JP5792126B2

JP5792126B2 - 建設機械

Info

Publication number: JP5792126B2
Application number: JP2012139759A
Authority: JP
Inventors: 加藤　英彦; 英彦加藤
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: CN103510569B; CN103510569A; JP2014005598A

Description

本発明は、複数のカメラを搭載し、前記複数のカメラからの各映像に基づいて合成表示を出力する建設機械に関する。

従来から、この種の建設機械は知られている（例えば、特許文献１参照）。この建設機械は、作業機械の周辺を撮影可能な複数のカメラと、該カメラの画像を表示可能なディスプレイを備える。

特開2011-162993号公報

ところで、複数のカメラからの各映像に基づいて合成表示を生成する場合、各カメラの位置関係が重要となる。各カメラの位置関係にずれが生じると、合成表示が所期の態様で生成できないという問題点や、各カメラの位置調整作業が煩雑となるという問題点等が生じうるためである。

そこで、本発明は、各カメラの位置関係のずれの発生を適切に防止することができる建設機械の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、複数のカメラを搭載し、前記複数のカメラからの各映像に基づいて合成表示を出力する建設機械であって、
上部旋回体と下部走行体とを有し、
前記複数のカメラは、少なくとも、前記上部旋回体の右後方部に配置され、前記上部旋回体の右後方を撮像可能なカメラと、前記上部旋回体の後方中央部に配置され、前記上部旋回体の後方正面を撮像可能なカメラとを含み、
前記複数のカメラは互いに離間して配置され、
前記上部旋回体の後部のカウンタウエイトの上部に対して固定され、前記複数のカメラを互いに位置決めされた状態で保持する単一のブラケットを備えることを特徴とする、建設機械が提供される。

本発明によれば、各カメラの位置関係のずれの発生を適切に防止することができる建設機械が得られる。

本発明に係る建設機械１の構成例を示す図である。合成画像生成に関連した主要構成の一例を示す図である。カウンタウエイト７０の単品状態を示す斜視図である。各カメラ８０，８２，８４を上部旋回体３の後部に取り付けるためのブラケット１００の一例（実施例１）を示す斜視図である。図４に示すブラケット１００における中央のカメラ８２の取り付け部分を示す斜視図である。比較例による複数のブラケット２０２，２０４，２０６を示す図である。カメラ８０，８２，８４を上部旋回体３の後部に取り付けるための他の一例（実施例２）によるブラケット３００を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明に係る建設機械１の構成例を示す図である。図１において、建設機械１は、クローラ式の下部走行体２の上に、旋回機構を介して、上部旋回体３を旋回自在に搭載している。また、上部旋回体３は、前方中央部に、ブーム、アーム及びバケット（図示せず）等の掘削アタッチメントを備える。尚、掘削アタッチメントは、ブレーカや破砕機等のような他のアタッチメントであってもよい。

図示の例では、建設機械１は、旋回時に上部旋回体３の後部が下部走行体２の後部側で食み出さない超小旋回機である。即ち、建設機械１は、上部旋回体３の後部の出っ張りが小さい超小旋回機である。但し、建設機械１は、必ずしも超小旋回機である必要はなく、任意のタイプの建設機械であってよい。

上部旋回体３の後部には、カウンタウエイト７０が取り付けられる。カウンタウエイト７０は、建設機械１の前部の重量(特にアタッチメントの重量)に対する重量バランスを取るための重量物である（図３も参照）。図示の例では、カウンタウエイト７０は、鋳物で形成される。即ち、カウンタウエイト７０は、鋳造により製造される。但し、カウンタウエイト７０は、板金等で形成されてもよい。

上部旋回体３の後部には、複数のカメラ８０，８２，８４が取り付けられる。尚、各カメラ８０，８２，８４の取り付け構造の詳細については後述する。各カメラ８０，８２，８４は、ＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等のような任意の撮像素子を備え、建設機械１の後方の環境画像を取得する。例えば、各カメラ８０，８２，８４は、動作時、リアルタイムに後方環境画像を取得し、ＮＴＳＣ方式等のコンポジット映像信号で合成画像生成装置５０（図２参照）に供給するものであってよい。また、各カメラ８０，８２，８４は、取得した後方環境画像を所定のフレーム周期のストリーム形式で合成画像生成装置５０（図２参照）に供給するものであってもよい。

