WO2014020973A1 - 運搬車両の監視装置 - Google Patents

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古渡 陽一
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    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/261Surveying the work-site to be treated

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring device for a transport vehicle that monitors the lower and surroundings of a transport vehicle that transports earth and sand.
  • the dump truck As a transport vehicle, the dump truck is provided with a bed (vessel) that can be raised and lowered on the frame of the vehicle body, and a transport object such as crushed stone or earth and sand is loaded on the vessel. Then, the dump truck transports earth and sand to a predetermined dump and discharges it. When discharging the earth and sand loaded on the vessel, the dump truck is moved backward to the discharging position and stopped. In this state, the vessel is inclined to remove earth and sand. When the earth is discharged, the vessel is returned to the original position and the dump truck is advanced.
  • a bed vehicle
  • a transport object such as crushed stone or earth and sand
  • the image transferred from the camera to the monitor is not a normal image, and the operator cannot accurately recognize the situation at the bottom of the vessel and the rear of the dump truck.
  • the rear combination lamp can be used as illumination light at night.
  • the intensity of the illumination light increases, in this case, the image taken by the camera is greatly influenced by the rear combination lamp. Therefore, the image captured by the camera is almost unrecognizable, and the operator cannot confirm the situation below and behind the vessel.
  • a monitoring device for a transport vehicle of the present invention is a lower part of a vessel of the transport vehicle, and is provided with a ramp part attached to a rear end of the frame of the transport vehicle, and an upper part of the ramp part,
  • a rear camera that captures at least a part of an axle of a rear wheel of the transport vehicle in a field of view, and has an optical axis obliquely below, and is located between the lamp unit and the rear camera;
  • a shielding part that extends at least a part of the ASKUL to a position where the field of view is included in the field of view of the rear camera, and a rear camera image that is provided in the cab of the transport vehicle and that is captured by the rear camera are displayed.
  • a display device that displays at least a part of the ASKUL to a position where the field of view is included in the field of view of the rear camera, and a rear camera image that is provided in the cab of the transport vehicle and that is captured by the rear camera are displayed.
  • a left camera for photographing the left side of the transport vehicle and a right camera for photographing the right side, and at least the rear camera, the left camera, and the right camera were photographed with the optical axis in the oblique lower part.
  • a viewpoint conversion unit that generates an individual overhead image obtained by individually converting the viewpoint so as to be an upper viewpoint with respect to the image, and a synthesized overhead image by synthesizing the individual overhead image around a symbol image that symbolizes the transport vehicle
  • a combined overhead image generation unit that divides the display area of the screen portion of the display device, and displays the rear camera image and the synthesized overhead image in each of the divided display areas. Also good.
  • the image correction unit 31 inputs images taken by the front camera 10F, the rear camera 10B, the right camera 10R, and the left camera 10L. Then, various image corrections such as aberration correction, contrast correction, and color tone correction are performed on each input image based on camera optical system parameters and the like. Thereby, the image quality of each input image is improved.
  • Each corrected image input by the image correction unit 31 is output to the viewpoint conversion unit 32 as a camera image (through image). That is, four cameras of a front camera image (front camera image), a rear camera image (rear camera image), a left camera image (left camera image), and a right camera image (right camera image). The image is output to the viewpoint conversion unit 32. Further, the rear camera image among the camera images is also output to the display image generation unit 35.
  • the viewpoint conversion unit 32 performs a viewpoint conversion process on each individual camera image input from the image correction unit 31 to generate an overhead image (virtual viewpoint image).
  • each camera 10 has an optical axis direction obliquely below, and converts this into a virtual viewpoint from above.
  • the optical axis A of the objective lens of the camera 10 front camera 10F, rear camera 10B, right camera 10R, left camera 10L
  • the optical axis of the camera 10 is obliquely downward.
  • the video imaged by the rear camera 10 ⁇ / b> B is output to the image correction unit 31 in FIG. 8.
  • the image correction unit 31 improves the image quality of the rear camera image by performing a predetermined correction process on the input image from the rear camera 10B. Then, the rear camera image with improved image quality is output to the display image generation unit 35.
  • the extension position of the shielding plate 16 is regulated. That is, the shielding plate 16 is extended so that the rear end of the axle 11 enters the field of view of the rear camera 10B. Under the condition that the rear end of the axle 11 is included in the field of view of the rear camera 10B, the shielding plate 16 can be extended to an arbitrary position. In particular, the shielding plate 16 is extended as much as possible under the condition that the rear end of the axle 11 is included in the field of view of the rear camera 10B. Thereby, the influence of the light L emitted from the lamp unit 13 can be minimized.
  • the composite bird's-eye view image displayed in the display area 25B displays the situation around the dump truck 1, and when any obstacle approaches the dump truck 1, the obstacle and the dump truck 1 are The interval can be clearly recognized.
  • the obstacle S1 is approaching the dump truck 1, and the operator can clearly recognize the positional relationship between the dump truck 1 and the obstacle S1.
  • the number of divisions of the display area of the screen unit 25 is desirably about 2 to 4.
  • the number of divisions of the display area of the screen unit 25 is set to two, and sufficient safety can be ensured by simultaneously displaying the combined overhead image and the rear camera image.

