(57)【要約】【課題】ホッパ部内のアスファルト合材の残量を運転者が正確に監視することができる舗装機械の合材残量監視装置、舗装機械を提供すること。【解決手段】本発明による舗装機械の合材残量監視装置１は、舗装機械のホッパ部内のアスファルト合材を含めた熱画像を撮像する熱画像撮像手段２と、熱画像に含まれる画素毎の温度に基づいて熱画像の高温領域と高温領域よりも温度が低い低温領域を抽出する熱画像処理を行う熱画像処理手段３ａと、熱画像処理の結果に基づいて高温領域と低温領域との境界線を少なくとも含む表示画像を生成する表示画像生成手段３ｂと、表示画像を表示する表示手段３ｃと、を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
舗装機械のホッパ部内のアスファルト合材を含めた熱画像を撮像する熱画像撮像手段と、当該熱画像に含まれる画素毎の温度に基づいて当該熱画像の高温領域と当該高温領域よりも温度が低い低温領域を抽出する熱画像処理を行う熱画像処理手段と、当該熱画像処理の結果に基づいて前記高温領域と前記低温領域との境界線を少なくとも含む表示画像を生成する表示画像生成手段と、当該表示画像を表示する表示手段とを含むことを特徴とする舗装機械の合材残量監視装置。
【請求項２】
前記表示画像生成手段は前記高温領域と前記低温領域にそれぞれ対応する配色を割り当てて前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の舗装機械の合材残量監視装置。
【請求項３】
前記高温領域の面積を演算する面積演算手段と、当該面積が所定閾値より小さい場合に通知を行う通知手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の舗装機械の合材残量監視装置。
【請求項４】
アスファルト合材が搬入されるホッパ部と、当該ホッパ部内のアスファルト合材を含めた熱画像を撮像する熱画像撮像手段と、当該熱画像に含まれる画素毎の温度に基づいて当該熱画像の高温領域と当該高温領域よりも温度が低い低温領域を抽出する熱画像処理を行う熱画像処理手段と、当該熱画像処理の結果に基づいて前記高温領域と前記低温領域との境界線を少なくとも含む表示画像を生成する表示画像生成手段と、当該表示画像を表示する表示手段とを含むことを特徴とする舗装機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舗装機械のアスファルト合材の残量を正確に監視できる舗装機械の合材残量監視装置、舗装機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホッパ部内を撮像するカメラと、ホッパ部の左外側周辺部を撮像するカメラと、ホッパ部の右外側周辺部を撮像するカメラとを備える特許文献１に記載されるようなアスファルトフィニッシャの運転者支援装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが特許文献１に記載の従来技術においては、運転者がホッパ内部を視認することができるものの、光学式の画像によってはホッパ部内のアスファルト合材の残量を正確に監視することは困難である。
【０００５】
上述の点に鑑み、本発明は、ホッパ部内のアスファルト合材の残量を運転者が正確に監視することができる舗装機械の合材残量監視装置、舗装機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題を解決するため、本発明による舗装機械の合材残量監視装置は、舗装機械のホッパ部内のアスファルト合材を含めた熱画像を撮像する熱画像撮像手段と、当該熱画像に含まれる画素毎の温度に基づいて当該熱画像の高温領域と当該高温領域よりも温度が低い低温領域を抽出する熱画像処理を行う熱画像処理手段と、当該熱画像処理の結果に基づいて前記高温領域と前記低温領域との境界線を少なくとも含む表示画像を生成する表示画像生成手段と、当該表示画像を表示する表示手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記表示画像生成手段は前記高温領域と前記低温領域にそれぞれ対応する配色を割り当てて前記表示画像を生成することとしてもよく、前記高温領域の面積を演算する面積演算手段と、当該面積が所定閾値より小さい場合に通知を行う通知手段とを含むこととしてもよい。
【０００８】
上記の問題を解決するため本発明による舗装機械は、アスファルト合材が搬入されるホッパ部と、当該ホッパ部内のアスファルト合材を含めた熱画像を撮像する熱画像撮像手段と、当該熱画像に含まれる画素毎の温度に基づいて当該熱画像の高温領域と当該高温領域よりも温度が低い低温領域を抽出する熱画像処理を行う熱画像処理手段と、当該熱画像処理の結果に基づいて前記高温領域と前記低温領域との境界線を少なくとも含む表示画像を生成する表示画像生成手段と、当該表示画像を表示する表示手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ホッパ部内のアスファルト合材の残量を高温領域と低温領域の境界線により明確に運転者に対して表示することができる。このため運転者は正確に残量を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施例１の舗装機械の合材残量監視装置１の概略構成を示す模式図である。
