JP2009203676A - モニタ装置を備えた作業用機械 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの撮影画像を表示するモニタ装置を備えた作業用機械において、カメラの取付姿勢が悪くても、モニタ画面に表示される画像が傾いたりしないようにする。
【解決手段】カメラ９の撮影画像の指標として、カウンタウエイト７の外殻線Ａおよびカウンタウエイト７の上面に貼付したシール８を設定する一方、モニタ装置１１は、カメラ９が基準の取付姿勢のときの撮影画像における指標を基準指標データとして保存すると共に、実際の取付姿勢でのカメラ９の撮影画像における指標と前記基準指標データとが整合するように実際の取付姿勢でのカメラ９の撮影画像を補正し、該補正された画像をモニタ画面１２に表示するようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、機体に搭載されたカメラの撮影画像を表示するモニタ装置を備えた作業用機械の技術分野に属するものである。

一般に、油圧ショベル等の作業用機械において、該作業用機械を操作するオペレータにとって機体後方やキャブの反対側側方は目視による障害物の確認が難しい領域であり、そこで従来、この様な領域に対しても視野を得ることができるよう、後方監視用や側方監視用のカメラを機体に搭載すると共に、該カメラで撮影された画像を表示するモニタ装置を運転室内に設けたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
特開２００２−３７１５９４号公報 特開２００５−１８００６５号公報

ところで、前述したカメラを機体に取付ける場合、カメラが機体に対して傾いた状態で取付けられると、モニタ装置の画面に表示される撮影画像も傾いた状態になって、オペレータが撮影画像から障害物の状況を正しく判断することが困難になったり、不快感を感じたりしてしまうことがある。このため、カメラの取付部品には高い精度が要求される許りか、取付位置や取付角度の調整にも時間がかかってしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、機体に搭載されたカメラの撮影画像を表示するモニタ装置を備えてなる作業用機械において、前記カメラの撮影画像の指標として、作業用機械の機体の一部、或いは機体に設けた目印を設定する一方、前記モニタ装置は、カメラが予め設定された基準の取付姿勢のときの撮影画像における指標を基準指標データとして保存すると共に、実際の取付姿勢でのカメラの撮影画像における指標と前記基準指標データとが整合するように実際の取付姿勢でのカメラの撮影画像を補正し、該補正された画像をモニタ画面に表示することを特徴とするモニタ装置を備えた作業用機械である。
請求項２の発明は、指標となる目印として、シールを用いたことを特徴とする請求項１に記載のモニタ装置を備えた作業用機械である。

請求項１の発明とすることにより、実際に機体に取付けられたカメラの取付姿勢が、予め設定される基準の取付姿勢に対して多少ずれていても、モニタ装置に表示される画像は、基準の取付姿勢で撮影した画像と同等となるように補正されることになり、而して、オペレータはモニタ装置に表示される画像によって障害物の状況等を正しく判断できると共に、カメラの取付けに高い精度が必要なくなって、取付部品のコストダウンが図れ、さらに、取付位置や取付角度の調整も簡単になって、取付作業の短縮化に貢献できる。
請求項２の発明とすることにより、簡単且つ低コストであると共に、指標の整合を精度良く行うことができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は作業用機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３とから構成されると共に、該上部旋回体３は、掘削等の作業を行なうフロント作業部４、運転室５、エンジン（図示せず）等の各種機器装置が収納されるエンジンルーム６、カウンタウエイト７等を備えて構成されている。

前記カウンタウエイト７は、上部旋回体３の後端部に配設されているが、該カウンタウエイト７の上面には、上部旋回体３の左右中心線上となる位置に▲形状のシール８（本発明の目印に相当する）が貼付されている。そして、本実施の形態では、上記シール８と、該シール８が貼付された周囲のカウンタウエイト７の外殻線Ａが、後述するカメラ９の撮影画像の指標として設定されている。

前記カメラ９は、運転室５内のオペレータが目視しずらい機体後方を撮影するためのものであって、カウンタウエイト７の上面に取付ブラケット１０を介して取付けられているが、この場合にカメラ９は、前記指標となるシール８および外殻線Ａが撮影画像に映り込む位置に配置されている。

一方、１１は運転室５内に配設されるモニタ装置であって、該モニタ装置１１の画面に前記カメラ９の撮影画像が表示されることで、運転室５のオペレータが機体後方を監視できるようになっているが、該モニタ装置１１は、図２に示す如く、液晶ディスプレイ等からなるモニタ画面１２、操作キー１３ａ等が配置される操作部１３、ケース１４に内装されるモニタコントローラ１５等を備えて構成されている。尚、モニタ装置１１は、前記カメラ９の撮影画像だけでなく、油圧ショベル１の運転や保守に必要な各種情報をモニタ画面１２に表示できるようになっているが、これらについての説明は省略する。

前記モニタコントローラ１５は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、図３のブロック図に示す如く、カメラ９、操作部１３等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、モニタ画面１２に表示用の制御信号を出力するが、この場合にモニタコントローラ１５は、後述するように、カメラ９で撮影された画像を補正し、該補正した画像をモニタ画面１２に表示するように構成されている。

