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作业机械以及作业机械的控制方法与流程

2022-08-28 06:23:21 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及作业机械以及作业机械的控制方法。


背景技术:

2.在液压挖掘机中,通常在驾驶室的旁边设置有作业机。因此,在操作员的视野中存在被作业机的大臂遮挡的死角。
3.为了消除这样的死角,提出了显示成为死角的车外风景的方案(例如参照专利文献1。)。
4.在专利文献1所示的液压挖掘机中公开了如下内容:设置对死角图像进行拍摄的照相机,在安装在被作业机遮挡的驾驶室的窗上的非透射型lcd屏幕上显示死角图像。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开平10-299032号公报


技术实现要素:

8.但是,在专利文献1的液压挖掘机中,由于在窗上安装非透射型lcd屏幕,因此,视觉辨认性变差,在操作员通过窗来确认车外时难以看到。
9.本公开的目的在于提供一种作业机械以及作业机械的控制方法,不会损害从驾驶座的视觉辨认性,操作员能够确认存在于死角的物体。
10.(用于解决课题的方案)
11.第一方式的作业机械具备车辆主体、作业机、显示部、检测部以及显示控制部。车辆主体具有驾驶座。作业机安装于车辆主体,相对于车辆主体进行动作。显示部设置于作业机。检测部检测车辆主体周围中的以作业机为基准而与驾驶座相反的一侧的区域中的物体。显示控制部将检测部检测到的信息显示于显示部。
12.第二方式的作业机械具备车辆主体、作业机、显示部、检测部以及显示控制部。车辆主体具有驾驶座。作业机安装于车辆主体,相对于车辆主体进行动作。显示部设置于作业机。检测部检测车辆主体周围中的以作业机为基准而与驾驶座相反的一侧的区域中的物体。显示控制部将与检测部的检测结果对应的信息显示于显示部。
13.第三方式的作业机械的控制方法具备拍摄步骤、大臂角度检测步骤、遮蔽区域决定步骤、遮蔽区域提取步骤以及显示步骤。在拍摄步骤中,对车辆主体周围中的以作业机为基准而与驾驶座相反的一侧的区域中的图像进行拍摄。在大臂角度检测步骤中,检测大臂的俯仰角度。在遮蔽区域决定步骤中,基于检测到的所述大臂的俯仰角度,决定操作员的视野被大臂遮挡的遮蔽区域。在遮蔽区域提取步骤中,从由拍摄部拍摄到的图像数据中提取遮蔽区域的部分的图像数据。在显示步骤中,将基于提取出的图像数据的图像显示于俯仰的大臂的侧面。
14.(发明的效果)
15.根据本公开,能够提供一种作业机械以及作业机械的控制方法,不会损害从驾驶座的视觉辨认性,操作员能够确认存在于死角的物体。
附图说明
16.图1是表示本公开涉及的实施方式1的液压挖掘机的立体图。
17.图2是表示图1的液压挖掘机的俯视图。
18.图3是表示图1的液压挖掘机的驾驶室的侧视图。
19.图4是表示由图1的液压挖掘机的检测部进行检测的检测区域的俯视图。
20.图5是表示图1的液压挖掘机的从驾驶座观察的视野的图。
21.图6是表示图1的液压挖掘机的控制结构的框图。
22.图7a是表示从图1的液压挖掘机的检测部取得的图像数据的例子的图。
23.图7b是表示从图7a的图像数据转换视角后的图像数据的例子的图。
24.图7c是表示图7b的图像数据中的遮蔽区域的图。
25.图7d是表示从图7c的图像数据中提取遮蔽区域而得到的图像数据的图。
26.图7e是表示对图7d的图像数据赋予了警告显示的图像数据的图。
27.图8是表示图1的液压挖掘机的控制动作的流程图。
28.图9是本公开涉及的实施方式2的液压挖掘机的俯视图。
29.图10是表示图9的液压挖掘机的控制结构的框图。
30.图11是表示图9的液压挖掘机的从驾驶座观察的视野的图。
31.图12是表示图9的液压挖掘机的控制动作的流程图。
32.图13是表示本公开涉及的实施方式2的变形例的液压挖掘机的检测区域中的规定范围的图。
具体实施方式
33.以下,参照附图对作为本公开涉及的作业机械的一例的液压挖掘机进行说明。
34.(实施方式1)
35.以下,对本公开涉及的实施方式1的液压挖掘机进行说明。
36.《结构》
37.(液压挖掘机的概要)
38.图1是表示本实施方式的液压挖掘机1的结构的示意图。图2是液压挖掘机1的俯视图。
39.液压挖掘机1(作业机械的一例)具备车辆主体2、作业机3、检测部4(图2)、投影部5、显示部6(后述的图3)以及控制部7(后述的图6)。如图1所示,车辆主体2具有行驶体21和旋转体22。行驶体21具有一对行驶装置21a、21b。各行驶装置21a、21b具有履带21c、21d,通过来自发动机的驱动力使行驶电机旋转而驱动履带21c、21d,从而使液压挖掘机1行驶。
40.旋转体22载置于行驶体21上。旋转体22设置成能够通过未图示的旋转装置以沿着上下方向的轴为中心相对于行驶体21旋转。
