JP6162481B2 - 作業領域線表示装置 - Google Patents
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Description
前記カメラで撮像された前記フックを画面上の所定位置に位置させるようにカメラの姿勢を操作する姿勢操作手段と、
前記フックの位置情報とブーム先端の位置情報とに基づいて前記カメラの姿勢角を求める演算手段と、
この演算手段が求めたカメラの姿勢角に応じて前記画像上の作業領域線の正しい位置を求め、この求めた位置に作業領域線を表示することを特徴とする。
図1に作業領域線表示装置を搭載した作業機であるクレーン(作業車)としてラフテレーンクレーン10を示す。このラフテレーンクレーン10(以下クレーンとして記載する)は、走行機能を有する車両の本体部分となるキャリア11と、このキャリア11の前側に設けられた左右一対の前側アウトリガ12と、キャリア11の後側に設けられた左右一対の後側アウトリガ13と、キャリア11の上部に水平旋回可能に取り付けられた旋回台14と、旋回台14に設けたキャビン20と、旋回台14に固定されたブラケット15に取り付けられた伸縮ブーム16等とを備えている。
監視カメラ装置30は、自重によって常に下方に向くようにダンパを介して先端ブーム16Cの先端部に取り付けられた筺体31と、この筺体31内にパン方向及びチルト方向に傾斜可能に設けられたTVカメラなどである監視カメラ(カメラ)32と、監視カメラ32をパン方向に傾動させるパンモータ33(図2参照)と、監視カメラ32をチルト方向に傾動させるチルトモータ34(図2参照)などとを有している。
[原 理]
図5に示すように、監視カメラ32の回転軸32Jとシーブの中心D1とは左右方向にW1のオフセットがあるとする(上下方向のオフセットW2が無視できる場合)。また、地上からシーブの中心D1までの高さをH1、シーブの中心D1からフックブロック19までの長さをL1、監視カメラ32の光軸をフック21に向けたときの監視カメラ32の傾き、すなわち監視カメラ32の光軸をフック21に向けた際の垂直線に対する監視カメラ32の傾斜角度θとする。そして、伸縮ブーム16の旋回中心位置Oからのその伸縮ブーム16の作業半径をR、監視カメラ32をチルトさせたときの画像中心となる地面上の位置Pと作業半径Rとの間の距離をΔRとすると、距離ΔRは次式で求めることができる。
監視カメラ32の傾きθは、長さL1とオフセットW1から求めることができる。長さL1はワイヤ25の繰り出し量から求める。パン方向の監視カメラ32の傾きも同様にして求める。
高さH1は伸縮ブーム16の長さと起伏角から求めることができる。なお、オフセットW1は、伸縮ブーム16に対するカメラ回転軸32Jとシーブの中心D1の位置とが既知であるので、伸縮ブーム16の起伏角に応じて求めることができる。
これにより、画像上の正しい位置に作業領域線を重畳させてモニタ70に表示することができる。
なお、図5Aに示すように、伸縮ブーム16の起伏角によって上下方向にもオフセットW2が生じるが、このオフセットW2も起伏角から求めることができるので、監視カメラ32の傾きを幾何学で求めることができる。
すなわち、ΔR=H1′tanθ−W1、H1′=H1−W2の式が成立する。
また、図5Bに示すように、シーブの回動軸と同軸に監視カメラ32の回動軸を設けた場合、監視カメラ32の光軸をフック21に向けると、監視カメラ32の光軸はチルト方向に対して常に真下を向くので、パン方向の傾斜角だけを求めればよいことになる。
[動 作]
次に、上記のように構成される作業領域線表示装置100の動作について説明する。
[第2実施例]
図7は第2実施例の作業領域線表示装置200の構成を示す。この第2実施例では、基準出し用のスイッチ(設定手段)SW3とメモリ201とを設けたものである。
パンスイッチSW1やチルトスイッチSW2を操作してフック画像21gがモニタ70の画面70Gの枠M1内に入ったらスイッチSW3をオンにし、このスイッチSW3がオンになったとき、ブーム姿勢検出センサ50が検出する検出信号に基づいて第1実施例と同様にして、図8に示すコントローラ260の姿勢角演算部63が監視カメラ32の傾斜角度(パン及びチルト方向の角度)を求める。
[第3実施例]
図9は第3実施例の作業領域線表示装置300の構成を示す。この作業領域線表示装置300のコントローラ360は、第2実施のコントローラ260と同様な構成を有するのでその説明は省略する。
