JP5473870B2

JP5473870B2 - Construction machine monitoring equipment

Info

Publication number: JP5473870B2
Application number: JP2010255230A
Authority: JP
Inventors: 岳哉泉川
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-11-15
Also published as: JP2012107395A

Description

本発明は建設機械のモニター装置に関するものであり、特に、上部旋回体の旋回動作領域をモニター画面上で確認しつつ、上部旋回体や作業装置を運転操作することができる建設機械のモニター装置に関するものである。 The present invention relates to a monitoring device for a construction machine, and more particularly to a monitoring device for a construction machine capable of operating and operating an upper swing body and a work device while confirming a turning operation area of the upper swing body on a monitor screen. Is.

一般に、建設機械としての油圧ショベルは、下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、該上部旋回体に俯仰動可能に設けられたショベル等の作業装置とによって大略構成されている。また、上部旋回体のフレーム上には運転室を構成するキャブが設けられていると共に、該運転席の前方にはモニター画面が配設されている。 Generally, a hydraulic excavator as a construction machine includes a lower traveling body, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body, and a work device such as an excavator that is provided on the upper revolving body so as to be able to be raised and lowered. It is roughly constituted by. In addition, a cab constituting a cab is provided on the frame of the upper swing body, and a monitor screen is disposed in front of the driver seat.

また、上部旋回体の後方部及び側方部には、後方監視カメラ及び側方監視カメラがそれぞれ設置されている。そして、後方監視カメラ及び側方監視カメラによって上部旋回体の後方視野及び側方視野を撮影し、撮影された後方視野及び側方視野は、モニター画面に表示できるように構成されている。従って、オペレータは、上部旋回体の後方視野及び側方視野をモニター画面上で確認しながら、上部旋回体や作業装置等を運転操作することができる（例えば特許文献１参照）。 Further, a rear monitoring camera and a side monitoring camera are respectively installed at the rear and side portions of the upper swing body. Then, the rear visual field and the lateral visual field of the upper swing body are photographed by the rear surveillance camera and the side surveillance camera, and the photographed rear visual field and the lateral visual field can be displayed on the monitor screen. Therefore, the operator can operate the upper swing body, the work device, and the like while confirming the rear view and the side view of the upper swing body on the monitor screen (see, for example, Patent Document 1).

また、建設機械の機体周辺、特に機体の後部死角周辺をキャブ内のモニター画面に映し出す技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。この技術によれば、建設機械の後部に後方監視カメラを配置し、この後方監視カメラからの映像をキャブ内のモニター画面に表示することにより、オペレータは、前部を見て運転操作しながら後部周辺の死角部分もモニター画面によって確認することができる。 In addition, a technique for projecting the periphery of a machine body of a construction machine, particularly the periphery of the rear dead angle of the machine body, on a monitor screen in the cab is also disclosed (for example, see Patent Document 2). According to this technology, a rear monitoring camera is arranged at the rear of the construction machine, and an image from the rear monitoring camera is displayed on the monitor screen in the cab, so that the operator can see the front and operate the rear The surrounding blind spots can also be confirmed on the monitor screen.

さらに、建設機械におけるモニター画面の一つのディスプレイ上に複数の画像を並べて表示する技術も開示されている（例えば、特許文献３参照）。この技術によれば、建設機械に後方撮像手段と側方撮像手段を設け、両者で撮影した画像（すなわち、建設機械の後部周辺の画像と側部周辺の画像）を一つのディスプレイ上に並べて表示している。このような合成画像をモニター画面に表示することによって、建設機械の周囲の物体や人物の位置や動きを正確に確認することができる。 Furthermore, a technique for displaying a plurality of images side by side on one display of a monitor screen in a construction machine is also disclosed (for example, see Patent Document 3). According to this technology, the construction machine is provided with a rear imaging means and a side imaging means, and images taken by both of them (that is, an image around the rear part of the construction machine and an image around the side part) are displayed side by side on a single display. doing. By displaying such a composite image on the monitor screen, it is possible to accurately confirm the positions and movements of objects and persons around the construction machine.

特開平１０−１４０６１９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-140619 特開２００９−１６７７４８号公報JP 2009-167748 A 特開２００９−１１３５６１号公報JP 2009-113561 A

しかしながら、上部旋回体の旋回繰作が可能な建設機械では、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度によってキャブ内のオペレータから見た走行方向（すなわち、見掛けの走行方向）が変化するので、走行操作をしたときに何れの方向へ走行するのかが分からず危険であった。これに対し、角度センサを用いて下部走行体に対する上部旋回体の角度を検出してモニター画面に反映させ、旋回角度による見掛けの走行方向の変化を、実際の走行方向に合致するようにモニター表示することにより、オペレータは、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度が変わっても、モニター画面を見ながら安全性の高い走行運転を行うことができる。ところが、この方法では角度センサが必要になると共に、該角度センサが検出した旋回角度をモニター画面に反映させるためのセンサ制御回路が必要になるため、モニター画面の周辺要素のコストが高くなってしまうおそれがある。 However, in a construction machine capable of turning the upper revolving structure, the traveling direction seen from the operator in the cab (that is, the apparent traveling direction) changes depending on the turning angle of the upper revolving structure relative to the lower traveling structure. It was dangerous to know which direction to travel when operating. On the other hand, the angle sensor detects the angle of the upper turning body relative to the lower traveling body and reflects it on the monitor screen, and the monitor display displays the change in the apparent traveling direction due to the turning angle to match the actual traveling direction. Thus, even if the turning angle of the upper turning body with respect to the lower running body changes, the operator can perform a driving operation with high safety while looking at the monitor screen. However, this method requires an angle sensor and a sensor control circuit for reflecting the turning angle detected by the angle sensor on the monitor screen, which increases the cost of peripheral elements on the monitor screen. There is a fear.

また、前記の各特許文献を含めた従来技術は、建設機械の後部や側部に設置した監視カメラで撮影された映像をモニター画面に映し出して、建設機械の周辺の人物や物体を確認することはできる。しかし、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度によって見掛けの走行方向が変化する場合に、オペレータが走行方向をモニター画面で確認しても瞬間的に実際の走行方向を正確に認識することはできない。すなわち、前記の各特許文献を含めた従来技術によるモニター画面では、上部旋回体の旋回繰作が可能な建設機械において、旋回角度が変化した場合に安全性の高い走行運転を行うことが難しい。 In addition, the conventional techniques including the above-mentioned patent documents show the images taken by the surveillance cameras installed at the rear and side of the construction machine on the monitor screen to confirm the people and objects around the construction machine. I can. However, when the apparent travel direction changes depending on the turning angle of the upper swing body relative to the lower travel body, even if the operator confirms the travel direction on the monitor screen, the actual travel direction cannot be instantly recognized accurately. . That is, with the monitor screens according to the prior art including the above-mentioned patent documents, it is difficult to perform a highly safe traveling operation when the turning angle changes in a construction machine capable of turning the upper turning body.

そこで、下部走行体に対して上部旋回体が旋回可能な建設機械において、角度センサを用いることなく、旋回角度をモニター画面に正確に反映させて建設機械の走行方向を安全にサポートするモニター装置を実現するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, in a construction machine in which the upper turning body can turn relative to the lower running body, a monitoring device that safely supports the traveling direction of the construction machine by accurately reflecting the turning angle on the monitor screen without using an angle sensor. The technical problem which should be solved arises in order to implement | achieve, and this invention aims at solving this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、下部走行体に対して上部旋回体が旋回可能であり、且つ、機械周辺を撮影するカメラを備え、前記カメラが撮影した画像をキャブ内に配置されたモニター画面に表示する建設機械のモニター装置であって、
制御器が、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を、前記モニター画面に表示された画像の時間変化により推定し、推定された角度情報を前記モニター画面に表示させることを特徴とし、
前記制御器は、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を推定するとき、前記モニター画面に表示された下部走行体の映像によって前記相対角度を補正することを特徴とする建設機械のモニター装置を提供する。 The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is provided with a camera capable of turning the upper turning body relative to the lower traveling body and photographing the periphery of the machine. , A monitoring device for a construction machine that displays an image captured by the camera on a monitor screen disposed in a cab,
Controller is the relative angle of the undercarriage with respect to the upper rotating body, and wherein the estimated by the time change of the image displayed on the monitor screen to display the estimated angle information before Symbol monitor screen And
When the controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body, the controller corrects the relative angle based on the image of the lower traveling body displayed on the monitor screen. Providing equipment.

