建筑机械以及拍摄系统的制作方法

文档序号:26142856发布日期:2021-08-03 14:27阅读:79来源:国知局
建筑机械以及拍摄系统的制作方法

本申请是国际申请号pct/jp2017/024204,国家阶段申请号201780002882.7、申请日2017年06月30日、发明名称为“拍摄装置、建筑机械以及拍摄系统”的申请的分案申请。

本发明涉及建筑机械以及拍摄系统。



背景技术:

在由建筑机械进行的挖掘或整地等的作业中,现况地形伴随着作业的进行而变化。因此,需要与作业的进行并行地获取现况地形数据。作为用于获取现况地形数据的方法之一,存在基于立体相机的距离计测。

在国际公开第2017/056268号(专利文献1)所公开的作业车辆中,安装于车辆主体的立体相机具有第一拍摄部和第二拍摄部。第一拍摄部的光轴和第二拍摄部的光轴在俯视下相对于工作装置的中心轴以互不相同的角度向随着远离车辆主体而接近工作装置的一侧倾斜。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2017/056268号



技术实现要素:

发明要解决的课题

在上述文献中公开了如下方法:当现况地形被工作装置遮挡时,无法准确地掌握现况地形,因此,在由立体相机进行拍摄之前使工作装置上升而移动到立体相机的视场角外。

本发明人发现:在举高工作装置的状态下利用立体相机进行拍摄时,拍摄精度有可能降低。

因此,本发明的目的在于,提供一种用于高精度地对作业对象的现况地形进行拍摄的技术。

用于解决课题的方案

本发明的拍摄装置设置于建筑机械。建筑机械具有主体以及在俯视下具有中心轴且安装于主体的工作装置。拍摄装置具备第一拍摄部和第二拍摄部。第一拍摄部的光轴与第二拍摄部的光轴在俯视下,相对于中心轴以互不相同的角度向随着远离主体而远离工作装置的一侧倾斜。

本发明的建筑机械具备主体、包括以能够旋转的方式安装于主体的动臂的工作装置、安装于主体的拍摄装置以及控制器。控制器在动臂相对于建筑机械所处的地面所成的角度为预先决定的第一角度以上时,设为不能进行拍摄装置的拍摄。

本发明的拍摄系统具备建筑机械和控制器。建筑机械具有主体、包括以能够旋转的方式安装于主体的动臂的工作装置以及安装于主体的拍摄装置。控制器对建筑机械的动作进行控制。控制器在动臂相对于建筑机械所处的地面所成的角度为预先决定的第一角度以上时,设为不能进行拍摄装置的拍摄。

发明效果

根据本发明,能够高精度地对作业对象的现况地形进行拍摄。

附图说明

图1是概要地示出实施方式的液压挖掘机的结构的侧视图。

图2是图1所示的液压挖掘机的俯视图。

图3是示出从后方仰视驾驶室内的前方上缘部分的状态的立体图。

图4是从驾驶室的外部观察驾驶室的上缘部分的主视图。

图5是侧视下的第一立体相机的拍摄部的示意图。

图6是侧视下的第二立体相机的拍摄部的示意图。

图7是示出从侧方观察到的立体相机的拍摄范围的示意图。

图8是示出从侧方观察到的立体相机的拍摄范围的示意图。

图9是俯视下的立体相机的拍摄部的示意图。

图10是示出俯视下的立体相机的拍摄范围的示意图。

图11是使工作装置最上升的状态下的液压挖掘机的侧视图。

图12是示出工作装置对主天线的接收环境造成的影响的侧视图。

图13是示出工作装置对主天线的接收环境造成的影响的俯视图。

图14是示出工作装置对副天线的接收环境造成的影响的侧视图。

图15是示出工作装置对副天线的接收环境造成的影响的俯视图。

图16是对实施方式的液压挖掘机的功能块进行说明的图。

图17是概要地示出操作装置的结构的立体图。

图18是示出不对天线的接收环境造成影响的工作装置的配置的侧视图。

图19是示出工作装置相对于地面的角度与可否受理摄影之间的关系的图。

附图标记说明

1液压挖掘机,2行驶体,3回转体,4工作装置,4a动臂,4a1动臂背面,4b斗杆,4c铲斗,4d、4e、4f液压缸二,5驾驶室,6a发动机罩,6b砂土罩,6c钣金罩,7配重,9天线,9a主天线,9b副天线,10托架,i1a反射镜,11b撑杆,16传感器,20控制器,21存储器,23显示装置,30操作装置,40前支柱,41右支柱,42左支柱,47前窗,48a右车顶梁,48b左车顶梁,49车顶板,50第一立体相机,51第一拍摄部,52第二拍摄部,60第二立体相机,61第三拍摄部,62第四拍摄部,81左壳体,82右壳体,90基座部,100、110接收范围,101、111遮挡范围,ax1、ax2、ax3、ax4光轴,c中心轴,l1直线,r1、r2拍摄范围,t1法面,t2法肩,t3法尾,t4上方地面,t5下方地面,t6平面。

具体实施方式

以下,基于附图对实施方式进行说明。在以下的说明中,对相同的部件标注相同的附图标记。它们的名称以及功能也相同。因此,不再重复针对它们的详细说明。

在实施方式中,作为建筑机械的一例,针对小回转型的液压挖掘机1进行说明,但也可以对其他种类的建筑机械应用实施方式的思想。

(第一实施方式)

图1是概要地示出实施方式的液压挖掘机1的结构的侧视图。图2是图1所示的液压挖掘机1的俯视图。如图1、2所示,本实施方式的液压挖掘机1主要具有行驶体2、回转体3以及工作装置4。由行驶体2和回转体3构成液压挖掘机1的主体。

行驶体2具有左右一对履带2a。构成为通过左右一对履带2a旋转驱动而液压挖掘机1能够自主行驶。回转体3设置为相对于行驶体2回转自如。回转体3主要具有驾驶室5、外装罩6以及配重7。