Abstract

 運搬車両に設けられるカメラからの画像に基づいて、運搬車両のベッセル下部の状況および後方の状況を正確にオペレータに認識させることを目的とする。 本発明の運搬車両の監視装置は、ダンプトラック1のベッセル4下部であり、ダンプトラック1のフレーム3後端に取り付けられたランプ部13と、ランプ部13の上部に設けられ、ダンプトラック1の後輪6のアクスル11の少なくとも一部を視野に含み、光軸を斜め下方としたダンプトラック1の後方を撮影する後方カメラ10Bと、ランプ部13と後方カメラ10Bとの間に設けられ、後方カメラ10Bの視野にアスクル11の少なくとも一部が視野に含まれる位置にまで延出させた遮蔽部16と、ダンプトラック11の運転室2に備えられ、後方カメラ10Bが撮影する後方カメラ画像を表示するモニタ24と、を備えている。

Description

運搬車両の監視装置
 本発明は、土砂等を運搬する運搬車両の下部および周囲を監視する運搬車両の監視装置に関するものである。
 運搬車両としてダンプトラックは、車体のフレーム上に起伏可能とした荷台(ベッセル)を備えており、このベッセルに砕石物や土砂等の運搬対象物を積載する。そして、ダンプトラックは所定の集積場に土砂等を運搬して排土する。ベッセルに積載された土砂等を排土するときには、ダンプトラックを排土位置まで後進させて、停止させる。この状態でベッセルを傾斜させて土砂等を排土する。そして、排土を終えるとベッセルを元の位置に戻して、ダンプトラックを前進させる。
 ダンプトラックの運転室に搭乗するオペレータにとって、前方の視界は確保されているが、前方以外の方向には死角を生じる。このため、オペレータは前方以外の方向を肉眼で視認することは困難になる。特に、ダンプトラックの後方については殆どが死角となることから、オペレータはダンプトラックの後方の状況を肉眼で視認することができない。そこで、ダンプトラックにカメラを搭載して、カメラの映像を運転室のモニタに表示させることで、カメラの視野範囲の状況をオペレータに補助的に認識させることができる。
 特に、ダンプトラックの後方が殆ど死角となることから、ダンプトラックの後方を視野とするカメラを設置する。これにより、オペレータにとって殆ど死角となるダンプトラックの後方の状況をオペレータに認識させることができる。カメラは所定周期で撮影した画像をモニタに転送する。これにより、モニタには動画状態でダンプトラックの後方の状況を表示することができ、オペレータによるダンプトラックの操作の支援をすることが可能になる。
 ダンプトラックとしては普通ダンプトラックや重ダンプトラックがあるが、いずれにしろ大型であり、ダンプトラックのベッセル下部に広範な空間が形成される。特に、積載重量が100トンを超えるような重ダンプトラックにおいては、ベッセル下部の空間は広大になる。従って、ベッセル下部に障害物が入り込む可能性が十分にある。この場合には、安全性の観点から、ダンプトラックの走行は規制される。
 従って、ダンプトラックの後方を撮影して、オペレータに認識させることも重要であるが、ベッセル下部の状況をオペレータに認識させることも重要である。ベッセルは土砂等を積載して、排土時に傾動するものであり、通常はダンプトラックの後方を撮影するカメラはベッセルには取り付けられない。そこで、カメラをリヤフレームに取り付けている技術が特許文献1に開示されている。この特許文献1の技術では、リヤフレームの上にリヤコンビネーションランプを装着し、リヤコンビネーションランプよりも上方にカメラを設置している。そして、ダンプトラックの後方だけでなく、ベッセル下部もカメラの視野範囲としている。
特開2011-168163号公報
 特許文献1の技術では、リヤコンビネーションランプよりも上方にカメラを設置し、カメラは後方および下方を視野としている。これにより、ダンプトラックの後方だけでなく、ベッセル下部もカメラの視野に含めることができる。ただし、リヤコンビネーションランプが点灯しているときには、リヤコンビネーションランプが発光する光が直接的にカメラのレンズに入射する。リヤコンビネーションランプの光がカメラに直接的に入射されると、その光は有害光となり、カメラが撮影した画像は正常な画像ではなくなる。
 このため、カメラからモニタに転送される画像も正常な画像ではなくなり、オペレータは正確にベッセル下部およびダンプトラックの後方の状況を認識することができなくなる。リヤコンビネーションランプは、夜間には照明光として利用することができる。ただし、照明光の強度は高くなるため、この場合には、カメラが撮影した映像にはリヤコンビネーションランプによって大きな影響が与えられる。よって、カメラが撮影した画像は殆ど認識不能な画像となり、オペレータはベッセル下部および後方の状況を確認することができなくなる。
 そこで、本発明は、運搬車両に設けられるカメラからの画像に基づいて、運搬車両のベッセル下部の状況および後方の状況を正確にオペレータに認識させることを目的とする。
 以上の課題を解決するため、本発明の運搬車両の監視装置は、運搬車両のベッセル下部であり、前記運搬車両のフレーム後端に取り付けられたランプ部と、前記ランプ部の上部に設けられ、前記運搬車両の後輪のアクスルの少なくとも一部を視野に含み、光軸を斜め下方とした前記運搬車両の後方を撮影する後方カメラと、前記ランプ部と前記後方カメラとの間に設けられ、前記後方カメラの視野に前記アスクルの少なくとも一部が視野に含まれる位置にまで延出させた遮蔽部と、前記運搬車両の運転室に備えられ、前記後方カメラが撮影する後方カメラ画像を表示する表示装置と、を備えている。
 また、前記後方カメラは前記アクスルの後端の一部を視野に含む画角を有し、前記遮蔽部は前記アクスルの後端の一部が視野に含まれる位置にまで延出させるようにしてもよい。
 また、斜め下方を光軸とし、前記運搬車両の左方を撮影する左方カメラおよび右方を撮影する右方カメラと、少なくとも前記後方カメラと前記左方カメラと前記右方カメラとが撮影した画像に対して上方視点となるように個別的に視点変換した個別俯瞰画像を生成する視点変換部と、前記運搬車両をシンボル化したシンボル画像の周囲に前記個別俯瞰画像を合成して合成俯瞰画像を生成する合成俯瞰画像生成部と、を備え、前記表示装置の画面部の表示領域を分割して、分割したそれぞれの表示領域に前記後方カメラ画像と前記合成俯瞰画像とを表示するようにしてもよい。