この発明によれば、下部走行体に対して上部旋回体が旋回する建設機械において、該建設機械に付設されたカメラが機器周辺を撮影して、その画像をキャブ内のモニター画面に表示するとき、制御器が、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度をモニター画面に表示された画像の時間的な変化によって推定し、推定された角度情報（例えば、下部走行体の向きを示す矢印）をモニター画面に表示させているので、上部旋回体が旋回していても、モニター画面には上部旋回体の正確な角度情報が表示される。従って、オペレータは、モニタ画面に表示された上部旋回体の正確な角度情報（即ち、矢印の方向）に基づいて下部走行体を走行させることができる。加えて、この構成によれば、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するときに、モニター画面に表示された下部走行対の映像によって、相対角度（即ち、矢印の向き）の補正を行なっている。従って、オペレータの視角感覚にあった正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面に表示することができるので、オペレータの安全走行に寄与することができる。 According to the present invention , in a construction machine in which an upper turning body turns with respect to a lower traveling body, when a camera attached to the construction machine takes a picture of the periphery of the device and displays the image on the monitor screen in the cab. The controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body by the temporal change of the image displayed on the monitor screen, and estimates the angle information (for example, an arrow indicating the direction of the lower traveling body). Since it is displayed on the monitor screen, even if the upper swing body is turning, accurate angle information of the upper swing body is displayed on the monitor screen. Therefore, the operator can drive the lower traveling body based on the accurate angle information (that is, the direction of the arrow) of the upper turning body displayed on the monitor screen. In addition, according to this configuration, when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body is estimated, the relative angle (that is, the direction of the arrow) is corrected by the image of the lower traveling pair displayed on the monitor screen. Is doing. Therefore, since an accurate relative angle (in the direction of the arrow) suitable for the visual angle sense of the operator can be displayed on the monitor screen, it can contribute to safe driving of the operator.

請求項２記載の発明は、下部走行体に対して上部旋回体が旋回可能であり、且つ、機械周辺を撮影するカメラを備え、前記カメラが撮影した画像をキャブ内に配置されたモニター画面に表示する建設機械のモニター装置であって、
制御器が、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を、前記モニター画面に表示された画像の時間変化により推定し、推定された角度情報を前記モニター画面に表示させることを特徴とし、
前記制御器は、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を推定するとき、前記上部旋回体の駆動情報によって前記相対角度を補正することを特徴とする建設機械のモニター装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention , the upper revolving unit is rotatable with respect to the lower traveling unit, and further includes a camera for photographing the periphery of the machine, and an image photographed by the camera is displayed on a monitor screen disposed in the cab. A monitoring device for a construction machine to display,
The controller is configured to estimate a relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body based on a time change of an image displayed on the monitor screen, and display the estimated angle information on the monitor screen,
The controller provides a monitoring device for a construction machine , wherein when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body is estimated, the relative angle is corrected according to driving information of the upper swing body .

この発明によれば、下部走行体に対して上部旋回体が旋回する建設機械において、該建設機械に付設されたカメラが機器周辺を撮影して、その画像をキャブ内のモニター画面に表示するとき、制御器が、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度をモニター画面に表示された画像の時間的な変化によって推定し、推定された角度情報（例えば、下部走行体の向きを示す矢印）をモニター画面に表示させているので、上部旋回体が旋回していても、モニター画面には上部旋回体の正確な角度情報が表示される。従って、オペレータは、モニタ画面に表示された上部旋回体の正確な角度情報（即ち、矢印の方向）に基づいて下部走行体を走行させることができる。加えて、この発明によれば、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するときに、モニター画面に表示された下部走行対の映像によって、相対角度（即ち、矢印の向き）の補正を行なっている。従って、オペレータの視角感覚にあった正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面に表示することができるので、オペレータの安全走行に寄与することができる。 According to the present invention, in a construction machine in which an upper turning body turns with respect to a lower traveling body, when a camera attached to the construction machine takes a picture of the periphery of the device and displays the image on the monitor screen in the cab. The controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body by the temporal change of the image displayed on the monitor screen, and estimates the angle information (for example, an arrow indicating the direction of the lower traveling body). Since it is displayed on the monitor screen, even if the upper swing body is turning, accurate angle information of the upper swing body is displayed on the monitor screen. Therefore, the operator can drive the lower traveling body based on the accurate angle information (that is, the direction of the arrow) of the upper turning body displayed on the monitor screen. In addition, according to the present invention, when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body is estimated, the relative angle (that is, the direction of the arrow) is corrected by the image of the lower traveling pair displayed on the monitor screen. Is doing. Therefore, since an accurate relative angle (in the direction of the arrow) suitable for the visual angle sense of the operator can be displayed on the monitor screen, it can contribute to safe driving of the operator.

請求項３記載の発明は、下部走行体に対して上部旋回体が旋回可能であり、且つ、機械周辺を撮影するカメラを備え、前記カメラが撮影した画像をキャブ内に配置されたモニター画面に表示する建設機械のモニター装置であって、
制御器が、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を、前記モニター画面に表示された画像の時間変化により推定し、推定された角度情報を前記モニター画面に表示させることを特徴とし、
前記制御器は、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を推定するとき、前記下部走行体の駆動情報によって前記相対角度を補正することを特徴とする建設機械のモニター装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention , there is provided a monitor screen in which an upper revolving unit is rotatable with respect to a lower traveling unit, and a camera for photographing the periphery of the machine is provided. A monitoring device for a construction machine to display,
The controller is configured to estimate a relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body based on a time change of an image displayed on the monitor screen, and display the estimated angle information on the monitor screen,
When the controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body, the controller corrects the relative angle according to driving information of the lower traveling body, and provides a monitoring device for a construction machine.

この発明によれば、下部走行体に対して上部旋回体が旋回する建設機械において、該建設機械に付設されたカメラが機器周辺を撮影して、その画像をキャブ内のモニター画面に表示するとき、制御器が、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度をモニター画面に表示された画像の時間的な変化によって推定し、推定された角度情報（例えば、下部走行体の向きを示す矢印）をモニター画面に表示させているので、上部旋回体が旋回していても、モニター画面には上部旋回体の正確な角度情報が表示される。従って、オペレータは、モニタ画面に表示された上部旋回体の正確な角度情報（即ち、矢印の方向）に基づいて下部走行体を走行させることができると共に、加えて、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するとき、下部走行体の駆動情報に基づいて相対角度の補正を行なっているので、下部走行体の駆動実体にマッチした正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面で表示することができる。 According to the present invention , in a construction machine in which an upper turning body turns with respect to a lower traveling body, when a camera attached to the construction machine takes a picture of the periphery of the device and displays the image on the monitor screen in the cab. The controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body by the temporal change of the image displayed on the monitor screen, and estimates the angle information (for example, an arrow indicating the direction of the lower traveling body). Since it is displayed on the monitor screen, even if the upper swing body is turning, accurate angle information of the upper swing body is displayed on the monitor screen. Therefore, the operator can drive the lower traveling body based on the accurate angle information (that is, the direction of the arrow) of the upper swing body displayed on the monitor screen, and in addition, the lower traveling body with respect to the upper swing body. When the relative angle is estimated, the relative angle is corrected based on the driving information of the lower traveling body, so the exact relative angle (arrow direction) matching the driving entity of the lower traveling body is displayed on the monitor screen. can do.

請求項４記載の発明は、前記制御器は、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を推定するとき、前記上部旋回体の駆動情報によって前記相対角度を補正することを特徴とする請求項１に記載の建設機械のモニター装置を提供する。 The invention of claim 4 wherein, the pre-Symbol controller, when estimating the relative angle of the front Symbol undercarriage for the previous SL upper rotating body, so as to correct the relative angle by the driving information of the previous SL upper rotating body The construction machine monitoring device according to claim 1 is provided.

