JPH11210020A - Automatically operated construction equipment - Google Patents

Automatically operated construction equipment

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Publication number
JPH11210020A
JPH11210020A JP1259698A JP1259698A JPH11210020A JP H11210020 A JPH11210020 A JP H11210020A JP 1259698 A JP1259698 A JP 1259698A JP 1259698 A JP1259698 A JP 1259698A JP H11210020 A JPH11210020 A JP H11210020A
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JP
Japan
Prior art keywords
model
construction machine
work body
automatic driving
soil
Prior art date
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Pending
Application number
JP1259698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Eguchi
義紀 江口
Tooru Kurenuma
榑沼  透
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP1259698A priority Critical patent/JPH11210020A/en
Publication of JPH11210020A publication Critical patent/JPH11210020A/en
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatically operated construction equipment capable of discharging soil by computing the proper place of soil discharge also to working bodies such as different kinds of dump trucks. SOLUTION: This automatically operated construction equipment has an image pickup means 13 for picking up at least a working body, from which soil is discharged, and soil-discharge place arithmetic means 17, 20 arithmetically operating the place of soil discharge to the working body on the basis of picked-up image pickup data, and operation in a round from instructed evacuation to soil discharge is conducted repeatedly by reproduction operation. The working body has display sections A, B, C, D picked up by the image pickup means at the time in the equipment. The soil-discharge place arithmetic section discriminates the kinds of the working bodies from the display information of the display sections picked up by the image pickup means, and arithmetically operates the place of soil discharge on the basis of the shape data of the working body of the discriminated kind and image pickup data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動運転建設機械
に係わり、特に、ダンプトラックやクラッシヤ等の作業
体への自動積み込み作業を行う自動運転建設機械に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic driving construction machine, and more particularly to an automatic driving construction machine for automatically loading a work body such as a dump truck or a crusher.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、砕石現場等において、油圧ショベ
ル等の建設機械によるダンプトラックやクラッシャへの
積み込み作業は、ある決まった場所から土石を掘削し、
ダンプトラックのベッセルやクラッシャのホッパ等の決
まった場所へ放土するという単調な繰り返し作業であ
る。このような単調な繰り返し作業は、オペレータにと
って苦痛であり、人手を介在せずに自動的に行わせると
いう要求が高まっている。
2. Description of the Related Art Generally, in a crushed stone site or the like, loading work on a dump truck or a crusher by a construction machine such as a hydraulic shovel excavates earth and stone from a predetermined place.
It is a monotonous and repetitive task of dumping the soil at a fixed location such as a dump truck vessel or crusher hopper. Such a monotonous repetitive operation is painful for the operator, and there is a growing demand for the operation to be performed automatically without human intervention.

【0003】従来、このような積み込み作業の自動化方
法の一つとしては、掘削位置と放土位置とを教示して、
これらの位置間で、油圧ショベルを走行せずに旋回作業
を主として繰り返し作業を行わせていた。
Conventionally, as one of the methods of automating such a loading operation, an excavation position and a dumping position are taught,
Between these positions, the turning work is mainly performed repeatedly without running the hydraulic excavator.

【0004】特公昭54−7121号公報には、油圧シ
ョベルを用いた自動化の一手法が開示されており、この
従来技術は、教示動作によって得られた角度、位置等の
動作状態量を記憶し、再生動作時に前述した記憶値を用
いて油圧ショベルを再生動作させるものである。
[0004] Japanese Patent Publication No. 54-7121 discloses one method of automation using a hydraulic shovel. This conventional technique stores an operation state quantity such as an angle and a position obtained by a teaching operation. The hydraulic shovel performs a regenerating operation using the stored value during the regenerating operation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法は、再生動作時、自動運転を行う油圧ショベルとダン
プトラック等の作業機械との位置関係が考慮されていな
い形式の自己完結型のシステムである。
However, the above-mentioned conventional method is a self-contained system of a type in which the positional relationship between a hydraulic excavator that performs automatic operation and a working machine such as a dump truck during regeneration operation is not taken into consideration. It is.

【0006】そのため、油圧ショベルが採掘した土石等
をダンプトラック等に積み込む際、毎回教示された同一
位置に放土するため、土石が同一箇所のみ高く積み込ま
れてしまい適正な積み込みが行れなかったり、また、ダ
ンプトラックも常に同一位置に配置されるとは限らず、
さらにダンプトラックが適正な位置に配置されたとして
も、再生動作を繰り返しているうちに油圧ショベル自身
が位置ずれを起こしてしまった場合、ダンプトラックの
放土すべき適正な箇所に放土できないという問題があっ
た。
[0006] Therefore, when loading excavated soil and the like into a dump truck or the like by the hydraulic excavator, the excavated soil is dumped at the same position taught each time. Also, dump trucks are not always located at the same position,
In addition, even if the dump truck is placed in the proper position, if the excavator itself shifts position while repeating the regenerating operation, it can not be dumped to the proper place to dump the dump truck. There was a problem.

【0007】また、ダンプトラック等は種々の形状を有
し、これらの複数種類の形状を有するダンプトラックの
いずれに対しても適正な位置で積み込みを行うために
は、ダンプトラックの機種を特定しなければならない。
これに対処するために、ダンプトラックから無線等によ
ってそのダンプトラックの形状データを油圧ショベル等
の作業機械側に送信する方法も考えられるが、余分の設
備を必要とし経済的でない。
[0007] Dump trucks and the like have various shapes, and in order to load the dump truck at any appropriate position on any of these multiple types of dump trucks, the type of the dump truck must be specified. There must be.
To cope with this, a method of transmitting the shape data of the dump truck from the dump truck to a working machine such as a hydraulic excavator by radio or the like is conceivable, but it requires extra equipment and is not economical.

