JP2019133588A - Image display device - Google Patents

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篤志 梅村
Atsushi Umemura
篤志 梅村
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Abstract

To easily grasp the state in a work space.SOLUTION: An image display device comprises a distance measurement unit for three-dimensionally measuring distance to an object in a work space, a two-dimensional information derivation unit for deriving a three-dimensional position of a measurement point from the three-dimensional distance to the measurement point measured by the distance measurement unit and compressing the three-dimensional position of the measurement point in a vertical direction, so as to derive two-dimensional information, and a display control unit for displaying two-dimensional images 160, 162 and 164 of coloring patterns based on the two-dimensional information, on a display unit. Therefore, the situation in surrounded space such as a chamber of a ship can be easily grasped.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、作業空間の状態を把握する際に用いられる画像を表示する画像表示装置に関する。   The present disclosure relates to an image display apparatus that displays an image used when grasping a state of a work space.

作業空間内から対象物を回収する作業設備では、対象物の状態や、作業空間を形成する壁面までの距離等、作業空間内の状態を操縦者が直接目視することが困難または不可能なことが多い。このような作業設備の一例としてはアンローダ設備が挙げられる。アンローダ設備では、作業空間としての庫内の傾きを操縦者に把握させるため、レーザセンサを用いて、船舶の揺れを検出して可視化する技術(例えば、特許文献1)が開発されている。   In a work facility that collects objects from within the work space, it is difficult or impossible for the operator to directly observe the state of the work object, such as the state of the object and the distance to the wall surface that forms the work space. There are many. An example of such work equipment is unloader equipment. In the unloader facility, a technique (for example, Patent Document 1) has been developed that uses a laser sensor to detect and visualize the shaking of the ship in order to make the operator know the inclination of the interior as a work space.

特開2013−116779号公報JP 2013-116777 A

上記特許文献1に記載されたような技術では、上記したように、作業空間(庫内)の傾きを操縦者に把握させることができる。しかし、作業空間の傾きを把握させることができたとしても、対象物の状態や、壁面までの距離等、作業空間内の状態を把握することは困難であった。   With the technique described in Patent Document 1, as described above, the operator can grasp the inclination of the work space (inside the warehouse). However, even if the inclination of the work space can be grasped, it is difficult to grasp the state in the work space such as the state of the object and the distance to the wall surface.

本開示は、このような課題に鑑み、作業空間の状態を容易に把握させることが可能な画像表示装置を提供することを目的としている。   The present disclosure has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide an image display device capable of easily grasping the state of a work space.

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る画像表示装置は、作業空間内における計測点までの距離を3次元で計測する距離計測部と、距離計測部によって計測された計測点までの3次元の距離から、計測点の3次元位置を導出し、計測点の3次元位置を鉛直方向に圧縮して2次元情報を導出する2次元情報導出部と、2次元情報に基づいた画像を表示部に表示する表示制御部と、を備える。   In order to solve the above problem, an image display device according to an aspect of the present disclosure includes a distance measurement unit that measures a distance to a measurement point in a work space in three dimensions, and a measurement point measured by the distance measurement unit. A two-dimensional information deriving unit for deriving the three-dimensional position of the measurement point from the three-dimensional distance and decomposing the three-dimensional position of the measurement point in the vertical direction to derive the two-dimensional information; and an image based on the two-dimensional information And a display control unit for displaying on the display unit.

また、表示制御部は、水平方向における所定範囲ごとに、計測点の数に応じた色付けパターンで表示部に表示してもよい。   The display control unit may display the display unit with a coloring pattern corresponding to the number of measurement points for each predetermined range in the horizontal direction.

また、2次元情報導出部は、計測点までの距離によらず計測密度が一定となるように、距離計測部によって計測された計測点の数を補正してもよい。   Further, the two-dimensional information deriving unit may correct the number of measurement points measured by the distance measurement unit so that the measurement density is constant regardless of the distance to the measurement point.

また、距離計測部は、計測点における反射強度または反射率を計測し、表示制御部は、反射強度または反射率に応じた色付けパターンで表示部に表示してもよい。   Further, the distance measuring unit may measure the reflection intensity or reflectance at the measurement point, and the display control unit may display the display unit with a coloring pattern corresponding to the reflection intensity or reflectance.

また、表示制御部は、水平方向における計測点の数、および、反射強度または反射率ごとに、異なる色付けパターンで表示部に表示してもよい。   The display control unit may display the display unit with a different coloring pattern for each number of measurement points in the horizontal direction and for each reflection intensity or reflectance.

また、距離計測部は、レーザセンサであってもよい。   The distance measuring unit may be a laser sensor.

また、距離計測部は、船舶の庫内を計測してもよい。   The distance measuring unit may measure the inside of the ship.

また、本開示の一態様に係る画像表示装置は、作業空間内に配されるレーザセンサと、レーザセンサで計測される、作業空間の表面の3次元点群のデータを受信する受信部と、作業空間の水平面に仮想的セルを配置するセル配置部と、受信部で受信した3次元点群のデータに基づき、作業空間の表面の水平面に対する傾斜の強さを算出する傾斜算出部と、仮想的セルに、算出された傾斜の強さに基づき配色を行う配色部と、配色部で配色された仮想的セルを表示する表示部と、を備える。   An image display device according to an aspect of the present disclosure includes a laser sensor disposed in the work space, a receiving unit that receives data of a three-dimensional point group on the surface of the work space, which is measured by the laser sensor, A cell placement unit that places virtual cells on a horizontal plane of the workspace, a tilt calculation unit that calculates the strength of the tilt of the surface of the workspace with respect to the horizontal plane, based on the data of the three-dimensional point group received by the receiver, and a virtual The target cell includes a color arrangement unit that performs color arrangement based on the calculated gradient strength, and a display unit that displays virtual cells arranged in the color arrangement unit.

また、受信部で受信した3次元点群のデータに対し、レーザセンサと計測対象との距離に伴う点群の密度の増減を補間する補間処理部を備え、傾斜算出部は、補間処理部で処理を行った3次元点群のデータに基づき、水平面に対する傾斜の強さを算出してもよい。   In addition, an interpolation processing unit for interpolating increase / decrease in the density of the point cloud according to the distance between the laser sensor and the measurement target is provided for the data of the three-dimensional point group received by the receiving unit, and the inclination calculating unit is an interpolation processing unit. The strength of the inclination with respect to the horizontal plane may be calculated based on the data of the processed three-dimensional point group.

また、傾斜算出部は、3次元点群を鉛直方向に仮想的セルに投影し、仮想的セルに投影された点数に基づき、水平面に対する傾斜の強さを算出してもよい。   Further, the inclination calculation unit may project the three-dimensional point group onto the virtual cell in the vertical direction, and calculate the strength of the inclination with respect to the horizontal plane based on the number of points projected onto the virtual cell.

壁に囲まれた空間内の状況を容易に把握させることが可能となる。   It is possible to easily grasp the situation in the space surrounded by the walls.

