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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erdbewegungsmaschine und ein Bildaufnahme-System.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bei Arbeiten, wie beispielsweise Aushub oder Einebnung von Boden mit einer Erdbewegungsmaschine ändert sich 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.
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Bei dem in
WO 2017/056268 A1 offenbarten Arbeitsfahrzeug weist eine an einem Fahrzeug-Hauptkörper angebrachte Stereokamera einen ersten Bildaufnahme-Abschnitt und einen zweiten Bildaufnahme-Abschnitt auf. Eine optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts und eine optische Achse des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts neigen sich in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf eine Mittelachse einer Arbeitsausrüstung in Draufsicht mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper auf die Arbeitsausrüstung zu.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Das oben beschriebene Dokument offenbart ein Verfahren, mit dem die Arbeitsausrüstung angehoben und die Arbeitsausrüstung aus einem Blickwinkel der Stereokamera heraus bewegt wird, bevor Bildaufnahme mit der Stereokamera durchgeführt wird, da keine genaue Kenntnis einer vorhandenen Topographie möglich ist, wenn die Arbeitsausrüstung die vorhandene Topographie verdeckt.
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Die Erfinder sind zu der Erkenntnis gekommen, dass Bildaufnahme möglicherweise weniger genau wird, wenn Bildaufnahme mit der Stereokamera dann durchgeführt wird, wenn die Arbeitsausrüstung an eine hohe Position nach oben geschwenkt ist.
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Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Erdbewegungsmaschine und ein Bildaufnahme-System bereitzustellen, die ein genaues Aufnehmen eines Bildes einer zu bearbeitenden vorhandenen Topographie ermöglichen.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Eine Erdbewegungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Hauptkörper sowie eine an dem Hauptkörper angebrachte Arbeitsausrüstung, wobei die Arbeitsausrüstung in Draufsicht eine Mittelachse hat. Die Erdbewegungsmaschine umfasst eine Bildaufnahmevorrichtung, die einen ersten Bildaufnahme-Abschnitt und einen zweiten Bildaufnahme-Abschnitt enthält. Eine optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts sowie eine optische Achse des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts sind in Draufsicht mit zunehmendem Abstand vom Hauptkörper zur Vorderseite hin in einer Querrichtung des Hauptkörpers in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf die Mittelachse von der Arbeitsausrüstung weg geneigt.
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Ein Bildaufnahme-System gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Erdbewegungsmaschine und eine Steuereinrichtung. Die Erdbewegungsmaschine enthält einen Hauptkörper, eine Arbeitsausrüstung, die einen drehbar an dem Hauptkörper angebrachten Ausleger enthält, und eine an dem Hauptkörper angebrachte Bildaufnahme-Vorrichtung. Die Steuereinrichtung ist so eingerichtet, dass sie Funktion der Erdbewegungsmaschine steuert. Die Steuereinrichtung lässt Bildaufnahme mit der Bildaufnahme-Vorrichtung nicht zu, wenn ein Winkel, der durch den Ausleger in Bezug auf einen Boden gebildet wird, auf dem sich die Erdbewegungsmaschine befindet, nicht kleiner ist als ein vorgegebener erster Winkel.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein genaues Bild zu bearbeitender vorhandener Topographie aufgenommen werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Aufbau eines Hydraulikbaggers auf Basis der Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine Draufsicht auf den in 1 gezeigten Hydraulikbagger.
- 3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein oberer vorderer Randabschnitt in einem Führerhaus von hinten zu sehen ist.
- 4 ist eine Vorderansicht eines oberen Randabschnitts des Führerhauses, von außerhalb des Führerhauses gesehen.
- 5 ist eine schematische Darstellung eines Bildaufnahme-Abschnitts einer ersten Stereokamera, von einer Seite gesehen.
- 6 ist eine schematische Darstellung eines Bildaufnahme-Abschnitts einer zweiten Stereokamera, von der Seite gesehen.
- 7 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich der Bildaufnahme mit der Stereokamera in Querrichtung gesehen zeigt.
- 8 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich der Bildaufnahme mit der Stereokamera in Querrichtung gesehen zeigt.
- 9 ist eine schematische Darstellung des Bildaufnahme-Abschnitts der Stereokamera, in Draufsicht gesehen.
- 10 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich der Bildaufnahme mit der Stereokamera in Draufsicht gesehen zeigt.
- 11 ist eine Seitenansicht des Hydraulikbaggers in einem Zustand, in dem eine Arbeitsausrüstung an die höchste Position angehoben worden ist.
- 12 ist eine Seitenansicht, die einen Einfluss zeigt, den die Arbeitsausrüstung auf die Empfangsumgebung einer Hauptantenne hat.
- 13 ist eine Draufsicht, die den Einfluss zeigt, den die Arbeitsausrüstung auf die Empfangsumgebung der Hauptantenne hat.
- 14 ist eine Seitenansicht, die einen Einfluss zeigt, den die Arbeitsausrüstung auf die Empfangsumgebung einer Zusatzantenne hat.
- 15 ist eine Draufsicht, die den Einfluss zeigt, den die Arbeitsausrüstung auf die Empfangsumgebung der Zusatzantenne hat.
- 16 ist eine Darstellung, die Funktionsblöcke des Hydraulikbaggers auf Basis einer Ausführungsform zeigt.
- 17 ist eine Perspektivansicht, die schematisch einen Aufbau einer Betätigungsvorrichtung zeigt.
- 18 ist eine Seitenansicht, die eine Anordnung der Arbeitsausrüstung zeigt, die die Empfangsumgebung der Antenne nicht beeinflusst.
- 19 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Winkel der Arbeitsausrüstung in Bezug auf den Boden zeigt und darstellt, ob Bildaufnahme zugelassen werden kann.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Bezeichnungen und Funktionen derselben sind ebenfalls die gleichen. Demzufolge wird die ausführliche Beschreibung derselben nicht wiederholt.
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Obwohl in den Ausführungsformen ein Hydraulikbagger 1 vom Typ mit kleinem Schwenkradius als ein Beispiel für eine Erdbewegungsmaschine beschrieben wird, kann das Prinzip der Ausführungsformen auch bei anderen Typen von Erdbewegungsmaschinen angewendet werden.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Aufbau von Hydraulikbagger 1 auf Basis der Ausführungsform zeigt. 2 ist eine Draufsicht auf den in 1 gezeigten Hydraulikbagger 1. Die Hauptbestandteile von Hydraulikbagger 1 in der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 1 und 2 gezeigt, eine Fahr-Einheit 2, eine Dreh-Einheit 3 und eine Arbeitsausrüstung 4. Ein Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 besteht aus Fahr-Einheit 2 und Dreh-Einheit 3.
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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 des Paars drehend angetrieben werden. Dreh-Einheit 3 ist drehbar an Fahr-Einheit 2 angebracht. Die Hauptbestandteile von Dreh-Einheit 3 sind ein Führerhaus 5, eine äußere Abdeckung 6 sowie ein Gegengewicht 7.
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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 zum Sitzen für eine Bedienungsperson ist in der Fahrerkabine angeordnet.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Positionsbeziehung zwischen den Komponenten so beschrieben, dass Arbeitsausrüstung 4 als der Bezugspunkt definiert ist.
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Ein Ausleger 4A von Arbeitsausrüstung 4 bewegt sich in Bezug auf Dreh-Einheit 3 drehend um einen Auslegerbolzen herum. 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.
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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.