驾驶室5配置在回转体3的前方左侧(车辆前侧)。在驾驶室5的内部形成有操作室。操作室是用于供操作员操作液压挖掘机1的空间。在操作室内配置有用于供操作员落座的驾驶席。

在本实施方式中,以工作装置4为基准对各部分的位置关系进行说明。

工作装置4的动臂4a相对于回转体3以动臂销为中心而旋转移动。相对于回转体3转动的动臂4a的特定部分、例如动臂4a的前端部所移动的轨迹为圆弧状,包含该圆弧在内的平面被确定。在俯视观察液压挖掘机1的情况下,该平面表示为直线。该直线延伸的方向是车辆主体的前后方向或者回转体3的前后方向,以下也仅称作前后方向。车辆主体的左右方向(车宽方向)或者回转体3的左右方向是指在俯视下与前后方向正交的方向,以下也仅称作左右方向。左右方向是动臂销延伸的方向。车辆主体的上下方向或者回转体3的上下方向是指与由前后方向以及左右方向决定的平面正交的方向,以下也仅称作上下方向。

在前后方向上,工作装置4从车辆主体突出的一侧为前方向,与前方向相反的方向为后方向。在观察前方向时的左右方向的右侧、左侧分别为右方向、左方向。在上下方向上,地面所在的一侧为下侧,天空所在的一侧为上侧。

前后方向是指落座于驾驶室5内的驾驶席的操作员的前后方向。左右方向是指落座于驾驶席的操作员的左右方向。上下方向是指落座于驾驶席的操作员的上下方向。与落座于驾驶席的操作员正对的方向为前方向,落座于驾驶席的操作员的背后方向为后方向。落座于驾驶席的操作员正对于正面时的右侧、左侧分别为右方向、左方向。落座于驾驶席的操作员的脚底侧为下侧,头顶侧为上侧。

外装罩6具有发动机罩6a、砂土罩6b以及钣金罩6c。发动机罩6a、砂土罩6b以及钣金罩6c构成回转体3的上表面的一部分。发动机罩6a以及砂土罩6b构成为能够开闭。发动机罩6a以及砂土罩6b由轻质的树脂材料形成。钣金罩6c构成为不能够相对于回转体3相对移动,由钢铁材料等金属材料形成。

发动机罩6a以及配重7分别配置在回转体3的后方侧(车辆后侧)。发动机罩6a以覆盖发动机室的上方以及后方的方式配置。在发动机室内收纳有发动机单元(发动机、排气处理单元等)。在发动机罩6a上形成有将发动机罩6a的一部分切掉而成的开口。用于将发动机的废气向大气中排出的排气筒8经由该开口向发动机罩6a的上方突出。

配重7配置在发动机室的后方,以便在采掘时等保持液压挖掘机1的主体的平衡。液压挖掘机1形成为将回转半径设定得较小的小回转型的液压挖掘机。因此,俯视下的配重7的后表面形成为以回转体3的回转中心为中心的圆弧状。

砂土罩6b以及钣金罩6c配置在回转体3的右侧。砂土罩6b以及钣金罩6c相对于工作装置4设置在右侧。

工作装置4用于进行砂土挖掘等作业。工作装置4安装于回转体3的前方侧。工作装置4例如具有动臂4a、斗杆4b、铲斗4c、液压缸4d、4e、4f等。通过利用液压缸4f、4e、4d分别驱动动臂4a、斗杆4b以及铲斗4c,从而能够驱动工作装置4。

动臂4a的基端部经由动臂销而与回转体3连结。动臂4a以能够以动臂销为中心相对于回转体3向两个方向旋转的方式安装于回转体3。动臂4a能够沿上下方向工作。斗杆4b的基端部经由斗杆销而与动臂4a的前端部连结。斗杆4b以能够以斗杆销为中心相对于动臂4a向两个方向旋转的方式安装于动臂4a。铲斗4c经由铲斗销而与斗杆4b的前端部连结。铲斗4c以能够以铲斗销为中心相对于斗杆4b向两个方向旋转的方式安装于斗杆4b。

工作装置4相对于驾驶室5设置在右侧。需要说明的是,驾驶室5与工作装置4的配置不局限于图1、2所示的例子,例如,也可以在配置于回转体3的前方右侧的驾驶室5的左侧设置工作装置4。

驾驶室5包括覆盖驾驶席而配置的车顶部分和支承车顶部分的多个支柱。各个支柱具有与驾驶室5的地面部连结的下端以及与驾驶室5的车顶部分连结的上端。多个支柱具有前支柱40和后支柱。前支柱40配置在相对于驾驶席处于前方的驾驶室5的角落部。后支柱配置在相对于驾驶席处于后方的驾驶室5的角落部。

前支柱40具有右支柱41和左支柱42。右支柱41配置在驾驶室5的前方右角。左支柱42配置在驾驶室5的前方左角。在相对于驾驶室5的右方配置有工作装置4。右支柱41配置在靠近工作装置4的一侧。左支柱42配置在远离工作装置4的一侧。

由右支柱41、左支柱42以及一对后支柱围成的空间形成驾驶室5的室内空间。驾驶席收容于驾驶室5的室内空间。在驾驶室5的左侧面设置有用于供操作员进出驾驶室5的门。

在右支柱41与左支柱42之间配置有前窗47。前窗47相对于驾驶席配置在前方。前窗47由透明材料形成。落座于驾驶席的操作员能够通过前窗47视觉确认驾驶室5的外部。例如,落座于驾驶席的操作员能够通过前窗47直接观察挖掘砂土的铲斗4c以及施工对象的现况地形等。

在回转体3安装有一对天线9。一对天线9安装在回转体3的上表面。一对天线9具有主天线9a和副天线9b。主天线9a经由托架10安装于驾驶室5。主天线9a相对于驾驶室5配置在后方。副天线9b设置在钣金罩6c的上方。

