JP2022072598A - Work vehicle display system and work vehicle display method - Google Patents

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JP2022072598A JP2020182125A JP2020182125A JP2022072598A JP 2022072598 A JP2022072598 A JP 2022072598A JP 2020182125 A JP2020182125 A JP 2020182125A JP 2020182125 A JP2020182125 A JP 2020182125A JP 2022072598 A JP2022072598 A JP 2022072598A
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雅之 加藤
Masayuki Kato
優樹 小林
Masaki Kobayashi
亮博 有年
Akihiro Aritoshi
一輝 高田
Kazuteru Takada
和正 崎山
Kazumasa Sakiyama
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Komatsu Ltd
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Abstract

To provide a work vehicle display system and a work vehicle display method capable of performing accurate work and reducing operator fatigue.SOLUTION: A second complementary image pickup device IS2 takes an image below an image pickup range of a first complementary image pickup device IS2. On a head-mounted display 200, a controller 50 displays a display image in which the blind spot is complemented based on at least one of the complementary image taken by the first complementary image pickup device IS1 and the second complementary image taken by the second complementary image pickup device IS2.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本開示は、作業車両の表示システムおよび作業車両の表示方法に関する。 The present disclosure relates to a work vehicle display system and a work vehicle display method.

作業車両において、ヘッドマウントディスプレイを用いて前方の視界を良好にする技術がたとえば特開2008-143701号公報(特許文献1)に開示されている。特許文献1では、フォークリフトの荷物昇降用マストなどの遮蔽物に相当する範囲を切り取った部分画像が外部景色に重ねられてヘッドマウントディスプレイに表示される。これによりオペレータが遮蔽物の裏の映像を同時に見ることができる。 In a work vehicle, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-143701 (Patent Document 1) discloses a technique for improving the front view by using a head-mounted display. In Patent Document 1, a partial image obtained by cutting out a range corresponding to a shield such as a mast for raising and lowering luggage of a forklift is superimposed on an external landscape and displayed on a head-mounted display. This allows the operator to see the image behind the shield at the same time.

特開2008-143701号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-143701

しかし油圧ショベルのような作業車両においては、バケットなどの作業具が上下に移動する。このため通常の掘削作業から深堀作業に移る際には運転室の床面が障害となって掘削面または作業点(たとえばバケット刃先)が見えない場合が生じる。このような場合、オペレータは、掘削面などが見えないまま作業をするか、または体を前方に乗り出して掘削面などを覗き込むようにして作業を行っていた。掘削面などが見えないまま作業をすると、正確な作業を行うことができない。またオペレータが体を乗り出して作業すると、操作が不安定になったり、連続作業によって疲れやすくなったりする。 However, in a work vehicle such as a hydraulic excavator, work tools such as a bucket move up and down. Therefore, when moving from the normal excavation work to the deep excavation work, the floor surface of the driver's cab may become an obstacle and the excavation surface or the work point (for example, the bucket cutting edge) may not be visible. In such a case, the operator either works without seeing the excavated surface or the like, or leans forward and looks into the excavated surface or the like. If you work without seeing the excavated surface, you will not be able to perform accurate work. In addition, when the operator leans forward and works, the operation becomes unstable and the continuous work makes it easy to get tired.

本開示の目的は、正確な作業が可能で、かつオペレータの疲労を軽減可能な作業車両の表示システムおよび作業車両の表示方法を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a work vehicle display system and a work vehicle display method capable of performing accurate work and reducing operator fatigue.

本開示の作業車両の表示システムは、表示装置と、第1補完撮像装置と、第2補完撮像装置と、コントローラとを備えている。第2補完撮像装置は、第1補完撮像装置の撮像範囲よりも下方を撮像する。コントローラは、第1補完撮像装置の第1補完撮像画像および第2補完撮像装置の第2補完撮像画像の少なくとも一方の補完撮像画像に基づいて死角を補完した表示画像を表示装置に表示する。 The display system of the work vehicle of the present disclosure includes a display device, a first complementary image pickup device, a second complementary image pickup device, and a controller. The second complementary imaging device captures images below the imaging range of the first complementary imaging device. The controller displays on the display device a display image in which the blind spot is complemented based on at least one of the supplementary image taken by the first complementary imager and the second complementary image taken by the second complementary imager.

本開示の他の作業車両の表示システムは、作業機と、運転室と、表示装置と、補完撮像装置と、コントローラとを備えている。運転室は、第1フロントピラーと、第1フロントピラーよりも作業機の近くに位置する第2フロントピラーとを有している。表示装置は、作業車両のオペレータに装着されている。コントローラは、補完撮像装置の補完撮像画像に基づいて第2フロントピラーによる死角を補完した表示画像を表示装置に表示する。 The other work vehicle display system of the present disclosure includes a work machine, a driver's cab, a display device, a complementary image pickup device, and a controller. The driver's cab has a first front pillar and a second front pillar located closer to the working machine than the first front pillar. The display device is attached to the operator of the work vehicle. The controller displays a display image complemented by the blind spot by the second front pillar on the display device based on the complementary image taken by the complementary image pickup device.

本開示のさらに他の作業車両の表示システムは、運転室と、表示装置と、補完撮像装置と、コントローラとを備えている。運転室は、床部を有している。表示装置は、作業車両のオペレータに装着されている。コントローラは、補完撮像装置の補完撮像画像に基づいて運転室の床部による死角を補完した表示画像を表示装置に表示する。 Yet another work vehicle display system of the present disclosure includes a driver's cab, a display device, a complementary imaging device, and a controller. The cab has a floor. The display device is attached to the operator of the work vehicle. The controller displays a display image complementing the blind spot by the floor of the driver's cab on the display device based on the complementary image captured by the complementary imaging device.

本開示の作業車両の表示方法は、表示装置と、第1補完撮像装置と、第2補完撮像装置とを備える作業車両の表示方法である。第2補完撮像装置は、第1補完撮像装置の撮像範囲よりも下方を撮像する。本開示の作業車両の表示方法は、以下のステップを有する。 The display method of the work vehicle of the present disclosure is a display method of a work vehicle including a display device, a first complementary image pickup device, and a second complementary image pickup device. The second complementary imaging device captures images below the imaging range of the first complementary imaging device. The work vehicle display method of the present disclosure has the following steps.

第1補完撮像装置の第1補完撮像画像が取得される。第2補完撮像装置の第2補完撮像画像が取得される。第1補完撮像画像および第2補完撮像画像の少なくとも一方の補完撮像画像に基づいて死角を補完した表示画像が表示装置に表示される。 The first complementary image taken by the first complementary imager is acquired. The second complementary image taken by the second complementary imager is acquired. A display image in which the blind spot is complemented based on at least one of the first complementary image and the second complementary image is displayed on the display device.

本開示によれば、正確な作業が可能で、かつオペレータの疲労を軽減可能な作業車両の表示システムおよび作業車両の表示方法を実現することができる。 According to the present disclosure, it is possible to realize a work vehicle display system and a work vehicle display method capable of performing accurate work and reducing operator fatigue.

本開示の一実施形態における作業車両の構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the work vehicle in one Embodiment of this disclosure. 第1補完撮像装置の取付状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mounting state of the 1st complementary image pickup apparatus. 第2補完撮像装置の取付状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the attachment state of the 2nd complementary image pickup apparatus. 図1に示す作業車両の表示システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the display system of the work vehicle shown in FIG. 図1に示す作業車両において通常作業と深堀作業とを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the normal work and the deep digging work in the work vehicle shown in FIG. 図4に示すヘッドマウントディスプレイの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the head-mounted display shown in FIG. 図4に示す表示システムの機能ブロックの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional block of the display system shown in FIG. 本開示の一実施形態における作業車両の表示方法の一例を示すフロー図である。It is a flow figure which shows an example of the display method of the work vehicle in one Embodiment of this disclosure. 作業車両が深堀作業をしている様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state that a work vehicle is doing a deep digging work. 図9に示す作業時に主撮像装置の主撮像画像と第2補完撮像装置の第2補完撮像画像とを重畳させる様子を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a state in which a main image captured by the main image pickup device and a second complementary image pickup image of the second complementary image pickup device are superimposed during the work shown in FIG. 9. 作業車両が法面の掘削作業をしている様子を示す側面図である。It is a side view which shows a state that a work vehicle is excavating a slope. 図11に示す作業時に主撮像装置の主撮像画像と第1補完撮像装置の第1補完撮像画像とを重畳させる様子を示す図である。It is a figure which shows the state which superimposes the main image pickup image of a main image pickup apparatus, and the 1st complement image pickup image of a 1st complementary image pickup apparatus at the time of work shown in FIG. 作業車両がダンプトラックに荷を積み込む様子を示す側面図である。It is a side view which shows how the work vehicle loads a load on a dump truck. 図13に示す作業時に主撮像装置の主撮像画像と第1補完撮像装置の第1補完撮像画像とを重畳させる様子を示す図である。It is a figure which shows the state which superimposes the main image pickup image of a main image pickup apparatus, and the first complement image pickup image of a 1st complementary image pickup apparatus at the time of work shown in FIG. 図4に示す表示システムの機能ブロックの他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the functional block of the display system shown in FIG. 本開示の一実施形態における作業車両の表示方法の他の例を示すフロー図である。It is a flow diagram which shows the other example of the display method of the work vehicle in one Embodiment of this disclosure. 第1補完撮像装置の第1補完撮像画像と第2補完撮像装置の第2補完撮像画像とを統合して1つの統合画像を生成する様子を示す図である。It is a figure which shows the mode that the 1st complementary image pickup image of a 1st complementary image pickup apparatus and the 2nd complementary image pickup image of a 2nd complementary image pickup apparatus are integrated, and one integrated image is generated. 深堀作業の状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state of a deep digging work. 深堀作業の状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state of a deep digging work.

以下、本開示の実施の形態について図に基づいて説明する。
明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。また、実施の形態と各変形例との少なくとも一部は、互いに任意に組み合わされてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
In the specification and drawings, the same components or corresponding components are designated by the same reference numerals and duplicate description is not repeated. Further, in the drawings, the configuration may be omitted or simplified for convenience of explanation. Further, at least a part of the embodiment and each modification may be arbitrarily combined with each other.

本開示は、油圧ショベル以外に、ホイールローダ、ブルドーザ、モータグレーダ、フォークリフトなどの作業車両であれば適用可能である。以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」とは、図1に示す運転室4内の運転席4Sに着座したオペレータを基準とした方向である。 The present disclosure is applicable to work vehicles such as wheel loaders, bulldozers, motor graders, and forklifts, in addition to hydraulic excavators. In the following description, "top", "bottom", "front", "rear", "left", and "right" are based on the operator seated in the driver's seat 4S in the driver's cab 4 shown in FIG. It is the direction that was done.

<作業車両の構成>
まず本実施形態の作業車両の構成を図1~図3を用いて説明する。
<Structure of work vehicle>
First, the configuration of the work vehicle of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図1は、本開示の一実施形態における作業車両の構成を概略的に示す斜視図である。図2は、第1補完撮像装置の取付状態を示す斜視図である。図3は、第2補完撮像装置の取付状態を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a work vehicle according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a perspective view showing an attached state of the first complementary imaging device. FIG. 3 is a perspective view showing an attached state of the second complementary imaging device.

図1に示されるように、油圧ショベル100は、本体1と、油圧により作動する作業機2とを有している。本体1は、旋回体3と、走行体5とを有している。走行体5は、一対の履帯5Crと、走行モータ5Mとを有している。油圧ショベル100は、履帯5Crの回転により走行可能である。走行モータ5Mは、走行体5の駆動源として設けられている。走行モータ5Mは、油圧により作動する油圧モータである。なお、走行体5が車輪(タイヤ)を有していてもよい。 As shown in FIG. 1, the hydraulic excavator 100 has a main body 1 and a hydraulically operated working machine 2. The main body 1 has a swivel body 3 and a traveling body 5. The traveling body 5 has a pair of tracks 5Cr and a traveling motor 5M. The hydraulic excavator 100 can travel by rotating the track 5Cr. The traveling motor 5M is provided as a drive source for the traveling body 5. The traveling motor 5M is a hydraulic motor operated by hydraulic pressure. The traveling body 5 may have wheels (tires).

旋回体3は、走行体5の上に配置され、かつ走行体5により支持されている。旋回体3は、旋回軸RXを中心として走行体5に対して旋回可能である。旋回体3は、運転室4(キャブ)を有している。油圧ショベル100のオペレータ(乗員)は、この運転室4に搭乗して、油圧ショベル100を操縦する。運転室4内には、オペレータが着座する運転席4Sが設けられている。オペレータは、運転室4内において油圧ショベル100を操作可能である。オペレータは、運転室4内において、作業機2の操作が可能であり、走行体5に対する旋回体3の旋回操作が可能であり、また走行体5による油圧ショベル100の走行操作が可能である。 The swivel body 3 is arranged on the traveling body 5 and is supported by the traveling body 5. The swivel body 3 can swivel with respect to the traveling body 5 about the swivel shaft RX. The swivel body 3 has a driver's cab 4 (cab). The operator (occupant) of the hydraulic excavator 100 gets on the driver's cab 4 and operates the hydraulic excavator 100. A driver's seat 4S on which the operator sits is provided in the driver's cab 4. The operator can operate the hydraulic excavator 100 in the driver's cab 4. The operator can operate the working machine 2 in the driver's cab 4, can operate the turning body 3 with respect to the traveling body 5, and can operate the hydraulic excavator 100 by the traveling body 5.

旋回体3は、エンジンカバー9と、旋回体3の後部に設けられるカウンタウェイトとを有している。エンジンカバー9は、エンジンルームを覆っている。エンジンルームには、エンジンユニット(エンジン、排気処理構造体など)が配置されている。 The swivel body 3 has an engine cover 9 and a counterweight provided at the rear of the swivel body 3. The engine cover 9 covers the engine room. An engine unit (engine, exhaust treatment structure, etc.) is arranged in the engine room.

作業機2は、旋回体3に支持されている。作業機2は、ブーム6と、アーム7と、バケット8とを有している。作業機2は、ブームシリンダ10と、アームシリンダ11と、バケットシリンダ12とをさらに有している。 The working machine 2 is supported by the swivel body 3. The working machine 2 has a boom 6, an arm 7, and a bucket 8. The working machine 2 further includes a boom cylinder 10, an arm cylinder 11, and a bucket cylinder 12.