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Die Längsrichtung bezieht sich auf eine Längsrichtung einer Bedienungsperson, die auf dem Fahrersitz in Führerhaus 5 sitzt. Die Querrichtung bezieht sich auf eine Querrichtung der auf dem Fahrersitz sitzenden Bedienungsperson. Die Höhenrichtung bezieht sich auf eine Höhenrichtung der Bedienungsperson, die auf dem Fahrersitz sitzt. Eine Richtung, in der die auf dem Fahrersitz sitzende Bedienungsperson gewandt ist, ist als die Vorwärts-Richtung definiert, und eine Richtung hinter der auf dem Fahrersitz sitzenden Bedienungsperson ist als die Rückwärts-Richtung definiert. Eine rechte Seite und eine linke Seite für die auf dem Fahrersitz sitzende und nach vorn gewandte Bedienungsperson sind als nach rechts gerichtet bzw. nach links gerichtet definiert. Eine Seite der Füße der auf dem Fahrersitz sitzenden Bedienungsperson ist als eine untere Seite definiert, und eine Seite des Kopfes ist als eine obere Seite definiert.
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Die äußere Abdeckung 6 weist eine Motorhaube 6A, eine Schmutzabdeckung 6B sowie eine Blechverkleidung 6C auf. Motorhaube 6A, Schmutzabdeckung 6B und Blechverkleidung 6C bilden einen Teil einer oberen Fläche von Dreh-Einheit 3. Motorhaube 6A und Schmutzabdeckung 6B sind so ausgebildet, dass sie geöffnet und geschlossen werden können. Motorhaube 6A und Schmutzabdeckung 6B bestehen aus einem leichten Kunststoffmaterial. Blechverkleidung 6C ist so ausgebildet, dass sie relativ zu Dreh-Einheit 3 unbeweglich ist, und besteht aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise einem Stahlmaterial.
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Motorhaube 6A und Gegengewicht 7 sind an einer hinteren Seite von Dreh-Einheit 3 (einer hinteren Seite des Fahrzeugs) angeordnet. Motorhaube 6A ist so angeordnet, dass sie einen Motorraum von oben und von hinten abdeckt Eine MotorEinheit (z.B. ein Motor und eine Abgasbehandlungs-Einheit) ist in dem Motorraum aufgenommen. Motorhaube 6A ist mit einer Öffnung versehen, die ausgebildet wird, indem ein Teil von Motorhaube 6A weggeschnitten wird. Ein Auspuffrohr 8 zum Ausstoßen des Abgases des Motors an die Luft steht über diese Öffnung oberhalb von Motorhaube 6A vor.
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Gegengewicht 7 ist hinter dem Motorraum angeordnet, um den Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 bei Aushub oder dergleichen im Gleichgewicht zu halten. Hydraulikbagger 1 ist als ein Hydraulikbagger vom Typ mit kleinem Schwenkradius ausgebildet, der einen kleineren Schwenkradius hat. Daher ist eine hintere Fläche von Gegengewicht 7, in Draufsicht gesehen, in einer Bogenform ausgebildet, die auf den Schwenkmittelpunkt von Dreh-Einheit 3 zentriert ist.
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Schmutzabdeckung 6B und Blechverkleidung 6C sind an der rechten Seite von Dreh-Einheit 3 angeordnet. Schmutzabdeckung 6B und Blechverkleidung 6C befinden sich an der rechten Seite von Arbeitsausrüstung 4.
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Arbeitsausrüstung 4 ist für Arbeiten, wie beispielsweise Aushub von Boden, bestimmt. 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.
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Ein unterer Endabschnitt von Ausleger 4A ist mit Dreh-Einheit 3 mit dem dazwischen angeordneten Auslegerbolzen gekoppelt. Ausleger 4A ist so an Dreh-Einheit 3 angebracht, dass er in beiden Richtungen in Bezug auf Dreh-Einheit 3 um den Auslegerbolzen herum gedreht werden kann. Ausleger 4A kann in der Höhenrichtung betätigt werden. Ein hinterer Endabschnitt von Stiel 4B ist mit einem vorderen Endabschnitt von Ausleger 4A mit einem dazwischen angeordneten Stielbolzen gekoppelt. Stiel 4B ist so an Ausleger 4A angebracht, dass er in beiden Richtungen in Bezug auf Ausleger 4A um den Stielbolzen herum gedreht werden kann. Löffel 4C ist mit einem vorderen Endabschnitt von Stiel 4B mit einem dazwischen angeordneten Löffelbolzen gekoppelt. Löffel 4C ist so an Stiel 4B angebracht, dass er in beiden Richtungen in Bezug auf Stiel 4B um den Löffelbolzen herum gedreht werden kann.
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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 und 2 gezeigte Beispiel beschränkt, und Arbeitsausrüstung 4 kann sich beispielsweise an der linken Seite von Führerhaus 5 befinden, das an einer vorderen rechten Seite von Dreh-Einheit 3 angeordnet ist.
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Führerhaus 5 enthält einen Dachabschnitt, der so angeordnet ist, dass er den Fahrersitz abdeckt, sowie eine Vielzahl von Säulen, die den Dachabschnitt stützen. 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 Vielzahl von Säulen gehören eine vordere Säule 40 sowie eine hintere Säule. Die vordere Säule 40 ist in einem Eckenabschnitt von Führerhaus 5 vor dem Fahrersitz angeordnet. Die hintere Säule ist in einem Eckenabschnitt von Führerhaus 5 hinter dem Fahrersitz angeordnet.
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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 Ecke 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.
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Ein Raum, der von der rechten Säule 41, der linken Säule 42 und einem Paar hinterer Säulen umgeben ist, bildet einen Innenraum in Führerhaus 5. Der Fahrersitz ist in dem Innenraum in Führerhaus 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.
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Ein vorderes Fenster 47 ist zwischen der rechten Säule 41 und der linken Säule 42 angeordnet. Das vordere Fenster 47 ist vor dem Fahrersitz angeordnet. Das vordere Fenster 47 besteht aus einem transparenten Material. Eine auf dem Fahrersitz sitzende Bedienungsperson kann die Außenumgebung von Führerhaus 5 über das vordere Fenster 47 visuell wahrnehmen. Beispielsweise kann die auf dem Fahrersitz sitzende Bedienungsperson durch das vordere Fenster 47 direkt in Löffel 4c, mit dem Boden ausgehoben wird, sowie auf zu bearbeitende vorhandene Topographie blicken.
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Ein Paar Antennen 9 ist an Dreh-Einheit 3 angebracht. Die paarigen Antennen 9 befinden sich an der oberen Fläche von Dreh-Einheit 3. Die paarigen Antennen 9 weisen eine Hauptantenne 9A sowie eine Zusatzantenne 9B auf. Hauptantenne 9A ist an Führerhaus 5 mit einem dazwischen befindlichen Träger 10 angebracht. Hauptantenne 9A ist hinter Führerhaus 5 angeordnet. Zusatzantenne 9B befindet sich oberhalb von Blechverkleidung 6C.
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Hauptantenne 9A und Zusatzantenne 9B sind in der Querrichtung voneinander beabstandet und an der hinteren Seite von Dreh-Einheit 3 angeordnet. Von den paarigen Antennen 9 ist Hauptantenne 9A links von Dreh-Einheit 3angeordnet und ist Zusatzantenne 9B rechts von Dreh-Einheit 3 angeordnet. Hauptantenne 9A und Zusatzantenne 9B sind an Positionen angeordnet, an denen Hauptantenne 9A und Zusatzantenne 9B, in Draufsicht gesehen, nicht von Dreh-Einheit 3 vorstehen.
