JPWO2019003431A1 - 撮像装置、建設機械および撮像システム - Google Patents

Abstract

建設機械に設けられるステレオカメラは、第１の撮像部（５１）と、第２の撮像部（５２）とを備えている。第１の撮像部（５１）の光軸（ＡＸ１）と第２の撮像部（５２）の光軸（ＡＸ２）とは、平面視において、本体から離れるにつれて作業機（４）から離れる側に、互いに異なる角度で、作業機（４）の中心軸（Ｃ）に対して傾斜している。

Description

本発明は、撮像装置、建設機械および撮像システムに関する。

建設機械による掘削または整地などの作業では、現況地形は作業の進行に伴って変化する。そのため、作業の進行に平行して、現況地形データの取得が必要となる。現況地形データを取得するための手段の１つとして、ステレオカメラによる距離計測がある。

国際公開第２０１７／０５６２６８号（特許文献１）に開示されている作業車両では、車両本体に取り付けられたステレオカメラは、第１の撮像部と、第２の撮像部とを有している。第１の撮像部の光軸と第２の撮像部の光軸とは、平面視において、車両本体から離れるにつれて作業機に近づく側に、互いに異なる角度で、作業機の中心軸に対して傾斜している。

国際公開第２０１７／０５６２６８号

上記文献には、作業機によって現況地形が隠されていると現況地形を正確に把握できないため、ステレオカメラによる撮像を行なう前に作業機を上昇させてステレオカメラの画角外に移動させる方法が開示されている。

本発明者は、作業機を高く振り上げた状態でステレオカメラによる撮像を行なうとき、撮像精度が低下する可能性があることを見出した。

それゆえに、本発明の目的は、作業対象の現況地形を精度よく撮像するための技術を提供することである。

本発明に係る撮像装置は、建設機械に設けられている。建設機械は、本体と、平面視で中心軸を有し本体に取り付けられた作業機とを有している。撮像装置は、第１の撮像部と、第２の撮像部とを備えている。第１の撮像部の光軸と第２の撮像部の光軸とは、平面視において、本体から離れるにつれて作業機から離れる側に、互いに異なる角度で、中心軸に対して傾斜している。

本発明に係る建設機械は、本体と、本体に回転可能に取り付けられたブームを含む作業機と、本体に取り付けられた撮像装置と、コントローラとを備えている。コントローラは、建設機械が位置する地面に対してブームがなす角度が予め定められた第１の角度以上のとき、撮像装置による撮像を不可にする。

本発明に係る撮像システムは、建設機械と、コントローラとを備えている。建設機械は、本体と、本体に回転可能に取り付けられたブームを含む作業機と、本体に取り付けられた撮像装置とを有している。コントローラは、建設機械の動作を制御する。コントローラは、建設機械が位置する地面に対してブームがなす角度が予め定められた第１の角度以上のとき、撮像装置による撮像を不可にする。

本発明によれば、作業対象の現況地形を精度よく撮像することができる。

実施形態に基づく油圧ショベルの構成を概略的に示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルの平面図である。 キャブ内の前方上縁部分を後方から見上げた状態を示す斜視図である。 キャブの上縁部分をキャブの外部から見た正面図である。 側面視した第１のステレオカメラの撮像部の模式図である。 側面視した第２のステレオカメラの撮像部の模式図である。 側方から見たステレオカメラによる撮像範囲を示す模式図である。 側方から見たステレオカメラによる撮像範囲を示す模式図である。 平面視したステレオカメラの撮像部の模式図である。 平面視したステレオカメラによる撮像範囲を示す模式図である。 作業機を最も上げた状態の油圧ショベルの側面図である。 主アンテナの受信環境に作業機が及ぼす影響を示す側面図である。 主アンテナの受信環境に作業機が及ぼす影響を示す平面図である。 副アンテナの受信環境に作業機が及ぼす影響を示す側面図である。 副アンテナの受信環境に作業機が及ぼす影響を示す平面図である。 実施形態に基づく油圧ショベルの機能ブロックを説明する図である。 操作装置の構成を概略的に示す斜視図である。 アンテナの受信環境に影響を及ぼさない作業機の配置を示す側面図である。 地面に対する作業機の角度と撮影の受付可否との関係を示す図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

実施形態においては、建設機械の一例として、小旋回型の油圧ショベル１について説明するが、他の種類の建設機械に実施形態の思想を適用することも可能である。

（第一実施形態）
図１は、実施形態に基づく油圧ショベル１の構成を概略的に示す側面図である。図２は、図１に示す油圧ショベル１の平面図である。図１，２に示されるように、本実施形態の油圧ショベル１は、走行体２と、旋回体３と、作業機４とを主に有している。走行体２と旋回体３とにより、油圧ショベル１の本体が構成されている。

走行体２は、左右一対の履帯２Ａを有している。左右一対の履帯２Ａが回転駆動することにより、油圧ショベル１が自走可能に構成されている。旋回体３は、走行体２に対して旋回自在に設置されている。旋回体３は、キャブ５と、外装カバー６と、カウンタウェイト７とを主に有している。

キャブ５は、旋回体３の前方左側（車両前側）に配置されている。キャブ５の内部に、運転室が形成されている。運転室は、オペレータが油圧ショベル１を操作するための空間である。運転室内には、オペレータが着座するための運転席が配置されている。

本実施形態においては、作業機４を基準として各部の位置関係について説明する。
作業機４のブーム４Ａは、旋回体３に対して、ブームピンを中心に回転移動する。旋回体３に対して回動するブーム４Ａの特定の部分、たとえばブーム４Ａの先端部が移動する軌跡は円弧状であり、その円弧を含む平面が特定される。油圧ショベル１を平面視した場合に、当該平面は直線として表される。この直線の延びる方向が、車両本体の前後方向、または旋回体３の前後方向であり、以下では単に前後方向ともいう。車両本体の左右方向（車幅方向）、または旋回体３の左右方向とは、平面視において前後方向と直交する方向であり、以下では単に左右方向ともいう。左右方向とは、ブームピンの延びる方向をいう。車両本体の上下方向、または旋回体３の上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向であり、以下では単に上下方向ともいう。

前後方向において、車両本体から作業機４が突き出している側が前方向であり、前方向と反対方向が後方向である。前方向を視て左右方向の右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。

前後方向とは、キャブ５内の運転席に着座したオペレータの前後方向である。左右方向とは、運転席に着座したオペレータの左右方向である。上下方向とは、運転席に着座したオペレータの上下方向である。運転席に着座したオペレータに正対する方向が前方向であり、運転席に着座したオペレータの背後方向が後方向である。運転席に着座したオペレータが正面に正対したときの右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。運転席に着座したオペレータの足元側が下側、頭上側が上側である。

外装カバー６は、エンジンフード６Ａと、土砂カバー６Ｂと、板金カバー６Ｃとを有している。エンジンフード６Ａ、土砂カバー６Ｂおよび板金カバー６Ｃは、旋回体３の上面の一部を構成している。エンジンフード６Ａおよび土砂カバー６Ｂは、開閉可能に構成されている。エンジンフード６Ａおよび土砂カバー６Ｂは、軽量の樹脂材料で形成されている。板金カバー６Ｃは、旋回体３に対して相対移動不能に構成されており、鉄鋼材料などの金属材料で形成されている。