41.在旋转体22的前部左侧位置设置有作为操作员在驾驶时就座的驾驶座的驾驶室23。图3是驾驶室23的侧视图。如图3所示,在驾驶室23的内部配置有驾驶座231、用于操作作
业机3的杆232、各种显示装置等。
42.旋转体22在后部侧收容未图示的发动机、液压泵等。另外,在本实施方式中,在没有说明的情况下,前后左右以驾驶室23内的驾驶座为基准进行说明。将驾驶座与正面正对的方向设为前方向,将与前方向相向的方向设为后方向。将驾驶座与正面正对时的侧方方向的右侧、左侧分别设为右方向、左方向。
43.如图1所示,作业机3具有大臂31、小臂32、挖掘铲斗33(附件的一例),并安装于旋转体22的前部中央位置。作业机3配置在驾驶室23的右侧。大臂31的基端部能够转动地连结于旋转体22。另外,大臂31的前端部能够转动地连结于小臂32的基端部。小臂32的前端部能够转动地连结于挖掘铲斗33。挖掘铲斗33以其开口能够朝向车辆主体2的方向(后方)的方式安装于小臂32。挖掘铲斗33以这样的朝向安装的液压挖掘机被称为反铲挖掘机。
44.以与大臂31、小臂32以及挖掘铲斗33分别对应的方式配置有液压缸34~36(大臂缸34、小臂缸35以及铲斗缸36)。通过驱动这些液压缸34~36来驱动作业机3。由此,进行挖掘等作业。
45.如图3所示,大臂31的基端部相对于驾驶座231位于侧方,大臂31通过大臂缸34的驱动而在旋转体22的前方上下移动。因此,当大臂31向上方转动时,来自就座于驾驶座231的操作员的视野被大臂31遮挡而产生死角。
46.作为用于确定视野被遮挡的区域的信息,预先设定有确定驾驶座231的位置和规定高度(操作员的视线位置)的坐标。操作员的视线通过包含在监视器等中预先输入那样的设定值输入在内的已知方法来规定。操作员的视线能够按每个操作员设定,例如能够通过输入操作员的id来调出。
47.通过确定驾驶座231的位置和操作员的视线位置,能够确定从操作员到大臂31的距离,因此,能够确定视野被大臂31遮挡的区域。
48.(检测部4)
49.检测部4检测车辆主体2周围中的存在来自驾驶座231的视野被大臂31遮挡的可能性的区域的物体。
50.如图2所示,检测部4设置于旋转体22。检测部4隔着作业机3设置在驾驶室23的相反侧。检测部4配置在作业机3的右侧(第一方向侧的一例)。
51.如后述的图6所示,检测部4具有拍摄部41以及物体检测部42。作为拍摄部41,可以使用照相机等。另外,拍摄部41例如可以使用ccd图像传感器等。拍摄部41对车辆主体2周围中的作业机3的与驾驶室23相反的一侧的区域r1进行拍摄。
52.图4是用于表示车辆主体2周围中的由检测部4检测的区域r1的图。如图4所示,区域r1是液压挖掘机1的右前方。例如,区域r1也可以设为从作业机3的大臂31的基端向右延伸的线l1与大臂31的右侧面向前方的延长线l2之间。区域r1是车辆主体2周围中的存在操作员的视野被大臂31遮挡的可能性的区域。
53.由拍摄部41拍摄到的图像向控制部7发送。
54.物体检测部42进行物体的检测。物体检测部42可以使用激光、声波、立体照相机等,但并不限于此,也可以通过后处理对由拍摄部41拍摄到的图像进行解析来检测物体。通过物体检测部42能够测量到存在于区域r1的物体的距离。
55.在图4的俯视图中,在区域r1中示出自卸卡车100、路锥102以及岩石101。通过拍摄
部41拍摄包含自卸卡车100、路锥102以及岩石101在内的图像。
56.另外,通过物体检测部42,能够测量从液压挖掘机1到自卸卡车100以及岩石101的距离。在图4的俯视图中,可以岩石101配置在靠近车辆主体2的场所。
57.另外,设置有能够任意地调整拍摄部41以及物体检测部42的检测角度的构件。
58.需要说明的是,拍摄部41以及物体检测部42可以各设置一个,但为了高精度地进行检测,也可以设置多个。
59.(投影部5、显示部6)
60.投影部5基于由检测部4检测到的信息向作业机3的表面投影图像。
61.图5是表示来自就座于驾驶座231的操作员的视野的图。
62.投影部5的设置场所没有特别限定,但在本实施方式中,如图5所示,投影部5配置在驾驶室23的内侧。另外,投影部5配置在驾驶室23的右侧面附近。
63.投影部5基于来自控制部7的指示信号,经由驾驶室23的窗23a向大臂31的左侧面31a的显示部6投影图像。显示部6表示大臂31的左侧面31a的由投影部5投影的部分。作为投影部5,例如可以使用短焦点投影仪,使用投影映射向大臂31的左侧面31a投影图像。在图3中,用虚线表示显示部6,操作员被遮挡的区域根据大臂31的角度而可变,因此,显示部6的范围也根据大臂31的角度而变化。
64.例如,通过投影部5的投影,如图5所示,能够使图4所示的自卸卡车100以及岩石101显示于显示部6。需要说明的是,关于路锥102,由于未被大臂31遮挡,因此,操作员能够通过窗23a直接目视确认。
65.(控制部7)
66.图6是表示本实施方式的液压挖掘机1的控制结构的框图。
