(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカメラが搭載されており、前記複数のカメラによって得られる画像を組み合わせた俯瞰画像を用いて周辺監視を行う、鉱山作業に用いられる大型作業車両であるダンプトラックの積載量表示装置であって、
前記ダンプトラックの画像を含む前記俯瞰画像を表示する表示部と、
前記ダンプトラックの積載量を検知する検知部と、
前記ダンプトラックの荷台上に画像表示される積荷イメージを前記俯瞰画像に合成するとともに、前記検知部における検知結果に基づいて、前記積荷イメージの大きさを切り換えて前記表示部に表示させる表示制御部と、
を備えているダンプトラックの積載量表示装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記検知部における検知結果に応じて、前記積荷イメージの大きさを段階的に切り換える、
請求項１に記載のダンプトラックの積載量表示装置。
【請求項３】
前記表示制御部は、前記ダンプトラックに荷台上に画像表示される前記積荷のイメージを、前記ダンプトラックの画像とは異なる色に着色して表示させる、
請求項１または２に記載のダンプトラックの積載量表示装置。
【請求項４】
前記検知部は、前記荷台に積載された積荷の重量を測定するペイロードメータである、
請求項１から３のいずれか１項に記載のダンプトラックの積載量表示装置。
【請求項５】
前記ペイロードメータは、前記荷台を下方から支持するサスペンションシリンダに取付けられている、
請求項４に記載のダンプトラックの積載量表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンプトラックの積載量表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山作業などに用いられるダンプトラックは、一般的なトラックやバスに比べて格段に大きな車幅（例えば、約５ｍ程度）を有している。そして、運転者が居るキャブは、車体前方のデッキ部上における左寄りの位置に設けられているため、運転者からは左前方の一部しか目視確認することができない。
このため、ダンプトラックには、車体の周辺監視を行うために、キャブが配置されたデッキ部等に複数のカメラが設置されており、これらのカメラによって取得された画像を用いて生成された俯瞰画像をキャブ内に設置されたモニタ画面に表示して周辺監視が行われている。
【０００３】
また、ダンプトラックのキャブ内に居る運転者は、キャブの後方にベッセル（荷台）が設けられているため、ベッセル上に土や鉱石等の積荷が積載されているか否かを、ミラー等を用いて目視確認することができない。
例えば、特許文献１には、積荷を積載するボディ（荷台）を複数のサスペンションシリンダによって支持する運搬車両において、サスペンションシリンダの圧力を検出してダンプトラックの空荷荷重を確実に計測可能な車両の積荷重量計測装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の積荷重量計測装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された積荷重量計測装置では、空荷荷重を確実に計測することができるものの、モニタに数値として表示されるだけであるため、キャブ内の運転者が積荷の状態を直感的に認識することが困難である。
【０００６】
一方で、運転者が居るキャブ内には、上述した周辺監視用のモニタが設けられており、常時、ダンプトラックの合成画像とともに車両周辺の様子がモニタリングされている。
本発明の課題は、周辺監視用のモニタ画面を用いて、運転者に直感的に積荷状態を認識させることが可能なダンプトラックの積載量表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置は、複数のカメラが搭載されており、前記複数のカメラによって得られる画像を組み合わせた俯瞰画像を用いて周辺監視を行う、鉱山作業に用いられる大型作業車両であるダンプトラックの積載量表示装置であって、表示部と、検知部と、表示制御部と、を備えている。表示部は、ダンプトラックの画像を含む俯瞰画像を表示する。検知部は、ダンプトラックの積載量を検知する。表示制御部は、ダンプトラックの荷台上に画像表示される積荷イメージを俯瞰画像に合成するとともに、検知部における検知結果に基づいて、積荷イメージの大きさを切り換えて表示部に表示させる。
【０００８】
ここでは、ダンプトラックの周辺監視用に用いられている俯瞰画像上において、ダンプトラックの荷台に載せられた積載量の検知結果に応じて、ダンプトラックの荷台上に画像表示される積荷のイメージの大きさを切り換えて表示する。
ここで、上記積荷のイメージの大きさの切り換えには、積荷のイメージを表示する／表示しない、という表示切り換えも含まれる。また、検知部による積載量の検知としては、積荷の重量の検知、積荷の有無の検知等が含まれる。