【0008】本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、
自動運転ショベル等の自動運転建設機械に撮像手段を設
け、撮像データから種類の異なるダンプトラック等の作
業体の機種を判定し適切な放土位置で放土することを可
能にした自動運転建設機械を提供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide
An autonomous construction machine, such as an autonomous shovel or the like, provided with an imaging means so that the type of a work body such as a dump truck of a different type can be determined from the imaging data and the earth can be ejected at an appropriate earth unloading position. Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems.

【0010】少なくとも、放土される作業体を撮像する
撮像手段と、前記撮像した撮像データに基づいて前記作
業体への放土位置を演算する放土位置演算手段とを備
え、教示される掘削から放土までの一巡の動作を、再生
操作により繰り返し行う自動運転建設機械において、前
記作業体は前記撮像手段によって撮像される表示部を備
え、前記放土位置演算部は、前記撮像手段により撮像さ
れた前記表示部の表示情報から前記作業体の機種を判別
し、前記判別された機種の作業体の形状データと前記撮
像データとに基づいて前記放土位置を演算することを特
徴とする。
[0010] Excavation taught includes at least image pickup means for picking up an image of a work body to be unloaded, and unloading position calculating means for calculating a position for unloading the work body based on the picked-up image data. In a self-driving construction machine that repeats a single cycle of operation from reproduction to reproduction by a regenerating operation, the work body includes a display unit that is imaged by the imaging unit. The model of the work body is determined from the display information of the display unit thus determined, and the earth discharging position is calculated based on the shape data of the work body of the determined model and the imaging data.

【0011】また、請求項1に記載の自動運転建設機械
において、前記表示部は、前記作業体の機種毎に点滅周
期の異なる光源から構成されることを特徴とする。
Further, in the automatic driving construction machine according to the present invention, the display unit is constituted by light sources having different blinking periods for each type of the work body.

【0012】また、請求項1に記載の自動運転建設機械
において、前記表示部は、前記作業体の機種毎に異なる
色を有することを特徴とする。
Further, in the automatic driving construction machine according to claim 1, the display unit has a different color for each model of the work body.

【0013】また、請求項1に記載の自動運転建設機械
において、前記表示部は、前記作業体の機種毎に発光色
が異なるとともに、点滅周期が異なる光源から構成され
ることを特徴とする。
Further, in the automatic driving construction machine according to the first aspect, the display section is constituted by a light source having a different emission color for each model of the work body and a different blinking cycle.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図1
から図7を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0015】図2は本実施形態に係わる自動運転を行う
油圧ショベル(以下自動運転建設機械という)の作業態
様を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a working mode of a hydraulic shovel (hereinafter, referred to as an automatic driving construction machine) which performs automatic driving according to the present embodiment.

【0016】図において、1は後述する貯留された土石
3を掘削して後述するダンプトラック2に放土する自動
運転建設機械、2は、土石が積み込まれるベッセル14
を備え、自動運転建設機械1から放土された土石を積み
込み運搬するダンプトラック、3は土石貯留所に貯留さ
れた土石、15は自動運転建設機械1から遠隔の位置に
配置され自動運転建設機械1を無線等の通信手段を利用
して遠隔操作する遠隔操作装置である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic construction machine for excavating stored debris 3 to be described later and dumping it on a dump truck 2 to be described later, and 2 denotes a vessel 14 on which debris is loaded.
And a dump truck that loads and transports debris released from the automatic driving construction machine 1, 3 is debris stored in a debris storage, and 15 is a remote driving construction machine disposed at a position remote from the automatic driving construction machine 1. 1 is a remote control device for remotely controlling the wireless communication device 1 by using communication means such as wireless communication.

【0017】自動運転建設機械1は、走行体4と、走行
体4上に旋回可能に設けられた旋回体5と、旋回体5に
俯仰動可能に設けられるブーム6と、ブーム6の先端に
回動可能に設けられたアーム7と、アーム7の先端に回
動可能に設けられたバケット8と、旋回体5とブーム6
との俯仰角を検出する角度センサ9、ブーム6とアーム
7との回動角を検出する角度センサ10、アーム7とバ
ケット8との回動角を検出する角度センサ11と、旋回
体5に設けられた運転台12と、運転台12等の屋上に
設けられ、ダンプトラック2の積み込み場所を撮像する
ために設けられたビデオカメラ13と、から構成されて
いる。
The automatic driving construction machine 1 includes a traveling body 4, a revolving body 5 rotatably provided on the traveling body 4, a boom 6 provided on the revolving body 5 so as to be able to elevate, and a tip of the boom 6. An arm 7 rotatably provided, a bucket 8 rotatably provided at the tip of the arm 7, a revolving unit 5, and a boom 6
An angle sensor 9 for detecting a turning angle between the boom 6 and the arm 7; an angle sensor 11 for detecting a turning angle between the arm 7 and the bucket 8; It comprises a cab 12 provided, and a video camera 13 provided on the roof such as the cab 12 and provided for capturing the loading place of the dump truck 2.

