JP2005238904A

JP2005238904A - 作業車両における車外監視システム

Info

Publication number: JP2005238904A
Application number: JP2004048878A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Sato; 良昭佐藤
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】作業車両に装着した作業機の作業状態等を車内においてモニタ表示する、車外監視システムを安価に提供できるようにする。また、モニタにおける動画像の機体進行方向と異なる表示に伴う、違和感を無くした表示ができるようにする。
【解決手段】機体(1) にデジタルカメラ(11)で構成する撮像装置(C) と、画像処理装置(D) と、モニタ(10)を設置すると共に、デジタルカメラ(11)と画像処理装置(D) とをＵＳＢ接続して、デジタルカメラ(11)で撮像した動画像を画像処理装置(D) を介してモニタ(10)に表示する。また、デジタルカメラ(11)で撮像した画像データを、画像処理装置(D) にて左右反転処理、又は回転処理して、モニタ(10)に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トラクタ、田植機、コンバイン、その他の作業車両における車外監視システムに関する。

従来、作業車両における車外監視システムとしては、機体にテレビカメラとモニター用テレビを設置し、テレビカメラで撮影した動画像をモニター用テレビジョン装置に表示して作業を行うものが知られている（特許文献１参照。）。また、トラクタを遠隔操作して作業を行うにあたって、ビデオカメラ（ＣＣＤカメラ）で撮像した動画像をモニタで見ながら作業を行うことが知られている（特許文献２参照。）。
さらに、自動車の後部座席監視システムとして、デジタルカメラ付携帯電話を車内に設置して、撮影した映像データをモニタに近距離無線送信し、運転者が後部座席の様子を振り向くことなくモニタによって知ることができるようにしたものが知られている（特許文献３参照。）。
実開昭６１−２０３８５３号公報（第２図、第３図）。特開平９−２５２６０９号公報（第１図）。特開２００３−２３７４６６号公報（第５図）。

前述した従来の車外監視システムの場合には、専用のテレビカメラやビデオカメラを用いて動画像を得ているので、撮像装置が比較的高価なものとなり、また、後部座席監視システムである後者の場合にも、デジタルカメラ付携帯電話に未だ一般的に普及していない近距離無線通信部を備えなければならないため、何れにしても監視システムを廉価に提供するまでに至っていない。
また、トラクタ等の農業用機械を例にとると、トラクタでは機体の後部にロータリ耕耘装置等の作業機を連結して作業を行う。そして、この場合に作業機の作業状況を座席に居ながらにして監視するためには、作業機が機体の比較的下方に位置していることから、例えば、キャビン内に設置したルームミラーを用いて監視することが難しく、勢いオペレータは後方を振り向いて直接、作業機を見ることとなり、その間、トラクタの運転が疎かになるという問題がある。
さらに、トラクタで耕耘作業を能率的に行うためには、ステアリングハンドルを操作しながら、前回耕耘した既耕地に沿って機体を走行させる必要があるが、機体から後方に向けて設けたカメラの画像を見ながら機体の操向操作を行う場合は、トラクタの前進する方向とカメラの撮像方向が異なる結果、モニタで見た画像は機体の進行方向と左右反対となり、結果としてオペレータに違和感を与えて、モニタを見ながらの操向操作を困難にするという問題がある。
そこで、本発明は、これらの問題に鑑みて、作業車両における車外監視システムを廉価に提供できるようにすること、そして、特に機体後部の監視システムを提供するにあたっては、オペレータが違和感を生じることのない監視システムを提供できるようにすることを目的とする。

本発明の作業車両における車外監視システムは、機体にデジタルカメラで構成する撮像装置と、画像処理装置と、モニタを設置すると共に、デジタルカメラと画像処理装置とをＵＳＢ接続して、デジタルカメラで撮像した動画像を画像処理装置を介してモニタに表示することを特徴とする。
また、デジタルカメラで撮像した画像データを、画像処理装置にて左右反転処理してモニタに表示させることを特徴とする。

請求項１の発明では、機体にデジタルカメラと、画像処理装置と、モニタを設置すると共に、デジタルカメラと画像処理装置とをＵＳＢ接続して、デジタルカメラで撮像した動画像を画像処理装置を介してモニタに表示するものであるから、近年、市販されて安価に提供されているＰＣ（パソコン）カメラ機能を搭載したデジタルカメラを撮像装置として用いることができ、作業車両の車外監視システムを安価に提供することができる。
また、デジタルカメラで撮像した画像データを、画像処理装置にて左右反転処理、又は回転処理して、モニタに表示させるものであるから、機体の後方、或いは側方に向けてカメラを設置した場合でも、モニタに表示される画像は、機体の前進方向と一致させることができ、表示画像の違和感を解消することができる。