 また、前記後方カメラ画像を非表示として、前記画面部の分割したそれぞれの表示領域に前記後方カメラ画像のうち前記アスクルと左右の前記後輪との間の部分を拡大した拡大後方カメラ画像と前記合成俯瞰画像とを表示するようにしてもよい。
 また、前記後方カメラ画像を非表示として、前記画面部の分割したそれぞれの表示領域に前記後方カメラ画像のうち前記アスクルと左右の前記後輪との間の部分を拡大した画像を前記視点変換部により視点変換した拡大後方俯瞰画像と前記合成俯瞰画像とを表示するようにしてもよい。
 本発明は、ランプ部の上部に斜め下方を光軸とした後方カメラを取り付けることで、運搬車両のベッセル下部の広範な領域を視野に含めることができる。ランプ部と後方カメラとの間には遮蔽部を設けていることで、ランプ部からの光が後方カメラに直接的に入射することはない。このとき、後方カメラの視野にアクスルの少なくとも一部が含まれるように遮蔽部を規制しているため、ベッセル下部の必要な部分の画像を表示することができる。
ダンプトラックの左側面図である。 ダンプトラックの平面図である。 ダンプトラックの背面図である。 ベッセルを取り除いたダンプトラックの後端部分の斜視図である。 後方カメラの設置位置を示す図である。 ベッセルを傾斜したときの状態を示す図である。 運転室の一例を示す図である。 表示コントローラおよびこれに接続される各部のブロック図である。 視点変換処理の原理を示す図である。 後方カメラ画像の一例を示す図である。 後方カメラ画像と合成俯瞰画像とを同時に表示した例を示す図である。 拡大後方カメラ画像と合成俯瞰画像とを同時に表示した例を示す図である。 拡大後方俯瞰画像と合成俯瞰画像とを同時に表示した例を示す図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下において、運搬車両としてダンプトラックを適用しているが、ダンプトラックには限定されない。ダンプトラックとしてはリジットダンプとアーティキュレートダンプとがあるが、何れを適用してもよい。なお、以下において、「左」とは運転室から見た左側であり、「右」とは運転室から見た右側になる。
 図1はダンプトラック1の左側面図を示しており、図2は平面図を示している。これらの図に示すように、ダンプトラック1は、運転室2とフレーム3とベッセル4と前輪5と後輪6と駆動用シリンダ7とを備えて構成している。また、ダンプトラック1の前後左右に4台のカメラ10(前方カメラ10F、後方カメラ10B、右方カメラ10R、左方カメラ10L)が設けられている。
 前方カメラ10Fは前方、後方カメラ10Bは後方、右方カメラ10Rは右側方、左方カメラ10Lは左側方を視野とするカメラであり、斜め下方を撮影している。つまり、光軸方向が斜め下方になっている。なお、ダンプトラック1に備えられるカメラ10の個数は任意の数とすることができる。ただし、オペレータの視野の死角を生じる方向を撮影する後方カメラ10Bと右方カメラ10Rと左方カメラ10Lとを備えることが望ましい。また、アーティキュレートダンプの場合には、さらに多くのカメラを設けてもよい。
 運転室2はオペレータが搭乗してダンプトラック1を操作するために設けられており、ダンプトラック1の左側に配置されているものが多い。また、各種の操作手段が運転室2に設けられている。フレーム3はダンプトラック1の枠組みを構成するものであり、フレーム3の前方には前輪5が設けられ、後方には後輪6が設けられている。ベッセル4は荷台であり、土砂や鉱物等を積載する。ベッセル4には駆動用シリンダ7が取り付けられており、傾動可能になっている。これにより、ベッセル4に積載された土砂等を排土することが可能になっている。
 図2はダンプトラック1の平面図を示している。ダンプトラック1の前輪5は左右に1つずつ設けられており、左右の前輪5には前方アクスル11Fに取り付けられている。一方、ダンプトラック1の後輪6は左右に2つずつ設けられており、左右の後輪6は後方アクスル11に取り付けられている。以下、後方アクスル11を単にアクスル11とするが、このアクスル11は後輪6のアクスルである。
 図中の仮想線で示している領域は各カメラ10の視野範囲の一例である。後方視野VBは後方カメラ10Bの視野範囲であり、前方視野VFは前方カメラ10の視野範囲であり、右方視野VRは右方カメラ10Rの視野範囲であり、左方視野VLは左方カメラ10Lの視野範囲である。後方カメラ10Bは広角レンズを用いており、ダンプトラック1の後方を視野とするが、後方カメラ10Bよりも前方に位置するアクスル11までが視野に含まれている。つまり、後方カメラ10Bは、左右の内側の後輪6とアクスル11とにより形成される空間Aを視野に含んでいる。この空間Aはベッセル4より下部の空間になる。
 図3は、ダンプトラック1の背面図を示している。この図に示すように、フレーム3の上部にベッセル4が取り付けられている。また、フレーム3とベッセル4とには左右一対のリンク機構12L、12Rが装着されている。図4は、ベッセル4を取り除いたダンプトラック1の後端部分を示している。この図に示すように、フレーム3の後端はアクスル11よりも後方且つ後輪6の後端よりも前方位置まで延出している。そして、フレーム3の後端にランプ部13が設置されている。
 ランプ部13は複数種類のランプを有して構成されている。図3の例では、2つのウィンカーランプ14と2つのバックランプ15とを有して構成している。ウィンカーランプ14はそれほど強度の高い光ではないが、バックランプ15は高い強度の光を発光するランプになる。ランプ部13の上部には遮蔽部としての遮蔽板16が設けられている。遮蔽板16はランプ部13から後方に向けて延出している。遮蔽板16の上部にはカメラ取付部17が設けられており、カメラ取付部17に後方カメラ10Bが取り付けられている。
 図5は後方カメラ10Bを説明するための図である。同図では、後方カメラ10Bのレンズ18を示している。この図に示すように、フレーム3の後端にランプ部13が設置されており、カメラ取付部17に後方カメラ10Bが取り付けられている。後方カメラ10Bのレンズ18の画角(視野範囲)は図中のθで示すように広角である。このときに、ランプ部13のウィンカーランプ14やバックランプ15が点灯すると、同図に示す光Lが発光する。遮蔽板16は光Lが後方カメラ10Bに入射しないように設けている。
