DE112015006346T5

DE112015006346T5 - Bildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE112015006346T5
Application number: DE112015006346.3T
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Deguchi; Shun Saito; Hiroyoshi Yamaguchi; Shun Kawamoto; Taiki Sugawara
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-12-07
Also published as: CN107250724A; US10533305B2; WO2017056267A1; CN107250724B; KR20170105627A; JPWO2017056267A1; JP6507257B2; US20180080197A1

Abstract

Eine erste Stereokamera (50) weist einen ersten Bildaufnahme-Abschnitt (51) und einen zweiten Bildaufnahme-Abschnitt (52) auf, der in einer Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers an der rechten Seite des ersten Bildaufnahme-Abschnitts (51) angeordnet ist. Eine zweite Stereokamera (60) weist einen dritten Bildaufnahme-Abschnitt (61) und einen vierten Bildaufnahme-Abschnitt (62) auf, der in einer Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers an der rechten Seite des dritten Bildaufnahme-Abschnitts (61) angeordnet ist. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt (51) und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt (61) bilden eine linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt (52) und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt (62) bilden eine rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Beim Einsatz eines Arbeitsfahrzeugs ändert sich die vorhandene Topographie mit dem Fortschritt der Arbeit. Daher sollten Daten der vorhandenen Topographie parallel zum Fortschritt der Arbeit erfasst werden. Abstandsmessung mittels einer Stereokamera ist ein Mittel, das zum Erfassen von Daten vorhandener Topographie zur Verfügung steht.
Vorgeschlagen worden ist eine herkömmliche Erdbewegungsmaschine, die eine Stereokamera enthält, die einen ersten Bildaufnahmeabschnitt und einen zweiten Bildaufnahmeabschnitt sowie eine Einrichtung zum Ändern einer Richtung der Bildaufnahme mit der Stereokamera aufweist (siehe z. B. die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-36243 (Patentdokument 1)). Des Weiteren ist eine Erdbewegungsmaschine vorgeschlagen worden, die ein Stereobild mittels einer Vielzahl von Stereokameras erfasst, die an einem Fahrzeugkörper angebracht sind (siehe z. B. die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2014-215039 (Patentdokument 2)).
Patentdokument 2 offenbart eine Methode, mit der eine Position eines Hindernisses über einen ausgedehnten Bereich bestimmt wird, indem eine Vielzahl von Stereokameras, die jeweils mit zwei miteinander synchronisierten Kameras ausgeführt sind, in einem vorgegebenen Abstand zueinander an einem Fahrzeugkörper angebracht werden.
LISTE DER ANFÜHRUNGEN

PATENTDOKUMENT 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-36243
PATENTDOKUMENT 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2014-215039

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Um Produktivität beim Ausführen von Vorgängen an einem Bauprojekt zu verbessern, sollte zu bearbeitende vorhandene Topographie genau und effizient bestimmt werden und sollte ein zu bearbeitendes Objekt auf Basis sowohl einer geplanten Topographie, die ein Soll-Relief des zu bearbeitenden Objektes ist, als auch einer vorhandenen Topographie ausgeführt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Bildaufnahmevorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, ein genaues Bild einer zu bearbeitenden vorhandenen Topographie aufzunehmen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die Entwickler der vorliegenden Erfindung haben die vorliegende Erfindung auf Basis einer Erkenntnis dahingehend geschaffen, dass, um Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten zu verbessern, die durch Bildaufnahme mit einer Stereokamera entstehen, den Prinzipien der Triangulation zufolge ein Zwischenraum zwischen zwei Bildaufnahme-Abschnitten, die die Stereokamera bilden, vorzugsweise größer ist.
Eine Bildaufnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung befindet sich an einem Arbeitsfahrzeug. Das Arbeitsfahrzeug weist einen Fahrzeug-Hauptkörper auf. Die Bildaufnahmevorrichtung enthält eine erste an dem Fahrzeug-Hauptkörper angebrachte Stereokamera und eine zweite an dem Fahrzeug-Hauptkörper angebrachte Stereokamera. Die erste Stereokamera weist einen ersten Bildaufnahme-Abschnitt und einen zweiten Bildaufnahme-Abschnitt auf, der in einer Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers an einer rechten Seite des ersten Bildaufnahme-Abschnitts angeordnet ist. Die zweite Stereokamera weist einen dritten Bildaufnahme-Abschnitt und einen vierten Bildaufnahme-Abschnitt auf, der in einer Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers an der rechten Seite des dritten Bildaufnahme-Abschnitts angeordnet ist. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt bilden eine linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt bilden eine rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet.
Bei der Bildaufnahmevorrichtung sind der erste Bildaufnahme-Abschnitt, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers von links nach rechts aufeinanderfolgend angeordnet.
Bei der Bildaufnahmevorrichtung ist ein Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers größer als ein Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt und dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt und größer als ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt.
Das Arbeitsfahrzeug weist bei der Bildaufnahmevorrichtung des Weiteren ein Führerhaus auf. Das Führerhaus weist ein Paar vorderer Säulen auf. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind näher an beiden der vorderen Säulen angeordnet als an einer Mitte des Führerhauses in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers.
Das Arbeitsfahrzeug weist bei der Bildaufnahmevorrichtung des Weiteren ein Führerhaus auf. Das Führerhaus hat ein vorderes Fenster. Die erste Stereokamera und die zweite Stereokamera sind an einem oberen Rand des vorderen Fensters in dem Führerhaus angeordnet.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht, die schematisch einen Aufbau eines Hydraulikbaggers in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Schema eines Hydraulikkreises, der bei dem in 1 gezeigten Hydraulikbaggers eingesetzt wird.
3 ist eine Darstellung, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Hydraulikzylinder, einem Positions-Sensor und einer Steuereinrichtung des in 1 gezeigten Hydraulikbaggers zeigt.
4 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein oberer Vorderkantenabschnitt in einem Führerhaus von hinten zu sehen ist.
5 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der obere Vorderkantenabschnitt in einem Führerhaus von hinten zu sehen ist.
6 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand der Anbringung einer Stereokamera an einem Trägerabschnitt zeigt.
7 ist eine Perspektivansicht, die einen Überblick über eine Konstruktion eines vorderen Fensters zeigt.
8 ist eine schematische Darstellung eines Bildaufnahme-Abschnitts einer ersten Stereokamera, von einer Seite gesehen.
9 ist eine schematische Darstellung eines Bildaufnahme-Abschnitts einer zweiten Stereokamera, von der Seite gesehen.
10 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich der Bildaufnahme mit der Stereokamera zeigt.
11 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich der Bildaufnahme mit der Stereokamera zeigt.
12 ist eine schematische Darstellung des Bildaufnahme-Abschnitts der Stereokamera, in Draufsicht gesehen.
13 ist ein Funktionsdiagramm, das eine Konfiguration eines Systems für Synthese von Stereobild-Daten zeigt.
14 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Synthese von Bilddaten zeigt.
15 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für Topographie zeigt, deren Bild aufgenommen wird.
16 ist eine Darstellung, die beispielhafte Bildaufnahme mittels jedes Bildaufnahme-Abschnitts darstellt.
17 ist eine Darstellung, die beispielhafte Bildaufnahme mittels jedes Bildaufnahme-Abschnitts darstellt.
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erzeugen von Daten auf Basis einer Ausführungsform darstellt.
19 ist eine schematische Darstellung, die Bewegung einer Arbeitsausrüstung aus einem Blickwinkel der Stereokamera heraus zeigt.
20 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf den Trägerabschnitt zeigt.
21 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf den Trägerabschnitt zeigt.
22 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf einen Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt.
23 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf den Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt.
24 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf den Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt.
25 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf den Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt.
26 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf den Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird ein Aufbau eines Hydraulikbaggers in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht, die schematisch einen Aufbau eines Hydraulikbaggers 1 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Hauptbestandteile von Hydraulikbagger 1 in der vorliegenden Ausführungsform sind eine Fahr-Einheit 2, eine Dreh-Einheit 3 und eine Arbeitsausrüstung 4. Ein Fahrzeug-Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 besteht aus Fahr-Einheit 2 und Dreh-Einheit 3.
Fahr-Einheit 2 weist ein aus einer linken und einer rechten Raupenkette 2a bestehendes Paar auf. Hydraulikbagger 1 ist so aufgebaut, dass er selbstfahrend ist, wenn die linke und die rechte Raupenkette 2a drehend angetrieben werden.
Dreh-Einheit 3 ist drehbar an Fahr-Einheit 2 angebracht. Die Hauptbestandteile von Dreh-Einheit 3 sind ein Führerhaus 5, eine Motorhaube 6 sowie ein Gegengewicht 7.
Führerhaus 5 ist an einer vorderen linken Seite von Dreh-Einheit 3 (einer Vorderseite des Fahrzeugs) angeordnet. Eine Fahrerkabine ist im Inneren von Führerhaus 5 ausgebildet. Die Fahrerkabine ist ein Raum für eine Bedienungsperson, die Hydraulikbagger 1 bedient. Ein Fahrersitz 8 zum Sitzen für eine Bedienungsperson ist in der Fahrerkabine angeordnet. Eine Antenne 9 befindet sich an einer Oberseite von Dreh-Einheit 3.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Positionsbeziehungen zwischen den Komponenten so beschrieben, dass Arbeitsausrüstung 4 als der Bezugspunkt dient.
Ein Ausleger 4a von Arbeitsausrüstung 4 bewegt sich um einen Auslegerbolzen herum drehend in Bezug auf Dreh-Einheit 3. Eine Bewegungsbahn eines bestimmten Abschnitts von Ausleger 4a, der in Bezug auf Dreh-Einheit 3 geschwenkt wird, so beispielsweise eines vorderen Endabschnitts von Ausleger 4a hat eine Bogenform, und eine den Bogen einschließende Ebene ist vorgegeben. Bei Draufsicht auf Hydraulikbagger 1 stellt sich die Ebene als eine gerade Linie dar. Eine Richtung, in der diese gerade Linie verläuft, ist eine Längsrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers des Arbeitsfahrzeugs oder eine Längsrichtung von Dreh-Einheit 3, und wird im Folgenden der Einfachheit halber auch als die Längsrichtung bezeichnet. Eine Querrichtung (eine Richtung in der Fahrzeugbreite) des Fahrzeug-Hauptkörpers oder eine Querrichtung von Dreh-Einheit 3 ist eine Richtung, die in Draufsicht im rechten Winkel zu der Längsrichtung ist, und wird im Folgenden der Einfachheit halber auch als die Querrichtung bezeichnet. Die Querrichtung ist eine Richtung, in der sich der Auslegerbolzen erstreckt. Eine Höhenrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers bzw. eine Höhenrichtung von Dreh-Einheit 3 ist eine Richtung im rechten Winkel zu der Ebene, die durch die Längsrichtung und die Querrichtung gebildet wird, und wird im Folgenden der Einfachheit halber auch als die Höhenrichtung bezeichnet.
Eine Seite in der Längsrichtung, an der Arbeitsausrüstung 4 von dem Fahrzeug-Hauptkörper vorsteht, ist als nach vorn gerichtet definiert, und eine Richtung entgegengesetzt zu dieser Richtung ist als nach hinten gerichtet definiert. Eine rechte Seite und eine linke Seite in der Querrichtung sind beim Blick nach vorn als nach rechts gerichtet bzw. nach links gerichtet definiert. Eine Seite in der Höhenrichtung, an der sich der Boden befindet, ist als eine untere Seite definiert, und eine Seite, an der sich der Himmel befindet, ist als eine obere Seite definiert.
Die Längsrichtung bezieht sich auf eine Längsrichtung einer Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 8 in Führerhaus 5 sitzt. Die Querrichtung bezieht sich auf eine Querrichtung der Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 8 sitzt. Die Höhenrichtung bezieht sich auf eine Höhenrichtung der Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 8 sitzt. Eine Richtung, in die die auf Fahrersitz 8 sitzende Bedienungsperson blickt, ist als die Vorwärtsrichtung definiert, und eine Richtung hinter der auf Fahrersitz 8 sitzenden Bedienungsperson ist als die Rückwärtsrichtung definiert. Eine rechte Seite und eine linke Seite für die auf Fahrersitz 8 sitzende Bedienungsperson sind als nach rechts gerichtet bzw. nach links gerichtet definiert. Eine Seite der Füße der auf Fahrersitz 8 sitzenden Bedienungsperson ist als eine untere Seite definiert, und eine Seite des Kopfes ist als eine obere Seite definiert.
Motorhaube 6 und Gegengewicht 7 sind an einer hinteren Seite von Dreh-Einheit 3 (eine hintere Seite des Fahrzeugs) angeordnet. Motorhaube 6 ist so eingerichtet, dass sie wenigstens einen Motorraum von oben abdeckt. Eine Motor-Einheit (z. B. ein Motor und eine Abgasbehandlungs-Einheit) ist in dem Motorraum aufgenommen. Gegengewicht 7 ist hinter dem Motorraum angeordnet, um den Fahrzeug-Hauptkörper bei Aushub oder dergleichen im Gleichgewicht zu halten.
Arbeitsausrüstung 4 ist für Arbeiten bestimmt, wie beispielsweise für Aushub von Boden. Arbeitsausrüstung 4 ist an der vorderen Seite von Dreh-Einheit 3 angebracht. Arbeitsausrüstung 4 weist beispielsweise Ausleger 4a, einen Stiel 4b, einen Löffel 4c sowie Hydraulikzylinder 4d, 4e und 4f auf. Arbeitsausrüstung 4 kann angetrieben werden, wenn Ausleger 4a, Stiel 4b und Löffel 4c von den jeweiligen Hydraulikzylindern 4f, 4e und 4d angetrieben werden.
Ein unterer Endabschnitt von Ausleger 4a ist mit Dreh-Einheit 3 mit dem dazwischen befindlichen Auslegerbolzen gekoppelt. Ausleger 4a kann um den Auslegerbolzen herum gedreht werden. Ein hinterer Endabschnitt von Stiel 4b ist mit einem vorderen Endabschnitt 4a mit einem dazwischen befindlichen Stielbolzen gekoppelt. Stiel 4b kann um den Stielbolzen herum gedreht werden. Löffel 4c ist mit einem vorderen Endabschnitt 4b mit einem dazwischen befindlichen Löffelbolzen gekoppelt. Löffel 4c kann um den Löffelbolzen herum gedreht werden.
