JP2020040739A - 表示制御装置、表示制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
そこで、フォークの先端部にカメラを設け、そのカメラが撮像した撮像画像を表示装置に表示させることによって、運転者が運転席に座ったままフォークリフトの前方を確認することのできる技術が考案されている(例えば、特許文献1、2)。
以下、本発明の一実施形態によるフォークリフト1に備えられる表示制御装置80について説明する。
フォークリフト1は、図1に示すように、第1のフォーク10、第2のフォーク20を備える。また、フォークリフト1は、図2に示すように、撮像装置30、傾斜センサ40、荷重センサ50、操作装置60、表示装置70、表示制御装置80を備える。
ここでは、撮像装置30は、2つのレンズを備えるステレオカメラであるものとする。これら2つのレンズは、第1のフォーク10の先端部に所定の間隔(例えば、70〜80mmの間隔)を開けて設けられる。例えば、撮像装置30は、第1のフォーク10の先端部の内部に設けられる。また、例えば、撮像装置30は、第1のフォーク10の先端部の側部など、第1のフォーク10の先端部の周辺のフォークリフト1の前方を撮像可能な位置に設けられる。このようにして、撮像装置30は、同時刻に2つのレンズを介してフォークリフト1の前方を撮像し、所定の撮像タイミングごとに2つの撮像画像を生成する。
例えば、撮像装置30が撮像した撮像画像における深度は、第1のフォーク10の先端部から(すなわち、撮像装置30から)の深度であり、撮像装置30が撮像した撮像画像における所定の範囲を少なくとも含む撮像画像についての深度である。つまり、深度取得部802は、撮像装置30が撮像した撮像画像における所定の範囲を少なくとも含む撮像画像についての第1のフォーク10の先端部からの深度を取得する。撮像装置30が撮像した撮像画像における所定の範囲とは、フォークリフト1が前方へ直進した場合に、フォークリフト1が通過すると推定される領域の画像部分(すなわち、荷物や障害物などの物体が存在する場合にはフォークリフト1が衝突する可能性のある領域の画像部分)を含む範囲である。具体的には、フォークリフト1が2つのフォークを備え、前方に向かって右側のフォークが第1のフォーク10であり、第1のフォーク10が最も低い位置まで下がっている場合には、撮像装置30が撮像した撮像画像における所定の範囲は、図4に示す撮像画像の中央O(すなわち、撮像装置30のレンズが向いている撮像方向を示す撮像画像における位置O)の左上の枠Aによって示される範囲である。この枠Aは、所定の範囲を説明するための枠であり、表示装置70には表示されない。なお、深度は、周知の技術を用いて算出すればよい。例えば、深度取得部802は、テンプレートマッチングを用いて、撮像装置30が同時刻に2つのレンズを介してフォークリフト1の前方を撮像した2つの撮像画像上における同一対象物の位置ずれ(視差)を算出する。この位置ずれの程度(大きさ)は深度に応じた値である。そのため、深度取得部802は、その視差と周知の変換式とを用いて撮像画像における各画素の深度(すなわち、対象物の実空間上の位置に相当する奥行き方向の情報)を算出することができる。なお、本発明の実施形態における取得とは、他の機能部が算出した深度の結果を取得すること、または、自機能部が深度を算出した結果として深度を得ることのどちらであってもよい。
深度取得部802は、所定の撮像タイミングごと(例えば、100msごとに)深度を取得する。
具体的には、撮像装置30が撮像した2つの撮像画像は、所定の撮像タイミングごとに、第1のフォーク10の先端部に所定の間隔(例えば、70〜80mm程度の間隔)を開けて設けられる2つのレンズを介して撮像されて撮像画像である。そのため、距離特定部803は、各撮像タイミングに撮像した一対の撮像画像に対して三角測量技術を用いることで、深度取得部802が算出した視差の実際の距離を算出することができる。距離特定部803は、視差の実際の距離を算出すると、その視差に対応する深度が示す実際の距離を算出することができる。
なお、深度取得部802が算出した視差は、撮像画像における所定の範囲についての視差である。そのため、距離特定部803は、撮像装置30が撮像した撮像画像の所定の範囲における深度に基づいて、所定の撮像タイミングごとに、第1のフォーク10の先端部から(すなわち、撮像装置30から)、撮像装置30が撮像した撮像画像に写る障害物までの距離を算出することになる。
ただし、画像M3は、後述するように、フォークリフト1が荷物を支持していない状態で、第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部がパレット内部を移動し、所定の距離以内に障害物が存在すると判定された場合には、第1のフォーク10の先端部の位置のみを示す画像となる。
また、画像M4は、画像M4cを含む。画像M4cは、フォークリフト1に支持された荷物(すなわち、第1のフォーク10及び第2のフォーク20によって支持された荷物)を表す画像である。
ここでは、図9に示す表示制御装置80の処理フローについて説明する。
なお、表示制御装置80は、所定の条件を満たしたと判断した場合、フォークリフト1に支持された荷物の位置を含む画像M5を、撮像装置30が撮像した撮像画像に重畳させて表示装置70に表示させる装置である。また、表示制御装置80は、所定の条件を満たさないと判断した場合、所定のタイミングごとに、撮像装置30が撮像した撮像画像に画像M1、M2、M3、M4を重畳させて表示装置70に表示させる装置である。