 後方カメラ10Bには広角のレンズ18を用いているため、ダンプトラック1の後方だけでなく、ベッセル4の下部が含まれる。このとき、後方カメラ10Bは少なくともアクスル11の一部(または全部でもよい)を視野に含む画角を有しているものとする。前述したように、遮蔽板16を設けることにより、ランプ部13が発光した光Lは後方カメラ10Bには入射しない。ただし、この遮蔽板16が後方カメラ10Bの画角を狭める要因となることがある。つまり、遮蔽板16により後方カメラ10Bの視野がけられることがある。そこで、遮蔽板16は、後方カメラ10Bの視野に少なくともアクスル11の一部が含まれるような位置まで後方に延出させている。
 ここで、後方カメラ10Bの位置について説明する。後方カメラ10Bの左右方向(ダンプトラック1の左右方向)の位置は、フレーム3の後端になっている。つまり、左右の内側の後輪6の間に配置している。特に、この方向における中央近傍に後方カメラ10Bを配置することが望ましい。これにより、後方カメラ10Bが撮影する映像は偏りを生じることなく、左右対称になる。
 また、後方カメラ10Bの前後方向(ダンプトラック1の前後方向)の位置は、後輪6の後端よりも前方に位置させている。ダンプトラック1が走行する作業現場は不整地であり、地面の泥や土、石等が後輪6により跳ね上げられやすくなる。このとき、跳ね上げる方向は主に後輪6よりも後方になる。このため、左右の内側の後輪6の間であり且つ後輪6の後端よりも前方に後方カメラ10Bを配置していることで、後輪6が跳ね上げた泥や土、石等が後方カメラ10Bに損傷等を与えることがなくなる。
 また、後方カメラ10Bの前後方向の位置は、前述したように後輪6の後端よりも前方に位置させるが、同時にアクスル11よりも後方に位置させる。そして、後方カメラ10Bの高さ方向の位置は、ベッセル4に干渉しない範囲のうち最も高い位置にすることが望ましい。従って、後方カメラ10Bは前記の条件下で、できる限り後方且つ高い位置に配置される。これにより、ベッセル4の下部をより広範な範囲を後方カメラ10Bの視野に含めることができる。
 また、後方カメラ10Bの前後方向の位置関係においては、前述したように後方カメラ10Bの位置が後輪6の後端よりも前方となっている。従って、後方カメラ10Bとアクスル11との前後方向の間隔はそれほど長くなくなる。これにより、後方カメラ10Bのレンズ18の画角がそれほど広角でなくても、後方カメラ10Bの視野にアクスル11の一部が含まれやすくなる。
 ダンプトラック1のベッセル4は積載している土砂を排土する。このときに、ベッセル4を最大角度まで傾斜させて土砂の排土を行う。このときに、ベッセル4よりも後方カメラ10Bは前方に位置している。ベッセル4の土砂の排土を行うときには、地面に排土した排出物の跳ね返りが生じる。しかしながら、図6に示すように、後方カメラ10Bはベッセル4よりも前方に位置しているため、跳ね返りを生じた排出物からベッセル4が後方カメラ10Bを保護する形になる。これにより、後方カメラ10Bの破損や土煙の付着等を防止することができる。
 図7は、オペレータが搭乗する運転室2の一例を示している。運転室2には、オペレータが走行操作を行うハンドル21と計器類等を表示するコンソール22とピラー23とが備えられている。ピラー23にはモニタ24が取り付けられている。モニタ24は画面部25と入力部26とを備えて構成した表示装置である。画面部25は所定の情報を表示する画面であり、入力部26は画面部25の表示内容を適宜に操作するために設けている。なお、モニタ24の位置は運転室2の内部であれば任意の位置に設けてもよいし、入力部26を省略して画面部25をタッチセンサパネルとしてもよい。
 図8は、前後左右に設けた各カメラ10からの映像に対して所定の処理を行う表示コントローラ30を示している。表示コントローラ30には車体コントローラ40が接続されている。表示コントローラ30は、画像補正部31と視点変換部32とシンボル画像保持部33と画像合成部34と表示画像生成部35と表示態様制御部36と画像拡大部37とを有して構成している。表示コントローラ30の各部はソフトウェアで実現することが可能であり、CPUにより各部の機能が行われるようにすることもできる。
 画像補正部31は、前方カメラ10F、後方カメラ10B、右方カメラ10R、左方カメラ10Lが撮影している各画像を入力している。そして、入力した各画像に対して、カメラ光学系パラメータ等に基づいて、収差補正やコントラスト補正、色調補正等の各種の画像補正を行う。これにより、入力した各画像の画質を向上させる。画像補正部31が入力した補正した各画像はそれぞれカメラ画像(スルー画像)として視点変換部32に出力される。つまり、前方のカメラ画像(前方カメラ画像)と後方のカメラ画像(後方カメラ画像)と左方のカメラ画像(左方カメラ画像)と右方のカメラ画像(右方カメラ画像)との4つのカメラ画像が視点変換部32に出力される。また、カメラ画像のうち後方カメラ画像は表示画像生成部35に対しても出力される。
 視点変換部32は、画像補正部31から入力した各個別カメラ画像に対して視点変換処理を行って、俯瞰画像(仮想視点画像)を生成する。前述したように、各カメラ10は斜め下方を光軸方向としており、これを上方からの仮想的な視点に変換する。図9に示すように、カメラ10(前方カメラ10F、後方カメラ10B、右方カメラ10R、左方カメラ10L)の対物レンズの光軸Aは、地表Lに対して所定角度αを有しており、これにより、カメラ10の光軸は斜め下方になっている。視点変換部32では、光軸方向が垂直方向となるような仮想カメラ10Vを高さHに仮想的に設定し、この仮想カメラ10Vが地表Lを見下ろした画像データに座標変換する。このように上方からの視点に変換した画像は仮想的な平面画像(俯瞰画像)となる。
 従って、視点変換部32では、前方カメラ画像を視点変換した前方俯瞰画像、後方カメラ画像を視点変換した後方俯瞰画像、右方カメラ画像を視点変換した右方俯瞰画像、左方カメラ画像を視点変換した左方俯瞰画像が生成される。これら4つの俯瞰画像を個別俯瞰画像として、視点変換部32は画像合成部34に出力する。
 画像合成部34は視点変換部32から4つの個別俯瞰画像を入力すると共に、シンボル画像保持部33からシンボル画像を入力する。シンボル画像保持部33はシンボル画像を保持しており、このシンボル画像はダンプトラック1をシンボル(キャラクタ)として画面部25に表示するときの画像である。従って、シンボル画像はダンプトラック1の形状を再現した画像になる。このときの再現性が高ければ、オペレータはダンプトラック1の形状を正確に認識することができる。また、その再現性は忠実でなくてもよく、単なる図形等をシンボル画像としてもよいが、前後左右の方向は認識可能なものを用いる。
