提取出表示附属设备17的距离分布的区域。

图4是作业装置4的简化示图。图4中，为了简化说明，用直线表示动臂15和斗杆16。如图4所示，作业装置4的位置和姿势用工程机械1的三维坐标系来表示。图4的例子中，工程机械1的三维坐标系由表示上下方向的Y轴、表示前后方向的X轴、表示左右方向的Z轴来规定。Y轴的原点例如设定在动臂15的近端，X轴的原点例如设定在前表面31a，Z轴的原点例如设定在前表面31a的左右方向中心。

动臂15和斗杆16的长度L1、L2是已知的。从而，只要知道动臂15的旋转角度θ1、斗杆16相对于动臂15的旋转角度θ2，就能确定设置于斗杆16远端的附属设备安装部r的X坐标和Y坐标的值。另外，若作业装置4在与Y-X平面平行的面内变化姿势，则由于动臂15的近端的左右方向位置是已知的，因此附属设备安装部r的Z坐标的值也能够确定。

而且，若附属设备安装部r的X、Y、Z坐标的值已知，则根据距离传感器110的画角、安装位置和光轴的角度，能够决定距离传感器110测量到的距离图像数据中的哪一个坐标与附属设备安装部r相对应。

另一方面，在距离图像数据内，附属设备17用深度连续分布的一组像素数据来表示。因此，若距离图像数据内的附属设备安装部r的坐标已知，则通过以该坐标为基点来提取一组像素数据，从而能够从距离图像数据提取出表示附属设备17的距离分布的区域。

因此，区域提取部121根据旋转角度θ1、θ2，求出工程机械1的三维坐标系中附属设备安装部r的位置，并将求出的位置坐标变换到距离传感器110的三维坐标系，从而求出距离图像数据中附属设备安装部r的坐标。然后，区域提取部121通过提取出以附属设备安装部r为基点且深度连续分布的一组像素数据，从而提取出附属设备17的区域。

特征量提取部122从区域提取部121提取出的表示附属设备17的距离分布的区域，提取出附属设备17的特征量。

图5和图6是特征量提取处理的说明图。图5示出规定附属设备17姿势的姿势面A51被定位成与铅直面A52平行的状态，图6示出姿势面A51被定位成相对于铅直面A52成角度θ的状态。图5、图6中，将上下方向记为Y方向，将前后方向记为X方向，将左右方向记为Z方向。

姿势面A51是穿过附属设备17的长边方向的平面，是与X-Y平面正交的平面。图6所示的姿势面A51与铅直面A52所成的角度θ根据旋转角度θ1～θ3计算得出。铅直面A52是穿过附属设备安装部r的与X方向正交的平面。附属设备安装部r的深度为Xb，Y方向的值(高度)为Yb。

附属设备17的特征量由附属设备17在驾驶室31侧的表面171的形状所规定。表面171的形状由以姿势面A51为基准时表面171的高度来规定。图5中，表面171中与Y方向平行的一列像素数据组具有(X1，X2，…，Xn)的深度。图5中，姿势面A51与铅直面A52一致，因此这一列像素数据组距离姿势面A51的高度用(X1-Xb，X2-Xb，…，Xn-Xb)来表示。另外，表面171中与Y方向平行的另一列像素数据组距离姿势面A51的高度也用(X1-Xb，X2-Xb，…，Xn-Xb)来表示。

另一方面，图6中，表面171中与Y方向平行的一列像素数据组具有(X1’，X2’，…，Xn’)的深度。但图6中，姿势面A51被定位在相对于铅直面A52逆时针转过角度θ的位置上，因此不能用(X1’-Xb，X2’-Xb，…，Xn’-Xb)来表示距离姿势面A51的高度。

这种情况下，以附属设备安装部r为中心，将具有(X1’，X2’，…，Xn’)的深度的像素数据组顺时针转过角度θ，求出(X1’_θ，X2’_θ，…，Xn’_θ)。这样一来，由于姿势面A51与铅直面A52一致，因此(X1’_θ-Xb，X2’_θ-Xb，…，Xn’_θ-Xb)表示以姿势面A51为基准时的表面171的高度。