67.控制部7包括处理器和存储装置。处理器例如是cpu(central processing unit:中央处理单元)。或者,处理器也可以是与cpu不同的处理器。处理器按照程序执行用于液压挖掘机1的控制的处理。存储装置包括rom(read only memory:只读存储器)那样的非易失性存储器以及ram(random access memory:随机存取存储器)那样的易失性存储器。存储装置也可以包括硬盘或ssd(solid state drive:固态硬盘)等辅助存储装置。存储装置是非暂时性的(non-transitory)计算机能够读取的记录介质的一例。存储装置存储有用于对液压挖掘机进行控制的程序以及数据。
68.控制部7通过一边利用存储于存储装置的数据一边执行程序,从而具有以下的各部分的功能。
69.控制部7具有显示判定部70、图像数据取得部71、图像转换部72、遮蔽区域决定部73、遮蔽区域提取部74、障碍物检测部75、图像赋予部76以及显示控制部77。
70.图像数据取得部71从拍摄部41取得区域r1的图像数据,从物体检测部42取得区域r1中的物体信息。图7a是表示取得的图像数据的一例的图。在图7a中,示出由检测部4的拍摄部41拍摄到的图像数据p1。在图像数据p1中映现出自卸卡车100、岩石101以及路锥102。
71.图像转换部72对提取出的图像的视角进行转换。由拍摄部41拍摄到的图像与来自就座于驾驶座231的操作员的视点的图像的视角不同。因此,图像转换部72对由拍摄部41拍摄到的图像的视角进行转换,以符合来自就座于驾驶座231的操作员的视点。图7b是表示图像数据p1的视角被变更后的图像数据p2的图。在图7b中,自卸卡车100、岩石101以及路锥
102的位置关系以及大小与图7a相比发生变化。
72.遮蔽区域决定部73基于大臂角度检测部31b,决定被大臂31遮蔽的区域。根据大臂31的角度,就座于驾驶座231的操作员的视野被遮挡的区域发生变化。因此,针对大臂31的每个角度预先求出遮蔽区域并存储,通过检测大臂31的角度,能够决定操作员的视野被大臂31遮蔽的区域。在图7c中,用虚线表示从图像数据p1被大臂31遮蔽的区域s1。
73.遮蔽区域提取部74从视角被变更后的图像数据p2中提取由遮蔽区域决定部73决定的遮蔽区域s1的图像。图7d是表示提取出的遮蔽区域s1的图像数据p3的图。这样,从图像数据p2被遮蔽的区域s1作为遮蔽区域的图像数据p3而被提取。需要说明的是,在提取出的图像数据p3中,路锥102被除去,但对于路锥102,如图4所示,操作员能够直接目视确认。
74.障碍物检测部75基于来自检测部4的数据进行障碍物的检测。障碍物检测部75检测提取出的遮蔽区域的图像数据p3中的障碍物。障碍物检测部75基于物体检测部42的数据,检测图像数据p3中的物体到车辆主体2的距离,在距离在规定范围内的情况下,将该物体检测为障碍物。需要说明的是,障碍物检测部75可以从物体检测部42经由图像数据取得部71接收区域r1中的物体信息,也可以从物体检测部42直接接收。
75.在图7d所示的例子中,在图像数据p3中,作为物体包含自卸卡车100和岩石101,但由于相距车辆主体2的距离在规定范围内,因此,岩石101被检测为障碍物。需要说明的是,并不仅限于将相距车辆主体2规定范围内的物体检测为障碍物,例如,即便物体存在于比规定范围远的位置,在接近车辆主体2的情况下也可以判定为是障碍物。另外,也可以具有设定障碍物的特性的构件。
76.显示判定部70基于动作的检测,判断是否进行图像以及/或者警告的显示。显示判定部70例如在前进或作业状态的情况下,判断为进行右前方的障碍物的警告显示。前进能够根据行驶装置21a、21b的驱动来判断。另外,作业状态能够根据作业机3的动作(例如,大臂14的动作)、作业机3的操作(杆操作)等来判断。另外,显示判定部70例如在车辆主体2停止而作业机3未动作的情况下,判断为不进行显示。
77.在判定为进行显示的情况下,图像赋予部76对提取出的图像数据p3赋予检测到的障碍物的信息。作为障碍物的信息,例如可举出警告信息。例如,在岩石101基于车辆主体2的距离而被检测为障碍物的情况下,如图7e所示,将包围岩石101的周围那样的圆圈103(红色的圆圈)赋予图像数据p3,制作图像数据p4。这样的圆圈103是警告的一例。需要说明的是,也可以不限于包围岩石101那样的圆圈103,也可以使岩石101自身变红。总之,只要是能够向操作员告知岩石101的存在的警告显示即可。
78.显示控制部77进行投影部5的控制,以将由图像赋予部76制作的图像向大臂31的左侧面31a投影。将图7e所示的图像数据p4投影到大臂31的左侧面31a的状态如图4所示。
79.《动作》
80.接着,对发明涉及的实施方式的液压挖掘机1的动作进行说明,并且对作业机械的控制方法的一例也同时进行叙述。
81.图8是表示本实施方式的液压挖掘机1的动作的流程图。
82.首先,在步骤s10中,检测部4的拍摄部41拍摄区域r1中的图像数据p1。步骤s10对应于拍摄步骤的一例。
83.接着,在步骤s20中,图像数据取得部71从在区域r1中检测物体的检测部4的拍摄
部41取得图像数据p1(参照图7a),从物体检测部42取得物体信息。