主天线9a以及副天线9b在左右方向上隔开间隔地配置在回转体3的后方侧。一对天线9中的主天线9a配置在回转体3的左方,副天线9b配置在回转体3的右方。主天线9a以及副天线9b配置于在俯视下未从回转体3伸出的位置。

在驾驶室5,经由撑杆11b安装有反射镜11a。反射镜11a相对于驾驶室5配置在后方。

主天线9a以及反射镜11a配置在比驾驶室5的后表面靠后方的位置。主天线9a以及反射镜11a配置在比驾驶室5的车顶部分靠下方的位置。

图3是示出从后方仰视驾驶室5内的前方上缘部分的状态的立体图。右支柱41的上部与右车顶梁48a相连。左支柱42的上部与左车顶梁48b相连。右车顶梁48a架设在右支柱41的上部与右侧的后支柱的上部之间。左车顶梁48b架设在左支柱42的上部与左侧的后支柱的上部之间。在右车顶梁48a与左车顶梁48b之间装配有车顶板49。车顶板49构成驾驶室5的车顶部分。

沿着前窗47的上缘配置有基座部90。基座部90安装于前窗47的上框部分。基座部90在右支柱41与左支柱42之间沿着左右方向延伸。基座部90沿着车顶板49的前缘而配置。

在左支柱42的附近,在基座部90安装有左壳体81。在右支柱41的附近,在基座部90安装有右壳体82。左壳体81和右壳体82形成为中空。左壳体81与右壳体82以从基座部90向后方突出的方式配置。

沿着基座部90延伸的方向配置有线缆24。线缆24沿着前窗47的上缘在左右方向上延伸,进而沿着右车顶梁48a在前后方向上延伸。线缆24与左壳体81的内部空间相连,且与右壳体82的内部空间相连。线缆24由基座部90支承。

图4是从驾驶室5的外部观察驾驶室5的上缘部分的主视图。中空的左壳体81以及右壳体82在前方开口。因此,在从前方观察驾驶室5的上缘部分的图4中,图示出收容于左壳体81内的第一拍摄部51及第三拍摄部61与收容于右壳体82内的第二拍摄部52及第四拍摄部62。

第一拍摄部51与第二拍摄部52相互同步拍摄,构成第一立体相机50。第一立体相机50构成为包括第一拍摄部51和第二拍摄部52。第一立体相机50是用于对比液压挖掘机1靠前方的前方区域进行拍摄的拍摄装置。第一立体相机50例如能够对液压挖掘机1的前方的现况地形进行拍摄。第一拍摄部51与第二拍摄部52相比配置在左右方向的左侧。第二拍摄部52与第一拍摄部51相比配置在左右方向的右侧。

第三拍摄部61与第四拍摄部62相互同步拍摄,构成第二立体相机60。第二立体相机60构成为包括第三拍摄部61和第四拍摄部62。第二立体相机60是用于对比液压挖掘机1靠前方的前方区域进行拍摄的拍摄装置。第二立体相机60例如能够对液压挖掘机1的前方的现况地形进行拍摄。第三拍摄部61与第四拍摄部62相比配置在左右方向的左侧。第四拍摄部62与第三拍摄部61相比配置在左右方向的右侧。

第一立体相机50与第二立体相机60在左右方向上并排配置。第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61以及第四拍摄部62在左右方向上并排配置。从左右方向的左侧到右侧依次配置有第一拍摄部51、第三拍摄部61、第二拍摄部52、第四拍摄部62。第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61以及第四拍摄部62是相同的装置。

左右方向上的第三拍摄部61与第二拍摄部52的间隔比左右方向上的第一拍摄部51与第三拍摄部61的间隔宽。左右方向上的第三拍摄部61与第二拍摄部52的间隔比左右方向上的第二拍摄部52与第四拍摄部62的间隔宽。左右方向上的第一拍摄部51与第二拍摄部52的间隔以及左右方向上的第三拍摄部61与第四拍摄部62的间隔彼此相等。

第一立体相机50与第二立体相机60在驾驶室5的内部沿着前窗47的上缘而配置。第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61以及第四拍摄部62在驾驶室5的内部沿着前窗47的上缘,面向前窗47地配置。

第一立体相机50与第二立体相机60在上下方向上配置于相同的位置。第一立体相机50的第一拍摄部51与第二拍摄部52配置于相同的高度。第二立体相机60的第三拍摄部61与第四拍摄部62配置于相同的高度。第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61以及第四拍摄部62在上下方向上配置于相同的位置。

第一拍摄部51与第三拍摄部61构成左拍摄部组。第二拍摄部52与第四拍摄部62构成右拍摄部组。左拍摄部组收容在左壳体81内。右拍摄部组收容在右壳体82内。左拍摄部组与右拍摄部组在左右方向上隔开间隔地配置。

左拍摄部组配置在左支柱42的附近。左右方向上的驾驶室5的中心与左拍摄部组的距离大于左支柱42与左拍摄部组的距离。左拍摄部组配置为与左右方向上的驾驶室5的中心相比更靠近左支柱42。在假设沿左右方向将左右方向上的驾驶室5的中心与左支柱42之间的区域分割为两部分的情况下,在分割为两部分的两个区域中的靠近左支柱42的区域内配置有左拍摄部组。左拍摄部组配置为靠近左支柱42。

右拍摄部组配置在右支柱41的附近。左右方向上的驾驶室5的中心与右拍摄部组的距离大于右支柱41与右拍摄部组的距离。右拍摄部组配置为与左右方向上的驾驶室5的中心相比更靠近右支柱41。在假设沿左右方向将左右方向上的驾驶室5的中心与右支柱41之间的区域分割为两部分的情况下,在分割为两部分的两个区域中的靠近右支柱41的区域内配置有右拍摄部组。右拍摄部组配置为靠近右支柱41。