因此，特征量提取部122首先用旋转角度θ1～θ3计算出角度θ。然后，对区域提取部121提取出的表示附属设备17的表面171的与Y方向平行的所有列的像素数据组，在X-Y平面中以附属设备安装部r为中心进行旋转矩阵运算，使其旋转角度(-θ)。然后，特征量提取部122对旋转了角度(-θ)的像素数据组(X1_θ，X2_θ，…，Xn_θ)进行(X1_θ-Xb，X2_9-Xb，…，Xn_θ-Xb)的运算，从而计算出附属设备17的特征量(X1”(＝X1_θ-Xb)，X2”(＝X2_θ-Xb)，…，Xn”(＝Xn_θ-Xb))。

从而，特征量(X1”，X2”，…，Xn”)表示附属设备17距离姿势面A51的高度。数据库130将参照附属设备的表面171相对于姿势面A51的高度作为参照附属设备的特征量进行存储。因此，附属设备17的特征量(X1”，X2”，…，Xn”)与存储在数据库130中的参照附属设备的特征量能够进行比对。这里，特征量提取部122使与Y方向平行的所有列的图像数据组旋转，但如果参照附属设备的特征量由与Y方向平行的一列数据构成，则也可以仅使与Y方向平行的一列像素数据组旋转。

回到图2进行说明。附属设备识别部123将特征量提取部122提取到的特征量与存储在数据库130中的一种以上参照附属设备的特征量进行比对，从而识别附属设备17。具体而言，附属设备识别部123计算出附属设备17的特征量(X1”，X2”，…，Xn”)与存储在数据库130中的各参照附属设备的特征量的相似度，将相似度在基准相似度以上的参照附属设备即相似度最大的参照附属设备作为与附属设备17同类的附属设备来识别。

这里，特征量用三维数据来表示，该三维数据表示以姿势面A51为基准时表面171的高度分布。因此，附属设备识别部123使用能够计算出三维点群相互间的相似度的杰卡德(Jaccard)系数或戴斯(Dice)系数来计算相似度即可。

姿势控制部124控制作业装置4的姿势，以使其变成与从操作部150输出的操作量相应的姿势。另外，姿势控制部124例如使用姿势检测部100检测到的作业装置4的姿势和距离传感器110测量到的距离图像数据，检测干扰对象物到驾驶室31的距离，当该距离在基准距离以下时，进行控制作业装置4以使干扰对象物不会干扰到驾驶室31的防干扰控制。当驾驶室31到干扰对象物的距离在基准距离以下时，姿势控制部124还使用通知部140向操作人员通知干扰的危险性。

数据库130中预先存储一种以上参照附属设备的特征量。图3是示意性地表示数据库130中存储的参照附属设备的特征量的图。图3所示的数据库130中存储有铲斗、破碎锤、液压剪等各种附属设备的特征量。这里，参照附属设备的特征量采用例如表面171相对于姿势面A51的高度(H1，H2，…，Hn)。

在以上的说明中，列举了特征量提取部122使像素数据组(X1，X2，…，Xn)旋转角度(-θ)来计算附属设备17的特征量的例子，但本发明不限于此。例如，特征量提取部122也可以提取像素数据组(X1-Xb，X2-Xb，…，Xn-Xb)作为附属设备17的特征量。这种情况下，附属设备识别部123可以使参照附属设备旋转角度θ，将旋转后的参照附属设备的特征量与附属设备17的特征量进行比对。

具体而言，附属设备识别部123如图3所示地使参照附属设备以基点P17为旋转中心相对于铅直面A52旋转角度θ，从而参照附属设备的姿势与附属设备17为同一姿势。然后，附属设备识别部123求出旋转后的表面171的各位置到铅直面A52的高度，并与附属设备17的特征量进行比对即可。基点17表示附属设备安装部r上的安装位置。