 画像合成部34はシンボル画像の周囲に4つの個別俯瞰画像を合成する画像処理を行う。つまり、シンボル画像の前方には前方俯瞰画像、後方には後方俯瞰画像、左方には左方俯瞰画像、右方には右方俯瞰画像を配置する。これにより、シンボル画像の周囲に前後左右の個別俯瞰画像が配置された合成俯瞰画像が生成される。画像合成部34は、生成した合成俯瞰画像を表示画像生成部35に出力する。
 表示画像生成部35はモニタ24の画面部25に表示する画面を作成する。表示画像生成部35には、画像補正部31から後方カメラ画像および画像合成部34から合成俯瞰画像が入力される。画面部25には後方カメラ画像のみを表示することもでき、画面部25の表示領域を分割して後方カメラ画像と合成俯瞰画像とを同時に表示することもできる。また、これら以外の態様で画面部25に表示させることもできる。表示画像生成部35は画面部25に表示する表示画像を生成する。
 表示態様制御部36は表示画像生成部35が画面部25に表示させる画面の態様を制御する。前述したように、後方カメラ画像だけを画面部25に表示させることもでき、また後方カメラ画像と合成俯瞰画像とを画面部25に表示させることもできる。表示態様制御部36は、入力部26の入力操作により表示画像生成部35の表示制御を行うことができる。
 画像拡大部37は表示画像生成部35に入力されている後方カメラ画像の一部または合成俯瞰画像のうち後方俯瞰画像の一部を拡大する処理を行う。従って、画像拡大部37が拡大処理を行ったときには、拡大された後方カメラ画像(拡大後方カメラ画像)または後方俯瞰画像(拡大後方俯瞰画像)が画面部25に表示される。後方カメラ画像や後方俯瞰画像のうち拡大する部分については後述する。従って、後方カメラ画像や合成俯瞰画像、これらの画像を拡大した画像が画面部25に表示されて、オペレータに画像を視認させることができる。
 図8に示すように、表示コントローラ30は車体コントローラ40と接続されている。車体コントローラ40にはダンプトラック1をコントールするための各種の操作手段が接続されている。そのうちの1つがシフトレバー50である。シフトレバー50はオペレータがダンプトラック1の走行を操作する走行操作部であり、前進位置、中立位置、更新位置の3つの位置に変位する。シフトレバー50が前進位置に位置しているときには、ダンプトラック1は前進し、後進位置に位置しているときにはダンプトラック1は後進する。また、中立位置に位置しているときにはダンプトラック1は停止する。シフトレバー50からは何れの位置(前進位置、中立位置、後進位置)にあるかのシフトレバー位置情報が車体コントローラ40に入力される。そして、シフトレバー位置情報は車体情報として表示コントローラ30に出力される。
 以上が構成である。次に、動作について説明する。ここでは、モニタ24の画面部25に表示する態様を第1の表示態様と第2の表示態様との2つの態様について説明する。第1の表示態様は画面部25に後方カメラ画像を表示し、第2の表示態様は画面部25の表示領域を分割して後方カメラ画像と合成俯瞰画像とを表示する。勿論、第1の表示態様および第2の表示態様以外の態様で画面部25に表示するようにしてもよい。最初に、第1の表示態様について説明する。
 後方カメラ画像を画面部25に表示するために、少なくとも後方カメラ10Bが撮影を行っている必要がある。このために、運転室2に搭乗しているオペレータはエンジンを始動させる等して、これにより後方カメラ10Bが撮影を開始する。後方カメラ10Bはフレーム3の後端に設置されているランプ部13の上部に設けられており、ベッセル4の下部に設けられている。従って、後方カメラ10は、ダンプトラック1の後方と共にベッセル4の下部の映像を撮影している。
 前述したように、後方カメラ10は広角のレンズ18を用いており、図5に示したように角度θを視野範囲Vとしている。そして、後方カメラ10Bの視野にアクスル11の後端が含まれている。つまり、左右方向においては、アクスル11の全てが視野に含まれるが、前後方向においては、少なくとも一部(後端)が視野に含まれていればよい。これにより、アクスル11と左右の後輪6との間の空間Aを視野に含めることができる。勿論、後方カメラ10Bの視野にはアクスル11の全部が含まれていてもよいが、その分、後方カメラ10の視野角を広角にしなければならない。このため、少なくともアクスル11の視野の一部が含まれるようにすることが望ましい。
 図5で示したような、後方カメラ10Bが撮影している映像が図8の画像補正部31に出力される。画像補正部31では、入力した後方カメラ10Bからの画像に対して、所定の補正処理を行うことで、後方カメラ画像の画質を向上させる。そして、画質を向上した後方カメラ画像を表示画像生成部35に出力する。
 第1の表示態様では、表示態様制御部36は後方カメラ画像を画面部25に表示するように制御している。このために、例えばオペレータは入力部26を用いて第1の表示態様を選択する。これにより、表示態様制御部36は第1の表示態様であることを認識し、表示画像生成部35に入力される後方カメラ画像を選択して画面部25に表示する。
 図10は画面部25に表示される後方カメラ画像の一例を示している。ダンプトラック1の最後部はベッセル4であり、ベッセル4に後方カメラ10Bが取り付けられることはない。図5で示したように、後方カメラ10Bはフレーム3の後端のランプ部13の上部に取り付けられており、つまりベッセル4の下部であり且つ当該ベッセル4の後端より前方位置に取り付けられている。従って、図10に示したように、後方カメラ画像にはベッセル4の下部の構造物が映り込んでいる。そして、後方カメラ10Bはできる限り後方であり且つ高い位置に配置しているため、ベッセル4の下部の広範な空間Aを撮影している。 図10の後方カメラ画像の例では、左右のリンク機構12L、12R、左右の後輪6およびアクスル11の一部が映り込んでいる。なお、図10の後方カメラ10Bの後方カメラ画像は歪み補正がされていないため、同図のリンク機構12L、12Rおよび後輪6に歪みが生じているように表示されている。そして、アクスル11の一部にも歪みが生じている。なお、後方カメラ画像としては歪み補正を行った画像であってもよい。