Arbeitsausrüstung 4 befindet sich an der rechten Seite von Führerhaus 5. Die Anordnung von Führerhaus 5 und Arbeitsausrüstung 4 ist nicht auf das in 1 gezeigte Beispiel beschränkt, und beispielsweise kann sich Arbeitsausrüstung 4 an der linken Seite von Führerhaus 5 befinden, das an einer vorderen rechten Seite von Dreh-Einheit 3 angeordnet ist.
Ein Drehgeber 15 ist an Ausleger 4a angebracht. Drehgeber 15 gibt ein Impuls-Signal aus, das einem Schwenkwinkel von Stiel 4b in Bezug auf Ausleger 4a entspricht. Auch an dem Fahrzeug-Hauptkörper ist ein Drehgeber angebracht. Der an dem Fahrzeug-Hauptkörper angebrachte Drehgeber gibt ein Impuls-Signal aus, das einem Schwenkwinkel von Ausleger 4a in Bezug auf den Fahrzeug-Hauptkörper entspricht.
Führerhaus 5 enthält einen Dachabschnitt, der so angeordnet ist, dass er Fahrersitz 8 abdeckt, sowie eine Vielzahl von Säulen, die den Dachabschnitt stützen. Zu der Vielzahl von Säulen gehören eine vordere Säule 40, eine hintere Säule 46 sowie eine Mittelsäule 44. Die vordere Säule 40 ist in einem Eckenabschnitt von Führerhaus 5 vor Fahrersitz 8 angeordnet. Die hintere Säule 46 ist in einem Eckenabschnitt von Führerhaus 5 hinter Fahrersitz 8 angeordnet. Mittelsäule 44 ist zwischen der vorderen Säule 40 und der hinteren Säule 46 angeordnet. Jede Säule hat ein unteres Ende, das mit einem Bodenabschnitt von Führerhaus 5 verbunden ist, sowie ein oberes Ende, das mit dem Dachabschnitt von Führerhaus 5 verbunden ist.
Zu der vorderen Säule 40 gehören eine rechte Säule 41 und eine linke Säule 42. Die rechte Säule 41 ist an der vorderen rechten Ecke von Führerhaus 5 angeordnet. Die linke Säule 42 ist an der vorderen linken Seite von Führerhaus 5 angeordnet. Arbeitsausrüstung 4 ist an der rechten Seite von Führerhaus 5 angeordnet. Die rechte Säule 41 ist an einer Seite nahe an Arbeitsausrüstung 4 angeordnet. Die linke Säule 42 ist an einer von Arbeitsausrüstung 4 entfernten Seite angeordnet.
Ein Raum, der von der rechten Säule 41, der linken Säule 42 und einem Paar hinterer Säulen 46 umgeben ist, bildet einen Innenraum in Führerhaus 5. Fahrersitz 6 ist in dem Innenraum in Kabine 5 aufgenommen. Fahrersitz 8 ist im Wesentlichen in einem mittigen Abschnitt an dem Bodenabschnitt von Kabine 5 angeordnet. Eine Tür, über die eine Bedienungsperson in Führerhaus 5 einsteigt und aus ihm aussteigt, befindet sich an einer linken Seitenfläche von Führerhaus 5.
Ein vorderes Fenster 47 ist zwischen der rechten Säule 41 und der linken Säule 42 angeordnet. Das vordere Fenster 47 ist vor einem Fahrersitz 8 angeordnet. Das vordere Fenster 47 besteht aus einem transparenten Material. Eine auf Fahrersitz 8 sitzende Bedienungsperson kann die Außenumgebung von Führerhaus 5 über das vordere Fenster 47 visuell wahrnehmen. Beispielsweise kann die auf Fahrersitz 8 sitzende Bedienungsperson durch das vordere Fenster 47 direkt in Löffel 4c, mit dem Boden ausgehoben wird, sowie auf zu bearbeitende vorhandene Topographie blicken.
2 ist ein Schema eines Hydraulikkreises, der bei dem in 1 gezeigten Hydraulikbagger 1 eingesetzt wird. Ein Motor 25 ist in dem Motorraum an einer hinteren Seite von Dreheinheit 3 installiert. Eine Nebenantriebs-Vorrichtung 29 (kurz PTO-Vorrichtung) ist, wie in 2 gezeigt, an Motor 25 angebracht. Eine Vielzahl von Hydraulikpumpen 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b und 34 sind mit der PTO-Vorrichtung gekoppelt.
Hydraulikpumpe 34 führt einem Vorsteuerventil 12, über einen Bedienhebel 13 betätigt, einen Vorsteuerdruck zu. Die anderen Hydraulikpumpen 31a bis 33b führen allen Betätigungseinrichtungen, wie beispielsweise den Hydraulikzylindern 4d, 4e und 4f, die Arbeitsausrüstung 4 antreiben, einem Schwenkmotor, der Dreh-Einheit 3 drehend antreibt, sowie einem linken und einem rechten Fahr-Motor 37a und 37b, die in Fahr-Einheit 2 vorhanden sind, Öl unter Druck zu.
Das von den Hydraulikpumpen 31a und 31b ausgegebene unter Druck stehende Öl wird dem rechten Fahr-Motor 37b, Auslegerzylinder 4f, Stielzylinder 4e und Löffelzylinder 4d über ein Wegeventil 14a des rechten Fahr-Motors, ein Wegeventil 14b des Auslegers, ein Wegeventil 14c des Löffels und ein Wegeventil 14d des Stiels zugeführt. Ein Vorsteuerdruck, der jedem Vorsteuer-Betätigungsabschnitt entspricht, wird von Vorsteuerventil 12 Vorsteuer-Betätigungsabschnitten der Wegeventile 14a bis 14d zugeführt.
Drucksensoren 35a und 35b, die einen Pumpen-Förderdruck erfassen, sind in Druck-Rohrkanälen der Hydraulikpumpen 31a und 31b bzw. der Hydraulikpumpen 32a und 32b vorhanden. Ein Drucksensor 36, der einen Pumpen-Förderdruck erfasst, ist in einem Druck-Rohrkanal der Hydraulikpumpen 33a und 33b vorhanden.
Drucksensoren 16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b, 19a und 19b, die jeweils einen Lastdruck einer Betätigungseinrichtung Wasser erfassen, sind in Rohrkanälen vorhanden, die die Wegeventile 14a bis 14d mit Betätigungseinrichtungen verbinden. Ähnlich wie oben beschrieben ist jeweils ein Drucksensor (nicht dargestellt), der einen Lastdruck erfasst, für den Schwenkmotor und den linken Fahr-Motor 37a vorhanden.
Ein Erfassungssignal von dem Drucksensor wird in Steuereinrichtung 20 eingegeben.
Steuereinrichtung 20 ermittelt eine Last-Frequenz (die eine Häufigkeit des Auftretens für jeden Lastpegel ist und einem Betrag der Last entspricht) der Arbeitsausrüstung bzw. eines Fahr-Antriebsabschnitts für Fahr-Einheit 2 auf Basis eines Lastdruck-Erfassungswertes jeder Betätigungseinrichtung von dem Drucksensor.
Ein Kraftstoffeinspritzmengen-Befehl wird von Motor-Steuereinrichtung 22 in eine Kraftstoffeinspritzpumpe 26 von Motor 25 eingegeben. Ein Erfassungssignal von einem Motordrehzahl-Sensor 27, der an einer Ausgangs-Drehwelle von Motor 25 vorhanden ist, wird als ein Rückkopplungssignal in Motor-Steuereinrichtung 22 eingegeben. Motor-Steuereinrichtung 22 berechnet einen Kraftstoffeinspritzmengen-Befehl und gibt den Befehl aus, um Motor 25 auf Basis eines Rückkopplungssignals für die Motordrehzahl mit einer vorgegebenen Leistung anzutreiben, und gibt die Motordrehzahl sowie einen Kraftstoffeinspritzmengen-Befehl-Ausgangswert an Steuereinrichtung 20 aus.
Steuereinrichtung 20, Motor-Steuereinrichtung 22 und ein Monitor 21 sind über ein bidirektionales Kommunikationskabel 23 miteinander verbunden und bilden ein Kommunikations-Netzwerk in Hydraulikbagger 1. Monitor 21, Steuereinrichtung 20 und Motor-Steuereinrichtung 22 können über Netzwerk-Kommunikationskabel 23 und 23 Informationen zueinander senden und voneinander empfangen. Monitor 21, Steuereinrichtung 20 und Motor-Steuereinrichtung 22 werden hauptsächlich mittels einer Computervorrichtung, wie beispielsweise eines Mikrocomputers, implementiert.
Informationen können zwischen Steuereinrichtung 20 und einer externen Überwachungsstation 76 gesendet und empfangen werden. Steuereinrichtung 20 und Überwachungsstation 76 kommunizieren über Satelliten-Kommunikation miteinander. Ein Kommunikations-Endgerät 71 ist mit Steuereinrichtung 20 verbunden. An der in 1 gezeigten Dreh-Einheit 3 angebrachte Antennen 9 sind mit Kommunikations-Endgerät 71 verbunden.
Eine Kommunikations-Bodenstation 74 kommuniziert mit einem Kommunikations-Satelliten 73 über eine Kommunikations-Standverbindung. Eine Netzwerk-Steuerstation 75 ist über eine Standverbindung mit Kommunikations-Bodenstation 74 verbunden. Überwachungsstation 76 auf dem Boden ist über das Internet oder dergleichen mit Netzwerk-Steuerstation 75 verbunden. So werden Daten zwischen Steuereinrichtung 20 und der vorgegebenen Überwachungsstation 76 über Kommunikations-Endgerät 71, den Kommunikations-Satelliten 73, Kommunikations-Bodenstation 74 und Netzwerk-Steuerstation 75 gesendet und empfangen.
Ausführungs-Vorgabedaten, die mittels 3-D-CAD (three-dimensional computer aided design) erzeugt werden, werden im Voraus in Steuereinrichtung 20 gespeichert. Monitor 21 ist in Führerhaus 5 angeordnet. Monitor 21 kann auf einem Bildschirm eine aktuelle Position eines Hydraulikbaggers 1 und auszuführende vorhandene Topographie in Echtzeit aktualisieren und anzeigen, so dass eine Bedienungsperson stets einen Status der Arbeit mit Hydraulikbagger 1 prüfen kann.
Steuereinrichtung 20 vergleicht Ausführungs-Vorgabedaten, eine Position und eine Stellung von Arbeitsausrüstung 4 und vorhandene Topographie in Echtzeit. Steuereinrichtung 20 steuert Arbeitsausrüstung 4 durch Antreiben des Hydraulikkreises auf Basis eines Vergleichsergebnisses. Das heißt, eine Position von Löffel 4 wird mit einer Position der Ausführung entsprechend Ausführungs-Vorgabedaten abgeglichen, und anschließend wird vorgegebene Ausführung, wie beispielsweise Aushub oder Planierung, durchgeführt. So können, da Arbeitsausrüstung 4 von Hydraulikbagger 1 auf Basis der Ausführungs-Vorgabedaten automatisch gesteuert wird, Effizienz und Genauigkeit der Ausführung verbessert werden, und Bau sowie Ausführung können leicht mit hoher Qualität durchgeführt werden.
3 ist eine Darstellung, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Hydraulikzylinder, einem Positions-Sensor 10 und einer Steuereinrichtung 20 des in 1 gezeigten Hydraulikbaggers 1 zeigt. Positions-Sensor 10, der ein Maß des Hubs eines Hydraulikzylinders als ein Maß der Drehung erfasst, ist, wie in 3 gezeigt, an jedem Hydraulikzylinder (Löffelzylinder 4d, Stielzylinder 4e und Auslegerzylinder 4f) angebracht.
Positions-Sensor 10 ist elektrisch mit Steuereinrichtung 20 verbunden. Steuereinrichtung 20 misst eine Länge des jeweiligen Hubs von Löffelzylinder 4d, Stielzylinder 4e und Auslegerzylinder 4f auf Basis eines Erfassungssignals von Positions-Sensor 10.
Der Hydraulikzylinder weist ein Zylinderrohr sowie eine Zylinderstange auf, die relativ zu dem Zylinderrohr bewegt werden kann. Positions-Sensor 10 weist eine Drehrolle auf, die sich mit einer linearen Bewegung der Zylinderstange dreht. Positions-Sensor 10 misst ein Maß der Verschiebung (eine Länge des Hubs) der Zylinderstange in Bezug auf das Zylinderrohr auf Basis einer Drehgeschwindigkeit und der Anzahl von Umdrehungen der Drehrolle.
4 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein oberer Vorderkantenabschnitt in Führerhaus 5 von hinten zu sehen ist. Ein oberer Abschnitt der rechten Säule 41 schließt sich an einen rechten Dachträger 48a an. Ein oberer Abschnitt der linken Säule 42 schließt sich an einen linken Dachträger 48b an. Der rechte Dachträger 48a überbrückt den oberen Abschnitt der rechten Säule 41 und einen oberen Abschnitt der rechten hinteren Säule 46. Der linke Dachträger 48b überbrückt den oberen Abschnitt der linken Säule 42 und einen oberen Abschnitt der linken hinteren Säule 46. Ein Dachblech 49 bildet den Dachabschnitt von Führerhaus 5.
Ein Trägerabschnitt 90 ist an einem oberen Rand des vorderen Fensters 47 angeordnet. Trägerabschnitt 90 ist, wie weiter unten ausführlich erläutert, an einem oberen Rahmenabschnitt des vorderen Fensters 47 angebracht. Trägerabschnitt 90 erstreckt sich in der Querrichtung zwischen der rechten Säule 41 und der linken Säule 42. Trägerabschnitt 90 ist an einer Vorderkante von Dachblech 49 angeordnet.
Eine linke Verkleidung 81 ist an Trägerabschnitt 90 in der Nähe der linken Säule 42 angebracht. Eine rechte Verkleidung 82 ist an Trägerabschnitt 90 in der Nähe der rechten Säule 41 angebracht. Die linke Verkleidung 81 und die rechte Verkleidung 82 sind hohl. Die linke Verkleidung 81 und die rechte Verkleidung 82 sind so angeordnet, dass sie von Trägerabschnitt 90 nach hinten vorstehen.