エンジンフード６Ａおよびカウンタウェイト７の各々は、旋回体３の後方側（車両後側）に配置されている。エンジンフード６Ａは、エンジンルームの上方および後方を覆うように配置されている。エンジンルーム内には、エンジンユニット（エンジン、排気処理ユニットなど）が収納されている。エンジンフード６Ａには、エンジンフード６Ａの一部分が切り欠かれた開口が形成されている。エンジンの排気ガスを大気中に排出するための排気筒８が、この開口を経由して、エンジンフード６Ａの上方に突き出している。

カウンタウェイト７は、採掘時などにおいて油圧ショベル１の本体のバランスをとるために、エンジンルームの後方に配置されている。油圧ショベル１は、旋回半径を小さくした小旋回型の油圧ショベルとして形成されている。そのため、平面視したカウンタウェイト７の後面は、旋回体３の旋回中心を中心とした円弧状に形成されている。

土砂カバー６Ｂおよび板金カバー６Ｃは、旋回体３の右側に配置されている。土砂カバー６Ｂおよび板金カバー６Ｃは、作業機４に対し右側に設けられている。

作業機４は、土砂の掘削などの作業を行うためのものである。作業機４は、旋回体３の前方側に取り付けられている。作業機４は、たとえばブーム４Ａ、アーム４Ｂ、バケット４Ｃ、油圧シリンダ４Ｄ，４Ｅ，４Ｆなどを有している。ブーム４Ａ、アーム４Ｂおよびバケット４Ｃの各々が油圧シリンダ４Ｆ，４Ｅ，４Ｄによって駆動されることにより、作業機４は駆動可能である。

ブーム４Ａの基端部は、ブームピンを介して、旋回体３に連結されている。ブーム４Ａは、ブームピンを中心として旋回体３に対して両方向に回転可能に、旋回体３に取り付けられている。ブーム４Ａは、上下方向に作動可能である。アーム４Ｂの基端部は、アームピンを介して、ブーム４Ａの先端部に連結されている。アーム４Ｂは、アームピンを中心としてブーム４Ａに対して両方向に回転可能に、ブーム４Ａに取り付けられいる。バケット４Ｃは、バケットピンを介して、アーム４Ｂの先端部に連結されている。バケット４Ｃは、バケットピンを中心としてアーム４Ｂに対して両方向に回転可能に、アーム４Ｂに取り付けられている。

作業機４は、キャブ５に対し右側に設けられている。なお、キャブ５と作業機４との配置は図１，２に示す例に限られるものではなく、たとえば旋回体３の前方右側に配置されたキャブ５の左側に作業機４が設けられていてもよい。

キャブ５は、運転席を覆って配置されている屋根部分と、屋根部分を支持する複数のピラーとを含んでいる。各々のピラーは、キャブ５の床部に連結されている下端と、キャブ５の屋根部分に連結されている上端とを有している。複数のピラーは、フロントピラー４０と、リアピラーとを有している。フロントピラー４０は、運転席に対し前方の、キャブ５のコーナ部に配置されている。リアピラーは、運転席に対し後方の、キャブ５のコーナ部に配置されている。

フロントピラー４０は、右ピラー４１と、左ピラー４２とを有している。右ピラー４１は、キャブ５の前方右隅に配置されている。左ピラー４２は、キャブ５の前方左隅に配置されている。キャブ５に対し右方に、作業機４が配置されている。右ピラー４１は、作業機４に近い側に配置されている。左ピラー４２は、作業機４から離れる側に配置されている。

右ピラー４１と、左ピラー４２と、一対のリアピラーとによって囲まれた空間は、キャブ５の室内空間を形成している。運転席は、キャブ５の室内空間に収容されている。キャブ５の左側面には、オペレータがキャブ５に乗降するためのドアが設けられている。

右ピラー４１と左ピラー４２との間には、前窓４７が配置されている。前窓４７は、運転席に対し前方に配置されている。前窓４７は、透明材料により形成されている。運転席に着座しているオペレータは、前窓４７を通して、キャブ５の外部を視認可能である。たとえば運転席に着座しているオペレータは、前窓４７を通して、土砂を掘削するバケット４Ｃ、および施工対象の現況地形などを、直接見ることができる。

旋回体３には、一対のアンテナ９が取り付けられている。一対のアンテナ９は、旋回体３の上面に設けられている。一対のアンテナ９は、主アンテナ９Ａと、副アンテナ９Ｂとを有している。主アンテナ９Ａは、ブラケット１０を介して、キャブ５に取り付けられている。主アンテナ９Ａは、キャブ５に対し後方に配置されている。副アンテナ９Ｂは、板金カバー６Ｃの上方に設けられている。

主アンテナ９Ａおよび副アンテナ９Ｂは、左右方向に間隔をあけて、旋回体３の後方側に配置されている。一対のアンテナ９のうち、主アンテナ９Ａが旋回体３の左方に配置されており、副アンテナ９Ｂが旋回体３の右方に配置されている。主アンテナ９Ａおよび副アンテナ９Ｂは、平面視において、旋回体３からはみ出ることのない位置に配置されている。

キャブ５には、ステー１１Ｂを介して、ミラー１１Ａが取り付けられている。ミラー１１Ａは、キャブ５に対し後方に配置されている。

主アンテナ９Ａおよびミラー１１Ａは、キャブ５の後面よりも後方に配置されている。主アンテナ９Ａおよびミラー１１Ａは、キャブ５の屋根部分よりも下方に配置されている。

図３は、キャブ５内の前方上縁部分を後方から見上げた状態を示す斜視図である。右ピラー４１の上部は、右ルーフビーム４８ａにつながっている。左ピラー４２の上部は、左ルーフビーム４８ｂにつながっている。右ルーフビーム４８ａは、右ピラー４１の上部と右側のリアピラーの上部との間に架け渡されている。左ルーフビーム４８ｂは、左ピラー４２の上部と左側のリアピラーの上部との間に架け渡されている。右ルーフビーム４８ａと左ルーフビーム４８ｂとの間には、ルーフパネル４９が装着されている。ルーフパネル４９は、キャブ５の屋根部分を構成している。

前窓４７の上縁に沿って、ベース部９０が配置されている。ベース部９０は、前窓４７の上枠部分に取り付けられている。ベース部９０は、右ピラー４１と左ピラー４２との間に、左右方向に延在している。ベース部９０は、ルーフパネル４９の前縁に沿って配置されている。

左ピラー４２の近傍において、ベース部９０に、左ケース８１が取り付けられている。右ピラー４１の近傍において、ベース部９０に、右ケース８２が取り付けられている。左ケース８１と右ケース８２とは、中空に形成されている。左ケース８１と右ケース８２とは、ベース部９０から後方に突き出すように配置されている。

ベース部９０の延びる方向に沿って、ケーブル２４が配置されている。ケーブル２４は、前窓４７の上縁に沿って左右方向に延び、さらに右ルーフビーム４８ａに沿って前後方向に延びている。ケーブル２４は、左ケース８１の内部空間につながり、かつ右ケース８２の内部空間につながっている。ケーブル２４は、ベース部９０によって支持されている。