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Ein Spiegel 11A ist an Führerhaus 5 mit einer dazwischen befindlichen Stütze 11B angebracht. Spiegel 11A ist hinter Führerhaus 5 angeordnet.
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Hauptantenne 9A und Spiegel 11A sind hinter einer hinteren Fläche von Führerhaus 5 angeordnet. Hauptantenne 9A und Spiegel 11A sind unterhalb des Dachabschnitts von Führerhaus 5 angeordnet.
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3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein oberer vorderer Randabschnitt 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. Der linke Dachträger 48b überbrückt den oberen Abschnitt der linken Säule 42 und einen oberen Abschnitt der linken hinteren Säule. Ein Dachblech 49 ist zwischen dem rechten Dachträger 48a und dem linken Dachträger 48b angebracht. Dachblech 49 bildet den Dachabschnitt von Führerhaus 5.
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Ein Trägerabschnitt 90 ist an einem oberen Rand des vorderen Fensters 47 angeordnet. Trägerabschnitt 90 ist 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.
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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.
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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 getragen.
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4 ist eine Vorderansicht eines oberen Randabschnitts von Führerhaus 5, von außerhalb von Führerhaus 5 gesehen. Die hohle linke Verkleidung 81 und die hohle rechte Verkleidung 82 sind zur Vorderseite hin offen. Daher sind ein erster Bildaufnahme-Abschnitt 51 sowie ein dritter Bildaufnahme-Abschnitt 61, die in der linken Verkleidung 81 aufgenommen sind, und ein zweiter Bildaufnahme-Abschnitt 52 sowie ein vierter Bildaufnahme-Abschnitt 62, die in der rechten Verkleidung 82 aufgenommen sind, in 4 dargestellt, die den oberen Randabschnitt von Führerhaus 5 von der Vorderseite her gesehen zeigt.
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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 Hydraulikbagger 1. Die erste Stereokamera 50 kann beispielsweise ein Bild einer vorhandenen Topographie vor Hydraulikbagger 1 aufnehmen. Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist in der Querrichtung links von dem Bildaufnahme-Abschnitt 52 angeordnet. Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist in der Querrichtung rechts von dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 angeordnet.
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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 Bildaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen eines Bildes des vorderen Bereiches vor Hydraulikbagger 1. Die zweite Stereokamera 60 kann beispielsweise ein Bild einer vorhandenen Topographie vor Hydraulikbagger 1 aufnehmen. 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.
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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.
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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.
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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 so angeordnet, dass sie dem vorderen Fenster 47 zugewandt sind.
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Die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 sind an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung angeordnet. 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 Bildaufnahmeabschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind an den gleichen Positionen in der Höhenrichtung angeordnet.
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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 linken Verkleidung 81 aufgenommen. 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.
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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 von Führerhaus 5. Wenn ein Bereich zwischen der Mitte von Führerhaus 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 Bereiche angeordnet, der sich nahe 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.
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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 von Führerhaus 5. Wenn ein Bereich zwischen der Mitte von Führerhaus 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 Bereiche 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.
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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, ist 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 ist beispielsweise als ein CMOS-Bildsensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor) 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.
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5 ist eine schematische Darstellung des Bildaufnahme-Abschnitts der ersten Stereokamera 50, von einer Seite gesehen. Die linke Seite in 5 ist eine vordere Seite von Dreh-Einheit 3, die rechte Seite in 5 ist eine hintere Seite von Dreh-Einheit 3, eine obere Seite in 5 ist eine obere Seite von Dreh-Einheit 3, und eine untere Seite in 5 ist eine untere Seite von Dreh-Einheit 3. Die Querrichtung in 5 ist die Längsrichtung von Dreh-Einheit 3, und die Höhenrichtung in 5 ist die Höhenrichtung von Dreh-Einheit 3. 5 zeigt von den Bildaufnahme-Abschnitten, die die erste Stereokamera 50 bilden, nur den zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52. Eine optische Achse AX2, die in 5 mit einer Strichpunktlinie dargestellt ist, kennzeichnet eine optische Achse des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52.
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Der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 ist, wie in 5 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 vor Führerhaus 5 einen gegenüber einer horizontalen Richtung nach unten gerichteten Winkel. Die optische Achse AX2 ist vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in einem Depressionswinkel in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
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Obwohl 5 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 verläuft eine optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in der gleichen Richtung wie die in 5 gezeigte optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52. Die optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 ist vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in einem Depressionswinkel in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
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6 ist eine schematische Darstellung des Bildaufnahme-Abschnitts der zweiten Stereokamera 60, von der Seite gesehen. 6 zeigt den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 der zweiten Stereokamera 60 anstelle des in 5 gezeigten zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52. 6 zeigt von den Bildaufnahme-Abschnitten, die die zweite Stereokamera 60 bilden, nur den vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62. Eine optische Achse AX4, die in 6 mit einer Strichpunktlinie dargestellt ist, kennzeichnet eine optische Achse des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62.
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Der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 ist, wie in 6 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 vor Führerhaus 5 einen gegenüber einer horizontalen Richtung nach unten gerichteten Winkel. Die optische Achse AX4 ist vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in einem Depressionswinkel in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
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Obwohl 6 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 verläuft eine optische Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 in der gleichen Richtung wie die in 6 gezeigte optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62. Die optische Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 ist vor dem Fahrzeug-Hauptkörper in einem Depressionswinkel in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt.
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Wie aus dem Vergleich zwischen 5 und 6 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 5 und 6 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 5 und 6 gezeigten Seitenansichten). Der Depressionswinkel der optischen Achse der ersten Stereokamera 50 ist größer als der Depressionswinkel der optischen Achse der zweiten Stereokamera 60.
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7 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 von der Seite gesehen 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 7 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.
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Die in 7 gezeigte optische Achse AX2 ist die unter Bezugnahme auf 5 beschriebene optische Achse des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52. Eine optische Achse AX1 ist die optische Achse des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und verläuft in einer Richtung, die in der in 7 gezeigten Seitenansicht die gleiche ist wie die der optischen Achse AX2. Die in 7 gezeigte optische Achse AX4 ist die unter Bezugnahme auf 6 beschriebene optische Achse des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62. Eine optische Achse AX3 ist die optische Achse des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und verläuft in einer Richtung, die in der in 7 gezeigten Seitenansicht die gleiche ist wie die der optischen Achse AX4.
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Der in 7 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 ist ein oberstes Ende von Böschung T1. Ein Böschungsfuß T3 ist 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.
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Ein Bereich, der mit diagonalen Linien schraffiert ist, die in 7 von oben rechts nach unten links verlaufen, ist ein Bereich innerhalb eines Blickwinkels der ersten Stereokamera 50, die an Hydraulikbagger 1 installiert ist, der sich auf einer horizontalen Ebene befindet, in einer vertikalen Ebene. Die erste Stereokamera 50 nimmt ein Bild der Topographie auf, die in diesem Blickwinkel eingeschlossen ist. Der in 7 gezeigte Bildaufnahme-Bereich R1 ist ein erster 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.
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Ein Bereich, der mit diagonalen Linien schraffiert ist, die in 7 von oben links nach unten rechts verlaufen, ist ein Bereich innerhalb eines Blickwinkels der ersten Stereokamera 60, die an Hydraulikbagger 1 installiert ist, der sich auf einer horizontalen Ebene befindet, in einer vertikalen Ebene. Die zweite Stereokamera 60 nimmt ein Bild der Topographie auf, die in diesem Blickwinkel eingeschlossen ist. Der in 7 gezeigte Bildaufnahme-Bereich R2 ist ein zweiter 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.