回到图2进行说明。通知部140具备设置于驾驶室31内部的蜂鸣器、显示面板、警报灯，在姿势控制部124的控制下向操作人员发出警报。

操作部150具备接受操作人员为了变更作业装置4的姿势而做出的操作的操作杆、接受操作人员为了设定工程机械1的工作模式而输入的模式设定指令的模式设定按钮。如果工程机械1具备触摸屏式的显示器，模式设定按钮也可以由触摸屏显示器构成。操作杆将表示操作量的信号输出到控制器120。

图7是表示本发明的实施方式1的附属设备识别装置的处理的流程图。该流程图例如在工程机械1的发动机210启动时执行。首先，姿势检测部100检测作业装置4的姿势。接着，区域提取部121根据检测出的姿势，判定作业装置4的姿势是否进入了可测距范围内(S702)。这里，区域提取部121在至少附属设备17整体进入到测量范围D100内的情况下，判定为作业装置4的姿势进入了可测距范围即可。例如，区域提取部12使用图4所说明的方法，求出斗杆16在附属设备安装部r上的位置，以附属设备安装部r为中心，设定具有假定的附属设备17的最大半径的圆，如果所设定的圆进入了测量范围D100内，则判定为作业装置4的姿势进入了可测距范围即可。由此，区域提取部121在作业装置4的姿势进入可测距范围之前，一直监视作业装置4的姿势，从而防止测量到没有包含附属设备17的距离图像数据。

若作业装置4的姿势进入了可测距范围(S702中为“是”)，则距离传感器110获取表示驾驶室31周围物体的距离分布的距离图像数据(S703)。另一方面，若作业装置4的姿势没有进入可测距范围(S702中为“否”)，则处理返回S701。

S704中，区域提取部121使用S701中检测到的姿势(旋转角度θ1～θ3)，求出距离图像数据中附属设备安装部r的坐标，根据该坐标提取出深度连续分布的一组像素数据作为表示附属设备17的距离分布的区域。

接着，特征量提取部122使用S701中检测到的姿势(旋转角度θ1～θ3)，计算姿势面A51的角度θ(S705)。

然后，特征量提取部122使构成S704提取出的区域的像素数据组在X-Y平面上旋转角度(θ)，通过(X1_θ-Xb，X2_θ-Xb，…，Xn_θ-Xb)的运算，提取出附属设备17的特征量(S706)。S706中，特征量提取部122将提取出的特征量平均化。例如，特征量提取部122在S701到S707的循环中，将到上一次循环为止计算出的特征量的平均值与本次循环计算出的特征量相加并求平均，从而求出特征量。由此，能够得到噪声或测量偏差的影响得到抑制的特征量。

S707中，若特征量的提取次数没有达到规定次数(S707中为“否”)，则处理返回S701。另一方面，若特征量的提取次数达到了规定次数(S707中为“是”)，则处理前进至S708。

接着，附属设备识别部123将用于确定所关注的一种参照附属设备的变量n设定为初始值(例如“0”)，将用于确定相似度最大的参照附属设备的变量ind设定为初始值，将最大相似度Smax设定为最小值(例如“-1”)(S708)。

然后，附属设备识别部123从数据库130读取参照附属设备的特征量C(n)(S709)。

然后，附属设备识别部123计算特征量C(n)和S706中计算出的平均化后的特征量即附属设备17的特征量的相似度S(n)(S710)。

然后，附属设备识别部123在相似度S(n)大于最大相似度Smax时(S711中为“是”)，将最大相似度Smax设定为相似度S(n)，并且将变量ind设定为n(S712)。另一方面，若相似度S(n)小于等于最大相似度Smax时(S711中为“否”)，处理前进至S713。由此，最大相似度Smax中存放了到当前时刻为止读取出的参照附属设备中与附属设备17最相似的参照附属设备的相似度S(n)。另外，变量ind中存放了用于确定到当前时刻为止读取出的参照附属设备中与附属设备17最相似的参照附属设备的变量n。