ブーム6は、本体1(走行体5および旋回体3)に回動可能に接続されている。具体的にはブーム6の基端部は、ブームフートピン13を支点として旋回体3に回動可能に接続されている。 The boom 6 is rotatably connected to the main body 1 (traveling body 5 and swivel body 3). Specifically, the base end portion of the boom 6 is rotatably connected to the swivel body 3 with the boom foot pin 13 as a fulcrum.

アーム7は、ブーム6に回動可能に接続されている。具体的にはアーム7の基端部は、ブームトップピン14を支点としてブーム6の先端部に回動可能に接続されている。バケット8は、アーム7に回転可能に接続されている。具体的にはバケット8の基端部は、アームトップピン15を支点としてアーム7の先端部に回動可能に接続されている。バケット8は、複数の刃先8aを有している。 The arm 7 is rotatably connected to the boom 6. Specifically, the base end portion of the arm 7 is rotatably connected to the tip end portion of the boom 6 with the boom top pin 14 as a fulcrum. The bucket 8 is rotatably connected to the arm 7. Specifically, the base end portion of the bucket 8 is rotatably connected to the tip end portion of the arm 7 with the arm top pin 15 as a fulcrum. The bucket 8 has a plurality of cutting edges 8a.

ブームシリンダ10の一端は旋回体3に接続され、他端はブーム6に接続されている。ブーム6は、ブームシリンダ10により本体1に対して駆動可能である。この駆動により、ブーム6は、ブームフートピン13を支点として旋回体3に対して上下方向に回動可能である。 One end of the boom cylinder 10 is connected to the swivel body 3, and the other end is connected to the boom 6. The boom 6 can be driven with respect to the main body 1 by the boom cylinder 10. By this drive, the boom 6 can rotate in the vertical direction with respect to the swivel body 3 with the boom foot pin 13 as a fulcrum.

アームシリンダ11の一端はブーム6に接続され、他端はアーム7に接続されている。アーム7は、アームシリンダ11によりブーム6に対して駆動可能である。この駆動により、アーム7は、ブームトップピン14を支点としてブーム6に対して上下方向または前後方向に回動可能である。 One end of the arm cylinder 11 is connected to the boom 6 and the other end is connected to the arm 7. The arm 7 can be driven with respect to the boom 6 by the arm cylinder 11. By this drive, the arm 7 can rotate in the vertical direction or the front-back direction with respect to the boom 6 with the boom top pin 14 as a fulcrum.

バケットシリンダ12の一端はアーム7に接続され、他端はバケットリンクに接続されている。バケット8は、バケットシリンダ12によりアーム7に対して駆動可能である。この駆動により、バケット8は、アームトップピン15を支点としてアーム7に対して上下方向に回動可能である。 One end of the bucket cylinder 12 is connected to the arm 7 and the other end is connected to the bucket link. The bucket 8 can be driven with respect to the arm 7 by the bucket cylinder 12. By this drive, the bucket 8 can rotate in the vertical direction with respect to the arm 7 with the arm top pin 15 as a fulcrum.

運転室4は、床部FRと、複数のピラーと、前上梁BTと、屋根部RFとを主に有している。複数のピラーは、たとえば第1フロントピラーFPLと、第2フロントピラーFPRと、1対のセンターピラーと、1対のリアピラーとを有している。複数のピラーの各々は、床部FRから上方に延びている。前上梁BTは、第1フロントピラーFPLの上端と第2フロントピラーFPRの上端とを接続している。屋根部RFは、複数のピラーの上端に配置されている。 The driver's cab 4 mainly has a floor portion FR, a plurality of pillars, a front upper beam BT, and a roof portion RF. The plurality of pillars have, for example, a first front pillar FPL, a second front pillar FPR, a pair of center pillars, and a pair of rear pillars. Each of the plurality of pillars extends upward from the floor FR. The front upper beam BT connects the upper end of the first front pillar FPL and the upper end of the second front pillar FPR. The roof RF is located at the top of a plurality of pillars.

床部FR、複数のピラーおよび屋根部RFにより取り囲まれた空間内に、運転席4Sが配置されている。運転席4Sは、床部FRの上であって、屋根部RFの下に配置されている。第1フロントピラーFPLおよび第2フロントピラーFPRの各々は、運転席4Sの前方に配置されている。第2フロントピラーFPRは、第1フロントピラーFPLよりも作業機2の近くに位置している。 The driver's seat 4S is arranged in the space surrounded by the floor FR, a plurality of pillars, and the roof RF. The driver's seat 4S is located above the floor portion FR and below the roof portion RF. Each of the first front pillar FPL and the second front pillar FPR is arranged in front of the driver's seat 4S. The second front pillar FPR is located closer to the working machine 2 than the first front pillar FPL.

運転室4には、第1補完撮像装置IS1と、第2補完撮像装置IS2とが取り付けられている。第1補完撮像装置IS1および第2補完撮像装置IS2の各々は、第2フロントピラーFPRに取り付けられている。 A first complementary image pickup apparatus IS1 and a second complementary imaging apparatus IS2 are attached to the driver's cab 4. Each of the first complementary image pickup apparatus IS1 and the second complementary imaging apparatus IS2 is attached to the second front pillar FPR.

第1補完撮像装置IS1および第2補完撮像装置IS2の各々は、運転室4の外部に配置されており、運転室4の外側を撮像する。第1補完撮像装置IS1および第2補完撮像装置IS2の各々は、運転室4の前方に配置されており、かつ運転室4よりも前方を撮像可能である。 Each of the first complementary image pickup apparatus IS1 and the second complementary imaging apparatus IS2 is arranged outside the cab 4, and images the outside of the cab 4. Each of the first complementary image pickup apparatus IS1 and the second complementary imaging apparatus IS2 is arranged in front of the driver's cab 4 and can take an image in front of the driver's cab 4.

第2補完撮像装置IS2は、第1補完撮像装置IS1よりも下方に取り付けられている。第2補完撮像装置IS2は、第1補完撮像装置IS1の撮像範囲よりも下方の撮像範囲を撮像する。 The second complementary image pickup apparatus IS2 is attached below the first complementary imaging apparatus IS1. The second complementary imaging device IS2 images an imaging range below the imaging range of the first complementary imaging device IS1.

図2に示されるように、第1補完撮像装置IS1は、ブラケットBR1およびホルダーCH1を介在して運転室4に取り付けられている。ブラケットBR1は、運転室4の外部であって、運転室4の右上角にネジなどにより取り付けられている。ホルダーCH1は、ブラケットBR1の前面にネジなどにより取り付けられている。第1補完撮像装置IS1は、ホルダーCH1にネジなどにより取り付けられている。第1補完撮像装置IS1は、第2フロントピラーFPRの上端の高さ位置よりも上方に位置している。 As shown in FIG. 2, the first complementary image pickup apparatus IS1 is attached to the driver's cab 4 via the bracket BR1 and the holder CH1. The bracket BR1 is outside the driver's cab 4, and is attached to the upper right corner of the driver's cab 4 with screws or the like. The holder CH1 is attached to the front surface of the bracket BR1 with screws or the like. The first complementary image pickup apparatus IS1 is attached to the holder CH1 with screws or the like. The first complementary image pickup apparatus IS1 is located above the height position of the upper end of the second front pillar FPR.

図3に示されるように、第2補完撮像装置IS2は、ブラケットBR2およびホルダーCH2を介在して運転室4に取り付けられている。ブラケットBR2は、運転室4の外部であって、運転室4の前面右下側にネジなどにより取り付けられている。ブラケットBR2は、前方延在部EX1と、下方延在部EX2と、取付部APとを有している。 As shown in FIG. 3, the second complementary image pickup apparatus IS2 is attached to the driver's cab 4 via the bracket BR2 and the holder CH2. The bracket BR2 is outside the cab 4, and is attached to the lower right side of the front surface of the cab 4 with screws or the like. The bracket BR2 has a front extending portion EX1, a downward extending portion EX2, and a mounting portion AP.

前方延在部EX1は、運転室4の前方において前後方向へ延びている。下方延在部EX2は、前方延在部EX1の前端から下方へ延びている。取付部APは、下方延在部EX2の下端に取り付けられている。 The forward extending portion EX1 extends in the front-rear direction in front of the driver's cab 4. The downward extending portion EX2 extends downward from the front end of the anterior extending portion EX1. The mounting portion AP is mounted at the lower end of the downward extending portion EX2.

ホルダーCH2は取付部APの左右方向の両端部のうち作業機に近い側の端部にネジなどにより取り付けられている。第2補完撮像装置IS2は、ホルダーCH2にネジなどにより取り付けられている。第2補完撮像装置IS2は、第2フロントピラーFPRの下端の高さ位置よりも下側に位置している。 The holder CH2 is attached to the ends of the attachment portion AP in the left-right direction on the side closer to the working machine by screws or the like. The second complementary image pickup device IS2 is attached to the holder CH2 with screws or the like. The second complementary image pickup apparatus IS2 is located below the height position of the lower end of the second front pillar FPR.

<表示システムの構成>
次に、本実施形態の表示システムの構成について図4および図5を用いて説明する。
<Display system configuration>
Next, the configuration of the display system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4は、図1に示す作業車両の表示システムの構成を示す図である。図5は、図1に示す作業車両において通常作業と深堀作業とを説明するための図である。図4に示されるように、本実施形態の表示システムは、運転室4と、ヘッドマウントディスプレイ200(表示装置)と、主撮像装置ISMと、第1補完撮像装置IS1と、第2補完撮像装置IS2と、撮像装置IIと、コントローラ50とを有している。 FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a display system for the work vehicle shown in FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining normal work and deep digging work in the work vehicle shown in FIG. As shown in FIG. 4, the display system of the present embodiment includes a driver's cab 4, a head-mounted display 200 (display device), a main image pickup device ISM, a first complementary image pickup device IS1, and a second complementary image pickup device. It has an IS2, an image pickup device II, and a controller 50.

ヘッドマウントディスプレイ200は、オペレータの頭部に装着される。ヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータは、運転室4内の運転席4Sに着座して作業車両100を操作する。このためヘッドマウントディスプレイ200は、運転室4内に位置している。 The head-mounted display 200 is mounted on the operator's head. The operator wearing the head-mounted display 200 sits in the driver's seat 4S in the driver's cab 4 and operates the work vehicle 100. Therefore, the head-mounted display 200 is located in the driver's cab 4.

主撮像装置ISMは、ヘッドマウントディスプレイ200に取り付けられている。主撮像装置ISMの光軸OA3は、ヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータの視線方向にほぼ一致する。図4の場合は、光軸OA3は水平線HLにほぼ一致するようになっている。 The main image pickup device ISM is attached to the head-mounted display 200. The optical axis OA3 of the main image pickup apparatus ISM substantially coincides with the line-of-sight direction of the operator wearing the head-mounted display 200. In the case of FIG. 4, the optical axis OA3 substantially coincides with the horizon HL.

第1補完撮像装置IS1の光軸OA1は、作業車両100が水平な地面に載置された状態で、作業車両100の前方かつ上方を向いている。具体的には光軸OA1は、第1補完撮像装置IS1から前方に離れるほど上方に位置する上り勾配となるように傾斜している。第1補完撮像装置IS1の光軸OA1は、水平線HLに対して角度αで傾斜している。作業車両100が水平な地面に載置されている状態において、角度αはたとえば20°である。 The optical axis OA1 of the first complementary image pickup apparatus IS1 faces forward and upward of the work vehicle 100 with the work vehicle 100 placed on a horizontal ground. Specifically, the optical axis OA1 is inclined so as to have an ascending gradient located upward as the distance from the first complementary image pickup apparatus IS1 increases. The optical axis OA1 of the first complementary image pickup apparatus IS1 is inclined at an angle α with respect to the horizon HL. When the work vehicle 100 is placed on a horizontal ground, the angle α is, for example, 20 °.

第2補完撮像装置IS2の光軸OA2は、作業車両100が水平な地面に載置された状態で、作業車両100の前方かつ下方を向いている。具体的には光軸OA2は、第2補完撮像装置IS2から前方に離れるほど下方に位置する下り勾配となるように傾斜している。第2補完撮像装置IS2の光軸OA2は、水平線HLに対して角度βで傾斜している。作業車両100が水平な地面に載置されている状態において、角度βはたとえば50°である。また光軸OA2は、たとえば運転席4Sに着座したオペレータのアイポイント付近(主撮像装置ISM付近)で光軸OA1と交差する。 The optical axis OA2 of the second complementary image pickup apparatus IS2 faces forward and downward of the work vehicle 100 in a state where the work vehicle 100 is placed on a horizontal ground. Specifically, the optical axis OA2 is inclined so as to have a downward gradient located downward as the distance from the second complementary image pickup apparatus IS2 increases forward. The optical axis OA2 of the second complementary image pickup apparatus IS2 is inclined at an angle β with respect to the horizon HL. When the work vehicle 100 is placed on a horizontal ground, the angle β is, for example, 50 °. Further, the optical axis OA2 intersects with the optical axis OA1 in the vicinity of the eye point of the operator seated in the driver's seat 4S (near the main image pickup apparatus ISM), for example.

第2補完撮像装置IS2の撮像範囲VA2は、第1補完撮像装置IS1の撮像範囲VA1よりも下方に位置する。撮像範囲VA1と撮像範囲VA2とは、運転室4の前方において一部重なっていてもよい。 The imaging range VA2 of the second complementary imaging device IS2 is located below the imaging range VA1 of the first complementary imaging device IS1. The imaging range VA1 and the imaging range VA2 may partially overlap in front of the driver's cab 4.

撮像範囲VA1と撮像範囲VA2とが互いに重なり合う場合、側面視において、撮像範囲VA1と撮像範囲VA2とが互いに重なり始める点と主撮像装置ISMとを結んだ仮想の線BLを引くことができる。 When the imaging range VA1 and the imaging range VA2 overlap each other, a virtual line BL connecting the point where the imaging range VA1 and the imaging range VA2 start to overlap each other and the main imaging device ISM can be drawn in the side view.

撮像装置IIは、運転室4の内部に配置されている。撮像装置IIは、運転室4の室内を撮影可能であり、たとえばヘッドマウントディスプレイ200およびそれを装着したオペレータの頭部付近を撮像可能である。撮像装置IIは、ヘッドマウントディスプレイ200を撮像することによりヘッドマウントディスプレイ200の位置を検出することができる。 The image pickup apparatus II is arranged inside the driver's cab 4. The image pickup apparatus II can take an image of the inside of the driver's cab 4, and can take an image of, for example, the head mounted display 200 and the vicinity of the head of the operator who wears the head mounted display 200. The image pickup apparatus II can detect the position of the head-mounted display 200 by taking an image of the head-mounted display 200.