各カメラ８０，８２，８４は、協動して建設機械１の後方の広範囲を撮像できるように配置される。図示の例では、カメラ８０は、建設機械１の左後方を撮像するように上部旋回体３の左後方部に配置され、カメラ８４は、建設機械１の右後方を撮像するように上部旋回体３の右後方部に配置され、カメラ８２は、建設機械１の後方正面を撮像するように上部旋回体３の後方中央部に配置される。尚、各カメラ８０，８２，８４から取得される後方環境画像は、重複部の無いものであってもよいし、重複部を有するものであってもよい。尚、各カメラ８０，８２，８４のレンズ等の詳細は任意であり、例えば広角レンズ（魚眼レンズ）を備えてもよい。

図２は、合成画像生成に関連した主要構成の一例を示す図である。

各カメラ８０，８２，８４により取得される後方環境画像は、合成画像生成装置５０により合成され、キャビン内に設けられるディスプレイ５２に出力される。

合成画像生成装置５０は、画像処理機能を備える。合成画像生成装置５０は、各カメラ８０，８２，８４により取得される後方環境画像を単に合成することで表示画像を生成してもよいし、所定の加工処理を行った上で合成して表示画像を生成してもよい。後者の場合、例えば、合成画像生成装置５０は、各カメラ８０，８２，８４により取得される後方環境画像に対して視点変換処理を行って例えば鳥瞰表示（俯瞰画像）を生成してもよい。また、各カメラ８０，８２，８４から取得される後方環境画像が重複部を有する場合、合成画像生成装置５０は、各後方環境画像の重複部を処理してシームレスな合成画像を生成してもよい。尚、合成画像の生成方法や出力方法は、例えば特許文献１に開示される態様であってもよい。

ディスプレイ５２は、液晶ディスプレイ等の任意の表示装置であってよい。また、合成画像生成装置５０の機能の一部又は全部は、ディスプレイ５２内に内蔵されうる処理装置により実現されてもよい。ディスプレイ５２には、上述の如く、各カメラ８０，８２，８４により取得される後方環境画像が合成されて表示される。これにより、ユーザ（オペレータ）は、ディスプレイ５２上の表示を見ることで、建設機械１の後方の環境情報を得ることができる。

図３は、カウンタウエイト７０の単品状態を示す斜視図である。尚、図３では、カウンタウエイト７０の周辺部品の絵が二点鎖線で示されている。カウンタウエイト７０には、図３に示すように、ボルト孔７２が形成される。図３に示す例では、ボルト孔７２は、カウンタウエイト７０の上面の左右の各端部と、カウンタウエイト７０の上面の中央部とにそれぞれ形成され、計３つである。ボルト孔７２は、カウンタウエイト７０を吊るためのアイボルトの締結孔として機能する。即ち、カウンタウエイト７０の取り外し時、カウンタウエイト７０を上方に吊る際、アイボルトが各ボルト孔７２に螺着される。各アイボルトには、フックが引っ掛けられ、フックを引き上げることにより、カウンタウエイト７０が吊り上げられる。

図４は、各カメラ８０，８２，８４を上部旋回体３の後部に取り付けるためのブラケット１００の一例（実施例１）を示す斜視図である。図５は、図４に示すブラケット１００における中央のカメラ８２の取り付け部分を示す斜視図である。

ブラケット１００は、各カメラ８０，８２，８４を互いに位置決めされた状態で保持する。図示の例では、ブラケット１００は、左後方のカメラ８０が固定される左ブラケット部材１０２と、中央のカメラ８２が固定される中央ブラケット部材１０４と、右後方のカメラ８４が固定される右ブラケット部材１０６と、左ブラケット部材１０２及び中央ブラケット部材１０４を連結する左連結部材１０８と、右ブラケット部材１０６及び中央ブラケット部材１０４を連結する右連結部材１１０とを含む。

左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０は、互いに一体となり、１つのブラケット１００を構成している。左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０は、任意の態様で一体化されてよい。例えば、左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０は、溶接やボルト締結等により一体化されてよい。一体化は、好ましくは、これらの各部材１０４乃至１１０の正規の位置関係のずれが生じない態様で実現される。例えば、ボルト締結であれば、各部材間で回転自由度（回転変位）が生じないように、各部材間で２箇所以上にて実施される。尚、左連結部材１０８及び右連結部材１１０は、同一の部材により実現されてもよい。例えば、左連結部材１０８及び右連結部材１１０は、上部旋回体３の後部の左端から右端まで延在する長尺の部材であり、その各端部にそれぞれ左ブラケット部材１０２及び右ブラケット部材１０６が固定され、その中央部に中央部ラケット部材１０４が固定されてもよい。