接着，从数据库130读取所有参照附属设备的特征量C(n)没有完全结束时(S713中为“否”)，附属设备识别部123使变量n加1(S714)，处理返回S709。由此，从数据库130读取出下一个参照附属设备的特征量C(n+1)，并计算该特征量C(n+1)与附属设备17的特征量的相似度S(n+1)。另一方面，从数据库130读取所有参照附属设备的特征量C(n)完全结束时(S713中为“是”)，处理前进至S715。即，重复S709～S713的处理，从所有参照附属设备中决定成为附属设备17后补的参照附属设备。

S715中，附属设备识别部123判定最大相似度Smax是否大于基准相似度。若最大相似度Smax大于基准相似度(S715中为“是”)，则附属设备识别部123判定成为后补的参照附属设备即为附属设备17，并判定变量ind是否与当前保存在存储器130M中的变量ind’相等(S716)。

若变量ind与变量ind’相等(S716中为“是”)，则附属设备识别部123判定附属设备17没有发生变更，并由通知部140通知这一情况(S718)。这种情况下，通知部140用声音或图像输出“附属设备未变更”这一消息即可。

另一方面，若变量ind与变量ind’不相等(S716中为“否”)，则附属设备识别部123判定附属设备17发生了变更，用变量ind更新变量ind’，并由通知部140通知附属设备17发生了变更这一情况(S717)。这种情况下，通知部140用声音或图像输出“附属设备发生了变更”这一消息即可。之后，更新后的变量ind’所示的参照附属设备即被识别为安装在作业装置4上的附属设备17，进行防干扰控制等。

若S715中最大相似度Smax小于等于基准相似度(S715中为“否”)，则附属设备识别部123判定为无法识别附属设备17(S719)。由此，即使数据库130中未保存与附属设备17同类的附属设备，也能够防止附属设备17被判定为是某一种参照附属设备。

然后，附属设备识别部123将附属设备17的特征量添加到数据库130中(S720)。由此，新的附属设备被登记到数据库中。从而能够防止识别不出新的附属设备的情况发生。

根据实施方式1的附属设备识别装置，即使没有通过人为手动地输入附属设备的识别信息，也能够在短时间内识别铲斗以外的各种附属设备(例如液压剪或破碎锤)等。

(实施方式2)

实施方式2的特征在于将工程机械1的工作模式设定为用于识别附属设备17的识别模式。本实施方式中，对于和实施方式1相同的结构标注相同的标号，并省略说明。

图8是表示本发明的实施方式2的附属设备识别装置的系统结构的框图。图8中，与图2的不同点在于增加了模式设定部125。

实施方式125的特征在于将工程机械1的工作模式设定为用于识别附属设备17的识别模式。这里，模式设定部125在操作部150所具备的模式设定按钮被操作人员按下时，将工程机械1的工作模式设定为识别模式即可。

本实施方式中，姿势控制部124在模式设定部125设定为识别模式时，对控制阀260进行控制，以使作业装置4的姿势变成规定的测量用姿势(特定姿势的一例)。这里，测量用姿势可以采用附属设备17的姿势面A51与铅直面A52平行的姿势。这是因为，如图3所示，参照附属设备的特征量由以姿势面A51为基准的参照附属设备的表面171的高度来规定。

但这仅仅是一个例子，也可以采用姿势面A51相对于铅直面A52有一定角度θ的姿势来作为测量用姿势。例如，数据库130将姿势面A51定位在相对于铅直面A52有角度θ的位置上时从铅直面A52到参照附属设备的表面171的高度作为参照附属设备的特征量进行存储。这种情况下，测量用姿势采用姿势面A51相对于铅直面A52倾斜角度θ的姿势即可。

