JP2017025503A - 建設機器操作アシスト表示システム - Google Patents
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Abstract
【課題】オペレーターが建設機器周辺の死角に存在する人や物体との間の距離を把握することができ、事故の発生を防止することが可能な建設機器操作アシスト表示システムを提供する。
【解決手段】本発明の建設機器操作アシスト表示システム100は、建設機械に搭載され、光線を対象物に投射して、点群データの集合である3次元距離データを取得する複数の3次元スキャナー(ステップS102)と、前記3次元スキャナーで取得された前記3次元距離データを、所定の視点からの3次元距離データに変換する視点変換部(ステップS103)と、前記複数の3次元スキャナーで取得され、 前記視点変換部で視点変換された複数の3次元距離データを合成するデータ合成部(ステップS104)と、前記データ合成部で合成された3次元距離データの倍率を調整する倍率調整部(ステップS105)と、前記倍率調整部で倍率調整された3次元距離データを表示するデータ表示部(ステップS106)と、からなることを特徴とする。
【選択図】 図6
【解決手段】本発明の建設機器操作アシスト表示システム100は、建設機械に搭載され、光線を対象物に投射して、点群データの集合である3次元距離データを取得する複数の3次元スキャナー(ステップS102)と、前記3次元スキャナーで取得された前記3次元距離データを、所定の視点からの3次元距離データに変換する視点変換部(ステップS103)と、前記複数の3次元スキャナーで取得され、 前記視点変換部で視点変換された複数の3次元距離データを合成するデータ合成部(ステップS104)と、前記データ合成部で合成された3次元距離データの倍率を調整する倍率調整部(ステップS105)と、前記倍率調整部で倍率調整された3次元距離データを表示するデータ表示部(ステップS106)と、からなることを特徴とする。
【選択図】 図6
Description
本発明は、オペレーターが建設機器周辺の死角に存在する人や物体を把握するために用いる建設機器操作アシスト表示システムに関する。
バックホウなどの旋回部を有する建設機器のオペレーターは、建設機器後方の下部などを視認することができず、旋回部の旋回により誤って周辺の作業員に接触する、といった事故が発生することがあった。
そこで、このような建設機器の事故を削減するために、建設機器に超音波または光電センサーなどの近接センサーを設置し、接近障害物を検知したり、建設機器にカメラを設置し、後部や側面の監視を運転席のモニターで表示したりすることが、特許文献1(特開平10−114971号公報)で提案されている。
特開平10−114971号公報
しかしながら、近接センサーを用いる方法では、人以外の物まで検知したり、或いは、十分遠い場所にいる人に対しても反応してしまったりして実用性が低い、という問題があった。また、カメラを設置する方法では、対象物との間の距離感を把握することが難しい、という問題があった。
この発明は、上記課題を解決するものであって、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システムは、建設機械に搭載され、光線を対象物に投射して、点群データの集合である3次元距離データを取得する複数の3次元スキャナーと、前記3次元スキャナーで取得された前記3次元距離データを、所定の視点からの3次元距離データに変換する視点変換部と、前記複数の3次元スキャナーで取得され、 前記視点変換部で視点変換された複数の3次元距離データを合成するデータ合成部と、前記データ合成部で合成された3次元距離データの倍率を調整する倍率調整部と、前記倍率調整部で倍率調整された3次元距離データを表示するデータ表示部と、からなることを特徴とする。
また、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システムは、前記データ表示部で、3次元距離データの距離に応じて色を異ならせて表示を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システムは、前記所定の視点が、前記建設機器の上方からの視点であることを特徴とする。
本発明に係る建設機器操作アシスト表示システムは、3次元距離データを表示するデータ表示部を有しており、このような建設機器操作アシスト表示システムによれば、オペレーターは建設機器周辺の死角に存在する人や物体との間の距離を把握することができ、事故の発生を防止することが可能となる。
また、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システムは、3次元距離データ(「点群データ」)としてデータ化することで任意の方向から見たような(例えば、鳥瞰的に見たような)表示が可能である。これによりオペレーターは死角にある人や物との距離を直感
的に認識しやすく、対象が人であっても物であっても理解できるため疑心暗鬼にならずに情報を得ることができるため死角をなくすことができる。