左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０は、典型的には、板金により形成される。尚、左連結部材１０８及び右連結部材１１０は、パイプ状の部材により形成されてもよい。

左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４及び右ブラケット部材１０６への各カメラ８０，８２，８４の固定方法は任意であるが、典型的には、ネジ等により固定される。この際、カメラ８０は、左ブラケット部材１０２に対して位置決めされる態様で固定され（例えば、回転自由度が生じないように少なくとも２点以上で固定され）、同様に、カメラ８２及び８４は、中央部ラケット部材１０４及び右ブラケット部材１０６のそれぞれに対して位置決めされる態様で固定される。

ブラケット１００は、各カメラ８０，８２，８４が取り付けられた状態（即ちサブアセンブリ状態）で、カウンタウエイト７０のボルト孔７２にボルト６０により締結される。図示の例では、ボルト６０による締結部は、３箇所のボルト孔７２に対応して３箇所であり、左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４及び右ブラケット部材１０６のそれぞれに設けられる（中央部ラケット部材１０４については図５参照）。このようにして、図示の例では、ブラケット１００は、カウンタウエイト７０に対して３箇所でボルト締結されることで、カウンタウエイト７０に対して位置ずれ不能な態様（特に回転変位不能な態様）で、カウンタウエイト７０に固定される。

ここで、比較例と対比して本実施例の効果を説明する。

図６は、比較例による複数のブラケット２０２，２０４，２０６を示す図である。この比較例では、各カメラ８０，８２，８４がそれぞれ別個独立のブラケット２０２，２０４，２０６にてカウンタウエイト７０のボルト孔７２にボルト６０により締結される。かかる比較例では、ブラケット２０２，２０４，２０６は、それぞれ、各カメラ８０，８２，８４が取り付けられた状態で、カウンタウエイト７０のボルト孔７２にボルト６０により締結されるが、その締結の際、ブラケット２０２，２０４，２０６間の位置関係にずれが生じやすい。即ち、各ブラケット２０２，２０４，２０６は、それぞれ、一本のボルト６０により締結されるので、回転方向でずれが生じやすくなる。

これに対して、本実施例では、単体のブラケット１００は、各カメラ８０，８２，８４が取り付けられた状態で、カウンタウエイト７０に締結される。ここで、各カメラ８０，８２，８４が左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４及び右ブラケット部材１０６のそれぞれに対して位置決めされる態様で固定されたサブアセンブリ状態が形成されると、以後は（特にカウンタウエイト７０への取り付けの際）、各カメラ８０，８２，８４の位置関係には、ずれが実質的に生じない。即ち、ブラケット１００における各カメラ８０，８２，８４の位置関係は、ブラケット１００に各カメラ８０，８２，８４が取り付けられた状態でブラケット１００をカウンタウエイト７０に固定する際等において、実質的に変化することはない。

このようにして、本実施例によれば、各カメラ８０，８２，８４の位置関係のずれの発生を適切に防止することができる。これにより、各カメラ８０，８２，８４の位置関係のずれを補償又は直すための各カメラ８０，８２，８４の位置調整作業等を不要又は簡素化することができると共に、各カメラ８０，８２，８４の位置関係のずれに起因して意図しない合成表示が生成されてしまうという問題点を解消することができる。

また、カウンタウエイト７０が鋳物で構成されている場合には、カウンタウエイト７０に取り付け座等を溶接等で追加することが困難であるが、本実施例によれば、カウンタウエイト７０が鋳物で構成されている場合であっても、元来存在するカウンタウエイト７０のボルト孔７２を利用して、ブラケット１００を確実に固定することができる。また、元来存在するカウンタウエイト７０のボルト孔７２を利用することで、カウンタウエイト７０に追加の専用のボルト孔を設ける必要がなくなる。また、元来存在するカウンタウエイト７０のボルト孔７２を利用することで、各カメラ８０，８２，８４の後付けも可能となる。

尚、上述した実施例１では、ブラケット１００は、５つの主要部材（即ち左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０）を一体化して構成されているが、５つよりも多くの部材を一体化してブラケットを構成してもよい。即ち、左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４及び右ブラケット部材１０６は、それぞれ、単一の部材から構成される必要は無く、複数の部材から構成されてもよい。