各个拍摄部具备光学处理部、受光处理部以及图像处理部。光学处理部具有用于聚光的透镜。后述的拍摄部的光轴是穿过透镜面中央且与透镜面垂直的轴。受光处理部具有拍摄元件。拍摄元件例如是cmos(互补型金属氧化膜半导体)图像传感器。拍摄元件具有受光面。受光面是与上述的光轴正交的面。受光面呈平坦的矩形状,且以纵长的形式配置。拍摄部以拍摄元件的受光面的纵向边(长条的边)沿着铅垂方向的方式配置。

图5是侧视下的第一立体相机50的拍摄部的示意图。图5中的左侧是回转体3的前侧,图5中的右侧是回转体3的后侧,图5中的上侧是回转体3的上侧,图5中的下侧是回转体3的下侧。图5中的左右方向是回转体3的前后方向,图5中的上下方向是回转体3的上下方向。图5中仅示出构成第一立体相机50的拍摄部中的第二拍摄部52。图5中以单点划线所示的光轴ax2表示第二拍摄部52的光轴。

如图5所示,第二拍摄部52面向前窗47而配置。第二拍摄部52以俯视驾驶室5的前方的角度配置。第二拍摄部52的光轴ax2在驾驶室5的前方形成相对于水平方向朝下的角度。光轴ax2在车辆主体的前方相对于水平方向呈俯角地倾斜。

图5中代表性地图示出构成第一立体相机50的拍摄部中的第二拍摄部52,但在侧视下,第一拍摄部51配置在与第二拍摄部52相同的位置。在侧视下,第一拍摄部51的光轴在与图5所示的第二拍摄部52的光轴ax2相同的方向上延伸。第一拍摄部51的光轴在车辆主体的前方相对于水平方向呈俯角地倾斜。

图6是侧视下的第二立体相机60的拍摄部的示意图。图6中代替图5所示的第二拍摄部52而图示出第二立体相机60的第四拍摄部62。图6中仅图示出构成第二立体相机60的拍摄部中的第四拍摄部62。图6中以单点划线所示的光轴ax4表示第四拍摄部62的光轴。

如图6所示,第四拍摄部62面向前窗47而配置。第四拍摄部62以稍微俯视驾驶室5的前方的角度配置。第四拍摄部62的光轴ax4在驾驶室5的前方形成相对于水平方向朝下的角度。光轴ax4在车辆主体的前方相对于水平方向呈俯角地倾斜。

图6中代表性地图示出构成第二立体相机60的拍摄部中的第四拍摄部62,但在侧视下,第三拍摄部61配置在与第四拍摄部62相同的位置。在侧视下,第三拍摄部61的光轴在与图6所示的第四拍摄部62的光轴ax4相同的方向上延伸。第三拍摄部61的光轴在车辆主体的前方相对于水平方向呈俯角地倾斜。

对图5与图6进行比较,第一立体相机50的光轴(在图5、6所示的侧视下,与第一拍摄部51的光轴以及第二拍摄部52的光轴ax2一致)与第二立体相机60的光轴(在图5、6所示的侧视下,与第三拍摄部61的光轴以及第四拍摄部62的光轴ax4一致)相比,相对于水平方向以大角度倾斜。第一立体相机50的光轴的俯角大于第二立体相机60的光轴的俯角。

图7是示出从侧方观察到的第一立体相机50的拍摄范围r1以及第二立体相机60的拍摄范围r2的示意图。如上所述,第一立体相机50与第二立体相机60配置在驾驶室5内的前方上部。第一立体相机50与第二立体相机60在上下方向上配置于相同的位置。如图7所示,在侧视下,第一立体相机50与第二立体相机60相互重叠。第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61以及第四拍摄部62配置于在侧视下相互重叠的位置。

图7中所示的光轴ax2表示参照图5说明的第二拍摄部52的光轴。光轴ax1是第一拍摄部51的光轴,在图7所示的侧视下,在与光轴ax2相同的方向上延伸。图7中所示的光轴ax4表示参照图6说明的第四拍摄部62的光轴。光轴ax3是第三拍摄部61的光轴,在图7所示的侧视下,在与光轴ax4相同的方向上延伸。

图7所示的液压挖掘机1利用工作装置4进行法面t1的作业。法面t1是在上方地面t4与下方地面t5之间相对于上下方向倾斜的地面。法肩t2是法面t1的最上部的端。法尾t是法面t1的最下部的端。法肩t2形成法面t1与上方地面t4的边界。法尾t3形成法面t1与下方地面t5的边界。

在图7中,被施加了由从右上朝左下延伸的斜线形成的阴影线的范围表示处于水平面的液压挖掘机1所搭载的第一立体相机50的垂直面上的视场角内的范围。第一立体相机50对该视场角内包含的地形进行拍摄。图7中示出的拍摄范围r1表示第一立体相机50所拍摄的垂直面上的第一拍摄范围。拍摄范围r1包括下方地面t5的一部分、法尾t3以及法面t1的一部分。

在图7中,被施加了由从左上朝右下延伸的斜线形成的阴影线的范围表示处于水平面的液压挖掘机1所搭载的第二立体相机60的垂直面上的视场角内的范围。第二立体相机60对该视场角内包含的地形进行拍摄。图7中示出的拍摄范围r2表示第二立体相机60所拍摄的垂直面上的第二拍摄范围。拍摄范围r2包括法面t1的一部分。

第一立体相机50的光轴(在图7所示的侧视下,与第一拍摄部51的光轴ax1以及第二拍摄部52的光轴ax2一致)的俯角大于第二立体相机60的光轴(在图7所示的侧视下,与第三拍摄部61的光轴ax3以及第四拍摄部62的光轴ax4一致)的俯角。因此,第一立体相机50对相对靠下方的拍摄范围r1进行拍摄。第二立体相机60对相对靠上方的拍摄范围r2进行拍摄。第二立体相机60对比第一立体相机50所拍摄的拍摄范围r1靠上方的拍摄范围r2进行拍摄。