アンローダ設備を説明する図である。It is a figure explaining unloader equipment. 画像表示装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of an image display apparatus. 図3(a)は、庫内における計測点の一例を説明する図である。図3(b)は、庫内における鉛直断面の計測点を説明する図である。図3(c)は、2次元情報を説明する図である。図3(d)は、表示部2に表示される2次元画像の色付けパターンを説明する図である。Fig.3 (a) is a figure explaining an example of the measuring point in a store | warehouse | chamber. FIG.3 (b) is a figure explaining the measurement point of the vertical cross section in a store | warehouse | chamber. FIG. 3C illustrates the two-dimensional information. FIG. 3D is a diagram illustrating a coloring pattern of a two-dimensional image displayed on the display unit 2. 図4(a)は、積荷がほとんど搬出されていない場合の2次元画像を示す図である。図4(b)は、積荷が半分ほど搬出された場合の2次元画像を示す図である。図4(c)は、積荷がほとんど搬出された場合の2次元画像を示す図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a two-dimensional image when the cargo is hardly carried out. FIG. 4B is a diagram showing a two-dimensional image in the case where about half of the load is unloaded. FIG. 4C is a diagram showing a two-dimensional image when the cargo is almost carried out. 図5(a)は、庫内における鉛直断面の計測点を説明する図である。図5(b)は、2次元情報を説明する図である。図5(c)は、表示部142に表示される2次元画像の色付けパターンを説明する図である。Fig.5 (a) is a figure explaining the measurement point of the vertical cross section in a store | warehouse | chamber. FIG. 5B illustrates the two-dimensional information. FIG. 5C is a diagram illustrating a coloring pattern of a two-dimensional image displayed on the display unit 142.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present disclosure are not illustrated. To do.

<第1の実施形態>
本開示では、適用先の例としてアンローダ設備に適用した場合について説明する。図1は、アンローダ設備100を説明する図である。図1に示すように、作業装置の一例であるアンローダ設備100は、走行体102、旋回体104、ブーム106、先端フレーム108、搬送装置110、ブームコンベア112、操作室114および制御装置116を含んで構成されている。
<First Embodiment>
In the present disclosure, a case where the present invention is applied to an unloader facility will be described as an example of an application destination. FIG. 1 is a diagram illustrating the unloader facility 100. As shown in FIG. 1, an unloader facility 100 that is an example of a working device includes a traveling body 102, a revolving body 104, a boom 106, a tip frame 108, a transport device 110, a boom conveyor 112, an operation chamber 114, and a control device 116. It consists of

走行体102は、岸壁1に沿って敷設された一対のレール2上を図中前後方向に走行可能である。走行体102には、移動位置計測部102aが設けられている。移動位置計測部102aは、例えばロータリーエンコーダである。移動位置計測部102aは、走行体102の車輪の回転数に基づき、所定の原点に対する走行体102の平面上の位置を計測する。そして、移動位置計測部102aは、計測した位置を示す走行体位置情報を制御装置116に出力する。   The traveling body 102 can travel in the front-rear direction in the figure on a pair of rails 2 laid along the quay 1. The traveling body 102 is provided with a movement position measuring unit 102a. The movement position measurement unit 102a is, for example, a rotary encoder. The movement position measurement unit 102a measures the position of the traveling body 102 on the plane with respect to a predetermined origin based on the number of rotations of the wheels of the traveling body 102. Then, the movement position measurement unit 102 a outputs traveling body position information indicating the measured position to the control device 116.

旋回体104は、走行体102の上部に、垂直軸を中心に回転自在に設けられている。ブーム106は、旋回体104の上部に、傾斜角度を変更可能に設けられている。先端フレーム108は、ブーム106の先端に設けられている。   The swivel body 104 is provided above the traveling body 102 so as to be rotatable around a vertical axis. The boom 106 is provided on the upper part of the revolving structure 104 so that the inclination angle can be changed. The tip frame 108 is provided at the tip of the boom 106.

旋回体104には、旋回角度計測部104aおよび傾斜角度計測部106aが設けられている。旋回角度計測部104aおよび傾斜角度計測部106aは、例えばロータリーエンコーダである。旋回角度計測部104aは、走行体102に対する旋回体104の旋回角度を計測する。そして、旋回角度計測部104aは、計測した旋回角度を示す旋回角度情報を制御装置116に出力する。傾斜角度計測部106aは、旋回体104に対するブーム106の傾斜角度を計測する。そして、傾斜角度計測部106aは、傾斜角度を示す傾斜角度情報を制御装置116に出力する。   The turning body 104 is provided with a turning angle measuring unit 104a and an inclination angle measuring unit 106a. The turning angle measuring unit 104a and the inclination angle measuring unit 106a are, for example, rotary encoders. The turning angle measuring unit 104 a measures the turning angle of the turning body 104 with respect to the traveling body 102. Then, the turning angle measurement unit 104a outputs turning angle information indicating the measured turning angle to the control device 116. The tilt angle measurement unit 106 a measures the tilt angle of the boom 106 with respect to the swing body 104. Then, the tilt angle measurement unit 106 a outputs tilt angle information indicating the tilt angle to the control device 116.

搬送装置110は、先端フレーム108に取り付けられている。搬送装置110は、エレベータ部110aおよびバケツ部110bを含んで構成される。エレベータ部110aは、垂直方向に延在する。バケツ部110bは、エレベータ部110aの下端に設けられている。バケツ部110bは、複数のバケツが連続して接続されている。搬送装置110は、船舶10の上部に設けられたハッチ12から、作業空間としての庫内14に挿入される。   The transport device 110 is attached to the front end frame 108. The transport device 110 includes an elevator unit 110a and a bucket unit 110b. The elevator part 110a extends in the vertical direction. The bucket part 110b is provided at the lower end of the elevator part 110a. A plurality of buckets are continuously connected to the bucket unit 110b. The transfer device 110 is inserted into the interior 14 as a work space from the hatch 12 provided on the upper part of the ship 10.

ブームコンベア112は、ブーム106の下方に設けられる。搬送装置110は、庫内14に積載された、回収の対象物である石炭等の積荷20をバケツ部110bのバケツによって回収する。バケツ部110bによって回収された積荷20は、ブームコンベア112を介して外部に搬出される。   The boom conveyor 112 is provided below the boom 106. The transport device 110 collects the cargo 20 such as coal, which is an object to be collected, loaded in the warehouse 14 by the bucket of the bucket unit 110b. The load 20 collected by the bucket unit 110b is carried out to the outside via the boom conveyor 112.

操作室114は、先端フレーム108に設けられている。操作室114内には、操縦者が搭乗して操作を行う。操縦者は、船舶10の庫内14を直接目視することが困難または不可能である。また、操作室114内には、制御装置116が設けられている。   The operation chamber 114 is provided in the distal end frame 108. The operator gets into the operation room 114 and performs the operation. It is difficult or impossible for the operator to directly view the interior 14 of the ship 10. A control device 116 is provided in the operation chamber 114.

先端フレーム108の下方には、複数の開口計測部120が設けられる。開口計測部120は、例えばレーザセンサである。開口計測部120は、水平方向および垂直方向に予め設定された範囲内で所定角度ごとに、船舶10に向けてレーザ光を照射し、船舶10により反射されたレーザ光(反射光)を受信する。開口計測部120は、反射光を受信するまでの時間に基づいて、船舶10におけるレーザ光を照射した位置までの距離を導出する。そして、開口計測部120は、レーザ光の照射角度、および、導出した距離を示す開口位置情報を制御装置116に出力する。   A plurality of opening measurement units 120 are provided below the distal end frame 108. The aperture measurement unit 120 is a laser sensor, for example. The aperture measurement unit 120 emits laser light toward the ship 10 at predetermined angles within a range set in advance in the horizontal direction and the vertical direction, and receives laser light (reflected light) reflected by the ship 10. . The opening measurement unit 120 derives the distance to the position where the laser beam is irradiated on the ship 10 based on the time until the reflected light is received. Then, the aperture measurement unit 120 outputs aperture position information indicating the irradiation angle of the laser light and the derived distance to the control device 116.