 ところで、ダンプトラック1は大型の運搬車両であり、ベッセル4の下部には広範な空間Aが形成されることは既に述べたとおりである。ベッセル4は、後輪6から比較的大きく突き出していることから、ベッセル4の下部の空間Aは非常に広範になる。従って、ダンプトラック1が停止しているときに、ダンプトラック1の後方から何等かの障害物、例えば作業員やサービスカー等がベッセル4の下部の空間Aに入り込む可能性がある。このために、運転室2に搭乗したオペレータがベッセル4の下部の状況を認識することは重要である。
 従って、後方カメラ10Bはダンプトラック1だけでなく、ベッセル4の下部も視野に含めるようにする。ただし、アクスル11より前方を視野に含める必要はない。アクスル11は左右の後輪6の車軸であり、作業員やサービスカー等の障害物はアクスル11より前方に移動することは想定されない。このため、ダンプトラック1の前後方向において、ベッセル4の下部で視野に含める必要があるのは、障害物が移動する可能性のあるアクスル11までの範囲である。このため、後方カメラ10Bの視野にはアクスル11のうち後端が含まれていれば、ベッセル4の下部のうち状況を認識することが必要な領域をカバーすることができる。
 後方カメラ10Bの位置としては、ベッセル4に干渉しない範囲でできる限り高い位置であり、且つ後輪6よりも前方の範囲のうちできる限り後方に位置させることが望ましい。これにより、ベッセル4の下部の広範囲を見下ろすことができるため、ベッセル4の下部の広範囲の状況をオペレータに認識させることができる。ただし、ダンプトラック1は不整地を走行するものであり、走行時には激しい振動を伴う。この振動の影響で後方カメラ10Bも振動するため、正常な撮影を行うことができなくなる。
 ダンプトラック1の構造物のうちフレーム3はダンプトラック1の枠組みを構成する基礎となる構造物であり、振動の影響が最も少ない。従って、フレーム3の後端に強固にランプ部13を固定することで、ランプ部13の振動も少なくなる。そして、ランプ部13にカメラ取付部17を強固に固定することで、後方カメラ10Bに対して作用する振動の影響を最小限にすることができる。これにより、後方カメラ10Bによる正常な撮影を行うことができる。
 ところで、ランプ部13はウィンカーランプ14とバックランプ15とを有しており、これらのランプを点灯または点滅すると、ランプ部13から光Lが発光する。光Lが後方カメラ10Bのレンズ18に直接的に入射すると有害光になり、画面部25に表示される画像は正常ではなくなる。ただし、ランプ部13と後方カメラ10Bとの間には遮蔽板16を設けている。この遮蔽板16を設けていることから、ランプ部13が発光した光Lは直接的に後方カメラ10Bに入射しない。これにより、有害光がレンズ18に直接的に入射することはない。
 特に、夜間にダンプトラック1を後進させるときに、バックランプ15を点灯することで、ダンプトラック1の後方に対して照明光を供給することができる。このとき、バックランプ15の光Lの強度は高いため、レンズ18に光Lが直接入射すると、有害光の影響が強くなり、後方カメラ10Bが撮影する映像は殆ど正常な画像ではなくなる。ただし、ランプ部13と後方カメラ10Bとの間に遮蔽板16を設けていることから、光Lが直接的にレンズ18に入射することはなくなる。これにより、後方カメラ10Bが撮影する映像の画像は正常になる。
 従って、バックランプ15によりダンプトラック1の後方を照明し、後方カメラ10Bが撮影する映像の画像をモニタ24の画面部25に表示することで、夜間でもダンプトラック1の後方およびベッセル4の下部の状況をオペレータは正確に認識することができる。これにより、オペレータは画面部25を視認して、夜間にダンプトラック1を後進させることができる。
 ここで、遮蔽板16は後方に延出されており、ランプ部13が発光した光Lを直接的にレンズ18に入射させないためには、遮蔽板16を大きく後方に延出させることが望ましい。しかしながら、遮蔽板16が大きく後方に延出すると、後方カメラ10Bの視野は大幅に狭小になる。前述したように、後方カメラ10Bはアクスル11の一部(後端)を視野に入れる必要があり、遮蔽板16を無制限に延出させると、遮蔽板16が妨げになってアクスル11が後方カメラ10Bの視野に含まれなくなる。
 そこで、遮蔽板16の延出位置を規制する。つまり、後方カメラ10Bの視野にアクスル11の後端が入るように、遮蔽板16を延出させる。後方カメラ10Bの視野にアクスル11の後端が含まれている条件下で、遮蔽板16は任意の位置まで延出させることができる。特に、後方カメラ10Bの視野にアクスル11の後端が視野に含まれている条件下で、遮蔽板16をできる限り延出させる。これにより、ランプ部13が発光した光Lの影響を最小限に抑制することができる。
 以上のようにして、後方カメラ10Bが撮影した後方カメラ画像は、図8で示す画像補正部31により画質を向上させて、表示画像生成部35に出力される。そして、表示画像生成部35では、表示態様制御部36により第1の表示態様が選択されているため、画面部25に図10に示すような後方カメラ画像を表示する。オペレータは画面部25を視認することにより、ダンプトラック1の後方およびベッセル4の下部の状況を正確に認識することができる。
 このとき、後方カメラ10Bはできる限り後方且つ高い位置に設けられることから、ベッセル4の下部の広範な空間Aを含む後方カメラ画像が表示される。後方カメラ10Bの視野にはアクスル11の一部(後端)が含まれている。アクスル11よりも前方にはサービスカーや作業員等の障害物が移動することがないことから、画面部25に表示されている後方カメラ画像でオペレータは十分に安全性を確認することができる。
 また、ランプ部13と後方カメラ10Bとの間に遮蔽板16を介在させている。遮蔽板16は後方カメラ10Bの視野にアクスル11の一部が含まれるような位置までを延出の限界としていることから、画面部25の後方カメラ画像には必ずアクスル11の後端が表示される。遮蔽板16を介在させていることで、ランプ部13が発光する光Lによる後方カメラ10Bの撮影に対する影響を最小限に抑制することができ、正常な後方カメラ画像を取得することができる。同時に、遮蔽板16の延出可能な位置を規制していることから、アクスル11の一部が後方カメラ画像に映り込む。これにより、十分な安全性の確保と画像の正常性との両者を実現することができる。
 次に、第2の表示態様について説明する。第2の表示態様は、画面部25の表示領域を分割して後方カメラ画像と合成俯瞰画像とを同時に表示する態様である。画面部25は2つの表示領域25Aと25Bとに分割されており、表示領域25Aには後方カメラ画像を表示し、表示領域25Bには合成俯瞰画像を表示している。ここでは、表示領域25Aと25Bとは横方向に1:1であるが、表示領域の比率は任意に設定することができる。