図４は、キャブ５の上縁部分をキャブ５の外部から見た正面図である。中空の左ケース８１および右ケース８２は、前方に開口している。そのため、キャブ５の上縁部分を前方から見た図４において、左ケース８１内に収容されている第１の撮像部５１および第３の撮像部６１と、右ケース８２内に収容されている第２の撮像部５２および第４の撮像部６２とが、図示されている。

第１の撮像部５１と第２の撮像部５２とは、互いに同期がとられており、第１のステレオカメラ５０を構成している。第１のステレオカメラ５０は、第１の撮像部５１と第２の撮像部５２とを含んで構成されている。第１のステレオカメラ５０は、油圧ショベル１よりも前方の前方領域を撮像するための撮像装置である。第１のステレオカメラ５０は、たとえば、油圧ショベル１の前方の現況地形を撮像可能である。第１の撮像部５１は、第２の撮像部５２よりも左右方向の左側に配置されている。第２の撮像部５２は、第１の撮像部５１よりも左右方向の右側に配置されている。

第３の撮像部６１と第４の撮像部６２とは、互いに同期がとられており、第２のステレオカメラ６０を構成している。第２のステレオカメラ６０は、第３の撮像部６１と第４の撮像部６２とを含んで構成されている。第２のステレオカメラ６０は、油圧ショベル１よりも前方の前方領域を撮像するための撮像装置である。第２のステレオカメラ６０は、たとえば、油圧ショベル１の前方の現況地形を撮像可能である。第３の撮像部６１は、第４の撮像部６２よりも左右方向の左側に配置されている。第４の撮像部６２は、第３の撮像部６１よりも左右方向の右側に配置されている。

第１のステレオカメラ５０と第２のステレオカメラ６０とは、左右方向に並んで配置されている。第１の撮像部５１と、第２の撮像部５２と、第３の撮像部６１と、第４の撮像部６２とは、左右方向に並んで配置されている。左右方向の左側から右側へ順に、第１の撮像部５１、第３の撮像部６１、第２の撮像部５２、第４の撮像部６２が配置されている。第１の撮像部５１と、第２の撮像部５２と、第３の撮像部６１と、第４の撮像部６２とは、同じ装置である。

左右方向における第３の撮像部６１と第２の撮像部５２との間隔は、左右方向における第１の撮像部５１と第３の撮像部６１との間隔より広くなっている。左右方向における第３の撮像部６１と第２の撮像部５２との間隔は、左右方向における第２の撮像部５２と第４の撮像部６２との間隔より広くなっている。左右方向における第１の撮像部５１と第２の撮像部５２との間隔と、左右方向における第３の撮像部６１と第４の撮像部６２との間隔とは、互いに等しくなっている。

第１のステレオカメラ５０と第２のステレオカメラ６０とは、キャブ５の内部に、前窓４７の上縁に沿って配置されている。第１の撮像部５１と、第２の撮像部５２と、第３の撮像部６１と、第４の撮像部６２とは、キャブ５の内部に、前窓４７の上縁に沿って、前窓４７に面して配置されている。

第１のステレオカメラ５０と第２のステレオカメラ６０とは、上下方向において同じ位置に配置されている。第１のステレオカメラ５０の第１の撮像部５１と第２の撮像部５２とは、同じ高さに配置されている。第２のステレオカメラ６０の第３の撮像部６１と第４の撮像部６２とは、同じ高さに配置されている。第１の撮像部５１と、第２の撮像部５２と、第３の撮像部６１と、第４の撮像部６２とは、上下方向において同じ位置に配置されている。

第１の撮像部５１と第３の撮像部６１とは、左撮像部群を構成している。第２の撮像部５２と第４の撮像部６２とは、右撮像部群を構成している。左撮像部群は、左ケース８１内に収容されている。右撮像部群は、右ケース８２内に収容されている。左撮像部群と右撮像部群とは、左右方向に間隔を空けて配置されている。

左撮像部群は、左ピラー４２の近傍に配置されている。左右方向における、キャブ５の中心と左撮像部群との距離は、左ピラー４２と左撮像部群との距離よりも大きい。左撮像部群は、左右方向におけるキャブ５の中心よりも、左ピラー４２に近く配置されている。左右方向におけるキャブ５の中心と左ピラー４２との間の領域を、仮想的に左右方向に２分割した場合、２分割された２つの領域のうち左ピラー４２に近い領域内に、左撮像部群が配置されている。左撮像部群は、左ピラー４２に寄って配置されている。

右撮像部群は、右ピラー４１の近傍に配置されている。左右方向における、キャブ５の中心と右撮像部群との距離は、右ピラー４１と右撮像部群との距離よりも大きい。右撮像部群は、左右方向におけるキャブ５の中心よりも、右ピラー４１に近く配置されている。左右方向におけるキャブ５の中心と右ピラー４１との間の領域を、仮想的に左右方向に２分割した場合、２分割された２つの領域のうち右ピラー４１に近い領域内に、右撮像部群が配置されている。右撮像部群は、右ピラー４１に寄って配置されている。

各々の撮像部は、光学処理部と、受光処理部と、画像処理部とを備えている。光学処理部は、集光のためのレンズを有している。後述する撮像部の光軸は、レンズ面中央を通り、レンズ面に垂直な軸である。受光処理部は、撮像素子を有している。撮像素子は、たとえばＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサである。撮像素子は、受光面を有している。受光面は、上記の光軸に直交する面である。受光面は、平坦な矩形状であり、縦長に配置されている。撮像部は、撮像素子の受光面の縦の辺（長尺の辺）が鉛直方向に沿うように、配置されている。

図５は、側面視した第１のステレオカメラ５０の撮像部の模式図である。図５中の左側は旋回体３の前側であり、図５中の右側は旋回体３の後側であり、図５中の上側は旋回体３の上側であり、図５中の下側は旋回体３の下側である。図５中の左右方向は旋回体３の前後方向であり、図５中の上下方向は旋回体３の上下方向である。図５中には、第１のステレオカメラ５０を構成する撮像部のうち、第２の撮像部５２のみが図示されている。図５中に一点鎖線で示す光軸ＡＸ２は、第２の撮像部５２の光軸を示している。

図５に示すように、第２の撮像部５２は、前窓４７に面して配置されている。第２の撮像部５２は、キャブ５の前方を見下ろす角度で配置されている。第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２は、キャブ５の前方で、水平方向に対して下向きの角度を形成している。光軸ＡＸ２は、車両本体の前方で、水平方向に対して俯角をなして傾斜している。

図５中には、第１のステレオカメラ５０を構成する撮像部のうち、第２の撮像部５２が代表的に図示されているが、側面視において第１の撮像部５１は第２の撮像部５２と同じ位置に配置されている。側面視において、第１の撮像部５１の光軸は、図５に示す第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２と同じ方向に延びている。第１の撮像部５１の光軸は、車両本体の前方で、水平方向に対して俯角をなして傾いている。