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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 7 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 7 gezeigten Seitenansicht). Daher nimmt die erste Stereokamera 50 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.
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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 7 ist, um Betrachtung der Figur zu erleichtern, ein Winkel dargestellt, der kleiner ist als 90°).
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8 ist eine schematische Darstellung, die ähnlich wie 7 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 von der Seite gesehen zeigt. Der in 8 gezeigte Hydraulikbagger 1 führt Arbeiten an einer planen Fläche T6 durch, deren Topographie sich von der in 7 gezeigten Topographie mit Böschung T1 unterscheidet.
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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 8 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 8 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 mit der ersten Stereokamera 50 aufgenommen wird. Bildaufnahme-Bereich R1 überlappt sich mit Bildaufnahme-Bereich R2.
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9 ist eine schematische Darstellung des ersten bis vierten Bildaufnahme-Abschnitts der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60, in Draufsicht gesehen. 9 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 9 entspricht dem nach rechts gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers, die linke Seite in 9 entspricht dem nach links gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers, die obere Seite in 9 entspricht dem nach vorn gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers, und die untere Seite in 9 entspricht dem nach hinten gerichteten Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers.
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9 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. 9 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, wie in 9 gezeigt, 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.
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Die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 sind in Draufsicht, wie in 9 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 in der Draufsicht mit zunehmendem Abstand zu dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 zur Vorderseite hin von Arbeitsausrüstung 4 entfernen. Die optischen Achsen AX1 und AX2 schneiden Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 hinter dem ersten Bildaufnahmeabschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahmeabschnitt 52.
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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 Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 hindurch verläuft, einen zwischen der optischen Achse AX1 und der optischen Achse AX2 gebildeten Winkel in zwei gleiche Teilabschnitte unterteilt und durch einen Punkt zwischen dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 hindurch verläuft. Sowohl die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 als auch die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 verlaufen in der Richtung, in der sie sich in der Draufsicht mit zunehmendem Abstand zu dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 zur Vorderseite hin von Arbeitsausrüstung 4 entfernen. Daher ist auch die optische Achse der ersten Stereokamera 50 in der Draufsicht in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 so geneigt, dass sie mit zunehmendem Abstand zu dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 zur Vorderseite hin in der Richtung von der Arbeitsausrüstung weg verläuft.
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Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist an einer Position angeordnet, die in der Querrichtung des Hauptkörpers von Hydraulikbagger 1 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 in Bezug auf die 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 kleiner als ein Neigungswinkel der optischen Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4.
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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 Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 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 von Dreh-Einheit 3 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, konstruiert werden, indem die paarigen Bilder Stereo-Verarbeitung unterzogen werden.
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Die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 sind in Draufsicht, wie in 9 gezeigt, in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Die optischen Achsen AX3 und AX4 verlaufen in der Richtung, in der sie sich in der Draufsicht mit zunehmendem Abstand zu dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 zur Vorderseite hin von Arbeitsausrüstung 4 entfernen. Die optischen Achsen AX3 und AX4 schneiden Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 hinter dem dritten Bildaufnahmeabschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahmeabschnitt 62.
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Die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 in der Draufsicht ist als eine Verlaufsrichtung einer geraden Linie definiert, die durch einen Schnittpunkt der optischen Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und der optischen Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 hindurch verläuft, einen zwischen der optischen Achse AX3 und der optischen Achse AX4 gebildeten Winkel in zwei gleiche Teilabschnitte unterteilt und durch einen Punkt zwischen dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 hindurch verläuft. Sowohl die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 als auch die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 verlaufen in der Richtung, in der sie sich in der Draufsicht mit zunehmendem Abstand zu dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 zur Vorderseite hin von Arbeitsausrüstung 4 entfernen. Daher ist auch die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 in der Draufsicht in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 so geneigt, dass sie mit zunehmendem Abstand zu dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 zur Vorderseite hin in der Richtung von der Arbeitsausrüstung weg verläuft.
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Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 ist an einer Position angeordnet, die in der Querrichtung des Hauptkörpers von Hydraulikbagger 1 weiter von Arbeitsausrüstung 4 entfernt ist als der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62. Die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 sind in Draufsicht in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 geneigt. Ein Neigungswinkel der optischen Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist kleiner als ein Neigungswinkel der optischen Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4.
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Der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 sind so angeordnet, dass, statt dass die optischen Achsen AX3 und AX4 parallel zueinander sind, die optischen Achsen AX3 und AX4 einander vor dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 schneiden. Daher überlappt sich der Bereich der Bildaufnahme mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 zuverlässig mit dem Bereich der Bildaufnahme mit dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62. So können, selbst wenn der dritte Bildaufnahme-Abschnitt 61 und der vierte Bildaufnahme-Abschnitt 62 in einem Abstand zueinander in der Querrichtung von Dreh-Einheit 3 angeordnet sind, zuverlässig paarige Bilder eines mit der zweiten Stereokamera 60 aufgenommenen Objektes erfasst werden und kann ein dreidimensionales Bild eines Objektes, dessen Bild aufgenommen wird, konstruiert werden, indem die paarigen Bilder Stereo-Verarbeitung unterzogen werden.
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10 ist eine schematische Darstellung, die einen Bereich der Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 in Draufsicht gesehen zeigt. Ein schraffierter Bereich in 10 kennzeichnet einen Bereich innerhalb eines Blickwinkels der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 in Draufsicht.
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Wie oben beschrieben, sind sowohl die optische Achse der ersten Stereokamera 50 als auch die optische Achse der zweiten Stereokamera 60 in der Draufsicht in Bezug auf die Verlaufsrichtung von Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 so geneigt, dass sie mit zunehmendem Abstand zu dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 zur Vorderseite hin in der Richtung von der Arbeitsausrüstung weg verlaufen. Arbeitsausrüstung 4 ist in den Bereichen von Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 nicht vorhanden. Dadurch wird eine Erscheinung dahingehend, dass Arbeitsausrüstung 4 ein Objekt verdeckt, dessen Bild aufgenommen wird, unabhängig von der Position von Arbeitsausrüstung 4 vermieden.
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Es folgt Beschreibung der durch die Erfinder gewonnenen neuen Erkenntnisse hinsichtlich einer Erscheinung dahingehend, dass sich die Genauigkeit der Bildaufnahme verringert, wenn die Arbeitsausrüstung 4 bei Bildaufnahme mit der Stereokamera nach oben geschwenkt ist. 11 ist eine Seitenansicht von Hydraulikbagger 1 in einem Zustand, in dem Arbeitsausrüstung 4 an die höchste Position angehoben worden ist.
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Der in 11 gezeigte Hydraulikbagger 1 befindet sich auf der planen Fläche T6. Ausleger 4A von Arbeitsausrüstung 4 weist eine hintere Ausleger-Fläche 4A1 auf. Eine in 11 gezeigte gerade Linie L1 gibt eine Richtung an, in der die hintere Ausleger-Fläche 4A1 verläuft, von der Seite gesehen. Ein in 11 gezeigter Winkel θMAX ist ein Winkel, der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 von Ausleger 4A von Arbeitsausrüstung 4, die an die höchste Position geschwenkt ist, in Bezug auf die plane Fläche T6 gebildet wird, die der Boden ist, auf dem sich Hydraulikbagger 1 aktuell befindet. Winkel θMAX ist ein Winkel, der durch die gerade Linie L1 in Bezug auf die plane Fläche T6 gebildet wird.