拍摄范围r1与拍摄范围r2一部分重合。拍摄范围r1的上缘部分与拍摄范围r2的下缘部分彼此重叠。第一立体相机50的视场角与第二立体相机60的视场角的一部分重叠。第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61以及第四拍摄部62的视场角的一部分重叠。拍摄范围r1的下缘与拍摄范围r2的上缘呈约90度的角(在图7中,为了容易观察图而设为比90度小的角)。

图8与图7同样地,是示出从侧方观察到的第一立体相机50的在垂直面上的拍摄范围r1以及第二立体相机60的在垂直面上的拍摄范围r2的示意图。图8所示的液压挖掘机1进行与图7所示的具有法面t1的地形不同的地形即平面t6的作业。

第一立体相机50的光轴(在图8所示的侧视下,与第一拍摄部51的光轴ax1以及第二拍摄部52的光轴ax2一致)的俯角大于第二立体相机60的光轴(在图8所示的侧视下,与第三拍摄部61的光轴ax3以及第四拍摄部62的光轴ax4一致)的俯角。因此,第一立体相机50对相对接近车辆主体的拍摄范围r1进行拍摄。第二立体相机60对相对远离车辆主体的拍摄范围r2进行拍摄。第二立体相机60对比第一立体相机50所拍摄的拍摄范围r1靠远方的拍摄范围r2进行拍摄。拍摄范围r1与拍摄范围r2一部分重合。

图9是俯视下的第一立体相机50以及第二立体相机60的第一拍摄部~第四拍摄部的示意图。图9中示意性地图示出俯视观察安装于驾驶室5内的基座部90、支承于基座部90的第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61及第四拍摄部62以及工作装置4的状态。图9中的右侧相当于车辆主体的右方向,图9中的左侧相当于车辆主体的左方向。图9中的上侧相当于车辆主体的前方向,图9中的下侧相当于车辆主体的后方向。

图9中图示出上述的第一拍摄部51、第二拍摄部52、第三拍摄部61以及第四拍摄部62各自的光轴ax1、ax2、ax3、ax4。图9中还以单点划线图示出工作装置4的中心轴c。如图9所示,将沿俯视下的工作装置4的延伸方向延伸且穿过与该延伸方向正交的方向即短边方向上的工作装置4的中心的线称作工作装置4的中心轴c。如上所述,本实施方式的工作装置4轴支承于回转体3的前方侧,因此,工作装置4的中心轴c在车辆主体的前后方向上延伸。

如图9所示,第一拍摄部51的光轴ax1与第二拍摄部52的光轴ax2在俯视下相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜。光轴ax1、ax2在俯视下沿随着从液压挖掘机1的主体向前方离开而远离工作装置4的方向延伸。俯视下的光轴ax1、ax2在比第一拍摄部51以及第二拍摄部52靠后方的位置处与工作装置4的中心轴c交叉。

需要说明的是,俯视下的第一立体相机50的光轴定义为如下的直线所延伸的方向:该直线穿过第一拍摄部51的光轴ax1与第二拍摄部52的光轴ax2的交点,且将光轴ax1与光轴ax2所成的角二等分,穿过第一拍摄部51与第二拍摄部52的中间点。第一拍摄部51的光轴ax1以及第二拍摄部52的光轴ax2均在俯视下沿随着从液压挖掘机1的主体向前方离开而远离工作装置的方向延伸。因此,俯视下的第一立体相机50的光轴也以沿随着从液压挖掘机1的主体向前方离开而远离工作装置的方向延伸的方式,相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜。

第一拍摄部51在液压挖掘机1的主体的左右方向上配置在比第二拍摄部52远离工作装置4的位置。第一拍摄部51的光轴ax1与第二拍摄部52的光轴ax2在俯视下相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向以互不相同的角度倾斜。第一拍摄部51的光轴ax1相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜的角度小于第二拍摄部52的光轴ax2相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜的角度。

第一拍摄部51与第二拍摄部52各自的光轴ax1、ax2并非平行,而是以各自的光轴ax1、ax2在比液压挖掘机1的主体靠前方的位置交叉的方式配置。因此,第一拍摄部51拍摄的拍摄范围与第二拍摄部52拍摄的拍摄范围的一部分可靠地重合。由此,即便在将第一拍摄部51与第二拍摄部52在回转体3的左右方向上隔开间隔地配置的情况下,也能够可靠地获取要由第一立体相机50拍摄的对象物的一对图像,通过对这一对图像进行立体处理而能够构筑拍摄对象物的三维图像。

如图9所示,第三拍摄部61的光轴ax3与第四拍摄部62的光轴ax4在俯视下相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜。光轴ax3、ax4在俯视下沿随着从液压挖掘机1的主体向前方离开而远离工作装置4的方向延伸。俯视下的光轴ax3、ax4在比第三拍摄部61以及第四拍摄部62靠后方的位置处与工作装置4的中心轴c交叉。

需要说明的是,俯视下的第二立体相机60的光轴定义为如下的直线所延伸的方向:该直线穿过第三拍摄部61的光轴ax3与第四拍摄部62的光轴ax4的交点,且将光轴ax3与光轴ax4所成的角二等分,穿过第三拍摄部61与第四拍摄部62的中间点。第三拍摄部61的光轴ax3以及第四拍摄部62的光轴ax4均在俯视下沿随着从液压挖掘机1的主体向前方离开而远离工作装置的方向延伸。因此,俯视下的第二立体相机60的光轴也以沿随着从液压挖掘机1的主体向前方离开而远离工作装置的方向延伸的方式,相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜。

第三拍摄部61在液压挖掘机1的主体的左右方向上配置在比第四拍摄部62远离工作装置4的位置。第三拍摄部61的光轴ax3与第四拍摄部62的光轴ax4在俯视下相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向以互不相同的角度倾斜。第三拍摄部61的光轴ax3相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜的角度小于第四拍摄部62的光轴ax4相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜的角度。