【0018】また、ベッセル14には、ダンプトラック
2の機種を判定すると共に、ベッセル14の後述する画
像上の特徴点を把握するための光源A,B,C,Dが設
けられている。
Further, the vessel 14 is provided with light sources A, B, C, and D for determining the type of the dump truck 2 and grasping characteristic points on the image of the vessel 14 described later.

【0019】なお、ビデオカメラ13の設置位置は放土
時に放土目標であるベッセル14が常に見える位置が望
ましい。
It is desirable that the video camera 13 be installed at a position where the vessel 14 which is a target for unloading can always be seen when unloading.

【0020】図1は、本実施形態に係わる自動運転建設
機械の再生操作時の制御機構を示すブロック図である。
なお、この図において、図1に示す符号と同じ符号の箇
所は図1に示すものと同一箇所を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a control mechanism at the time of a regenerating operation of the automatic driving construction machine according to the present embodiment.
In this figure, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 indicate the same parts as those shown in FIG.

【0021】図において、17は自動運転建設機械1に
搭載される装置を示し、171は主としてコンピュータ
で構成される自動運転コントローラ、172は後述する
サーボ制御部1712から出力される駆動信号によって
駆動される、旋回体5、ブーム6、アーム7、バケット
8に設けられるアクチュエータに流入する油量または油
圧を制御する電磁制御弁、173はアクチュエータの動
作量を検出する検出器である。
In the figure, reference numeral 17 denotes a device mounted on the automatic driving construction machine 1, 171 denotes an automatic driving controller mainly constituted by a computer, and 172 is driven by a driving signal output from a servo control unit 1712 to be described later. The electromagnetic control valve 173 controls the amount of oil or hydraulic pressure flowing into the actuator provided on the revolving superstructure 5, the boom 6, the arm 7, and the bucket 8, and 173 is a detector for detecting the operation amount of the actuator.

【0022】自動運転コントローラ171は、検出器1
73からの検出信号に基づいて自動運転建設機械の動作
位置を演算する現在位置演算部1711と、現在位置演
算部1711からの帰還値と入力値とを比較してその偏
差を補正する駆動信号を電磁制御弁172に出力するサ
ーボ制御部1712と、教示時または再生動作の放土時
に教示されて教示位置データが記憶される教示位置格納
部1713と、教示位置格納部1713に格納された教
示位置データを出力する教示位置出力処理部1714
と、教示コマンドが記憶される教示コマンド格納部17
15と、教示位置出力処理部1714から出力される教
示位置データ間を補間処理するサーボ前処理部1716
と、教示コマンド格納部1715からの教示コマンドを
シーケンシャルに読み出し、教示位置出力処理部171
4に教示位置データを出力させるための指令を出力する
とともに、教示点間の移動速度値を出力するコマンドイ
ンタプリタ部1717と、ビデオカメラ13がベッセル
14を撮像するのに適切と考えられる自動運転建設機械
1の再生動作位置が格納されている画像取込位置格納部
1718と、画像取込位置で撮像された複数の画像デー
タを一時的に記憶する画像データ格納部(フレームバッ
ファ)1719と、画像データ格納部1719に格納さ
れた画像データに基づいて、ダンプトラック2の機種を
判定して検索されたベッセル14の形状データと画像デ
ータから算出されたベッセル14の特徴点とに基づい
て、放土位置を算出する放土位置演算部1720と、か
ら構成されている。
The automatic operation controller 171 includes the detector 1
A current position calculating unit 1711 that calculates the operating position of the automatic driving construction machine based on the detection signal from 73, and a drive signal that compares the feedback value and the input value from the current position calculating unit 1711 to correct the deviation. A servo control unit 1712 that outputs to the electromagnetic control valve 172; a teaching position storage unit 1713 that is taught at the time of teaching or at the time of uncovering of the regenerating operation to store teaching position data; and a teaching position stored at the teaching position storage unit 1713 Teaching position output processing unit 1714 that outputs data
Command storage unit 17 for storing the teaching command
15 and a servo pre-processing unit 1716 for interpolating between the teaching position data output from the teaching position output processing unit 1714
And the teaching command from the teaching command storage unit 1715 are sequentially read, and the teaching position output processing unit 171 is read.
4, a command interpreter unit 1717 for outputting a command for outputting the teaching position data and a moving speed value between the teaching points, and an automatic driving construction which is considered appropriate for the video camera 13 to image the vessel 14. An image capture position storage unit 1718 in which the reproduction operation position of the machine 1 is stored, an image data storage unit (frame buffer) 1719 for temporarily storing a plurality of image data captured at the image capture position, Based on the shape data of the vessel 14 searched and determined based on the model of the dump truck 2 based on the image data stored in the data storage unit 1719, and the characteristic points of the vessel 14 calculated from the image data, the soil is released. And a discharge position calculating unit 1720 for calculating the position.

【0023】上記のごとく、教示位置格納部1713に
格納される、例えば、放土位置、掘削位置、旋回体5の
旋回方向等の教示位置データのうち、放土位置データ
は、他の教示位置データが教示操作時に前もって格納さ
れるのに対して、再生動作時に、放土位置演算部172
0によって算出される度に放土位置データとして格納さ
れる。
As described above, of the teaching position data stored in the teaching position storage unit 1713, such as the unloading position, the excavation position, and the turning direction of the revolving unit 5, the unloading position data is the other teaching position. While the data is stored in advance during the teaching operation, the unloading position calculation unit 172 is used during the reproduction operation.
Each time it is calculated by 0, it is stored as unburden position data.