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12 ist eine Seitenansicht, die einen Einfluss zeigt, den Arbeitsausrüstung 4 auf die Empfangsumgebung von Hauptantenne 9A hat. 13 ist eine Draufsicht, die den Einfluss zeigt, den Arbeitsausrüstung 4 auf die Empfangsumgebung von Hauptantenne 9A hat. In 12 und 13 ist dargestellt, dass ein Empfangsbereich 100 von Hauptantenne 9A sich mit Hydraulikbagger 1 überlappt. Ein verdeckter Bereich 101, der in 13 schraffiert ist, kennzeichnet einen Bereich des Bereiches von 360° von Hauptantenne 9A, der durch Arbeitsausrüstung 4 verdeckt wird.
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Wie in 11 ist die in 12 und 13 gezeigte Arbeitsausrüstung 4 an die höchste Position geschwenkt nach oben worden. Die an die höchste Position angehobene Arbeitsausrüstung 4 befindet sich innerhalb von Empfangsbereich 100 von Hauptantenne 9A. Arbeitsausrüstung 4 besteht aus Metall, das durch ein Stahlmaterial repräsentiert wird. Daher blockiert Arbeitsausrüstung 4, die sich innerhalb von Empfangsbereich 100 von Hauptantenne 9A befindet, ein durch Hauptantenne 9A zu empfangendes Funksignal und lässt Hauptantenne 9A keinen Empfang einer Funkwelle zu oder reflektiert eine Funkwelle, so dass es zu einer Störung eines über Hauptantenne 9A empfangenen Funksignals kommt.
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14 ist eine Seitenansicht, die einen Einfluss zeigt, den Arbeitsausrüstung 4 auf die Empfangsumgebung von Zusatzantenne 9B hat. 15 ist eine Draufsicht, die den Einfluss zeigt, den Arbeitsausrüstung 4 auf die Empfangsumgebung von Zusatzantenne 9B hat. In 14 und 15 ist dargestellt, dass ein Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B sich mit Hydraulikbagger 1 überlappt. Ein verdeckter Bereich 111, der in 15 schraffiert ist, kennzeichnet einen Bereich des Bereiches von 360° von Zusatzantenne 9A, der durch Arbeitsausrüstung 4 verdeckt wird.
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Wie in 11 ist die in 14 und 15 gezeigte Arbeitsausrüstung 4 an die höchste Position nach oben geschwenkt worden. Die an die höchste Position angehobene Arbeitsausrüstung 4 befindet sich innerhalb von Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B. Arbeitsausrüstung 4 besteht aus Metall, das durch ein Stahlmaterial repräsentiert wird. Daher blockiert Arbeitsausrüstung 4, die sich innerhalb von Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B befindet, ein durch Zusatzantenne 9B zu empfangendes Funksignal und lässt Zusatzantenne 9B keinen Empfang einer Funkwelle zu oder reflektiert eine Funkwelle, so dass es zu einer Störung eines über Zusatzantenne 9B empfangenen Funksignals kommt.
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Die an die höchste Position angehobene Arbeitsausrüstung 4 dient als eine Sperre für das Funksignal für Hauptantenne 9A und Zusatzantenne 9B und beeinflusst die Genauigkeit der Messung der aktuellen Position von Hydraulikbagger 1 unter Verwendung von Hauptantenne 9A und Zusatzantenne 9B. Eine Verringerung der Genauigkeit der Messung der aktuellen Position von Hydraulikbagger 1 führt zu einer Abweichung zwischen den Bereichen der Bildaufnahme mit den paarigen Bildaufnahme-Abschnitten der Stereokamera. Dadurch wird die Genauigkeit der Aufnahme eines Bildes einer vorhandenen Topographie mit der Stereokamera verringert.
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Hydraulikbagger 1 in der Ausführungsform ist dabei vom Typ mit kleinem Schwenkradius, und daher ist der in 11 gezeigte Winkel θMAX so eingestellt, dass er groß ist, wenn Arbeitsausrüstung 4 an die höchste Position nach oben geschwenkt ist, um den Schwenkradius zu verringern. Beispielsweise ist, wie in 11 gezeigt, Winkel θMAX größer als 90°. Winkel θmax ist auf einen stumpfen Winkel eingestellt. Daher ist die an die höchste Position angehobene Arbeitsausrüstung 4 in dem weiter hinten liegenden Abschnitt von Dreh-Einheit 3 angeordnet und näher an Antenne 9 angeordnet. Da die an die höchste Position angehobene Arbeitsausrüstung 4 einen größeren Einfluss auf die Empfangsumgebung von Antenne 9 hat, ist es wahrscheinlich, dass die Genauigkeit von Aufnahme eines Bildes einer vorhandenen Topographie geringer wird.
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Daher sind bei Hydraulikbagger 1 in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 der ersten Stereokamera 50 in Draufsicht in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 von Arbeitsausrüstung 4 weg geneigt. Die optische Achse AX3 des dritten Bildaufnahme-Abschnitts 61 und die optische Achse AX4 des vierten Bildaufnahme-Abschnitts 62 der zweiten Stereokamera 60 sind in Draufsicht in voneinander verschiedenen Winkeln in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 mit zunehmendem Abstand zu dem Fahrzeug-Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 von Arbeitsausrüstung 4 weg geneigt.
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Die Bildaufnahme-Vorrichtung ist wie oben beschrieben angeordnet, und daher ist Arbeitsausrüstung 4, wie in 10 gezeigt, in Draufsicht nicht in dem Blickwinkel der Stereokamera eingeschlossen. Da sich Arbeitsausrüstung 4 unabhängig von einer Stellung von Arbeitsausrüstung 4 außerhalb des Blickwinkels der Stereokamera befindet und Arbeitsausrüstung 4 den Blickwinkel der Stereokamera nicht verdeckt, ist es nicht notwendig, Arbeitsausrüstung 4 beim Durchführen von Bildaufnahme mit der Stereokamera anzuheben. Wenn Arbeitsausrüstung 4 abgesenkt ist, kann ein Bild einer vorhandenen Topographie unter Verwendung der Stereokamera aufgenommen werden, und in diesem Fall werden die Empfangsbereiche 100 und 110 von Antenne 9 durch Arbeitsausrüstung 4 nicht verdeckt. Daher kann ein genaues Bild vorhandener Topographie aufgenommen werden.
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Da der Vorgang zum Anheben von Arbeitsausrüstung 4 vor dem Durchführen von Bildaufnahme nicht erforderlich ist, kann der Arbeitswirkungsgrad verbessert werden. Bildaufnahme kann durchgeführt werden, ohne Arbeitsausrüstung 4 anzuheben, und so wird, selbst wenn ein Hindernis, wie beispielsweise ein Stromkabel, oberhalb von Hydraulikbagger 1 vorhanden ist, Bildaufnahme durch das Hindernis nicht eingeschränkt. Selbst wenn sich Hydraulikbagger 1 auf einem geneigten Boden oder einem weichen Boden befindet, kann verhindert werden, dass die Stellung von Hydraulikbagger 1 bei Bildaufnahme instabil wird, da Bildaufnahme durchgeführt werden kann, ohne Arbeitsausrüstung 4 anzuheben.