この発明によれば、請求項１記載に係る発明の作用に加えて、さらに、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するとき、下部走行体の駆動情報に基づいて相対角度の補正を行なっているので、下部走行体の駆動実体にマッチした正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面で表示することができる。 According to this invention, in addition to the operation of the invention according to claim 1, when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body is estimated, the relative angle is corrected based on the driving information of the lower traveling body. Since this is done, an accurate relative angle (in the direction of the arrow) that matches the driving entity of the lower traveling body can be displayed on the monitor screen.

請求項５記載の発明は、前記制御器は、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を推定するとき、前記下部走行体の駆動情報によって前記相対角度を補正することを特徴とする請求項１、２又は４に記載の建設機械のモニター装置を提供する。 The invention according to claim 5 is characterized in that the controller corrects the relative angle according to driving information of the lower traveling body when estimating the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body. Item 5. A monitoring device for a construction machine according to Item 1, 2 or 4 is provided.

この発明によれば、請求項４記載の発明の作用に加えて、さらに、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するとき、下部走行体の駆動情報に基づいて相対角度の補正を行なっているので、下部走行体の駆動実体にマッチした正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面で表示することができる。 According to the present invention , in addition to the operation of the invention described in claim 4, when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body is estimated, the relative angle is corrected based on the driving information of the lower traveling body. Therefore, an accurate relative angle (direction of the arrow) that matches the driving entity of the lower traveling body can be displayed on the monitor screen.

請求項６記載の発明は、前記カメラは、前記建設機械に複数個設置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の建設機械のモニター装置を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the construction machine monitoring apparatus according to any one of the first to fifth aspects , wherein a plurality of the cameras are installed in the construction machine.

この発明によれば、複数個のカメラ建設機械に設置されているので、請求項１〜５に係る発明の何れか一つの請求項に記載の発明の作用に加えて、さらに、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度（矢印の向き）を高精度にモニター画面に表示することができる。 According to this invention , since it is installed in a plurality of camera construction machines, in addition to the operation of the invention according to any one of claims 1 to 5, further to the upper swing body The relative angle (the direction of the arrow) of the lower traveling body can be displayed on the monitor screen with high accuracy.

請求項７記載の発明は、前記複数個のカメラの設置位置は、少なくとも、前記建設機械の後方及び左右の側方であることを特徴とする請求項６に記載の建設機械のモニター装置を提供する。 Invention of claim 7, the installation position of the previous SL plurality of cameras, at least, a construction machine monitoring apparatus of claim 6, characterized in that towards the rear and the left and right side of the construction machine provide.

この発明によれば、複数個のカメラは、建設機械の後方及び左右の側方に設置されている。これにより、後方監視カメラと左右の側方監視カメラとの３個のカメラによって、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度（矢印の向き）の変化の様子をモニターすることができるので、請求項６記載に係る発明の作用に加えて、さらに、オペレータの死角となる位置についてもモニター画面によって走行操作を行うことができる。 According to the present invention , the plurality of cameras are installed on the rear and left and right sides of the construction machine. Accordingly, the change of the relative angle (the direction of the arrow) of the lower traveling body with respect to the upper turning body can be monitored by the three cameras of the rear monitoring camera and the left and right side monitoring cameras. In addition to the operation of the invention according to the sixth aspect, a traveling operation can be performed on the monitor screen at a position that is a blind spot of the operator.

請求項８記載の発明は、
前記複数個のカメラで撮影した画像を連続的に合成する画像処理装置をさらに備え、前記制御器が前記相対角度を推定して前記モニター画面に表示させた画像は、前記画像処理装置によって合成された合成画像であることを特徴とする請求項６又は７に記載の建設機械のモニター装置を提供し、
そして請求項９記載の発明は、
前記画像処理装置によって合成される合成画像は、前記複数個のカメラが撮影した画像を前記建設機械の情報に基づいて俯瞰視するように画像処理され、連続的に俯瞰視合成されて前記モニター画面に表示された画像であることを特徴とする請求項８に記載の建設機械のモニター装置を、
提供するものである。 The invention described in claim 8
Further comprising an image processing apparatus for continuously synthesizing images captured in the previous SL plurality of cameras, the image in which the controller is to be displayed on the monitor screen by estimating the relative angle is synthesized by the image processing apparatus A construction machine monitoring device according to claim 6 or 7, wherein the monitoring device is a synthesized image.
And the invention of claim 9 is
The composite image synthesized by the image processing device is subjected to image processing so that images taken by the plurality of cameras are viewed from the top based on information on the construction machine, and are continuously viewed from the top and synthesized. The monitor device for a construction machine according to claim 8, wherein the monitor device is an image displayed on
It is to provide.

請求項８記載の発明によれば、複数個のカメラで撮影した画像を連続的に合成する画像処理装置を備えており、これによって、モニター画面に表示させる画像を合成画像にすることができるので、請求項７記載に係る発明の作用に加えて、さらに、下部走行体の走行方向の算出を容易に行うことが可能となる。
また、請求項９記載の発明によれば、画像処理装置が合成した合成画像は、複数個のカメラが撮影した画像を俯瞰視して画像処理した連続的な俯瞰視合成画像である。これによって、モニター画像には俯瞰視合成画像が表示されるので、請求項８記載の発明の作用に加えて、さらに、旋回角度が変化したときの走行方向をより直感的に認識することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the image processing apparatus that continuously synthesizes images taken by a plurality of cameras is provided, so that an image to be displayed on the monitor screen can be made a synthesized image. In addition to the operation of the invention according to claim 7, it is possible to easily calculate the traveling direction of the lower traveling body.
According to the ninth aspect of the present invention , the composite image synthesized by the image processing device is a continuous bird's-eye view synthesized image obtained by performing a bird's-eye view of images taken by a plurality of cameras. As a result, since the overhead view composite image is displayed on the monitor image, in addition to the action of the invention according to claim 8 , the traveling direction when the turning angle is changed can be recognized more intuitively. .

請求項１記載の発明によれば、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を、モニター画面に表示された画像の時間的な変化によって推定し、推定された角度情報（下部走行体の向きを示す矢印）をモニター画面に表示させている。従って、角度センサを用いることなく低コストで下部走行体の走行方向を確定することができる。
また、モニター画面に表示された下部走行体の映像によって相対角度の補正を行なっているので、上記した効果に加えて、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度（矢印の向き）をより正確にモニター画面に表示させることができる。これによって、オペレータによる下部走行体の走行操作の安全性をさらに高めることができる。 According to the first aspect of the present invention, the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body is estimated by the temporal change of the image displayed on the monitor screen, and the estimated angle information (the direction of the lower traveling body is determined). Arrow) is displayed on the monitor screen. Therefore, the traveling direction of the lower traveling body can be determined at low cost without using an angle sensor.
Moreover, since the relative angle is corrected by the image of the lower traveling body displayed on the monitor screen, in addition to the above-described effects, the relative angle (the direction of the arrow) of the lower traveling body with respect to the upper turning body is more accurately determined. It can be displayed on the monitor screen. Thereby, the safety of the traveling operation of the lower traveling body by the operator can be further enhanced.

請求項２記載の発明によれば、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を、モニター画面に表示された画像の時間的な変化によって推定し、推定された角度情報（下部走行体の向きを示す矢印）をモニター画面に表示させている。従って、角度センサを用いることなく低コストで下部走行体の走行方向を確定することができる。また、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するとき、上部旋回体の駆動情報に基づいて相対角度の補正を行なっている。従って、上述した発明の効果に加えて、上部旋回体の駆動実体にマッチした正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面に表示することができる。これにより、下部走行体の走行時の安全性をさらに高めることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body is estimated by the temporal change of the image displayed on the monitor screen, and the estimated angle information (the direction of the lower traveling body is determined). Arrow) is displayed on the monitor screen. Therefore, the traveling direction of the lower traveling body can be determined at low cost without using an angle sensor. Further, when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body is estimated, the relative angle is corrected based on the drive information of the upper swing body. Therefore, in addition to the effects of the invention described above, an accurate relative angle (in the direction of the arrow) that matches the driving entity of the upper swing body can be displayed on the monitor screen. Thereby, it is possible to further improve the safety when the lower traveling body is traveling.