Ein Kabel 24 ist in einer Richtung angeordnet, in der sich Trägerabschnitt 90 erstreckt. Kabel 24 verläuft in der Querrichtung an dem oberen Rand des vorderen Fensters 47 entlang und verläuft in der Längsrichtung an dem rechten Dachträger 48a. Kabel 24 ist mit einem Innenraum in der linken Verkleidung 81 und einem Innenraum in der rechten Verkleidung 82 verbunden. Kabel 24 wird von Trägerabschnitt 90 mit einem dazwischen angeordneten Halter 98 (6) getragen.
5 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ähnlich wie in 4 ein oberer Vorderkantenabschnitt in Führerhaus 5 von hinten zu sehen ist. 5 zeigt einen Zustand, in dem die linke Verkleidung 81 und die rechte Verkleidung 82, die in 4 dargestellt sind, von Trägerabschnitt 90 entfernt worden sind. Da die linke Verkleidung 81 und die rechte Verkleidung 82 von Trägerabschnitt 90 entfernt worden sind, sind in 5 ein erster Bildaufnahme-Abschnitt 51 und ein dritter Bildaufnahme-Abschnitt 61, die in der linken Verkleidung 81 aufgenommen sind, sowie ein zweiter Bildaufnahme-Abschnitt 52 und ein vierter Bildaufnahme-Abschnitt 62 dargestellt, die in der rechten Verkleidung 82 aufgenommen sind.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 sind miteinander synchronisiert und bilden eine erste Stereokamera 50. Die erste Stereokamera 50 enthält den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52. Die erste Stereokamera 50 ist eine Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes eines vorderen Bereiches vor dem Fahrzeug-Hauptkörper. Die erste Stereokamera 50 kann beispielsweise ein Bild eines Arbeitsbereiches aufnehmen, in dem Arbeitsausrüstung 4 Arbeiten durchführt. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist in der Querrichtung links von dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 angeordnet. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist in der Querrichtung rechts von dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 angeordnet.
Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind miteinander synchronisiert und bilden eine zweite Stereokamera 60. Die zweite Stereokamera 60 enthält den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62. Die zweite Stereokamera 60 ist eine Bildaufnahme-Vorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes eines vorderen Bereiches vor dem Fahrzeug-Hauptkörper. Die zweite Stereokamera 60 kann beispielsweise ein Bild eines Arbeitsbereiches aufnehmen, in dem Arbeitsausrüstung 4 Arbeiten durchführt. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 ist in der Querrichtung links von dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 angeordnet. Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist in der Querrichtung rechts von dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 angeordnet.
Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind in der Querrichtung ausgerichtet angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahmeabschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind in der Querrichtung ausgerichtet angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind in der Querrichtung von links nach rechts aufeinanderfolgend angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 werden mittels identischer Vorrichtungen implementiert.
Ein Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung ist größer als ein Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 in der Querrichtung. Der Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung ist größer als ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 in der Querrichtung. Ein Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung ist genauso groß wie ein Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 in der Querrichtung.
Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind in Führerhaus 5 an dem oberen Rand des vorderen Fensters 47 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind in Führerhaus 5 an dem oberen Rand des vorderen Fensters 47 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind so angeordnet, dass sie dem vorderen Fenster 47 zugewandt sind.
Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung auf einer unterbrochenen Linie ausgerichtet angeordnet, die in der Querrichtung verläuft und in 5 dargestellt ist. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 der ersten Stereokamera 50 sind in der gleichen Höhe angeordnet. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 der zweiten Stereokamera 60 sind in der gleichen Höhe angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung auf der in 5 dargestellten unterbrochenen Linie ausgerichtet angeordnet.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 bilden eine linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 bilden eine rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist in der in 4 gezeigten linken Verkleidung 81 aufgenommen. Die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist in der in 4 gezeigten rechten Verkleidung 82 aufgenommen. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind in einem Abstand zueinander in der Querrichtung angeordnet.
Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist in der Nähe der linken Säule 42 angeordnet. Ein Abstand zwischen der Mitte von Führerhaus 5 und der linken Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in der Querrichtung ist größer als ein Abstand zwischen der linken Säule 42 und der linken Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist so angeordnet, dass sie sich in der Querrichtung näher an der linken Säule 42 befindet als an der Mitte des Führerhauses 5. Wenn ein Bereich zwischen der Mitte des Führerhauses 5 und der linken Säule 42 in der Querrichtung virtuell in zwei Teilabschnitte in der Querrichtung unterteilt wird, ist die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in einem Bereich der zwei unterteilten Abschnitte angeordnet, der sich näher an der linken Säule 42 befindet. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist so angeordnet, dass sie sich in der Nähe der linken Säule 42 befindet.
Die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist in der Nähe der rechten Säule 41 angeordnet. Ein Abstand zwischen der Mitte von Führerhaus 5 und der rechten Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in der Querrichtung ist größer als ein Abstand zwischen der rechten Säule 41 und der rechten Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist so angeordnet, dass sie sich in der Querrichtung näher an der rechten Säule 41 befindet als an der Mitte des Führerhauses 5. Wenn ein Bereich zwischen der Mitte des Führerhauses 5 und der rechten Säule 41 in der Querrichtung virtuell in zwei Teilabschnitte in der Querrichtung unterteilt wird, ist die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in einem Bereich der zwei unterteilten Abschnitte angeordnet, der sich näher an der rechten Säule 41 befindet. Die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist so angeordnet, dass sie sich in der Nähe der rechten Säule 41 befindet.
Jeder Bildaufnahme-Abschnitt enthält eine optische Verarbeitungs-Einheit, eine Lichtempfangsverarbeitungs-Einheit und eine Bildverarbeitungs-Einheit. Die optische Verarbeitungs-Einheit weist eine Linse zum Bündeln von Licht auf. Eine optische Achse des Bildaufnahme-Abschnitts, die weiter unten beschrieben wird, bezeichnet eine Achse, die durch die Mitte einer Linsenoberfläche hindurch verläuft und senkrecht zu der Linsenoberfläche ist. Die Lichtempfangsverarbeitungs-Einheit weist ein Bildaufnahme-Element auf. Das Bildaufnahme-Element wird beispielsweise mittels eines CMOS implementiert. Das Bildaufnahme-Element weist eine Lichtempfangs-Fläche auf. Die Lichtempfangs-Fläche ist eine Fläche im rechten Winkel zu der optischen Achse. Die Lichtempfangs-Fläche ist plan und rechteckig und so angeordnet, dass sie in vertikaler Richtung langgestreckt ist. Der Bildaufnahme-Abschnitt ist so angeordnet, dass sich eine lange Seite (eine Längsseite) der Lichtempfangs-Fläche des Bildaufnahme-Elementes in einer vertikalen Richtung erstreckt.
6 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand der Anbringung einer ersten Stereokamera 50 und einer zweiten Stereokamera 60 an Trägerabschnitt 90 zeigt. Wie auch unter Bezugnahme auf 5 zu sehen ist, entspricht die rechte Seite in 6 dem nach rechts gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers und entspricht die linke Seite in 6 dem nach links gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers. Trägerabschnitt 90 weist, wie in 6 gezeigt, eine Anbringungs-Winkelschiene 91 auf, die an dem oberen Rahmenabschnitt des vorderen Fensters 47 angebracht ist. Anbringungs-Winkelschiene 91 hat die Form eines Winkelstahls und zwei Seiten, die im Wesentlichen im rechten Winkel zueinander gebogen sind.
Eine Vielzahl von Durchgangslöchern, die durch eine Seite in einer Dickenrichtung hindurch verlaufen, sind an der einen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91 vorhanden. Eine Schraube 95 tritt durch jedes dieser Durchgangslöcher hindurch und wird an dem oberen Rahmenabschnitt des vorderen Fensters 47 befestigt, so dass Anbringungs-Winkelschiene 91 an dem vorderen Fenster 47 angebracht wird.
Ein Anbringungsteil 92 ist an der anderen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91 befestigt. Anbringungsteil 92 hat äußerlich die Form eines rechteckigen Kastens. Eine Fläche von Außenflächen von Anbringungsteil 92 ist in Kontakt mit der einen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91, und eine andere Fläche ist in Kontakt mit der anderen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91. Ein Mutternloch ist in Anbringungsteil 92 vorhanden.
Eine Anbringungsplatte 93 befindet sich an der anderen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91. Trägerabschnitt 90 enthält Anbringungs-Winkelschiene 91, Anbringungsteil 92 sowie Anbringungsplatte 93. Anbringungsplatte 93 hat die Form einer länglichen flachen Platte. Anbringungsplatte 93 erstreckt sich parallel zu einer Richtung, in der sich Anbringungs-Winkelschiene 91 erstreckt. Anbringungsplatte 93 erstreckt sich in einer Richtung im rechten Winkel zu der anderen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91 und parallel zu der einen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91. Anbringungs-Winkelschiene 91 und Anbringungsplatte 93 sind integral miteinander verbunden und haben die Form eines „Π”.
Eine Vielzahl von Durchgangslöchern, die durch Anbringungsplatte 93 in einer Dickenrichtung hindurch verlaufen, sind in Anbringungsplatte 93 vorhanden. Eine Schraube 96 tritt jeweils durch einige der Vielzahl von Durchgangslöchern hindurch und wird in dem Mutternloch angezogen, das in Anbringungsteil 92 vorhanden ist, so dass Anbringungsplatte 93 mit dem dazwischen angeordneten Anbringungsteil 92 an Anbringungs-Winkelschiene 91 befestigt wird. Ein Kantenabschnitt von Anbringungsplatte 93 kann direkt an der anderen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91 befestigt werden.
Ein Träger 101 ist an Anbringungsplatte 93 angebracht. Eine Schraube 97 tritt jeweils durch ein in Träger 101 vorhandenes Durchgangsloch und das in Anbringungsplatte 93 vorhandene Durchgangsloch hindurch und wird in dem in Anbringungsteil 92 vorhandenen Mutternloch angezogen, so dass Träger 101 an Anbringungsplatte 93 befestigt wird. Träger 101 wird an Anbringungs-Winkelschiene 91 befestigt, wobei Anbringungsplatte 93 und Anbringungsteil 92 dazwischen angeordnet sind.
Träger 101 hat die Form eines abgeschrägten „C”. Träger 101 kann ausgebildet werden, indem einander gegenüberliegende Endabschnitte einer länglichen flachen Platte gebogen werden. Träger 101 weist einen befestigten Abschnitt 102, der einen Mittelabschnitt von Träger 101 bildet, einen Vorsprungsabschnitt 103, der ein Ende von Träger 101 bildet, sowie einen Vorsprungsabschnitt 104 auf, der das andere Ende von Träger 101 bildet. Der befestigte Abschnitt 102 ist mit Schraube 97 an Anbringungsplatte 93 befestigt. Vorsprungsabschnitt 103 und Vorsprungsabschnitt 104 sind in Bezug auf den befestigten Abschnitt 102 gebogen und stehen von Anbringungsplatte 93 weg vor.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 der ersten Stereokamera 50 ist an Vorsprungsabschnitt 103 angebracht. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist an einer der Flächen von Vorsprungsabschnitt 103 in Form einer flachen Platte angebracht, die nach rechts gewandt ist. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 der zweiten Stereokamera 60 ist an Vorsprungsabschnitt 104 angebracht. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 ist an einer der Flächen von Vorsprungsabschnitt 104 in Form einer flachen Platte angebracht, die nach rechts gewandt ist.
Ein Träger 111 ist an Anbringungsplatte 93 angebracht. Schraube 97 tritt jeweils durch ein in Träger 111 vorhandenes Durchgangsloch und das in Anbringungsplatte 93 vorhandene Durchgangsloch hindurch und wird in dem in Anbringungsteil 92 vorhandenen Mutternloch angezogen, so dass Träger 111 an Anbringungsplatte 93 befestigt wird. Träger 111 wird an Anbringungs-Winkelschiene 91 befestigt, wobei Anbringungsplatte 93 und Anbringungsteil 92 dazwischen angeordnet sind.
Träger 111 hat die Form eines abgeschrägten „C”. Träger 111 kann ausgebildet werden, indem einander gegenüberliegende Endabschnitte einer länglichen flachen Platte gebogen werden. Träger 111 weist einen befestigten Abschnitt 112, der einen Mittelabschnitt von Träger 111 bildet, einen Vorsprungsabschnitt 113, der ein Ende von Träger 111 bildet, sowie einen Vorsprungsabschnitt 114 auf, der das andere Ende von Träger 111 bildet. Der befestigte Abschnitt 112 ist mit Schraube 97 an Anbringungsplatte 93 befestigt. Vorsprungsabschnitt 113 und Vorsprungsabschnitt 114 sind in Bezug auf den befestigten Abschnitt 112 gebogen und stehen von Anbringungsplatte 93 weg vor.
Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 der ersten Stereokamera 50 ist an Vorsprungsabschnitt 113 angebracht. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist an einer der Flächen von Vorsprungsabschnitt 113 in Form einer flachen Platte angebracht, die nach rechts gewandt ist. Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 der zweiten Stereokamera 60 ist an Vorsprungsabschnitt 114 angebracht. Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist an einer der Flächen von Vorsprungsabschnitt 114 in Form einer flachen Platte angebracht, die nach rechts gewandt ist.
7 ist eine Perspektivansicht, die einen Überblick über eine Konstruktion eines vorderen Fensters 47 zeigt. Das vordere Fenster 47 ist so ausgebildet, dass ein rechteckiger umschließender Rahmenkörper, der von einem oberen Rahmenabschnitt 47a, einem linken Rahmenabschnitt 47b, einem rechten Rahmenabschnitt 47c und einem nicht dargestellten unteren Rahmenabschnitt gebildet wird, einen äußeren Rand eines transparenten Materials, wie beispielsweise Hartglas, umschließt.