的に認識しやすく、対象が人であっても物であっても理解できるため疑心暗鬼にならずに情報を得ることができるため死角をなくすことができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係る建設機器操作アシスト表示システム100が搭載された建設機器1を示す図である。本実施形態においては、建設機器操作アシスト表示システム100が搭載される建設機器1としてバックホウを例に挙げ説明するが、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システム100は、その他の建設機器1に適用することもできる。
建設機器1においては、オペレーターが操縦室7に搭乗し操作を行うことが想定されている。また、建設機器1は、オペレーターの操作によって旋回する旋回部5を有している。建設機器1のオペレーターは、建設機器1後方の下部、側方などを視認することができず、旋回部5の旋回により誤って周辺の作業員に接触する、といった事故が発生することがあった。
そこで、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システム100においては、オペレーターにとって死角となっている建設機器1の後方、及び、側方に、3次元スキャナーを設置し、3次元スキャナーによって、3次元距離データを取得する。図2は後方用3次元スキャナー110及び側方用3次元スキャナー120の取り付け位置を説明する図である。図2において、網掛け部はそれぞれの3次元スキャナーのデータ取得範囲を示している。
後方用3次元スキャナー110及び側方用3次元スキャナー120としては、例えば、ASUSTeK Computer製の開発者向けモーションキャプチャデバイス「Xtion PRO」を用いることができる。
後方用3次元スキャナー110及び側方用3次元スキャナー120は、センサー筐体のセンシング開口部(不図示)からレーザや赤外線を被写体に投射して大量の3次元距離データ(「点群データ」ともいう)を測定できるセンサーである。図3は後方用3次元スキャナー110及び側方用3次元スキャナー120によるデータ取得イメージを示す図である。図3(A)は被写体を示す図であり、図3(B)は取得される3次元距離データ(「点群データ」)を示している。
点群データは3次元距離を表現する点が大量にあるので距離画像と呼ぶこともできる。3次元スキャナーを設置している高さや煽り角から、点群データを3次元直交座標系に変
換することによりX,Y,Z座標でデータを扱うことができるようになる。
換することによりX,Y,Z座標でデータを扱うことができるようになる。
図4は本発明の実施形態に係る建設機器操作アシスト表示システム100のブロック図である。図4において、制御部100は、データを入出力したり、演算や画像処理などの情報処理を行ったりするものであり、例えば、現在広く普及しているパーソナルコンピューターなどを用いることができる。後方用3次元スキャナー110及び側方用3次元スキャナー120で取得された3次元距離データ(「点群データ」)は、このような制御部100に入力され、所定のデータ処理などが施される。
また、制御部100は、タッチパネル150とデータ通信可能に接続されている。タッチパネル150は、オペレーターによるタッチ入力を許容する位置入力部153と、液晶ディスプレイなどの表示部155とが積層された構造を有しており、オペレーターは表示部155による表示を参照しながら、位置入力部153から入力操作を行うことができるようになっている。
上記のようなタッチパネル150は、建設機器1の操縦室7に取り付けられ、オペレーターが入力や参照を行うようになっている。図5は建設機器1の操縦室7に設けられるタッチパネル150を示す図である。
後方用3次元スキャナー110及び側方用3次元スキャナー120で取得された3次元距離データ(「点群データ」)は、制御部100でデータ処理され、前記タッチパネル150の表示部155で表示されるようになっている。
次に、以上のように構成される本発明に係る建設機器操作アシスト表示システム100による処理・動作を説明する。
図6は本発明の実施形態に係る建設機器操作アシスト表示システム100の処理のフローチャートを示す図である。また、図7は本発明の実施形態に係る建設機器操作アシスト表示システム100のタッチパネル150における表示例を示す図である。
まず、ステップS101では、後方用3次元スキャナー110により3次元距離データ(「点群データ」)を取得する。
続いて、ステップS102では、側方用3次元スキャナー120により3次元距離データ(「点群データ」)を取得する。
ステップS10は、オペレーターによる操作を示している。タッチパネル150における150aは、視点を設定するためのポインターである。図7の例では、ポインターは建設機器の表示の直上にあり、オペレーターによって視点が建設機器1の直上に設定されている場合を示している。視点を示すポインターは、オペレーターの操作によってタッチパネル150画面内の適当な位置に設定することができるようになっている。