請求項３記載の発明によれば、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を、モニター画面に表示された画像の時間的な変化によって推定し、推定された角度情報（下部走行体の向きを示す矢印）をモニター画面に表示させている。従って、角度センサを用いることなく低コストで下部走行体の走行方向を確定することができる。また、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するとき、下部走行体の駆動情報に基づいて相対角度の補正を行なっている。従って、上記下如く、上部旋回体の駆動実体にマッチした正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面に表示することができる。これにより、下部走行体の走行時の安全性をさらに高めることが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body is estimated by the temporal change of the image displayed on the monitor screen, and the estimated angle information (the direction of the lower traveling body is determined). Arrow) is displayed on the monitor screen. Therefore, the traveling direction of the lower traveling body can be determined at low cost without using an angle sensor. Further, when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body is estimated, the relative angle is corrected based on the driving information of the lower traveling body. Therefore, as described above , an accurate relative angle (in the direction of the arrow) that matches the driving entity of the upper swing body can be displayed on the monitor screen. Thereby, it is possible to further improve the safety when the lower traveling body is traveling.

請求項４記載の発明によれば、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を、モニター画面に表示された画像の時間的な変化によって推定し、推定された角度情報（下部走行体の向きを示す矢印）をモニター画面に表示させている。従って、角度センサを用いることなく低コストで下部走行体の走行方向を確定することができる。また、モニター画面に表示された下部走行体の映像によって相対角度の補正を行なっているので、上記した効果に加えて、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度（矢印の向き）をより正確にモニター画面に表示させることができる。これによって、オペレータによる下部走行体の走行操作の安全性をさらに高めることができる。更に、上部旋回体の駆動実体にマッチした正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面に表示することができる。これにより、下部走行体の走行時の安全性をさらに高めることが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body is estimated by the temporal change of the image displayed on the monitor screen, and the estimated angle information (the direction of the lower traveling body is determined). Arrow) is displayed on the monitor screen. Therefore, the traveling direction of the lower traveling body can be determined at low cost without using an angle sensor . Moreover , since the relative angle is corrected by the image of the lower traveling body displayed on the monitor screen, in addition to the above-described effects, the relative angle (the direction of the arrow) of the lower traveling body with respect to the upper turning body is more accurately determined. It can be displayed on the monitor screen. Thereby, the safety of the traveling operation of the lower traveling body by the operator can be further enhanced. Furthermore, an accurate relative angle (in the direction of the arrow) that matches the driving entity of the upper swing body can be displayed on the monitor screen. Thereby, it is possible to further improve the safety when the lower traveling body is traveling.

請求項５記載の発明によれば、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度を推定するとき、下部走行体の駆動情報に基づいて相対角度の補正を行なっている。従って、上記した効果に加えて、上部旋回体の駆動実体にマッチした正確な相対角度（矢印の向き）をモニター画面に表示することができ、るので、下部走行体の走行時の安全性をさらに高めることが可能となる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body is estimated, the relative angle is corrected based on the driving information of the lower traveling body. Therefore, in addition to the effects described above, an accurate relative angle (in the direction of the arrow) that matches the driving entity of the upper revolving structure can be displayed on the monitor screen. Further increase is possible.

請求項６記載の発明によれば、複数個のカメラが、建設機械に設置されているので、請求項１〜５記載に係る発明の何れか一つの発明の効果に加えて、上部旋回体に対する下部走行体の相対角度（矢印の向き）を高精度にモニター画面に表示することができる。従って下部走行体の安全性をさらに高めることが可能となる。 According to the invention described in claim 6, since the plurality of cameras are installed in the construction machine, in addition to the effect of any one of the inventions according to claims 1 to 5, for the upper swing body The relative angle (the direction of the arrow) of the lower traveling body can be displayed on the monitor screen with high accuracy. Therefore, the safety of the lower traveling body can be further improved.

請求項７記載の発明によれば、複数個のカメラは、建設機械の後方及び左右の側方の３箇所に設置されているので、請求項６記載に係る発明の効果に加えて、オペレータから直視することが困難な後方部分の視界を補う通常設置型のバック・サイドカメラを流用できるため、監視システムを低コストで実現することが可能となる。 According to the invention described in claim 7, since the plurality of cameras are installed at the three positions on the rear side and the left and right sides of the construction machine, in addition to the effect of the invention according to claim 6, from the operator Since a normally installed back-side camera that supplements the field of view of the rear part that is difficult to view directly can be used, a monitoring system can be realized at low cost .

請求項８記載の発明によれば、モニター画像に表示される画像を合成画像にすることができるので、請求項６、７記載に係る発明の効果に加えて、下部走行体の走行方向の算出を容易に行うことが可能となる。
請求項９記載の発明によれば、モニター画面には俯瞰視した合成画像が表示されるので、旋回角度が変化したときの走行方向をより直感的に認識することができる。これによって、請求項８記載の発明の効果に加えて、下部走行体の走行時の安全性をさらに高めることが可能となる。 According to the invention described in claim 8, since the image displayed on the monitor image can be a composite image, in addition to the effects of the inventions according to claims 6 and 7, the calculation of the traveling direction of the lower traveling body is performed. Can be easily performed.
According to the ninth aspect of the present invention, since the synthesized image viewed from above is displayed on the monitor screen, it is possible to more intuitively recognize the traveling direction when the turning angle changes. Thus, in addition to the effect of the invention according to claim 8, it is possible to further enhance the safety during traveling of the lower traveling body.

本発明を適用した建設機械としての油圧ショベルの側面図。The side view of the hydraulic excavator as a construction machine to which this invention is applied. 本発明の一実施例に係るモニター装置を搭載した建設機械の上面図。The top view of the construction machine carrying the monitor device concerning one example of the present invention. 本発明の実施例に係る制御器の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of the controller which concerns on the Example of this invention. 建設機械の後部に１台の後方監視カメラを搭載して、下部走行体に対して上部旋回体を矢印の方向へ旋回する状態を示す建設機械の上面図。The top view of a construction machine which shows the state which mounts one back surveillance camera in the rear part of a construction machine, and turns an upper turning body in the direction of the arrow with respect to a lower traveling body. 下部走行体に対する上部旋回体が図４に示す位置へ旋回したときのモニター画面の画像。The image of a monitor screen when the upper turning body with respect to a lower traveling body turns to the position shown in FIG. 図４の建設機械において、下部走行体に対して上部旋回体が矢印の方向へ旋回する過程を映し出したモニター画面の画像。In the construction machine of FIG. 4, the image of the monitor screen showing the process of the upper turning body turning in the direction of the arrow relative to the lower traveling body. 建設機械が３個の監視カメラを搭載して、下部走行体に対して上部旋回体を矢印の方向へ旋回する状態を示す建設機械の上面図。The top view of a construction machine which shows the state which a construction machine carries three surveillance cameras and turns an upper turning body in the direction of the arrow with respect to a lower traveling body. 下部走行体に対する上部旋回体が図７に示す位置に旋回したときのモニター画面の画像。The image of a monitor screen when the upper turning body with respect to a lower traveling body turns to the position shown in FIG. 図７の建設機械において、下部走行体に対して上部旋回体が矢印の方向へ旋回する過程を映し出したモニター画面の画像。FIG. 8 is an image of a monitor screen showing a process in which the upper turning body turns in the direction of the arrow with respect to the lower traveling body in the construction machine of FIG. 7.