所定の条件を満たしたと判定した場合とは、荷役作業において荷物を置く可能性が高い(近くに障害物の存在する可能性が高く、荷役作業において荷物を対象物に衝突させる可能性が高い)と判定される状況にあると表示制御部804が判定した場合である。具体的には、所定の条件を満たしたと判定した場合とは、運転者がチルト操作を行い、表示制御部804がその操作に応じて生成された信号を検出したと判定した後に、距離特定部803が算出した最も近い障害物までの最新の距離が所定の距離(例えば、1m)未満であると表示制御部804が判定した場合である。また、所定の条件を満たしたと判定した場合とは、運転者が画像M5を表示させるボタンを押下し、表示制御部804がそのボタンの押下に応じて生成される信号を検出したと判定した場合である。また、所定の条件を満たしたと判定した場合とは、荷物を置く所定の位置の近辺に設けられた近距離通信用の特定の信号を検出したと表示制御部804が判定した場合である。また、所定の条件を満たしたと判定した場合とは、荷物を置く所定の位置の近辺に設けられた特定の画像を検出したと表示制御部804が判定した場合である。
また、画像取得部801は、所定の撮像タイミングごとに、フォークリフト1の第1のフォーク10の先端部に設けられた撮像装置30が撮像した撮像画像を取得し、深度取得部802は、画像取得部801が取得したそれぞれの撮像タイミングの撮像画像における深度を取得し、距離特定部803は、取得した深度に基づいて、第1のフォーク10の先端部から、撮像装置30が撮像した撮像画像に写る障害物までの距離を特定しているものとする。
表示制御部804は、所定の条件を満たさないと判定した場合(ステップS1においてNO)、所定のタイミングごとに、距離特定部803から距離特定部803が特定した最も近い障害物までの最新の距離、傾斜センサ40の検出値、荷重センサ50の検出値を取得する(ステップS2)。
表示制御部804は、データテーブルTBL1において、取得した距離に関連付けられている画像M1、M2、M3を特定し(ステップS3)、特定した画像M1、M2、M3の画像データを取得する(ステップS4)。また、表示制御部804は、取得した荷重センサ50の検出値が所定のしきい値以上であるか否かを判定する(ステップS5)。
表示制御部804は、荷重センサ50の検出値が所定のしきい値以上であると判定した場合(ステップS5においてYES)、データテーブルTBL2において、取得した傾斜センサ40の検出値が示す傾斜角に関連付けられている画像M4のうち荷物の画像を含む画像M4の画像データを特定し(ステップS6)、特定した画像データを取得する(ステップS7)。
そして、表示制御部804は、取得した画像M1、M2、M3、M4それぞれを、撮像装置30が撮像した撮像画像に重畳させて表示装置70の表示画面における所定の位置(例えば、画像M1を表示画面の右下の位置、画像M2を表示画面の中央からやや下の位置、画像M3を第1のフォーク10の先端部が表示画面の中央に一致する位置、画像M4を表示画面の右側の位置)に表示させる(ステップS10)。そして、表示制御部804は、ステップS1の処理に戻す。
そして、表示制御部804は、取得した画像M4、M5それぞれを、撮像装置30が撮像した撮像画像に重畳させて表示装置70の表示画面における所定の位置(例えば、画像M4を表示画面の右側の位置、画像M5を表示画面の固定の位置)に表示させる(ステップS15)。そして、表示制御部804は、ステップS1の処理に戻す。
なお、表示制御部804は、図9に示す処理フローについて説明したように、所定の条件を満たさないと判断した場合には、所定のタイミングごとに、撮像装置30が撮像した撮像画像に画像M1、M2、M3、M4を重畳させて表示装置70に表示させ、所定の条件を満たしたと判断した場合には、所定のタイミングごとに、撮像装置30が撮像した撮像画像に画像M4、M5を重畳させて表示装置70に表示させる。
表示制御部804は、所定の条件を満たさないと判断した場合には、所定のタイミングごとに、撮像装置30が撮像した撮像画像に画像M1、M2、M3、M4を重畳させて表示装置70に表示させる。図10は、フォークリフト1が荷物に近づき、距離特定部803が算出した第1のフォーク10の先端部から障害物までの最新の距離が2mである場合に、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。このとき、フォークリフト1は荷物を支持していないため、距離特定部803が算出した第1のフォーク10の先端部から障害物までの最新の距離が2mである場合、表示制御部804は、図10に示すように、その距離に応じた2mを示す画像M1、2mに相当する目盛りを示す画像M2、2m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していないことを示す画像M4(画像M4a、画像M4b)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図10の場合、荷物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
運転者は、この状態で、第1のフォーク10及び第2のフォーク20をリフトアップさせるリフト操作を行う。