主撮像装置ISMと、第1補完撮像装置IS1、第2補完撮像装置IS2および撮像装置IIの各々は、たとえば複眼のステレオカメラである。ステレオカメラは、撮像対象の前後方向、左右方向および上下方向における位置情報を持つ点群データと、画像とを取得する。 Each of the main image pickup device ISM, the first complementary image pickup device IS1, the second complementary image pickup device IS2, and the image pickup device II is, for example, a compound-eye stereo camera. The stereo camera acquires point cloud data having position information in the front-back direction, the left-right direction, and the up-down direction of the image pickup target, and an image.

ここで点群データとは、直交座標(X、Y、Z)の基本的位置情報をもつ3次元データである。点群データと画像との双方を取得することによって、たとえば画像の画素毎に位置情報を付加することができる。これにより1枚の画像から3次元CG(Computer Graphics)モデルを作成することができる。 Here, the point cloud data is three-dimensional data having basic position information of orthogonal coordinates (X, Y, Z). By acquiring both the point cloud data and the image, for example, position information can be added to each pixel of the image. This makes it possible to create a three-dimensional CG (Computer Graphics) model from a single image.

また主撮像装置ISM、第1補完撮像装置IS1、第2補完撮像装置IS2および撮像装置IIの各々は、ステレオカメラに限定されず、点群データを持つ画像を取得できるものであればよい。主撮像装置ISM、第1補完撮像装置IS1、第2補完撮像装置IS2および撮像装置IIの各々は、たとえば単眼のカメラで撮像された画像に対してLiDAR(Light Detection and Ranging)で計測した位置情報を付加するものであってもよい。 Further, each of the main image pickup device ISM, the first complementary image pickup device IS1, the second complementary image pickup device IS2, and the image pickup device II is not limited to the stereo camera, and may be any as long as it can acquire an image having point cloud data. Each of the main image pickup device ISM, the first complementary image pickup device IS1, the second complementary image pickup device IS2, and the image pickup device II each has position information measured by LiDAR (Light Detection and Ranging) with respect to an image captured by a monocular camera, for example. May be added.

なお作業車両100は、運転室4内に操作装置21、22、23を有している。操作装置21、22、23は、左右一対の操作レバー21と、前後進レバー22と、操作ペダル23とを有している。 The work vehicle 100 has operating devices 21, 22, and 23 in the driver's cab 4. The operating devices 21, 22 and 23 have a pair of left and right operating levers 21, a forward / backward moving lever 22, and an operating pedal 23.

左右一対の操作レバー21は、ブーム6、アーム7およびバケット8の駆動と、走行体5に対する旋回体3の旋回とを操作可能である。左右一対の前後進レバー22は、右側履帯5Crと左側履帯5Crとの駆動を操作可能である。 The pair of left and right operating levers 21 can operate the boom 6, the arm 7, and the bucket 8 to drive and the swivel body 3 to swivel with respect to the traveling body 5. The pair of left and right forward / backward levers 22 can operate the drive of the right crawler belt 5Cr and the left crawler belt 5Cr.

図5に示されるように、第1補完撮像装置IS1は、通常作業をする作業機2を撮像することができる。具体的には、第1補完撮像装置IS1の撮像範囲VA1に、通常作業をする作業機2が含まれる。また第2補完撮像装置IS2は、深堀作業をする作業機2を撮像することができる。具体的には、第2補完撮像装置IS2の撮像範囲VA2に、深堀作業をする作業機2が含まれる。 As shown in FIG. 5, the first complementary image pickup apparatus IS1 can take an image of a working machine 2 for normal work. Specifically, the imaging range VA1 of the first complementary imaging apparatus IS1 includes a working machine 2 for normal work. Further, the second complementary imaging device IS2 can image the working machine 2 for deep digging work. Specifically, the imaging range VA2 of the second complementary imaging apparatus IS2 includes a working machine 2 for deep digging work.

作業機2が通常作業の状態にあるか、深堀作業の状態にあるかは、たとえば上記の仮想の線BLを基準に判断されてもよい。具体的には、線BLよりも上方に作業機2が位置する場合には作業機2が通常作業を実施していると判断され、また線BLよりも作業機2が下方に位置している場合には作業機2が深堀作業を実施していると判断されてもよい。 Whether the work machine 2 is in the state of normal work or the state of deep digging work may be determined based on, for example, the above-mentioned virtual line BL. Specifically, when the work machine 2 is located above the line BL, it is determined that the work machine 2 is performing normal work, and the work machine 2 is located below the line BL. In that case, it may be determined that the working machine 2 is carrying out the deep digging work.

また作業機2が通常作業の状態にあるか、深堀作業の状態にあるかの判断は、線BL以外の基準を用いて行なわれてもよい。 Further, it may be determined whether the working machine 2 is in the state of normal work or the state of deep digging work by using a standard other than the line BL.

なお油圧ショベル100には、コントローラ50が搭載されている。コントローラ50の詳細は後述する。 The hydraulic excavator 100 is equipped with a controller 50. Details of the controller 50 will be described later.

<ヘッドマウントディスプレイの構成>
次に、図4に示されるヘッドマウントディスプレイ200の構成について図6を用いて説明する。
<Structure of head-mounted display>
Next, the configuration of the head-mounted display 200 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG.

図6は、図4に示すヘッドマウントディスプレイの構成を示す斜視図である。図6に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ200は、本体部101と、角度センサ102と、装着部103と、主撮像装置ISMとを有している。ヘッドマウントディスプレイ200は、たとえば透過型ディスプレイである。 FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the head-mounted display shown in FIG. As shown in FIG. 6, the head-mounted display 200 has a main body portion 101, an angle sensor 102, a mounting portion 103, and a main image pickup device ISM. The head-mounted display 200 is, for example, a transmissive display.

本体部101は、スクリーンを有している。このスクリーンは、ヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータにより視認される位置に配置されている。このスクリーンには、主撮像装置ISM、第1補完撮像装置IS1、第2補完撮像装置IS2などにより撮像された画像が投影される。ヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータは、このスクリーン上に投影された画像を視認することにより、ヘッドマウントディスプレイ200の外の様子を知ることができる。 The main body 101 has a screen. This screen is arranged at a position that can be visually recognized by an operator wearing the head-mounted display 200. Images captured by the main image pickup device ISM, the first complementary image pickup device IS1, the second complementary image pickup device IS2, and the like are projected on this screen. An operator wearing the head-mounted display 200 can know the outside of the head-mounted display 200 by visually recognizing the image projected on the screen.

角度センサ102は、たとえば本体部101に取り付けられている。角度センサ102は、本体部101以外の部分、たとえば装着部103に取り付けられていてもよい。角度センサ102は、ヘッドマウントディスプレイ200の傾斜角度を検出する。 The angle sensor 102 is attached to, for example, the main body 101. The angle sensor 102 may be attached to a portion other than the main body portion 101, for example, the mounting portion 103. The angle sensor 102 detects the tilt angle of the head-mounted display 200.

装着部103は、ヘッドマウントディスプレイ200をオペレータに装着するための部分である。装着部103は、たとえばヘッドバンドである。 The mounting portion 103 is a portion for mounting the head-mounted display 200 to the operator. The mounting portion 103 is, for example, a headband.

主撮像装置ISMは、本体部101の前面に取り付けられている。主撮像装置ISMは、本体部101とは反対側を撮像する。主撮像装置ISMは、ヘッドマウントディスプレイ200の外側を撮像する。主撮像装置ISMは、運転室4の内部から運転室4の外部を撮像する。 The main image pickup apparatus ISM is attached to the front surface of the main body 101. The main image pickup apparatus ISM images the side opposite to the main body 101. The main image pickup device ISM images the outside of the head-mounted display 200. The main image pickup apparatus ISM images the outside of the driver's cab 4 from the inside of the driver's cab 4.

<表示システムの機能ブロックの構成>
次に、図4に示す表示システムの機能ブロックの構成について図7を用いて説明する。
<Structure of functional blocks of display system>
Next, the configuration of the functional block of the display system shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. 7.

図7は、図4に示す表示システムの機能ブロックの一例を示す図である。図7に示されるように、コントローラ50は、画像取得部50a、50b、50cと、検出情報取得部50dと、画像選択部50eと、視点変換部50fと、画像重畳部50gと、ヘッドマウントディスプレイ制御部50hと、位置・角度算出部50iと、作業状態判定部50jと、記憶部50kとを有している。 FIG. 7 is a diagram showing an example of a functional block of the display system shown in FIG. As shown in FIG. 7, the controller 50 includes an image acquisition unit 50a, 50b, 50c, a detection information acquisition unit 50d, an image selection unit 50e, a viewpoint conversion unit 50f, an image superimposition unit 50g, and a head-mounted display. It has a control unit 50h, a position / angle calculation unit 50i, a work state determination unit 50j, and a storage unit 50k.

画像取得部50aは、主撮像装置ISMにより撮像された主撮像画像のデータを取得する。画像取得部50aは、取得した撮像画像のデータを画像重畳部50gへ出力する。 The image acquisition unit 50a acquires the data of the main image captured by the main image pickup device ISM. The image acquisition unit 50a outputs the acquired image data to the image superimposition unit 50g.

画像取得部50bは、第1補完撮像装置IS1により撮像された第1補完撮像画像のデータを取得する。画像取得部50bは、取得した第1補完撮像画像のデータを画像選択部50eへ出力する。 The image acquisition unit 50b acquires the data of the first complementary image captured by the first complementary imaging device IS1. The image acquisition unit 50b outputs the acquired data of the first complementary captured image to the image selection unit 50e.

画像取得部50cは、第2補完撮像装置IS2により撮像された第2補完撮像画像のデータを取得する。画像取得部50cは、取得した第2補完撮像画像のデータを画像選択部50eへ出力する。 The image acquisition unit 50c acquires the data of the second complementary image captured by the second complementary imager IS2. The image acquisition unit 50c outputs the acquired data of the second complementary captured image to the image selection unit 50e.

検出情報取得部50dは、位置・角度検出センサSE1により検出されたヘッドマウントディスプレイ200の位置情報および角度情報を取得する。位置・角度検出センサSE1は、たとえば撮像装置II(図4)と、角度センサ102(図6)とを有している。 The detection information acquisition unit 50d acquires the position information and the angle information of the head-mounted display 200 detected by the position / angle detection sensor SE1. The position / angle detection sensor SE1 has, for example, an image pickup device II (FIG. 4) and an angle sensor 102 (FIG. 6).

撮像装置IIは、ヘッドマウントディスプレイ200の撮像画像のデータを取得し、位置情報として検出情報取得部50dへ出力する。角度センサ102は、ヘッドマウントディスプレイ200の傾斜角度を角度情報として検出情報取得部50dへ出力する。 The image pickup apparatus II acquires the data of the captured image of the head-mounted display 200 and outputs it as position information to the detection information acquisition unit 50d. The angle sensor 102 outputs the tilt angle of the head-mounted display 200 as angle information to the detection information acquisition unit 50d.

検出情報取得部50dは、取得した位置情報および角度情報を位置・角度算出部50iへ出力する。位置・角度算出部50iは、取得した位置情報および角度情報に基づいてヘッドマウントディスプレイ200の位置と傾斜角度とを算出する。具体的には位置・角度算出部50iは、角度センサ102により検出されたヘッドマウントディスプレイ200の傾斜角度に基づいて作業車両100に対するヘッドマウントディスプレイ200の傾斜角度を算出する。また位置・角度算出部50iは、撮像装置IIにより撮像されたヘッドマウントディスプレイ200の撮像画像データに基づいてヘッドマウントディスプレイ200の位置を算出する。 The detection information acquisition unit 50d outputs the acquired position information and angle information to the position / angle calculation unit 50i. The position / angle calculation unit 50i calculates the position and tilt angle of the head-mounted display 200 based on the acquired position information and angle information. Specifically, the position / angle calculation unit 50i calculates the tilt angle of the head-mounted display 200 with respect to the work vehicle 100 based on the tilt angle of the head-mounted display 200 detected by the angle sensor 102. Further, the position / angle calculation unit 50i calculates the position of the head-mounted display 200 based on the captured image data of the head-mounted display 200 imaged by the image pickup apparatus II.

撮像装置IIは、位置情報を持つ点群データを付加された画像を取得する。このため撮像装置IIの撮像画像からヘッドマウントディスプレイ200の位置を算出することができる。 The image pickup apparatus II acquires an image to which point cloud data having position information is added. Therefore, the position of the head-mounted display 200 can be calculated from the image captured by the image pickup apparatus II.

位置・角度算出部50iにより算出されたヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度は作業状態判定部50jおよび視点変換部50fの各々に出力される。作業状態判定部50jは、ヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度に基づいて、作業車両100が通常作業および深堀作業のいずれを実施しているかを判定する。 The position and tilt angle of the head-mounted display 200 calculated by the position / angle calculation unit 50i are output to each of the work state determination unit 50j and the viewpoint conversion unit 50f. The work state determination unit 50j determines whether the work vehicle 100 is performing normal work or deep digging work based on the position and tilt angle of the head-mounted display 200.

この判定の際には、作業状態判定部50jは、記憶部50kからヘッドマウントディスプレイ200の所定位置と所定の傾斜角度とを取得し、その所定位置および所定傾斜角度を基準として通常作業か深堀作業かを判断する。この所定傾斜角度は、たとえば図4または図5における線BLの傾斜角度である。 At the time of this determination, the work state determination unit 50j acquires a predetermined position and a predetermined tilt angle of the head-mounted display 200 from the storage unit 50k, and performs normal work or deep digging work based on the predetermined position and the predetermined tilt angle. Judge. This predetermined tilt angle is, for example, the tilt angle of the line BL in FIG. 4 or FIG.

具体的には、ヘッドマウントディスプレイ200が所定の位置において所定傾斜角度を向くか、または所定傾斜角度よりも上側を向いている状態は通常作業と判断される。またヘッドマウントディスプレイ200が所定の位置において所定傾斜角度よりも下側を向いている状態は深堀作業と判定される。作業状態判定部50jによる判定結果を示す信号は画像選択部50eへ出力される。 Specifically, a state in which the head-mounted display 200 faces a predetermined tilt angle at a predetermined position or faces upward from the predetermined tilt angle is determined to be normal work. Further, a state in which the head-mounted display 200 faces downward from a predetermined tilt angle at a predetermined position is determined to be a deep digging operation. The signal indicating the determination result by the work state determination unit 50j is output to the image selection unit 50e.