本発明は、下部走行体に対して上部旋回体が旋回可能な建設機械において、角度センサを用いることなく、旋回角度をモニター画面に正確に反映させて建設機械の走行方向を安全にサポートするモニター装置を実現させるという目的を達成するために、下部走行体に対して上部旋回体が旋回可能であり、且つ、機械周辺を撮影するカメラを備え、前記カメラが撮影した画像をキャブ内に配置されたモニター画面に表示する建設機械のモニター装置であって、制御器が、前記上部旋回体に対する前記下部走行体の相対角度を、前記モニター画面に表示された画像の時間変化により推定し、推定された角度情報を上記モニター画面に表示させることを特徴とする建設機械のモニター装置を提供することにより実現した。 The present invention relates to a construction machine in which an upper turning body can turn relative to a lower running body, and without using an angle sensor, a monitor that accurately reflects the turning angle on a monitor screen and safely supports the traveling direction of the construction machine. In order to achieve the object of realizing the device, the upper revolving unit can be swiveled with respect to the lower traveling unit, and a camera for photographing the periphery of the machine is provided, and images taken by the camera are arranged in the cab. A construction machine monitoring device for displaying on a monitor screen, wherein the controller estimates a relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body based on a time change of an image displayed on the monitor screen. This is realized by providing a monitoring device for construction machinery characterized in that the angle information is displayed on the monitor screen.

以下、本発明の実施形態による建設機械のモニター装置を油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、図１乃至図９を参照しながら好適な実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, a case where a monitoring device for a construction machine according to an embodiment of the present invention is applied to a hydraulic excavator will be described as an example, and a preferred embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 9.

図１は、本発明を適用した建設機械としての油圧ショベルの側面を示す図である。図１において、該油圧ショベル（建設機械）１０は、下部走行体１１上に旋回機構１２を介して上部旋回体１３が旋回自在に載置されている。上部旋回体１３には、キャブ（運転室）１４と建屋１８が設けられている他に、前方中央部にブーム１５がブームシリンダ１５ａによって俯仰可能に取り付けられている。又、ブーム１５の先端にはアーム１６がアームシリンダ１６ａによって上下回動自在に取り付けられ、更に該アーム１６の先端にはバケット１７がバケットシリンダ１７ａによって可動自在に取り付けられている。 FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator as a construction machine to which the present invention is applied. In FIG. 1, the excavator (construction machine) 10 has an upper swing body 13 mounted on a lower traveling body 11 via a swing mechanism 12 so as to be rotatable. In addition to the cab (operator's cab) 14 and the building 18 being provided on the upper swing body 13, a boom 15 is attached to the front center portion by a boom cylinder 15a so as to be lifted and lowered. An arm 16 is attached to the tip of the boom 15 by an arm cylinder 16a so as to be rotatable up and down, and a bucket 17 is attached to the tip of the arm 16 so as to be movable by a bucket cylinder 17a.

また、上部旋回体１３の建屋１８内には、特に図示されていないが、バッテリ、作業機駆動用の油圧ポンプ、エンジン、各種の機器、及び補器等が配設され、ブーム１５、アーム１６、及びバケット１７等をそれぞれのシリンダによって駆動するための動力ユニットが収納されている。また、下部走行体１１の走行モータ１９を回転駆動させてクローラ２０を回し、油圧ショベル１０を走行させるように構成されている。 Although not particularly shown in the building 18 of the upper swing body 13, a battery, a hydraulic pump for driving the work machine, an engine, various devices, and auxiliary devices are disposed, and the boom 15 and the arm 16 are disposed. , And a power unit for driving the bucket 17 and the like by respective cylinders are housed. Further, the traveling motor 19 of the lower traveling body 11 is rotationally driven to rotate the crawler 20 so that the hydraulic excavator 10 travels.

図２は、本発明の一実施例に係るモニター装置を搭載した建設機械の上面図を示す。建設機械１０は、下部走行体１１と、該下部走行体１１上に旋回可能に搭載された上部旋回体１３とを備えている。また、上部旋回体１３の前方中央部には、ブーム、アーム、およびバケット等からなる作業機（作業装置）２１が上下回動可能に取り付けられていると共に、前記上部旋回体１３の前方一側部には運転室となるキャブ１４が搭載されている。尚、符号２０は下部走行体１１のクローラを示す。 FIG. 2 shows a top view of a construction machine equipped with a monitor device according to an embodiment of the present invention. The construction machine 10 includes a lower traveling body 11 and an upper revolving body 13 that is turnably mounted on the lower traveling body 11. In addition, a work machine (working device) 21 including a boom, an arm, a bucket, and the like is attached to the front center portion of the upper swing body 13 so as to be vertically rotatable, and one front side of the upper swing body 13. A cab 14 serving as a cab is mounted on the section. Reference numeral 20 denotes a crawler of the lower traveling body 11.

前記キャブ１４内には運転席２２が設けられ、オペレータは運転席２２に着座して上部旋回体１３の旋回動作や作業機２１の回動動作等の運転操作を行う。さらに、運転席２２の前方にはモニター画面２３が設置され、該モニター画面２３により、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂで撮影した画像が画面表示される。また、運転席２２の前部には下部走行体１１を走行させるための走行レバー２４が配置され、さらにキャブ１４の後部にはモニター画面２３の画像制御を行うための制御器２５が配置されている。 A driver's seat 22 is provided in the cab 14, and an operator sits on the driver's seat 22 and performs driving operations such as a swing operation of the upper swing body 13 and a swing operation of the work implement 21. Further, a monitor screen 23 is installed in front of the driver's seat 22, and images captured by the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27 a and 27 b are displayed on the screen. A traveling lever 24 for traveling the lower traveling body 11 is disposed at the front of the driver's seat 22, and a controller 25 for performing image control of the monitor screen 23 is disposed at the rear of the cab 14. Yes.

前記後方監視カメラ２６は上部旋回体１３の後端中央部に設置され、また、左右の側方監視カメラ２２７ａ、２７ｂはそれぞれ上部旋回体１３の後方部右側と後方部左側に設置されている。このとき、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂは、上部旋回体１３の後方視野Ｗ₁及び左右の側方視野Ｗ₂、Ｗ₃をそれぞれ撮影することができる。 The rear monitoring camera 26 is installed at the center of the rear end of the upper swing body 13, and the left and right side monitoring cameras 227 a and 27 b are installed at the rear right side and the rear left side of the upper swing body 13, respectively. At this time, the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27a and 27b can respectively photograph the rear visual field W ₁ and the left and right side visual fields W ₂ and W ₃ of the upper swing body 13.

また、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂで撮影された後方視野Ｗ₁及び左右の側方視野Ｗ₂、Ｗ₃は、モニター画面２３によって単独画像または合成画像で表示できるように構成されている。従って、オペレータは、上部旋回体１３の後方視野Ｗ₁及び左右の側方視野Ｗ₂、Ｗ₃をモニター画面２３の映像で確認しながら、上部旋回体１３の旋回動作や作業機２１の回動動作等を運転操作することができる。尚、矢印Ａ，Ｂは上部旋回体１３による作業機２１の旋回動作方向を示している。 Further, the rear visual field W ₁ and the left and right lateral visual fields W ₂ and W ₃ captured by the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27 a and 27 _b can be displayed as a single image or a composite image on the monitor screen 23. It is configured. Therefore, the operator confirms the rear visual field W ₁ and the left and right side visual fields W ₂ and W ₃ of the upper swing body 13 with the image on the monitor screen 23, while turning the upper swing body 13 and rotating the work implement 21. Operation and the like can be operated. In addition, arrows A and B indicate the turning operation direction of the work implement 21 by the upper turning body 13.

図３は、本発明の実施例に係る制御器の機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御器２５は、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂが撮影した監視カメラ画像Ｓ１と、上部旋回体１３の駆動情報Ｓ２と、下部走行体１１の駆動情報Ｓ３とをそれぞれ入力して、モニター画面２３に映し出される画像の制御を行う。すなわち、制御器２５は、監視カメラ画像Ｓ１と上部旋回体１３の駆動情報Ｓ２と下部走行体１１の駆動情報Ｓ３とに基づいてモニター画面２３の画像制御を行う。 FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the controller according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the controller 25 includes a monitoring camera image S <b> 1 captured by the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27 a and 27 b, driving information S <b> 2 of the upper swing body 13, and the lower traveling body 11. The drive information S3 is input, and the image displayed on the monitor screen 23 is controlled. That is, the controller 25 performs image control of the monitor screen 23 based on the monitoring camera image S1, the driving information S2 of the upper revolving structure 13, and the driving information S3 of the lower traveling structure 11.