図６は、側面視した第２のステレオカメラ６０の撮像部の模式図である。図６には、図５に示した第２の撮像部５２に替えて、第２のステレオカメラ６０の第４の撮像部６２が図示されている。図６中には、第２のステレオカメラ６０を構成する撮像部のうち、第４の撮像部６２のみが図示されている。図６中に一点鎖線で示す光軸ＡＸ４は、第４の撮像部６２の光軸を示している。

図６に示すように、第４の撮像部６２は、前窓４７に面して配置されている。第４の撮像部６２は、キャブ５の前方を僅かに見下ろす角度で配置されている。第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４は、キャブ５の前方で、水平方向に対して下向きの角度を形成している。光軸ＡＸ４は、車両本体の前方で、水平方向に対して俯角をなして傾斜している。

図６中には、第２のステレオカメラ６０を構成する撮像部のうち、第４の撮像部６２が代表的に図示されているが、側面視において第３の撮像部６１は第４の撮像部６２と同じ位置に配置されている。側面視において、第３の撮像部６１の光軸は、図６に示す第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４と同じ方向に延びている。第３の撮像部６１の光軸は、車両本体の前方で、水平方向に対して俯角をなして傾いている。

図５と図６とを比較して、第１のステレオカメラ５０の光軸（図５，６に示す側面視においては、第１の撮像部５１の光軸および第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２と一致する）は、第２のステレオカメラ６０の光軸（図５，６に示す側面視においては、第３の撮像部６１の光軸および第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４と一致する）よりも、水平方向に対して大きな角度で傾いている。第１のステレオカメラ５０の光軸の俯角は、第２のステレオカメラ６０の光軸の俯角よりも、大きくなっている。

図７は、側方から見た、第１のステレオカメラ５０による撮像範囲Ｒ１、および第２のステレオカメラ６０による撮像範囲Ｒ２を示す模式図である。上述したように、第１のステレオカメラ５０と第２のステレオカメラ６０とは、キャブ５内の前方上部に配置されている。第１のステレオカメラ５０と第２のステレオカメラ６０とは、上下方向において同じ位置に配置されている。図７に示すように、側方視において、第１のステレオカメラ５０と第２のステレオカメラ６０とは、互いに重なっている。第１の撮像部５１と第２の撮像部５２と第３の撮像部６１と第４の撮像部６２とは、側方視において互いに重なる位置に、配置されている。

図７中に示す光軸ＡＸ２は、図５を参照して説明した第２の撮像部５２の光軸を示す。光軸ＡＸ１は、第１の撮像部５１の光軸であり、図７に示す側面視において光軸ＡＸ２と同じ方向に延びている。図７中に示す光軸ＡＸ４は、図６を参照して説明した第４の撮像部６２の光軸を示す。光軸ＡＸ３は、第３の撮像部６１の光軸であり、図７に示す側面視において光軸ＡＸ４と同じ方向に延びている。

図７に示す油圧ショベル１は、作業機４で法面Ｔ１の作業を行っている。法面Ｔ１は、上方地面Ｔ４と下方地面Ｔ５との間で、上下方向に対して傾斜している地面である。法肩Ｔ２は、法面Ｔ１の最上部の端である。法尻Ｔ３は、法面Ｔ１の最下部の端である。法肩Ｔ２は、法面Ｔ１と上方地面Ｔ４との境界をなしている。法尻Ｔ３は、法面Ｔ１と下方地面Ｔ５との境界をなしている。

図７中に右上から左下へ延びる斜線によるハッチングが施された範囲は、水平面にある油圧ショベル１に搭載される第１のステレオカメラ５０の垂直面における画角内の範囲を示す。第１のステレオカメラ５０は、その画角内に含まれる地形を撮像する。図７中に示す撮像範囲Ｒ１は、第１のステレオカメラ５０が撮像する垂直面における第１の撮像範囲を示す。撮像範囲Ｒ１は、下方地面Ｔ５の一部と、法尻Ｔ３と、法面Ｔ１の一部とを含んでいる。

図７中に左上から右下へ延びる斜線によるハッチングが施された範囲は、水平面にある油圧ショベル１に搭載される第２のステレオカメラ６０の垂直面における画角内の範囲を示す。第２のステレオカメラ６０は、その画角内に含まれる地形を撮像する。図７中に示す撮像範囲Ｒ２は、第２のステレオカメラ６０が撮像する垂直面における第２の撮像範囲を示す。撮像範囲Ｒ２は、法面Ｔ１の一部を含んでいる。

第１のステレオカメラ５０の光軸（図７に示す側面視においては、第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１および第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２と一致する）の俯角は、第２のステレオカメラ６０の光軸（図７に示す側面視においては、第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３および第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４と一致する）の俯角よりも大きい。そのため、第１のステレオカメラ５０は、相対的に下方の撮像範囲Ｒ１を撮像する。第２のステレオカメラ６０は、相対的に上方の撮像範囲Ｒ２を撮像する。第２のステレオカメラ６０は、第１のステレオカメラ５０が撮像する撮像範囲Ｒ１よりも上方の撮像範囲Ｒ２を撮像する。

撮像範囲Ｒ１と撮像範囲Ｒ２とは、一部重なっている。撮像範囲Ｒ１の上縁部分と、撮像範囲Ｒ２の下縁部分とは、互いに重畳している。第１のステレオカメラ５０の画角と第２のステレオカメラ６０の画角とは、一部が重畳している。第１の撮像部５１、第２の撮像部５２、第３の撮像部６１、および第４の撮像部６２の画角は、一部が重畳している。撮像範囲Ｒ１の下縁と撮像範囲Ｒ２の上縁とは、約９０度の角を成す（図７では、図を見やすくするため、９０度より小さい角にされている）。

図８は、図７と同様に、側方から見た、第１のステレオカメラ５０による垂直面における撮像範囲Ｒ１、および第２のステレオカメラ６０による垂直面における撮像範囲Ｒ２を示す模式図である。図８に示す油圧ショベル１は、図７に示す法面Ｔ１を有する地形とは異なる地形である、平面Ｔ６の作業を行っている。

第１のステレオカメラ５０の光軸（図８に示す側面視においては、第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１および第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２と一致する）の俯角は、第２のステレオカメラ６０の光軸（図８に示す側面視においては、第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３および第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４と一致する）の俯角よりも大きい。そのため、第１のステレオカメラ５０は、相対的に車両本体に近い撮像範囲Ｒ１を撮像する。第２のステレオカメラ６０は、相対的に車両本体から離れる撮像範囲Ｒ２を撮像する。第２のステレオカメラ６０は、第１のステレオカメラ５０が撮像する撮像範囲Ｒ１よりも遠方の撮像範囲Ｒ２を撮像する。撮像範囲Ｒ１と撮像範囲Ｒ２とは、一部重なっている。

図９は、平面視した第１のステレオカメラ５０および第２のステレオカメラ６０の、第１〜４の撮像部の模式図である。図９中には、キャブ５内に取り付けられたベース部９０、ベース部９０に支持された第１の撮像部５１、第２の撮像部５２、第３の撮像部６１および第４の撮像部６２、ならびに作業機４を平面視した状態が、模式的に図示されている。図９中の右側が車両本体の右方向に相当し、図９中の左側が車両本体の左方向に相当する。図９中の上側が車両本体の前方向に相当し、図９中の下側が車両本体の後方向に相当する。