これにより、ダンプトラックの運転者は、例えば、荷台上に積荷がない状態であるかどうかを、キャブ内に設けられた周辺監視用のモニタを確認するだけで直感的に認識することができる。よって、運転者が空荷状態であると勘違いしてしまうことを防止することができる。
【０００９】
第２の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置は、第１の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置であって、表示制御部は、検知部における検知結果に応じて、積荷イメージの大きさを段階的に切り換える。
【００１０】
ここでは、周辺監視用のモニタに表示される俯瞰画像上に合成されるダンプトラックの積荷の大きさを、積載量の大きさに基づいて段階的に切り換えながら表示する。
これにより、運転者は、モニタ画面を見ながら、荷台上にどの程度の積載量であるかを容易に認識することができる。
【００１１】
第３の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置は、第１または第２の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置であって、表示制御部は、ダンプトラックに荷台上に画像表示される積荷のイメージを、ダンプトラックの画像とは異なる色に着色して表示させる。
ここでは、俯瞰画像上に表示されたダンプトラックの荷台上に表示される積荷のイメージの画像を、ダンプトラックの画像とは異なる色、例えば、警告色（黄、橙、赤等）に着色して表示させる。
これにより、運転者は、積荷のイメージの画像部分の有無を見易くなり、一見して直感的に判別することができる。
なお、積荷のイメージ部分に加えて、ダンプトラックの車体部分を着色して表示することで、積荷のイメージ部分との着色のコントラストをつけて、運転者が車両の積載状態をより分かり易くすることができる。
【００１２】
第４の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るダンプトラックの積載量表示装置であって、検知部は、荷台に積載された積荷の重量を測定するペイロードメータである。
ここでは、積載量を検知する検知部として、ペイロードメータを用いている。
これにより、荷台上に載せられた積荷の重量を容易に検知することができる。
【００１３】
第５の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置は、第４の発明に係るダンプトラックの積載量表示装置であって、ペイロードメータは、荷台を下方から支持するサスペンションシリンダに取り付けられている。
【００１４】
ここでは、上述したペイロードメータを、荷台を下方から支持するサスペンションシリンダに取り付けられている。
これにより、積荷の重量を直接的に受けるサスペンションシリンダにペイロードメータを設けることで、容易に積載量を検知することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るダンプトラックの積載量表示装置によれば、周辺監視用のモニタを確認するだけで荷台上の積荷の状態を直感的に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るダンプトラック全体の構成を示す斜視図。
【図２】図１のダンプトラックの周辺監視装置の構成を示す制御ブロック図。
【図３】図１のダンプトラックに搭載されたカメラの配置を示す斜視図。
【図４】図１のダンプトラックに搭載されたサスペンションシリンダ等を示す模式図。
【図５】（ａ）は、図２のモニタ画面に表示される俯瞰画像上における積荷のない状態を示す図。（ｂ）は、積荷がある状態を示す図。
【図６】図２の周辺監視装置による積載量表示制御の流れを示すフローチャート。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係るダンプトラックの積載量表示装置による段階的な積載量の変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係るダンプトラックの積載量表示装置について、図１〜図６を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」とは、運転席に着座して正面を向いている運転者から見た方向を基準とする方向を意味しており、「車幅方向」とは、「左右方向」と同義である。
【００１８】
［ダンプトラック１全体の構成］
本実施形態に係るダンプトラック１は、鉱山作業などに用いられる自走式の超大型作業車両であって、約５ｍを超える車幅を有している。