Der obere Rahmenabschnitt 47a des vorderen Fensters 47 ist, wie in 7 gezeigt, mit einer Vielzahl von Auflagen 47s versehen. Es sind so viele Aufnahmen 47a wie in der einen Seite der in 6 gezeigten Anbringungs-Winkelschiene 91 vorhandene Durchgangslöcher vorhanden. Es sind so Auflagen 47s wie in 6 gezeigte Schrauben 95 vorhanden. Ein Mutterloch ist in Auflage 47s vorhanden. Schraube 95 tritt durch jedes in der einen Seite von Anbringungs-Winkelschiene 91 vorhandene Durchgangsloch hindurch und wird an Auflage 47s angezogen, so dass Anbringungs-Winkelschiene 91 an Auflage 47s angebracht wird.
Durch Anbringung von Anbringungs-Winkelschiene 91 an Auflage 47s sind der gesamte Trägerabschnitt 90, die an Trägerabschnitt 90 angebrachten Träger 101 und 111, der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61, die an Träger 101 angebracht sind, sowie der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62, die an Träger 111 angebracht sind, am oberen Rand des vorderen Fensters 47 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 bilden die erste Stereokamera 50. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 bilden die zweite Stereokamera 60. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind, wie in 5 gezeigt, an dem oberen Rand des vorderen Fensters 47 in Führerhaus 5 angeordnet.
8 ist eine schematische Darstellung der ersten Stereokamera 50, von einer Seite gesehen. Die linke Seite in 8 steht für eine vordere Seite des Fahrzeug-Hauptkörpers, die rechte Seite in 8 steht für eine hintere Seite des Fahrzeug-Hauptkörpers, eine obere Seite in 8 steht für eine obere Seite des Fahrzeug-Hauptkörpers, und eine untere Seite in 8 steht für eine untere Seite des Fahrzeug-Hauptkörpers. Die Querrichtung in 8 steht für die Längsrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers, und die Höhenrichtung in 8 steht für die Höhenrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers. 8 zeigt von den Bildaufnahme-Abschnitten, die die erste Stereokamera 50 bilden, nur den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52. Eine optische Achse AX2, die in 8 mit einer Strichpunktlinie dargestellt ist, kennzeichnet eine optische Achse des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52.
Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist, wie in 8 gezeigt, so angeordnet, dass er dem vorderen Fenster 47 zugewandt ist. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist in einem Winkel angeordnet, in dem er zu der vorderen Seite von Führerhaus 5 nach unten gerichtet ist. Die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 bildet einen gegenüber einer horizontalen Richtung vor Führerhaus 5 nach unten gerichteten Winkel. Die optische Achse AX2 ist in einem Depressionswinkel vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
Obwohl 8 stellvertretend von den Bildaufnahme-Abschnitten, die die erste Stereokamera 50 bilden, den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 zeigt, ist der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 in Seitenansicht an der gleichen Position angeordnet wie der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52. In der Seitenansicht erstreckt sich eine optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in der gleichen Richtung wie die in 8 gezeigte optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52. Die optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 ist in einem Depressionswinkel vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
9 ist eine schematische Darstellung der zweiten Stereokamera 60, von der Seite gesehen. 9 zeigt den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 der zweiten Stereokamera 60 anstelle des in 8 gezeigten zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52. 9 zeigt von den Bildaufnahme-Abschnitten, die die zweite Stereokamera 60 bilden, nur den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62. Eine optische Achse AX4, die in 9 mit einer Strichpunktlinie dargestellt ist, kennzeichnet eine optische Achse des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62.
Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist, wie in 9 gezeigt, so angeordnet, dass er dem vorderen Fenster 47 zugewandt ist. Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist in einem Winkel angeordnet, in dem er zu der vorderen Seite von Führerhaus 5 leicht nach unten gerichtet ist. Die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 bildet einen gegenüber einer horizontalen Richtung vor Führerhaus 5 nach unten gerichteten Winkel. Die optische Achse AX4 ist in einem Depressionswinkel vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
Obwohl 9 stellvertretend von den Bildaufnahme-Abschnitten, die die zweite Stereokamera 60 bilden, den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 zeigt, ist der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 in Seitenansicht an der gleichen Position angeordnet wie der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62. In der Seitenansicht erstreckt sich eine optische Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 in der gleichen Richtung wie die in 9 gezeigte optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62. Die optische Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 ist in einem Depressionswinkel vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
Wie aus dem Vergleich zwischen 98 zu ersehen ist, ist die optische Achse der ersten Stereokamera 50 (entsprechend der optischen Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und der optischen Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in den in 8 und 9 gezeigten Seitenansichten) in einem größeren Winkel in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt als die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 (entsprechend der optischen Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und der optischen Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 in den in 8 und 9 gezeigten Seitenansichten). Ein Depressionswinkel der optischen Achse der ersten Stereokamera 50 ist größer als der Depressionswinkel der optischen Achse der zweiten Stereokamera 60.
10 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und einen Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 zeigt. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind, wie oben beschrieben, in einem oberen vorderen Abschnitt in Führerhaus 5 angeordnet. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung angeordnet. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 überlappen einander, wie in 10 gezeigt, in der Seitenansicht. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind an Positionen angeordnet, die einander in der Seitenansicht überlappen.
Die in 10 gezeigte optische Achse AX2 kennzeichnet die unter Bezugnahme auf 8 beschriebene optische Achse des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52. Eine optische Achse AX1 steht für die optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und erstreckt sich in der in 10 gezeigten Seitenansicht in einer Richtung, die die gleiche ist wie die der in der Seitenansicht in 10 gezeigten optischen Achse AX2. Die in 10 gezeigte optische Achse AX4 kennzeichnet die unter Bezugnahme auf 9 beschriebene optische Achse des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62. Eine optische Achse AX3 steht für die optische Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und erstreckt sich in einer Richtung, die die gleiche ist wie die der in der Seitenansicht in 10 gezeigten optischen Achse AX4.
Der in 10 gezeigte Hydraulikbagger führt mit Arbeitsausrüstung 4 Arbeiten an einer Böschung T1 durch. Böschung T1 ist die Bodenfläche, die in Bezug auf die Höhenrichtung zwischen der oberen Bodenfläche T4 und der unteren Bodenfläche T5 geneigt ist. Eine Böschungskrone T2 bezeichnet ein oberstes Ende von Böschung T1. Ein Böschungsfuß T3 bezeichnet ein unterstes Ende von Böschung T1. Böschungskrone T2 definiert eine Grenze zwischen Böschung T1 und der oberen Bodenfläche T4. Böschungsfuß T3 definiert eine Grenze zwischen Böschung T1 und der unteren Bodenfläche T5.
Ein Bereich, der mit diagonalen Linien schraffiert ist, die in 10 von oben rechts nach unten links verlaufen, steht für einen Bereich innerhalb eines Blickwinkels in einer vertikalen Ebene der ersten Stereokamera 50, die an Hydraulikbagger 1 installiert ist, der sich auf einer horizontalen Ebene befindet. Die erste Stereokamera 50 nimmt ein Bild der Topographie auf, die in diesem Blickwinkel eingeschlossen ist. Der in 10 gezeigte Bildaufnahme-Bereich R1 steht für einen ersten Bildaufnahme-Bereich in der vertikalen Ebene, dessen Bild mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommen wird. Bildaufnahme-Bereich R1 schließt einen Teil der unteren Bodenfläche T5, Böschungsfuß T3 und einen Teil von Böschung T1 ein.
Ein Bereich, der mit diagonalen Linien schraffiert ist, die in 10 von oben links nach unten rechts verlaufen, steht für einen Bereich innerhalb eines Blickwinkels in einer vertikalen Ebene der zweiten Stereokamera 60, die an Hydraulikbagger 1 installiert ist, der sich auf einer horizontalen Ebene befindet. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild der Topographie auf, die in diesem Blickwinkel eingeschlossen ist. Der in 10 gezeigte Bildaufnahme-Bereich R2 steht für einen zweiten Bildaufnahme-Bereich in der vertikalen Ebene, dessen Bild mit der zweiten Stereokamera 60 aufgenommen wird. Bildaufnahme-Bereich R2 schließt einen Teil von Böschung T1 ein.
Ein Depressionswinkel der optischen Achse der ersten Stereokamera 50 (entsprechend der optischen Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und der optischen Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in der in 10 gezeigten Seitenansicht) ist größer als ein Depressionswinkel der optischen Achse der zweiten Stereokamera 60 (entsprechend der optischen Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und der optischen Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 in der in 10 gezeigten Seitenansicht). Daher nimmt die erste Stereokamera 60 ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R1 unterhalb auf. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 oberhalb auf. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 oberhalb von Bildaufnahme-Bereich R1 auf, dessen Bild mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommen wird.
Bildaufnahme-Bereich R1 überlappt sich mit Bildaufnahme-Bereich R2. Ein oberer Randabschnitt von Bildaufnahme-Bereich R1 und ein unterer Randabschnitt von Bildaufnahme-Bereich R2 überlappen einander. Ein Blickwinkel der ersten Stereokamera 50 und ein Blickwinkel der zweiten Stereokamera 60 überlappen einander teilweise. Blickwinkel des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51, des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52, des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 überlappen einander teilweise. Ein unterer Rand von Bildaufnahme-Bereich R1 und ein oberer Rand von Bildaufnahme-Bereich R2 bilden einen Winkel von ungefähr 90° (in 10 ist, um Betrachtung der Figur zu erleichtern, ein Winkel dargestellt, der kleiner ist als 90°). Wenn ein vertikaler Blickwinkel von ungefähr 90° eingestellt ist, kann ein Bild eines Bereichs aufgenommen werden, der einen Arbeitsbereich einschließt, in dem Arbeitsausrüstung 4 von Hydraulikbagger 1 Arbeiten durchführt.
11 ist eine schematische Darstellung, die ähnlich wie 10 einen Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 in der vertikalen Ebene und einen Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 in der vertikalen Ebene zeigt. Der in 11 gezeigte Hydraulikbagger 1 führt Arbeiten an einer planen Fläche T6 durch, deren Topographie sich von der in 10 gezeigten Topographie mit Böschung T1 unterscheidet.
Ein Depressionswinkel der optischen Achse der ersten Stereokamera 50 (entsprechend der optischen Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und der optischen Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in der in 11 gezeigten Seitenansicht) ist größer als ein Depressionswinkel der optischen Achse der zweiten Stereokamera 60 (entsprechend der optischen Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und der optischen Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 in der in 11 gezeigten Seitenansicht). Daher nimmt die erste Stereokamera 50 ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R1 relativ nahe an dem Fahrzeug-Hauptkörper auf. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 relativ weit von dem Fahrzeug-Hauptkörper entfernt auf. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 außerhalb von Bildaufnahme-Bereich R1 auf, dessen Bild von der ersten Stereokamera 50 aufgenommen wird. Bildaufnahme-Bereich R1 überlappt sich mit Bildaufnahme-Bereich R2. Mit Bildaufnahme-Bereich R2 kann ein Bild eines Bereiches aufgenommen werden, der weiter von dem Fahrzeug-Hauptkörper entfernt ist als der Arbeitsbereich, in dem Arbeitsausrüstung 4 Arbeiten durchführt.
12 ist eine schematische Darstellung des ersten bis vierten Bildaufnahme-Abschnitts der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60, in Draufsicht gesehen. 12 zeigt schematisch einen Zustand, in dem Trägerabschnitt 90, der in Führerhaus 5 angebracht ist, der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62, die von Trägerabschnitt 90 getragen werden, sowie Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht betrachtet werden. Die rechte Seite in 12 entspricht dem nach rechts gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers, die linke Seite in 12 entspricht dem nach links gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers, die Oberseite in 12 entspricht dem nach vorn gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers, und die untere Seite in 12 entspricht dem nach hinten gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers.
12 zeigt jeweilige optische Achsen AX1, AX2, AX3 und AX4 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51, des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52, des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62, wie sie oben beschrieben sind. 12 zeigt eine Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 mit einer Strichpunktlinie. Eine Linie, die in Draufsicht in einer Richtung verläuft, in der sich Arbeitsausrüstung 4 erstreckt, und die durch die Mitte von Arbeitsausrüstung 4 in einer Richtung einer kurzen Seite im rechten Winkel zu der Richtung verläuft, in der sie sich erstreckt, ist als Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 definiert. Da Arbeitsausrüstung 4 in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, schwenkbar an der vorderen Seite von Dreh-Einheit 3 gelagert ist, verläuft Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in der Längsrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers.
Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in der Draufsicht, wie in 12 gezeigt, in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Die optischen Achsen AX1 und AX2 verlaufen in einer Richtung, in der sie sich Arbeitsausrüstung 4 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper zur Vorderseite hin in der Draufsicht nähern. Die optischen Achsen AX1 und AX2 schneiden Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht vor dem Fahrzeug-Hauptkörper.
Die optische Achse der ersten Stereokamera 50 in der Draufsicht ist als eine Verlaufsrichtung einer geraden Linie definiert, die durch einen Schnittpunkt der optischen Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und der optischen AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 hindurch verläuft, einen zwischen der optischen Achse AX1 und der optischen Achse AX2 ausgebildeten Winkel in zwei gleiche Teilabschnitte unterteilt und durch einen Punkt zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 hindurch verläuft.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist an einer Position angeordnet, die in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers weiter von Arbeitsausrüstung 4 entfernt ist als der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52. Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in Draufsicht in voneinander verschiedenen Winkeln hinsichtlich der Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Ein Neigungswinkel der optischen Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist größer als ein Neigungswinkel der optischen Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 sind so angeordnet, dass, statt dass die optischen Achsen AX1 und AX2 parallel zueinander sind, die optischen Achsen AX1 und AX2 einander vor dem Fahrzeug-Hauptkörper schneiden. Daher überlappt sich der Bereich der Bildaufnahme mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 zuverlässig mit dem Bereich der Bildaufnahme mit dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52. So können, selbst wenn der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet sind, zuverlässig paarige Bilder eines mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommenen Objektes erfasst werden und kann ein dreidimensionales Bild eines Objektes, dessen Bild aufgenommen wird, zuverlässig konstruiert werden, indem die paarigen Bilder Stereo-Verarbeitung unterzogen werden.
13 ist ein Funktionsdiagramm, das eine Konfiguration eines Systems für Synthese von Bilddaten unter Verwendung der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 zeigt. Die erste Stereokamera 50 weist, wie in 13 gezeigt, den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 auf. Die zweite Stereokamera 60 weist den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 auf.