図19は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20がチルト操作によって傾いている途中のタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。表示制御部804は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20が傾きに応じた傾斜センサ40の検出値を取得し、データテーブルTBL2において、その検出値に関連付けられた画像M4(画像M4a)を特定する。荷重センサ50の検出値は、所定のしきい値以上である。また、表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離は4mである。そのため、表示制御部804は、図19に示すように、最新の距離に応じた4mを示す画像M1、4mに相当する目盛りを示す画像M2、4m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、0度から目盛り1つ分傾いた傾斜角で荷物を支持していることを示す画像M4(画像M4a、画像M4b、画像M4c)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図19の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図21は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20がチルト操作によって傾いたまま棚に近づく途中のタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離は3mである。そのため、表示制御部804は、図21に示すように、最新の距離に応じた3mを示す画像M1、3mに相当する目盛りを示す画像M2、3m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、目盛り2つ分の傾斜角で荷物を支持していることを示す画像M4(画像M4a、画像M4b、画像M4c)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図21の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図24は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20がチルト操作によって水平になったタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離は1mである。そのため、表示制御部804は、図24に示すように、最新の距離に応じた1mを示す画像M1、1mに相当する目盛りを示す画像M2、1m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していることを示す画像M4(画像M4a、画像M4b、画像M4c)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図24の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図25は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20がリフト操作によって棚の上段まで上昇する途中のタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離は1mである。そのため、表示制御部804は、図25に示すように、最新の距離に応じた1mを示す画像M1、1mに相当する目盛りを示す画像M2、1m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していることを示す画像M4(画像M4a、画像M4b、画像M4c)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図25の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図26は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20がリフト操作によって棚の上段まで上昇する途中で、ステップS1の処理により所定の条件を満たしたと判定したタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。例えば、表示制御部804が運転者がチルト操作を行い、表示制御部804がその操作に応じて生成された信号を検出したと判定した後に、距離特定部803が算出した最も近い障害物までの最新の距離が所定の距離(例えば、1m)未満であるか否かによって所定の条件を満たすか否かを判定している場合、荷物を支持している第1のフォーク10及び第2のフォーク20がリフトアップしているときに、表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離が1m未満であると、表示制御部804は、所定の条件を満たしたと判定する。そして、表示制御部804は、図9の処理フローで説明したステップS11〜ステップS15の処理を行う。