图9是表示本发明的实施方式2的附属设备识别装置的处理的流程图。图9中，对与图7相同的处理标注相同的标号。

该流程在设定为识别模式时开始。

首先，姿势控制部124对控制阀260进行控制，以使作业装置4的姿势变成测量用姿势(S1101)。这里，将作业装置4的姿势控制成为了使姿势面A51所取的姿势与铅直面A52一致而预先设定的旋转角度θ1～θ3。由此，作业装置4受到自动控制地变成测量用姿势。在该自动控制下，出于安全性的考虑，姿势控制部124使作业装置4的姿势以即使作业装置4与人体或周边物体接触也不会有问题的低速变成测量用姿势即可。另外，姿势控制部124也可以实施反作用力控制，在作业装置4与人体或周边物体接触的情况下，使作业装置4向远离人体或周边物体的方向移动。

这里采用了自动控制，但姿势控制部124也可以通过使操作人员对操作部150进行操作来将作业装置4的姿势变成测量用姿势。这种情况下，姿势控制部124使用通知部140通知用于将作业装置4的姿势变为测量用姿势的引导，在作业装置4的姿势变为测量用姿势的情况下，使用通知部140通知这一情况即可。

然后，在作业装置4的姿势变成测量用姿势时，执行S703之后的处理，进行与实施方式1相同的处理。

例如，在装有沙土的铲斗、液压剪持有物体的状态下进行识别附属设备17的处理时，附属设备17的信息会发生变化，因此无法正确提取附属设备17的特征量，从而可能导致附属设备17的识别精度下降。

根据实施方式2，将作业装置4的姿势设为测量用姿势，再执行识别附属设备17的处理。因此，能够提取附属设备17本身的特征量，能够防止附属设备17的识别精度下降。

(变形例1)

上述实施方式中，数据库130设置于工程机械1的存储器130M，但本发明不限于此，数据库130也可以设置于云服务器。这种情况下，工程机械1具备用于和云服务器通信的通信装置即可。另外，在使用设置于工程机械的本地数据库130无法识别附属设备17的情况下，也可以使用云服务器的数据库130来进行附属设备17的识别。也可以由云服务器进行识别附属设备17的处理。这种情况下，附属设备识别部123和数据库130设置于云服务器即可。这种情况下，工程机械1进行到提取附属设备17的特征量为止的处理，然后将提取结果发送给云服务器，由云服务器进行附属设备17的识别处理即可。从而识别更多种的附属设备17。

但在这样丰富了参照附属设备的种类的情况下，作业装置4上有时也会安装有用户改装后的附属设备17。这种情况下，数据库130中无法事先存储这样的附属设备17的特征量，因此这样的附属设备17有可能永远都无法识别。

于是，在这种情况下，无法实施与附属设备17相适合的防干扰控制和动作控制。因此，本实施方式中，设置图7、图9所示的S720的处理，将无法识别的附属设备17的特征量添加到数据库130中。

(变形例2)

S720中，说明了将附属设备17的特征量添加到数据库130中的情况。这种情况下，附属设备识别部123可以从附属设备17的特征量计算出附属设备的尺寸和重量，并将得到的尺寸和重量与特征量一并存储到数据库130中。

尺寸可以采用与附属设备17外接的长方体适合时的长方体的长度、宽度和进深。参照图4可知，例如L3为长度，L4为进深。宽度为附属设备17的左右方向(Z方向)长度。重量可以通过将附属设备17的体积与假定的附属设备17的密度相乘而计算得到。由此，能够实施与附属设备17相适合的防干扰控制和动作控制。

(变形例3)

前文说明了数据库130仅存储有参照附属设备的特征量的情况，但本发明不限于此，也可以将参照附属设备的尺寸及重量与特征量一并存储。这种情况下，附属设备识别装置即使没有从附属设备17的特征量计算出附属设备17的尺寸和重量，也可以从数据库130得到附属设备17的尺寸和重量。由此，能够根据附属设备17的尺寸和重量实施恰当的防干扰控制和动作控制。