Die erste Stereokamera 50 ist elektrisch mit Steuereinrichtung 20 verbunden. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 nehmen miteinander synchronisiert ein Bild eines vorderen Bereiches vor dem Fahrzeug-Hauptkörper (in 10 und 11 gezeigter Bildaufnahme-Bereich R1) auf. Mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 aufgenommene zweidimensionale Bilder werden in Steuereinrichtung 20 eingegeben. Steuereinrichtung 20 überträgt Daten über zwei zweidimensionale Eingabebilder zu der externen Überwachungsstation 76.
Überwachungsstation 76 weist einen Stereo-Matching-Abschnitt 761 auf. Mit Stereo-Matching-Abschnitt 761 wird ein Teil des Systems zur Erzeugung von Bilddaten implementiert. Stereo-Matching-Abschnitt 761 unterzieht die gleichzeitig mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 aus verschiedenen Winkeln aufgenommenen zweidimensionalen Bilder Stereo-Matching und berechnet Bilddaten über eine dreidimensionale Form des vorderen Bereiches, dessen Bild aufgenommen wird. Das heißt, Stereo-Matching-Abschnitt 761 ermittelt eine dreidimensionale Form des vorderen Bereiches durch Berechnen eines Abstandes von dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 zu dem vorderen Bereich, dessen Bild aufgenommen wird, und eines Abstandes von dem zweiten Bildaufnahme-Bereich 52 zu dem vorderen Bereich unter Verwendung von Prinzipien der Triangulation auf Basis einer Parallaxe zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52.
Die zweite Stereokamera 60 ist elektrisch mit Steuereinrichtung 20 verbunden. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 nehmen miteinander synchronisiert ein Bild eines vorderen Bereiches vor dem Fahrzeug-Hauptkörper (in 10 und 11 gezeigter Bildaufnahme-Bereich R2) auf. Mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 aufgenommene zweidimensionale Bilder werden in Steuereinrichtung 20 eingegeben. Steuereinrichtung 20 überträgt Daten über zwei zweidimensionale Eingabebilder zu der externen Überwachungsstation 76.
Überwachungsstation 76 weist einen Stereo-Matching-Abschnitt 762 auf. Mit Stereo-Matching-Abschnitt 762 wird ein Teil des Systems zur Erzeugung von Bilddaten implementiert. Stereo-Matching-Abschnitt 762 unterzieht die gleichzeitig mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 aus verschiedenen Winkeln aufgenommenen zweidimensionalen Bilder Stereo-Matching und berechnet Bilddaten über eine dreidimensionale Form des vorderen Bereiches, dessen Bild aufgenommen wird. Das heißt, Stereo-Matching-Abschnitt 761 ermittelt eine dreidimensionale Form des vorderen Bereiches durch Berechnen eines Abstandes von dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 zu dem vorderen Bereich, dessen Bild aufgenommen wird, und eines Abstandes von dem vierten Bildaufnahme-Bereich 62 zu dem vorderen Bereich unter Verwendung von Prinzipien der Triangulation auf Basis einer Parallaxe zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62.
Die zweite Stereokamera 60 nimmt, wie unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschrieben, ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 oberhalb oder außerhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 auf. Der obere Randabschnitt von Bildaufnahme-Bereich R1 überlappt sich mit dem unteren Randabschnitt von Bildaufnahme-Bereich R2. Daher zeigt die in Stereo-Matching-Abschnitt 762 ermittelte dreidimensionale Form Topographie oberhalb oder außerhalb der in Stereo-Matching-Abschnitt 761 ermittelten dreidimensionalen Form des vorderen Bereiches. Der untere Randabschnitt der in Stereo-Matching-Abschnitt 762 ermittelten dreidimensionalen Form und der obere Randabschnitt der in Stereo-Matching-Abschnitt 761 ermittelten dreidimensionalen Form haben eine übereinstimmende Form.
Überwachungsstation 76 weist des Weiteren einen Abschnitt 763 für Synthese oberer und unterer Stereo-Bilddaten auf. Abschnitt 763 für Synthese oberer und unterer Stereo-Bilddaten synthetisiert durch Stereo-Matching-Abschnitt 761 berechnete Bilddaten und durch Stereo-Matching-Abschnitt 762 berechnete Bilddaten. Bilddaten werden synthetisiert, indem Bilddaten auf Basis relativer Positionen der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 auf ein Koordinatensystem der anderen Bilddaten projiziert werden. Zwei Bilddaten-Elemente werden synthetisiert, indem sie vertikal so ausgerichtet werden, dass gemeinsame dreidimensionale Formen einander überlappen. So können über einen ausgedehnten Bereich synthetisierte Bilddaten, die von Böschungsfuß T3 bis zu Böschungskrone T2 der in 10 gezeigten Böschung T1 reichen, erzeugt werden.
14 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Synthese von Bilddaten zeigt. Ein in 14 gezeigtes erzeugtes Bild I1 repräsentiert ein mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 der ersten Stereokamera 50 aufgenommenes zweidimensionales Bild. Ein erzeugtes Bild I2 repräsentiert ein mit dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 der ersten Stereokamera 50 aufgenommenes zweidimensionales Bild. Ein erzeugtes Bild I3 präsentiert ein mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 der zweiten Stereokamera 60 aufgenommenes zweidimensionales Bild. Ein erzeugtes Bild I4 repräsentiert ein mit dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 der zweiten Stereokamera 60 aufgenommenes zweidimensionales Bild.
Die erzeugten Bilder I1 bis I4 sind, wie in 14 schematisch und detaillierter in 16 und 17 gezeigt, wie weiter unten beschrieben sind, vertikal langgestreckt. Da, wie oben beschrieben, die Lichtempfangs-Flächen der Bildaufnahme-Elemente der Bildaufnahme-Abschnitte in Längsrichtung angeordnet sind, sind mit den jeweiligen Bildaufnahme-Abschnitten aufgenommene erzeugte Bilder I1 bis I4 vertikal langgestreckt. Jeder Bildaufnahme-Abschnitt ist so ausgeführt, dass er ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind so ausgeführt, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen können.
Ein Parallaxen-Bild D1 repräsentiert ein Bild, das mittels Stereo-Matching-Verarbeitung des erzeugten Bildes I1 und des erzeugten Bildes I2 generiert wird. Ein Parallaxen-Bild D2 repräsentiert ein Bild, das mittels Stereo-Matching-Verarbeitung des erzeugten Bildes I3 und des erzeugten Bildes I4 generiert wird. Durch Berechnen eines Parallaxen-Wertes zwischen Pixeln in dem erzeugten Bild I1 und Pixeln in dem erzeugten Bild I2 wird Parallaxen-Bild D1 geschaffen. Durch Berechnen eines Parallaxen-Wertes zwischen Pixeln in dem erzeugten Bild I3 und dem erzeugten Bild I4 wird Parallaxen-Bild D2 geschaffen.
Topographie-Daten T sind Bilddaten, die dreidimensional vorhandene Topographie vor dem Fahrzeug-Hauptkörper zeigen und ermittelt werden, indem Parallaxen-Bild D1 und Parallaxen-Bild D2 miteinander synthetisiert werden. Wenn Parallaxen-Bild D1 und Parallaxen-Bild D2 miteinander synthetisiert werden und dabei die Bilder vertikal ausgerichtet werden, werden über einen ausgedehnten Bereich miteinander synthetisierte Topographie-Daten T erzeugt, die von Böschungsfuß T3 bis zu Böschungskrone T2 der in 10 gezeigten Böschung T1 reichen. Die Topographie-Daten T schließen eine dreidimensionale Form vorhandener Topographie vor dem Fahrzeug-Hauptkörper ein.
15 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für Topographie zeigt, von der ein Bild aufgenommen wird. Die in 15 gezeigte Topographie weist ähnlich wie die unter Bezugnahme auf 10 beschriebene Topographie Böschung T1 auf. Böschung T1 ist in Bezug auf die Höhenrichtung zwischen der oberen Bodenfläche T4 und der unteren Bodenfläche T5 geneigt. Eine Grenze zwischen Böschung T1 und der oberen Bodenfläche T4 ist als eine Böschungskrone T2 definiert, und eine Grenze zwischen Böschung T1 und der unteren Bodenfläche T5 ist als ein Böschungsfuß T3 definiert.
16 ist eine Darstellung, die beispielhafte Bildaufnahme mittels jedes Bildaufnahme-Abschnitts darstellt. 16(a) zeigt ein zweidimensionales Bild, das durch Bildaufnahme der in 15 gezeigten Topographie mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 entsteht.
16(b) zeigt ein zweidimensionales Bild, das durch Bildaufnahme der in 15 gezeigten Topographie mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 entsteht. 16(c) zeigt ein zweidimensionales Bild, das durch Bildaufnahme der in 15 gezeigten Topographie mit dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 entsteht. 16(d) zeigt ein zweidimensionales Bild, das durch Bildaufnahme der in 15 gezeigten Topographie mit dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 entsteht.
Bilder, die mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 aufgenommen werden, die die erste Stereokamera 50 bilden, schließen, wie in 16(a) und 16(c) gezeigt, sowohl Böschungskrone T2 als auch Böschungsfuß T3 ein. Ein mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommenes Bild schließt die gesamte Böschung T1 in einer Höhenrichtung ein.
Bilder, die mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 aufgenommen werden, die die zweite Stereokamera 60 bilden, schließen, wie in 16(b) und 16(d) gezeigt, Böschungskrone T2, jedoch nicht Böschungsfuß T3 ein. Ein mit der zweiten Stereokamera 60 aufgenommenes Bild enthält einen oberen Endabschnitt von Böschung T1 in der Höhenrichtung sowie Topographie oberhalb von Böschung T1.
Ein oberer Randabschnitt des mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommenen Bildes und ein unterer Randabschnitt des mit der zweiten Stereokamera 60 aufgenommenen Bildes haben eine übereinstimmende Form. Der Bildaufnahme-Bereich der ersten Stereokamera 50 und der Bildaufnahme-Bereich der zweiten Stereokamera 60 schließen einen überlappenden Bereich ein. Daher können, wenn das mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommene Bild und das mit der zweiten Stereokamera 60 aufgenommene Bild miteinander synthetisiert werden und diese Bilder vertikal auf das unterhalb befindliche, mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommene Bild und das oberhalb befindliche, mit der zweiten Stereokamera 60 aufgenommene Bild ausgerichtet werden, über einen ausgedehnten Bereich miteinander synthetisierte Bilddaten, die von der unteren Bodenfläche T5 unterhalb von Böschung T1 bis zu der oberen Bodenfläche T4 oberhalb von Böschung T1 reichen, erzeugt werden.
17 ist eine Darstellung, die beispielhafte Bildaufnahme mittels jedes Bildaufnahme-Abschnitts darstellt. Obwohl 17 ein Bild zeigt, das durch Aufnahme der gleichen Topographie wie bei der in 16 gezeigten Bildaufnahme entsteht, ist Arbeitsausrüstung 4 in den mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 aufgenommenen Bildern eingeschlossen. Arbeitsausrüstung 4 ist in dem Blickwinkel der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 vorhanden. Da Arbeitsausrüstung 4 einen Teil der vorhandenen Topographie von Böschung T1 verbirgt, lässt sich vorhandene Topographie auch mit der in 17 gezeigten Bildaufnahme nicht exakt ermitteln. Ein Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten, das genauere Erzeugung von Bilddaten über einen vorderen Bereich vor dem Fahrzeug-Hauptkörper ermöglicht, wird im Folgenden beschrieben.
18 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erzeugen von Daten auf Basis einer Ausführungsform darstellt. Zunächst wird Arbeitsausrüstung 4, die sich, wie in 17 gezeigt, innerhalb eines Blickwinkels der Stereokamera befindet, aus dem Blickwinkel heraus bewegt (Schritt S1). 19 ist eine schematische Darstellung, die Bewegung von Arbeitsausrüstung 4 aus einem Blickwinkel der Stereokamera heraus zeigt. 19(a) zeigt Hydraulikbagger 1, dessen Arbeitsausrüstung 4 Arbeiten durchführt, und 19(b) zeigt Hydraulikbagger 1 in einem Zustand, in dem sich Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel der Stereokamera heraus bewegt hat.
Die in 2 und 3 gezeigte Steuereinrichtung 20 misst eine Länge des Hubs von Löffelzylinder 4d, Stielzylinder 4e sowie Auslegerzylinder 4f auf Basis eines Erfassungssignals von Positions-Sensor 10. Steuereinrichtung 20 bestimmt eine aktuelle Position von Arbeitsausrüstung 4 auf Basis der Länge des Hubs jedes Hydraulikzylinders. Einrichtung 20 stellt auf Basis der aktuellen Position von Arbeitsausrüstung 4 und eines Sollwertes für den Blickwinkel der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 fest, ob sich Arbeitsausrüstung 4 innerhalb eines Blickwinkels der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 befindet.
Wenn festgestellt wird, dass sich Arbeitsausrüstung 4 innerhalb des Blickwinkels der Stereokamera befindet, veranlasst Steuereinrichtung 20, dass Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel der Stereokamera heraus bewegt wird. Das heißt, Steuereinrichtung 20 sendet ein Betätigungssignal zu Wegeventil 14b des Auslegers und Wegeventil 14d des Stiels, die in 2 dargestellt sind, um so Ausleger 4a und Stiel 4b anzuheben. Steuereinrichtung 20 empfängt ein Erfassungssignal, das anzeigt, dass Stielzylinder 4e das Ende des Hubs an einer Einfahr-Seite erreicht hat, und ein Erfassungssignal, das anzeigt, dass Auslegerzylinder 4f das Ende des Hubs an der Einfahr-Seite erreicht hat, von in 3 gezeigten Positions-Sensoren 10. Steuereinrichtung 20, die diese Erfassungssignale empfangen hat, erkennt Bewegung von Arbeitsausrüstung 4 bis an eine in 19(b) gezeigte Position und stellt fest, dass sich Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel der Stereokamera heraus bewegt hat.