第三拍摄部61与第四拍摄部62各自的光轴ax3、ax4并非平行,而是以各自的光轴ax3、ax4在比液压挖掘机1的主体靠前方的位置交叉的方式配置。因此,第三拍摄部61拍摄的拍摄范围与第四拍摄部62拍摄的拍摄范围的一部分可靠地重合。由此,即便在将第三拍摄部61与第四拍摄部62在回转体3的左右方向上隔开间隔地配置的情况下,也能够可靠地获取要由第二立体相机60拍摄的对象物的一对图像,通过对这一对图像进行立体处理而能够构筑拍摄对象物的三维图像。

图10是示出俯视下的第一立体相机50以及第二立体相机60的拍摄范围的示意图。图10中的被施加阴影线的范围表示俯视下的第一立体相机50以及第二立体相机60的视场角内的范围。

如上所述,俯视下的第一立体相机50的光轴以及第二立体相机60的光轴均以沿随着从液压挖掘机1的主体向前方离开而远离工作装置的方向延伸的方式,相对于工作装置4的中心轴c延伸的方向倾斜。在第一立体相机50以及第二立体相机60拍摄的拍摄范围内不存在工作装置4。由此,与工作装置4的位置无关,避免了拍摄对象被工作装置4局部遮挡的现象。

接着,说明本发明人关于在扬起工作装置4的状态下由立体相机进行拍摄时拍摄精度降低的现象而得到的新的见解。图11是使工作装置4最上升的状态下的液压挖掘机1的侧视图。

图11所示的液压挖掘机1位于平面t6上。工作装置4的动臂4a具有动臂背面4a1。图11所示的直线l1表示从侧方观察到的动臂背面4a1延伸的方向。图11所示的角度θmax是处于最扬起的位置的工作装置4的动臂4a的动臂背面4a1相对于液压挖掘机1当前所处的地面即平面t6所成的角度。角度θmax是直线l1相对于平面t6所成的角度。

图12是示出工作装置4对主天线9a的接收环境造成的影响的侧视图。图13是示出工作装置4对主天线9a的接收环境造成的影响的俯视图。图12、13图示出主天线9a的接收范围100与液压挖掘机1重叠。图13所示的被施加了阴影线的遮挡范围101表示主天线9a的周围360°中的被工作装置4遮挡的范围。

图12、13所示的工作装置4与图11同样地处于最扬起的位置。最上升的状态下的工作装置4处于主天线9a的接收范围100内。工作装置4由以钢铁材料为代表的金属形成。因此,处于主天线9a的接收范围100内的工作装置4会遮挡主天线9a要接收的电波信号而使主天线9a无法接收电波,或者反射电波而使主天线9a接收的电波信号产生紊乱。

图14是示出工作装置4对副天线9b的接收环境造成的影响的侧视图。图15是示出工作装置4对副天线9b的接收环境造成的影响的俯视图。图14、15图示出副天线9b的接收范围110与液压挖掘机1重叠。图15所示的被施加了阴影线的遮挡范围111表示副天线9b的周围360°中的被工作装置4遮挡的范围。

图14、15所示的工作装置4与图11同样地处于最扬起的位置。最上升的状态下的工作装置4处于副天线9b的接收范围110内。工作装置4由以钢铁材料为代表的金属形成。因此,处于副天线9b的接收范围110内的工作装置4会遮挡副天线9b要接收的电波信号而使副天线9b无法接收电波,或者反射电波而使副天线9b接收的电波信号产生紊乱。

最上升的状态下的工作装置4成为向主天线9a以及副天线9b发送的电波信号的遮挡物,对使用主天线9a以及副天线9b的液压挖掘机1的当前位置的测定精度造成影响。液压挖掘机1的当前位置的测定精度降低的结果是,由立体相机的一对拍摄部分别拍摄的拍摄范围产生偏移。由此,由立体相机拍摄的现况地形的拍摄精度降低。

尤其是实施方式的液压挖掘机1为小回转型,因此,为了减小回转半径,将工作装置4最扬起时的图11所示的角度θmax被设定得较大。例如,如图11所示,角度θmax超过90°。角度θmax被设定为钝角。因此,最上升的状态下的工作装置4配置在回转体3的靠后方的位置,且配置为更靠近天线9。最上升的状态下的工作装置4对天线9的接收环境造成的影响更大,由此现况地形的拍摄精度容易降低。

因此,在本实施方式的液压挖掘机1中,如图9所示,第一立体相机50的第一拍摄部51的光轴ax1与第二拍摄部52的光轴ax2在俯视下,相对于工作装置4的中心轴c以互不相同的角度向随着远离液压挖掘机1的主体而远离工作装置4的一侧倾斜。第二立体相机60的第三拍摄部61的光轴ax3与第四拍摄部62的光轴ax4在俯视下,相对于工作装置4的中心轴c以互不相同的角度向随着远离液压挖掘机1的主体而远离工作装置4的一侧倾斜。

通过像这样配置拍摄装置,如图10所示,在俯视下的立体相机的视场角内不包含工作装置4。无论工作装置4的姿势如何,工作装置4都处于立体相机的视场角外,工作装置4不会遮挡立体相机的视场角,因此,在利用立体相机进行拍摄时无需使工作装置4上升。能够在使工作装置4降低了的状态下使用立体相机对现况地形进行拍摄,在该情况下,天线9的接收范围100、110不会被工作装置4遮挡,因此,能够高精度地对现况地形进行拍摄。

由于在进行拍摄之前无需进行使工作装置4上升的动作,因此,能够提高作业效率。由于能够不使工作装置4上升而进行拍摄,因此,即便在液压挖掘机-i的上方存在电线等障碍物的情况下,拍摄也不会被障碍物妨碍。即便在液压挖掘机1位于倾斜地或软地面上等的情况下,也能够不使工作装置4上升而进行拍摄,因此,能够防止在拍摄中液压挖掘机1的姿势变得不稳定。