画像選択部50eは、作業車両100の作業状態に基づいて第1補完撮像画像および第2補完撮像画像のいずれかを選択する。具体的には作業車両100が通常作業の状態にあると判定した場合には、画像選択部50eは第1補完撮像画像を選択する。また作業車両100が深堀作業の状態にあると判定した場合には、画像選択部50eは第2補完撮像画像を選択する。画像選択部50eは選択した撮像画像のデータを視点変換部50fへ出力する。 The image selection unit 50e selects either the first complementary image or the second complementary image based on the working state of the work vehicle 100. Specifically, when it is determined that the work vehicle 100 is in the normal working state, the image selection unit 50e selects the first complementary image. Further, when it is determined that the work vehicle 100 is in the state of deep digging work, the image selection unit 50e selects the second complementary image. The image selection unit 50e outputs the data of the selected captured image to the viewpoint conversion unit 50f.

視点変換部50fは、位置・角度算出部50iから取得したヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度に基づいて、画像選択部50eにより選択された撮像画像を運転席4Sに着座するオペレータ視点の画像へ変換する。 The viewpoint conversion unit 50f converts the captured image selected by the image selection unit 50e into an image of the operator's viewpoint sitting on the driver's seat 4S based on the position and tilt angle of the head-mounted display 200 acquired from the position / angle calculation unit 50i. Convert.

第1補完撮像装置IS1および第2補完撮像装置IS2の各々は、位置情報を持つ点群データを付加された画像を取得する。このため第1補完撮像画像および第2補完撮像画像の各々から3次元CGモデルを作成することができる。したがって第1補完撮像画像および第2補完撮像画像のいずれも、運転席4Sに着座するオペレータ視点の画像に変換することができる。視点変換部50fによりオペレータ視点の画像に変換された変換画像が画像重畳部50gへ出力される。 Each of the first complementary image pickup apparatus IS1 and the second complementary imaging apparatus IS2 acquires an image to which point cloud data having position information is added. Therefore, a three-dimensional CG model can be created from each of the first complementary image and the second complementary image. Therefore, both the first complementary image and the second complementary image can be converted into an image of the operator's viewpoint seated in the driver's seat 4S. The converted image converted into the image of the operator's viewpoint by the viewpoint conversion unit 50f is output to the image superimposing unit 50g.

画像重畳部50gは、画像取得部50aから取得した主撮像画像と、視点変換部50fから取得した変換画像とを重畳させる。ここで主撮像画像は、運転室4内に配置された主撮像装置ISMにより撮像された画像である。このため主撮像画像には、運転室4の外側の景色(地形、作業機2など)以外に運転室4の一部(たとえばピラー、床部、天井)などの遮蔽物が撮像されている。一方、変換画像は第1補完撮像画像および第2補完撮像画像のいずれかを変換した画像であり、第1補完撮像画像および第2補完撮像画像の各々は運転室4の外側の景色(地形、作業機2など)を撮像しており、運転室4の一部などの遮蔽物を撮像していない。このため主撮像画像と変換画像とを重畳することにより、遮蔽物を透過して死角を補完した表示画像が生成可能である。画像重畳部50gは、生成した表示画像をヘッドマウントディスプレイ制御部50hへ出力する。 The image superimposing unit 50g superimposes the main captured image acquired from the image acquisition unit 50a and the converted image acquired from the viewpoint conversion unit 50f. Here, the main captured image is an image captured by the main image pickup device ISM arranged in the driver's cab 4. Therefore, in addition to the scenery outside the driver's cab 4 (topography, work equipment 2, etc.), a shield such as a part of the driver's cab 4 (for example, pillars, floor, ceiling) is captured in the main captured image. On the other hand, the converted image is an image obtained by converting either the first complementary image or the second complementary image, and each of the first complementary image and the second complementary image is a landscape (topography,) outside the driver's cab 4. (Working machine 2 etc.) is imaged, and a shield such as a part of the driver's cab 4 is not imaged. Therefore, by superimposing the main captured image and the converted image, it is possible to generate a display image that penetrates the shield and complements the blind spot. The image superimposing unit 50g outputs the generated display image to the head-mounted display control unit 50h.

ヘッドマウントディスプレイ制御部50hは、表示画像をヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに表示するようにヘッドマウントディスプレイ200を制御する。これにより運転席4Sに着座したオペレータは、ヘッドマウントディスプレイ200のスクリーン上に投影された、遮蔽物が透過され死角が補完された表示画像を視認することができる。 The head-mounted display control unit 50h controls the head-mounted display 200 so that the displayed image is displayed on the screen of the head-mounted display 200. As a result, the operator seated in the driver's seat 4S can visually recognize the display image projected on the screen of the head-mounted display 200 through which the obstruction is transmitted and the blind spot is complemented.

上記のようにコントローラ50は、第1補完撮像画像および第2補完撮像画像の少なくとも一方の補完撮像画像に基づいて死角を補完した表示画像をヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに表示する。 As described above, the controller 50 displays a display image complementing the blind spot on the screen of the head-mounted display 200 based on at least one complementary captured image of the first complementary captured image and the second complementary captured image.

またコントローラ50は、第1補完撮像画像および第2補完撮像画像の少なくとも一方の補完撮像画像と主撮像画像とを重畳することにより死角を補完した表示画像を生成してヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに表示する。 Further, the controller 50 generates a display image complementing the blind spot by superimposing at least one of the first complementary image and the second complementary image and the main image on the screen of the head-mounted display 200. indicate.

またコントローラ50は、画像選択部50eにより第1補完撮像画像と第2補完撮像画像とのいずれかを選択することにより、主撮像画像と重畳させる画像として第1補完撮像画像と第2補完撮像画像とを切り替える。 Further, the controller 50 selects either the first complementary image or the second complementary image by the image selection unit 50e, so that the first complementary image and the second complementary image are superimposed as the image to be superimposed on the main image. To switch between.

またコントローラ50は、作業状態判定部50jにより作業車両100が通常作業および深堀作業のいずれを実行しているかを判定し、作業車両100が通常作業を実行していると判定した場合には第1補完撮像画像と主撮像画像とを重畳し、作業車両100が深堀作業を実行していると判定した場合には第2補完撮像画像と主撮像画像とを重畳する。 Further, the controller 50 determines whether the work vehicle 100 is executing the normal work or the deep digging work by the work state determination unit 50j, and when it is determined that the work vehicle 100 is executing the normal work, the first The complementary image and the main image are superimposed, and when it is determined that the work vehicle 100 is executing the deep digging work, the second complementary image and the main image are superimposed.

なお作業車両100の作業状態は、切替えスイッチSWの切換え信号または姿勢検出センサSE2の検出信号に基づいて作業状態判定部50jにより判定されてもよい。 The working state of the work vehicle 100 may be determined by the work state determination unit 50j based on the changeover signal of the changeover switch SW or the detection signal of the posture detection sensor SE2.

切替えスイッチSWは、運転室4内に搭乗したオペレータにより操作されるものである。切替えスイッチSWは、少なくとも通常作業と深堀作業とを切り替えることができるように構成されている。切替えスイッチSWは、切替え状態を示す信号を作業状態判定部50jへ出力する。作業状態判定部50jは、通常状態を示す信号を切替えスイッチSWから取得すると作業車両100が通常状態にあると判定する。また作業状態判定部50jは、深堀状態を示す信号を切替えスイッチSWから取得すると作業車両100が深堀状態にあると判定する。 The changeover switch SW is operated by an operator boarded in the driver's cab 4. The changeover switch SW is configured to be able to switch at least between normal work and deep digging work. The changeover switch SW outputs a signal indicating the changeover state to the work state determination unit 50j. When the work state determination unit 50j acquires a signal indicating a normal state from the changeover switch SW, the work state determination unit 50j determines that the work vehicle 100 is in the normal state. Further, when the work state determination unit 50j acquires a signal indicating the deep moat state from the changeover switch SW, the work state determination unit 50j determines that the work vehicle 100 is in the deep moat state.

また姿勢検出センサSE2は、作業機2の姿勢を検出するためのセンサである。姿勢検出センサSE2は、たとえばストロークセンサ、ポテンショメータ、IMU(Inertial Measurement Unit)、撮像装置、操作レバー21による操作量検出センサなどである。 The posture detection sensor SE2 is a sensor for detecting the posture of the working machine 2. The attitude detection sensor SE2 is, for example, a stroke sensor, a potentiometer, an IMU (Inertial Measurement Unit), an image pickup device, an operation amount detection sensor by an operation lever 21, and the like.

姿勢検出センサSE2としてストロークセンサが用いられる場合、図1に示されるブームシリンダ10、アームシリンダ11およびバケットシリンダ12の各々にストロークセンサが取り付けられる。ストロークセンサにより各シリンダのストローク量を検出することができる。 When the stroke sensor is used as the posture detection sensor SE2, the stroke sensor is attached to each of the boom cylinder 10, the arm cylinder 11 and the bucket cylinder 12 shown in FIG. The stroke amount of each cylinder can be detected by the stroke sensor.

姿勢検出センサSE2としてポテンショメータが用いられる場合、図1に示されるブームフートピン13、ブームトップピン14およびアームトップピン15の各々の付近にポテンショメータが取り付けられる。各ポテンショメータにより、本体1に対するブーム6の回転角度、ブーム6に対するアーム7の回転角度、アーム7に対するバケット8の回転角度の各々を検出することができる。 When a potentiometer is used as the attitude detection sensor SE2, the potentiometer is attached in the vicinity of each of the boom foot pin 13, the boom top pin 14 and the arm top pin 15 shown in FIG. Each potentiometer can detect each of the rotation angle of the boom 6 with respect to the main body 1, the rotation angle of the arm 7 with respect to the boom 6, and the rotation angle of the bucket 8 with respect to the arm 7.

姿勢検出センサSE2としてIMU(慣性計測装置)が用いられる場合、図1に示されるブーム6、アーム7およびバケット8の各々にIMUが取り付けられる。IMUの各々は、3軸の角度(または角速度)と加速度とを検出する。IMUにより検出された3軸の角度(または角速度)と加速度とにより、ブーム6、アーム7およびバケット8の各々の姿勢を検出することができる。 When an IMU (Inertial Measurement Unit) is used as the attitude detection sensor SE2, the IMU is attached to each of the boom 6, arm 7, and bucket 8 shown in FIG. Each of the IMUs detects a triaxial angle (or angular velocity) and acceleration. The postures of the boom 6, the arm 7, and the bucket 8 can be detected by the angles (or angular velocities) and accelerations of the three axes detected by the IMU.

姿勢検出センサSE2として撮像装置が用いられる場合、撮像装置により、図1に示されるブーム6、アーム7およびバケット8の状態が撮像される。撮像装置により撮像された撮像情報から、ブーム6、アーム7およびバケット8の各々の姿勢を検出することができる。 When an image pickup device is used as the attitude detection sensor SE2, the state of the boom 6, arm 7, and bucket 8 shown in FIG. 1 is imaged by the image pickup device. The postures of the boom 6, the arm 7, and the bucket 8 can be detected from the image pickup information captured by the image pickup device.

操作レバー21による操作量検出センサは、図4、図10に示される操作レバー21がパイロット油圧方式である場合、パイロット油圧(PPC圧力)を検出する圧力センサである。また操作レバー21による操作量検出センサは、操作レバー21が電気方式である場合、操作レバーの操作角度を検出するポテンショメータである。 The operation amount detection sensor by the operation lever 21 is a pressure sensor that detects the pilot oil pressure (PPC pressure) when the operation lever 21 shown in FIGS. 4 and 10 is of the pilot hydraulic pressure system. Further, the operation amount detection sensor by the operation lever 21 is a potentiometer that detects the operation angle of the operation lever when the operation lever 21 is of an electric type.

姿勢検出センサSE2は、作業機2の姿勢を示す信号を作業状態判定部50jへ出力する。作業状態判定部50jは、作業機2の姿勢を示す信号に基づいて作業車両100が通常状態にあるか、深堀状態にあるかを判定する。 The posture detection sensor SE2 outputs a signal indicating the posture of the work machine 2 to the work state determination unit 50j. The work state determination unit 50j determines whether the work vehicle 100 is in the normal state or the deep moat state based on the signal indicating the posture of the work machine 2.

<表示方法>
次に、本実施形態における作業車両の表示方法について図7および図8を用いて説明する。
<Display method>
Next, the display method of the work vehicle in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

図8は、本開示の一実施形態における作業車両の表示方法の一例を示すフロー図である。図8に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度の情報がコントローラ50の検出情報取得部50d(図7)により取得される(ステップS1)。主撮像画像がコントローラ50の画像取得部50a(図7)により取得される(ステップS2)。第1補完撮像画像がコントローラ50の画像取得部50b(図7)により取得される(ステップS3)。第2補完撮像画像がコントローラ50の画像取得部50c(図7)により取得される(ステップS4)。 FIG. 8 is a flow chart showing an example of a display method of a work vehicle according to an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 8, information on the position and tilt angle of the head-mounted display 200 is acquired by the detection information acquisition unit 50d (FIG. 7) of the controller 50 (step S1). The main captured image is acquired by the image acquisition unit 50a (FIG. 7) of the controller 50 (step S2). The first complementary captured image is acquired by the image acquisition unit 50b (FIG. 7) of the controller 50 (step S3). The second complementary captured image is acquired by the image acquisition unit 50c (FIG. 7) of the controller 50 (step S4).

検出情報取得部50d(図7)により取得されたヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度の情報に基づいて、コントローラ50の位置・角度算出部50iによりヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度が算出される(ステップS5)。算出されたヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度に基づいて、コントローラ50の作業状態判定部50j(図7)により作業車両100の作業状態が通常作業か深堀作業かが判定される(ステップS6)。 Based on the information on the position and tilt angle of the head-mounted display 200 acquired by the detection information acquisition unit 50d (FIG. 7), the position / angle calculation unit 50i of the controller 50 calculates the position and tilt angle of the head-mounted display 200. (Step S5). Based on the calculated position and tilt angle of the head-mounted display 200, the work state determination unit 50j (FIG. 7) of the controller 50 determines whether the work state of the work vehicle 100 is normal work or deep digging work (step S6). ..