作業領域線表示装置300は、第2実施例と同様にパンスイッチSW1やチルトスイッチSW2を操作して、図6に示すようにフック画像21gがモニタ70の画面70Gの枠M1内に入れ、枠M1内に入ったらスイッチSW3をオンにする。このスイッチSW3がオンになったとき、ブーム姿勢検出センサ50が検出する検出信号に基づいて第1実施例と同様にして、図9に示すコントローラ360の姿勢角演算部63(図8参照)が監視カメラ32の傾斜角度(パン及びチルト方向の角度)を求める。
[第4実施例]
図10は第4実施例の作業領域線表示装置400の構成を示す。この作業領域線表示装置400のコントローラ460は、第2実施のコントローラ260と同様な構成を有するのでその説明は省略する。
作業領域線表示装置400は、第2実施例と同様にパンスイッチSW1やチルトスイッチSW2を操作して、図6に示すようにフック画像21gがモニタ70の画面70Gの枠M1内に入れ、枠M1内に入ったらスイッチSW3をオンにする。このスイッチSW3がオンになったとき、ブーム姿勢検出センサ50が検出する検出信号に基づいて第1実施例と同様にして、コントローラ460の姿勢角演算部63(図8参照)が監視カメラ32の傾斜角度(パン及びチルト方向の角度)を求める。
[第5実施例]
図11は第5実施例の作業領域線表示装置500の構成を示す。この作業領域線表示装置500は、パン・チルト機能を有しない監視カメラ532を備えたものである。監視カメラ532は筺体31(図1参照)に設けられており、この筺体31はダンパ(図示せず)を介して先端ブーム16Cの先端部に取り付けられていることにより、監視カメラ532は自重によって真下に向くようになっている。
16 伸縮ブーム
21 フック
32 監視カメラ
63 姿勢角演算部(演算手段)
65 作業領域演算部
70 モニタ
100 作業領域線表示装置
SW1 パンスイッチ(姿勢操作手段)
SW2 チルトスイッチ(姿勢操作手段)
Claims (7)
- 作業機のブームの先端部に設けられるとともに下方に向けられたカメラと、このカメラで撮像された画像上に、フックによって吊るされる吊荷の移動可能な領域を示す作業領域線を重畳表示するモニタとを備えた作業領域線表示装置であって、
前記カメラで撮像された前記フックを画面上の所定位置に位置させるようにカメラの姿勢を操作する姿勢操作手段と、
前記フックの位置情報とブーム先端の位置情報とに基づいて前記カメラの姿勢角を求める演算手段と、
この演算手段が求めたカメラの姿勢角に応じて前記画像上の作業領域線の正しい位置を求め、この求めた位置に作業領域線を表示することを特徴とする作業領域線表示装置。 - 前記カメラの姿勢を操作して前記フックがモニタの画面の所定位置に位置したとき、このときのフックの位置とカメラの姿勢角とを基準値として設定する設定手段を設け、
この設定手段によって基準値を設定した後、ブームの姿勢と前記フックの送り出し引き戻しを行うウインチの操作に基づいてフックの位置がモニタ画面の所定位置から所定距離以上ずれた判定したとき、エラーにすることを特徴とする請求項1に記載の作業領域線表示装置。 - 前記カメラの姿勢を操作して前記フックがモニタの画面の所定位置に位置したとき、このときのフックの位置とカメラの姿勢角とを基準値として設定する設定手段を設け、
前記演算手段は、前記設定手段によって設定された基準値から前記画像上の作業領域線の正しい位置を求め、この求めた位置に作業領域線を表示し、前記カメラが姿勢操作手段により操作されたとき、エラーにすることを特徴とする請求項1に記載の作業領域線表示装置。 - 前記モニタの画面の所定位置を示す枠を表示し、この枠内にフックが位置するようにカメラの姿勢を操作し、前記枠内にフックが入ったときのフックの位置とカメラの姿勢角とを基準値として設定する設定手段を設け、この設定手段が設定した姿勢角に基づいて前記画像上の作業領域線の正しい位置を求め、この求めた位置に作業領域線を表示することを特徴とする請求項1に記載の作業領域線表示装置。
- 前記作業領域線を表示した後、前記姿勢操作手段によりカメラが操作されとき、フックが枠内に入る操作がなされたものとして、前記演算手段は、フックの位置情報とブーム先端の位置情報とに基づいて前記カメラの姿勢角を求め、この演算手段が求めたカメラの姿勢角に応じて前記画像上の作業領域線の正しい位置を求め、この求めた位置に作業領域線を書き換えていくことを特徴とする請求項4に記載の作業領域線表示装置。
- 前記所定位置は、モニタの画面の中央位置であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の作業領域線表示装置。
- 前記フックの位置情報は、フックの繰り出し量及びブームの姿勢情報であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の作業領域線表示装置。
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