図９中には、上述した第１の撮像部５１、第２の撮像部５２、第３の撮像部６１、および第４の撮像部６２の各々の光軸ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３，ＡＸ４が図示されている。図９中にはまた、作業機４の中心軸Ｃが一点鎖線で図示されている。図９に示すように、平面視した作業機４の延在方向に延び、かつ、当該延在方向に直交する方向である短手方向における作業機４の中心を通る線を、作業機４の中心軸Ｃという。上述した通り、本実施形態の作業機４は旋回体３の前方側に軸支されているため、作業機４の中心軸Ｃは、車両本体の前後方向に延びている。

第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１と、第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２とは、図９に示すように、平面視において作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜している。光軸ＡＸ１，ＡＸ２は、平面視において、油圧ショベル１の本体から前方に離れるにつれて作業機４から離れる方向に延びている。平面視した光軸ＡＸ１，ＡＸ２は、第１の撮像部５１および第２の撮像部５２よりも後方において、作業機４の中心軸Ｃと交差する。

なお、平面視における第１のステレオカメラ５０の光軸は、第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１と第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２との交点を通り、光軸ＡＸ１と光軸ＡＸ２とのなす角を二等分し、第１の撮像部５１と第２の撮像部５２との中間点を通る直線の延びる方向として、定義される。第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１および第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２はいずれも、平面視において油圧ショベル１の本体から前方に離れるにつれて作業機から離れる方向に延びている。そのため、平面視における第１のステレオカメラ５０の光軸もまた、油圧ショベル１の本体から前方に離れるにつれて作業機から離れる方向に延びるように、作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜している。

第１の撮像部５１は、油圧ショベル１の本体の左右方向において、第２の撮像部５２よりも作業機４から離れる位置に配置されている。第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１と第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２とは、平面視において、作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して、互いに異なる角度で傾斜している。第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１が作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜する角度は、第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２が作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜する角度よりも、小さくなっている。

第１の撮像部５１と第２の撮像部５２とは、各々の光軸ＡＸ１，ＡＸ２が平行ではなく、各々の光軸ＡＸ１，ＡＸ２が油圧ショベル１の本体よりも前方において交差するように配置されている。そのため、第１の撮像部５１が撮像する撮像範囲と、第２の撮像部５２が撮像する撮像範囲とが、確実に一部重なり合っている。これにより、第１の撮像部５１と第２の撮像部５２とを旋回体３の左右方向に間隔を空けて配置した場合でも、第１のステレオカメラ５０で撮像しようとする対象物の一対の画像を確実に取得することができ、これら一対の画像をステレオ処理することで撮像対象物の３次元画像を構築することが可能である。

第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３と、第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４とは、図９に示すように、平面視において作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜している。光軸ＡＸ３，ＡＸ４は、平面視において、油圧ショベル１の本体から前方に離れるにつれて作業機４から離れる方向に延びている。平面視した光軸ＡＸ３，ＡＸ４は、第３の撮像部６１および第４の撮像部６２よりも後方において、作業機４の中心軸Ｃと交差する。

なお、平面視における第２のステレオカメラ６０の光軸は、第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３と第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４との交点を通り、光軸ＡＸ３と光軸ＡＸ４とのなす角を二等分し、第３の撮像部６１と第４の撮像部６２との中間点を通る直線の延びる方向として、定義される。第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３および第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４はいずれも、平面視において油圧ショベル１の本体から前方に離れるにつれて作業機から離れる方向に延びている。そのため、平面視における第２のステレオカメラ６０の光軸もまた、油圧ショベル１の本体から前方に離れるにつれて作業機から離れる方向に延びるように、作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜している。

第３の撮像部６１は、油圧ショベル１の本体の左右方向において、第４の撮像部６２よりも作業機４から離れる位置に配置されている。第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３と第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４とは、平面視において、作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して、互いに異なる角度で傾斜している。第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３が作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜する角度は、第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４が作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜する角度よりも、小さくなっている。

第３の撮像部６１と第４の撮像部６２とは、各々の光軸ＡＸ３，ＡＸ４が平行ではなく、各々の光軸ＡＸ３，ＡＸ４が油圧ショベル１の本体よりも前方において交差するように配置されている。そのため、第３の撮像部６１が撮像する撮像範囲と、第４の撮像部６２が撮像する撮像範囲とが、確実に一部重なり合っている。これにより、第３の撮像部６１と第４の撮像部６２とを旋回体３の左右方向に間隔を空けて配置した場合でも、第２のステレオカメラ６０で撮像しようとする対象物の一対の画像を確実に取得することができ、これら一対の画像をステレオ処理することで撮像対象物の３次元画像を構築することが可能である。

図１０は、平面視した、第１のステレオカメラ５０および第２のステレオカメラ６０による撮像範囲を示す模式図である。図１０中のハッチングが施された範囲は、平面視した第１のステレオカメラ５０および第２のステレオカメラ６０の画角内の範囲を示す。

上述した通り、平面視における第１のステレオカメラ５０の光軸および第２のステレオカメラ６０の光軸はいずれも、油圧ショベル１の本体から前方に離れるにつれて作業機から離れる方向に延びるように、作業機４の中心軸Ｃの延びる方向に対して傾斜している。第１のステレオカメラ５０および第２のステレオカメラ６０が撮像する撮像範囲内に、作業機４は存在していない。これにより、作業機４の位置に関わらず、作業機４によって撮像対象が部分的に隠される事象が、回避されている。

次に、作業機４を振り上げた状態でステレオカメラによる撮像を行なうときに撮像精度が低下する事象に関して、本発明者が得た新たな知見について説明する。図１１は、作業機４を最も上げた状態の油圧ショベル１の側面図である。

図１１に示す油圧ショベル１は、平面Ｔ６上に位置している。作業機４のブーム４Ａは、ブーム背面４Ａ１を有している。図１１に示す直線Ｌ１は、側方から見たブーム背面４Ａ１の延びる方向を示す。図１１に示す角度θＭＡＸは、油圧ショベル１が現在位置する地面である平面Ｔ６に対して、最も振り上げられた位置にある作業機４のブーム４Ａのブーム背面４Ａ１がなす角度である。角度θＭＡＸは、平面Ｔ６に対して直線Ｌ１がなす角度である。

図１２は、主アンテナ９Ａの受信環境に作業機４が及ぼす影響を示す側面図である。図１３は、主アンテナ９Ａの受信環境に作業機４が及ぼす影響を示す平面図である。図１２，１３には、主アンテナ９Ａの受信範囲１００が、油圧ショベル１に重ねられて図示されている。図１３に示すハッチングが施された遮蔽範囲１０１は、主アンテナ９Ａの周囲３６０°のうち、作業機４によって遮蔽されている範囲を示す。

図１２，１３に示す作業機４は、図１１と同様に、最も振り上げられた位置にある。最も上げた状態の作業機４は、主アンテナ９Ａの受信範囲１００内にある。作業機４は、鉄鋼材料に代表される金属で形成されている。そのため、主アンテナ９Ａの受信範囲１００内にある作業機４は、主アンテナ９Ａが受信しようとする電波信号を遮蔽して主アンテナ９Ａが電波を受信できなくしたり、電波を反射させることにより主アンテナ９Ａが受信する電波信号に乱れを生じさせたりする。