本発明に係る作業車両における車外監視システムの実施の形態を、以下図面に基づいて説明する。
図１、及び図２は農業用トラクタの側面、及び背面を示し、トラクタ１は、ボンネット２によって覆った図示しないエンジンと、機体の下部に設けたクラッチハウジングと、後部ミッションケースとを相互に連結したモノコックタイプの車体３に構成している。
また、車体３の前部には、後述するステアリングハンドルによって操舵される左右の前輪４が、そして、車体３の後部には左右の後輪５が設けられており、車体３の中央部に設けた操縦部Ａはキャビン６で覆っている。
さらに、トラクタ１の後部には、図示しないロータリ耕耘装置等の作業機を装着するための三点リンク装置Ｂが装備されており、作業機は係る三点リンク装置Ｂのトップリンクとロワーリンクの先端に連結され、図示しないリフトシリンダの作動に伴って、作業機は三点リンク装置Ｂを介して上下昇降自在に構成されている。

そして、前述の操縦部Ａを覆うキャビン６について説明すると、キャビン６は無枠透明のガラスから構成する左右のドア６ａと、枠組される支柱７に嵌め込まれるフロントガラス６ｂ、リヤガラス６ｃ、リヤサイドガラス６ｄと、天井部分を覆うルーフ６ｅから構成しており、キャビン６の内部には図示しない座席の他に、図３に示すように座席前方にステアリングコラム８を設け、このコラム８上にステアリングハンドル９を座席側に向かうように設置している。
また、フロントガラス６ｂを嵌め込む右側の前部支柱７には、液晶表示パネルからなる車外監視用のモニタ１０をブラケットを介して取り付けている。そして、この場合、オペレータは座席に座って進行方向である前方を見ながら、ステアリングハンドル９を適宜操作して機体の操縦を行うことになるが、多少視線を右側に移すとモニタ１０の画面を視野に入れることができ、トラクタの運転が疎かになることはない。
なお、このモニタ１０の設置位置としては、前述の例に止まらず例えばフロントガラス６ｂの上部であっても良いし、ステアリングコラム８の上部に設置される計器パネルの一部として設けてもかまわないものである。

次に、図４及び図５に基づいて、本発明の車外監視システムの撮像装置Ｃについて説明すると、符号１１は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）カメラ機能を搭載するデジタルカメラ（例えば、ミノルタ株式会社、ＤＩＭＡＧＥＸｔ）であって、デジタルカメラ１１はレンズ１１ａとフラッシュ部１１ｂを備え、チャージスタンド１２上に載置される。
チャージスタンド１２は、デジタルカメラ１１が置かれるとデジタルカメラ１１の作動に必要な電力を供給する。また、チャージスタンド１２は、デジタルカメラ１１と共にホルダ１３に適宜固定される。そして、ホルダ１３は吸盤１４・・を備えたブラケット１５にノブボルト１６を介して角度調節可能に取り付けられる。
また、１７はＵＳＢ接続コードであって、デジタルカメラ１１本体のＵＳＢ接続ポートに一端を接続している。さらに、１８は電源コードであって、電源コード１８はチャージスタンド１２に接続している。

そして、係る撮像装置Ｃを用いて車外の景色（作業状態）を撮像する場合には、例えば図１、及び図２に破線で示すようにキャビン６のリヤガラス６ｃ内面（室内側）の適所（高位置）に吸盤１４・・を用いてブラケット１５を固定し、また、ノブボルト１６を用いてホルダ１３を角度調節してデジタルカメラ１１の撮像方向・範囲ａを作業機に向かうように設定する。
なお、前述の撮像装置Ｃを用いた車外の監視は、機体後部の作業機部分の撮像のみならず、機体をバックさせる場合のさらに遠方を撮像する後方監視に設定することも可能であり、或いは、機体側方の既耕地と未耕地の境界線部分を撮像するためには、リヤサイドガラス６ｄ、或いはドア６ａの内面に撮像装置Ｃを取り付けて、それぞれの撮像範囲ｂを設定する、更には農道等の狭い道を走行する場合には、これを路肩を監視する方向にも適宜設定することができる。

さらに、図６は、本発明の車外監視システムのブロック図を示すものであって、前述の撮像装置Ｃとしてのデジタルカメラ１１は、公知のレンズユニット２０を介して取り込んだ像をＣＣＤ等の撮像素子２１によって撮像信号に変換し、また、Ａ／Ｄ変換器２２でデジタル信号に変換した後、カメラ・ビデオプロセス回路２３を介して画像信号を生成し、そして、生成された画像信号をＵＳＢデバイスコントローラ２４に送るものである。
一方、本発明の車外監視システムは、撮像装置Ｃから送られたきた画像信号を取り込む画像処理装置Ｄを備え、撮像装置Ｃと画像処理装置Ｄは前述のＵＳＢコード１７を介して接続される。
そして、画像処理装置Ｄは、パーソナルコンピュータ、又はマイクロコンピュータから構成され、ＵＳＢホストコントローラ２５によって撮像装置Ｃから送られてくる画像信号を受け取る。また、画像信号は一旦、ＣＰＵ２６を介してメモリ２７に書き込まれると共に、書き込まれた画像データは、例えば作業機の監視のためにデジタルカメラ１１を機体の後方に向けて設置している場合には、アプリケーションプログラムのソフト処理によって画像の左右反転処理が行われ、次に、左右反転処理された画像データは、Ｄ／Ａ変換処理された後、ドライバ回路２８を介して液晶モニタ１０に向けて出力される。