作業状態が通常状態であると判定された場合、コントローラ50の画像選択部50eにより第1補完撮像画像が選択される(ステップS7)。また作業状態が深堀状態であると判定された場合、コントローラ50の画像選択部50e(図7)により第2補完撮像画像が選択される(ステップS8)。 When it is determined that the working state is the normal state, the first complementary captured image is selected by the image selection unit 50e of the controller 50 (step S7). When it is determined that the working state is the deep moat state, the second complementary captured image is selected by the image selection unit 50e (FIG. 7) of the controller 50 (step S8).

第1補完撮像画像および第2補完撮像画像のうち選択された一方の補完撮像画像が、コントローラ50の視点変換部50f(図7)により、運転席4Sに着座するオペレータ視点の画像に変換される(ステップS9)。この変換は、位置・角度算出部50i(図7)により算出されたヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度に基づいて行われる。 The complementary captured image selected from the first complementary captured image and the second complementary captured image is converted into an image of the operator's viewpoint seated in the driver's seat 4S by the viewpoint conversion unit 50f (FIG. 7) of the controller 50. (Step S9). This conversion is performed based on the position and tilt angle of the head-mounted display 200 calculated by the position / angle calculation unit 50i (FIG. 7).

オペレータ視点に変換された補完撮像画像と主撮像画像とが、コントローラ50の画像重畳部50gにより互いに重畳される(ステップS10)。この際、運転室4の内部からバケット8の刃先8aへ向かう方向に位置する遮蔽物が透過され死角が補完された表示画像となるように、オペレータ視点に変換された補完撮像画像と主撮像画像とが重畳される。 The complementary image and the main image converted to the operator's viewpoint are superimposed on each other by the image superimposing unit 50g of the controller 50 (step S10). At this time, the complementary image and the main image converted to the operator's viewpoint so that the shield located in the direction from the inside of the driver's cab 4 toward the cutting edge 8a of the bucket 8 is transmitted and the blind spot is complemented. And are superimposed.

重畳された表示画像が、コントローラ50のヘッドマウントディスプレイ制御部50hによりヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影表示されるよう制御される(ステップS11)。これによりヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータは、重畳された表示画像をヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンを通じて視認することができる。 The superimposed display image is controlled by the head-mounted display control unit 50h of the controller 50 so as to be projected and displayed on the screen of the head-mounted display 200 (step S11). As a result, the operator wearing the head-mounted display 200 can visually recognize the superimposed display image through the screen of the head-mounted display 200.

[深堀作業時における画像の重畳]
次に、深堀作業時における、オペレータ視点に変換された補完撮像画像と主撮像画像との重畳について図9および図10を用いて具体的に説明する。
[Image superimposition during Fukahori work]
Next, the superimposition of the complementary captured image converted to the operator's viewpoint and the main captured image during the deep-drilling work will be specifically described with reference to FIGS. 9 and 10.

図9は、作業車両が深堀作業をしている様子を示す斜視図である。図10は、図9に示す作業時に主撮像装置の撮像画像と第2補完撮像装置の第2補完撮像画像とを重畳させる様子を示す図である。なお図10においては、図の簡略化のため作業機2のバケット8以外の部材(ブーム6、アーム7など)の図示は省略されている。 FIG. 9 is a perspective view showing how the work vehicle is performing deep digging work. FIG. 10 is a diagram showing a state in which an image captured by the main image pickup apparatus and a second complementary image pickup image of the second complementary image pickup apparatus are superimposed during the work shown in FIG. In FIG. 10, the members (boom 6, arm 7, etc.) other than the bucket 8 of the working machine 2 are not shown for the sake of simplification.

図9に示されるような深堀作業時には、作業車両100が載置される地面に深い縦溝TRが形成される。このため、深い縦溝TRの底面を掘削するバケット8は作業車両100の本体1に対して相当量下方に位置することになる。よって図10(A)に示されるように、運転室4内の運転席4Sに着座したオペレータは、運転室4の床部FRなどによってバケット8および掘削面を視認できない場合が生じる。したがって主撮像装置ISM(図2~図4)によりオペレータ視点で撮像される主撮像画像CI2においては、深堀作業中のバケット8および掘削面が撮像されない場合が生じる。 During deep digging work as shown in FIG. 9, a deep vertical groove TR is formed on the ground on which the work vehicle 100 is placed. Therefore, the bucket 8 for excavating the bottom surface of the deep vertical groove TR is located considerably below the main body 1 of the work vehicle 100. Therefore, as shown in FIG. 10A, the operator seated in the driver's seat 4S in the driver's cab 4 may not be able to visually recognize the bucket 8 and the excavated surface due to the floor FR of the driver's cab 4. Therefore, in the main image pickup image CI2 captured from the operator's viewpoint by the main image pickup apparatus ISM (FIGS. 2 to 4), the bucket 8 and the excavated surface during the deep digging work may not be imaged.

そこで図10(B)に示されるように、第2補完撮像装置IS2(図1、図4)で撮像した第2補完撮像画像をオペレータ視点に変換した視点変換後の第2補完撮像画像MI1が用いられる。第2補完撮像装置IS2は、運転室4の外側に配置されている。このため視点変換後の第2補完撮像画像MI1には、運転室4の床部FRなどが撮像されていない。したがって深堀作業中のバケット8が運転室4の前方側から手前側へ矢印で示す方向に移動しても、視点変換後の第2補完撮像画像MI1にバケット8を撮像することが可能である。 Therefore, as shown in FIG. 10B, the second complementary image MI1 after the viewpoint conversion obtained by converting the second complementary image captured by the second complementary imager IS2 (FIGS. 1 and 4) into the operator viewpoint is obtained. Used. The second complementary image pickup apparatus IS2 is arranged outside the driver's cab 4. Therefore, the floor FR of the driver's cab 4 and the like are not captured in the second complementary captured image MI1 after the viewpoint conversion. Therefore, even if the bucket 8 during the deep digging work moves from the front side to the front side of the driver's cab 4 in the direction indicated by the arrow, it is possible to image the bucket 8 on the second complementary captured image MI1 after the viewpoint conversion.

図10(A)に示された主撮像画像CI2と、図10(B)に示された視点変換後の第2補完撮像画像MI1とが重畳される。これにより、図10(C)に示されるように、運転室4の床部FRの一部が透過され死角が補完された表示画像DI1が生成される。この表示画像DI1がヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影される。このスクリーンを通じて、ヘッドマウントディスプレイを装着したオペレータは、床部FRを透過して深堀作業中のバケット8を視認することが容易となる。 The main captured image CI2 shown in FIG. 10 (A) and the second complementary captured image MI1 after the viewpoint conversion shown in FIG. 10 (B) are superimposed. As a result, as shown in FIG. 10C, a display image DI1 is generated in which a part of the floor FR of the driver's cab 4 is transmitted and the blind spot is complemented. This display image DI1 is projected on the screen of the head-mounted display 200. Through this screen, the operator wearing the head-mounted display can easily see the bucket 8 during the deep digging work through the floor portion FR.

なお図10(C)に示される表示画像DI1においては、操作装置21、22、23、表示装置DLなどが透過されずに表示されてもよい。これによりオペレータは操作装置21、22、23の操作が容易となり、また表示装置DLの表示画面を視認することも可能となる。 In the display image DI1 shown in FIG. 10C, the operating devices 21, 22, 23, the display device DL, and the like may be displayed without being transmitted. As a result, the operator can easily operate the operation devices 21, 22, and 23, and can also visually recognize the display screen of the display device DL.

[法面の掘削作業時における画像の重畳]
次に、法面の掘削作業時における、オペレータ視点に変換された補完撮像画像と主撮像画像との重畳について図11および図12を用いて具体的に説明する。
[Image superimposition during excavation work on slope]
Next, the superimposition of the complementary captured image converted to the operator's viewpoint and the main captured image during the excavation work of the slope will be specifically described with reference to FIGS. 11 and 12.

図11は、作業車両が法面SFの掘削作業をしている様子を示す側面図である。図12は、図11に示す作業時に主撮像装置の主撮像画像と第1補完撮像装置の第1補完撮像画像とを重畳させる様子を示す図である。 FIG. 11 is a side view showing how the work vehicle is excavating the slope SF. FIG. 12 is a diagram showing a state in which a main image captured by the main image pickup device and a first complementary image pickup image of the first complementary image pickup device are superimposed during the work shown in FIG.

図11に示されるような法面SFの掘削作業時には、運転室4の上面よりも上側にバケット8が位置する場合がある。このため図12(A)に示されるように、運転室4内の運転席4Sに着座したオペレータは、運転室4の前上梁BT、屋根部RFなどによりバケット8および掘削面を視認できない場合が生じる。したがって主撮像装置ISM(図4、図6)によりオペレータ視点で撮像された主撮像画像CI1aにおいては、法面SFの掘削作業中のバケット8および掘削面が撮像されない場合が生じる。 During excavation work of the slope SF as shown in FIG. 11, the bucket 8 may be located above the upper surface of the driver's cab 4. Therefore, as shown in FIG. 12A, when the operator seated in the driver's seat 4S in the driver's cab 4 cannot visually recognize the bucket 8 and the excavated surface due to the front upper beam BT of the driver's cab 4, the roof portion RF, or the like. Occurs. Therefore, in the main image pickup image CI1a captured from the operator's viewpoint by the main image pickup apparatus ISM (FIGS. 4 and 6), the bucket 8 and the excavation surface during the excavation work of the slope SF may not be imaged.

そこで図12(B)に示されるように、第1補完撮像装置IS1(図1、図4)で撮像した第1補完撮像画像をオペレータ視点に変換した視点変換後の第1補完撮像画像MI2が用いられる。第1補完撮像装置IS1は、運転室4の外側に配置されている。このため視点変換後の第1補完撮像画像MI2には、運転室4の前上梁BT、屋根部RFなどが撮像されていない。したがって法面SFの掘削作業中でもバケット8を視点変換後の第1補完撮像画像MI2に撮像することが可能である。 Therefore, as shown in FIG. 12B, the first complementary image MI2 after the viewpoint conversion obtained by converting the first complementary image captured by the first complementary imager IS1 (FIGS. 1 and 4) into the operator viewpoint is obtained. Used. The first complementary image pickup apparatus IS1 is arranged outside the driver's cab 4. Therefore, the front upper beam BT, the roof portion RF, and the like of the driver's cab 4 are not captured in the first complementary captured image MI2 after the viewpoint conversion. Therefore, it is possible to capture the bucket 8 on the first complementary captured image MI2 after the viewpoint conversion even during the excavation work of the slope SF.

図12(A)に示された主撮像画像CI1aと、図12(B)に示された第1補完撮像画像MI2とが重畳される。これにより、図12(C)に示されるように、運転室4の前上梁BT、屋根部RFなどが透過され死角が補完された表示画像DI2が生成される。この表示画像DI2がヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影される。このスクリーンを通じて、ヘッドマウントディスプレイを装着したオペレータは、前上梁BT、屋根部RFなどを透過して法面SFの掘削作業中のバケット8を視認することが容易となる。 The main captured image CI1a shown in FIG. 12 (A) and the first complementary captured image MI2 shown in FIG. 12 (B) are superimposed. As a result, as shown in FIG. 12C, a display image DI2 is generated in which the front upper beam BT of the driver's cab 4, the roof portion RF, and the like are transmitted and the blind spot is complemented. This display image DI2 is projected on the screen of the head-mounted display 200. Through this screen, the operator wearing the head-mounted display can easily see the bucket 8 during the excavation work of the slope SF through the front upper beam BT, the roof portion RF, and the like.

なお表示画像DI2においては、前上梁BTおよび屋根部RFだけでなく、第2フロントピラーFPRが透過されてもよい。また図12(C)に示される表示画像DI2においては、表示装置DL(図10)などが透過されずに表示されてもよい。これによりオペレータは表示装置DLの表示画面を視認することも可能となる。視野の高さによっては、モニタの表示画面を視認することができる。 In the display image DI2, not only the front upper beam BT and the roof portion RF but also the second front pillar FPR may be transmitted. Further, in the display image DI2 shown in FIG. 12C, the display device DL (FIG. 10) or the like may be displayed without being transmitted. This also enables the operator to visually recognize the display screen of the display device DL. Depending on the height of the field of view, the display screen of the monitor can be visually recognized.

[ダンプトラックへの荷の積込み作業時における画像の重畳]
次に、ダンプトラックへの荷の積込み作業時における、オペレータ視点に変換された補完撮像画像と主撮像画像との重畳について図13および図14を用いて具体的に説明する。
[Image superimposition when loading a load onto a dump truck]
Next, the superposition of the complementary captured image converted to the operator's viewpoint and the main captured image at the time of loading the load onto the dump truck will be specifically described with reference to FIGS. 13 and 14.

図13は、作業車両がダンプトラックに荷を積み込む様子を示す側面図である。図14は、図13に示す作業時に主撮像装置の撮像画像と第1補完撮像装置の撮像画像とを重畳させる様子を示す図である。 FIG. 13 is a side view showing how the work vehicle loads the dump truck. FIG. 14 is a diagram showing a state in which an image captured by the main imaging device and an image captured by the first complementary imaging device are superimposed during the work shown in FIG.

図13に示されるようなダンプトラック300への荷の積込み作業時には、バケット8が運転室4の上面よりも上側でかつ運転室4の前方に近付く場合がある。このため図14(A)に示されるように、運転室4内の運転席4Sに着座したオペレータは、運転室4の第2フロントピラーFPR、前上梁BTなどによりバケット8を視認できない場合が生じる。したがって主撮像装置ISM(図4、図6)を用いてオペレータの視点で撮像された主撮像画像CI1bにおいては、荷の積込み作業中のバケット8が撮像されない場合が生じる。 At the time of loading the load into the dump truck 300 as shown in FIG. 13, the bucket 8 may be above the upper surface of the cab 4 and approach the front of the cab 4. Therefore, as shown in FIG. 14A, the operator seated in the driver's seat 4S in the driver's cab 4 may not be able to see the bucket 8 due to the second front pillar FPR of the driver's cab 4, the front upper beam BT, or the like. Occurs. Therefore, in the main image pickup image CI1b imaged from the operator's point of view using the main image pickup apparatus ISM (FIGS. 4 and 6), the bucket 8 during the loading operation may not be imaged.