なお、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システム100において、視点が建設機器1の直上に設定されている場合は、オペレーターは建設機器1の鳥瞰図を参照することができるようになり、全体の把握を行いやすい。
ステップS103では、ステップS10で設定されている視点(本例では、建設機器の直上の視点)に基づいて、後方用3次元スキャナー110により取得された3次元距離データ(「点群データ」)及び、側方用3次元スキャナー120により取得された3次元距離データ(「点群データ」)の視点の変換を実行する。
続いて、ステップS104では、ステップS103で視点変換された複数の3次元距離データ(「点群データ」)を一つのデータとして合成する処理を実行する。
ステップS20は、オペレーターによる操作を示している。タッチパネル150における150bは、表示倍率を設定するインジケーターである。図7の例では、インジケーターは「1」を指しており、等倍の表示を行う設定がなされている場合を示している。インジケーターは、オペレーターの操作によって、例えば、表示倍率として、×0.5〜×2倍の範囲を設定することができるようになっている。
ステップS105では、ステップS20で設定されているインジケーターの倍率に基づいて、ステップS104で合成された数の3次元距離データ(「点群データ」)の倍率調整を実行する。
ステップS106では、ステップS105で倍率調整された3次元距離データを表示部155(タッチパネル150)に表示する。表示部155(タッチパネル150)で表示される、3次元距離データ(「点群データ」)は、建設機器1からの距離に応じて色分けされるようになっている。
タッチパネル150における150cは、どの色の3次元距離データ(「点群データ」)が、建設機器1からどの程度離れているかを示す凡例表示である。なお、本実施形態では、3次元距離データ(「点群データ」)の建設機器1からの距離を、色の違いで示しているが、色の濃淡などによって示すようにしてもよい。
以上のように、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システム100は、3次元距離データ(「点群データ」)を表示するデータの表示部155(タッチパネル150)を有しており、このような建設機器操作アシスト表示システム100によれば、オペレーターは建設機器1周辺の死角に存在する人や物体との間の距離を把握することができ、事故の発生を防止することが可能となる。
また、本発明に係る建設機器操作アシスト表示システム100は、3次元距離データ(「点群データ」)としてデータ化することで任意の方向から見たような(例えば、鳥瞰的に見たような)表示が可能である。これによりオペレーターは死角にある人や物との距離を直感的に認識しやすく、対象が人であっても物であっても理解できるため疑心暗鬼にならずに情報を得ることができるため死角をなくすことができる。
1・・・建設機器
5・・・旋回部
7・・・操縦室
10・・・建設機器操作アシスト表示システム
100・・・制御部
110・・・後方用3次元スキャナー
120・・・側方用3次元スキャナー
150・・・タッチパネル
153・・・位置入力部
155・・・表示部
5・・・旋回部
7・・・操縦室
10・・・建設機器操作アシスト表示システム
100・・・制御部
110・・・後方用3次元スキャナー
120・・・側方用3次元スキャナー
150・・・タッチパネル
153・・・位置入力部
155・・・表示部
Claims (3)
- 建設機械に搭載され、光線を対象物に投射して、点群データの集合である3次元距離データを取得する複数の3次元スキャナーと、
前記3次元スキャナーで取得された前記3次元距離データを、所定の視点からの3次元距離データに変換する視点変換部と、
前記複数の3次元スキャナーで取得され、 前記視点変換部で視点変換された複数の3次元距離データを合成するデータ合成部と、
前記データ合成部で合成された3次元距離データの倍率を調整する倍率調整部と、
前記倍率調整部で倍率調整された3次元距離データを表示するデータ表示部と、からなることを特徴とする建設機器操作アシスト表示システム。 - 前記データ表示部で、3次元距離データの距離に応じて色を異ならせて表示を行うことを特徴とする請求項1に記載の建設機器操作アシスト表示システム。
- 前記所定の視点が、前記建設機器の上方からの視点であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の建設機器操作アシスト表示システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015142555A JP2017025503A (ja) | 2015-07-17 | 2015-07-17 | 建設機器操作アシスト表示システム |
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2015
- 2015-07-17 JP JP2015142555A patent/JP2017025503A/ja active Pending
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