【0024】遠隔操作装置15は、教示時に、教示位置
格納部1713に教示位置データを格納する教示操作部
151と、再生動作時に、コマンドインタプリタ部17
16を起動して再生動作させる再生操作部152とから
構成される。
The remote operation device 15 includes a teaching operation unit 151 for storing teaching position data in a teaching position storage unit 1713 at the time of teaching, and a command interpreter unit 17 for playback operation.
And a reproduction operation unit 152 for starting and performing a reproduction operation.

【0025】18はダンプトラック2に搭載され、ダン
プトラック2の機種毎に点滅周期の異なる点滅信号を光
源A,B,C,Dに出力する点滅コントローラである。
Reference numeral 18 denotes a blinking controller mounted on the dump truck 2 and outputting blinking signals having different blinking periods to the light sources A, B, C and D for each model of the dump truck 2.

【0026】図3に、ダンプトラック2のベッセル14
に光源A,B,C,Dを取り付けた状態を示す。この図
はベッセル14の後方から見た場合であり、ここでは、
光源を4個としているが、対象物の位置と姿勢を精度よ
く知るためには、もっと多くの光源を用いてもよい。ま
た、一般的にカメラ1台でベッセル14の特徴点を抽出
し、その特徴点から目標物の位置と姿勢を計算するため
には少なくとも3点の特徴点が必要である。
FIG. 3 shows the vessel 14 of the dump truck 2.
2 shows a state where the light sources A, B, C, and D are attached. This figure is a view from the back of the vessel 14, and here,
Although four light sources are used, more light sources may be used in order to accurately know the position and orientation of the object. In general, at least three feature points are required to extract the feature points of the vessel 14 with one camera and calculate the position and orientation of the target from the feature points.

【0027】次に、本実施形態に係わる自動運転建設機
械の動作を図1および図2に基づいて説明する。
Next, the operation of the automatic driving construction machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0028】はじめに、図2に示すように、自動運転建
設機械1のバケット8によって、貯留されている土石3
を掘削した後、バケット8をダンプトラック2のベッセ
ル14の位置まで移動させ、このベッセル14の所定の
位置で放土し、再び、バケット8を土石3の貯留場所に
復帰させるまでの一巡の動作をする場合について説明す
る。
First, as shown in FIG. 2, the debris 3 stored by the bucket 8 of the automatic driving construction machine 1 is stored.
After excavation, the bucket 8 is moved to the position of the vessel 14 of the dump truck 2, the soil is unloaded at a predetermined position of the vessel 14, and the bucket 8 is returned to the storage location of the debris 3 again. Will be described.

【0029】再生起動するために、再生操作部152を
操作すると、通信手段によって再生起動信号が遠隔操作
装置15から自動運転建設機械1に伝達され、コマンド
インタプリタ部1717に入力される。コマンドインタ
プリタ部1717はこの再生起動信号を入力すると、教
示コマンド格納部1715に格納されているコマンドを
シーケンシヤルに読み出し、教示位置格納部1713か
ら教示位置出力処理部1714に教示位置データを出力
させる。教示位置データはサーボ前処理部1716に転
送され、かつコマンドインタプリタ部1717から与え
られる目標速度で、自動運転建設機械1のフロントの各
関節や旋回体が動作するように補間計算を行い、サーボ
制御部1712に目標角度値を出力する。サーボ制御部
1712では、現在位置演算部1711で演算された現
在の位置をもとにフィードバック制御を行い、電磁制御
弁1712に駆動信号を出力する。これにより、予め教
示された動作が再生される。
When the reproduction operation section 152 is operated to start reproduction, a reproduction start signal is transmitted from the remote control device 15 to the automatic driving construction machine 1 by the communication means, and is input to the command interpreter section 1717. When the command interpreter 1717 receives the reproduction start signal, it sequentially reads the commands stored in the teaching command storage 1715 and causes the teaching position output processor 1714 to output the teaching position data from the teaching position storage 1713. The teaching position data is transferred to the servo preprocessing unit 1716, and interpolation calculation is performed so that the front joints and the revolving superstructure of the automatic driving construction machine 1 operate at the target speed given from the command interpreter unit 1717, and the servo control is performed. The target angle value is output to the unit 1712. The servo control unit 1712 performs feedback control based on the current position calculated by the current position calculation unit 1711, and outputs a drive signal to the electromagnetic control valve 1712. Thereby, the operation taught in advance is reproduced.