そこで図14(B)に示されるように、第1補完撮像装置IS1(図1、図4)で撮像した第1補完撮像画像をオペレータ視点に変換した視点変換後の第1補完撮像画像MI3が用いられる。第1補完撮像装置IS1は、運転室4の外側に配置されている。このため視点変換後の第1補完撮像画像MI3には、運転室4の第2フロントピラーFPR、前上梁BTなどが撮像されていない。したがって荷の積込み作業中でもバケット8を視点変換後の第1補完撮像画像MI3に撮像することが可能である。 Therefore, as shown in FIG. 14B, the first complementary image MI3 after the viewpoint conversion obtained by converting the first complementary image captured by the first complementary imager IS1 (FIGS. 1 and 4) into the operator viewpoint is obtained. Used. The first complementary image pickup apparatus IS1 is arranged outside the driver's cab 4. Therefore, the second front pillar FPR of the driver's cab 4, the front upper beam BT, and the like are not captured in the first complementary image MI3 after the viewpoint conversion. Therefore, it is possible to capture the bucket 8 on the first complementary captured image MI3 after the viewpoint conversion even during the loading operation.

図14(A)に示された主撮像画像CI1bと、図14(B)に示された第1補完撮像画像MI3とが重畳される。これにより、図14(C)に示されるように、運転室4の第2フロントピラーFPR、前上梁BTなどが透過された表示画像DI3が生成される。この表示画像DI3がヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影される。このスクリーンを通じて、ヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータは、第2フロントピラーFPR、前上梁BTなどを透過して荷の積込み作業中のバケット8を視認することが容易となる。 The main captured image CI1b shown in FIG. 14 (A) and the first complementary captured image MI3 shown in FIG. 14 (B) are superimposed. As a result, as shown in FIG. 14C, a display image DI3 through which the second front pillar FPR of the driver's cab 4, the front upper beam BT, and the like are transmitted is generated. This display image DI3 is projected on the screen of the head-mounted display 200. Through this screen, the operator wearing the head-mounted display 200 can easily see the bucket 8 during the loading operation through the second front pillar FPR, the front upper beam BT, and the like.

また図14(C)に示される表示画像DI2においては、表示装置DLなどが透過されずに表示されてもよい。これによりオペレータは表示装置DLの表示画面を視認することも可能となる。 Further, in the display image DI2 shown in FIG. 14C, the display device DL or the like may be displayed without being transmitted. This also enables the operator to visually recognize the display screen of the display device DL.

<効果>
次に本実施形態の効果について説明する。
<Effect>
Next, the effect of this embodiment will be described.

本実施形態によれば図10、図12および図14に示されるように、第1補完撮像画像MI2、MI3および第2補完撮像画像MI1の少なくとも一方の補完撮像画像に基づいて死角を補完した表示画像DI1、DI2、DI3がヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに表示される。死角が補完された表示画像DI1、DI2、DI3においては遮蔽物が透過されるため、オペレータは、バケット8などの作業具を視認しながら作業することが可能となる。これにより正確な作業が可能になるとともに、無理な姿勢で作業を行う必要が無く作業時におけるオペレータの疲労を軽減することもできる。 According to the present embodiment, as shown in FIGS. 10, 12, and 14, a display in which the blind spot is complemented based on at least one of the first complementary image MI2, MI3, and the second complementary image MI1. Images DI1, DI2, and DI3 are displayed on the screen of the head-mounted display 200. Since the shield is transmitted through the display images DI1, DI2, and DI3 in which the blind spot is complemented, the operator can work while visually recognizing the work tool such as the bucket 8. As a result, accurate work can be performed, and it is not necessary to work in an unreasonable posture, and operator fatigue during work can be reduced.

また本実施形態によれば図10、図12および図14に示されるように、第1補完撮像画像MI2、MI3および第2補完撮像画像MI1の少なくとも一方の補完撮像画像と主撮像画像CI2、CI1a、CI1bとが重畳されることにより主撮像画像CI2、CI1a、CI1bの死角が補完される。これによりオペレータは、いわゆるビデオ透過型ヘッドマウントディスプレイ200において、死角が補完された表示画像DI1、DI2、DI3を視認することができる。 Further, according to the present embodiment, as shown in FIGS. 10, 12 and 14, at least one of the first complementary image MI2, MI3 and the second complementary image MI1 and the main image CI2, CI1a , CI1b are superimposed to complement the blind spots of the main captured images CI2, CI1a, and CI1b. As a result, the operator can visually recognize the display images DI1, DI2, and DI3 in which the blind spot is complemented in the so-called video transmissive head-mounted display 200.

また本実施形態によれば図7に示されるように、コントローラ50は、主撮像画像と重畳させる画像として第1補完撮像画像と第2補完撮像画像とを画像選択部50eにより切り替える。このように画像を切り替えて重畳することにより、画像を統合して重畳する場合に比較して画像処理の負荷を低減することができる。 Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, the controller 50 switches between the first complementary image and the second complementary image as an image to be superimposed on the main image by the image selection unit 50e. By switching and superimposing the images in this way, it is possible to reduce the load of image processing as compared with the case where the images are integrated and superposed.

また本実施形態によれば図7に示されるように、コントローラ50は、作業機2が通常作業および深堀作業のいずれを実行しているかを作業状態判定部50jにより判定する。そしてコントローラ50は、作業機2が通常作業を実行していると判定した場合には、図11および図12に示されるように第1補完撮像画像MI2と主撮像画像CI1aとを重畳する。またコントローラ50は、作業機2が深堀作業を実行していると判定した場合には、図9および図10に示されるように第2補完撮像画像MI1と主撮像画像CI2とを重畳する。これにより通常作業時および深堀作業時のいずれにおいても遮蔽物を透過して死角を補完した表示画像DI1、DI2を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 7, the controller 50 determines whether the work machine 2 is executing the normal work or the deep digging work by the work state determination unit 50j. Then, when the controller 50 determines that the work machine 2 is executing the normal work, the controller 50 superimposes the first complementary image MI2 and the main image CI1a as shown in FIGS. 11 and 12. Further, when the controller 50 determines that the working machine 2 is executing the deep digging work, the controller 50 superimposes the second complementary captured image MI1 and the main captured image CI2 as shown in FIGS. 9 and 10. As a result, the displayed images DI1 and DI2 can be obtained by penetrating the shield and complementing the blind spot in both the normal work and the deep digging work.

また本実施形態によれば図1に示されるように、第1補完撮像装置IS1と第2補完撮像装置IS2との各々は運転室4の外に配置される。これにより運転室4の構成部品が写らない補完撮像画像を得ることが可能となる。 Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, each of the first complementary image pickup apparatus IS1 and the second complementary imaging apparatus IS2 is arranged outside the cab 4. This makes it possible to obtain a complementary image in which the components of the driver's cab 4 are not captured.

また本実施形態によれば図6に示されるように、表示装置は、作業車両100のオペレータが装着するヘッドマウントディスプレイ200である。これによりオペレータは、死角を補完した表示画像を通して、あたかも自身が直接視認しているかの如くバケット8および掘削面を視認することができる。 Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the display device is a head-mounted display 200 worn by the operator of the work vehicle 100. As a result, the operator can visually recognize the bucket 8 and the excavated surface as if he / she were directly visually recognizing through the display image complementing the blind spot.

<変形例>
次に、本実施形態の変形例について説明する。
<Modification example>
Next, a modification of the present embodiment will be described.

上記実施形態においては、図7および図8に示されるように、第1補完撮像画像と第2補完撮像画像とのいずれか一方が画像選択部50eにより選択された後に、視点変換部50fにより視点を変換される。 In the above embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, after either one of the first complementary image and the second complementary image is selected by the image selection unit 50e, the viewpoint is viewed by the viewpoint conversion unit 50f. Is converted.

しかし図15および図16に示されるように、第1補完撮像画像および第2補完撮像画像のそれぞれが視点変換部50fa、50fbにより視点を変換された後に、視点変換後の第1補完撮像画像および第2補完撮像画像のいずれか一方が画像選択部50eにより選択されてもよい。 However, as shown in FIGS. 15 and 16, after the viewpoints of the first complementary image and the second complementary image are converted by the viewpoint conversion units 50fa and 50fb, respectively, the first complementary image and the first complementary image after the viewpoint conversion Either one of the second complementary captured images may be selected by the image selection unit 50e.

この場合、図15に示されるように、画像取得部50bは、取得した第1補完撮像画像のデータを視点変換部50faへ出力する。また画像取得部50cは、画像取得部50cは、取得した第2補完撮像画像のデータを視点変換部50fbへ出力する。 In this case, as shown in FIG. 15, the image acquisition unit 50b outputs the acquired data of the first complementary captured image to the viewpoint conversion unit 50fa. Further, the image acquisition unit 50c outputs the acquired second complementary captured image data to the viewpoint conversion unit 50fb.

視点変換部50faは、位置・角度算出部50iから取得したヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度に基づいて、第1補完撮像画像を運転席4Sに着座するオペレータ視点の画像に変換する(ステップS9a:図16)。視点変換部50faは、視点変換後の第1補完撮像画像のデータを画像選択部50eへ出力する。 The viewpoint conversion unit 50fa converts the first complementary captured image into an image of the operator's viewpoint seated in the driver's seat 4S based on the position and tilt angle of the head-mounted display 200 acquired from the position / angle calculation unit 50i (step S9a). : FIG. 16). The viewpoint conversion unit 50fa outputs the data of the first complementary captured image after the viewpoint conversion to the image selection unit 50e.

また視点変換部50fbは、位置・角度算出部50iから取得したヘッドマウントディスプレイ200の位置および傾斜角度に基づいて、第2補完撮像画像を運転席4Sに着座するオペレータ視点の画像に変換する(ステップS9b:図16)。視点変換部50fbは、視点変換後の第2補完撮像画像のデータを画像選択部50eへ出力する。 Further, the viewpoint conversion unit 50fb converts the second complementary captured image into an image of the operator's viewpoint seated in the driver's seat 4S based on the position and tilt angle of the head-mounted display 200 acquired from the position / angle calculation unit 50i (step). S9b: FIG. 16). The viewpoint conversion unit 50fb outputs the data of the second complementary captured image after the viewpoint conversion to the image selection unit 50e.

画像選択部50eは、作業車両100の作業状態に基づいて、視点変換された第1補完撮像画像および第2補完撮像画像のいずれかを選択する。具体的には作業車両100が通常作業の状態にあると判定した場合には、画像選択部50eは、視点変換された第1補完撮像画像を選択する(ステップS7:図16)。また作業車両100が深堀作業の状態にあると判定した場合には、画像選択部50eは、視点変換された第2補完撮像画像を選択する(ステップS8:図16)。画像選択部50eは選択した撮像画像のデータを視点変換部50fへ出力する。 The image selection unit 50e selects either the first complementary captured image or the second complementary captured image whose viewpoint has been changed based on the working state of the work vehicle 100. Specifically, when it is determined that the work vehicle 100 is in the normal working state, the image selection unit 50e selects the first complementary captured image whose viewpoint has been converted (step S7: FIG. 16). Further, when it is determined that the work vehicle 100 is in the state of deep digging work, the image selection unit 50e selects the second complementary captured image whose viewpoint has been changed (step S8: FIG. 16). The image selection unit 50e outputs the data of the selected captured image to the viewpoint conversion unit 50f.

なお、図15に示された機能ブロックの構成のうち上記以外の構成は、図7に示された機能ブロックの構成とほぼ同じであるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。 Since the configurations of the functional blocks other than the above among the configurations of the functional blocks shown in FIG. 15 are almost the same as the configurations of the functional blocks shown in FIG. 7, the same elements are designated by the same reference numerals. Do not repeat the explanation.

また、図16に示された表示方法のうち上記以外のステップは、図8に示されたステップとほぼ同じであるため、同一のステップについては同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。 Further, among the display methods shown in FIG. 16, steps other than the above are substantially the same as the steps shown in FIG. 8, so that the same steps are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated.

また上記実施形態においては、コントローラ50は、第1補完撮像画像と第2補完撮像画像とのいずれか一方を画像選択部50eにより選択したうえで主撮像画像と重畳して表示画像を生成する。しかしコントローラ50は、第1補完撮像画像と第2補完撮像画像とを統合して1つの統合画像を生成し、その統合画像と主撮像画像とを重畳することにより遮蔽物を透過した表示画像を生成してもよい。 Further, in the above embodiment, the controller 50 selects either the first complementary image or the second complementary image by the image selection unit 50e and superimposes it on the main image to generate a display image. However, the controller 50 integrates the first complementary image and the second complementary image to generate one integrated image, and superimposes the integrated image and the main image to produce a display image transmitted through the shield. It may be generated.

具体的には、図17(A)に示されるように、コントローラ50の視点変換部50fa(図15)は、視点変換された第1補完撮像画像を生成する。また図17(B)に示されるように、コントローラ50の視点変換部50fb(図15)は、視点変換された第2補完撮像画像を生成する。この後、図17(C)に示されるように、コントローラ50は、視点変換された第1補完撮像画像と視点変換された第2補完撮像画像とを統合し、1つの統合画像を生成する。 Specifically, as shown in FIG. 17 (A), the viewpoint conversion unit 50fa (FIG. 15) of the controller 50 generates the first complementary captured image with the viewpoint converted. Further, as shown in FIG. 17 (B), the viewpoint conversion unit 50fb (FIG. 15) of the controller 50 generates a second complementary captured image whose viewpoint has been converted. After that, as shown in FIG. 17C, the controller 50 integrates the viewpoint-converted first complementary image and the viewpoint-converted second complementary image to generate one integrated image.

この後、コントローラ50の画像重畳部50g(図15)は、統合画像と主撮像画像とを重畳させて、主撮像画像の中の遮蔽物が透過した表示画像を生成する。 After that, the image superimposing unit 50g (FIG. 15) of the controller 50 superimposes the integrated image and the main captured image to generate a display image through which the shield in the main captured image is transmitted.

また上記実施形態においては、表示画像において作業車両100の一部が透過される場合について説明したが、表示画像において透過される箇所は地形の一部であってもよい。以下、表示画像において地形の一部が透過されることを図18および図19を用いて説明する。 Further, in the above embodiment, the case where a part of the work vehicle 100 is transmitted in the display image has been described, but the portion transmitted in the display image may be a part of the terrain. Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 18 and 19 that a part of the terrain is transmitted in the displayed image.