バケツ部110bには、庫内14において計測不能な領域をなくすとともに、計測点を増加させるために複数の距離計測部122が離隔して設けられている。距離計測部122は、例えばレーザセンサである。距離計測部122は、水平方向および垂直方向に予め設定された範囲内で所定角度ごとに、庫内14に向けてレーザ光を照射し、庫内14または積荷20等の計測対象である物体で反射されたレーザ光(反射光)を受信する。距離計測部122は、反射光を受信するまでの時間に基づいて、庫内14におけるレーザ光が反射した位置(計測点)までの距離を導出する。そして、距離計測部122は、レーザ光の照射角度、および、導出した距離を示す距離情報を制御装置116に出力する。   The bucket unit 110b is provided with a plurality of distance measuring units 122 apart from each other in order to eliminate the area that cannot be measured in the interior 14 and increase the number of measurement points. The distance measuring unit 122 is a laser sensor, for example. The distance measuring unit 122 is an object to be measured such as the inside 14 or the load 20 that irradiates the inside 14 with laser light at predetermined angles within a range set in advance in the horizontal direction and the vertical direction. The reflected laser light (reflected light) is received. The distance measuring unit 122 derives the distance to the position (measurement point) where the laser light is reflected in the interior 14 based on the time until the reflected light is received. Then, the distance measurement unit 122 outputs to the control device 116 distance information indicating the irradiation angle of the laser light and the derived distance.

バケツ部110bには、水平方向に離隔して複数のIMU(Inertial Measurement Unit)124が設けられている。IMU124は、IMU124自体、すなわち、IMU124の取り付け箇所の姿勢を特定可能な3軸の角度および加速度を検出する。そして、IMU124は、検出した角度および加速度を示すIMU情報を制御装置116に出力する。   The bucket unit 110b is provided with a plurality of IMUs (Inertial Measurement Units) 124 spaced apart in the horizontal direction. The IMU 124 detects the angle and acceleration of three axes that can specify the attitude of the IMU 124 itself, that is, the mounting location of the IMU 124. Then, the IMU 124 outputs IMU information indicating the detected angle and acceleration to the control device 116.

図2は、画像表示装置200の構成を説明するための図である。図2に示すように、制御装置116は、移動位置計測部102a、旋回角度計測部104a、傾斜角度計測部106a、開口計測部120、距離計測部122およびIMU124が接続されている。画像表示装置200は、距離計測部122、IMU124、2次元情報導出部152および表示制御部154を含んで構成されている。   FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the image display apparatus 200. As shown in FIG. 2, the control device 116 is connected to a movement position measurement unit 102a, a turning angle measurement unit 104a, an inclination angle measurement unit 106a, an opening measurement unit 120, a distance measurement unit 122, and an IMU 124. The image display device 200 includes a distance measuring unit 122, an IMU 124, a two-dimensional information deriving unit 152, and a display control unit 154.

制御装置116は、中央制御部140および表示部142を含んで構成されている。中央制御部140は、CPU(中央処理装置)を含む半導体集積回路で構成されている。中央制御部140は、ROMからCPU自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。そして、中央制御部140は、ワークエリアとしてのRAMや他の電子回路と協働して、アンローダ設備100全体を管理および制御する。また、本実施形態において中央制御部140は、駆動制御部150、2次元情報導出部152および表示制御部154として機能する。2次元情報導出部152は、受信部152a、3次元位置導出部152b、補間処理部152c、セル配置部152d、および傾斜算出部152eとして機能する。表示制御部154は、配色部154aおよび表示処理部154bとして機能する。   The control device 116 includes a central control unit 140 and a display unit 142. The central control unit 140 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (central processing unit). The central control unit 140 reads programs, parameters, and the like for operating the CPU itself from the ROM. The central control unit 140 manages and controls the entire unloader facility 100 in cooperation with a RAM as a work area and other electronic circuits. In the present embodiment, the central control unit 140 functions as the drive control unit 150, the two-dimensional information deriving unit 152, and the display control unit 154. The two-dimensional information deriving unit 152 functions as a receiving unit 152a, a three-dimensional position deriving unit 152b, an interpolation processing unit 152c, a cell arranging unit 152d, and a slope calculating unit 152e. The display control unit 154 functions as a color arrangement unit 154a and a display processing unit 154b.

駆動制御部150は、操縦者の操作に応じて、走行体102、旋回体104、ブーム106、搬送装置110、ブームコンベア112等を駆動制御する。具体的には、駆動制御部150は、操縦者の移動操作に応じて、移動位置計測部102a、旋回角度計測部104aおよび傾斜角度計測部106aから出力された各情報に基づいて、走行体102、旋回体104、ブーム106を駆動制御する。また、駆動制御部150は、操縦者の搬送操作に応じて、搬送装置110およびブームコンベア112を駆動制御する。   The drive control unit 150 drives and controls the traveling body 102, the revolving body 104, the boom 106, the transport device 110, the boom conveyor 112, and the like according to the operation of the operator. Specifically, the drive control unit 150, based on each information output from the movement position measurement unit 102a, the turning angle measurement unit 104a, and the inclination angle measurement unit 106a, according to the movement operation of the operator, the traveling body 102. The revolving body 104 and the boom 106 are driven and controlled. Further, the drive control unit 150 drives and controls the transport device 110 and the boom conveyor 112 according to the transport operation of the operator.

受信部152aは、例えば0.1秒毎に(10Hzで)、距離計測部122から距離情報を取得する。ここで、受信部152aは、各距離計測部122において導出された複数の計測点の距離情報を一群の距離情報(3次元点群のデータ)として纏めて取得することになる。また、受信部152aは、例えば0.1秒毎に(10Hzで)、IMU124からIMU情報を取得する。   The receiving unit 152a acquires distance information from the distance measuring unit 122, for example, every 0.1 second (at 10 Hz). Here, the receiving unit 152a collectively acquires the distance information of the plurality of measurement points derived by each distance measuring unit 122 as a group of distance information (three-dimensional point group data). Also, the receiving unit 152a acquires IMU information from the IMU 124, for example, every 0.1 second (at 10 Hz).

そして、3次元位置導出部152bは、IMU124から取得したIMU情報のうちの加速度を積分することにより、バケツ部110bの3次元位置を導出する。また、3次元位置導出部152bは、導出したバケツ部110bの3次元位置、および、バケツ部110bにおける距離計測部122の位置に基づいて、距離計測部122それぞれの3次元位置および向きを導出する。   Then, the three-dimensional position deriving unit 152b derives the three-dimensional position of the bucket unit 110b by integrating acceleration in the IMU information acquired from the IMU 124. Further, the three-dimensional position deriving unit 152b derives the three-dimensional position and orientation of each distance measuring unit 122 based on the derived three-dimensional position of the bucket unit 110b and the position of the distance measuring unit 122 in the bucket unit 110b. .

そして、3次元位置導出部152bは、導出した距離計測部122それぞれの3次元位置および向きと、距離計測部122から取得した距離情報(計測結果)とに基づいて、庫内14におけるレーザ光が反射した計測点の3次元位置を導出する。   Then, the three-dimensional position deriving unit 152b receives the laser light in the interior 14 based on the derived three-dimensional position and orientation of each distance measuring unit 122 and the distance information (measurement result) acquired from the distance measuring unit 122. The three-dimensional position of the reflected measurement point is derived.