84.接着,在步骤s30中,图像转换部72对取得的图像数据p1转换视角以成为来自就座于驾驶座231的操作员的视点,并制作图像数据p2(参照图7b)。
85.接着,在步骤s40中,大臂角度检测部31b检测大臂31的俯仰角度(大臂角度)。步骤s40对应于大臂角度检测步骤的一例。
86.接着,在步骤s50中,遮蔽区域决定部73基于由大臂角度检测部31b检测到的大臂角度,决定被大臂31遮蔽的区域s1(参照图7c)。步骤s50对应于遮蔽区域决定步骤的一例。
87.接着,在步骤s60中,遮蔽区域提取部74从在步骤s30中视角被变更后的图像数据p2中提取在步骤s50中决定的遮蔽区域s1的图像数据p3(参照图7d)。
88.接着,在步骤s70中,障碍物检测部75检测提取出的遮蔽区域的图像数据p3中的障碍物。在图7d所示的例子中,基于物体检测部42的物体信息,图像数据p3中的岩石101存在于相距车辆主体2的规定范围内而被检测为障碍物。
89.接着,在步骤s80中,显示判定部70基于动作的检测,判断是否进行图像以及/或者警告的显示。显示判定部70例如在前进或作业状态的情况下,判断为进行右前方的障碍物的警告显示。
90.在步骤s80中,例如在车辆主体2停止而作业机3未动作的情况下,显示判定部70判断为不进行图像以及/或者警告的显示,控制结束。
91.另外,在步骤s80中,在显示判定部70判断为进行图像以及/或者警告的显示的情况下,控制进入到步骤s90。
92.在步骤s90中,图像赋予部76对在步骤s60中提取出的图像数据p3赋予检测到的障碍物的信息来制作图像数据p4(参照图7e)。在图7e中,检测到的障碍物的信息是包围作为障碍物的岩石101的周围的圆圈103。
93.接着,在步骤s100中,如图4所示,显示控制部77进行投影部5的控制,以将在步骤s70中制作的图像数据p4向大臂31的左侧面31a投影,控制结束。步骤s100对应于显示步骤的一例。
94.《特征》
95.(1)
96.本实施方式的液压挖掘机1(作业机的一例)具备车辆主体2、作业机3、显示部6、检测部4以及显示控制部77。车辆主体2具有驾驶座231。作业机3安装于车辆主体2,相对于车辆主体2进行动作。如图3以及图5所示,显示部6设置于作业机3。如图4所示,检测部4检测车辆主体2周围中的以作业机3为基准而与驾驶座231相反的一侧的区域r1中的物体。显示控制部77将检测部4检测到的信息显示于显示部6。
97.这样,通过在作业机3设置显示部6,不将窗23a用作显示部,因此,不会损害操作员从窗的视觉辨认性。另外,通过在作业机3的显示部6显示与存在于被作业机3遮挡的成为死角的区域的物体相关的信息,操作员能够观察设置于作业机的显示部6来确认存在于死角的物体。
98.需要说明的是,在上述实施方式中,存在于死角的物体与自卸卡车100的一部分和岩石101对应。
99.另外,通过检测作业机3的与驾驶座231相反的一侧的区域r1中的物体,能够将与
存在于操作员的死角的物体相关的信息显示于显示部6,操作员能够确认存在于死角的物体。
100.(2)
101.在本实施方式的液压挖掘机1中,检测部4具有拍摄图像的拍摄部41。显示控制部77将基于拍摄到的图像数据p1的图像数据p4显示于显示部6。
102.由此,在来自驾驶座231的视野被作业机3遮挡的情况下,能够将与存在于被遮挡的区域的物体相关的信息显示于显示部。
103.(3)
104.本实施方式的液压挖掘机1还具备配置于车辆主体2的投影部5。显示部6是作业机3的左侧面31a的一部分。显示控制部77通过投影部5向显示部6投影数据。
105.由此,能够向作业机投影并显示与存在于操作员的死角的物体相关的信息。
106.(4)
107.本实施方式的液压挖掘机1还具备基于检测部4的检测来检测障碍物的障碍物检测部75。显示控制部77在从驾驶座231到障碍物的视野被作业机3遮挡的情况下,基于障碍物的检测结果使显示部6显示警告。
108.由此,能够基于检测部4的检测结果来判断是否存在障碍物,在存在障碍物的情况下,能够将该信息告知操作员。
109.(5)
110.在本实施方式的液压挖掘机1中,作业机3具有在车辆主体2的宽度方向上设置在驾驶座231的右方向侧的大臂31。大臂31能够向车辆主体2的前方动作。检测部4检测车辆主体2的前方且右方向侧的区域的物体。
111.由此,在液压挖掘机1中,能够显示与存在于来自驾驶座231的视野被大臂31遮挡的成为死角的区域的物体相关的信息。
112.(6)
113.在本实施方式的液压挖掘机1中,检测部4具有拍摄图像的拍摄部41。液压挖掘机1具备大臂角度检测部31b、遮蔽区域决定部73以及遮蔽区域提取部74。大臂角度检测部31b检测大臂31的角度。遮蔽区域决定部73基于检测到的大臂31的角度,决定操作员的视野被大臂31遮蔽的遮蔽区域s1。遮蔽区域提取部74从由拍摄部41拍摄到的图像数据p1中提取遮蔽区域s1的部分的图像数据p3。显示控制部77将基于提取出的图像数据p3的图像显示于在大臂31设置的显示部6。