図18および図19は、深堀作業の状態を示す正面図および側面図である。図18および図19におけるVPは、オペレータ視点である。また図19においては、図の簡略化のためブームシリンダ10の図示は省略されている。図18に示されるように、深堀作業の場合、地面には深い縦溝TRが形成される。深堀作業においては、縦溝TRの底面BWが掘削面となる。このためオペレータは、縦溝TRの底面BWを視認しながら深堀作業を行うことが好ましい。しかし縦溝TRが深くなると、縦溝TRの壁面SW1がオペレータの視界を遮る。このためオペレータが直接視認できる縦溝TR内の下限は、図18中矢印LS1で示されるように縦溝TRの壁面SW2となる。したがって運転席4Sに着座するオペレータは、掘削面となる底面BWを直接視認できなくなる。 18 and 19 are a front view and a side view showing a state of deep digging work. The VP in FIGS. 18 and 19 is an operator's viewpoint. Further, in FIG. 19, the illustration of the boom cylinder 10 is omitted for the sake of simplification of the figure. As shown in FIG. 18, in the case of deep digging work, a deep vertical groove TR is formed on the ground. In the deep digging work, the bottom surface BW of the vertical groove TR becomes the excavation surface. Therefore, it is preferable that the operator performs the deep digging work while visually recognizing the bottom surface BW of the vertical groove TR. However, when the vertical groove TR becomes deep, the wall surface SW1 of the vertical groove TR obstructs the operator's field of view. Therefore, the lower limit in the vertical groove TR that the operator can directly see is the wall surface SW2 of the vertical groove TR as shown by the arrow LS1 in FIG. Therefore, the operator seated in the driver's seat 4S cannot directly see the bottom surface BW which is the excavation surface.

そこで第2補完撮像装置IS2が縦溝TRの内部を撮像する。第2補完撮像装置IS2は、好ましくは作業車両100の正面視において縦溝TRの真上領域内に位置している。このため第2補完撮像装置IS2は、掘削面となる縦溝TRの底面BWと、底面BWを掘削するバケット8とを撮像できる。 Therefore, the second complementary imaging device IS2 images the inside of the vertical groove TR. The second complementary imaging device IS2 is preferably located in the region directly above the vertical groove TR in the front view of the work vehicle 100. Therefore, the second complementary image pickup apparatus IS2 can image the bottom surface BW of the vertical groove TR which is the excavation surface and the bucket 8 for excavating the bottom surface BW.

第2補完撮像装置IS2は、上記のとおり位置情報を持つ点群データを付加された画像を撮像する。このため第2補完撮像装置IS2で撮像した1枚の画像から3次元CGモデルを作成することができる。したがって第2補完撮像装置IS2で撮像された画像をオペレータ視点の画像に変換することができる。また壁面SW1を点群データに基づいて識別し、視点変換された画像から壁面SW1を含む図中一点鎖線で囲む領域R1を削除することができる。このため視点変換後の第2補完撮像画像と主撮像画像とを重畳させることにより、遮蔽部としての壁面SW1を含む領域R1が透過された表示画像を生成することができる。この表示画像をヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影することにより、オペレータは矢印LS2、LS3で示すように掘削面となる底面BWとバケット8とを視認することが可能となる。 The second complementary image pickup apparatus IS2 captures an image to which point cloud data having position information is added as described above. Therefore, a three-dimensional CG model can be created from one image captured by the second complementary imaging device IS2. Therefore, the image captured by the second complementary imaging device IS2 can be converted into an image from the operator's viewpoint. Further, the wall surface SW1 can be identified based on the point cloud data, and the region R1 surrounded by the alternate long and short dash line in the figure including the wall surface SW1 can be deleted from the viewpoint-converted image. Therefore, by superimposing the second complementary captured image after the viewpoint conversion and the main captured image, it is possible to generate a display image in which the region R1 including the wall surface SW1 as the shielding portion is transmitted. By projecting this display image onto the screen of the head-mounted display 200, the operator can visually recognize the bottom surface BW and the bucket 8 which are the excavation surfaces as indicated by the arrows LS2 and LS3.

図19に示されるように、深堀作業の場合、縦溝TRが深くなると、縦溝TRの手前壁面SW3がオペレータの視界を遮る。このため図19中矢印LS4で示されるように、オペレータはバケット8を直接視認できなくなる場合が生じる。 As shown in FIG. 19, in the case of deep digging work, when the vertical groove TR becomes deep, the front wall surface SW3 of the vertical groove TR obstructs the operator's field of view. Therefore, as shown by the arrow LS4 in FIG. 19, the operator may not be able to directly see the bucket 8.

そこで第2補完撮像装置IS2が縦溝TRの内部を撮像する。第2補完撮像装置IS2は、たとえば運転室4の前面よりも前方に配置されている。このため第2補完撮像装置IS2は、掘削面となる縦溝TRの底面BWと、底面BWを掘削するバケット8とを撮像できる。 Therefore, the second complementary imaging device IS2 images the inside of the vertical groove TR. The second complementary image pickup apparatus IS2 is arranged, for example, in front of the front surface of the driver's cab 4. Therefore, the second complementary image pickup apparatus IS2 can image the bottom surface BW of the vertical groove TR which is the excavation surface and the bucket 8 for excavating the bottom surface BW.

第2補完撮像装置IS2は、上記のとおり位置情報を持つ点群データを付加された画像を撮像する。このため第2補完撮像装置IS2で撮像された画像をオペレータ視点の画像に変換することができる。また手前壁面SW3を点群データに基づいて識別し、視点変換された画像から手前壁面SW3を含む図中一点鎖線で囲む領域R2を削除することができる。このため視点変換後の第2補完撮像画像と主撮像画像とを重畳させることにより、遮蔽部としての手前壁面SW3を含む領域R2が透過された表示画像を生成することができる。この表示画像をヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影することにより、オペレータは矢印LS5で示すように掘削面となる底面BWとバケット8とを視認することができる。 The second complementary image pickup apparatus IS2 captures an image to which point cloud data having position information is added as described above. Therefore, the image captured by the second complementary imaging device IS2 can be converted into an image from the operator's viewpoint. Further, the front wall surface SW3 can be identified based on the point cloud data, and the region R2 surrounded by the alternate long and short dash line in the figure including the front wall surface SW3 can be deleted from the viewpoint-converted image. Therefore, by superimposing the second complementary image taken after the viewpoint conversion and the main image taken, it is possible to generate a display image in which the region R2 including the front wall surface SW3 as a shielding portion is transmitted. By projecting this display image onto the screen of the head-mounted display 200, the operator can visually recognize the bottom surface BW and the bucket 8 to be the excavation surface as shown by the arrow LS5.

上記においては主撮像画像と補完撮像画像とを重畳させることにより作業車両100の一部または地形の一部を遮蔽物として透過させることについて説明したが、透過される遮蔽物は作業車両100の一部または地形の一部に限定されない。透過される遮蔽物は、オペレータと作業具(たとえばバケット8)との間に位置するものであればよい。この場合、主撮像画像および補完撮像画像に含まれる点群データに基づいてオペレータと作業具との間に位置する物体を特定し、主撮像画像と補完撮像画像とを重畳させることによりその物体を遮蔽物として透過させることができる。 In the above, it has been described that a part of the work vehicle 100 or a part of the terrain is transmitted as a shield by superimposing the main image and the complementary image, but the transmitted shield is one of the work vehicles 100. Not limited to a part or part of the terrain. The transparent shield may be located between the operator and the work tool (for example, the bucket 8). In this case, an object located between the operator and the work tool is specified based on the point cloud data included in the main image and the complementary image, and the object is superimposed by superimposing the main image and the complementary image. It can be transmitted as a shield.

また作業車両100の一部を透過させる場合などには、予め透過される部位が設定され、その設定された部位が記憶部50k(図7、図15)などに記憶されていてもよい。この場合、第1補完撮像装置IS1または第2補完撮像装置IS2により撮像された補完撮像画像から、記憶された設定部位の箇所が切り取られ、切り取られた設定部位の部分における画像が主撮像画像に組み合わされてもよい。このようにして設定部位において遮蔽物が透過された表示画像が作成されてもよい。 Further, when a part of the work vehicle 100 is to be transmitted, a portion to be transmitted may be set in advance, and the set portion may be stored in a storage unit 50k (FIG. 7, 15) or the like. In this case, the portion of the stored setting portion is cut out from the complementary imaging image captured by the first complementary imaging device IS1 or the second complementary imaging device IS2, and the image in the cut portion of the setting portion becomes the main captured image. It may be combined. In this way, a display image in which the shield is transmitted may be created at the set portion.

また図6に示されるヘッドマウントディスプレイ200は、光学透過型であってもよい。この場合、本体部101は、半透過スクリーンを有している。ヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータは、半透過スクリーンを通してヘッドマウントディスプレイ200の外の様子を視認することができる。また半透過スクリーン上には、第1補完撮像装置IS1、第2補完撮像装置IS2などにより撮像された画像が投影される。このためヘッドマウントディスプレイ200を装着したオペレータは、半透過スクリーンを透過した外部の様子に加えて、半透過スクリーン上に投影された撮像画像を視認することができる。 Further, the head-mounted display 200 shown in FIG. 6 may be an optical transmissive type. In this case, the main body 101 has a translucent screen. An operator wearing the head-mounted display 200 can visually recognize the outside of the head-mounted display 200 through a translucent screen. Further, an image captured by the first complementary imaging device IS1, the second complementary imaging device IS2, or the like is projected on the transflective screen. Therefore, the operator wearing the head-mounted display 200 can visually recognize the captured image projected on the translucent screen in addition to the external appearance transmitted through the translucent screen.

光学透過型のヘッドマウントディスプレイ200によれば、ヘッドマウントディスプレイ200への電力供給が絶たれた場合でも、オペレータは半透過スクリーンを通してヘッドマウントディスプレイ200の外部の様子を視認することができる。このためヘッドマウントディスプレイ200への電力供給が絶たれた場合でも、オペレータは作業車両100を用いた作業を行うことができる。 According to the optical transmissive head-mounted display 200, the operator can visually recognize the outside of the head-mounted display 200 through the semi-transmissive screen even when the power supply to the head-mounted display 200 is cut off. Therefore, even if the power supply to the head-mounted display 200 is cut off, the operator can perform the work using the work vehicle 100.

光学透過型のヘッドマウントディスプレイ200が用いられる場合、主撮像装置ISMは省略される。この場合、視点変換された第1補完撮像画像および第2補完撮像画像の少なくとも一方が遮蔽物の部分のみ切り取られる。そして、その切り取られた遮蔽物の部分の画像のみが半透過スクリーンに投影される。これによりオペレータが半透過スクリーンを通して視認していた外部の様子に、遮蔽物が透過された画像が投影されるため、死角が補完された表示画像が半透過スクリーンに投影されることになる。 When the optical transmission type head-mounted display 200 is used, the main image pickup device ISM is omitted. In this case, at least one of the viewpoint-converted first complementary image and the second complementary image is cut out only in the shield portion. Then, only the image of the cut-out part of the shield is projected on the translucent screen. As a result, the image through which the shield is transmitted is projected onto the external appearance that the operator was visually recognizing through the translucent screen, so that the display image supplemented with the blind spot is projected on the translucent screen.

また遮蔽物が透過された表示画像の地形と目標地形とが互いに重ね合わされた状態で、ヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影されてもよい。ここで目標地形とは、3次元施工設計情報(設計面)のことである。 Further, the terrain of the displayed image through which the shield is transmitted and the target terrain may be projected on the screen of the head-mounted display 200 in a state of being superimposed on each other. Here, the target terrain is three-dimensional construction design information (design surface).

また遮蔽物が透過された表示画像と目標地形とは、互いに異なる色度で表示されてもよい。たとえば現況地形に対して掘る部分が赤色で示され、仕上がった部分が緑色で示されてもよい。またたとえば施工面がワイヤーフレームで示され、足場が橙色、施工面が緑色で示されてもよい。また今日作業すべき箇所がたとえば黄色枠で示されてもよい。これにより遮蔽物が透過された表示画像と目標地形との区別が容易となる。 Further, the display image through which the obstruction is transmitted and the target terrain may be displayed with different chromaticities. For example, the part to be dug may be shown in red and the finished part may be shown in green with respect to the current terrain. Further, for example, the construction surface may be indicated by a wire frame, the scaffolding may be indicated by orange, and the construction surface may be indicated by green. Also, the part to be worked on today may be indicated by, for example, a yellow frame. This makes it easy to distinguish the display image through which the obstruction is transmitted from the target terrain.

上記実施形態においては第2補完撮像装置IS2が運転室4に取り付けられた構成について説明したが、第2補完撮像装置IS2はブーム6に取り付けられてもよい。この場合、ブーム6に取り付けられた、たとえば加速度センサ、ポテンショメータなどにより第2補完撮像装置IS2の位置が検出される。検出された第2補完撮像装置IS2の位置に基づいて、第2補完撮像装置IS2で撮像された第2補完撮像画像が視点変換されて主撮像画像と重畳される。これにより第2補完撮像装置IS2が、駆動する作業機と干渉することが防止できる。 In the above embodiment, the configuration in which the second complementary image pickup apparatus IS2 is attached to the driver's cab 4 has been described, but the second complementary imaging apparatus IS2 may be attached to the boom 6. In this case, the position of the second complementary imaging device IS2 is detected by, for example, an acceleration sensor, a potentiometer, or the like attached to the boom 6. Based on the detected position of the second complementary image pickup device IS2, the second complementary image pickup image captured by the second complementary image pickup apparatus IS2 is viewpoint-converted and superposed on the main image pickup image. As a result, it is possible to prevent the second complementary image pickup apparatus IS2 from interfering with the driving work machine.

また上記実施形態においては、第1補完撮像装置IS1と第2補完撮像装置IS2とが上下に配置された構成について説明したが、これ以外の補完撮像装置が第1補完撮像装置IS1および第2補完撮像装置IS2の左右方向に配置されていてもよい。たとえば作業車両100の側方に光軸が延びる補完撮像装置または作業車両100の後方に光軸が延びる補完撮像装置が追加されてもよい。これにより作業車両100のエンジンカバー9、手摺りなどを遮蔽物として透過させることも可能となる。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the first complementary imaging device IS1 and the second complementary imaging device IS2 are arranged vertically has been described, but other complementary imaging devices are the first complementary imaging device IS1 and the second complementary imaging device IS1 and the second complementary imager. It may be arranged in the left-right direction of the image pickup apparatus IS2. For example, a complementary image pickup device having an optical axis extending to the side of the work vehicle 100 or a complementary image pickup device having an optical axis extending to the rear of the work vehicle 100 may be added. This makes it possible to allow the engine cover 9, handrails, etc. of the work vehicle 100 to pass through as a shield.