図3(a)は、庫内14における計測点の一例を説明する図である。図3(b)は、庫内14における鉛直断面の計測点を説明する図である。図3(c)は、2次元情報を説明する図である。図3(d)は、表示部142に表示される2次元画像の色付けパターンを説明する図である。なお、図3(a)では、模式的に、庫内14の壁面16が鉛直方向に延在し、庫内14の底面18が水平方向に延在している場合について説明する。また、図3(a)では、説明の便宜上、庫内14における所定の鉛直断面上の計測点のみを黒丸で図示している。また、図3(b)では、図3(a)における計測点が図示された断面図を示している。   FIG. 3A is a diagram for explaining an example of measurement points in the warehouse 14. FIG. 3B is a diagram for explaining the measurement points of the vertical cross section in the interior 14. FIG. 3C illustrates the two-dimensional information. FIG. 3D is a diagram for explaining a coloring pattern of a two-dimensional image displayed on the display unit 142. FIG. 3A schematically illustrates a case where the wall surface 16 of the interior 14 extends in the vertical direction and the bottom surface 18 of the interior 14 extends in the horizontal direction. Further, in FIG. 3A, for convenience of explanation, only measurement points on a predetermined vertical section in the interior 14 are illustrated by black circles. FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating the measurement points in FIG.

図3(a)および図3(b)に示すように、距離計測部122から照射されたレーザ光は、庫内14の壁面16、底面18および積荷20のいずれかで反射されることになる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the laser light emitted from the distance measuring unit 122 is reflected by any one of the wall surface 16, the bottom surface 18, and the load 20 of the interior 14. .

また、壁面16は、大凡鉛直方向に沿って形成されている。そのため、壁面16で反射したレーザ光に基づく計測点は鉛直方向に並ぶことになる。一方、底面18および積荷20は、鉛直方向に対して傾斜または直交している。そのため、底面18および積荷20で反射したレーザ光に基づく計測点は鉛直方向に並ぶことは少なく、水平方向、または、垂直方向および水平方向に交差する傾斜方向に並ぶことになる。   The wall surface 16 is formed along a generally vertical direction. Therefore, the measurement points based on the laser light reflected by the wall surface 16 are arranged in the vertical direction. On the other hand, the bottom surface 18 and the load 20 are inclined or orthogonal to the vertical direction. For this reason, the measurement points based on the laser beam reflected by the bottom surface 18 and the load 20 are rarely arranged in the vertical direction, and are arranged in the horizontal direction or in the inclined direction intersecting the vertical direction and the horizontal direction.

ここで、距離計測部122による計測では、レーザ光が所定角度ごとに照射されるため、距離計測部122から物体(壁面16、底面18、積荷20)までの距離によって計測点の密度(計測密度)が異なる。距離計測部122から対象物までの距離が相対的に近い場合には、計測密度が高くなる。一方で、距離計測部122から対象物までの距離が相対的に遠い場合には、計測密度が低くなる。そこで、補間処理部152cは、距離計測部122から物体までの距離によらず計測密度を一定にする補正手法を用いて、距離計測部122と物体距離との距離に伴う点群の密度の増減(計測点の数)を補正(補間)する。   Here, in the measurement by the distance measuring unit 122, since the laser beam is irradiated at every predetermined angle, the density of the measurement points (measurement density) is determined depending on the distance from the distance measuring unit 122 to the object (the wall surface 16, the bottom surface 18, and the load 20). ) Is different. When the distance from the distance measuring unit 122 to the object is relatively close, the measurement density increases. On the other hand, when the distance from the distance measurement unit 122 to the object is relatively long, the measurement density is low. Therefore, the interpolation processing unit 152c increases or decreases the density of the point cloud according to the distance between the distance measurement unit 122 and the object distance by using a correction method that makes the measurement density constant regardless of the distance from the distance measurement unit 122 to the object. Correct (interpolate) (number of measurement points).

補正手法としては、距離計測部122によって計測された計測点が全て含まれる空間を、立方体のボクセルに分割し、各ボクセル内に含まれる計測点の3次元位置を平均して、そのボクセルの代表の3次元位置とするボクセルグリッドフィルタが適用される。なお、ボクセルの一辺の長さは、庫内14にある障害物や作業車等の計測したい物体に応じて調整することが好ましい。例えば、ボクセルの一辺の長さは、計測したい物体の長さを代表寸法とし、代表寸法の0.1〜0.5倍に設定される。   As a correction method, a space including all measurement points measured by the distance measuring unit 122 is divided into cubic voxels, and the three-dimensional positions of the measurement points included in each voxel are averaged, and the representative of the voxel is represented. A voxel grid filter having a three-dimensional position is applied. Note that the length of one side of the voxel is preferably adjusted according to an object to be measured such as an obstacle or a work vehicle in the interior 14. For example, the length of one side of the voxel is set to 0.1 to 0.5 times the representative dimension with the length of the object to be measured as the representative dimension.

補間処理部152cは、ボクセルグリッドフィルタを用いて、各ボクセルの3次元位置を導出する。これにより、各ボクセル内には計測点が1または0となるため、距離計測部122から物体までの距離にかかわらず計測密度を一定にすることができるとともに、計測点数を減少させて処理負荷を低減することができる。   The interpolation processing unit 152c derives a three-dimensional position of each voxel using a voxel grid filter. As a result, the measurement point is 1 or 0 in each voxel, so that the measurement density can be made constant regardless of the distance from the distance measurement unit 122 to the object, and the processing load is reduced by reducing the number of measurement points. Can be reduced.

そして、セル配置部152dは、図3(a)に示すように、補正手法を用いて補正された計測点の3次元位置のうち、鉛直方向の情報を取り除くことによって、計測点を鉛直方向に圧縮(投影)した2次元情報に変換する。そして、図3(c)に示すように、傾斜算出部152eは、水平方向に予め設定された正方形の範囲(所定範囲)ごとに、計測点数をサンプリングする。すなわち、セル配置部152dは、水平方向の面(水平面)に、正方形で区切られた仮想的セルを配置する。そして、傾斜算出部152eは、仮想的セルを底面としボクセルを含み垂直方向に延伸する四角柱について、四角柱に含まれる計測点が1のボクセルの数を計測している。   Then, as shown in FIG. 3A, the cell placement unit 152d removes the information in the vertical direction from the three-dimensional position of the measurement point corrected using the correction method, thereby moving the measurement point in the vertical direction. Convert to compressed (projected) two-dimensional information. Then, as illustrated in FIG. 3C, the inclination calculation unit 152e samples the number of measurement points for each square range (predetermined range) set in advance in the horizontal direction. That is, the cell placement unit 152d places virtual cells divided by squares on a horizontal surface (horizontal plane). Then, the inclination calculation unit 152e measures the number of voxels whose measurement points included in the quadrangular column are one for a quadrangular column that includes the virtual cell as a bottom surface and includes the voxel and extends in the vertical direction.

また、仮想的セルに含まれる計測点が1のボクセルの数は、積荷20の表面積とおおよそ比例している。つまり、積荷20が傾斜面を成していた場合、積荷20が水平面を成している場合と比べ、正方形で区切られた仮想的セルに投影される計測点の数は増えることになる。すなわち、傾斜算出部152eは、積荷20の傾斜の勾配に相当する量(傾斜の強度)を算出していることになる。このように、水平面と成す角度が90度に近いほど、計測点を鉛直方向に圧縮(投影)した場合に、仮想的セルに投影される計測点数が多くなる。   Further, the number of voxels with one measurement point included in the virtual cell is approximately proportional to the surface area of the load 20. That is, when the load 20 forms an inclined surface, the number of measurement points projected on the virtual cells divided by the square increases as compared with the case where the load 20 forms a horizontal plane. That is, the inclination calculating unit 152e calculates an amount (inclination intensity) corresponding to the inclination of the load 20 inclination. Thus, as the angle formed with the horizontal plane is closer to 90 degrees, the number of measurement points projected on the virtual cell increases when the measurement points are compressed (projected) in the vertical direction.

図3(c)に示したように、壁面16に対応する正方形の範囲には、計測点が多くサンプリングされる。また、積荷20に対応する正方形の範囲には、計測点が少なくサンプリングされる。   As shown in FIG. 3C, many measurement points are sampled in the square range corresponding to the wall surface 16. Further, a small number of measurement points are sampled in a square range corresponding to the load 20.