ここで、前記モニタコントローラ１５にはメモリ１６が備えられており、該メモリ１６には、カメラ９が予め設定された基準の取付姿勢（取付位置および取付角度）で取付けられているときに撮影された画像を処理して抽出した指標（シール８および外殻線Ａ）の線分が、基準指標データとして保存されている。

次いで、前記モニタコントローラ１５における撮影画像の補正について、図４に基づいて説明すると、まず、モニタコントローラ１５は、実際の取付姿勢でのカメラ９の撮影画像を入力し、該撮影画像における指標（シール８および輪郭線Ａ）の線分を、画像処理して抽出する。次いで、上記実際の撮影画像における指標と、前記メモリ１６に保存された基準指標データとを比較して、該基準指標データに対する実際の撮影画像の指標の取付位置および取付角度の偏差δを求め、これら偏差δから、実際の撮影画像の指標を基準指標データに整合させるための補正値を演算する（キャリブレ−ション）。そして、該補正値を用いて、実際に撮影された画像を移動、回転させて、指標が基準画像データに整合するように補正された画像を生成し、該生成された補正画像を表示するべく、モニタ画面１２に制御信号を出力する。これにより、モニタ画面１２には、カメラ９が予め設定された基準の取付姿勢で取付けられたときの撮影画像と同等の画像が表示されるようになっている。尚、図４中、１７は油圧ショベル１の機体後方にある障害物である。

叙述の如く構成された本形態において、オペレータは、モニタ装置１１に表示されたカメラ９の撮影画像によって、目視しずらい機体後方を監視できることになるが、前記カメラ９は、指標として設定されたシール８およびカウンタウエイト７の外殻線Ａが撮影画像に映る位置に配置される一方、モニタ装置１１は、カメラ９が予め設定された基準の取付姿勢のときの撮影画像における指標を基準指標データとしてメモリ１６に保存すると共に、実際の取付姿勢でのカメラ９の撮影画像における指標と前記基準指標データとが整合するように実際の取付姿勢でのカメラ９の撮影画像を補正し、該補正された画像をモニタ画面１２に表示することになる。

この結果、実際に機体に取付けられたカメラ９の取付姿勢（取付位置、取付角度）が、予め設定される基準の取付姿勢に対して多少ずれていても、モニタ画面１２に表示される画像は、基準の取付姿勢で撮影した画像と同等となるように補正されることになり、而して、オペレータがモニタ画面１２に表示された画像から機体後方の状況を正しく判断できると共に、カメラ９の取付けに高い精度が必要なくなって、取付部品のコストダウンが図れ、さらに、取付位置や取付角度の調整も簡単になって、取付作業を短時間で行えることになる。

さらにこのものでは、指標として、カウンタウエイト７の上面に貼付されたシール８と、該シール８が貼付された周囲のカウンタウエイト７の外殻線Ａとが設定されている。而して、油圧ショベル１の機体の一部であるカウンタウエイト７の外殻線Ａをそのまま指標として利用できると共に、該カウンタウエイト７の外殻線Ａに加えてシール８も指標にすることによって、より高精度なキャリブレ−ションを行うことができる。しかも、指標としてシール８を用いることは、簡単且つ低コストであって、利便性に優れる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、上記実施の形態では、カメラ９は、機体後方を撮影し易いようにカウンタウエイト７の上面に取付けられているが、これに限定されることなく、例えば、油圧ショベルの旋回フレームに取付けられていたり、カウンタウエイトに形成されたカメラ収納部に収納されていても良い。また、カメラは、後方監視用のものに限定されることなく、運転室内のオペレータが目視しずらい領域、例えばキャブの反対側側方を監視するものであっても良いが、この場合にカメラは、目視しずらい領域を監視するのに適した箇所に配置されることは勿論である。さらに、指標は、カメラの撮影画像に映る機体の一部にすれば、別途指標を設ける必要がなく簡単であるが、上記実施の形態のようにシール等の目印を設ければ、より高精度のキャリブレ−ションを行うことができる。この場合、目印がシールならば、前述したように簡単且つ低コストであるが、目印はシールに限定されるものではない。

油圧ショベルの斜視図である。 モニタ装置を示す図である。 モニタコントローラの入出力を示すブロック図である。 モニタコントローラにおける画像補正を説明する図である。

符号の説明

７ カウンタウエイト
８ シール
９ カメラ
１１ モニタ装置
１２ モニタ画面
１５ モニタコントロール

Claims (2)

1. 機体に搭載されたカメラの撮影画像を表示するモニタ装置を備えてなる作業用機械において、
   前記カメラの撮影画像の指標として、作業用機械の機体の一部、或いは機体に設けた目印を設定する一方、
   前記モニタ装置は、カメラが予め設定された基準の取付姿勢のときの撮影画像における指標を基準指標データとして保存すると共に、実際の取付姿勢でのカメラの撮影画像における指標と前記基準指標データとが整合するように実際の取付姿勢でのカメラの撮影画像を補正し、該補正された画像をモニタ画面に表示することを特徴とするモニタ装置を備えた作業用機械。
2. 指標となる目印として、シールを用いたことを特徴とする請求項１に記載のモニタ装置を備えた作業用機械。

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