【0030】次に、図1に示す放土位置演算部1720
における処理手順を図4に示すフローチャートを用いて
説明する。
Next, the unloading position calculating section 1720 shown in FIG.
Will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0031】ステップ1において、現在位置演算部17
11から入力される現在位置データと画像取込位置格納
部1718に格納されている画像取込位置データとを対
比して、自動運転建設機械1が画像取込位置に達したか
否かを判断し、画像取込位置に達すると、ステップ2に
おいて、ビデオカメラ13から画像を取り込む。ダンプ
トラック2の機種毎に光源A,B,C,Dの点滅周期が
異なるので、点滅周期を識別するために数フレーム分の
画像データを画像データ格納部(フレームバッファ)1
719に格納する。次に、ステップ3において、画像デ
ータ格納部(フレームバッファ)1717に格納された
複数フレームからダンプトラック2の機種を判定する。
ステップ4において、機種が判定されると、機種毎に記
憶されているベッセル14の形状データ、ここでは、各
光源A,B,C,D間の距離を検索する。次に、ステッ
プ5において、取り込まれた画像データから各光源A,
B,C,Dに対応する画像上の特徴点a,b,c,dの
位置を算出する。次いで、ステップ6において、前記検
索された形状データ(各光源A,B,C,D間の距離)
と特徴点a,b,c,dの位置データとに基づいて、ベ
ッセル14上の適切な放土位置を算出する。算出された
放土位置データは教示位置格納部1713に送出され
る。
In step 1, the current position calculating section 17
By comparing the current position data input from 11 with the image capture position data stored in the image capture position storage unit 1718, it is determined whether or not the automatic driving construction machine 1 has reached the image capture position. Then, when reaching the image capturing position, in step 2, an image is captured from the video camera 13. Since the blinking cycle of the light sources A, B, C, and D differs for each model of the dump truck 2, image data for several frames is stored in the image data storage unit (frame buffer) 1 to identify the blinking cycle.
719. Next, in step 3, the model of the dump truck 2 is determined from a plurality of frames stored in the image data storage (frame buffer) 1717.
When the model is determined in step 4, the shape data of the vessel 14 stored for each model, in this case, the distance between the light sources A, B, C, and D is searched. Next, in Step 5, each light source A,
The positions of feature points a, b, c, and d on the image corresponding to B, C, and D are calculated. Next, in step 6, the searched shape data (distances between the light sources A, B, C, and D)
Based on the position data of the feature points a, b, c, and d, an appropriate unloading position on the vessel 14 is calculated. The calculated unloading position data is sent to the teaching position storage unit 1713.

【0032】なお、この放土位置の算出は、一般に、少
なくともベッセル14等の対象物の3点の特徴点A,
B,C,D間の距離が既知であれば、ビデオカメラ13
で撮像された画面内のこれらの特徴点a,b,c,dの
各位置を知ることにより、公知の計算方法によって各点
の空間での位置を求めることができる。公知の計算方法
としては、特公昭62−54108号公報、大村等によ
って発表された電子情報通信学会論文誌D−lVol.
J72−D−INo.9pp−1441−1447、が
知られている。
The calculation of the unloading position is generally performed by using at least three characteristic points A,
If the distance between B, C, and D is known, the video camera 13
By knowing the positions of these feature points a, b, c, and d in the screen imaged in the above, the positions of the respective points in space can be obtained by a known calculation method. Known calculation methods are disclosed in JP-B-62-54108, IEICE Transactions D-I Vol.
J72-D-INo. 9pp-1441-1447 are known.

【0033】上記したように、ダンプトラック2は機種
毎にベッセル14の形状が異なり、それに伴ってベッセ
ル14の各特徴点A,B,C,D間の距離も異なってい
る。従って、放土位置演算部1720では、各機種毎の
各特徴点A,B,C,D間の実際の距離を知らなければ
放土位置を演算することができない。
As described above, the shape of the vessel 14 of the dump truck 2 differs for each model, and accordingly, the distance between the characteristic points A, B, C, and D of the vessel 14 also differs. Therefore, the unloading position calculating unit 1720 cannot calculate the unloading position unless the actual distance between the characteristic points A, B, C, and D for each model is known.

【0034】以下にダンプトラック2の機種毎のベッセ
ル14の各特徴点A,B,C,D間の距離データの入手
法について図5〜図7を用いて説明する。
A method of obtaining distance data between the characteristic points A, B, C, and D of the vessel 14 for each type of the dump truck 2 will be described below with reference to FIGS.

【0035】図5は、ダンプトラック2の機種毎の光源
A,B,C,Dの点滅周期を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the blinking cycle of the light sources A, B, C, and D for each model of the dump truck 2.

【0036】ここで、機種1〜機種3はそれぞれダンプ
トラック2の機種毎の点滅周期、フレーム1〜12は撮
像された画像フレーム、Onは光源A,B,C,Dの点
灯状態、Offは消灯状態を表す。なお、ここでは機種
1の点滅周期を画像データ格納部(フレームバッファ)
1719の取り込み周期の倍の長さとする。即ち、一番
短い周期の点滅は点灯状態の画像と消灯状態の画像が交
互に画像データ格納部(フレームバッファ)1719に
格納されていることになる。機種2の点滅周期は、点灯
状態が2フレーム、消灯状態が2フレーム撮影されるよ
うな周期であり、機種3の点滅周期は、点灯状態が3フ
レーム、消灯状態が3フレーム撮影されるような周期で
ある。
Here, model 1 to model 3 are blinking periods for each model of the dump truck 2, frames 1 to 12 are captured image frames, On is the lighting state of the light sources A, B, C, and D, and Off is Indicates a light-off state. Here, the blink cycle of the model 1 is stored in the image data storage unit (frame buffer).
The length is set to be twice as long as the 1719 capture cycle. That is, the blinking in the shortest cycle means that the image in the light-on state and the image in the light-off state are alternately stored in the image data storage unit (frame buffer) 1719. The blinking cycle of the model 2 is a cycle in which the lighting state is photographed in two frames and the light-off state is photographed in two frames. The blinking cycle of the model 3 is such that the lighting state is photographed in three frames and the light-off state is photographed in three frames. It is a cycle.