 図8に示すように、前方カメラ10F、後方カメラ10B、右方カメラ10R、左方カメラ10Lが撮影している各画像は画像補正部31で画質を向上させる補正処理が行われる。後方カメラ画像は表示画像生成部35に出力され、前方カメラ画像と後方カメラ画像と右方カメラ画像と左方カメラ画像とは視点変換部32に出力される。視点変換部32は、これらの4つの画像を視点変換して、仮想的な平面画像(俯瞰画像)を生成する。これにより、前方俯瞰画像と後方俯瞰画像と右方俯瞰画像と左方俯瞰画像との4つの個別俯瞰画像が生成される。
 これら4つの個別俯瞰画像は画像合成部34に入力される。そして、画像合成部34はシンボル画像保持部33が保持しているシンボル画像を取得する。そして、シンボル画像の周囲に各個別俯瞰画像を合成する。これにより、合成俯瞰画像が生成される。つまり、図11に示すように、シンボル画像41の周囲に前方俯瞰画像42Fと後方俯瞰画像42Bと右方俯瞰画像42Rと左方俯瞰画像42Lとが合成される。各個別俯瞰画像を区画形成するために、境界線L1乃至L4が合成俯瞰画像に形成される。また、シンボル画像41の運転室2に相当する位置にはダンプトラック1の前方を表示する前方マーク43を重畳している。画像合成部34が合成した合成俯瞰画像は表示画像生成部35に出力される。
 表示態様制御部36は第2の表示態様を選択しており、その旨を表示画像生成部35に出力している。表示画像生成部35には合成俯瞰画像および後方カメラ画像が入力されており、画面部25の表示領域25Aに後方カメラ画像を、表示領域25Bに合成俯瞰画像を表示するような画像を生成して、画面部25に出力する。これにより、図10に示すように、画面部25の表示領域25Aには後方カメラ画像が表示され、表示領域25Bには合成俯瞰画像が表示される。
 表示領域25Bに表示される合成俯瞰画像はダンプトラック1の周囲の状況を表示しており、何等かの障害物がダンプトラック1に接近しているときに、当該障害物とダンプトラック1との間隔を明確に認識できる。図11では、障害物S1がダンプトラック1に接近しており、ダンプトラック1と障害物S1との位置関係をオペレータに明確に認識させることができる。
 ところで、合成俯瞰画像は仮想的な上方視点から下方を見下ろすようにした画像である。よって、ダンプトラック1の周囲の状況を直感的にオペレータに認識させることができる点で非常に有利な画像表示方式であるが、ベッセル4の下部は合成俯瞰画像では表示されない。そこで、表示領域25Aに後方カメラ画像を表示する。つまり、合成俯瞰画像と後方カメラ画像との両者を画面部25に表示する。後方カメラ画像は第1の表示態様で説明した画像と同じであり、アクスル11の一部が含まれる画像になっている。そして、後方カメラ画像はベッセル4の広範な空間Aを含む画像になっている。
 従って、合成俯瞰画像と後方カメラ画像とを同時に画面部25に表示することで、オペレータはダンプトラック1の周囲の状況およびベッセル4の下部の空間Aを明瞭に認識することができる。前述したように、後方カメラ画像にはアクスル11の後端が含まれている。アクスル11よりも前方に障害物が移動することがないため、後方カメラ画像により十分な安全性を確保することができる。また、合成俯瞰画像によりダンプトラック1の周囲の状況を明瞭に認識することができる。従って、ベッセル4の下部の状況を認識することができ、同時にダンプトラック1の周囲の状況を認識できることから、高い安全性を確保することができる。
 ところで、運転室2に備えられるモニタ24のサイズは小型になる。つまり、運転室2に搭乗するオペレータの前方の視界を確保する必要があることから、モニタ24のサイズを大型にすると、オペレータの視認性の妨げになる。そのため、モニタ24のサイズは小型であり、これに伴い画面部25のサイズも小さくなる。
 画面部25の表示領域を多数に分割することで、多くの情報を表示することができるが、画面部25のサイズが小さいことから、分割数が多くなると、視認性が非常に低下する。そこで、画面部25の表示領域の分割数としては2乃至4程度とすることが望ましい。本実施形態のように、画面部25の表示領域の分割数を2つとして、合成俯瞰画像と後方カメラ画像とを同時に表示することでも十分に安全性を確保することができる。
 次に、第2の表示態様において、後方カメラ画像を拡大して表示する例を説明する。図12は、表示領域25Aに拡大後方カメラ画像を表示し、表示領域25Bに合成俯瞰画像を表示している。そして、表示領域25Aに表示する拡大後方カメラ画像はベッセル4の下部の空間A近傍を拡大表示している。この第2の表示態様においては、画面部25の表示領域を分割しているため、表示領域25Aおよび25Bのサイズは小さくなる。
 そこで、図8に示すように、表示コントローラ30の画像拡大部37は表示画像生成部35が生成する表示画像のうち後方カメラ画像の空間A近傍の部分を拡大する処理を行う。画像拡大部37には外部接続可能な設定端末等により、後方カメラ10Bの取り付け位置や角度、車体各部寸法等の各種情報が設定されており、これにより、後方カメラ画像のうち空間A近傍の部分を特定することができる。このため、後方カメラ画像の空間Aの部分が拡大されて表示される。これが拡大後方カメラ画像となる。後方カメラ10Bは主にダンプトラック1の後方を表示するカメラであるが、本実施形態ではベッセル4の下部の空間Aを表示することで、ベッセル4の下部の状況をオペレータに認識させる。
 この点から、ベッセル4の下部の空間A近傍を拡大表示することで、ベッセル4の下部の空間Aの状況をオペレータは良好に認識することができる。ただし、拡大後方カメラ画像では、ダンプトラック1の後方のうち遠方の状況は表示されなくなる。しかしながら、第2の表示態様では、拡大後方カメラ画像と共に合成俯瞰画像が表示されている。従って、拡大後方カメラ画像でダンプトラック1の後方の状況を表示しなくとも、合成俯瞰画像によりダンプトラック1の後方の状況を認識することができる。このため、ベッセル4の下部の空間Aを拡大表示しても、ダンプトラック1の後方の状況が確認できなくなることはない。
 従って、拡大後方カメラ画像が表示されることで、ベッセル4の下部の空間Aの状況を詳細に認識できると共に、ダンプトラック1の周囲の状況は合成俯瞰画像から認識することができる。これにより、オペレータがダンプトラック1の走行操作を行うときに、オペレータに十分な情報を認識させることができ、高い安全性を確保することができる。