そのため、表示制御部804は、図26に示すように、傾斜角が0度であり荷物を支持していることを示す画像M4(画像M4a、画像M4b、画像M4c)、フォークリフト1に支持された荷物の位置(荷物の外形)を示す画像M5を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図26の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図28は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20がリフト操作によって棚の上段の真上まで移動したタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離が1mである。そのため、表示制御部804は、図28に示すように、最新の距離に応じた1mを示す画像M1、1mに相当する目盛りを示す画像M2、1m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していることを示す画像M4(画像M4a、画像M4b、画像M4c)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図28の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図29は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20がリフト操作によってリフトダウンし、荷物が棚に置かれたタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。荷重センサ50の検出値は、所定のしきい値未満である。また、表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離が1mである。そのため、表示制御部804は、図29に示すように、最新の距離に応じた1mを示す画像M1、1mに相当する目盛りを示す画像M2、1m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していないことを示す画像M4(画像M4a、画像M4b)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図29の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図30、図31、図32、図33は、この操作が行われた各タイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像であり、図11、図12、図13、図14の表示を逆の順に表示させることに相当する。(ただし、第1のフォーク10及び第2のフォーク20の存在する位置(高さ)が異なる。)表示制御部804は、図30に示すように、最新の距離に応じた1mを示す画像M1、1mに相当する目盛りを示す画像M2、1m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していないことを示す画像M4(画像M4a、画像M4b)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図30の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。また、表示制御部804は、距離特定部803から最新の距離を取得し、取得した最新の距離が所定のしきい値以下であると判定し、かつ、荷重センサ50の検出値が所定のしきい値未満であると判定して、図31に示すように、第1のフォーク10の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していないことを示す画像M4(画像M4a、画像M4b)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図31の場合、パレット内部)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。また、表示制御部804は、距離特定部803から最新の距離を取得し、取得した最新の距離が所定のしきい値以下であると判定し、かつ、荷重センサ50の検出値が所定のしきい値未満であると判定して、図32に示すように、第1のフォーク10の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していないことを示す画像M4(画像M4a、画像M4b)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図32の場合、荷物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。また、表示制御部804は、図33に示すように、その距離に応じた3mを示す画像M1、3mに相当する目盛りを示す画像M2、3m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していないことを示す画像M4(画像M4a、画像M4b)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図33の場合、荷物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