114.由此,能够仅将视野被大臂31遮挡的区域的图像显示于大臂31的左侧面31a。例如,在使用投影部5向左侧面31a投影的情况下,能够仅向大臂31投影,因此,不向大臂31以外的部分放射光,所以能够尽可能地防止反射等。
115.(7)
116.在本实施方式的液压挖掘机1中,车辆主体2具有旋转体22和行驶体21。驾驶室23(驾驶座的一例)以及作业机3设置于旋转体22。
117.这样,在驾驶室23以及作业机3设置于旋转体22的液压挖掘机1中,不会损害从驾驶室23的视觉辨认性,操作员能够确认存在于死角的物体。
118.(8)
119.本实施方式的液压挖掘机1的控制方法具备步骤s10(拍摄步骤的一例)、步骤s40(大臂角度检测步骤的一例)、步骤s50(遮蔽区域决定步骤的一例)、步骤s60(遮蔽区域提取步骤的一例)以及步骤s100(显示步骤的一例)。在步骤s10中,对车辆主体2周围中的以作业机3为基准而与驾驶室23(驾驶座的一例)相反的一侧的区域r1中的图像数据p1进行拍摄。在步骤s40中,检测大臂31的俯仰角度。在步骤s60中,基于检测到的大臂31的俯仰角度,决定操作员的视野被大臂31遮蔽的遮蔽区域s1。在步骤s60遮蔽区域提取步骤中,从由拍摄部41拍摄到的图像数据p2中提取遮蔽区域s1的部分的图像数据p3。在步骤s100中,将基于提取出的图像数据p3的图像数据p4显示于俯仰的大臂31的侧面。
120.这样,通过在作业机3设置显示部6,不将窗23a用作显示部,因此,不会损害操作员从窗的视觉辨认性。另外,通过在作业机3的显示部6显示与存在于被作业机3遮挡的成为死角的区域的物体相关的信息,操作员能够观察设置于作业机的显示部6来确认存在于死角的物体。
121.(实施方式2)
122.以下,对发明涉及的实施方式2的液压挖掘机201(作业机械的一例)进行说明。
123.本实施方式2的液压挖掘机201与实施方式1不同,未设置投影部5,显示部具有自发光设备,通过自发光设备的点亮来向操作员告知区域r1内的物体的存在。在本实施方式2中,主要对与实施方式1不同的结构进行说明,对与实施方式1相同的结构标注相同的附图标记而省略说明。
124.图9是本实施方式2的液压挖掘机201的俯视图。图10是表示本实施方式2的液压挖掘机201的控制结构的框图。图11是表示在本实施方式2的液压挖掘机201中,来自就座于驾驶座231的操作员的视野的图。
125.本实施方式2的液压挖掘机201具备车辆主体2、作业机3、检测部4、显示部206以及控制部207。
126.显示部206将区域r1中的物体的存在告知操作员。如图11所示,显示部206配置于大臂31的左侧面31a。
127.显示部206具有一个或多个led灯206a(参照图10)和描绘有图样或文字的面板206b(参照图11)。可以设置颜色不同的多个led灯206a,也可以设置一个或多个单色的led灯206a。另外,也可以不限于led灯,也可以设置其他自发光设备(例如白炽灯等)。面板206b粘贴于led灯206a的表面。如图11所示,在本实施方式中,面板206b表示人接近液压挖掘机,但也可以不限于此。另外,也可以不设置面板206b,而仅设置led灯206a。并且,面板可以是树脂板,也可以是密封状的贴花。
128.另外,也可以不在led灯206a的表面配置面板206b,也可以将面板206b直接配置于大臂31的左侧面31a,led灯206a以能够照射面板206b的方式配置于大臂31。
129.需要说明的是,能够在大臂31的表面配置线束来向led灯206a供电。
130.图10所示的控制部207包括处理器和存储装置。处理器例如是cpu(central processing unit:中央处理单元)。或者,处理器也可以是与cpu不同的处理器。处理器按照程序执行用于液压挖掘机201的控制的处理。存储装置包括rom(read only memory:只读存储器)那样的非易失性存储器以及ram(random access memory:随机存取存储器)那样的易失性存储器。存储装置也可以包括硬盘或ssd(solid state drive:固态硬盘)等辅助存储
装置。存储装置是非暂时性的(non-transitory)计算机能够读取的记录介质的一例。存储装置存储有用于对液压挖掘机201进行控制的程序以及数据。
131.控制部207通过一边利用存储于存储装置的数据一边执行程序,从而具有以下的各部分的功能。
132.控制部207具有数据取得部271、障碍物检测部275以及显示控制部277。
133.数据取得部271从拍摄部41取得区域r1的图像数据p1(参照图7a),从物体检测部42取得与区域r1中的物体信息(例如相距车辆主体2的距离)相关的数据。
134.障碍物检测部275基于来自检测部4的数据进行障碍物的检测。障碍物检测部275从区域r1的图像数据p1检测障碍物。障碍物检测部275例如存储有卡车、路锥以及石头等有可能成为障碍物的物体的形状以及/或者颜色等。障碍物检测部275从图像数据中提取物体的轮廓,将提取出的轮廓以及/或者轮廓的内侧的颜色等与预先作为数据库存储的物体进行对照,在与存储于数据库的物体一致的情况下,将提取出轮廓的物体(在图11中为自卸卡车100、路锥102以及岩石101)检测为障碍物。