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Der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 ist, wie in 12 gezeigt, an einer Position angeordnet, die in der Querrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers weiter von Arbeitsausrüstung 4 entfernt ist als der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52. Der Neigungswinkel der optischen Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4 ist kleiner als der Neigungswinkel der optischen Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 in Bezug auf Mittelachse C von Arbeitsausrüstung 4. Dadurch schneiden die optische Achse AX1 des ersten Bildaufnahme-Abschnitts 51 und die optische Achse AX2 des zweiten Bildaufnahme-Abschnitts 52 einander zuverlässig vor dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1, und so können der erste Bildaufnahme-Abschnitt 51 und der zweite Bildaufnahme-Abschnitt 52 gleichzeitig Bilder des Bildaufnahme-Bereiches vor dem Hauptkörper von Hydraulikbagger 1 aufnehmen. Daher kann ein genaues Bild eines Objektes, dessen Bild aufgenommen wird, wie beispielsweise einer vorhandenen Topographie vor Hydraulikbagger 1, aufgenommen werden.
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Zweite Ausführungsform
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Obwohl Hydraulikbagger 1 in einer zweiten Ausführungsform nahezu die gleiche Hardware-Konfiguration wie Hydraulikbagger 1 in der ersten Ausführungsform enthält, unterscheidet sich Hydraulikbagger 1 in der zweiten Ausführungsform von Hydraulikbagger 1 in der ersten Ausführungsform hinsichtlich einer mittels einer Steuereinrichtung 20 implementierten funktionalen Konfiguration. 16 ist eine schematische Darstellung, die Funktionsblöcke von Hydraulikbagger 1 auf Basis der Ausführungsform zeigt.
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Hydraulikbagger 1 enthält, wie in 16 gezeigt, Steuereinrichtung 20 zum Steuern der Funktion von Hydraulikbagger 1. Steuereinrichtung 20 enthält einen Speicher 21. Speicher 21 dient als ein Bereich, in dem Programme zum Durchführen verschiedenartiger Funktionen von Hydraulikbagger 1 gespeichert sind und erforderliche Daten gespeichert sind. Steuereinrichtung 20 führt verschiedenartige Verarbeitungsvorgänge auf Basis der in Speicher 21 gespeicherten Programme durch.
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Die erste Stereokamera 50 ist elektrisch mit Steuereinrichtung 20 verbunden. Steuereinrichtung 20 gibt an die erste Stereokamera 50 ein Befehls-Signal aus, mit dem die erste Stereokamera 50 angewiesen wird, ein Bild des Bereiches vor Hydraulikbagger 1 (in 7 und 8 gezeigter Bildaufnahme-Bereich R1) aufzunehmen. Mit dem ersten Bildaufnahme-Abschnitt 51 und dem zweiten Bildaufnahme-Abschnitt 52 der ersten Stereokamera 50 aufgenommene zweidimensionale Bilder werden in Steuereinrichtung 20 eingegeben.
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Steuereinrichtung 20 unterzieht die zwei 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, Steuereinrichtung 20 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.
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Die zweite Stereokamera 60 ist elektrisch mit Steuereinrichtung 20 verbunden. Steuereinrichtung 20 gibt an die zweite Stereokamera 60 ein Befehls-Signal aus, mit dem die zweite Stereokamera 60 angewiesen wird, ein Bild des Bereiches vor Hydraulikbagger 1 (in 7 und 8 gezeigter Bildaufnahme-Bereich R2) aufzunehmen. Mit dem dritten Bildaufnahme-Abschnitt 61 und dem vierten Bildaufnahme-Abschnitt 62 der zweiten Stereokamera 60 aufgenommene zweidimensionale Bilder werden in Steuereinrichtung 20 eingegeben.
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Steuereinrichtung 20 unterzieht die zwei 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, Steuereinrichtung 20 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.
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Des Weiteren synthetisiert Steuereinrichtung 20 anhand von Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 berechnete Bilddaten und anhand von Bildaufnahme mit der zweiten Stereokamera 60 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 vertikal so ausgerichtet synthetisiert, dass gemeinsame dreidimensionale Formen einander überlappen. So können über einen ausgedehnten Bereich synthetisierte Bilddaten erzeugt werden, die von Böschungsfuß T3 bis zu Böschungskrone T2 der in 7 gezeigten Böschung T1 reichen.
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Die oben beschriebene Bildverarbeitung kann durch Steuereinrichtung 20 selbst durchgeführt werden. Als Alternative dazu kann das mit jedem Bildaufnahme-Abschnitt aufgenommene zweidimensionale Bild von Steuereinrichtung 20 zu einer externen Überwachungsstation übermittelt werden, wobei die Überwachungsstation Bildverarbeitung durchführen kann und die gewonnenen dreidimensionalen Bilddaten von der Überwachungsstation zu Steuereinrichtung 20 übertragen werden können.
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Hydraulikbagger 1 enthält des Weiteren eine Betätigungsvorrichtung 30. Betätigungsvorrichtung 30 ist in Führerhaus 5 angeordnet. Eine Bedienungsperson, die in Führerhaus 5 einsteigt, gibt an Betätigungsvorrichtung 30 eine Anweisung ein, mit der die erste Stereokamera 50 und die zweite Stereokamera 60 angewiesen werden, Bildaufnahme durchzuführen. Wenn sie die Eingabe empfängt, die anzeigt, dass die Bedienungsperson Betätigungsvorrichtung 30 betätigt hat, gibt Steuereinrichtung 20 an die erste Stereokamera 50 und/oder die zweite Stereokamera 60 das/die Befehls-Signal/e aus, mit dem/denen die erste Stereokamera 50 und/oder die zweite Stereokamera 60 angewiesen werden/wird, Bildaufnahme durchzuführen.
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Hydraulikbagger 1 enthält des Weiteren einen Sensor 16. Sensor 16 erfasst einen Winkel, der durch die Ausleger-Fläche 4A1 von Ausleger 4A von Arbeitsausrüstung 4 in Bezug auf den Boden gebildet wird, auf dem sich Hydraulikbagger 1 aktuell befindet. Sensor 16 kann ein Drehgeber sein, der sich in Auslegerbolzen am hinteren Endabschnitt von Ausleger 4A befindet, um einen Drehwinkel von Ausleger 4A in Bezug auf Dreh-Einheit 3 zu erfassen. Sensor 16 kann ein Zylinderhub-Sensor sein, der an Hydraulikzylinder 4F angebracht ist, der Ausleger 4A antreibt. Sensor 16 kann ein Druck-Sensor sein, der sich in einer Hydraulikleitung befindet, die mit einer Fußseiten-Ölkammer und einer Kopfseiten-Ölkammer von Hydraulikzylinder 4F verbunden ist, um einen Hydraulikdruck in der Hydraulikleitung zu erfassen.
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Hydraulikbagger 1 enthält des Weiteren eine Anzeigevorrichtung 23. Anzeigevorrichtung 23 zeigt an, ob Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und/oder der zweiten Stereokamera 60 aktuell möglich ist. Anzeigevorrichtung 23 zeigt an, ob Betätigungsvorrichtung 30 aktuell durch die Bedienungsperson zum Eingeben der Bildaufnahme-Anweisung betätigt werden kann.
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17 ist eine Perspektivansicht, die schematisch einen Aufbau von Betätigungsvorrichtung 30 zeigt. Anzeigevorrichtung 23 ist in der in 17 gezeigten Ausführungsform integral mit Betätigungsvorrichtung 30 ausgebildet. Anzeigevorrichtung 23 weist eine Lichtemissionseinrichtung auf, die leuchten kann. Die integral mit Anzeigevorrichtung 23 ausgebildete Betätigungsvorrichtung 30 kann beispielsweise als ein LED-Leucht-Kippschalter ausgeführt sein. Anzeigevorrichtung 23 ändert die Art und Weise des Leuchtens in Abhängigkeit davon, ob Bildaufnahme möglich ist oder Bildaufnahme nicht möglich ist. Beispielsweise kann Anzeigevorrichtung 23 kontinuierlich leuchten, wenn Bildaufnahme möglich ist, und kann Anzeigevorrichtung 23 blinken oder verlöschen, wenn Bildaufnahme nicht möglich ist. Als Alternative dazu kann Anzeigevorrichtung 23 die Farben beim Leuchten von Anzeigevorrichtung 23 in Abhängigkeit davon ändern, ob Bildaufnahme möglich ist oder Bildaufnahme nicht möglich ist.