【0037】図6は、画像データ格納部(フレームバッ
ファ)1719の画像データから特徴点a,b,c,d
の検出を説明するための図である。
FIG. 6 shows characteristic points a, b, c, d from the image data in the image data storage (frame buffer) 1719.
It is a figure for explaining detection of.

【0038】ここで、図6(a)は光源A,B,C,D
が点灯しているときの画像、図6(b)は光源A,B,
C,Dが消灯しているときの画像、図6(c)は前記両
画像の差分を取った画像であり、これによって、前記両
画像の明るさの変化している部分を抽出することができ
る。この変化が検出されるまでの画像データ格納部(フ
レームバッファ)1719に格納されているフレーム数
をカウントすることにより、機種別の周期を知ることが
できる。
Here, FIG. 6A shows the light sources A, B, C, D
FIG. 6 (b) is an image when is lit, and FIG.
FIG. 6 (c) is an image obtained by taking a difference between the two images, and an image in which the brightness of the two images is changed can be extracted. it can. By counting the number of frames stored in the image data storage unit (frame buffer) 1719 until this change is detected, it is possible to know the cycle for each model.

【0039】図7は、図4に示すステップ3における、
光源A,B,C,Dの点滅周期の違いからダンプトラッ
ク2の機種を判定するための処理手順を示すフローチャ
ートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation in step 3 shown in FIG.
It is a flowchart which shows the processing procedure for judging the model of the dump truck 2 from the difference of the blinking cycle of the light source A, B, C, D.

【0040】はじめに機種1の点滅パターンの場合につ
いて説明する。
First, the case of the blink pattern of model 1 will be described.

【0041】ここで、count1とcount2はカウンタ、f_n
umはフレームバッファの番号を示す変数である。
Here, count1 and count2 are counters, f_n
um is a variable indicating the number of the frame buffer.

【0042】ステップ21で、フレームバッファを初期
位置とし、ステップ22でカウンタをクリアする。次に
ステップ23でフレームf_numとフレームf_num+1、こ
こではフレーム1とフレーム2、の明るさの差分を演算
する。図5に示すように、フレーム1は点灯、フレーム
2は消灯であるから、明るさの差が検出され、ステップ
24における判定ではYes となる。次にステップ26に
おいて、フレームf_numを更新する。次いでステップ2
7で、更新されたフレームf_numとフレームf_num+1、
ここではフレーム2とフレーム3、の明るさの差分を演
算する。フレーム2は消灯であり、フレーム3は点灯で
あるから明るさの差分が検出され、ステップ28におけ
る判定はYesとなる。次いで、ステップ30で、count1
とcount2が対比され、共に1であるから、ステップ31
で周期はcount1=1であるから1と判断され、次いで、
ステップ32において、周期=1であることから機種1
であると判定される。なお、機種1の点滅パターンはフ
レーム毎に明るさの差が出るので、どのフレームから演
算を開始しても同じように判定される。
At step 21, the frame buffer is set to the initial position, and at step 22, the counter is cleared. Next, in step 23, a difference in brightness between the frames f_num and f_num + 1, here, the frames 1 and 2, is calculated. As shown in FIG. 5, since the frame 1 is turned on and the frame 2 is turned off, a difference in brightness is detected, and the determination in step 24 results in Yes. Next, in step 26, the frame f_num is updated. Then step 2
7, the updated frame f_num and frame f_num + 1,
Here, the difference in brightness between frame 2 and frame 3 is calculated. Since frame 2 is off and frame 3 is on, a difference in brightness is detected, and the determination in step 28 is Yes. Next, in step 30, count1
And count2 are compared and both are 1, so step 31
Since the cycle is count1 = 1, it is determined to be 1, and then,
In step 32, since the cycle = 1, the model 1
Is determined. Note that the blinking pattern of the model 1 has a difference in brightness for each frame, so that the same determination is made regardless of which frame the calculation is started.

【0043】次に、機種2の点滅パターンの場合につい
て説明する。
Next, the case of the blink pattern of the model 2 will be described.