ダンプトラック１は、図１に示すように、主として、車体フレーム２と、キャブ３と、ベッセル（荷台）４と、左右一対の前輪５および後輪６と、図示しない給電用のパンタグラフを設置するベース７と、車両周囲を監視する周辺監視装置（積載量表示装置）１０（図２参照）と、を備えている。なお、周辺監視装置１０の構成および動作については、後段にて詳述する。
【００１９】
車体フレーム２は、図示しないディーゼルエンジンやトランスミッション等の動力機構やその他の補機類を支持している。また、車体フレーム２の前部に左右一対の前輪５、後部に左右一対の後輪６がそれぞれ支持されている。車体フレーム２は、地面に近い側に設けられたロアデッキ部２Ａと、ロアデッキ部２Ａの上方に設けられたアッパデッキ部２Ｂと、を有している。
【００２０】
ロアデッキ部２Ａと地面との間には、乗降用の可動式ラダー２Ｃが２つ設けられている。また、ロアデッキ部２Ａとアッパデッキ部２Ｂとの間には、ロアデッキ部２Ａとアッパデッキ部２Ｂ間を行き来するための斜めラダー２Ｄが設けられている。さらに、アッパデッキ部２Ｂ上には、アッパデッキ部２Ｂの外周部分に沿って移動用の柵状の手すりが固定されている。
【００２１】
キャブ３は、アッパデッキ部２Ｂ上における車幅方向の中央から左寄りの位置に配置され、４本の支柱によって構成されるＲＯＰＳ（Roll-Over-Protection Structure）構造を有している。運転者は、車体左側の路肩を容易に確認できる状態で走行するが、車体の周囲確認を行うためには頭を大きく動かす必要がある。また、アッパデッキ部２Ｂには、車両の周囲を確認するために、図示しないサイドミラーが複数設けられている。これらのサイドミラーは、キャブ３から離れた位置にあるため、運転者はサイドミラーを用いて周囲確認を行う際にも頭を大きく動かす必要がある。
【００２２】
キャブ３内には、運転席、シフトレバー、コントローラ（表示制御部）２０、モニタ（表示部）５０、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル等が設けられている。なお、コントローラ２０およびモニタ５０は、後述する周辺監視装置１０の一部を構成する。
ベッセル４は、砕石等の重量物を積載するための荷台であって、後側底部において回動軸４ａを介して車体フレーム２の後端部に回動可能に連結されている。これにより、ベッセル４は、油圧シリンダ３１（図４参照）等のアクチュエータによって、前部が上方に回動して積載物を排出する起立姿勢と、前部がキャブ３の上部に位置する積載姿勢との範囲で回動させることができる。
なお、ベッセル４に積載された積荷の重量を検知して、モニタ５０に表示される俯瞰画面２００（図５（ａ）等参照）上に積荷の有無を表示する制御については、後段にて詳述する。
【００２３】
［周辺監視装置１０の構成］
周辺監視装置１０は、ダンプトラック１の周辺に存在する障害物の有無等を監視する装置であって、図２に示すように、６台のカメラ１１〜１６と、コントローラ２０と、ペイロードメータＥＣＵ（検知部）２１と、圧力センサ２２と、ストロークセンサ２３と、モニタ５０と、を有している。
【００２４】
（カメラ１１〜１６）
６台のカメラ１１〜１６は、図３に示すように、ダンプトラック１の周囲３６０度範囲の画像を取得するためにダンプトラック１の外周部分にそれぞれ取り付けられている。なお、各カメラ１１〜１６は、左右方向において１２０度（左右６０度ずつ）、高さ方向において９６度の視野範囲を有している。
【００２５】
前方カメラ１１は、図３に示すように、斜めラダー２Ｄの最上段の踊り場部分の下部に、車体前方を向くように配置されている。そして、前方カメラ１１の撮像範囲は、車両の前方である。
右側方第１カメラ１２は、図３に示すように、アッパデッキ部２Ｂの前側面右端部付近に、車体右斜め前方を向くように配置されている。そして、右側方第１カメラ１２の撮像範囲は、車両の右斜め前方である。
【００２６】
左側方第１カメラ１３は、図３に示すように、第２カメラ１２と左右対称位置、すなわちアッパデッキ部２Ｂの前側面左端部付近に、車体左斜め前方を向くように配置されている。そして、左側方第１カメラ１３の撮像範囲は、車両の左斜め前方である。
右側方第２カメラ１４は、図３に示すように、アッパデッキ部２Ｂの右側面前端部付近に、車体右斜め後方を向くように配置されている。そして、右側方第２カメラ１４の撮像範囲は、車両の右斜め後方である。
【００２７】
左側方第２カメラ１５は、図３に示すように、第４カメラと左右対称位置、すなわちアッパデッキ部２Ｂの左側面前端部付近に、車体左斜め後方を向くように配置されている。そして、左側方第２カメラ１５の撮像範囲は、車両の左斜め後方である。
後方カメラ１６は、図３に示すように、車体フレーム２の後端付近に、車体後方を向くように配置されている。そして、後方カメラ１６の撮像範囲は、車両後方である。