そして、配色部154aは、サンプリング結果に基づき、各範囲の色付けパターン(配色)を決定する。具体的には、計測点数に応じて、計測点数が多い範囲から計測点数が少ない範囲にかけて濃いパターンから薄いパターンとなるような色付けパターンが設定されている。そして、配色部154aは、図3(d)に示すように、各範囲について、計測点数に応じた濃淡の色付けパターンを決定する。   Then, the color arrangement unit 154a determines a coloring pattern (color arrangement) for each range based on the sampling result. Specifically, according to the number of measurement points, a coloring pattern is set such that a dark pattern becomes a light pattern from a range where the number of measurement points is large to a range where the number of measurement points is small. Then, as shown in FIG. 3D, the color arrangement unit 154a determines a shading coloring pattern corresponding to the number of measurement points for each range.

したがって、壁面16に対応する範囲は濃いパターン(黒色)となり、積荷20に対応する範囲は薄いパターン(白色またはグレー)となる。   Therefore, the range corresponding to the wall surface 16 is a dark pattern (black), and the range corresponding to the load 20 is a thin pattern (white or gray).

そして、表示処理部154bは、各範囲を決定した色付けパターンで示した画像(2次元画像)を表示部142に表示する。また、表示処理部154bは、予め設けられた搬送装置110の外形形状を、IMU情報から導出した搬送装置110の位置に基づいて導出し、導出した外形形状で搬送装置110の画像を2次元画像に重畳表示する。なお、表示処理部154bは、サンプリング結果が導出される度、つまり、0.1秒毎に、2次元画像を更新して表示する。   Then, the display processing unit 154b displays on the display unit 142 an image (two-dimensional image) indicated by the coloring pattern that determines each range. Further, the display processing unit 154b derives the external shape of the transport device 110 provided in advance based on the position of the transport device 110 derived from the IMU information, and the image of the transport device 110 with the derived external shape is a two-dimensional image. Is superimposed on the screen. The display processing unit 154b updates and displays the two-dimensional image every time the sampling result is derived, that is, every 0.1 second.

図4(a)は、積荷20がほとんど搬出されていない場合の2次元画像を示す図である。図4(b)は、積荷20が半分ほど搬出された場合の2次元画像を示す図である。図4(c)は、積荷20がほとんど搬出された場合の2次元画像を示す図である。なお、図4(a)〜図4(c)では、2次元画像を上図に示し、庫内14の鉛直断面図を下図に示している。図4(a)〜図4(c)において、下側に示した図は、上側の図の真ん中の位置、つまり上から数え五段目にある一連のセルの中心を通過する平面での断面図となる。さらに、積荷20は五段五行目にあるセルの中心を通る鉛直線回りに、回転対称になっている状況を想定している。   FIG. 4A is a diagram showing a two-dimensional image when the load 20 is hardly carried out. FIG. 4B is a diagram illustrating a two-dimensional image when the load 20 is unloaded about half. FIG. 4C is a diagram illustrating a two-dimensional image when the load 20 is almost carried out. 4A to 4C, a two-dimensional image is shown in the upper figure, and a vertical sectional view of the interior 14 is shown in the lower figure. 4 (a) to 4 (c), the lower diagram is a cross-section in the middle of the upper diagram, that is, a plane passing through the center of a series of cells at the fifth level from the top. It becomes a figure. Further, it is assumed that the load 20 is rotationally symmetric around a vertical line passing through the center of the cell in the fifth row and the fifth row.

図4(a)に示すように、通常距離計測部122は庫内14(作業空間)に鉛直方向から挿通され起動される。この状況では積荷20がほとんど搬出されておらず、積荷20の表面形状は略水平であり、壁面16および底面18はほとんど露出していない。また、距離計測部122と積荷20の距離が近い。そのため、距離計測部122から照射されたレーザ光は、大部分が積荷20で反射される。そして、壁面16および底面18ではレーザ光はほとんど反射されない。つまり、距離計測部122の照射角度の範囲に壁面16および底面18が入っていない状態である。   As shown in FIG. 4A, the normal distance measuring unit 122 is inserted into the interior 14 (work space) from the vertical direction and activated. In this situation, the load 20 is hardly carried out, the surface shape of the load 20 is substantially horizontal, and the wall surface 16 and the bottom surface 18 are hardly exposed. Further, the distance between the distance measuring unit 122 and the load 20 is short. Therefore, most of the laser light emitted from the distance measuring unit 122 is reflected by the load 20. The laser beam is hardly reflected at the wall surface 16 and the bottom surface 18. That is, the wall surface 16 and the bottom surface 18 are not in the irradiation angle range of the distance measuring unit 122.

したがって、図4(a)に示すように、2次元画像160は、ほとんどが薄いパターン(白色またはグレー)で表示されることになる。ここでは、レーザ光が到達していない未知の範囲についても白色で表示している。これらの部分は、距離計測部122が水平方向に動いていくことで、庫内14(作業空間)の状況が把握され、計測結果に対応する色付けがなされる。なお、実際の運用上は、状態を把握できていない未知の領域に当たるセルと、計測を実施済みの既知の領域に当たるセルの境界線を太線にして、両者の境界を表示する運用も考えられる。   Therefore, as shown in FIG. 4A, the two-dimensional image 160 is mostly displayed in a thin pattern (white or gray). Here, the unknown range where the laser beam does not reach is also displayed in white. In these portions, the distance measurement unit 122 moves in the horizontal direction, so that the state of the interior 14 (work space) is grasped, and coloring corresponding to the measurement result is performed. In actual operation, it may be possible to display a boundary between a cell corresponding to an unknown area whose state has not been grasped and a cell corresponding to a known area where measurement has been performed with a bold line.

図4(b)に示すように、積荷20が半分ほど搬出された場合、庫内14では積荷20が、中央が窪んだすり鉢状に形成されることになる。そのため、すり鉢状の部分に当たる部分は、傾斜の大きさに対応して色づけがなされる。また、庫内14の積荷20の形状が変化する過程で、距離計測部122は水平方向に移動をしている。また、積荷20自体高さも下降していく。そのため、図4(a)の時点では不明であった、壁面16近くの状態も判明し色づけがなされている。距離計測部122から照射されたレーザ光は、壁面16および積荷20で反射される。そして、壁面16で反射されたレーザ光による計測点は、鉛直方向に複数並ぶ。積荷20の表面は大きな傾斜を持っており、傾斜方向に渡り複数の計測点(ボクセル)が並ぶ。そのため、計測点を鉛直方向に圧縮した2次元画像162は、壁面16に対応する外周部分が濃いパターン(黒色または黒に近い色)で表示される。ただし、図4(b)で四隅に当たる部分は、いまだ照射されたレーザ光が到達しておらず、不明となっている領域である。一方、積荷20で反射されたレーザ光による計測点は、上述のように傾斜方向に並ぶ。そのため、2次元画像162の内側は、傾斜の大きさに対応した色づけがなされ、薄いパターン(灰色または白に近い色)で表示されることになる。   As shown in FIG. 4 (b), when the load 20 is unloaded about half, the load 20 is formed in a mortar shape with a depressed center in the interior 14. Therefore, the portion corresponding to the mortar-shaped portion is colored according to the magnitude of the inclination. Moreover, the distance measurement part 122 is moving to the horizontal direction in the process in which the shape of the load 20 in the store | warehouse | chamber 14 changes. In addition, the height of the load 20 itself is lowered. Therefore, the state near the wall surface 16, which was unknown at the time of FIG. 4A, is also found and colored. The laser light emitted from the distance measuring unit 122 is reflected by the wall surface 16 and the load 20. A plurality of measurement points by the laser beam reflected by the wall surface 16 are arranged in the vertical direction. The surface of the load 20 has a large inclination, and a plurality of measurement points (voxels) are arranged in the inclination direction. Therefore, the two-dimensional image 162 in which the measurement points are compressed in the vertical direction is displayed in a pattern (black or a color close to black) whose outer peripheral portion corresponding to the wall surface 16 is dark. However, the portions corresponding to the four corners in FIG. 4B are regions where the irradiated laser light has not yet reached and is unknown. On the other hand, the measurement points by the laser light reflected by the load 20 are arranged in the tilt direction as described above. Therefore, the inner side of the two-dimensional image 162 is colored corresponding to the magnitude of the inclination, and is displayed in a thin pattern (gray or a color close to white).