図１４は、副アンテナ９Ｂの受信環境に作業機４が及ぼす影響を示す側面図である。図１５は、副アンテナ９Ｂの受信環境に作業機４が及ぼす影響を示す平面図である。図１４，１５には、副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０が、油圧ショベル１に重ねられて図示されている。図１５に示すハッチングが施された遮蔽範囲１１１は、副アンテナ９Ｂの周囲３６０°のうち、作業機４によって遮蔽されている範囲を示す。

図１４，１５に示す作業機４は、図１１と同様に、最も振り上げられた位置にある。最も上げた状態の作業機４は、副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０内にある。作業機４は、鉄鋼材料に代表される金属で形成されている。そのため、副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０内にある作業機４は、副アンテナ９Ｂが受信しようとする電波信号を遮蔽して副アンテナ９Ｂが電波を受信できなくしたり、電波を反射させることにより副アンテナ９Ｂが受信する電波信号に乱れを生じさせたりする。

最も上げた状態の作業機４は、主アンテナ９Ａおよび副アンテナ９Ｂへの電波信号の遮蔽物となり、主アンテナ９Ａおよび副アンテナ９Ｂを用いた油圧ショベル１の現在位置の測定精度に影響を及ぼす。油圧ショベル１の現在位置の測定精度が低下する結果、ステレオカメラの一対の撮像部の各々によって撮像される撮像範囲にずれが生じる。これにより、ステレオカメラによる現況地形の撮像精度が低下する。

特に、実施形態の油圧ショベル１は小旋回型であるので、旋回半径を小さくするために、作業機４を最も振り上げたときの図１１に示す角度θＭＡＸが大きく設定されている。たとえば図１１に示すように、角度θＭＡＸは９０°超である。角度θＭＡＸは鈍角に設定されている。そのため、最も上げた状態の作業機４が、旋回体３のより後方に配置されており、アンテナ９により近く配置されている。最も上げた状態の作業機４がアンテナ９の受信環境に及ぼす影響がより大きくなっていることにより、現況地形の撮像精度が低下しやすくなっている。

そのため、本実施形態の油圧ショベル１では、図９に示すように、第１のステレオカメラ５０の第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１と第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２とは、平面視において、油圧ショベル１の本体から離れるにつれて作業機４から離れる側に、互いに異なる角度で、作業機４の中心軸Ｃに対して傾斜している。第２のステレオカメラ６０の第３の撮像部６１の光軸ＡＸ３と第４の撮像部６２の光軸ＡＸ４とは、平面視において、油圧ショベル１の本体から離れるにつれて作業機４から離れる側に、互いに異なる角度で、作業機４の中心軸Ｃに対して傾斜している。

このように撮像装置を配置することにより、図１０に示すように、平面視したステレオカメラの画角内に、作業機４が含まれなくなる。作業機４の姿勢に関わらず作業機４はステレオカメラの画角外にあり、ステレオカメラの画角を作業機４が遮ることがないため、ステレオカメラによる撮像を行なう際に作業機４を上昇させる必要がない。作業機４を下げた状態でステレオカメラを用いて現況地形を撮像することができ、この場合アンテナ９の受信範囲１００，１１０が作業機４によって遮蔽されることがないため、現況地形を精度よく撮像することができる。

撮像を行なう前に作業機４を上昇させる動作を必要としないため、作業効率を向上することができる。作業機４を上昇させずに撮像が可能であるため、油圧ショベル１の上方に電線などの障害物がある場合においても、障害物によって撮像が妨げられることがない。油圧ショベル１が傾斜地または軟弱地盤上などに位置している場合においても、作業機４を上昇させずに撮像が可能であるため、撮像中に油圧ショベル１の姿勢が不安定になることを防止することができる。

図１２に示すように、第１の撮像部５１は、車両本体の左右方向において、第２の撮像部５２よりも作業機４から離れる位置に配置されている。第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１が作業機４の中心軸Ｃに対して傾斜する角度は、第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２が作業機４の中心軸Ｃに対して傾斜する角度よりも、小さくなっている。これにより、第１の撮像部５１の光軸ＡＸ１と第２の撮像部５２の光軸ＡＸ２とが油圧ショベル１の本体の前方で確実に交差するので、第１の撮像部５１と第２の撮像部５２とは、油圧ショベル１の本体の前方の撮像範囲を同時に撮像することができる。したがって、油圧ショベル１の前方の現況地形などの撮像対象を、精度よく撮像することができる。

（第二実施形態）
第二実施形態の油圧ショベル１は、第一実施形態の油圧ショベル１とほぼ同一のハードウェア構成を備えているが、コントローラ２０によって実現される機能的な構成が第一実施形態と異なっている。図１６は、実施形態に基づく油圧ショベル１の機能ブロックを説明する図である。

図１６に示すように、油圧ショベル１は、油圧ショベル１の動作を制御するためのコントローラ２０を備えている。コントローラ２０は、メモリ２１を含んでいる。メモリ２１は、油圧ショベル１における各種の動作を実行するためのプログラムを格納するとともに、必要なデータを記憶する領域として設けられている。コントローラ２０は、メモリ２１に格納されているプログラムに基づいて、各種処理を実行する。

第１のステレオカメラ５０は、コントローラ２０に電気的に接続されている。コントローラ２０は、第１のステレオカメラ５０に対し、油圧ショベル１の前方領域（図７，８に示す撮像範囲Ｒ１）を撮像するよう指令する、指令信号を出力する。第１のステレオカメラ５０の第１の撮像部５１および第２の撮像部５２が撮像した２次元画像は、コントローラ２０に入力される。

コントローラ２０は、第１の撮像部５１と第２の撮像部５２とが異なる角度から同時に撮像した２つの２次元画像をステレオマッチングし、撮像対象である前方領域の３次元形状に係る画像データを算出する。より具体的には、コントローラ２０は、第１の撮像部５１と第２の撮像部５２との視差に基づいて、三角測量の原理を用いて、第１の撮像部５１から撮像対象である前方領域までの距離と、第２の撮像部５２から前方領域までの距離を算出して、前方領域の３次元形状を求める。

第２のステレオカメラ６０は、コントローラ２０に電気的に接続されている。コントローラ２０は、第２のステレオカメラ６０に対し、油圧ショベル１の前方領域（図７，８に示す撮像範囲Ｒ２）を撮像するよう指令する、指令信号を出力する。第２のステレオカメラ６０の第３の撮像部６１および第４の撮像部６２が撮像した２次元画像は、コントローラ２０に入力される。

コントローラ２０は、第３の撮像部６１と第４の撮像部６２とが異なる角度から同時に撮像した２つの２次元画像をステレオマッチングし、撮像対象である前方領域の３次元形状に係る画像データを算出する。より具体的には、コントローラ２０は、第３の撮像部６１と第４の撮像部６２との視差に基づいて、三角測量の原理を用いて、第３の撮像部６１から撮像対象である前方領域までの距離と、第４の撮像部６２から前方領域までの距離を算出して、前方領域の３次元形状を求める。