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Anzeigevorrichtung 23 ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, bei der Anzeigevorrichtung 23 integral mit Betätigungsvorrichtung 30 ausgebildet ist, und Anzeigevorrichtung 23 kann von Betätigungsvorrichtung 30 getrennt sein. Anzeigevorrichtung 23, die leuchten kann, kann separat von Betätigungsvorrichtung 30 vorhanden sein, oder Anzeigevorrichtung 23 kann als eine Funktion einer in Führerhaus 5 angeordneten Anzeige ausgeführt sein.
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18 ist eine Seitenansicht, die eine Anordnung von Arbeitsausrüstung 4 zeigt, die die Empfangsumgebung von Antenne 9 nicht beeinflusst. 18 zeigt Anzeigebereich 110 von Zusatzantenne 9B, der dem in 14 gleicht. Die in 18 gezeigte Arbeitsausrüstung 4 befindet sich außerhalb von Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B. Ausleger 4A der in 18 gezeigten Arbeitsausrüstung 4 ist an die höchste Position nach oben geschwenkt worden, so dass Ausleger 4A Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B nicht überlagert. Ein in 18 gezeigter Winkel θ2 ist ein Winkel, der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 von Ausleger 4A, der so weit an die höchste Position nach oben geschwenkt ist, dass Ausleger 4A den Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B nicht überlagert, in Bezug auf die plane Fläche T6 gebildet wird, die der Boden ist, auf dem sich Hydraulikbagger 1 aktuell befindet. Die in 18 gezeigte hintere Ausleger-Fläche 41A1 befindet sich nahe an einer Grenze des Empfangsbereiches von Zusatzantenne 9B.
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19 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Winkel von Arbeitsausrüstung 4 in Bezug auf den Boden zeigt und darstellt, ob Bildaufnahme zugelassen werden kann. Ein in 19 gezeigter Winkel θMIN ist ein Winkel, der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 von Ausleger 4A, der an die tiefste Position abgesenkt ist, in Bezug auf die plane Fläche T6 gebildet wird, die der Boden ist, auf dem sich Hydraulikbagger 1 aktuell befindet.
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Ein in 19 gezeigter Winkel θ1 ist ein Winkel, der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf die plane Fläche T6 gebildet wird, die der Boden ist, auf dem sich Hydraulikbagger 1 aktuell befindet, und ein Winkel, der größer ist als Winkel θ2 und kleiner als Winkel θMAX. Wenn der Winkel, der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildet wird, auf dem sich Hydraulikbagger 1 aktuell befindet, Winkel θ1 ist, befindet sich Arbeitsausrüstung 4 an einer Position, an der Arbeitsausrüstung 4 Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B teilweise verdeckt. Der verdeckte Bereich 111 (siehe 15), in dem Arbeitsausrüstung 4 Empfangsbereich 110 verdeckt, ist jedoch kleiner als der Bereich, der verdeckt wird, wenn Arbeitsausrüstung 4 an die höchste Position nach oben geschwenkt ist. Winkel θ1 beträgt beispielsweise 90°.
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Wenn der Winkel, der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildet wird, nicht kleiner ist als Winkel θMIN und nicht größer als Winkel θ2 überlagert, wie in 19 gezeigt, Arbeitsausrüstung 4 Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B nicht, und so wird Bildaufnahme zugelassen. Selbst wenn Ausleger 4A von Arbeitsausrüstung 4 angehoben wird und der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildete Winkel größer ist als Winkel θ2, bleibt Zulassung von Bildaufnahme möglich, wenn der Winkel kleiner ist als Winkel θ1.
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Wenn der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildete Winkel θ1 erreicht, wird keine Bildaufnahme zugelassen. Wenn der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildete Winkel in dem Bereich liegt, in dem er nicht kleiner ist als Winkel θ1 und nicht größer als Winkel θMAX, überlagert Arbeitsausrüstung 4 Empfangsbereich 110 von Zusatzantenne 9B, und ein Bild einer vorhandenen Topographie kann mit der Stereokamera nicht genau aufgenommen werden, und daher wird keine Bildaufnahme zugelassen. Wenn der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildete Winkel nicht kleiner ist als Winkel θ1, wird Bildaufnahme mit der Stereokamera nicht zugelassen.
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Wenn Ausleger 4A von Arbeitsausrüstung 4 von dem Zustand aus abgesenkt wird, in dem der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildete Winkel nicht kleiner ist als Winkel θ1, bleibt Zulassung von Bildaufnahme selbst dann unmöglich, wenn der Winkel unter Winkel θ1 abfällt. Wenn der durch die hintere Ausleger-Fläche 4A1 in Bezug auf den Boden gebildete Winkel θ2 erreicht, wird Bildaufnahme zugelassen.
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Winkel θ1, bei dem Wechsel von dem Zustand, in dem Bildaufnahme zugelassen werden kann, zu dem Zustand, in dem Bildaufnahme nicht zugelassen werden kann, beim Anheben von Arbeitsausrüstung 4 durchgeführt wird, wird so festgelegt, dass er sich von Winkel θ2 unterscheidet, bei dem Wechsel von dem Zustand, in dem Bildaufnahme nicht zugelassen werden kann, zu dem Zustand, in dem Bildaufnahme zugelassen werden kann, beim Absenken von Arbeitsausrüstung 4 durchgeführt wird Winkel θ2, bei dem Wechsel von dem Zustand, in dem Bildaufnahme nicht zugelassen werden kann, zu dem Zustand, in dem Bildaufnahme zugelassen werden kann, beim Absenken von Arbeitsausrüstung 4 durchgeführt wird, wird so festgelegt, dass er kleiner ist als Winkel θ1, bei dem Wechsel von dem Zustand, in dem Bildaufnahme zugelassen werden kann, zu dem Zustand, in dem Bildaufnahme nicht zugelassen werden kann, beim Anheben von Arbeitsausrüstung 4 durchgeführt wird
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Bei Hydraulikbagger 1 in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform lässt, wie in 19 gezeigt, Steuereinrichtung 20 Bildaufnahme mit der ersten Stereokamera 50 und der zweiten Stereokamera 60 nicht zu, wenn der Winkel, der durch Ausleger 4A in Bezug auf den Boden gebildet wird, auf dem sich Hydraulikbagger 1 befindet, nicht kleiner ist als Winkel θ1.