また上記実施形態においては、表示画像がヘッドマウントディスプレイ200のスクリーンに投影される場合について説明したが、表示画像はそのスクリーン以外に、ヘッドマウントディスプレイ200とは別個に設けられたモニターなどに表示されてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the displayed image is projected on the screen of the head-mounted display 200 has been described, but the displayed image is displayed on a monitor or the like provided separately from the head-mounted display 200 in addition to the screen. You may.

またコントローラ50は、作業車両100に対するヘッドマウントディスプレイ200の傾斜角度と、視線検出センサにより検出されたオペレータの視線方向と、オペレータによって操作される操作レバー21の操作角度と、オペレータが操作する表示切替スイッチSWの切替信号とからなる群から選ばれる1つ以上に基づいて、主撮像画像と重畳させる画像として第1補完撮像画像と第2補完撮像画像とを切り替える。 Further, the controller 50 determines the tilt angle of the head-mounted display 200 with respect to the work vehicle 100, the line-of-sight direction of the operator detected by the line-of-sight detection sensor, the operation angle of the operation lever 21 operated by the operator, and the display switching operated by the operator. The first complementary image and the second complementary image are switched as an image to be superimposed on the main image based on one or more selected from the group consisting of the switching signal of the switch SW.

ヘッドマウントディスプレイ200の傾斜角度は、ヘッドマウントディスプレイ200に取り付けられた角度センサ102により検出可能である。オペレータによって操作される操作レバー21の操作角度は、操作レバー21の操作量検出センサ(圧力センサ、ポテンショメータなど)により検出可能である。 The tilt angle of the head-mounted display 200 can be detected by the angle sensor 102 attached to the head-mounted display 200. The operating angle of the operating lever 21 operated by the operator can be detected by an operating amount detection sensor (pressure sensor, potentiometer, etc.) of the operating lever 21.

オペレータの視線方向は、ヘッドマウントディスプレイ200に取り付けられた視線検出センサにより検出可能である。視線検出センサは、たとえばオペレータの左右両眼における瞳孔が向く方向を追跡して検出する追跡センサであり、たとえば赤外線カメラである。オペレータの視線方向は、たとえばステレオカメラで撮像された画像内の眼球中心位置と瞳孔、虹彩などの位置とを結ぶ直線が向く方向として推定される。 The line-of-sight direction of the operator can be detected by the line-of-sight detection sensor attached to the head-mounted display 200. The line-of-sight detection sensor is, for example, a tracking sensor that tracks and detects the direction in which the pupils of the operator's left and right eyes are facing, and is, for example, an infrared camera. The line-of-sight direction of the operator is estimated as the direction in which a straight line connecting the position of the center of the eyeball and the position of the pupil, the iris, etc. in the image captured by the stereo camera faces, for example.

また地面の壁面SW1、SW3を透過させるか否かは、AI(Artificial Intelligence)により判断されてもよい。 Further, whether or not to allow the wall surfaces SW1 and SW3 on the ground to pass through may be determined by AI (Artificial Intelligence).

図4、図7および図15の各々に示されるコントローラ50は、作業車両100に搭載されていてもよく、作業車両100の外部に離れて配置されていてもよい。コントローラ50が作業車両100の外部に離れて配置されている場合、コントローラ50は、主撮像装置ISM、補完撮像装置IS1、IS2、センサSE1、切替えスイッチSW、姿勢検出センサSE2、ヘッドマウントディスプレイ200などと無線により接続されていてもよい。コントローラ50は、たとえばプロセッサであり、CPU(Central Processing Unit)であってもよい。 The controller 50 shown in each of FIGS. 4, 7 and 15 may be mounted on the work vehicle 100 or may be arranged apart from the outside of the work vehicle 100. When the controller 50 is arranged apart from the outside of the work vehicle 100, the controller 50 may include a main image pickup device ISM, complementary image pickup devices IS1, IS2, a sensor SE1, a changeover switch SW, an attitude detection sensor SE2, a head-mounted display 200, and the like. May be wirelessly connected to. The controller 50 is, for example, a processor and may be a CPU (Central Processing Unit).

図5および図13の各々に示される記憶部50kは、コントローラ50に内蔵されていてもよく、またコントローラ50とは別に設けられていてもよい。記憶部50kは、たとえばメモリである。 The storage unit 50k shown in each of FIGS. 5 and 13 may be built in the controller 50 or may be provided separately from the controller 50. The storage unit 50k is, for example, a memory.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 本体、2 作業機、3 旋回体、4 運転室、4S 運転席、5 走行体、5Cr 履帯、5M 走行モータ、6 ブーム、7 アーム、8 バケット、8a 刃先、9 エンジンカバー、10 ブームシリンダ、11 アームシリンダ、12 バケットシリンダ、13 ブームフートピン、14 ブームトップピン、15 アームトップピン、21 操作レバー、22 前後進レバー、23 操作ペダル、50 コントローラ、50a,50b,50c 画像取得部、50d 検出情報取得部、50e 画像選択部、50f,50fa,50fb 視点変換部、50g 画像重畳部、50h ヘッドマウントディスプレイ制御部、50i 角度算出部、50j 作業状態判定部、50k 記憶部、100 作業車両、101 本体部、102 角度センサ、103 装着部、200 ヘッドマウントディスプレイ、300 ダンプトラック、AP 取付部、BL 線、BR1,BR2 ブラケット、BT 前上梁、BW 底面、CH1,CH2 ホルダー、CI1a,CI1b,CI2 主撮像画像、DI1,DI2,DI3 表示画像、DL 表示装置、EX1 前方延在部、EX2 下方延在部、FPL 第1フロントピラー、FPR 第2フロントピラー、FR 床部、HL 水平線、II 撮像装置、IS1 第1補完撮像装置、IS2 第2補完撮像装置、ISM 主撮像装置、MI1 第2補完撮像画像、MI2,MI3 第1補完撮像画像、OA1,OA2,OA3 光軸、R1,R2 領域、RF 屋根部、RX 旋回軸、SE1 角度検出センサ、SE2 姿勢検出センサ、SF 法面、SW 切替スイッチ、SW1,SW2 壁面、SW3 手前壁面、TR 縦溝、VA1,VA2 撮像範囲、VP オペレータ視点。 1 main body, 2 work equipment, 3 swivel body, 4 driver's cab, 4S driver's seat, 5 traveling body, 5Cr cuff band, 5M traveling motor, 6 boom, 7 arm, 8 bucket, 8a cutting edge, 9 engine cover, 10 boom cylinder, 11 arm cylinder, 12 bucket cylinder, 13 boom foot pin, 14 boom top pin, 15 arm top pin, 21 operation lever, 22 forward / backward lever, 23 operation pedal, 50 controller, 50a, 50b, 50c image acquisition unit, 50d detection Information acquisition unit, 50e image selection unit, 50f, 50fa, 50fb viewpoint conversion unit, 50g image superimposition unit, 50h head mount display control unit, 50i angle calculation unit, 50j work state determination unit, 50k storage unit, 100 work vehicle, 101 Main body, 102 angle sensor, 103 mounting part, 200 head mount display, 300 dump truck, AP mounting part, BL line, BR1, BR2 bracket, BT front upper beam, BW bottom, CH1, CH2 holder, CI1a, CI1b, CI2 Main image, DI1, DI2, DI3 display image, DL display device, EX1 forward extension, EX2 downward extension, FPL 1st front pillar, FPR 2nd front pillar, FR floor, HL horizon, II imager , IS1 1st complementary imager, IS2 2nd complementary imager, ISM main imager, MI1 2nd complementary image, MI2, MI3 1st complementary image, OA1, OA2, OA3 optical axis, R1, R2 region, RF Roof, RX swivel axis, SE1 angle detection sensor, SE2 attitude detection sensor, SF slope, SW changeover switch, SW1, SW2 wall surface, SW3 front wall surface, TR vertical groove, VA1, VA2 image pickup range, VP operator viewpoint.

Claims (11)

表示装置と、
第1補完撮像装置と、
前記第1補完撮像装置の撮像範囲よりも下方を撮像する第2補完撮像装置と、
前記第1補完撮像装置の第1補完撮像画像および前記第2補完撮像装置の第2補完撮像画像の少なくとも一方の補完撮像画像に基づいて死角を補完した表示画像を前記表示装置に表示するコントローラと、を備えた、作業車両の表示システム。
Display device and
The first complementary imaging device and
A second complementary image pickup device that images below the image pickup range of the first complementary image pickup device, and a second complementary image pickup device.
A controller that displays a display image that complements the blind spot based on at least one of the first complementary image taken by the first complementary imager and the second complementary image taken by the second complementary imager. , A work vehicle display system.
主撮像画像を撮像する主撮像装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記少なくとも一方の補完撮像画像と前記主撮像画像とを重畳することにより前記死角を補完した前記表示画像を生成して前記表示装置に表示する、請求項1に記載の作業車両の表示システム。
It is further equipped with a main image pickup device that captures the main image.
The work vehicle according to claim 1, wherein the controller generates the display image complementing the blind spot by superimposing the at least one complementary image and the main image, and displays the display image on the display device. Display system.
前記コントローラは、前記第1補完撮像画像と前記第2補完撮像画像とを統合した1つの統合画像を生成し、前記統合画像と前記主撮像画像とを重畳することにより前記死角を補完した前記表示画像を生成する、請求項2に記載の作業車両の表示システム。 The controller generates one integrated image in which the first complementary image and the second complementary image are integrated, and superimposes the integrated image and the main image to complement the blind spot. The work vehicle display system according to claim 2, which generates an image. 前記コントローラは、前記主撮像画像と重畳させる画像として前記第1補完撮像画像と前記第2補完撮像画像とを切り替える、請求項2に記載の作業車両の表示システム。 The display system for a work vehicle according to claim 2, wherein the controller switches between the first complementary image and the second complementary image as an image superimposed on the main image. 前記コントローラは、前記主撮像画像に重畳させる画像としての前記第1補完撮像画像と前記第2補完撮像画像との切り替えを、前記作業車両に対する前記表示装置の傾斜角度と、視線検出センサにより検出されたオペレータの視線方向と、オペレータによって操作される操作レバーの操作角度と、オペレータが操作する表示切替スイッチの切替信号とからなる群から選ばれる1つ以上に基づいて行う、請求項4に記載の作業車両の表示システム。 The controller detects switching between the first complementary image and the second complementary image as an image superimposed on the main image by the tilt angle of the display device with respect to the work vehicle and the line-of-sight detection sensor. The fourth aspect of claim 4, wherein the operation is performed based on one or more selected from the group consisting of the line-of-sight direction of the operator, the operation angle of the operation lever operated by the operator, and the changeover signal of the display changeover switch operated by the operator. Work vehicle display system. 作業機をさらに備え、
前記コントローラは、前記作業機が通常作業および深堀作業のいずれを実行しているかを判定し、前記作業機が前記通常作業を実行していると判定した場合には前記第1補完撮像画像と前記主撮像画像とを重畳し、前記作業機が前記深堀作業を実行していると判定した場合には前記第2補完撮像画像と前記主撮像画像とを重畳する、請求項4または請求項5に記載の作業車両の表示システム。
Equipped with more work equipment
The controller determines whether the working machine is performing the normal work or the deep digging work, and if it is determined that the working machine is performing the normal work, the first complementary image and the above are said. According to claim 4 or 5, the second complementary image and the main image are superimposed when it is determined that the work machine is performing the deep digging work by superimposing the main image. Display system for the described work vehicle.
オペレータが搭乗する運転室をさらに備え、
前記第1補完撮像装置と前記第2補完撮像装置とは前記運転室外に配置される、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の作業車両の表示システム。
Further equipped with a driver's cab for operators to board
The display system for a work vehicle according to any one of claims 1 to 6, wherein the first complementary image pickup apparatus and the second complementary image pickup apparatus are arranged outside the driver's cab.
前記表示装置は、前記作業車両のオペレータが装着するヘッドマウントディスプレイである、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の作業車両の表示システム。 The display system for a work vehicle according to any one of claims 1 to 7, wherein the display device is a head-mounted display worn by the operator of the work vehicle. 作業機と、
第1フロントピラーと、前記第1フロントピラーよりも前記作業機の近くに位置する第2フロントピラーとを有する運転室と、
作業車両のオペレータに装着される表示装置と、
補完撮像装置と、
前記補完撮像装置の補完撮像画像に基づいて前記第2フロントピラーによる死角を補完した表示画像を前記表示装置に表示するコントローラと、を備えた、作業車両の表示システム。
With the work machine,
A driver's cab having a first front pillar and a second front pillar located closer to the working machine than the first front pillar.
A display device attached to the operator of the work vehicle and
Complementary imaging device and
A display system for a work vehicle, comprising: a controller for displaying a display image complemented by a blind spot by the second front pillar on the display device based on the complementary image taken by the complementary image pickup device.
床部を有する運転室と、
作業車両のオペレータに装着される表示装置と、
補完撮像装置と、
前記補完撮像装置の補完撮像画像に基づいて前記運転室の前記床部による死角を補完した表示画像を前記表示装置に表示するコントローラと、を備えた、作業車両の表示システム。
A driver's cab with a floor and
A display device attached to the operator of the work vehicle and
Complementary imaging device and
A display system for a work vehicle, comprising: a controller for displaying a display image complementing a blind spot by the floor portion of the driver's cab on the display device based on the complementary image pickup image of the complementary image pickup device.
表示装置と、
第1補完撮像装置と、
前記第1補完撮像装置の撮像範囲よりも下方を撮像する第2補完撮像装置と、を備える作業車両の表示方法であって、
前記第1補完撮像装置の第1補完撮像画像を取得するステップと、
前記第2補完撮像装置の第2補完撮像画像を取得するステップと、
前記第1補完撮像画像および前記第2補完撮像画像の少なくとも一方の補完撮像画像に基づいて死角を補完した表示画像を前記表示装置に表示するステップと、を備えた、作業車両の表示方法。
Display device and
The first complementary imaging device and
It is a display method of a work vehicle including a second complementary image pickup apparatus which images below the image pickup range of the first complementary image pickup apparatus.
The step of acquiring the first complementary image taken by the first complementary imager and
The step of acquiring the second complementary image taken by the second complementary imager, and
A method for displaying a work vehicle, comprising a step of displaying a display image in which a blind spot is complemented based on at least one of the first complementary image and the second complementary image on the display device.
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WO2024042644A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 日本電信電話株式会社 Video processing device, video processing method, and video processing program
EP4361359A1 (en) * 2022-10-28 2024-05-01 Deere & Company Improved visibility of work implement using augmented reality

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