135.障碍物检测部275对被检测为障碍物的物体是否存在于相距车辆主体2的规定范围b1(双点划线)内进行检测。规定范围b1在图9中被设定为在液压挖掘机201的正面侧和侧面侧改变了范围的长度的矩形,但并不限于此,也可以是从液压挖掘机201的外形起一定的范围内的扇形,没有特别限定。
136.显示控制部277在由障碍物检测部275检测到障碍物的情况下,基于障碍物相距车辆主体2的距离,控制显示部206的显示。当在规定范围b1内检测到障碍物的情况下,显示控制部277使显示部206例如点亮为红色,当在规定范围b1的外侧检测到障碍物的情况下,显示控制部277使显示部206例如点亮为黄色。在图9所示的例子中,在比规定范围b1靠内侧的位置存在岩石101,因此,显示控制部277使显示部206点亮为红色。
137.由此,能够向操作员告知障碍物存在于靠近液压挖掘机201的位置,能够进一步提醒注意。
138.需要说明的是,也可以是,不以规定范围b1为基准改变显示部206的点亮的颜色,例如,以在规定范围b1的外侧检测到障碍物的情况下使显示部206始终点亮,在规定范围b1的内侧检测到障碍物的情况下使显示部206闪烁的方式使点亮状态变化。
139.《动作》
140.接着,对公开的实施方式的液压挖掘机201的动作进行说明,并且对作业机械的控制方法的一例也同时进行叙述。
141.图12是表示本实施方式的液压挖掘机201的动作的流程图。
142.首先,在步骤s210中,数据取得部271从在区域r1中检测物体的检测部4的拍摄部41取得图像数据p1(参照图7a),从物体检测部42取得与物体信息相关的数据。
143.接着,在步骤s220中,障碍物检测部275基于图像数据p1以及物体信息进行障碍物的检测。在步骤s220中,在由障碍物检测部275检测到障碍物的情况下,控制进入到步骤s230。另外,障碍物检测部275基于与物体信息相关的数据,计算检测到的障碍物相距液压挖掘机201的距离。
144.另一方面,在步骤s220中,在由障碍物检测部275未检测到障碍物的情况下,控制结束。
145.在检测到障碍物的情况下,在步骤s230中,障碍物检测部275基于算出的相距液压挖掘机201的距离,判定检测到的障碍物是否存在于规定范围b1内。
146.在步骤s230中,在判定为障碍物不存在于规定范围b1内的情况下,显示控制部277使显示部206点亮为黄色而结束控制。
147.另一方面,在步骤s230中,在判定为障碍物存在于规定范围b1内的情况下,显示控制部277使显示部206点亮为红色而结束控制。
148.也可以是,上述步骤s210~s250以规定间隔反复进行,在检测到障碍物而显示部206点亮为黄色之后,在根据检测部4取得的数据在规定范围b1内检测到障碍物的情况下,使显示部206点亮为红色。另外,也可以是,在检测到障碍物而显示部206点亮之后,在从检测部4取得的数据未检测到障碍物的情况下,使显示部206熄灭。
149.《特征》
150.(1)
151.本实施方式的液压挖掘机201(作业机械的一例)具备车辆主体2、作业机3、显示部206、检测部4以及显示控制部277。车辆主体2具有驾驶座231。作业机3安装于车辆主体2,相对于车辆主体2进行动作。如图11所示,显示部206设置于作业机3。如图9所示,检测部4对车辆主体2周围中的作业机3的与驾驶座231相反的一侧的区域r1中的障碍物(物体的一例)进行检测。显示控制部277将与检测部4的检测对应的信息显示于显示部206。
152.这样,通过在作业机3设置显示部206,不将窗23a用作显示部,因此,不会损害操作员从窗的视觉辨认性。另外,通过在作业机3的显示部206显示与存在于被作业机3遮挡的成为死角的区域的障碍物相关的信息,操作员能够观察设置于作业机的显示部206来识别存在于死角的障碍物。
153.另外,通过检测作业机3的与驾驶座231相反的一侧的区域r1中的障碍物,能够将与存在于操作员的死角的障碍物相关的信息显示于显示部206,操作员能够识别存在于死角的障碍物。
154.(2)
155.在本实施方式的液压挖掘机201中,作业机3具有大臂31、小臂32以及挖掘铲斗33。显示部206设置于大臂31。
156.由此,能够根据存在于来自驾驶座231的视野被遮挡的成为死角的区域的障碍物的检测,将信息显示于大臂31。
157.(3)
158.在本实施方式的液压挖掘机201中,作业机3具有在车辆主体2的宽度方向上设置在驾驶座231的右方向侧的大臂31。大臂31能够向车辆主体2的前方动作。检测部4检测车辆主体2的前方且右方向侧的区域的障碍物。
159.由此,在液压挖掘机201中,能够显示与存在于来自驾驶座231的视野被大臂31遮挡的成为死角的区域的障碍物相关的信息。
160.(4)
161.在本实施方式的液压挖掘机201中,显示部206具有led灯206a(自发光设备的一例)。