另外，附属设备识别部123可以从附属设备17的特征量计算出附属设备17的尺寸和重量，并将求出的尺寸和重量也包含在特征量内来计算与参照附属设备的相似度。从而，能够更准确地识别附属设备17。

上述实施方式的特征可以总结为如下：

一实施方式的附属设备识别装置，

在具备包含附属设备安装部的作业装置的工程机械中，对安装于所述附属设备安装部的附属设备进行识别，在所述附属设备安装部上能够可更换地安装多种附属设备，该附属设备识别装置的特征在于包括：

姿势检测部，检测所述作业装置的姿势；

距离传感器，测量包含所述被安装的附属设备在内的周围物体的距离分布；

区域提取部，利用所述姿势检测部检测出的姿势，从所述距离传感器测得的距离分布提取出表示所述被安装的附属设备的距离分布的区域；

特征量提取部，从所述区域提取部所提取到的区域提取出所述被安装的附属设备的特征量；

数据库，预先存储一种以上参照附属设备的特征量；以及

附属设备识别部，将所述特征量提取部所提取到的特征量与所述参照附属设备的特征量进行比对，从而识别所述被安装的附属设备。

根据本实施方式，根据距离传感器测得的包含附属设备在内的周围物体的距离分布，利用所述姿势检测部检测出的姿势，提取出表示附属设备的距离分布的区域。并且，从提取到的区域提取出附属设备的特征量，将提取到的附属设备的特征量与存储在数据库中的参照附属设备的特征量进行比对，从而识别被安装的附属设备。

因此，本实施方式中，即使没有通过人为手动地输入附属设备的识别信息，也能够识别附属设备。而且，没有必要对交换前的附属设备进行测量，因此可以在短时间内完成测量作业。另外，也可在交换后的任意时间进行测量作业。另外，通过在数据库中存储多种参照附属设备的特征量，能够识别多种附属设备。

上述实施方式中，还可以包括：模式设定部，基于模式设定指令的输入，将所述工程机械的工作模式设定为用于识别所述被安装的附属设备的识别模式；以及

姿势控制部，在通过所述模式设定部设定了所述识别模式的情况下，使所述被安装的附属设备变成预先设定的特定姿势，其中，

所述距离传感器测量在所述被安装的附属设备的姿势基于所述姿势控制部变成所述特定姿势时的距离分布。

根据本实施方式，测量在附属设备的姿势基于姿势控制部变成特定姿势时的距离分布，基于测得的距离分布来识别附属设备。因此，能够防止因工程机械操作中发生的附属设备的信息变化(例如：砂土进入到铲斗中、用液压剪抓取物体等)而导致的附属设备识别错误。

上述实施方式中，还可以使所述数据库将所述参照附属设备的姿势变成所述特定姿势时的所述参照附属设备的所述距离分布作为所述特征量来存储。

根据本实施方式，所述数据库中预先存储有变成特定姿势时的参照附属设备的距离分布来作为特征量，因此，能够将作为识别对象的附属设备的特征量直接与存储在数据库中的参照附属设备的特征量进行比对。

上述实施方式中，也可以，所述工程机械具备主体部，

所述作业装置具备可摆动地与所述主体部连接且在远端设有所述附属设备安装部的可动部，

所述附属设备可摆动地与所述附属设备安装部连接，

所述参照附属设备的特征量由参照附属设备的表面相对于用于规定所述参照附属设备的姿势的姿势面的高度来规定，

所述特征量提取部使所述区域提取部提取出的距离分布以所述附属设备安装部为中心旋转，以使规定所述被安装的附属设备的姿势的姿势面朝向铅直方向，并计算所述旋转后的距离分布与所述附属设备安装部的距离之差作为所述特征量。

本实施方式中，参照附属设备的特征量由参照附属设备的表面到用于规定参照附属设备的姿势的姿势面的高度来规定。因此，必须采用附属设备的表面相对于姿势面的高度来作为附属设备的特征量。