如图12所示,第一拍摄部51在车辆主体的左右方向上配置在比第二拍摄部52远离工作装置4的位置。第一拍摄部51的光轴ax1相对于工作装置4的中心轴c倾斜的角度小于第二拍摄部52的光轴ax2相对于工作装置4的中心轴c倾斜的角度。由此,第一拍摄部51的光轴ax1与第二拍摄部52的光轴ax2在液压挖掘机1的主体的前方可靠地交叉,因此,第一拍摄部51与第二拍摄部52能够同时拍摄液压挖掘机1的主体的前方的拍摄范围。因此,能够高精度地对液压挖掘机1的前方的现况地形等拍摄对象进行拍摄。

(第二实施方式)

第二实施方式的液压挖掘机1具备与第一实施方式的液压挖掘机1几乎相同的硬件结构,但由控制器20实现的功能结构与第一实施方式不同。图16是对实施方式的液压挖掘机1的功能块进行说明的图。

如图16所示,液压挖掘机1具备用于控制液压挖掘机1的动作的控制器20。控制器20包括存储器21。存储器21被设置为存储用于执行液压挖掘机1中的各种动作的程序且存储所需数据的区域。控制器20基于存储于存储器21的程序而执行各种处理。

第一立体相机50与控制器20电连接。控制器20向第一立体相机50输出指令信号,指示第一立体相机50对液压挖掘机1的前方区域(图7、8所示的拍摄范围r1)进行拍摄。第一立体相机50的第一拍摄部51以及第二拍摄部52拍摄到的二维图像向控制器20输入。

控制器20对第一拍摄部51和第二拍摄部52从不同角度同时拍摄到的两个二维图像进行立体匹配,算出作为拍摄对象的前方区域的三维形状所涉及的图像数据。更具体而言,控制器20基于第一拍摄部51与第二拍摄部52的视差,使用三角测量的原理,算出从第一拍摄部51到作为拍摄对象的前方区域的距离以及从第二拍摄部52到前方区域的距离,求出前方区域的三维形状。

第二立体相机60与控制器20电连接。控制器20向第二立体相机60输出指令信号,指示第二立体相机60对液压挖掘机1的前方区域(图7、8所示的拍摄范围r2)进行拍摄。第二立体相机60的第三拍摄部61以及第四拍摄部62拍摄到的二维图像向控制器20输入。

控制器20对第三拍摄部61和第四拍摄部62从不同角度同时拍摄到的两个二维图像进行立体匹配,算出作为拍摄对象的前方区域的三维形状所涉及的图像数据。更具体而言,控制器20基于第三拍摄部61与第四拍摄部62的视差,使用三角测量的原理,算出从第三拍摄部61到作为拍摄对象的前方区域的距离以及从第四拍摄部62到前方区域的距离,求出前方区域的三维形状。

控制器20进而将根据第一立体相机50的拍摄而算出的图像数据与根据第二立体相机60的拍摄而算出的图像数据合成为一个。该图像数据的合成通过基于第一立体相机50与第二立体相机60的相对位置,在一方的图像数据的坐标系上投影另一方的图像数据而进行。通过将两个图像数据以使共通的三维形状重叠的方式纵向并排地合成,从而能够获取将图7所示的从法面t1的法尾t3到达法肩t2的范围较宽地合成的图像数据。

上述的图像处理也可以由控制器20自身执行。或者也可以构成为,将由各个拍摄部拍摄到的二维图像从控制器20发送至外部的监视站,该监视站执行图像处理,从监视站向控制器20发送所获取的三维图像数据。

另外,液压挖掘机1具备操作装置30。操作装置30配置在驾驶室5内。通过搭乘于驾驶室5的操作员而向操作装置30输入使第一立体相机50以及第二立体相机60的拍摄执行的指示。通过受理操作员对操作装置30进行了操作的输入,控制器20向第一立体相机50及/或第二立体相机60输出指示拍摄的指令信号。

液压挖掘机1还具备传感器16。传感器16对工作装置4的动臂4a的动臂背面4a1相对于液压挖掘机1当前所处的地面所成的角度进行检测。传感器16也可以是设置于动臂4a的基端部的动臂销的、检测动臂4a相对于回转体3的旋转角的旋转编码器。传感器16也可以是安装于驱动动臂4a的液压缸4f的缸行程传感器。传感器16也可以是设置于分别与液压缸4f的底侧油室和头侧油室连接的液压配管的、对该液压配管内的液压进行检测的压力传感器。

液压挖掘机1还具备显示装置23。显示装置23显示当前是否能够进行基于第一立体相机50及/或第二立体相机60的拍摄。显示装置23显示当前是否能够对操作员用于输入拍摄指示的操作装置30进行操作。

图17是概要地示出操作装置30的结构的立体图。图17所示的实施方式的显示装置23与操作装置30一体地构成。显示装置23具有能够点亮的发光体。与显示装置23一体化的操作装置30例如能够作为led(发光二极管)照明式的摇杆式开关而实现。显示装置23在能够拍摄时和不能够拍摄时,变更点亮的方式。例如可以为,在能够拍摄时,显示装置23持续点亮,在不能够拍摄时,显示装置23闪烁或熄灭。或者可以为,例如在能够拍摄时和不能够拍摄时,变更显示装置23的点亮颜色。

显示装置23不局限于与操作装置30一体地构成,也可以与操作装置30分体构成。也可以与操作装置30分开地设置可点亮的显示装置23,或者也可以作为配置于驾驶室5内的显示器的一个功能而实现显示装置23。

图18是示出不对天线9的接收环境造成影响的工作装置4的配置的侧视图。图18图示出与图14同样的副天线9b的接收范围110。图18所示的工作装置4处于副天线9b的接收范围110外。图18所示的工作装置4的动臂4a在不与副天线9b的接收范围110发生干涉的范围内处于最扬起的位置。图18所示的角度θ2是在不与副天线9b的接收范围110发生干涉的范围内处于最扬起的位置的动臂4a的动臂背面4a1相对于液压挖掘机1当前所处的地面即平面t6所成的角度。图18所示的动臂背面4a1处于副天线9b的接收范围的边界附近。