162.由此,通过控制led灯206a,能够向操作员告知存在障碍物。
163.(5)
164.在本实施方式的液压挖掘机201中,在由检测部4在区域r1中检测到障碍物(物体的一例)的情况下,显示控制部277使led灯206a点亮。
165.由此,通过led灯206a的点亮,能够向操作员告知障碍物存在于死角。
166.(6)
167.在本实施方式的液压挖掘机201中,在由检测部4在区域r1中检测到障碍物(物体的一例)的情况下,显示控制部277根据到障碍物的距离使显示部206的显示变化。
168.由此,能够向操作员告知到障碍物的距离。
169.(7)
170.在本实施方式的液压挖掘机201中,显示部206具有led灯206a。显示控制部277在比相距液压挖掘机201的规定范围b1靠外侧的位置检测到障碍物时和在比规定范围b1靠内侧的位置检测到障碍物时,使led灯206a的点亮变化。
171.由此,能够向操作员告知障碍物是否位于液压挖掘机201的附近。
172.(8)
173.在本实施方式的液压挖掘机201中,显示控制部277在规定范围b1的外侧和内侧使led灯6a的点亮的颜色或间隔变化。
174.由此,能够向操作员告知障碍物是否位于液压挖掘机201的附近。
175.(9)
176.在本实施方式的液压挖掘机1中,车辆主体2具有旋转体22和行驶体21。驾驶室23(驾驶座的一例)以及作业机3设置于旋转体22。
177.这样,在驾驶室23以及作业机3设置于旋转体22的液压挖掘机1中,不会损害从驾驶室23的视觉辨认性,操作员能够确认存在于死角的物体。
178.(10)
179.本实施方式的液压挖掘机201的控制方法具备步骤s210(取得步骤的一例)和步骤s240、s250(显示步骤的一例)。在步骤s210中,取得车辆主体2周围中的作业机3的与驾驶座231相反的一侧的区域中的物体相关的信息。在步骤s240、s250中,将取得的信息显示于在作业机3设置的显示部206。
180.这样,通过在作业机3设置显示部206,不将窗23a用作显示部,因此,不会损害操作员从窗的视觉辨认性。另外,通过在作业机3的显示部206显示与存在于被作业机3遮挡的成为死角的区域的物体相关的信息,操作员能够观察设置于作业机的显示部206来识别存在于死角的物体。
181.《其他实施方式》
182.以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。
183.(a)
184.在上述实施方式1中,仅在大臂31显示图像,但如图5所示,就座于驾驶座231的操作员的视野也被小臂32以及挖掘铲斗33遮挡。因此,不仅向大臂31,也可以向小臂32以及挖掘铲斗33也投影图像。在该情况下,小臂32的角度以及挖掘铲斗33的角度也被输入到遮蔽区域决定部73,决定包含大臂31、小臂32以及挖掘铲斗33在内的遮蔽区域,向大臂31、小臂
32以及挖掘铲斗33投影遮蔽区域的图像。
185.(b)
186.在上述实施方式1中,由于通过遮蔽区域提取部74仅提取出视野被大臂31遮蔽的区域的图像,因此,仅投影提取出的图像数据p3,但也可以不限于此。例如,也可以通过投影部5从由拍摄部41拍摄到的图像数据p1中对仅转换了视角的图像数据p2全部进行投影。在该情况下,在大臂31以外的部分也投影有图像,但由于不存在被投影的对象物,因此不映现。
187.(c)
188.在上述实施方式1中,图像转换部72变更向大臂31投影的图像数据的视角,但如果仅确认物体的大致的位置,则也可以不进行视角的变更。另外,在由检测部4的位置和就座于驾驶座231的操作员的位置引起的视野之差较小的情况下,也可以不进行视角的变更。
189.(d)
190.在上述实施方式1中,设置有拍摄部41,使显示部6显示由拍摄部41拍摄到的图像,但也可以不设置拍摄部41。在该情况下,也可以在显示部6不显示图像而仅显示障碍物的位置。
191.(e)
192.在上述实施方式1中,设置有物体检测部42,检测与物体的距离,但也可以不设置物体检测部42。在该情况下,也可以基于由拍摄部41拍摄到的图像,运算与物体的距离来检测障碍物,并进行警告显示。
193.(f)
194.在上述实施方式1中,通过投影部5向大臂31的左侧面31a投影来显示图像,但也可以不设置投影部5。例如,作为显示部的一例,也可以在左侧面31a安装led面板等自发光设备。显示控制部77进行使图像数据p4显示于led面板的控制。自发光设备也可以包括灯等。
195.(g)
196.在上述实施方式1中,对图像数据p3赋予警告显示来制作图像数据p4,使显示部6显示图像数据p4,但也可以不进行警告显示而仅显示图像数据p3。
197.(h)
198.在上述实施方式1中,对图像数据p3赋予警告显示来制作图像数据p4,使显示部6显示图像数据p4,但也可以不显示图像数据p3而仅进行与障碍物相关的警告显示。在该情况下,操作员容易确认障碍物,因此,优选在与障碍物的位置对应的显示部6的位置进行警告显示。另外,在代替投影部5而使用led面板等的情况下,也可以使与障碍物的位置对应的显示部的位置的led点亮。