図４は、建設機械１０の後部に１台の後方監視カメラ２６を搭載して、該建設機械１０の走行方向を太い矢印の方向としたとき、下部走行体１１に対して上部旋回体１３を細い矢印の方向へ旋回する状態を示す建設機械の上面図である。言い換えると、この図は建設機械１が後方監視カメラ２６の１台のみを作動させている状態を示している。また、図５は、下部走行体１１に対する上部旋回体１３が図４に示す位置へ旋回したときのモニター画面２３の画像である。 FIG. 4 shows that when one rear monitoring camera 26 is mounted on the rear part of the construction machine 10 and the traveling direction of the construction machine 10 is set to the direction of the thick arrow, the upper revolving body 13 is moved with respect to the lower traveling body 11. It is a top view of the construction machine showing a state of turning in the direction of a thin arrow. In other words, this figure shows a state in which the construction machine 1 operates only one of the rear monitoring cameras 26. FIG. 5 is an image of the monitor screen 23 when the upper swing body 13 with respect to the lower traveling body 11 turns to the position shown in FIG.

すなわち、下部走行体１１に対して、上部旋回体１３が図４に示すような旋回角度にあると、モニター画面２３には、図５に示すような映像が表示される。図５に示すように、モニター画面２３には、後方監視カメラ２６が撮影した上部旋回体１３の後部とクローラ２０の一部と樹木３１とが映し出される。さらに、モニター画面２３の左上部には、下部走行体１１の傾き（すなわち、クローラ２０の傾き）が角度情報として矢印で表示される。 That is, when the upper turning body 13 is at a turning angle as shown in FIG. 4 with respect to the lower traveling body 11, an image as shown in FIG. 5 is displayed on the monitor screen 23. As shown in FIG. 5, on the monitor screen 23, the rear part of the upper swing body 13 taken by the rear monitoring camera 26, a part of the crawler 20, and the tree 31 are displayed. Further, on the upper left part of the monitor screen 23, the inclination of the lower traveling body 11 (that is, the inclination of the crawler 20) is displayed by an arrow as angle information.

このとき、モニター画面２３の左端の下部に映し出された下部走行体１１（すなわち、クローラ２０）の映像によって、制御器２５で算出された旋回角度を補正することにより、より精度よく下部走行体１１の旋回角度を算出することが可能になり、下部走行体１１の走行時の安全性を向上させることができる。 At this time, the lower traveling body 11 is more accurately corrected by correcting the turning angle calculated by the controller 25 based on the image of the lower traveling body 11 (that is, the crawler 20) displayed on the lower left portion of the monitor screen 23. Can be calculated, and the safety of the lower traveling body 11 when traveling can be improved.

また、図３に示すように、制御器２５が、上部旋回体１３の駆動情報Ｓ２によって、算出された旋回角度を補正することにより、より精度よく旋回角度を算出してモニター画面２３に表示することが可能となり、走行時の安全性が一層向上する。さらに、制御器２５が、下部走行体１１の駆動情報Ｓ３によって、算出された旋回角度を補正することにより、より精度よく旋回角度を算出することが可能となり、走行時の安全性がさらに向上させることができる。 Further, as shown in FIG. 3, the controller 25 corrects the calculated turning angle based on the drive information S <b> 2 of the upper turning body 13, thereby calculating the turning angle more accurately and displaying it on the monitor screen 23. This makes it possible to further improve safety during driving. Furthermore, the controller 25 can calculate the turning angle more accurately by correcting the calculated turning angle based on the drive information S3 of the lower traveling body 11, and further improve the safety during traveling. be able to.

図６は、図４の建設機械１０において、下部走行体１１に対して上部旋回体１３が細い矢印の方向へ旋回する過程を映し出したモニター画面２３の画像である。すなわち、図６は、図４に示す建設機械１０において、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度がゼロの位置から、上部旋回体１３が矢印の方向へ旋回する過程を示している。 FIG. 6 is an image of the monitor screen 23 showing a process in which the upper turning body 13 turns in the direction of a thin arrow with respect to the lower traveling body 11 in the construction machine 10 of FIG. That is, FIG. 6 shows a process in which the upper turning body 13 turns in the direction of the arrow from the position where the turning angle of the upper turning body 13 with respect to the lower traveling body 11 is zero in the construction machine 10 shown in FIG.

図４において、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度がゼロの位置にあるときは、すなわち、クローラ２０と上部旋回体１３が平行方向にあるときは、図６（ａ）のモニター画面２３に示すように、クローラ２０が上部旋回体１３の左右端に映し出され、樹木３１の一部がモニター画面２３の右隅に映し出される。このとき、モニター画面２３の左上部には下部走行体１１の方向（すなわち、クローラ２０の方向）が垂直方向に矢印で表示される。すなわち、モニター画面２３の左上部に表示された矢印の向きが旋回角度の角度情報である。 In FIG. 4, when the turning angle of the upper swing body 13 with respect to the lower traveling body 11 is at the zero position, that is, when the crawler 20 and the upper swing body 13 are in the parallel direction, the monitor screen of FIG. As shown in FIG. 23, the crawler 20 is projected on the left and right ends of the upper swing body 13, and a part of the tree 31 is projected on the right corner of the monitor screen 23. At this time, the direction of the lower traveling body 11 (that is, the direction of the crawler 20) is indicated by an arrow in the vertical direction on the upper left portion of the monitor screen 23. That is, the direction of the arrow displayed in the upper left part of the monitor screen 23 is angle information of the turning angle.

次に、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度が図４の細い矢印の方向へ変化して行くと、図６（ｂ）のモニター画面２３に示すように、クローラ２０が上部旋回体１３のほぼ中央位置に映し出され、樹木３１がモニター画面２３のほぼ中央位置でクローラ２０の後部に映し出される。このとき、モニター画面２３の左上部には下部走行体１１の方向（すなわち、クローラ２０の方向）が右斜め上向きの矢印で表示される。 Next, when the turning angle of the upper turning body 13 with respect to the lower traveling body 11 changes in the direction of the thin arrow in FIG. 4, the crawler 20 moves to the upper turning body as shown in the monitor screen 23 in FIG. 13, the tree 31 is projected on the rear part of the crawler 20 at the substantially central position of the monitor screen 23. At this time, the direction of the lower traveling body 11 (that is, the direction of the crawler 20) is displayed on the upper left portion of the monitor screen 23 with an arrow pointing upward to the right.

さらに、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度が図４の矢印の方向へ変化して行くと、図６（ｃ）のモニター画面２３に示すように、クローラ２０が上部旋回体１３の左下隅の位置に映し出され、樹木３１がさらにモニター画面２３の左側に映し出される。このとき、モニター画面２３の左上部には下部走行体１１の方向（すなわち、クローラ２０の方向）がやや右斜め上向きの矢印で表示されている。 Further, when the turning angle of the upper swing body 13 with respect to the lower traveling body 11 changes in the direction of the arrow in FIG. 4, the crawler 20 is moved to the upper swing body 13 as shown in the monitor screen 23 of FIG. The image is displayed at the position of the lower left corner, and the tree 31 is further displayed on the left side of the monitor screen 23. At this time, the direction of the lower traveling body 11 (that is, the direction of the crawler 20) is displayed on the upper left portion of the monitor screen 23 by an arrow pointing slightly upward to the right.

このようにして、モニター画面２３に映し出される画像の位置が時間と共に変化する場合、後方監視カメラ２６が撮影した監視カメラ画像の時間変化から、制御器２５が下部走行体１１の走行方向を算出することによって角度センサが不要になり、低コストで下部走行体１１の走行方向を確定することができる。 Thus, when the position of the image displayed on the monitor screen 23 changes with time, the controller 25 calculates the traveling direction of the lower traveling body 11 from the temporal change of the monitoring camera image captured by the rear monitoring camera 26. As a result, the angle sensor becomes unnecessary, and the traveling direction of the lower traveling body 11 can be determined at low cost.