根据本实施方式，使附属设备的距离分布以附属设备安装部为中心旋转，以使附属设备的姿势面朝向铅直方向，因此旋转后的附属设备的距离分布与附属设备安装部的距离之差表示附属设备的表面相对于姿势面的高度。由此，本实施方式中，通过简单的处理，能够算出比较适合参照附属设备的特征量的附属设备的特征量。

上述实施方式中，也可以，所述附属设备识别部在所述比对的结果表示无法识别所述被安装的附属设备的情况下，将所述被安装的附属设备的特征量添加到所述数据库中。

根据本实施方式，如果作为识别对象的附属设备的特征量没有被存储在数据库中，就将该附属设备的特征量添加到数据库中，因此，能够防止一直无法识别该附属设备的状态。另外，即使在安装了使用者预料外的附属设备的情况下，也能够构筑数据库来识别该附属设备。

上述实施方式中，还可以具备：

通知部，通知所述附属设备识别部所得出的所述被安装的附属设备的识别结果。

根据本实施方式，由于通知附属设备的识别结果，因此，能够使操作人员认识到附属设备被交换。

Claims (6)

1.一种附属设备识别装置，在具备包含附属设备安装部的作业装置的工程机械中，对安装于所述附属设备安装部的附属设备进行识别，在所述附属设备安装部上能够可更换地安装多种附属设备，该附属设备识别装置的特征在于包括：

姿势检测部，检测所述作业装置的姿势；

距离传感器，测量包含所述被安装的附属设备在内的周围物体的距离分布；

区域提取部，利用所述姿势检测部检测出的姿势，从所述距离传感器测得的距离分布提取出表示所述被安装的附属设备的距离分布的区域；

特征量提取部，从所述区域提取部所提取到的区域提取出所述被安装的附属设备的特征量；

数据库，预先存储一种以上参照附属设备的特征量；以及

附属设备识别部，将所述特征量提取部所提取到的特征量与所述参照附属设备的特征量进行比对，从而识别所述被安装的附属设备。

2.如权利要求1所述的附属设备识别装置，其特征在于还包括：

模式设定部，基于模式设定指令的输入，将所述工程机械的工作模式设定为用于识别所述被安装的附属设备的识别模式；以及

姿势控制部，在通过所述模式设定部设定了所述识别模式的情况下，使所述被安装的附属设备变成预先设定的特定姿势，其中，

所述距离传感器测量在所述被安装的附属设备的姿势基于所述姿势控制部变成所述特定姿势时的距离分布。

3.如权利要求2所述的附属设备识别装置，其特征在于：

所述数据库将所述参照附属设备的姿势变成所述特定姿势时的所述参照附属设备的所述距离分布作为所述特征量来存储。

4.如权利要求1所述的附属设备识别装置，其特征在于：

所述工程机械具备主体部，

所述作业装置具备可摆动地与所述主体部连接且在远端设有所述附属设备安装部的可动部，

所述附属设备可摆动地与所述附属设备安装部连接，

所述参照附属设备的特征量由参照附属设备的表面相对于用于规定所述参照附属设备的姿势的姿势面的高度来规定，

所述特征量提取部使所述区域提取部提取出的距离分布以所述附属设备安装部为中心旋转，以使规定所述被安装的附属设备的姿势的姿势面朝向铅直方向，并计算所述旋转后的距离分布与所述附属设备安装部的距离之差作为所述特征量。

5.如权利要求1至4的任一项所述的附属设备识别装置，其特征在于：

所述附属设备识别部在所述比对的结果表示无法识别所述被安装的附属设备的情况下，将所述被安装的附属设备的特征量添加到所述数据库中。

6.如权利要求1至5的任一项所述的附属设备识别装置，其特征在于还具备：

通知部，通知所述附属设备识别部所得出的所述被安装的附属设备的识别结果。