Dann wird ein Bild aufgenommen (Schritt S2). Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, die die erste Stereokamera 50 bilden, sowie der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62, die die zweite Stereokamera 60 bilden, nehmen vollständig synchronisiert Bilder des vorderen Bereiches vor dem Fahrzeug-Hauptkörper auf. Da sich Arbeitsausrüstung 4 in dem vorhergehenden Schritt S1 aus dem Blickwinkel der Stereokameras heraus bewegt hat, erscheint Arbeitsausrüstung 4, wie in 16 gezeigt, nicht in den aufgenommenen Bildern. Die Bildaufnahmevorrichtung nimmt ein Bild des vorderen Bereiches auf, wobei Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel heraus bewegt worden ist.
Anschließend wird Stereo-Matching durchgeführt (Schritt S3). Das in 16(a) gezeigte, mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 aufgenommene Bild (entspricht dem erzeugten Bild I1 in 14) und das in 16(c) gezeigte, mit dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 aufgenommene Bild (entspricht dem erzeugten Bild I2 in 14) werden Stereo-Matching-Verarbeitung unterzogen, um so Bilddaten des in 14 gezeigten Parallaxen-Bildes D1 zu generieren. Das in 16(b) gezeigte, mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 aufgenommene Bild (entspricht dem erzeugten Bild I3 in 14) und das in 16(d) gezeigte, mit dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 aufgenommene Bild (entspricht dem erzeugten Bild I4 in 14) werden Stereo-Matching-Verarbeitung unterzogen, um so Bilddaten des in 14 gezeigten Parallaxen-Bildes D2 zu generieren.
Anschließend werden Elemente der oberen und unteren Stereo-Bilddaten miteinander synthetisiert (Schritt S4). In Schritt S3 erzeugte Bilddaten von Parallaxen-Bild D1 und Bilddaten von Parallaxen-Bild D2 werden miteinander synthetisiert, wobei sie vertikal so ausgerichtet werden, dass sich das Parallaxen-Bild D1 unterhalb befindet und sich das Parallaxen-Bild D2 oberhalb befindet und die übereinstimmenden Formen einander überlappen. Dabei werden die Bilddaten von Parallaxen-Bild D1 und die Bilddaten von Parallaxen-Bild D2 in einer Längsrichtung aller Bilddaten miteinander synthetisiert. So werden in 14 gezeigte Topographie-Daten T geschaffen.
Anschließend werden Bilddaten angezeigt (Schritt S5). Steuereinrichtung 20 veranlasst den in 2 gezeigten Monitor 21, in Schritt S4 erzeugte Topographie-Daten T vorhandener Topographie anzuzeigen. Monitor 21 zeigt Ausführungs-Vorgabedaten über ein zu bearbeitendes Objekt sowie Topographie-Daten T an, die vorhandene Topographie darstellen. Eine Bedienungsperson kann einen Status der Arbeiten zu dem aktuellen Zeitpunkt prüfen, indem sie die Darstellung auf Monitor 21 in Führerhaus 5 prüft.
Anschließend wird Arbeitsausrüstung 4 in einen Arbeitsbereich hinein bewegt, in dem Arbeiten durchgeführt werden sollen (Schritt S6). Arbeitsausrüstung 4, die, wie in 19(b) gezeigt, während der Bildaufnahme aus dem Blickwinkel der Stereokamera heraus bewegt worden ist, wird zurückgeführt, so dass sie sich wieder innerhalb des Blickwinkels der Stereokamera vor dem Fahrzeug-Hauptkörper befindet. So wird der nächste Arbeitsvorgang mit Arbeitsausrüstung 4 vorbereitet. Ein Prozessablauf zum Erzeugen von Bilddaten wird damit beendet (Ende).
Bei der oben dargestellten Ausführungsform wird Bewegung von Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel der Stereokamera heraus auf Basis der Tatsache festgestellt, dass Stielzylinder 4e und Auslegerzylinder 4f das Ende des Hubs an der Einfahr-Seite erreichen. In einer anderen Ausführungsform kann Bewegung von Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel heraus auf Basis der Tatsache festgestellt werden, dass Auslegerzylinder 4f das Ende des Hubs an der Einfahr-Seite erreicht hat und Stielzylinder 4e sowie Löffelzylinder 4d das Ende des Hubs an einer Ausfahr-Seite erreicht haben.
20 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf Trägerabschnitt 90 zeigt. 20 zeigt schematisch Trägerabschnitt 90, den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52, die die erste Stereokamera 50 bilden, den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62, die die zweite Stereokamera 60 bilden, die linke Verkleidung 81 sowie die rechte Verkleidung 82, wie sie unter Bezugnahme auf 4, 5 und 6 beschrieben werden.
Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist, wie in 20 gezeigt, rechts von dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 angeordnet. Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist rechts von dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 bilden die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist in der linken Verkleidung 81 aufgenommen. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 bilden die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist in der rechten Verkleidung 82 aufgenommen. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind in einem Abstand zueinander in der Querrichtung angeordnet.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind in der Querrichtung von links nach rechts aufeinanderfolgend angeordnet. Ein Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung ist größer als ein Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61. Der Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung ist größer als ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62.
21 ist eine schematische Darstellung, die ähnlich wie 20 die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf Trägerabschnitt 90 zeigt. Ähnlich wie in 20 bilden der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte, die in der linken Verkleidung 81 aufgenommen ist. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 bilden die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte, die in der rechten Verkleidung 82 aufgenommen ist. Eine in 21 gezeigte Abwandlung stellt insofern einen Unterschied zu dem in 20 gezeigten Beispiel dar, als Positionen des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 und des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 in der Querrichtung vertauscht sind. Bei der in 21 gezeigten Abwandlung sind der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61, der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung von links nach rechts aufeinanderfolgend angeordnet.
Auch bei der in 21 gezeigten Abwandlung sind die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in einem Abstand zueinander in der Querrichtung angeordnet. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 an der rechten Seite in der linken Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 an der linken Seite in der rechten Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind in einem Abstand zueinander in der Querrichtung angeordnet. Ein Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 in der Querrichtung ist größer als der Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61, die die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte bilden, und größer als ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62, die die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte bilden.
22 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf einen Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt. 22 zeigt schematisch Dreh-Einheit 3, Arbeitsausrüstung 4, Führerhaus 5 sowie Gegengewicht 7, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben werden. 22 zeigt schematisch den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51, den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52, den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind in Führerhaus 5 angeordnet, wie dies auch in 5 dargestellt ist.
Die optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 ist jeweils in der Richtung geneigt, die die Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht kreuzt, die unter Bezugnahme auf 12 beschrieben wird. Die optischen Achsen des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht geneigt. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist an einer Position angeordnet, die in der Querrichtung weiter von Arbeitsausrüstung 4 entfernt ist als der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52. Ein Neigungswinkel des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in Bezug auf die Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist größer als ein Neigungswinkel des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4.
Die optische Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 ist jeweils in der Richtung geneigt, die die Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht kreuzt, die unter Bezugnahme auf 12 beschrieben wird. Die optischen Achsen des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 sind in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht geneigt. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 ist an einer Position angeordnet, die in der Querrichtung weiter von Arbeitsausrüstung 4 entfernt ist als der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62. Ein Neigungswinkel des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 in Bezug auf die Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist größer als ein Neigungswinkel des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4.
23 ist eine schematische Darstellung, die ähnlich wie 22 die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf einen Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt. Obwohl Hydraulikbagger 1 in der bisher beschriebenen Ausführungsform eine erste Stereokamera 50 und eine zweite Stereokamera 60 aufweist, ist keine Beschränkung auf eine derartige Konstruktion beabsichtigt. Hydraulikbagger 1 kann, wie in 23 gezeigt, nur die erste Stereokamera 50 aufweisen.
Die erste Stereokamera 50 weist, wie in 23 gezeigt, den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 auf. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 sind in einem Abstand zueinander in der Querrichtung angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist so angeordnet, dass er sich näher an der in 4 und 5 gezeigten linken Säule 42 befindet als in der Mitte von Führerhaus 5 in der Querrichtung. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist so angeordnet, dass er sich näher an der in 4 und 5 gezeigten rechten Säule 41 befindet als in der Mitte von Führerhaus 5 in der Querrichtung.
In der bisher beschriebenen Ausführungsform ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem jeder Bildaufnahme-Abschnitt, der Stereokamera 50 bildet, in Führerhaus 5 angeordnet ist. Jeder Bildaufnahme-Abschnitt kann auf Dachblech 49 (4 und 5) installiert sein, wobei gleichzeitig die in 20 oder 21 in Draufsicht gezeigte Anordnung beibehalten wird.
24 ist eine schematische Darstellung, die ähnlich wie 23 die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf einen Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt. In der bisher beschriebenen Ausführungsform weist Hydraulikbagger 1 Führerhaus 5 auf und ist jeder Bildaufnahme-Abschnitt, der eine Stereokamera bildet, an Führerhaus 5 angebracht. Hydraulikbagger 1 muss nicht notwendigerweise Führerhaus 5 aufweisen. Hydraulikbagger 1 ist nicht auf Spezifikationen dahingehend beschränkt, dass eine Bedienungsperson Hydraulikbagger 1 besteigt und Hydraulikbagger 1 betätigt, sondern er kann von außen ferngesteuert betätigt werden. In diesem Fall weist Hydraulikbagger 1, da kein Führerhaus 5 für eine Bedienungsperson erforderlich ist, Führerhaus 5 nicht auf.
Die Querrichtung und die Längsrichtung von Hydraulikbagger 1 ohne Führerhaus 5 bezeichnen die gleichen Richtungen wie die Querrichtung und die Längsrichtung, wie sie für den bisher beschriebenen Hydraulikbagger 1 definiert sind, der Führerhaus 5 aufweist. Die Längsrichtung bezeichnet eine Richtung, in der sich in Draufsicht eine Ebene erstreckt, auf der Arbeitsausrüstung 4 arbeitet. Die Längsrichtung bezeichnet eine Ebene in Draufsicht, die Ausleger 4a von Arbeitsausrüstung 4 durchläuft, der sich in Bezug auf Dreh-Einheit 3 drehend um den Auslegerbolzen herum bewegt. Die Querrichtung bezeichnet eine Richtung, die in Draufsicht im rechten Winkel zu der Längsrichtung ist.
Auch bei dem in 24 gezeigten Beispiel, bei dem Führerhaus 5 nicht vorhanden ist, ist die Anordnung des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in der Draufsicht die gleiche wie in 23. Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 neigen sich wie in 23 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Haupt-körper in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 auf Arbeitsausrüstung 4 zu. Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Ein Neigungswinkel des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist größer als ein Neigungswinkel des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4.
25 ist eine schematische Darstellung, die ähnlich wie 24 die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf einen Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt. In der bisher beschriebenen Ausführungsform sind der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 links von Arbeitsausrüstung 4 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 können rechts von Arbeitsausrüstung 4 angeordnet sein.
Auch bei dem in 25 gezeigten Beispiel, bei dem die Stereokamera rechts von Arbeitsausrüstung 4 angeordnet ist, neigen sich die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 auf Arbeitsausrüstung 4 zu. Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Ein Neigungswinkel des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist größer als ein Neigungswinkel des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4.
26 ist eine schematische Darstellung, die ähnlich wie 24 und 25 die Anordnung jedes Bildaufnahme-Abschnitts in Bezug auf einen Fahrzeug-Hauptkörper in Draufsicht zeigt. In der bisher beschriebenen Ausführungsform sind sowohl der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 als auch der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 links oder rechts von Arbeitsausrüstung 4 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 können separat links von Arbeitsausrüstung 4 und rechts von Arbeitsausrüstung 4 angeordnet sein.
Auch bei dem in 26 gezeigten Beispiel, bei dem der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 links von Arbeitsausrüstung 4 angeordnet ist und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 rechts von Arbeitsausrüstung 4 angeordnet ist, neigen sich die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 auf Arbeitsausrüstung 4 zu.
Im Folgenden werden eine Funktion und ein Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Hydraulikbagger 1, der ein Beispiel des Arbeitsfahrzeugs in der vorliegenden Ausführungsform darstellt, enthält, wie in 1 gezeigt, den Fahrzeug-Hauptkörper, der aus Fahr-Einheit 2 und Dreh-Einheit 3 besteht, sowie Arbeitsausrüstung 4, die an Dreh-Einheit 3 angebracht ist. Arbeitsausrüstung 4 weist, wie in 12 gezeigt, in Draufsicht Mittelachse C auf. Hydraulikbagger 1 enthält, wie in 5 gezeigt, die erste Stereokamera 50. Die erste Stereokamera 50 ist an Dreh-Einheit 3 angebracht. Die erste Stereokamera 50 weist, wie in 5 gezeigt, den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 auf.
Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 neigen sich mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht auf Arbeitsausrüstung 4 zu. Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in der Richtung geneigt, die Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 vor dem Fahrzeug-Hauptkörper kreuzt.
Um die Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten zu verbessern, die durch Bildaufnahme mit einer Stereokamera entstehen, ist den Prinzipien der Triangulation zufolge ein Zwischenraum zwischen zwei Bildaufnahme-Abschnitten, die die Stereokamera bilden, vorzugsweise größer. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet, und damit wird Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten verbessert, die durch Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 entstehen. Des Weiteren neigen sich in der vorliegenden Ausführungsform der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper in voneinander verschiedenen Neigungswinkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 auf Arbeitsausrüstung 4 zu. So können, wenn auch ein Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 vergrößert wird, Bilder des gleichen Objektes gleichzeitig mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden und kann Produktivität beim Ausführen von Arbeiten an einem Bauobjekt verbessert werden.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist, wie in 12 gezeigt, an einer Position angeordnet, die in der Breitenrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers weiter von Arbeitsausrüstung 4 entfernt ist als der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52. Ein Neigungswinkel der optischen Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist größer als ein Neigungswinkel der optischen Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4. So können der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 gleichzeitig Bilder eines Bereiches vor Arbeitsausrüstung 4 aufnehmen. Daher kann ein genaues Bild zu bearbeitender Topographie, wie beispielsweise mit Arbeitsausrüstung 4 von Hydraulikbagger 1 zu bearbeitender vorhandener Topographie, aufgenommen werden.