図７は、建設機械１が３個の監視カメラを搭載して、下部走行体１１に対して上部旋回体１３を細い矢印の方向へ旋回する状態を示す建設機械の上面図である。すなわち、この図は建設機械１が後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ，２７ｂの３台の監視カメラを作動させている状態を示している。また、図８は、下部走行体１１に対して上部旋回体１３が図７に示す位置に旋回したときのモニター画面２３の画像である。 FIG. 7 is a top view of the construction machine showing a state in which the construction machine 1 is mounted with three monitoring cameras and the upper turning body 13 is turned in the direction of a thin arrow with respect to the lower traveling body 11. That is, this figure shows a state in which the construction machine 1 operates the three monitoring cameras of the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27a and 27b. FIG. 8 is an image of the monitor screen 23 when the upper revolving unit 13 turns to the position shown in FIG. 7 with respect to the lower traveling unit 11.

図８のモニター画面２３は、後方監視カメラ２６及び側方監視カメラ２７ａ，２７ｂの３台の監視カメラによる各画像を俯瞰視合成して映し出した状態を示している。すなわち、図７の各監視カメラの位置と図８のモニター画面２３の合成画像とを対比すると、図８に示すように、左側の側方監視カメラ２７ｂによってモニター画面２３のＡ領域に人物３２が映し出され、後方監視カメラ２６によってモニター画面２３のＢ領域に樹木３１が映し出され、さらに、右側の側方監視カメラ２７ａによってモニター画面２３のＣ領域にクローラ２０の一部のみが映し出されている。このとき、モニター画面２３の中央上部に
は、下部走行体１１（すなわち、クローラ２０）の方向（すなわち、角度情報）が矢印で表示される。すなわち、モニター画面２３の中央上部に表示された矢印の向きが旋回角度の角度情報である。 The monitor screen 23 in FIG. 8 shows a state in which the respective images from the three monitoring cameras, the rear monitoring camera 26 and the side monitoring cameras 27a and 27b, are viewed and synthesized. That is, when the position of each monitoring camera in FIG. 7 is compared with the composite image on the monitor screen 23 in FIG. 8, the person 32 is placed in the area A of the monitor screen 23 by the left side monitoring camera 27b as shown in FIG. The rear monitoring camera 26 projects the tree 31 in the area B of the monitor screen 23, and the right side monitoring camera 27 a projects only a part of the crawler 20 in the area C of the monitor screen 23. At this time, the direction (namely, angle information) of the lower traveling body 11 (namely, the crawler 20) is displayed by an arrow at the upper center of the monitor screen 23. That is, the direction of the arrow displayed at the upper center of the monitor screen 23 is angle information of the turning angle.

図９は、図７の建設機械１０において、下部走行体１１に対して上部旋回体１３が細い矢印の方向へ旋回する過程を映し出したモニター画面２３の画像である。 FIG. 9 is an image of the monitor screen 23 showing a process in which the upper turning body 13 turns in the direction of a thin arrow with respect to the lower traveling body 11 in the construction machine 10 of FIG.

図７において上部旋回体１３に対して下部走行体１１（クローラ２０）が右上がりの旋回角度の位置にあるときは、図９（ａ）のモニター画面２３に示すように、後部監視カメラ２６によってＢ領域の中央部分に人物３２が映し出され、右側の側方監視カメラ２７ａによってＣ領域の右端に樹木３１が映し出され、左側の側方監視カメラ２７ｂによってＡ領域にクローラ２０のみが映し出される。このとき、モニター画面２３の中央上部には下部走行体１１の方向（すなわち、クローラ２０の方向）が右上がりの矢印で表示される。 In FIG. 7, when the lower traveling body 11 (crawler 20) is at a rightward turning angle position with respect to the upper turning body 13, as shown in the monitor screen 23 of FIG. A person 32 is displayed in the center of the area B, the tree 31 is displayed at the right end of the area C by the right side monitoring camera 27a, and only the crawler 20 is displayed in the area A by the left side monitoring camera 27b. At this time, the direction of the lower traveling body 11 (that is, the direction of the crawler 20) is displayed as an upward arrow at the center upper portion of the monitor screen 23.

次に、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度が図７の矢印の方向へ変化して行くと、図９（ｂ）のモニター画面２３に示すように、後部監視カメラ２６によってＢ領域の左端に人物３２が映し出され、右側の側方監視カメラ２７ａによってＣ領域の左端に樹木３１が映し出され、左側の側方監視カメラ２７ｂによってＡ領域にクローラ２０のみが映し出される。このとき、モニター画面２３の中央上部には下部走行体１１の方向（すなわち、クローラ２０の方向）が水平方向に矢印で表示される。 Next, when the turning angle of the upper turning body 13 with respect to the lower traveling body 11 changes in the direction of the arrow in FIG. 7, as shown in the monitor screen 23 in FIG. A person 32 is projected on the left end of the left side, a tree 31 is projected on the left end of the C area by the right side monitoring camera 27a, and only the crawler 20 is projected on the A area by the left side monitoring camera 27b. At this time, the direction of the lower traveling body 11 (that is, the direction of the crawler 20) is displayed by an arrow in the horizontal direction at the upper center of the monitor screen 23.

さらに、下部走行体１１に対する上部旋回体１３の旋回角度が図７の矢印の方向へ変化して行くと、図９（ｃ）のモニター画面２３に示すように、左側の側部監視カメラ２７ｂによってＡ領域の右端に人物３２が映し出され、後方監視カメラ２６によってＢ領域の右端に樹木３１が映し出され、右側の側方監視カメラ２７ａによってＣ領域にクローラ２０のみが映し出される。このとき、モニター画面２３の中央上部には下部走行体１１の方向（すなわち、クローラ２０の方向）が右下がりの矢印で表示される。 Furthermore, when the turning angle of the upper turning body 13 with respect to the lower traveling body 11 changes in the direction of the arrow in FIG. 7, as shown in the monitor screen 23 in FIG. A person 32 is projected on the right end of the A area, the tree 31 is projected on the right end of the B area by the rear monitoring camera 26, and only the crawler 20 is projected on the C area by the right side monitoring camera 27a. At this time, the direction of the lower traveling body 11 (that is, the direction of the crawler 20) is displayed at the center upper portion of the monitor screen 23 by a downward-pointing arrow.

すなわち、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂなど複数の監視カメラを設置することにより、さらに精度よく旋回角度を算出することが可能になるので、走行時の安全性がさらに向上する。このとき、図７に示すように、監視カメラの位置を建設機械の後方と左右側方に存在させることにより、オペレータから直視することが困難な後方部分の視界を補う通常設置型のバック・サイドカメラを流用することができるため、監視システムをさらに低コストで実現することが可能となる。 That is, by installing a plurality of monitoring cameras such as the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27a and 27b, it becomes possible to calculate the turning angle with higher accuracy, thereby further improving safety during traveling. To do. At this time, as shown in FIG. 7, the position of the surveillance camera is present on the rear side and the left and right sides of the construction machine, so that the back side of a normal installation type that supplements the field of view of the rear part that is difficult to see directly from the operator. Since the camera can be used, the monitoring system can be realized at a lower cost.

さらに、下部走行体１１の走行方向を算出するモニター画面の画像が、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂの各監視カメラの画像を連続的に合成した合成画像にすることにより、下部走行体１１の走行方向の算出を一層容易に行うことができる。このとき、モニター画面の合成画像を俯瞰視画像にすれば、下部走行体１１の走行方向の算出をさらに容易に行うことができる。 Further, the image of the monitor screen for calculating the traveling direction of the lower traveling body 11 is a composite image obtained by continuously combining the images of the monitoring cameras of the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27a and 27b. In addition, the traveling direction of the lower traveling body 11 can be calculated more easily. At this time, if the synthesized image on the monitor screen is an overhead view image, the traveling direction of the lower traveling body 11 can be calculated more easily.