コントローラ２０はさらに、第１のステレオカメラ５０の撮像から算出された画像データと、第２のステレオカメラ６０の撮像から算出された画像データとを、１つに合成する。この画像データの合成は、第１のステレオカメラ５０と第２のステレオカメラ６０との相対位置に基づいて、一方の画像データの座標系上に他方の画像データを投影することにより、行われる。２つの画像データを、共通した３次元形状が重畳するように縦に並べて合成することにより、図７に示す法面Ｔ１の法尻Ｔ３から法肩Ｔ２に至る範囲が広く合成された画像データを取得できる。

上述した画像処理は、コントローラ２０自身が実行してもよい。または、各々の撮像部により撮像された２次元画像がコントローラ２０から外部の監視局に送信され、当該監視局が画像処理を実行し、取得された３次元画像データが監視局からコントローラ２０へ送信される構成としてもよい。

また油圧ショベル１は、操作装置３０を備えている。操作装置３０は、キャブ５内に配置されている。キャブ５に搭乗したオペレータにより、第１のステレオカメラ５０および第２のステレオカメラ６０に対する撮像を実行する指示が、操作装置３０に入力される。オペレータが操作装置３０を操作した入力を受けて、コントローラ２０は、第１のステレオカメラ５０および／または第２のステレオカメラ６０に対して、撮像を指令する指令信号を出力する。

油圧ショベル１はまた、センサ１６を備えている。センサ１６は、油圧ショベル１が現在位置する地面に対する、作業機４のブーム４Ａのブーム背面４Ａ１がなす角度を検出する。センサ１６は、ブーム４Ａの基端部のブームピンに設けられた、旋回体３に対するブーム４Ａの回転角を検出するロータリーエンコーダであってもよい。センサ１６は、ブーム４Ａを駆動する油圧シリンダ４Ｆに取り付けられたシリンダストロークセンサであってもよい。センサ１６は、油圧シリンダ４Ｆのボトム側油室とヘッド側油室との各々に接続される油圧配管に設けられ、当該油圧配管内の油圧を検出する圧力センサであってもよい。

油圧ショベル１はまた、表示装置２３を備えている。表示装置２３は、第１のステレオカメラ５０および／または第２のステレオカメラ６０による撮像が現在可能か否かを表示する。表示装置２３は、オペレータが撮像指示を入力するための操作装置３０が現在操作可能であるか否かを表示する。

図１７は、操作装置３０の構成を概略的に示す斜視図である。図１７に示す実施形態の表示装置２３は、操作装置３０と一体に構成されている。表示装置２３は、点灯可能な発光体を有している。表示装置２３と一体化された操作装置３０は、たとえばＬＥＤ（発光ダイオード）照光式のロッカスイッチとして実現することができる。表示装置２３は、撮像が可能なときと不可能なときとで、点灯のし方を変更する。たとえば撮像が可能なときには表示装置２３が点灯し続け、撮像が不可能なときには表示装置２３が点滅または消灯してもよい。またたとえば、撮像が可能なときと不可能なときとで、表示装置２３の点灯色を変更してもよい。

表示装置２３は、操作装置３０と一体の構成に限られるものではなく、操作装置３０と別体に構成されていてもよい。操作装置３０と別に点灯可能な表示装置２３が設けられてもよく、または、キャブ５内に配置されたディスプレイの一機能として表示装置２３が実現されてもよい。

図１８は、アンテナ９の受信環境に影響を及ぼさない作業機４の配置を示す側面図である。図１８には、図１４と同様の副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０が図示されている。図１８に示す作業機４は、副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０外にある。図１８に示す作業機４のブーム４Ａは、副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０と干渉しない範囲で最も振り上げられた位置にある。図１８に示す角度θ２は、油圧ショベル１が現在位置する地面である平面Ｔ６に対して、副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０と干渉しない範囲で最も振り上げられた位置にあるブーム４Ａのブーム背面４Ａ１がなす角度である。図１８に示すブーム背面４Ａ１は、副アンテナ９Ｂの受信範囲の境界付近にある。

図１９は、地面に対する作業機４の角度と撮影の受付可否との関係を示す図である。図１９に示す角度θＭＩＮは、油圧ショベル１が現在位置する地面である平面Ｔ６に対して、最も下げられた位置にあるブーム４Ａのブーム背面４Ａ１がなす角度である。

図１９に示す角度θ１は、油圧ショベル１が現在位置する地面である平面Ｔ６に対するブーム背面４Ａ１のなす角度であって、角度θ２よりも大きく角度θＭＡＸよりも小さい角度である。油圧ショベル１が現在位置する地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θ１であるとき、作業機４は副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０を一部遮蔽する位置にあるが、作業機４が受信範囲１１０を遮蔽する遮蔽範囲１１１（図１５参照）は、作業機４が最も振り上げられた位置にあるときよりも小さくなっている。角度θ１は、たとえば９０°である。

図１９に示すように、地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θＭＩＮ以上角度θ２以下にあるとき、作業機４が副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０と干渉することがないため、撮影受付可とされる。作業機４のブーム４Ａが上昇して、地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θ２を超えても、角度θ１未満の範囲では、撮影受付可のままに設定される。

地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θ１に到達したとき、撮影受付不可に切り換えられる。地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θ１以上角度θＭＡＸ以下の範囲にあるとき、作業機４が副アンテナ９Ｂの受信範囲１１０と干渉し、ステレオカメラにより現況地形を精度よく撮影することができないため、撮影受付不可とされる。地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θ１以上のとき、ステレオカメラによる撮像が不可とされている。

地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θ１以上の状態から作業機４のブーム４Ａが下降するとき、角度θ１を下回っても、依然として撮影受付不可のままに設定される。地面に対してブーム背面４Ａ１がなす角度が角度θ２に到達したとき、撮影受付可に切り換えられる。

作業機４を上昇させるときに撮影受付可から撮影受付不可へ切り換えられる角度θ１と、作業機４を下降させるときに撮影受付不可から撮影受付可へ切り換えられる角度θ２とは、異なる角度として設定されている。作業機４を下降させるときに撮影受付不可から撮影受付可へ切り換えられる角度θ２は、作業機４を上昇させるときに撮影受付可から撮影受付不可へ切り換えられる角度θ１よりも、小さい角度として設定されている。

以上説明した第二実施形態の油圧ショベル１では、図１９に示すように、コントローラ２０は、油圧ショベル１が位置する地面に対してブーム４Ａがなす角度が角度θ１以上のとき、第１のステレオカメラ５０および第２のステレオカメラ６０による撮像を不可にする。

第一実施形態において図１２〜１５を参照して説明した通り、油圧ショベル１が位置する地面に対してブーム４Ａがなす角度が大きいとき、アンテナの受信範囲と作業機４とが干渉することにより、油圧ショベル１の現在位置の測定精度が低下し、ステレオカメラによる現況地形の撮像精度が低下する。そこで、ステレオカメラによる撮像精度を低下させ得る位置に作業機４が配置されているときには、ステレオカメラによる撮像を不可にする。これにより、ステレオカメラによる撮像が許可されているときには、ステレオカメラによる撮像精度への作業機４の影響は小さいことになる。撮像精度の低い画像データが意図せず取得されることを回避できるので、油圧ショベル１の前方の現況地形などの撮像対象の精度よい撮像データを取得することができる。