 次に、合成俯瞰画像と拡大後方俯瞰画像とを同時に画面部25に表示する例について説明する。図13に示すように、表示領域25Aには拡大後方俯瞰画像を表示し、表示領域25Bには合成俯瞰画像を表示している。個別俯瞰画像はベッセル4の下部の空間A近傍を拡大表示するようにしている。つまり、表示コントローラ30の画像拡大部37は、後方俯瞰画像のうち空間Aの近傍を拡大する処理を行う。
 そして、図13に示すように、表示領域25Aには拡大後方俯瞰画像が表示される。この図では、シンボル画像41の一部が部分シンボル画像41Aとして表示されている。前述したように、後方カメラ10Bはアクスル11の一部が視野に含まれるようになっているため、ベッセル4の下部の空間Aを拡大した後方俯瞰画像は図13に示すようになる。
 従って、合成俯瞰画像と拡大後方俯瞰画像とを表示している。合成俯瞰画像を表示することで、ダンプトラック1の周囲の状況を認識することができる。そして、後方俯瞰画像のうちベッセル4の下部の空間Aを拡大表示することで、オペレータにベッセル4の下部の空間Aの状況を認識させることができる。このとき、表示領域25Aに表示される画像は後方俯瞰画像の拡大画像であり、表示領域25Bに表示される合成俯瞰画像と同種の画像(つまり、俯瞰画像)である。よって、同種の画像が表示領域25Aおよび25Bに表示されることによって、オペレータの視認性は良好になる。
 次に、ダンプトラック1の走行操作に応じた処理について説明する。前述したように、運転室1にはシフトレバー50が設けられており、オペレータはシフトレバー50を操作してダンプトラック1の走行制御を行う。シフトレバー50には前進位置と中立位置と後進位置とがあり、その位置によって、ダンプトラック1を走行させるか否か、および走行させる場合には走行方向が決定される。シフトレバー50がどの位置に入っているかの情報(シフトレバー位置情報)は車体コントローラ40に入力され、車体コントローラ40は車体情報としてシフトレバー位置情報を表示コントローラ30に出力する。
 シフトレバー50が後進位置に操作されたときには、その旨の信号を車体コントローラ40が入力して、表示コントローラ30に伝達される。表示コントローラ30は、画面部25に第1の表示態様の画面や第2の表示態様の画面等の表示を行うように制御を行う。一方、シフトレバー50が中立位置または前進位置にあるときには、その旨の信号を車体コントローラ40が入力して、表示コントローラ30に伝達される。表示コントローラ30は、画面部25に第1の表示態様の画面や第2の表示態様の画面等を表示させないようにすることができる。
 つまり、シフトレバー50が前進位置にあるときには、ダンプトラック1は前方に向けて走行を行う。このときには、ダンプトラック1の後方の状況を格別にモニタ24に表示する必要はない。従って、後方カメラ画像や後方俯瞰画像等を表示する必要はない。シフトレバー50が中立位置にあるときも同様にダンプトラック1は後方に走行することはない。ただし、中立位置から後進位置にシフトレバー50が操作されると、ダンプトラック1は後方に向けて走行を行うため、シフトレバー50が中立位置の場合には、第1の表示態様や第2の表示態様等を行って、後方カメラ画像や後方俯瞰画像等を表示するようにしてもよい。
1  ダンプトラック
2  運転室
3  フレーム
4  ベッセル
6  後輪
10  カメラ
10B  後方カメラ
10F  前方カメラ
10L  左方カメラ
10R  右方カメラ
11  アクスル
13  ランプ部
16  遮蔽板
18  レンズ
24  モニタ
25  画面部
30  表示コントローラ
31  画像補正部
32  視点変換部
33  シンボル画像保持部
34  画像合成部
35  表示画像生成部
36  表示態様制御部
37  画像拡大部
40  車体コントローラ
41  シンボル画像
41A  部分シンボル画像
42B  後方俯瞰画像
42F  前方俯瞰画像
42L  左方俯瞰画像
42R  右方俯瞰画像

Claims (5)

  1.  運搬車両のベッセル下部であり、前記運搬車両のフレーム後端に取り付けられたランプ部と、
     前記ランプ部の上部に設けられ、前記運搬車両の後輪のアクスルの少なくとも一部を視野に含み、光軸を斜め下方とした前記運搬車両の後方を撮影する後方カメラと、
     前記ランプ部と前記後方カメラとの間に設けられ、前記後方カメラの視野に前記アスクルの少なくとも一部が視野に含まれる位置にまで延出させた遮蔽部と、
     前記運搬車両の運転室に備えられ、前記後方カメラが撮影する後方カメラ画像を表示する表示装置と、
     を備えた運搬車両の監視装置。
  2.  前記後方カメラは前記アクスルの後端の一部を視野に含む画角を有し、前記遮蔽部は前記アクスルの後端の一部が視野に含まれる位置にまで延出させた
     請求項1記載の運搬車両の監視装置。
  3.  斜め下方を光軸とし、前記運搬車両の左方を撮影する左方カメラおよび右方を撮影する右方カメラと、
     少なくとも前記後方カメラと前記左方カメラと前記右方カメラとが撮影した画像に対して上方視点となるように個別的に視点変換した個別俯瞰画像を生成する視点変換部と、
     前記運搬車両をシンボル化したシンボル画像の周囲に前記個別俯瞰画像を合成して合成俯瞰画像を生成する合成俯瞰画像生成部と、
     を備え、
     前記表示装置の画面部の表示領域を分割して、分割したそれぞれの表示領域に前記後方カメラ画像と前記合成俯瞰画像とを表示する
     請求項1または2記載の運搬車両の監視装置。
  4.  前記後方カメラ画像を非表示として、前記画面部の分割したそれぞれの表示領域に前記後方カメラ画像のうち前記アスクルと左右の前記後輪との間の部分を拡大した拡大後方カメラ画像と前記合成俯瞰画像とを表示する
     請求項3記載の運搬車両の監視装置。
  5.  前記後方カメラ画像を非表示として、前記画面部の分割したそれぞれの表示領域に前記後方カメラ画像のうち前記アスクルと左右の前記後輪との間の部分を拡大した画像を前記視点変換部により視点変換した拡大後方俯瞰画像と前記合成俯瞰画像とを表示する
     請求項3記載の運搬車両の監視装置。
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