以上を要約すると、図３に示すような制御器２５とモニター画面２３とをシステム構成することにより、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂがそれぞれ撮影した監視カメラ画像Ｓ１の時間変化から、制御器２５が下部走行体１１の走行方向を算出することによって角度センサが不要になり、低コストで下部走行体１１の走行方向を確定することができる。また、モニター画面２３に映し出された下部走行体１１の映像によって、算出された旋回角度を補正することにより、より精度よく下部走行体１１の旋回角度を算出することが可能になり、走行時の安全性がさらに向上する。 Summarizing the above, by configuring the controller 25 and the monitor screen 23 as shown in FIG. 3 as a system, the time of the monitoring camera image S1 captured by the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27a and 27b, respectively. Since the controller 25 calculates the traveling direction of the lower traveling body 11 from the change, the angle sensor becomes unnecessary, and the traveling direction of the lower traveling body 11 can be determined at low cost. Further, by correcting the calculated turning angle based on the image of the lower traveling body 11 displayed on the monitor screen 23, the turning angle of the lower traveling body 11 can be calculated with higher accuracy. Safety is further improved.

また、図３に示すように、制御器２５が、上部旋回体１３の駆動情報Ｓ２によって、算出された旋回角度を補正することにより、より精度よく旋回角度を算出することが可能となり、走行時の安全性が一層向上する。さらに、制御器２５が、下部走行体１１の駆動情報Ｓ３によって、算出された旋回角度を補正することにより、より精度よく旋回角度を算出することが可能となり、走行時の安全性をさらに向上させることができる。 In addition, as shown in FIG. 3, the controller 25 can calculate the turning angle more accurately by correcting the calculated turning angle based on the drive information S2 of the upper turning body 13, so that the traveling angle can be calculated. Safety is further improved. Furthermore, the controller 25 can calculate the turning angle more accurately by correcting the calculated turning angle based on the drive information S3 of the lower traveling body 11, and further improve the safety during traveling. be able to.

また、図７に示すように、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂなど複数の監視カメラを設置することにより、さらに精度よく旋回角度を算出することが可能になるので、走行時の安全性がさらに向上する。このとき、図７に示すように、監視カメラの位置が建設機械の後方と左右側方に存在させることにより、オペレータから直視することが困難な後方部分の視界を補う通常設置型のバック・サイドカメラを流用できるため、監視システムを低コストで実現することができる。 In addition, as shown in FIG. 7, by installing a plurality of monitoring cameras such as the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27a and 27b, it becomes possible to calculate the turning angle with higher accuracy. Safety at the time is further improved. At this time, as shown in FIG. 7, the position of the surveillance camera is present on the rear side and the left and right sides of the construction machine, so that the back side of the normal installation type that supplements the field of view of the rear part that is difficult to see directly from the operator. Since the camera can be used, the monitoring system can be realized at low cost.

さらに、下部走行体１１の走行方向を算出するモニター画面の画像を、後方監視カメラ２６及び左右の側方監視カメラ２７ａ、２７ｂの各監視カメラの画像を連続的に合成した合成画像にすることにより、下部走行体１１の走行方向の算出を一層容易に行うことができる。このとき、モニター画面の合成画像を俯瞰視画像にすれば、下部走行体１１の走行方向の算出をさらに容易に行うことができる。 Furthermore, the image of the monitor screen for calculating the traveling direction of the lower traveling body 11 is made into a composite image obtained by continuously synthesizing the images of the rear monitoring camera 26 and the left and right side monitoring cameras 27a and 27b. In addition, the traveling direction of the lower traveling body 11 can be calculated more easily. At this time, if the synthesized image on the monitor screen is an overhead view image, the traveling direction of the lower traveling body 11 can be calculated more easily.

以上、本発明の具体的な実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Naturally extends to the modified ones.

本発明に係る建設機械のモニター装置は、下部走行体に対する上部旋回体の旋回角度が変化しても、モニター画面によって正確な走行方向を確認することができるので、回転動作が可能な様々な建設機械に有効に利用することができる。 The construction machine monitoring device according to the present invention can confirm the accurate traveling direction on the monitor screen even if the turning angle of the upper turning body with respect to the lower running body changes. It can be used effectively for machines.

１０建設機械（油圧ショベル）
１１下部走行体
１２旋回機構
１３上部旋回体
１４キャブ
１５ブーム
１５ａブームシリンダ
１６アーム
１６ａアームシリンダ
１７バケット
１７ａバケットシリンダ
１８建屋
１９走行モータ
２０クローラ
２１作業機
２２運転席
２３モニター画面
２４走行レバー
２５制御器
２６後方監視カメラ
２７ａ、２７ｂ側方監視カメラ
３１樹木
３２人物
Ｗ₁ 後方視野
Ｗ₂ 右側方視野
Ｗ₃ 左側方視野
Ｓ１監視カメラ画像
Ｓ２上部旋回体の駆動情報
Ｓ３下部走行体の駆動情報 10 Construction machinery (hydraulic excavators)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Lower traveling body 12 Turning mechanism 13 Upper turning body 14 Cab 15 Boom 15a Boom cylinder 16 Arm 16a Arm cylinder 17 Bucket 17a Bucket cylinder 18 Building 19 Traveling motor 20 Crawler 21 Work machine 22 Driver's seat 23 Monitor screen 24 Traveling lever 25 Controller 26 Rear monitoring camera 27a, 27b Side monitoring camera 31 Tree 32 Person W ₁ Rear view W ₂ Right side view W ₃ Left side view S1 Surveillance camera image S2 Driving information of upper revolving body S3 Driving information of lower traveling body

Claims

A monitoring device for a construction machine, wherein the upper revolving unit is capable of turning with respect to the lower traveling unit, and has a camera for photographing the periphery of the machine, and displays an image photographed by the camera on a monitor screen disposed in the cab. There,
Controller is the relative angle of the undercarriage with respect to the upper rotating body, and wherein the estimated by the time change of the image displayed on the monitor screen to display the estimated angle information before Symbol monitor screen And
When the controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper turning body, the controller corrects the relative angle based on the image of the lower traveling body displayed on the monitor screen. apparatus.

A monitoring device for a construction machine, wherein the upper revolving unit is capable of turning with respect to the lower traveling unit, and has a camera for photographing the periphery of the machine, and displays an image photographed by the camera on a monitor screen disposed in the cab. There,
The controller is configured to estimate a relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body based on a time change of an image displayed on the monitor screen, and display the estimated angle information on the monitor screen,
When the controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body, the controller corrects the relative angle according to the driving information of the upper swing body .

A monitoring device for a construction machine, wherein the upper revolving unit is capable of turning with respect to the lower traveling unit, and has a camera for photographing the periphery of the machine, and displays an image photographed by the camera on a monitor screen disposed in the cab. There,
The controller is configured to estimate a relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body based on a time change of an image displayed on the monitor screen, and display the estimated angle information on the monitor screen,
When the controller estimates the relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body, the controller corrects the relative angle according to the driving information of the lower traveling body .

Before SL controller, when estimating the relative angle of the front Symbol undercarriage for the previous SL upper rotating body, according to claim 1, wherein the correcting the relative angle by the driving information of the previous SL upper rotating body Equipment monitoring equipment.

5. The controller according to claim 1, wherein the controller corrects the relative angle according to driving information of the lower traveling body when estimating a relative angle of the lower traveling body with respect to the upper swing body. Equipment monitoring equipment.

The camera construction machine monitoring apparatus according to any one of claims 1 5, characterized in that it is a plurality of mounted on the construction machine.

Installation position before Symbol plurality of cameras, at least, construction machine monitoring apparatus of claim 6, characterized in that towards the rear and the left and right sides of the construction machine.

Further comprising an image processing apparatus for continuously synthesizing images captured in the previous SL plurality of cameras, the image in which the controller is to be displayed on the monitor screen by estimating the relative angle is synthesized by the image processing apparatus 8. The construction machine monitoring device according to claim 6 , wherein the monitoring device is a synthesized image.

The composite image synthesized by the image processing device is subjected to image processing so that images taken by the plurality of cameras are viewed from the top based on information on the construction machine, and are continuously viewed from the top and synthesized. 9. The construction machine monitoring device according to claim 8, wherein the monitoring device is an image displayed on the construction machine.