Die erste Stereokamera 50 ist, wie in 16 und 17 gezeigt, so ausgeführt, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Ein Bildaufnahme-Element des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und ein Bildaufnahme-Element des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 weisen jeweils eine rechteckige Lichtempfangs-Fläche auf. Die Lichtempfangs-Fläche hat eine lange Seite, die in Längsrichtung relativ langgestreckt ist, und eine kurze Seite, die in Längsrichtung relativ kurz ist, und ist so angeordnet, dass die lange Seite in der vertikalen Richtung verläuft. So kann die erste Stereokamera 50 implementiert werden, die ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Wenn die erste Stereokamera 50 so ausgeführt wird, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann, können mit der ersten Stereokamera 50 gleichzeitig Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild über einen ausgedehnten Bereich zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Hydraulikbagger 1 enthält, wie in 5 gezeigt, des Weiteren die zweite Stereokamera 60. Die zweite Stereokamera 60 ist an Dreh-Einheit 3 angebracht. Die zweite Stereokamera 60 weist, wie in 5 gezeigt, den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 auf.
Die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 neigen sich mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht auf Arbeitsausrüstung 4 zu. Die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 sind in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 62 sind in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in der Richtung geneigt, die Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 vor dem Fahrzeug-Hauptkörper kreuzt.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet, und damit wird Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten verbessert, die durch Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 60 entstehen. Des Weiteren neigen sich in der vorliegenden Ausführungsform der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper in voneinander verschiedenen Neigungswinkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 auf Arbeitsausrüstung 4 zu. So können, wenn auch ein Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 vergrößert wird, Bilder des gleichen Objektes gleichzeitig mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden und kann die Produktivität beim Ausführen von Arbeiten an einem Bauobjekt verbessert werden.
Die erste Stereokamera 50 nimmt, wie in 10 und 11 gezeigt, ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R1 auf. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 auf. Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 befindet sich, wie in 10 gezeigt, oberhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50. Als Alternative dazu befindet sich, wie in 11 gezeigt, Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 außerhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50.
Indem die Bereiche R1 und R2 der Bildaufnahme mit zwei Stereokameras so eingestellt werden, dass sich Bildaufnahme-Bereich R2 oberhalb oder außerhalb von Bildaufnahme-Bereich R1 befindet, können mit zwei Stereokameras gleichzeitig Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild über einen ausgedehnten Bereich zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 der zweiten Stereokamera 60 bilden, wie in 9 bis 11 gezeigt, einen gegenüber der horizontalen Richtung nach unten gerichteten Winkel vor dem Fahrzeug-Hauptkörper. Die zweite Stereokamera 60, die ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 oberhalb oder außerhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 aufnimmt, ist so angeordnet, dass die optischen Achsen AX3 und AX4 einen Depressionswinkel bilden.
Da bei einem Bauprojekt Boden ein zu bearbeitender Gegenstand ist, ist, wenn die zweite Stereokamera 60 so angeordnet wird, dass die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 einen Depressionswinkel bilden, zu bearbeitende Topographie zuverlässig in Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 eingeschlossen. Daher kann ein genaues Bild über einen größeren Bereich zu bearbeitender vorhandener Topographie in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung mit zwei Stereokameras aufgenommen werden.
Die zweite Stereokamera 60 ist, wie in 16 und 17 gezeigt, so ausgeführt, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Ein Bildaufnahme-Element des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und ein Bildaufnahme-Element des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 weisen jeweils eine rechteckige Lichtempfangs-Fläche auf. Die Lichtempfangs-Fläche hat eine lange Seite, die in Längsrichtung relativ langgestreckt ist, und eine kurze Seite, die in Längsrichtung relativ kurz ist, und ist so angeordnet, dass die lange Seite in der vertikalen Richtung verläuft. So kann die zweite Stereokamera 60 implementiert werden, die ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Wenn die zweite Stereokamera 60 so ausgeführt wird, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann, können mit zwei Stereokameras gleichzeitig Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild über einen ausgedehnten Bereich zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind, wie in 5, 10 und 11 gezeigt, an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung angeordnet.
Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 in Führerhaus 5 angeordnet werden, kann, wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 in der Höhenrichtung ausgerichtet angeordnet werden, dies dazu führen, dass durch die Stereokameras ein Sichtfeld einer Bedienungsperson eingeschränkt wird, die sich in Führerhaus 5 befindet. Wenn die Bildaufnahme-Abschnitte der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 an der gleichen Position in der Höhenrichtung angeordnet werden und die Bildaufnahme-Abschnitte in der Querrichtung in Führerhaus 5 ausgerichtet angeordnet werden, kann ein großes Sichtfeld für die Bedienungsperson gewährleistet werden und kann damit die Effizienz der Arbeit der Bedienungsperson verbessert werden.
Hydraulikbagger 1 enthält des Weiteren, wie in 1 gezeigt, Führerhaus 5. Führerhaus 5 ist an Dreh-Einheit 3 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 sind in Führerhaus 5 angeordnet. Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind in Führerhaus 5 angeordnet. Wenn alle Bildaufnahme-Abschnitte in Führerhaus 5 angeordnet werden, kann ein Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie, von einer Position aus gesehen aufgenommen werden, die näher an einem Augenpunkt der in Führerhaus 5 befindlichen Bedienungsperson liegt, und kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden. Des Weiteren kann der Bildaufnahme-Abschnitt vor Vibration, einem herumfliegenden Gegenstand oder störendem Kontakt mit Arbeitsausrüstung 4 geschützt werden, wie sie bei Arbeiten mit Hydraulikbagger 1 auftreten.
Hydraulikbagger 1, der ein Beispiel des Arbeitsfahrzeugs in der vorliegenden Ausführungsform darstellt, weist, wie in 1 gezeigt, den Fahrzeug-Hauptkörper auf, der aus Fahr-Einheit 2 und Dreh-Einheit 3 besteht. Hydraulikbagger 1 ist mit einer Bildaufnahmevorrichtung versehen. Die Bildaufnahmevorrichtung enthält, wie in 5 gezeigt, die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind an Dreh-Einheit 3 angebracht.
Die erste Stereokamera 50 nimmt, wie in 10 und 11 gezeigt, ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R1 auf. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 auf. Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 befindet sich, wie in 10 gezeigt, oberhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50. Als Alternative dazu befindet sich, wie in 11 gezeigt, Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 außerhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50.
Wenn die Bereiche R1 und R2 der Bildaufnahme mit zwei Stereokameras so eingestellt werden, dass sich der Bildaufnahme-Bereich R2 oberhalb oder außerhalb von Bildaufnahme-Bereich R1 befindet, können mit zwei Stereokameras gleichzeitig Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung aufgenommen werden. Daher kann, wenn ein zu bearbeitendes Objekt Böschung T1 einschließt, ein genaues Bild vorhandener Topographie über einen ausgedehnten Bereich in der Höhenrichtung aufgenommen werden. Als Alternative dazu kann, wenn ebener Boden ein zu bearbeitendes Objekt ist, ein genaues Bild vorhandener Topographie über einen ausgedehnten Bereich in der Längsrichtung aufgenommen werden.
Da die Bildaufnahme-Abschnitte von zwei Stereokameras Bilder der Bildaufnahme-Bereiche R1 und R2 gleichzeitig vollständig synchronisiert aufnehmen, können Daten über vorhandene Topographie über einen ausgedehnten Bereich mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 überlappt sich, wie in 10, 11 und 16 gezeigt, mit Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60. Wenn zwei Stereokameras so angeordnet werden, dass der obere Randabschnitt von Bildaufnahme-Bereich R1 den unteren Randabschnitt von Bildaufnahme-Bereich R2 überlappt, können mit zwei Stereokameras gleichzeitig Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung aufgenommen werden.
Hydraulikbagger 1 weist, wie in 1 gezeigt, des Weiteren Arbeitsausrüstung 4 auf, die an Dreh-Einheit 3 angebracht ist. Arbeitsausrüstung 4 hat, wie in 12 gezeigt, in Draufsicht Mittelachse C. Die optische Achse der ersten Stereokamera 50 in Draufsicht wird durch die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 sowie die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 gebildet, die in 12 dargestellt sind. Die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 in Draufsicht wird durch die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 sowie die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 gebildet, die in 12 dargestellt sind.
Die optische Achse der ersten Stereokamera 50 und die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 neigen sich mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in Draufsicht auf Arbeitsausrüstung 4 zu. Die optische Achse der ersten Stereokamera 50 und die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 sind in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Die optische Achse der ersten Stereokamera 50 und die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 sind in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 in der Richtung geneigt, die Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 vor dem Fahrzeug-Hauptkörper kreuzt.
So können Bilder des gleichen Objektes gleichzeitig mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden und kann Produktivität beim Ausführen von Arbeiten an einem Bauprojekt verbessert werden.
Die optische Achse der ersten Stereokamera 50 und die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 bilden, wie in 8 und 9 gezeigt, einen gegenüber der horizontalen Richtung nach unten gerichteten Winkel vor dem Fahrzeug-Hauptkörper. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind so angeordnet, dass ihre optischen Achsen jeweils einen Depressionswinkel bilden.
Da bei einem Bauprojekt Boden ein zu bearbeitender Gegenstand ist, ist, wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 so angeordnet werden, dass eine optische Achse einen Depressionswinkel bildet, zu bearbeitender Boden zuverlässig in Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und Bereich R2 von Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 eingeschlossen. Daher kann ein genaues Bild über einen größeren Bereich zu bearbeitender vorhandener Topographie mit zwei Stereokameras aufgenommen werden.
Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind, wie in 5 gezeigt, in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers ausgerichtet angeordnet.
Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 in Führerhaus 5 angeordnet werden, kann, wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 in der Höhenrichtung ausgerichtet angeordnet werden, dies dazu führen, dass durch die Stereokameras ein Sichtfeld einer Bedienungsperson eingeschränkt wird, die sich in Führerhaus 5 befindet. Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 in der Querrichtung in Führerhaus 5 ausgerichtet angeordnet werden, kann ein großes Sichtfeld für die Bedienungsperson gewährleistet werden und kann damit die Effizienz der Arbeit der Bedienungsperson verbessert werden.
Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind, wie in 5 gezeigt, an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung angeordnet. Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung angeordnet sind, kann ein großes Sichtfeld für die Bedienungsperson gewährleistet werden und kann damit die Effizienz der Arbeit der Bedienungsperson verbessert werden.
Die erste Stereokamera 50 weist, wie in 5 gezeigt, den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 auf. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers rechts von dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 angeordnet. Die zweite Stereokamera 60 weist den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 auf. Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers rechts von dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 bilden die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 bilden die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind, wie in 5 gezeigt, in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet.
Um die Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten zu verbessern, die durch Bildaufnahme mit einer Stereokamera entstehen, ist den Prinzipien der Triangulation zufolge ein Zwischenraum zwischen zwei Bildaufnahme-Abschnitten, die die Stereokamera bilden, vorzugsweise größer. In der vorliegenden Ausführungsform sind die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet. Daher kann Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten verbessert werden, die durch Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 entstehen.
Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind, wie in 16 und 17 gezeigt, so ausgeführt, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen können.
Ein Bildaufnahme-Element des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und ein Bildaufnahme-Element des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 weisen jeweils eine rechteckige Lichtempfangs-Fläche auf. Die Lichtempfangs-Fläche hat eine lange Seite, die in Längsrichtung relativ langgestreckt ist, und eine kurze Seite, die in Längsrichtung relativ kurz ist, und ist so angeordnet, dass die lange Seite in der vertikalen Richtung verläuft. So kann die erste Stereokamera 50 implementiert werden, die ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Ein Bildaufnahme-Element des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und ein Bildaufnahme-Element des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 weisen jeweils eine rechteckige Lichtempfangs-Fläche auf. Die Lichtempfangs-Fläche hat eine lange Seite, die in Längsrichtung relativ langgestreckt ist, und eine kurze Seite, die in Längsrichtung relativ kurz ist, und ist so angeordnet, dass die lange Seite in der vertikalen Richtung verläuft. So kann die zweite Stereokamera 60 implementiert werden, die ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 so ausgeführt werden, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen können, können mit zwei Stereokameras gleichzeitig Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild über einen ausgedehnten Bereich zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Der Fahrzeug-Hauptkörper weist, wie in 1 gezeigt, Führerhaus 5 auf. Die Bildaufnahmevorrichtung ist, wie in 5 gezeigt, an Führerhaus 5 angebracht. Wenn die Bildaufnahmevorrichtung an Führerhaus 5 angebracht wird, kann ein Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie, von einer Position aus gesehen aufgenommen werden, die näher an einem Augenpunkt der in Führerhaus 5 befindlichen Bedienungsperson liegt, und kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Hydraulikbagger 1, der ein Beispiel des Arbeitsfahrzeugs in der vorliegenden Ausführungsform darstellt, weist, wie in 1 gezeigt, den Fahrzeug-Hauptkörper auf, der aus Fahr-Einheit 2 und Dreh-Einheit 3 besteht. Hydraulikbagger 1 ist mit einer Bildaufnahmevorrichtung versehen. Die Bildaufnahmevorrichtung enthält, wie in 5 gezeigt, die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind an Dreh-Einheit 3 angebracht.
Die erste Stereokamera 50 weist, wie in 5 gezeigt, den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 auf. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers rechts von dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 angeordnet. Die zweite Stereokamera 60 weist den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 auf. Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers rechts von dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 angeordnet. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 bilden die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 bilden die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte sind, wie in 5 gezeigt, in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet.
Um die Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten zu verbessern, die durch Bildaufnahme mit einer Stereokamera entstehen, ist den Prinzipien der Triangulation zufolge ein Zwischenraum zwischen zwei Bildaufnahme-Abschnitten, die die Stereokamera bilden, vorzugsweise größer. In der vorliegenden Ausführungsform sind die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet. Daher wird Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten verbessert, die durch Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 entstehen. Daher kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind, wie in 5 gezeigt, in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers von links nach rechts aufeinanderfolgend angeordnet. So kann ein Unterschied zwischen dem Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung und dem Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 in der Querrichtung verringert werden. Üblicherweise können der Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung und der Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 in der Querrichtung gleich groß sein. So kann Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten von der ersten Stereokamera 50 äquivalent zu Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten von der zweiten Stereokamera 60 sein.
Der Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers ist, wie in 5 gezeigt, größer als der Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 in der Querrichtung und größer als der Zwischenraum zwischen dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 in der Querrichtung.