图19是示出工作装置4相对于地面的角度与可否受理摄影之间的关系的图。图19所示的角度θmin是处于最降低的位置的动臂4a的动臂背面4a1相对于液压挖掘机1当前所处的地面即平面t6所成的角度。

图19所示的角度θ1是动臂背面4a1相对于液压挖掘机1当前所处的地面即平面t6所成的角度,是大于角度θ2且小于角度θmax的角度。当动臂背面4a1相对于液压挖掘机1当前所处的地面所成的角度为角度θ1时,工作装置4处于局部遮挡副天线9b的接收范围110的位置,但工作装置4遮挡接收范围110的遮挡范围111(参照图15)小于工作装置4处于最扬起的位置时的遮挡范围。角度θ1例如为90°。

如图19所示,在动臂背面4a1相对于地面所成的角度为角度θmin以上且角度θ2以下时,工作装置4不会与副天线9b的接收范围110发生干涉,因此,能够受理摄影。即便工作装置4的动臂4a上升而动臂背面4a1相对于地面所成的角度超过角度θ2,在小于角度θ1的范围内也保持设定为能够受理摄影。

在动臂背面4a1相对于地面所成的角度到达角度θ1时,切换为不能够受理摄影。在动臂背面4a1相对于地面所成的角度处于角度θ1以上且角度θmax以下的范围时,工作装置4与副天线9b的接收范围110发生干涉,无法利用立体相机高精度地拍摄现况地形,因此成为不能够受理摄影。当动臂背面4a1相对于地面所成的角度为角度θ1以上时,设为不能能进行立体相机的拍摄。

在工作装置4的动臂4a从动臂背面4a1相对于地面所成的角度为角度θ1以上的状态起下降时,即便低于角度θ1,也依然保持设定为不能够受理摄影。在动臂背面4a1相对于地面所成的角度到达角度θ2时,切换为能够受理摄影。

在使工作装置4上升时从能够受理摄影向不能够受理摄影切换的角度θ1与在使工作装置4下降时从不能够受理摄影向能够受理摄影切换的角度θ2被设定为不同的角度。在使工作装置4下降时从不能够受理摄影向能够受理摄影切换的角度θ2被设定为比在使工作装置4上升时从能够受理摄影向不能够受理摄影切换的角度θ1小的角度。

在以上说明的第二实施方式的液压挖掘机1中,如图19所示,控制器20在动臂4a相对于液压挖掘机1所处的地面所成的角度为角度θ1以上时,设为不能进行第一立体相机50以及第二立体相机60的拍摄。

在第一实施方式中,如参照图12~15说明的那样,在动臂4a相对于液压挖掘机1所处的地面所成的角度较大时,天线的接收范围与工作装置4发生干涉,由此液压挖掘机1的当前位置的测定精度降低,立体相机所拍摄的现况地形的拍摄精度降低。因此,在工作装置4配置于可能使立体相机的拍摄精度降低的位置时,设为不能进行立体相机的拍摄。由此,在立体相机的拍摄被许可时,工作装置4对立体相机的拍摄精度造成的影响较小。能够避免意图外地获取拍摄精度低的图像数据,因此,能够获取液压挖掘机1的前方的现况地形等拍摄对象的精度高的拍摄数据。

另外,如图19所示,控制器20在动臂4a相对于液压挖掘机1所处的地面所成的角度为角度θ1以上时,使操作装置30不能受理执行拍摄的操作。在工作装置4配置于可能使立体相机的拍摄精度降低的位置时,通过使执行拍摄的操作本身无法进行,能够可靠地避免意图外地获取拍摄精度低的图像数据。

另外,如图19所示,控制器20在操作装置30不能受理执行拍摄的操作的状态下,当动臂4a相对于液压挖掘机1所处的地面所成的角度成为比角度θ1小的角度θ2时,使操作装置30能够受理执行拍摄的操作。在工作装置4移动至不对天线9的接收环境造成影响的位置之后,能够进行立体相机的拍摄,由此能够获取工作装置4未造成影响的精度高的拍摄数据。

另外,如图16、17所示,液压挖掘机1还具备显示是否能够进行立体相机的拍摄的显示装置23。这样,操作员通过视觉确认显示装置23,能够容易地识别是否能够进行拍摄。

另外,如图1所示,液压挖掘机1为小回转型。在小回转型的液压挖掘机1中,为了减小回转半径,使工作装置4最扬起时的角度θmax被设定得较大。最上升的状态下的工作装置4配置在回转体3的靠后方的位置,配置为更靠近天线9。最上升的状态下的工作装置4对天线9的接收环境造成的影响变得更大。因此,通过在工作装置4配置于可能使拍摄精度降低的位置时设为不能进行立体相机的拍摄,由此能够更加显著地获得可获取拍摄对象的精度高的拍摄数据的效果。

需要说明的是,在目前为止说明的实施方式中,液压挖掘机1具有驾驶室5,构成立体相机的各个拍摄部安装于驾驶室5。液压挖掘机1也可以不必具有驾驶室5。液压挖掘机1不局限于操作员搭乘在液压挖掘机1上而对液压挖掘机1进行操作的规格,也可以为通过来自外部的远程操作而动作的规格。在该情况下,液压挖掘机1不需要用于供操作员搭乘的驾驶室5,因此也可以不具有驾驶室5。

在实施方式中,针对液压挖掘机1具备控制器20且控制器20执行图17所示的可否受理拍摄所涉及的控制的例子进行了说明。实施方式的思想能够应用于将控制器与液压挖掘机1分开设置的系统。在通过远程操作而动作的规格的液压挖掘机1中,对液压挖掘机1的动作进行控制的控制器配置在液压挖掘机1的外部。在该情况下,也能够通过应用实施方式的思想,同样地获得能获取拍摄对象的精度高的拍摄数据的效果。

此次公开的实施方式的所有方面均是例示,不应认为是限制性的内容。本发明的范围由权利请求保护的范围示出,而非上述的说明,包括与权利请求保护的范围同等的含义以及范围内的全部变更。

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