以上の６台のカメラ１１〜１６によれば、図５（ａ）に示すように、ダンプトラック１の周囲３６０度の全周囲を含む俯瞰画像２００を取得することができる。また、６台のカメラ１１〜１６は、それぞれ撮像した画像に対応する画像データをコントローラ２０に送信する。
【００２８】
（コントローラ２０）
コントローラ２０は、図２に示すように、各カメラ１１〜１６、ペイロードメータＥＣＵ２１、モニタ５０に接続されている。
【００２９】
また、コントローラ２０は、各カメラ１１〜１６から撮像画像を受信し、各カメラ１１〜１６によって撮像されたそれぞれの撮像範囲の画像を無限遠に視点を変換した後で合成して、図５（ａ）に示すような俯瞰画像２００を生成する。
さらに、コントローラ２０は、ペイロードメータＥＣＵ２１から現在積載している積荷の重量に関するデータを受信して、図５（ｂ）に示すように、俯瞰画像２００上に積荷画像Ｃを合成してモニタ５０に表示させる。
【００３０】
（ペイロードメータＥＣＵ２１）
ペイロードメータＥＣＵ２１は、図２に示すように、圧力センサ２２およびストロークセンサ２３に接続されており、圧力センサ２２およびストロークセンサ２３から受信したデータを用いて積載重量を計測する車載型荷重計（ペイロードメータ）として機能する。
また、ペイロードメータＥＣＵ２１に接続された圧力センサ２２およびストロークセンサ２３は、図４に示すように、ベッセル４を下方から支持するサスペンションシリンダ３２に設けられている。
【００３１】
これにより、サスペンションシリンダ３２にかかる圧力を圧力センサ２２によって検出するとともに、サスペンションシリンダ３２のストローク量をストロークセンサ２３において検出することで、ペイロードメータＥＣＵ２１においてベッセル４上に積載された積荷の重量を算出することができる。
なお、ペイロードメータＥＣＵ２１において算出された積荷の重量に基づく積載量表示制御については、後段にて詳述する。
【００３２】
＜積載量表示制御＞
本実施形態のダンプトラック１では、コントローラ２０によって、図６に示すフローチャートに従って、モニタ５０の画面上にベッセル４上の積荷の有無が表示される。
すなわち、コントローラ２０は、ステップＳ１において、ダンプトラック１の外周部に設置された６台のカメラ１１〜１６からそれぞれの撮像範囲における撮像画像を取得する。
【００３３】
次に、コントローラ２０は、ステップＳ２において、各カメラ１１〜１６から取得した画像を無限遠に視点変換した上で合成し、ダンプトラック１の３６０度全周囲をカバーした俯瞰画像２００を生成する。
次に、コントローラ２０は、ステップＳ３において、ベッセル４上に積載されている積荷の重量（積載量）をペイロードメータＥＣＵ２１から取得する。なお、上述したように、ペイロードメータＥＣＵ２１から取得される積荷の重量のデータは、圧力センサ２２およびストロークセンサ２３における検出結果に基づいて、ペイロードメータＥＣＵ２１において算出される。
【００３４】
次に、コントローラ２０は、ステップＳ４において、ペイロードメータＥＣＵ２１から取得した積荷の重量（積載量）が、所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。ここで、積荷の重量が閾値よりも大きい場合には、ステップＳ５へ進み、積荷の重量が閾値よりも小さい場合には、ステップＳ６へ進む。
ステップＳ５では、コントローラ２０は、ステップＳ４における判定結果を踏まえて、ベッセル４上に積荷がある状態と判断し、図５（ｂ）に示すように、ベッセル画像４Ｇ上に積荷画像Ｃが表示されたダンプトラック１の画像１Ｇを合成してモニタ５０に表示させる。
【００３５】
一方、ステップＳ６では、コントローラ２０は、ステップＳ４における判定結果を踏まえて、ベッセル４上に積荷がない状態と判断し、図５（ａ）に示すように、ベッセル画像４Ｇ上に積荷画像Ｃが表示されていないダンプトラック１の画像１Ｇを合成してモニタ５０に表示させる。
これにより、キャブ３内の運転者は、周辺監視用の俯瞰画像２００上に表示されるダンプトラック１の画像１Ｇに積荷の画像Ｃが表示されているか否かによって、直感的に現在の積荷の有無を認識することができる。よって、運転者は、空荷の状態であるにもかかわらず積荷がある状態と誤解したり、積荷がある状態であるにもかかわらず空荷の状態であると誤解したりすることを防止できる。
【００３６】
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３７】
（Ａ）
上記実施形態では、ダンプトラック１の荷台上の積荷の重量の検知結果に応じて、積荷がない状態（未積載状態）と積荷がある状態（積載状態）とを切り換える例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図７（ａ）〜図７（ｅ）に示すように、積載重量の検知結果に応じて、積荷イメージの大きさを、積荷がない状態および積荷画像Ｃ１〜Ｃ４のように、５段階的で切り換えて表示してもよい。