図4(c)に示すように、積荷20がほとんど搬出された場合、庫内14では積荷20が四隅だけに残り、底面18が露出することになる。そのため、距離計測部122から照射されたレーザ光は、壁面16、底面18および積荷20で反射される。そして、前述と同様に、壁面16で反射されたレーザ光による鉛直方向の計測点は、図4(b)と比べ、増加する。そのため、2次元画像164は、2次元画像162と比べ、壁面16に対応する濃いパターン(黒色または黒に近い色)の範囲が増加する。また、庫内14の四隅では、積荷20でレーザ光が反射される。壁面16近くの積荷20は、図4(b)のすり鉢状の部分とほぼ同じ大きさの傾斜を持っている。そのため、2次元画像164の四隅では、図4(b)のすり鉢状の部分とほぼ同じ濃さの色づけがなされる(壁面16ほど濃くはないが、底面18に対応する部分よりは濃い中間濃度パターンで表示される)。一方、中央部分は、水平方向に延在する底面18でレーザ光が反射される。そのため、2次元画像164の中央部分は、色の薄いパターン(白色または白に近い色)で表示されることになる。なお、図4(a)〜図4(c)における2次元画像160〜164内には、搬送装置110の画像166が重畳して表示されている。   As shown in FIG. 4C, when the load 20 is almost carried out, the load 20 remains in only the four corners in the interior 14 and the bottom surface 18 is exposed. Therefore, the laser light emitted from the distance measuring unit 122 is reflected by the wall surface 16, the bottom surface 18, and the load 20. And the measurement point of the vertical direction by the laser beam reflected by the wall surface 16 increases similarly to the above-mentioned compared with FIG.4 (b). Therefore, compared to the two-dimensional image 162, the two-dimensional image 164 has an increased range of a dark pattern (black or a color close to black) corresponding to the wall surface 16. In addition, the laser beam is reflected by the load 20 at the four corners of the interior 14. The load 20 near the wall surface 16 has an inclination of almost the same size as the mortar-shaped portion of FIG. Therefore, the four corners of the two-dimensional image 164 are colored with the same darkness as the mortar-shaped portion in FIG. 4B (the intermediate density is not as dark as the wall surface 16 but is darker than the portion corresponding to the bottom surface 18). Displayed in a pattern). On the other hand, in the central portion, the laser beam is reflected by the bottom surface 18 extending in the horizontal direction. Therefore, the central portion of the two-dimensional image 164 is displayed with a light color pattern (white or a color close to white). In addition, the image 166 of the conveyance apparatus 110 is superimposed and displayed in the two-dimensional image 160-164 in FIG. 4 (a)-FIG.4 (c).

なお、表示処理部154bは、開口計測部120により出力された開口位置情報に基づいて、船舶10のハッチ12の形状を示す画像も表示することが可能である。   Note that the display processing unit 154b can also display an image indicating the shape of the hatch 12 of the ship 10 based on the opening position information output by the opening measuring unit 120.

このように、画像表示装置200は、庫内14の状態を、色付けした2次元画像で表示する。これにより、画像表示装置200は、操縦者に庫内14の状態を容易に把握させることができる。これにより、操縦者は、庫内14の壁面16までの距離や、積荷20の位置を容易に把握することができる。   Thus, the image display apparatus 200 displays the state of the interior 14 as a colored two-dimensional image. Thereby, the image display apparatus 200 can make the operator easily grasp the state of the interior 14. Thereby, the operator can easily grasp the distance to the wall surface 16 of the interior 14 and the position of the load 20.

特に、船舶10の庫内14のように、ハッチ12によって開口部が窄まって内部が目視困難な環境下において有用である。また、船舶10は、船種によって庫内14の形状が異なるため、モデルマッチングが困難であり、特に有用である。   In particular, it is useful in an environment where the opening is narrowed by the hatch 12 and the inside is difficult to see, such as the inside 14 of the ship 10. Moreover, since the shape of the inside 14 of the ship 10 changes with ship types, model matching is difficult and is especially useful.

<第2の実施形態>
第1の実施形態における表示制御部154は、計測点の数に応じた色付けパターンで2次元画像を表示するようにした。第2の実施形態における表示制御部154は、計測点の数に加えて、計測点の反射強度または反射率に応じた色付けパターンで2次元画像を表示する。
<Second Embodiment>
The display control unit 154 in the first embodiment displays a two-dimensional image with a coloring pattern according to the number of measurement points. In addition to the number of measurement points, the display control unit 154 in the second embodiment displays a two-dimensional image with a coloring pattern corresponding to the reflection intensity or reflectance of the measurement points.

距離計測部122は、レーザ光を照射した位置(計測点)までの距離に加えて、各計測点での反射光の強度(反射強度)を計測し、計測した反射強度を距離情報に付加する。なお、反射強度に代えて、照射したレーザ光の強度に対する反射強度の割合を反射率として導出し、距離情報に付加するようにしてもよい。   The distance measurement unit 122 measures the intensity (reflection intensity) of reflected light at each measurement point in addition to the distance to the position (measurement point) irradiated with the laser beam, and adds the measured reflection intensity to the distance information. . Instead of the reflection intensity, the ratio of the reflection intensity to the intensity of the irradiated laser light may be derived as the reflectance and added to the distance information.

図5(a)は、庫内14における鉛直断面の計測点を説明する図である。図5(b)は、2次元情報を説明する図である。図5(c)は、表示部142に表示される2次元画像の色付けパターンを説明する図である。なお、図5(a)は、庫内14の所定の位置での鉛直方向の拡大断面図を示す。また、図5(a)では、レーザ光が反射した位置(計測点)を白丸および黒丸で示す。   FIG. 5A is a diagram for explaining the measurement points of the vertical section in the interior 14. FIG. 5B illustrates the two-dimensional information. FIG. 5C is a diagram illustrating a coloring pattern of a two-dimensional image displayed on the display unit 142. FIG. 5A shows an enlarged sectional view in the vertical direction at a predetermined position in the interior 14. In FIG. 5A, the position (measurement point) where the laser beam is reflected is indicated by a white circle and a black circle.

図5(a)に示すように、距離計測部122から照射されたレーザ光は、庫内14の壁面16、底面18および積荷20のいずれかで反射されることになる。ここで、壁面16および底面18は、金属で形成されている。したがって、図5(a)中、黒丸で示すように、庫内14の壁面16および底面18で反射したレーザ光の反射強度(反射率)は相対的に高くなる。一方、積荷20は、例えば石炭である。そのため、図3中、白丸で示すように、積荷20で反射したレーザ光の反射強度(反射率)は相対的に低くなる。   As shown in FIG. 5A, the laser light emitted from the distance measuring unit 122 is reflected by any one of the wall surface 16, the bottom surface 18, and the load 20 in the interior 14. Here, the wall surface 16 and the bottom surface 18 are made of metal. Therefore, as shown by black circles in FIG. 5A, the reflection intensity (reflectance) of the laser light reflected by the wall surface 16 and the bottom surface 18 of the interior 14 is relatively high. On the other hand, the load 20 is, for example, coal. Therefore, as shown by white circles in FIG. 3, the reflection intensity (reflectance) of the laser light reflected by the load 20 is relatively low.