図34は、第1のフォーク10及び第2のフォーク20が最も低い位置まで下がったタイミングに、表示制御部804が表示装置70に表示させる画像である。表示制御部804が距離特定部803から取得した最新の距離が1mである。そのため、表示制御部804は、図34に示すように、最新の距離に応じた1mを示す画像M1、1mに相当する目盛りを示す画像M2、1m先の第1のフォーク10及び第2のフォーク20の先端部の位置を示す画像M3、傾斜角が0度であり荷物を支持していないことを示す画像M4(画像M4a、画像M4b)を、撮像装置30が撮像した撮像画像である障害物(図34の場合、荷物よりも奥に存在する障害物)及びその背景を含む画像に重畳させて表示装置70に表示させる。
本発明の第1の実施形態によるフォークリフト1の表示制御装置80において、画像取得部801は、フォークリフト1の第1のフォーク10の先端部に設けられた撮像装置30が撮像した撮像画像を取得する。深度取得部802は、前記撮像画像における深度を取得する。距離特定部803は、前記深度に基づいて、前記第1のフォーク10の先端部から前記撮像画像に写る障害物までの距離を特定する。表示制御部804は、前記距離と前記第1のフォーク10の先端部の位置とに応じた画像を、前記撮像画像に重畳させて表示させる。
こうすることで、表示制御装置80は、フォークリフト1の前方の死角となる画像とともに、荷役作業の操作をサポートする画像M1、M2、M3、M4、M5などを表示装置70に表示させることができる。その結果、表示制御装置80により、運転者がフォークリフト1の荷役作業の操作をよりし易くなる。
図35は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ5は、図35に示すように、CPU6、メインメモリ7、ストレージ8、インターフェース9を備える。
例えば、上述の撮像装置30、操作装置60、表示装置70、表示制御装置80、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ5に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ8に記憶されている。CPU6は、プログラムをストレージ8から読み出してメインメモリ7に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU6は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ7に確保する。
5・・・コンピュータ
6・・・CPU
7・・・メインメモリ
8・・・ストレージ
9・・・インターフェース
10・・・第1のフォーク
20・・・第2のフォーク
30・・・撮像装置
40・・・傾斜センサ
50・・・荷重センサ
60・・・操作装置
70・・・表示装置
80・・・表示制御装置
801・・・画像取得部
802・・・深度取得部
803・・・距離特定部
804・・・表示制御部
805・・・記憶部
Claims (6)
- フォークリフトの第1のフォークの先端部に設けられた撮像装置が撮像した撮像画像を取得する画像取得部と、
前記撮像画像における深度を取得する深度取得部と、
前記深度に基づいて、前記第1のフォークの先端部から前記撮像画像に写る障害物までの距離を特定する距離特定部と、
前記距離と前記第1のフォークの先端部の位置とに応じた画像を、前記撮像画像に重畳させて表示させる表示制御部と、
を備える表示制御装置。 - 前記距離と前記第1のフォークの先端部の位置とに応じた画像は、
前記距離の分だけ前記フォークリフトが前進したと仮定したときの前記第1のフォークの先端部の位置を含む画像であり、
前記表示制御部は、
前記第1のフォークの先端部の位置を含む画像を、前記撮像画像に重畳させて表示させる、
請求項1に記載の表示制御装置。 - 前記距離と前記第1のフォークの先端部の位置とに応じた画像は、
前記距離の分だけ前記フォークリフトが前進したと仮定したときの前記フォークリフトの前記第1のフォークの先端部とは別の第2のフォークの先端部の位置を含む画像であり、
前記表示制御部は、
前記第2のフォークの先端部の位置を含む画像を、前記撮像画像に重畳させて表示させる、
請求項1または請求項2に記載の表示制御装置。 - 前記表示制御部は、
前記フォークリフトに支持された荷役対象物の位置を含む画像を、前記撮像画像に重畳させて表示させる、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の表示制御装置。 - フォークリフトの第1のフォークの先端部に設けられた撮像装置が撮像した撮像画像を取得することと、
前記撮像画像における深度を取得することと、
前記深度に基づいて、前記第1のフォークの先端部から前記撮像画像に写る障害物までの距離を特定することと、
前記距離と前記第1のフォークの先端部の位置とに応じた画像を、前記撮像画像に重畳させて表示させることと、
を含む表示制御方法。 - コンピュータに、
フォークリフトの第1のフォークの先端部に設けられた撮像装置が撮像した撮像画像を取得することと、
前記撮像画像における深度を取得することと、
前記深度に基づいて、前記第1のフォークの先端部から前記撮像画像に写る障害物までの距離を特定することと、
前記距離と前記第1のフォークの先端部の位置とに応じた画像を、前記撮像画像に重畳させて表示させることと、
を実行させるプログラム。
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