また図１９に示すように、コントローラ２０は、油圧ショベル１が位置する地面に対してブーム４Ａがなす角度が角度θ１以上のとき、操作装置３０の、撮像を実行する操作の受け付けを不可にする。ステレオカメラによる撮像精度を低下させ得る位置に作業機４が配置されているときに、撮像を実行する操作自体をできなくすることで、撮像精度の低い画像データが意図せず取得されることを確実に回避することができる。

また図１９に示すように、コントローラ２０は、操作装置３０の、撮像を実行する操作の受け付けを不可である状態で、油圧ショベル１が位置する地面に対してブーム４Ａがなす角度が角度θ１よりも小さい角度θ２になったとき、操作装置３０の、撮像を実行する操作の受け付けを可能にする。アンテナ９の受信環境に影響を及ぼさない位置にまで作業機４が移動した後に、ステレオカメラによる撮像を可能にすることで、作業機４による影響のない精度よい撮像データを取得することができる。

また図１６，１７に示すように、油圧ショベル１は、ステレオカメラによる撮像が可能か否かを表示する表示装置２３をさらに備えている。このようにすれば、オペレータは、表示装置２３を視認することで、撮像が可能か否かを容易に認識することができる。

また図１に示すように、油圧ショベル１は小旋回型である。小旋回型の油圧ショベル１では、旋回半径を小さくするために、作業機４を最も振り上げたときの角度θＭＡＸが大きく設定されている。最も上げた状態の作業機４が、旋回体３のより後方に配置されており、アンテナ９により近く配置されている。最も上げた状態の作業機４がアンテナ９の受信環境に及ぼす影響が、より大きくなっている。そのため、撮像精度を低下させ得る位置に作業機４が配置されているときにステレオカメラによる撮像を不可にすることで、撮像対象の精度よい撮像データを取得できる効果を、より顕著に得ることができる。

なおこれまでに説明した実施形態では、油圧ショベル１がキャブ５を有しており、ステレオカメラを構成している各々の撮像部はキャブ５に取り付けられていた。油圧ショベル１は、キャブ５を必ずしも有しなくてもよい。油圧ショベル１は、オペレータが油圧ショベル１に搭乗して油圧ショベル１を操作する仕様に限られず、外部からの遠隔操作によって動作する仕様であってもよい。この場合油圧ショベル１は、オペレータが搭乗するためのキャブ５を必要としないため、キャブ５を有しなくてもよい。

実施形態では、油圧ショベル１がコントローラ２０を備えており、コントローラ２０が図１７に示す撮像の受付可否に係る制御を実行する例について説明した。実施形態の思想は、コントローラが油圧ショベル１とは別に設けられるシステムに適用することが可能である。遠隔操作によって動作する仕様の油圧ショベル１では、油圧ショベル１の動作を制御するコントローラが、油圧ショベル１の外部に配置される。この場合においても、実施形態の思想を適用することにより、撮像対象の精度よい撮像データを取得できる効果を、同様に得ることができる。

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請求の範囲によって示され、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。

１ 油圧ショベル、２ 走行体、３ 旋回体、４ 作業機、４Ａ ブーム、４Ａ１ ブーム背面、４Ｂ アーム、４Ｃ バケット、４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ 油圧シリンダ、５ キャブ、６Ａ エンジンフード、６Ｂ 土砂カバー、６Ｃ 板金カバー、７ カウンタウェイト、９ アンテナ、９Ａ 主アンテナ、９Ｂ 副アンテナ、１０ ブラケット、１１Ａ ミラー、１１Ｂ ステー、１６ センサ、２０ コントローラ、２１ メモリ、２３ 表示装置、３０ 操作装置、４０ フロントピラー、４１ 右ピラー、４２ 左ピラー、４７ 前窓、４８ａ 右ルーフビーム、４８ｂ 左ルーフビーム、４９ ルーフパネル、５０ 第１のステレオカメラ、５１ 第１の撮像部、５２ 第２の撮像部、６０ 第２のステレオカメラ、６１ 第３の撮像部、６２ 第４の撮像部、８１ 左ケース、８２ 右ケース、９０ ベース部、１００，１１０ 受信範囲、１０１，１１１ 遮蔽範囲、ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３，ＡＸ４ 光軸、Ｃ 中心軸、Ｌ１ 直線、Ｒ１，Ｒ２ 撮像範囲、Ｔ１ 法面、Ｔ２ 法肩、Ｔ３ 法尻、Ｔ４ 上方地面、Ｔ５ 下方地面、Ｔ６ 平面。

Claims (8)

1. 建設機械に設けられる撮像装置において、
   前記建設機械は、本体と、平面視で中心軸を有し前記本体に取り付けられた作業機とを有し、
   前記撮像装置は、第１の撮像部と、第２の撮像部とを備え、
   前記第１の撮像部の光軸と前記第２の撮像部の光軸とは、平面視において、前記本体から離れるにつれて前記作業機から離れる側に、互いに異なる角度で、前記中心軸に対して傾斜する、撮像装置。
2. 前記第１の撮像部は、前記本体の左右方向において、前記第２の撮像部よりも前記作業機から離れる位置に配置され、
   前記第１の撮像部の光軸が前記中心軸に対して傾斜する角度は、前記第２の撮像部の光軸が前記中心軸に対して傾斜する角度よりも小さい、請求項１に記載の撮像装置。
3. 本体と、
   前記本体に回転可能に取り付けられたブームを含む作業機と、
   前記本体に取り付けられた撮像装置と、
   コントローラとを備える、建設機械において、
   前記コントローラは、前記建設機械が位置する地面に対して前記ブームがなす角度が予め定められた第１の角度以上のとき、前記撮像装置による撮像を不可にする、建設機械。
4. 前記撮像装置による撮像を実行する操作を受け付ける操作装置をさらに備え、
   前記コントローラは、前記建設機械が位置する地面に対して前記ブームがなす角度が前記第１の角度以上のとき、前記操作装置の、前記撮像装置による撮像を実行する操作の受け付けを不可にする、請求項３に記載の建設機械。
5. 前記コントローラは、前記操作装置の、前記撮像装置による撮像を実行する操作の受け付けが不可である状態で、前記建設機械が位置する地面に対して前記ブームがなす角度が前記第１の角度よりも小さい第２の角度以下になったとき、前記操作装置の、前記撮像装置による撮像を実行する操作の受け付けを可能にする、請求項４に記載の建設機械。
6. 前記撮像装置による撮像が可能か否かを表示する表示装置をさらに備える、請求項３〜５のいずれか１項に記載の建設機械。
7. 前記建設機械は、小旋回型である、請求項３〜６のいずれか１項に記載の建設機械。
8. 本体と、前記本体に回転可能に取り付けられたブームを含む作業機と、前記本体に取り付けられた撮像装置とを有する、建設機械と、
   前記建設機械の動作を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記建設機械が位置する地面に対して前記ブームがなす角度が予め定められた第１の角度以上のとき、前記撮像装置による撮像を不可にする、撮像システム。

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