なお、前述の画像の左右反転処理は、画像の左右中心に対して画像データを各座標に基づき左右対象に入れ替えることによって処理される。また、デジタルカメラ１１を機体の前方、又は側方に向けている場合には、この画像の左右反転処理は不要となる。
但し、デジタルカメラ１１を機体の側方に向けている場合には、機体の進行方向に対して９０度倒立した画像が得られ、これを機体の進行方向に合致するようにモニタ１０に表示する方が違和感がない場合には、同じくソフト処理によって９０度回転、或いは２７０度回転を行うことができる。
そして、この場合にも各画像データの座標値を入れ替えることによって処理することができ、さらに場合によっては、画像データを上下回転させる１８０度回転、或いはそれ以外の任意の角度の回転処理も行わせることができる。
また、この際の画像の左右反転処理、或いは回転処理の指示は、画像処理装置Ｄに備えた操作入力部２９の切り換えによって選択され、オペレータはデジタルカメラ１１から得られた画像に基づいて操作入力部２９を切り換えて、違和感の無いモニタ表示に切り換えることができる。

また、車外監視システムの撮像装置Ｃ、画像処理装置Ｄ、そして、液晶モニタ１０に対する電源としては、車載バッテリ３０を用いており、バッテリ３０から電源パワーユニット３１を介して画像処理装置Ｄのパワー回路３２に電源が供給され、さらに、パワー回路３２を経由して撮像装置Ｃのチャージスタンド１２と液晶モニタ１０のパワー回路３３に所要の電圧に変換された電源が供給される。
さらに、デジタルカメラ１１には、ＭＰＵ３４、メモリ３５、及びその他の素子が内蔵されており、本発明の撮像装置Ｃからデジタルカメラ１１を取り外した状態では、シャッターを押して撮影した画像をメモリ３５に保存する、通常のカメラとしての使用が可能である。また、３６は液晶モニタ１０の画像入力回路である。

以上のように本発明の車外監視システムは構成されており、例えば、トラクタ１の後部にロータリ耕耘装置を取り付けて耕耘作業を行う場合には、デジタルカメラ１１をチャージスタンド１２と共にホルダ１３に取り付け、また、ホルダ１３をキャビン６のリヤガラス６ｃの上部に吸盤１４・・を介して取り付ける。そして、係る撮像装置Ｃにて撮像する方向を、例えば、ロータリ耕耘装置の一部と既耕地の境界線とが共に撮像可能な向きａに調節して作業を開始する。
そして、その場合、オペレータは、座席前方に設けたモニタ１０に映し出される動画像を見ることによって、作業機の作業状態を後方を振り向くことなく監視することができ、例えば、機体の走行方向が左側又は右側にずれてロータリ耕耘装置が既耕地と未耕地の境界から離れた場合、或いは逆に既耕地に入り込んでしまい、再度、既耕地を重複して耕耘するような場合には、ステアリングハンドル９を操作して、ロータリ耕耘装置が境界線に沿って作業を行うようにトラクタ１の操舵を行う。

なお、この際、モニタ１０に映し出される動画像は、撮像装置Ｃが機体の後方側に向けられているので、動画像が機体の前進方向と一致するようにオペレータは、予め操作入力部２９を左右反転処理モードに切り換えておくものであり、これによりオペレータは違和感なく、モニタ１０に映し出される動画像を見ながらトラクタ１の進行方向を修正することができる。
また、本発明の撮像装置Ｃは、キャビン６の室内に設置して、キャビン６の透明ガラス越しに撮像するものであるから、精密な光学電子機器であるデジタルカメラ１１を車外に設置するもののように、雨水、泥水、塵埃等の影響を受けることがなく、従って、格別防水タイプのカメラを用いたり、塵埃対策を別途必要としないから、市販のデジタルカメラをそのまま用いて、それにより撮像装置Ｃを安価に提供することができる。

トラクタの側面図である。トラクタの背面図である。操縦部の斜視図である。撮像装置の正面図である。撮像装置の側面図である。車外監視システムのブロック図である。

符号の説明

１トラクタ
６キャビン
１０モニタ
１１デジタルカメラ
Ａ操縦部
Ｂ三点リンク装置
Ｃ撮像装置
Ｄ画像処理装置

Claims

機体(1) にデジタルカメラ(11)で構成する撮像装置(C) と、画像処理装置(D) と、モニタ(10)を設置すると共に、デジタルカメラ(11)と画像処理装置(D) とをＵＳＢ接続して、デジタルカメラ(11)で撮像した動画像を画像処理装置(D) を介してモニタ(10)に表示することを特徴とする作業車両における車外監視システム。
デジタルカメラ(11)で撮像した画像データを、画像処理装置(D) にて左右反転処理、又は回転処理して、モニタ(10)に表示させることを特徴とする作業車両における車外監視システム。