そこで、2次元情報導出部152は、3次元位置を鉛直方向に圧縮した2次元情報に変換する際に、各計測点の反射強度(反射率)をあらかじめ設定された閾値で2つの区分に分類する。なお、閾値は、金属(壁面)で反射した場合における反射強度(反射率)と、石炭(対象物)で反射した場合における反射強度(反射率)とを区分けできる値に設定されている。また、レーザ光の反射強度は距離に応じた減衰率で減衰するため、減衰率が既知であれば、反射強度に減衰率を乗じることで、距離による反射強度の減衰の影響を事実上無視するようにしてもよい。   Therefore, when the two-dimensional information deriving unit 152 converts the three-dimensional position into the two-dimensional information compressed in the vertical direction, the reflection intensity (reflectance) at each measurement point is classified into two categories with a preset threshold value. To do. Note that the threshold value is set to a value that can distinguish the reflection intensity (reflectance) when reflected by a metal (wall surface) and the reflection intensity (reflectance) when reflected by coal (target object). In addition, since the reflection intensity of the laser light is attenuated at an attenuation rate according to the distance, if the attenuation rate is known, the influence of the attenuation of the reflection intensity due to the distance is virtually ignored by multiplying the reflection intensity by the attenuation rate. You may do it.

そして、2次元情報導出部152は、水平方向に予め設定された正方形の範囲ごとに、計測点数をサンプリングする。これにより、各範囲には、図5(b)に示すように、反射強度(反射率)によって分類された計測点がサンプリングされることになる。そして、壁面16に対応する正方形の範囲には、反射強度が高い区分の計測点が多くサンプリングされる。また、底面18に対応する正方形の範囲には、反射強度が高い区分の計測点が少なくサンプリングされる。また、積荷20に対応する正方形の範囲には、反射強度が低い区分の計測点が少なくサンプリングされる。   Then, the two-dimensional information deriving unit 152 samples the number of measurement points for each square range preset in the horizontal direction. As a result, as shown in FIG. 5B, measurement points classified by the reflection intensity (reflectance) are sampled in each range. In the square range corresponding to the wall surface 16, a large number of measurement points in a section with high reflection intensity are sampled. In addition, the square range corresponding to the bottom surface 18 is sampled with a small number of measurement points in the section with high reflection intensity. In addition, the square range corresponding to the load 20 is sampled with a small number of measurement points in the section having low reflection intensity.

そして、配色部154aは、各範囲において、2つに区分に分類された計測点のうち、数が多い区分を、その範囲の区分として決定する。そして、配色部154aは、各範囲において、決定された区分、および、計測点数に基づいて、色付けパターンを決定する。具体的には、2つの区分それぞれについて色彩が異なり、かつ、計測点数が多い範囲から計測点数が少ない範囲にかけて濃いパターンから薄いパターンとなるような色付けパターンが設定されている。例えば、反射強度(反射率)が高い区分の範囲は、計測点数に応じて、黒色から白色にかけて濃淡が異なる色付けパターン設定されており(図5(c)中、グレースケールで示す)、反射強度(反射率)が低い区分の範囲は、計測点数に応じて、赤色から白色にかけて濃淡が異なる色付けパターン設定されている(図5(c)中、ハッチングの密度で示す)。   Then, the color arrangement unit 154a determines, in each range, a segment having a large number among the measurement points classified into two categories as the category of the range. Then, the color arrangement unit 154a determines a coloring pattern based on the determined division and the number of measurement points in each range. Specifically, a coloring pattern is set such that the color is different for each of the two sections, and the pattern changes from a dark pattern to a thin pattern from a range with a large number of measurement points to a range with a small number of measurement points. For example, in the range of the section with high reflection intensity (reflectance), a coloring pattern is set in which the shade varies from black to white according to the number of measurement points (shown in gray scale in FIG. 5C), and the reflection intensity. In the range of the section having a low (reflectance), a coloring pattern having different shades from red to white is set according to the number of measurement points (indicated by hatching density in FIG. 5C).

そして、配色部154aは、図5(c)に示すように、各範囲について、決定された区分、および、計測点数に応じた色付けパターンを決定する。そして、表示処理部154bは、各範囲を決定した色付けパターンで示した画像(2次元画像)を表示部142に表示する。   Then, as shown in FIG. 5C, the color arrangement unit 154a determines a coloring pattern corresponding to the determined division and the number of measurement points for each range. Then, the display processing unit 154b displays on the display unit 142 an image (two-dimensional image) indicated by the coloring pattern that determines each range.

したがって、壁面16に対応する範囲は濃いパターン(黒色)となり、底面18に対応する範囲は薄いパターン(白色またはグレー)となる。また、積荷20に対応する範囲は、積荷20の状態に応じて、赤色から白色にかけた濃淡の色付けパターンとなる。   Therefore, the range corresponding to the wall surface 16 is a dark pattern (black), and the range corresponding to the bottom surface 18 is a thin pattern (white or gray). Further, the range corresponding to the load 20 is a shading coloring pattern from red to white according to the state of the load 20.

このように、表示制御部154は、距離計測部122により計測された、物体までの距離、および、反射強度(反射率)に応じたパターンで2次元画像を表示することで、より庫内14の状態を操縦者に把握させることができる。   In this way, the display control unit 154 displays the two-dimensional image in a pattern according to the distance to the object and the reflection intensity (reflectance) measured by the distance measurement unit 122, thereby further improving the interior 14 This makes it possible for the operator to grasp the state of

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although embodiment was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this indication is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims and that they naturally fall within the technical scope.

例えば、上記実施形態において、作業空間として庫内14を例に挙げて説明した。しかし、作業空間内の状態を2次元画像として表示するのであれば、船舶10の庫内14に限定されない。   For example, in the above embodiment, the interior 14 has been described as an example of the work space. However, it is not limited to the inside 14 of the ship 10 as long as the state in the work space is displayed as a two-dimensional image.

また、上記実施形態において、対象物(積荷20)として石炭を例に挙げて説明した。しかし、積荷20は石炭に限定されない。   Moreover, in the said embodiment, coal was mentioned as an example and demonstrated as a target object (load 20). However, the load 20 is not limited to coal.

また、上記実施形態において、距離計測部122は、レーザセンサを例に挙げて説明した。しかし、距離計測部122は、レーザセンサに限らず、ミリ波センサ、赤外線センサ等であってもよい。また、これらセンサを複合して用いてもよい。特に、ミリ波センサは、粉塵が多い環境下においても物体までの距離を正確に計測することができ、また、レーザセンサは、反射強度を計測することができるため、レーザセンサとミリ波センサを複合することが好ましい。   In the above embodiment, the distance measuring unit 122 has been described by taking a laser sensor as an example. However, the distance measuring unit 122 is not limited to a laser sensor, and may be a millimeter wave sensor, an infrared sensor, or the like. Further, these sensors may be used in combination. In particular, a millimeter wave sensor can accurately measure the distance to an object even in a dusty environment, and a laser sensor can measure the reflection intensity. Compounding is preferred.

また、上記実施形態において、計測点の密度を補正する手法としてボクセルグリッドフィルタを適用する場合について説明した。しかしながら、計測点の密度を補正する手法はこれに限らない。   Moreover, in the said embodiment, the case where a voxel grid filter was applied as a method of correct | amending the density of a measurement point was demonstrated. However, the method for correcting the density of measurement points is not limited to this.