【0044】ステップ21で、フレームバッファを初期
位置とし、ステップ22でカウンタをクリアする。次に
ステップ23でフレームf_numとフレームf_num+1、こ
こではフレーム1とフレーム2、の明るさの差分を演算
する。図7に示すように、フレーム1、フレーム2は共
に点灯であるから、明るさの差は検出されず、ステップ
24における判定ではNoとなる。ステップ25におい
て、count1に1を加算し2となり、f_numも更新されて
2となる。再びステップ23に戻り、フレームf_numと
フレームf_num+1、ここではフレーム2とフレーム3、
の明るさの差分を演算する。フレーム2は点灯、フレー
ム3は消灯であるから明るさの差が検出され、ステップ
24における判定はYesとなる。次に、ステップ26で
フレームf_numが更新されて3となる。次いで、ステッ
プ27において、フレームf_numとフレームf_num+1、
ここではフレーム3とフレーム4、の明るさの差分を演
算する。フレーム3とフレーム4は共に消灯であるの
で、明るさの差分は検出されないので、ステップ28の
判定はNoとなる。ステップ29において、count1に1を
加算し2となり、f_numも更新されて4となる。再びス
テップ27に戻り、フレームf_numとフレームf_num+
1、ここではフレーム4とフレーム5の明るさの差分を
演算する。フレーム4は消灯、フレーム5は点灯である
から明るさの差が検出され、ステップ28における判定
はYesとなる。次いで、ステップ30において、count1
とcount2とが対比され、共に2であるから、ステップ3
1で周期はcount1=2であるから2と判断され、次い
で、ステップ32において、周期=2であることから機
種2であると判定される。なお、機種2の場合では、フ
レーム1とフレーム2の演算からでなく、例えばフレー
ム2とフレーム3の演算を開始した場合でも、ステップ
30の判定でcount1とcount2の値が等しくならないため
演算をステップ2からやり直すことになるが、この時、
必ず点灯状態から消灯状態または消灯状態から点灯状態
へ変化するところから演算を開始するので、2回目の演
算で正しい結果を得ることができる。
In step 21, the frame buffer is set to the initial position, and in step 22, the counter is cleared. Next, in step 23, a difference in brightness between the frames f_num and f_num + 1, here, the frames 1 and 2, is calculated. As shown in FIG. 7, since both the frame 1 and the frame 2 are lit, no difference in brightness is detected, and the determination in step 24 is No. In step 25, 1 is added to count1 to be 2, and f_num is also updated to be 2. Returning again to step 23, frame f_num and frame f_num + 1, here frame 2 and frame 3,
Calculate the difference in brightness. Since frame 2 is turned on and frame 3 is turned off, a difference in brightness is detected, and the determination in step 24 is Yes. Next, the frame f_num is updated to 3 in step 26. Next, in step 27, the frames f_num and f_num + 1,
Here, the difference between the brightness of frame 3 and the brightness of frame 4 is calculated. Since both frame 3 and frame 4 are off, no difference in brightness is detected, so the determination in step 28 is No. In step 29, 1 is added to count1 to be 2, and f_num is also updated to be 4. Returning again to step 27, the frames f_num and f_num +
1. Here, the difference between the brightness of frame 4 and the brightness of frame 5 is calculated. Since the frame 4 is turned off and the frame 5 is turned on, a difference in brightness is detected, and the determination in step 28 is Yes. Next, in step 30, count1
And count2 are compared and both are 2, so step 3
At 1, the cycle is determined to be 2 because count1 = 2, and then at step 32, it is determined to be model 2 because the cycle is 2 at step 32. In the case of the model 2, even if the calculation of the frame 2 and the frame 3 is started, for example, not from the calculation of the frame 1 and the frame 2, the calculation of the step 1 I will start over from 2, but at this time
Since the calculation always starts from the state where the lighting state changes to the light-off state or the state where the light-emitting state changes to the lighting state, a correct result can be obtained in the second calculation.

【0045】機種3の場合も、詳細は省略するが、機種
1や機種2の場合と同様の処理手順により、各フレーム
の点滅パターンから機種3であることを判定することが
できる。
In the case of the model 3, the details are omitted, but it is possible to determine the model 3 from the blinking pattern of each frame by the same processing procedure as in the case of the model 1 and the model 2.

【0046】このように、本実施形態によれば、自動運
転建設機械から放土すべきダンプトラックの種類が異な
っていても、ビデオカメラによって迅速に機種を判定す
ることができ、その判定結果から登録してある機種の形
状データを検索して、放土位置の計算に用いることがで
きる。
As described above, according to the present embodiment, even if the type of dump truck to be unloaded from the automatic driving construction machine is different, the type can be quickly determined by the video camera, and from the determination result, The shape data of the registered model can be searched and used for calculating the unburden position.

【0047】なお、本実施形態において、カラー画像を
撮像できるビデオカメラを用いる場合には、点滅周期の
異なる光源に代えて機種毎に色の異なる光源を用いて機
種判別を行うことができる。その場合は、ビデオカメラ
からはRGBそれぞれの色成分を別々の画像データ格納
部(フレームバッファ)1719に格納し、放土位置演
算部1720では機種毎に異なる色を登録しておき、撮
像された光源の色と対比して機種を特定することができ
る。
In the present embodiment, when a video camera capable of capturing a color image is used, the model can be determined by using light sources having different colors for each model instead of light sources having different blinking periods. In this case, the RGB color components are stored in separate image data storage units (frame buffers) 1719 from the video camera, and different colors are registered for each model in the earth-discharge position calculation unit 1720, and the image is captured. The model can be specified in comparison with the color of the light source.

【0048】また、光源として、機種毎に色が異なると
ともに、機種毎に点滅周期が異なる光源を用いることに
より、より多くの機種を判別することができる。
Further, by using a light source having a different color for each model and a blinking cycle different for each model, more models can be identified.

【0049】上記のごとく、本実施形態によれば、撮像
手段によりベッセルに設けた機種毎に点滅周期の異な
る、または機種毎に色の異なる光源から、ダンプトラッ
クの機種を判別し、機種の異なるダンプトラックに対し
て、迅速に自動運転建設機械からベッセルの適切な位置
を算出して放土することができる。
As described above, according to the present embodiment, the type of the dump truck is determined from the light sources having different blinking cycles for each model provided in the vessel by the imaging means or different colors for each model, and different models are provided. For the dump truck, the appropriate position of the vessel can be quickly calculated and discharged from the automatic driving construction machine.