199.(i)
200.上述实施方式1的动作流程能够在不影响发明的范围内适当变更。例如在上述实施方式中,在提取遮蔽区域s1的图像数据p3之后进行障碍物的检测,但也可以对在步骤s20中取得的图像数据p1进行障碍物的检测。在该情况下,在遮蔽区域的提取中,不包含于图像数据p3的障碍物被排除。
201.另外,例如,在上述实施方式中,在制作变更了所取得的图像数据p1的视角后的图像数据p2之后进行遮蔽区域s1的提取,但也可以不限于此。
202.图像数据p1的遮蔽区域能够根据大臂31的角度而预先建立对应,因此,也可以在制作从图像数据p1中提取遮蔽区域而得到的图像数据之后进行视角的变更。
203.(j)
204.在上述实施方式1、2中,在驾驶室23中设置有驾驶座231,在驾驶座231的侧面设置有窗,但也可以是未设置窗的顶盖式的驾驶座。
205.(k)
206.在上述实施方式1、2中,作为作业机械的一例,使用液压挖掘机进行了说明,但也可以不限于此,例如也可以是轮式装载机、推土机等。总之,在操作员的视野被作业机遮挡的情况下,只要能够显示被该遮挡的部分遮挡的区域的图像,就能够应用于液压挖掘机以外的作业机械。
207.(l)
208.在上述实施方式2中,将从图像数据p1检测到的物体全部检测为障碍物,但也可以基于物体检测部42的数据,检测图像数据p1中的物体到车辆主体2的距离,在距离在规定范围b2内的情况下,将该物体检测为障碍物。图13是表示相距车辆主体2的规定范围b2的俯视图。在图13中,表示规定范围的边界表示为b2(单点划线)。规定范围b2被设定在比上述实施方式的规定范围b1靠外侧的位置。另外,规定范围b2在图13中被设定为在液压挖掘机201的正面侧和侧面侧改变了范围的长度的矩形,但并不限于此,也可以是从液压挖掘机201的外形起一定的范围内的扇形,没有特别限定。
209.在该情况下,当在规定范围b2的内侧且规定范围b1的外侧检测到障碍物时,显示控制部277使led灯206a例如点亮为黄色,当在规定范围b1的内侧检测到障碍物时,显示控制部277使led灯206a例如点亮为红色即可。
210.另外,并不仅限于将相距液压挖掘机201规定范围b1的物体检测为障碍物,例如,即便物体存在于比规定范围b2远的位置,在接近液压挖掘机201的情况下也可以判定为障碍物。
211.(m)
212.如图13所示,在设置有规定范围b1和规定范围b2的情况下,也可以在比规定范围b1靠内侧的位置检测到障碍物时,将led灯206a点亮为红色,在规定范围b2的内侧且规定范围b1的外侧检测到障碍物时,将led灯206a点亮为黄色,在比规定范围b2靠外侧的位置检测到障碍物时,将led灯206a点亮为绿色。由此,操作员能够识别到障碍物的距离,能够在视觉上识别安全性。
213.(n)
214.在上述实施方式2中,当在规定范围b1的内侧检测到障碍物的情况和在外侧检测到障碍物的情况下,使显示部206的显示变化,但也可以不设置规定范围b1,不使显示部206的显示变化。例如,当在区域r1中检测到障碍物的情况下,也可以仅使显示部206点亮。在该情况下,也可以不检测从液压挖掘机到障碍物的距离。
215.(o)
216.在上述实施方式2中,检测右侧面前方的区域r1的障碍物,但也可以进行存在于右侧面后方的区域的障碍物的检测。在该情况下,当在区域r1或右侧面后方的区域存在障碍物的情况下,可以使显示部206的led灯206a点亮,也可以除了led灯206a之外还设置右侧面
后方的区域用的led灯。
217.(p)
218.在上述实施方式2的液压挖掘机201中,也可以在控制部207设置实施方式1中说明的显示判定部70,在检测到障碍物的情况下,基于动作的检测来判定显示部206有无点亮。即,例如,在前进或后退或作业状态的情况下,led灯206a被点亮。
219.(q)
220.在上述实施方式2中,设置有拍摄部41,但也可以不设置拍摄部41。在该情况下,也可以通过物体检测部42检测障碍物。
221.(r)
222.在上述实施方式2中,设置有物体检测部42,检测与物体的距离,但也可以不设置物体检测部42。在该情况下,也可以基于由拍摄部41拍摄到的图像,运算与物体的距离来检测障碍物,并进行警告显示。
223.(s)
224.在上述实施方式中,作为附件的一例,在小臂32的前端安装有挖掘铲斗33,但不限于挖掘铲斗33,也可以安装有破碎机、抓斗等其他附件。
225.工业实用性
226.根据本发明的作业机械以及作业机械的控制方法,具有不会损害从驾驶座的视觉辨认性,操作员能够确认存在于死角的物体的效果,作为液压挖掘机、轮式装载机等是有用的。
227.附图标记说明
228.1:液压挖掘机
229.2:车辆主体
230.3:作业机
231.4:检测部
232.5:投影部
233.6:显示部
234.7:控制部
235.231:驾驶座
再多了解一些

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