例えば、計測点の密度は、距離の2乗に反比例して減少する。そこで、任意の代表寸法L0とし、計測された距離Lとした場合に、(L/L0)を各計測点の点数として補正するようにしてもよい。 For example, the density of measurement points decreases in inverse proportion to the square of the distance. Therefore, when an arbitrary representative dimension L0 is used and the measured distance L is used, (L / L0) 2 may be corrected as the number of points of each measurement point.

また、2次元点群の場合、計測点の間を直線補間や、NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)等の関数曲線で補間するようにしてもよい。また、3次元点群の場合、ドロネー法などの点群結合手法を用いて平面補間してもよいし、NURBSなどの関数曲面で補間するようにしてもよい。   Further, in the case of a two-dimensional point group, the measurement points may be interpolated with a function curve such as linear interpolation or NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline). In the case of a three-dimensional point group, plane interpolation may be performed using a point group coupling method such as Delaunay method, or interpolation may be performed using a function curved surface such as NURBS.

また、上記実施形態において、IMU124により導出されるIMU情報に基づいて、バケツ部110bの位置、すなわち、距離計測部122の位置を導出するようにした。しかし、IMU情報は必須でない。また、GNSS(Global Navigation Satellite System)や、移動位置計測部102a、旋回角度計測部104aおよび傾斜角度計測部106aの各情報等に基づいて、距離計測部122の位置を導出するようにしてもよい。   In the above embodiment, the position of the bucket unit 110b, that is, the position of the distance measurement unit 122 is derived based on the IMU information derived by the IMU 124. However, IMU information is not essential. Further, the position of the distance measuring unit 122 may be derived based on GNSS (Global Navigation Satellite System), each information of the movement position measuring unit 102a, the turning angle measuring unit 104a, and the inclination angle measuring unit 106a. .

また、上記実施形態において、アンローダ設備100を例に挙げて説明した。しかし、アンローダ設備100に限らず、遠隔操作される作業設備に適用することができる。   In the above embodiment, the unloader facility 100 has been described as an example. However, the present invention can be applied not only to the unloader facility 100 but also to remotely operated work facilities.

本開示は、作業空間の状態を把握する際に用いられる画像を表示する画像表示装置に利用することができる。   The present disclosure can be used for an image display device that displays an image used when grasping a state of a work space.

100 アンローダ設備
122 距離計測部
142 表示部
152 2次元情報導出部
152a 受信部
152c 補間処理部
152d セル配置部
152e 傾斜算出部
154 表示制御部
154a 配色部
200 画像表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Unloader equipment 122 Distance measurement part 142 Display part 152 Two-dimensional information derivation part 152a Reception part 152c Interpolation processing part 152d Cell arrangement part 152e Inclination calculation part 154 Display control part 154a Color arrangement part 200 Image display apparatus

Claims (10)

作業空間内における計測点までの距離を3次元で計測する距離計測部と、
前記距離計測部によって計測された前記計測点までの3次元の距離から、前記計測点の3次元位置を導出し、前記計測点の3次元位置を鉛直方向に圧縮して2次元情報を導出する2次元情報導出部と、
前記2次元情報に基づいた画像を表示部に表示する表示制御部と、
を備える画像表示装置。
A distance measurement unit that measures the distance to the measurement point in the work space in three dimensions;
The three-dimensional position of the measurement point is derived from the three-dimensional distance to the measurement point measured by the distance measurement unit, and the two-dimensional information is derived by compressing the three-dimensional position of the measurement point in the vertical direction. A two-dimensional information derivation unit;
A display control unit that displays an image based on the two-dimensional information on a display unit;
An image display device comprising:
前記表示制御部は、
水平方向における所定範囲ごとに、前記計測点の数に応じた色付けパターンで前記表示部に表示する請求項1に記載の画像表示装置。
The display control unit
The image display apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays a coloring pattern corresponding to the number of measurement points for each predetermined range in the horizontal direction.
前記2次元情報導出部は、
前記計測点までの距離によらず計測密度が一定となるように、前記距離計測部によって計測された前記計測点の数を補正する請求項1または2に記載の画像表示装置。
The two-dimensional information deriving unit
The image display device according to claim 1, wherein the number of the measurement points measured by the distance measurement unit is corrected so that a measurement density is constant regardless of the distance to the measurement points.
前記距離計測部は、
前記計測点における反射強度または反射率を計測し、
前記表示制御部は、
前記反射強度または前記反射率に応じた色付けパターンで前記表示部に表示する請求項3に記載の画像表示装置。
The distance measuring unit is
Measure the reflection intensity or reflectance at the measurement point,
The display control unit
The image display device according to claim 3, wherein the display unit displays the color pattern according to the reflection intensity or the reflectance.
前記表示制御部は、
水平方向における前記計測点の数、および、前記反射強度または前記反射率ごとに、異なる色付けパターンで前記表示部に表示する請求項4に記載の画像表示装置。
The display control unit
5. The image display device according to claim 4, wherein the number of the measurement points in the horizontal direction and the reflection intensity or the reflectance are displayed on the display unit with different coloring patterns.
前記距離計測部は、レーザセンサである請求項1から5のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the distance measuring unit is a laser sensor. 前記距離計測部は、船舶の庫内を計測する請求項1から6のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the distance measuring unit measures the inside of a ship. 作業空間内に配されるレーザセンサと、
前記レーザセンサで計測される、前記作業空間の表面の3次元点群のデータを受信する受信部と、
前記作業空間の水平面に仮想的セルを配置するセル配置部と、
前記受信部で受信した前記3次元点群のデータに基づき、前記作業空間の表面の前記水平面に対する傾斜の強さを算出する傾斜算出部と、
前記仮想的セルに、算出された前記傾斜の強さに基づき配色を行う配色部と、
前記配色部で配色された仮想的セルを表示する表示部と、
を備える画像表示装置。
A laser sensor arranged in the work space;
A receiver that receives data of a three-dimensional point group on the surface of the work space, which is measured by the laser sensor;
A cell placement unit for placing virtual cells on a horizontal plane of the work space;
Based on the data of the three-dimensional point group received by the receiving unit, an inclination calculating unit that calculates the strength of the inclination of the surface of the work space with respect to the horizontal plane;
A color arrangement unit that performs color arrangement on the virtual cell based on the calculated strength of the inclination,
A display unit for displaying virtual cells color-coded in the color scheme unit;
An image display device comprising:
前記受信部で受信した前記3次元点群のデータに対し、前記レーザセンサと計測対象との距離に伴う点群の密度の増減を補間する補間処理部を備え、
前記傾斜算出部は、
前記補間処理部で処理を行った3次元点群のデータに基づき、前記水平面に対する傾斜の強さを算出する請求項8に記載の画像表示装置。
An interpolation processing unit that interpolates increase / decrease in the density of the point cloud with the distance between the laser sensor and the measurement target for the data of the three-dimensional point group received by the receiving unit;
The inclination calculation unit
The image display device according to claim 8, wherein the strength of the inclination with respect to the horizontal plane is calculated based on data of a three-dimensional point group processed by the interpolation processing unit.
前記傾斜算出部は、
前記3次元点群を鉛直方向に前記仮想的セルに投影し、前記仮想的セルに投影された点数に基づき、前記水平面に対する傾斜の強さを算出する請求項8または9に記載の画像表示装置。
The inclination calculation unit
The image display device according to claim 8 or 9, wherein the three-dimensional point group is projected onto the virtual cell in the vertical direction, and the strength of the inclination with respect to the horizontal plane is calculated based on the number of points projected onto the virtual cell. .
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