図７は、カメラ８０，８２，８４を上部旋回体３の後部に取り付けるための他の一例（実施例２）によるブラケット３００を示す斜視図である。

本実施例のブラケット３００は、図４に示した実施例１によるブラケット１００における左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０が一部材で構成されている点が、主に異なる。即ち、ブラケット３００は、ブラケット本体部３０２を備え、ブラケット本体部３０２には、各カメラ８０，８２，８４が取り付けられる。ブラケット本体部３０２は、各カメラ８０，８２，８４が取り付けられた状態（即ちサブアセンブリ状態）で、カウンタウエイト７０のボルト孔７２にボルト６０により締結される。図示の例では、ボルト６０による締結部は、３箇所のボルト孔７２に対応して３箇所あり、ブラケット本体部３０２に全て設定される。尚、図示の例では、ブラケット本体部３０２は、各カメラ８０，８２，８４の取り付け部を略直線的に繋ぐ外形を有しているが、ブラケット本体部３０２は、各カメラ８０，８２，８４の取り付け部を提供する限り、任意の形状を有してよく、例えば重量低減や歩留まりを高める観点から孔や切欠きを有してもよい。

本実施例２によっても上述した実施例１と同様の効果を得ることができる。また、本実施例２によれば、上述した実施例１に比べて、サイズが大きくなりうるものの、各部材（左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０）を結合する際の組み付け公差の影響が無く、サブアセンブリ状態前の各カメラ８０，８２，８４の位置関係のずれ要因を少なくすることができる。

尚、上述した実施例１と実施例２の中間的な実施例も可能である。即ち、図４に示した実施例１によるブラケット１００における左ブラケット部材１０２、中央部ラケット部材１０４、右ブラケット部材１０６、左連結部材１０８及び右連結部材１１０のうちの２つ以上の部材を一部材で構成してもよい。例えば、実施例１によるブラケット１００における中央部ラケット部材１０４、左連結部材１０８及び右連結部材１１０を一部材で構成してもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、各カメラ８０，８２，８４は、ブラケット１００又は３００を介してカウンタウエイト７０に固定されているが、各カメラ８０，８２，８４は、ブラケット１００又は３００を介して、上部旋回体３に固定される他の部材（カウンタウエイト７０以外の部材）、又は、上部旋回体３の任意の部位に固定されてもよい。

また、上述した実施例では、カウンタウエイト７０のボルト孔７２は、カウンタウエイト７０を吊るためのアイボルトの締結孔と共用であるが、カウンタウエイト７０のボルト孔７２は、カウンタウエイト７０を吊るためのアイボルトの締結孔と共用でない専用の孔であってもよい。また、ブラケット１００又は３００は、カウンタウエイト７０を吊るためのアイボルトの締結孔と、専用の孔との組み合わせを利用して、カウンタウエイト７０に固定されてもよい。

また、上述した実施例では、一例として、ブラケット１００又は３００は、カウンタウエイト７０に３箇所で締結されているが、２箇所又は４箇所以上で締結されてもよい。

また、上述した実施例では、一例として、３つのカメラ８０，８２，８４が使用されているが、カメラは、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、搭載位置についても任意であり、カメラは、上部旋回体３の後部以外に搭載されてもよい。即ち、建設機械１の側方や前方等の任意の周辺環境を撮像するカメラが使用されてもよい。

１建設機械
２下部走行体
３上部旋回体
５０合成画像生成装置
５２ディスプレイ
６０ボルト
７０カウンタウエイト
７２ボルト孔
８０，８２，８４カメラ
１００，３００ブラケット
１０２左ブラケット部材
１０４中央部ラケット部材
１０６右ブラケット部材
１０８左連結部材
１１０右連結部材
３０２ブラケット本体部

Claims

複数のカメラを搭載し、前記複数のカメラからの各映像に基づいて合成表示を出力する建設機械であって、
上部旋回体と下部走行体とを有し、
前記複数のカメラは、少なくとも、前記上部旋回体の右後方部に配置され、前記上部旋回体の右後方を撮像可能なカメラと、前記上部旋回体の後方中央部に配置され、前記上部旋回体の後方正面を撮像可能なカメラとを含み、
前記複数のカメラは互いに離間して配置され、
前記上部旋回体の後部のカウンタウエイトの上部に対して固定され、前記複数のカメラを互いに位置決めされた状態で保持する単一のブラケットを備えることを特徴とする、建設機械。
前記単一のブラケットは、単一の部材から構成される、又は、複数の部材を一体化して構成される、請求項１に記載の建設機械。
前記単一のブラケットは、前記カウンタウエイトの上部に設けられるボルト孔にボルト締結される、請求項１又は２に記載の建設機械。
前記ボルト孔は、前記カウンタウエイトを吊るためのアイボルトの締結孔と共用である、請求項３に記載の建設機械。