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Wenn der Winkel, der durch Ausleger 4A in Bezug auf den Boden gebildet wird, auf dem sich Hydraulikbagger 1 befindet, groß ist, überlagert, wie in der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 12 bis 15 beschrieben, Arbeitsausrüstung 4 den Empfangsbereich der Antenne, und dadurch wird die Genauigkeit von Messung der aktuellen Position von Hydraulikbagger 1 verringert und wird die Genauigkeit von Aufnahme eines Bildes einer vorhandenen Topographie mit der Stereokamera verringert. So wird, wenn sich Arbeitsausrüstung 4 an einer Position befindet, an der die Genauigkeit von Bildaufnahme mit der Stereokamera möglicherweise verringert wird, Bildaufnahme mit der Stereokamera nicht zugelassen. Dadurch hat, wenn Bildaufnahme mit der Stereokamera zugelassen wird, Arbeitsausrüstung 4 einen geringen Einfluss auf die Genauigkeit von Bildaufnahme mit der Stereokamera. Unbeabsichtigte Erfassung von Bilddaten mit geringer Genauigkeit der Bildaufnahme kann vermieden werden, und dadurch können genaue Bildaufnahme-Daten eines Objektes, dessen Bild aufgenommen wird, wie beispielsweise einer vorhandenen Topographie vor Hydraulikbagger 1, gewonnen werden.
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Des Weiteren lässt, wie in 19 gezeigt, Steuereinrichtung 20 nicht zu, dass Betätigungsvorrichtung 30 die Betätigung zum Durchführen von Bildaufnahme annimmt, wenn der Winkel, der durch Ausleger 4A in Bezug auf den Boden gebildet wird, auf dem sich Hydraulikbagger 1 befindet, nicht kleiner ist als Winkel θ1. Wenn sich Arbeitsausrüstung 4 an einer Position befindet, an der die Genauigkeit von Bildaufnahme mit der Stereokamera möglicherweise verringert wird, wird der Vorgang zum Durchführen von Bildaufnahme selbst nicht zugelassen, und so kann unbeabsichtigte Erfassung von Bilddaten mit geringer Genauigkeit der Bildaufnahme zuverlässig vermieden werden.
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Des Weiteren lässt, wie in 19 gezeigt, Steuereinrichtung 20 zu, dass Betätigungsvorrichtung 30 die Betätigung zum Durchführen von Bildaufnahme annimmt, wenn der Winkel, der durch Ausleger 4A in Bezug auf den Boden gebildet wird, auf dem sich Hydraulikbagger 1 befindet, in einem Zustand, in dem Betätigungsvorrichtung 30 die Betätigung zum Durchführen von Bildaufnahme nicht annehmen kann, Winkel θ2 wird, der kleiner ist als Winkel θ1. Bildaufnahme mit der Stereokamera wird zugelassen, nachdem sich Arbeitsausrüstung 4 an eine Position bewegt hat, an der Arbeitsausrüstung 4 die Aufnahmeumgebung von Antenne 9 nicht beeinflusst. Daher können genaue Bildaufnahme-Daten gewonnen werden, die durch Arbeitsausrüstung 4 nicht beeinflusst werden.
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Des Weiteren enthält, wie in 16 und 17 gezeigt, Hydraulikbagger 1 Anzeigevorrichtung 23, mit der angezeigt wird, ob Bildaufnahme mit der Stereokamera möglich ist oder nicht. Bei einer derartigen Konfiguration kann eine Bedienungsperson über visuelle Erkennung auf Anzeigevorrichtung 23 leicht feststellen, ob Bildaufnahme möglich ist oder nicht.
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Des Weiteren ist Hydraulikbagger 1, wie in 1 gezeigt, vom Typ mit kleinem Schwenkradius. Bei Hydraulikbagger 1 vom Typ mit kleinem Schwenkradius ist Winkel θMAX so eingestellt, dass er groß ist, wenn Arbeitsausrüstung 4 an die höchste Position nach oben geschwenkt ist, um den Schwenkradius zu verringern. Die an die höchste Position angehobene Arbeitsausrüstung 4 ist in dem weiter hinten liegenden Abschnitt von Dreh-Einheit 3 angeordnet und näher an Antenne 9 angeordnet. Die an die höchste Position angehobene Arbeitsausrüstung 4 hat einen größeren Einfluss auf die Empfangsumgebung von Antenne 9. Daher wird, wenn sich Arbeitsausrüstung 4 an einer Position befindet, an der die Genauigkeit von Bildaufnahme möglicherweise verringert wird, Bildaufnahme mit der Stereokamera nicht zugelassen, und dadurch kann die Wirkung dahingehend, dass genaue Bildaufnahme-Daten eines Objektes gewonnen werden, dessen Bild aufgenommen wird, in größerem Maße erzielt werden.
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In den bisher beschriebenen Ausführungsformen weist Hydraulikbagger 1 Führerhaus 5 auf und ist jeder Bildaufnahme-Abschnitt, der eine Stereokamera bildet, an Führerhaus 5 angebracht. Hydraulikbagger 1 muss Führerhaus 5 nicht unbedingt 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, kein Führerhaus 5 auf.
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In der Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben worden, bei dem Hydraulikbagger 1 Steuereinrichtung 20 enthält und Steuereinrichtung 20, wie in 17 gezeigt, Steuerung so durchführt, dass Bildaufnahme zugelassen wird oder nicht. Das Prinzip der Ausführungsform kann bei einem System angewendet werden, bei dem die Steuereinrichtung von Hydraulikbagger 1 getrennt ist. Wenn Hydraulikbagger 1 zur Betätigung mittels Fernbedienung ausgeführt ist, ist die Steuereinrichtung zum Steuern der Funktion von Hydraulikbagger 1 außerhalb von Hydraulikbagger 1 angeordnet. Auch in diesem Fall kann, in dem das Prinzip der Ausführungsform angewendet wird, auf gleiche Weise der Effekt dahingehend erzielt werden, dass genaue Bildaufnahme-Daten eines Objektes gewonnen werden, dessen Bild aufgenommen wird.
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Es versteht sich, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend sind. 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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulikbagger;
- 2
- Fahr-Einheit;
- 3
- Dreh-Einheit;
- 4
- Arbeitsausrüstung;
- 4A
- Ausleger;
- 4A1
- hintere Ausleger-Fläche;
- 4B
- Stiel;
- 4C
- Löffel;
- 4D, 4E, 4F
- Hydraulikzylinder;
- 5
- Führerhaus;
- 6A
- Motorhaube;
- 6B
- Schmutzabdeckung;
- 6C
- Blechverkleidung;
- 7
- Gegengewicht;
- 9
- Antenne;
- 9A
- Hauptantenne;
- 9B
- Zusatzantenne;
- 10
- Träger;
- 11A
- Spiegel;
- 11B
- Stütze;
- 16
- Sensor;
- 20
- Steuereinrichtung;
- 21
- Speicher;
- 23
- Anzeigevorrichtung;
- 30
- Betätigungsvorrichtung;
- 40
- vordere Säule;
- 41
- rechte Säule;
- 42
- linke Säule;
- 47
- vorderes Fenster;
- 48a
- rechter Dachträger;
- 48b
- linker Dachträger;
- 49
- Dachblech;
- 50
- erste Stereokamera;
- 51
- erster Bildaufnahme-Abschnitt;
- 52
- zweiter Bildaufnahme-Abschnitt;
- 60
- zweite Stereokamera;
- 61
- dritter Bildaufnahme-Abschnitt;
- 62
- vierter Bildaufnahme-Abschnitt;
- 81
- linke Verkleidung;
- 82
- rechte Verkleidung;
- 90
- Trägerabschnitt;
- 100, 110
- Empfangsbereich;
- 101, 111
- verdeckter Bereich;
- AX1, AX2, AX3, AX4
- optische Achse;
- C
- Mittelachse;
- L1
- gerade Linie;
- R1, R2
- Bildaufnahme-Bereich;
- T1
- Böschung;
- T2
- Böschungskrone;
- T3
- Böschungsfuß;
- T4
- obere Bodenfläche; T5 untere Bodenfläche; und T6 plane Fläche.