具体的な表示制御としては、例えば、ペイロードメータＥＣＵ２１において４段階の閾値を持たせておき、これらの閾値を超える積載重量を検知した場合には、その閾値に対応する段階の積荷画像Ｃ１〜Ｃ４を合成して表示させる。
この場合には、運転者は、積荷の有無だけでなく、積荷の積載量まで直感的に認識することができる。
【００３８】
（Ｂ）
上記実施形態では、ダンプトラック１の荷台上の積荷の重量の検知結果に応じて、単に、積荷がない状態（未積載状態）と積荷がある状態（積載状態）とを切り換える例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３９】
例えば、ダンプトラックの画像を実際の車体色に合わせて黄色や橙色の警告色で表示し、積荷の画像を実際の積荷の色に合わせて茶色（土）や灰色（石）等の車体とは異なる色で表示する等して、画像の着色によって運転者に分かり易く表示することが好ましい。あるいは、積荷のイメージが見易くなるように、積荷のイメージの方を赤色や黄色、橙色等の警告色で表示してもよい。
【００４０】
これにより、運転者は、車両の積載状態に関して、より直感的に積荷の有無を認識することができる。
なお、ダンプトラックの画像および積荷の画像については、上記色に限定されるものではなく、適宜、運転者が分かり易い警告色（黄、橙、赤等）に設定したり、運転者の好みで色を設定したりしてもよいし、画像部分を点滅させる等の手段によって運転者が認識し易いように表示してもよい。
【００４１】
（Ｃ）
上記実施形態では、本発明に係るダンプトラックの積載量表示装置が、周辺監視装置１０の一部の機能として設けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、周辺監視装置と積載量表示装置とが別々に設けられていてもよい。
【００４２】
（Ｄ）
上記実施形態では、ダンプトラック１の積載量を検知する検知部として、ベッセル４に積載された積荷の重量を検知するペイロードメータＥＣＵ２１を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ダンプトラックの積荷の有無を検知するセンサやカメラ等を、本発明の検知部として用いてもよい。
【００４３】
この場合には、積載重量を認識できないため段階的な積荷イメージの大きさの変更制御はできないものの、少なくとも積荷がある状態かない状態かについては認識することができる。このため、上記実施形態のように、積荷の有無を俯瞰画像上に表示することができるため、運転者は、モニタ画面を確認するだけで直感的に積荷の有無を確認することができる。
【００４４】
（Ｅ）
上記実施形態では、ペイロードメータＥＣＵ２１における検知結果に基づいて、積荷画像Ｃを含むダンプトラック１の画像１Ｇと、積荷画像Ｃを含まないダンプトラック１の画像１Ｇとを切り換えて表示する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４５】
例えば、ダンプトラックの画像と積荷の画像とを別々に用意して、積載量の検知結果に基づいて、ダンプトラックの画像上に積荷の画像を合成するか否かを切り換えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のダンプトラックの積載量表示装置は、周辺監視用のモニタを確認するだけで荷台上の積荷の状態を直感的に認識することができるという効果を奏することから、荷台上に積荷を積載する各種建設機械に対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１      ダンプトラック
１Ｇ    ダンプトラックの画像
２      車体フレーム
２Ａ    ロアデッキ部
２Ｂ    アッパデッキ部
２Ｃ    可動式ラダー
２Ｄ    斜めラダー
３      キャブ
４      ベッセル
４Ｇ    ベッセル画像
５      前輪
６      後輪
７      ベース
１０      周辺監視装置（積載量表示装置）
１１      前方カメラ
１２      右側方第１カメラ
１３      左側方第１カメラ
１４      右側方第２カメラ
１５      左側方第２カメラ
１６      後方カメラ
２０      コントローラ（表示制御部）
２１      ペイロードメータＥＣＵ（検知部）
２２      圧力センサ（ペイロードメータ）
２３      ストロークセンサ（ペイロードメータ）
３１      油圧シリンダ
３２      サスペンションシリンダ
５０      モニタ（表示部）
２００    俯瞰画像
Ｃ，Ｃ１〜Ｃ４  積荷画像
【図１】
0005575703.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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