【0050】[0050]

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、自動運
転建設機械において、作業体に撮像手段によって撮像さ
れる表示部を設け、放土位置演算部によって、迅速に前
記撮像手段により撮像された前記表示部の表示情報から
前記作業体の機種を判別し、前記判別された機種の作業
体の形状データと撮像データとに基づいて放土位置を演
算するようにしたので、いかなる機種の異なる作業体に
対しても、作業体の適切な位置に放土することができ
る。
As described above, according to the present invention, in a self-driving construction machine, a display unit which is imaged by an image pickup means is provided on a work body, and an image is quickly picked up by the image pickup means by a dumping position calculating unit. The model of the work body is determined from the display information of the display unit, and the unearthing position is calculated based on the shape data and the imaging data of the work body of the determined model. Even different work bodies can be dumped at an appropriate position on the work body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係わる自動運転建設機械
の再生動作時の制御機構を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a control mechanism during a regeneration operation of an automatic driving construction machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態に係わる自動運転建設機械の作業態
様を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a working mode of the automatic driving construction machine according to the embodiment.

【図3】本実施形態に係わる光源A,B,C,Dを取り
付けたベッセル14の後部から見た状態を示す図であ
る。
FIG. 3 is a view showing a state where the light sources A, B, C, and D according to the present embodiment are mounted, as viewed from the rear of the vessel 14.

【図4】図1に示す放土位置演算部1720における処
理手順を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in an earth discharging position calculating unit 1720 shown in FIG.

【図5】本実施形態に係わるダンプトラック2の機種毎
の光源A,B,C,Dの点滅周期を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a blinking cycle of the light sources A, B, C, and D for each model of the dump truck 2 according to the present embodiment.

【図6】本実施形態に係わる画像データ格納部(フレー
ムバッファ)1719の画像データから特徴点a,b,
c,dの検出を説明するための図である。
FIG. 6 shows characteristic points a, b, and f based on image data in an image data storage (frame buffer) 1719 according to the present embodiment.
It is a figure for explaining detection of c and d.

【図7】図4に示すステップ3における、ダンプトラッ
ク2の機種を判定するための処理手順を示すフローチャ
ートである。
7 is a flowchart showing a processing procedure for determining the type of the dump truck 2 in step 3 shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 自動運転建設機械 2 ダンプトラック 3 土石 13 ビデオカメラ 14 ベッセル 15 遠隔操作装置 152 再生操作部 17 車載装置 171 自動運転コントローラ 1711 現在位置演算部 1712 サーボ制御部 1713 教示位置格納部 1715 教示コマンド格納部 1717 コマンドインタプリタ部 1718 画像取込位置格納部 1719 画像データ格納部 1720 放土位置演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic driving construction machine 2 Dump truck 3 Debris 13 Video camera 14 Vessel 15 Remote control device 152 Playback operation unit 17 In-vehicle device 171 Automatic operation controller 1711 Current position calculation unit 1712 Servo control unit 1713 Teaching position storage unit 1715 Teaching command storage unit 1717 Command interpreter section 1718 Image capture position storage section 1719 Image data storage section 1720 Discharge position calculation section

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、放土される作業体を撮像す
る撮像手段と、前記撮像した撮像データに基づいて前記
作業体への放土位置を演算する放土位置演算手段とを備
え、教示される掘削から放土までの一巡の動作を、再生
操作により繰り返し行う自動運転建設機械において、 前記作業体は前記撮像手段によって撮像される表示部を
備え、 前記放土位置演算部は、前記撮像手段により撮像された
前記表示部の表示情報から前記作業体の機種を判別し、
前記判別された機種の作業体の形状データと前記撮像デ
ータとに基づいて前記放土位置を演算することを特徴と
する自動運転建設機械。
1. A teaching method comprising: at least imaging means for imaging a work body to be unburdened; and unearthing position calculating means for calculating a soil unloading position on the work body based on the captured image data. In an automatic driving construction machine that repeatedly performs a single operation from excavation to earth removal by a regenerating operation, the work body includes a display unit imaged by the imaging unit, and the earthing position calculation unit includes the imaging unit Determine the model of the work body from the display information of the display unit imaged by,
An automatic driving construction machine, wherein the unloading position is calculated based on the shape data of the determined type of work body and the imaging data.
【請求項2】 請求項1の記載において、 前記表示部は、前記作業体の機種毎に点滅周期の異なる
光源から構成されることを特徴とする自動運転建設機
械。
2. The automatic driving construction machine according to claim 1, wherein the display unit includes light sources having different blinking periods for each model of the work body.
【請求項3】 請求項1の記載において、 前記表示部は、前記作業体の機種毎に異なる色を有する
ことを特徴とする自動運転建設機械。
3. The automatic driving construction machine according to claim 1, wherein the display unit has a different color for each model of the work body.
【請求項4】 請求項1の記載において、 前記表示部は、前記作業体の機種毎に発光色が異なると
ともに、点滅周期が異なる光源から構成されることを特
徴とする自動運転建設機械。
4. The automatic driving construction machine according to claim 1, wherein the display unit is configured by a light source having a different emission color for each model of the work body and a different blinking cycle.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013164310A (en) * 2012-02-10 2013-08-22 Nec Corp Imaging system and imaging method
JP2020056310A (en) * 2020-01-15 2020-04-09 住友重機械工業株式会社 Shovel and shovel weight calculation device
JP2021188258A (en) * 2020-05-25 2021-12-13 住友建機株式会社 System for shovel
WO2023047809A1 (en) 2021-09-24 2023-03-30 コベルコ建機株式会社 Vehicle determination system

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