So können der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 zuverlässig in einem großen Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet sein und können der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 zuverlässig in einem großen Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet sein. Damit wird Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten von der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 verbessert. Daher kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Hydraulikbagger 1 weist des Weiteren, wie in 1 gezeigt, Führerhaus 5 auf. Führerhaus 5 weist ein Paar vorderer Säulen 40 auf. Die vordere Säule 40 weist eine rechte Säule 41 und eine linke Säule 42 auf. Die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist, wie in 5 gezeigt, so angeordnet, dass sie sich in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers näher an der linken Säule 42 befindet als an der Mitte von Führerhaus 5. Die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte ist so angeordnet, dass sie sich in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers näher an der rechten Säule 41 befindet als an der Mitte von Führerhaus 5.
Dadurch können die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte zuverlässig in einem großen Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet sein. So wird Genauigkeit von Bildaufnahme-Daten von der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 verbessert. Daher kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden. Da Fahrersitz 8, auf dem eine Bedienungsperson sitzt, im Wesentlichen in dem Mittelabschnitt in Führerhaus 5 angeordnet ist, kann Störung eines Blickfeldes der Bedienungsperson durch den Bildaufnahme-Abschnitt vermieden werden, in dem jeder Bildaufnahme-Abschnitt so angeordnet wird, dass er sich näher an der vorderen Säule 40 befindet, und kann so ein ausgedehntes Blickfeld für die Bedienungsperson gewährleistet werden.
Führerhaus 5 weist, wie in 1 gezeigt, das vordere Fenster 47 auf. Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind, wie in 5 gezeigt, an dem oberen Rand des vorderen Fensters 47 in Führerhaus 5 angeordnet.
Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 in Führerhaus 5 angeordnet werden, kann ein Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie, von einer Position aus gesehen aufgenommen werden, die näher an einem Augenpunkt der in Führerhaus 5 befindlichen Bedienungsperson liegt, und kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden. Des Weiteren können die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 vor Vibration, einem herumfliegenden Gegenstand oder störendem Kontakt mit Arbeitsausrüstung 4 geschützt werden, wie sie bei Arbeiten mit Hydraulikbagger 1 auftreten.
Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 in Führerhaus 5 angeordnet werden, sollte die Anordnung so sein, dass ein Blickfeld einer in Führerhaus 5 befindlichen Bedienungsperson durch die Stereokameras nicht eingeschränkt wird. Wenn die Bildaufnahme-Abschnitte der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 so angeordnet werden, dass sie an dem oberen Rand des vorderen Fensters 47 in der Querrichtung ausgerichtet sind, kann ein ausgedehntes Blickfeld der Bedienungsperson gewährleistet werden und kann Effizienz der Arbeit durch die Bedienungsperson verbessert werden.
Das in 5 gezeigte vordere Fenster 47 ist so konstruiert, dass es unbeweglich ist. Wenn die Stereokamera an dem oberen Rand des vorderen Fensters 47 angeordnet ist und das vordere Fenster 47 geöffnet und geschlossen wird, kann es zum Aufeinandertreffen einer Struktur in Führerhaus 5 mit der Stereokamera kommen und kann jeder Bildaufnahme-Abschnitt der Stereokamera mit der Struktur in Führerhaus 5 kollidieren. Wenn das vordere Fenster 47 so konstruiert ist, dass es unbeweglich ist, kann Kollision jedes Bildaufnahme-Abschnitts der Stereokamera mit der Struktur in Führerhaus 5 vermieden werden. Daher kann unerwartete Verschiebung des Bildaufnahme-Abschnitts verhindert werden und kann der Bildaufnahme-Abschnitt geschützt werden.
Wenn das vordere Fenster 47 unbeweglich ist, schließt dies sowohl ein Beispiel, bei dem das vordere Fenster 47 vollständig an Führerhaus 5 fixiert ist, als auch ein Beispiel ein, bei dem, obwohl das vordere Fenster 47 in Bezug auf Führerhaus 5 bewegt werden kann, eine Struktur zum Bewegen des vorderen Fenster 47 nicht funktioniert und sich daher das vordere Fenster 47 nicht bewegen kann.
Ein Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten für ein Arbeitsfahrzeug, das durch Hydraulikbagger 1 repräsentiert wird. Hydraulikbagger 1 weist, wie in 1 zu sehen ist, Arbeitsausrüstung 4 auf. Hydraulikbagger 1 weist eine Bildaufnahmevorrichtung auf. Die Bildaufnahmevorrichtung nimmt ein Bild eines Arbeitsbereiches auf, in dem Arbeitsausrüstung 4 Arbeiten durchführt. Das Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten schließt, wie in 18 gezeigt, Bewegen von Arbeitsausrüstung 4 aus einem Blickwinkel der Bildaufnahmevorrichtung heraus (Schritt S1), Aufnehmen eines Bildes des Arbeitsbereiches mit der Bildaufnahmevorrichtung, wobei Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel der Bildaufnahmevorrichtung heraus bewegt worden ist (Schritt S2) und Erzeugen von Bilddaten über den Arbeitsbereich ein, dessen Bild aufgenommen worden ist (Schritt S3).
Wenn sich Arbeitsausrüstung 4 in dem Blickwinkel der Bildaufnahmevorrichtung befindet, verbirgt Arbeitsausrüstung 4 einen Teil vorhandener Topographie des Arbeitsbereiches, und daher ist es schwierig, vorhandene Topographie genau zu erfassen. Wenn Bewegen von Arbeitsausrüstung 4 aus dem Blickwinkel der Bildaufnahmevorrichtung heraus (Schritt S1) einbezogen wird, befindet sich Arbeitsausrüstung 4 zum Zeitpunkt der Aufnahme eines Bildes nicht mehr in dem Blickwinkel der Bildaufnahmevorrichtung. Da Arbeitsausrüstung 4 so nicht in einem mit der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenen Bild erscheint, kann ein sehr genaues Bild vorhandener Topographie in dem Arbeitsbereich aufgenommen werden. Daher können Bilddaten des Arbeitsbereiches mit höherer Genauigkeit erzeugt werden.
Die Bildaufnahmevorrichtung weist, wie in 5 gezeigt, die erste Stereokamera 50 auf. Die erste Stereokamera 50 enthält den ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52. Bei einer derartigen Konstruktion kann ein genaues Bild des Arbeitsbereiches mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 aufgenommen werden.
Die Bildaufnahmevorrichtung weist, wie in 5 gezeigt, die zweite Stereokamera 60 auf. Die zweite Stereokamera 60 enthält den dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62. Die erste Stereokamera 50 nimmt, wie in 10 und 11 gezeigt, ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R1 auf. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild von Bildaufnahme-Bereich R2 auf. Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 befindet sich, wie in 10 gezeigt, oberhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50. Als Alternative dazu befindet sich, wie in 11 gezeigt, Bereich R2 der Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 außerhalb von Bereich R1 der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50.
Indem die Bereiche R1 und R2 der Bildaufnahme mit zwei Stereokameras so eingestellt werden, dass sich Bildaufnahme-Bereich R2 oberhalb oder außerhalb von Bildaufnahme-Bereich R1 befindet, können mit zwei Stereokameras Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung gleichzeitig aufgenommen werden. Daher kann, wenn ein zu bearbeitendes Objekt Böschung T1 einschließt, ein genaues Bild über einen ausgedehnten Bereich vorhandener Topographie in der Höhenrichtung aufgenommen werden. Als Alternative dazu kann, wenn ein zu bearbeitendes Objekt flacher Boden ist, ein genaues Bild über einen ausgedehnten Bereich vorhandener Topographie in der Längsrichtung aufgenommen werden.
Erzeugte Bilddaten über den Arbeitsbereich schließen, wie in 14 gezeigt, Topographie-Daten T ein, die eine dreidimensionale Form des Arbeitsbereiches darstellen. Wenn zwei aus Bildaufnahme des Arbeitsbereiches aus unterschiedlichen Winkeln mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 resultierende zweidimensionale Bilder Stereo-Matching-Verarbeitung unterzogen werden, kann vorhandene Topographie über einen ausgedehnten Abschnitt des Arbeitsbereiches dreidimensional wahrgenommen werden.
Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 nehmen, wie in 16 und 17 gezeigt, Bilder des Arbeitsbereiches synchronisiert auf. Da die Bildaufnahme-Bereiche von zwei Stereokameras Bilder von Bildaufnahme-Bereichen R1 und R2 gleichzeitig vollständig synchronisiert aufnehmen, können Daten über vorhandene Topographie über einen ausgedehnten Bereich mit hoher Genauigkeit erfasst werden.
Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind, wie in 16 und 17 gezeigt, so ausgeführt, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen können.
Ein Bildaufnahme-Element des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und ein Bildaufnahme-Element des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 weisen jeweils eine rechteckige Lichtempfangs-Fläche auf. Die Lichtempfangs-Fläche hat eine lange Seite, die in Längsrichtung relativ langgestreckt ist, und eine kurze Seite, die in Längsrichtung relativ kurz ist, und ist so angeordnet, dass die lange Seite in der vertikalen Richtung verläuft. So kann die erste Stereokamera 50 implementiert werden, die ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Ein Bildaufnahme-Element des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und ein Bildaufnahme-Element des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 weisen jeweils eine rechteckige Lichtempfangs-Fläche auf. Die Lichtempfangs-Fläche hat eine lange Seite, die in Längsrichtung relativ langgestreckt ist, und eine kurze Seite, die in Längsrichtung relativ kurz ist, und ist so angeordnet, dass die lange Seite in der vertikalen Richtung verläuft. So kann die zweite Stereokamera 60 implementiert werden, die ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen kann.
Wenn die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 so ausgeführt werden, dass sie ein vertikal langgestrecktes Bild aufnehmen können, können mit zwei Stereokameras gleichzeitig Bilder über einen größeren Bereich in der Höhenrichtung oder der Längsrichtung aufgenommen werden. Daher kann ein genaues Bild über einen ausgedehnten Bereich zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
Das Verfahren zum Erzeugen von Bilddaten schließt, wie in 18 gezeigt, des Weiteren ein, dass mittels Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 erzeugte Bilddaten und mittels Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 erzeugte Bilddaten miteinander in einer Längsrichtung jeder Bilddaten-Einheit synthetisiert werden (Schritt S4). Dadurch können Bilddaten über einen größeren Bereich, der mit vorhandener Topographie in dem Arbeitsbereich zusammenhängt, mit hoher Genauigkeit über Bildaufnahme mit zwei Stereokameras erzeugt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarte Ausführungsform in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend ist. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Vorgaben der Ansprüche und nicht durch die oben stehende Beschreibung definiert und soll jegliche Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs und der Bedeutung äquivalent zu den Vorgaben der Ansprüche einschließen.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1 Hydraulikbagger; 2 Fahr-Einheit; 3 Dreh-Einheit; 4 Arbeitsausrüstung; 5 Führerhaus; 8 Fahrersitz; 20 Steuereinrichtung; 21 Monitor; 40 vordere Säule; 41 rechte Säule; 42 linke Säule; 47 vorderes Fenster; 47a oberer Rahmenabschnitt; 47s Sitz; 50 erste Stereokamera; 51 erster Bildaufnahme-Abschnitt; 52 zweiter Bildaufnahme-Abschnitt; 60 zweite Stereokamera; 61 dritter Bildaufnahme-Abschnitt; 62 vierter Bildaufnahme-Abschnitt; 76 Überwachungsstation; 81 linke Verkleidung; 82 rechte Verkleidung; 90 Trägerabschnitt; 91 Anbringungs-Winkelschiene; 92 Anbringungsteil; 93 Anbringungsplatte; 95, 96, 97 Schraube; 101, 111 Träger; 102, 112 befestigter Abschnitt; 103, 104, 113, 114 Vorsprungsabschnitt; 761, 762 Stereo-Matching-Abschnitt; 763 Abschnitt für Synthese oberer und unterer Stereo-Bilddaten; AX1, AX2, AX3, AX4 optische Achse; C Mittelachse; D1, D2 Parallaxen-Bild; I1, I2, I3, I4 erzeugtes Bild; R1, R2 Bildaufnahme-Bereich; T Topographie-Daten; T1 Böschung; T2 Böschungskrone; T3 Böschungsfuß; T4 obere Bodenfläche; T5 untere Bodenfläche; und T6 plane Fläche.

Claims

Bildaufnahmevorrichtung, die sich an einem Arbeitsfahrzeug befindet, wobei das Arbeitsfahrzeug einen Fahrzeug-Hauptkörper aufweist und die Bildaufnahmevorrichtung umfasst: eine erste an dem Fahrzeug-Hauptkörper angebrachte Stereokamera; und eine zweite an dem Fahrzeug-Hauptkörper angebrachte Stereokamera, wobei die erste Stereokamera einen ersten Bildaufnahme-Abschnitt und einen zweiten Bildaufnahme-Abschnitt aufweist, der in einer Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers an einer rechten Seite des ersten Bildaufnahme-Abschnitts angeordnet ist, die zweite Stereokamera einen dritten Bildaufnahme-Abschnitt und einen vierten Bildaufnahme-Abschnitt aufweist, der in einer Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers an der rechten Seite des dritten Bildaufnahme-Abschnitts angeordnet ist, der erste Bildaufnahme-Abschnitt und der dritte Bildaufnahme-Abschnitt eine linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte bilden, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt eine rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte bilden, und die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte in einem Abstand zueinander in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers angeordnet sind.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Bildaufnahme-Abschnitt, der dritte Bildaufnahme-Abschnitt, der zweite Bildaufnahme-Abschnitt und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers von links nach rechts aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Zwischenraum zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers größer ist als ein Zwischenraum zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt und dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt und größer als ein Zwischenraum zwischen dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt.
Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Arbeitsfahrzeug des Weiteren ein Führerhaus aufweist, das Führerhaus ein Paar vorderer Säulen aufweist, und die linke Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte und die rechte Gruppe der Bildaufnahme-Abschnitte näher an beiden der vorderen Säulen angeordnet sind als an einer Mitte des Führerhauses in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers.
Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Arbeitsfahrzeug des Weiteren ein Führerhaus aufweist, das Führerhaus ein vorderes Fenster hat, und die erste Stereokamera und die zweite Stereokamera an einem oberen Rand des vorderen Fensters in dem Führerhaus angeordnet sind.