【図２】実施例１の舗装機械の合材残量監視装置１が適用されるアスファルトフィニッシャ６０（舗装機械）の概略構成を示す模式図である。
【図３】実施例１の舗装機械の合材残量監視装置１の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】実施例１の舗装機械の合材残量監視装置１のアスファルト合材の残量が多い場合の表示画像の一例を示す模式図である。
【図５】実施例１の舗装機械の合材残量監視装置１のアスファルト合材の残量が少ない場合の表示画像の一例を示す模式図である。
【図６】本発明に係る実施例２の舗装機械の合材残量監視装置１１の概略構成を示す模式図である。
【図７】実施例２の舗装機械の合材残量監視装置１１の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１に示すように、本実施例１の舗装機械の合材残量監視装置画像生成装置１は、熱画像撮像手段として赤外線イメージセンサ２を含み、熱画像処理手段３ａ、表示画像生成手段３ｂ、表示手段３ｃとして機能するコントローラ３と、ディスプレイ４を含んで構成される。
【００１３】
ここで本発明に係る舗装機械は図２に示すようなアスファルトフィニッシャ６０である。図２（Ａ）はアスファルトフィニッシャ６０の左側面図であり、図２（Ｂ）が上面図であり、図２（Ｃ）は後面図である。
【００１４】
アスファルトフィニッシャ６０は、主に、トラクタ部６１、ホッパ部６２、及びスクリード部６３で構成される。トラクタ部６１は、アスファルトフィニッシャ６０を走行させるための機構である。
【００１５】
本実施例１では、トラクタ部６１は、図示しない走行用油圧モータを用いて四つのホイールを回転させてアスファルトフィニッシャ６０を移動させる。走行用油圧モータは、図示しないディーゼルエンジン等の原動機が駆動する図示しない油圧ポンプから作動油の供給を受けて回転する。また、トラクタ部６１の上部には運転席６４及び操作部６５を含む運転室が配置される。なお、上述したコントローラ３とディスプレイ４は操作部６５に隣接して配置されても一体的に配置されてもよい。
【００１６】
また、トラクタ部６１の前部に上述した赤外線イメージセンサ２が取り付けられる。なお、運転室内の運転者が視認し易い位置に上述したディスプレイ４が設置される。また、本実施例１では、トラクタ部６１から見たホッパ部６２の方向を前方とし、トラクタ部６１から見たスクリード部６３の方向を後方とする。
【００１７】
ホッパ部６２（バケットとも言う）は、例えば図示しないダンプカー等の輸送手段によりアスファルト合材が搬入されるための機構であり、本実施例１では、図示しない油圧シリンダによって車幅方向に開閉可能に構成される。アスファルトフィニッシャ６０は、通常、ホッパ部６２を全開状態にしてダンプカーの荷台からアスファルト合材を受け入れる。なお、図２は、全開状態のホッパ部６２を示している。そして、ホッパ部６２内のアスファルト合材が減少すると図示しない油圧シリンダの伸長作用に基づいてホッパ部６２を閉じ、ホッパ部６２の内壁付近にあったアスファルト合材をホッパ部６２の中央部に集める。中央部に集められたアスファルト合材は、ホッパ部６２の中央に位置する図２では図示しないコンベヤとこれも図示しないスクリューによりスクリード部６３に向けて給送される。
【００１８】
スクリード部６３は、アスファルト合材を敷き均すための機構であり、本実施例１では、図示しない油圧シリンダによって、鉛直方向に昇降可能に、且つ、車幅方向に伸縮可能に構成される。具体的には、スクリード部６３の幅は、車幅方向に伸長された場合に、トラクタ部６１の幅より大きい。
【００１９】
次に、コントローラ３の各構成要素について説明する。コントローラ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）等を備えたコンピュータである。コントローラ３は本発明に対応するプログラムをＲＯＭやＮＶＲＡＭに記憶し、一時記憶領域としてＲＡＭを利用しながら各手段に対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００２０】
赤外線イメージセンサ２は、ボロメータやサーモパイルを始めとした赤外線検出素子を所望の画素数に対応させてマトリクス状に配置して、撮像対象内の画素毎の温度を含んだ熱画像を生成して、コントローラ３に対して出力するマイクロコンピュータを含んでいる。
【００２１】
ここで赤外線イメージセンサ２は、トラクタ部６１から延びる取り付け用ステーに取り付けられてもよく、取り付け用ステーを介さずにトラクタ部６１に直接的に取り付けられてもよく、トラクタ部６１に埋め込まれてもよい。本実施例１ではホッパ部６２の上面視全体を撮像できるものとしている。但し、設置の角度等の制約により全体を撮像できない場合には、一部を撮像した熱画像をそのまま用いてもよい。
【００２２】
ディスプレイ４は、表示画像を表示するための装置であり、例えば、運転室内に設置された液晶ディスプレイ等であって、コントローラ３の表示手段３ｃが出力する表示画像を含めた各種画像を表示する。
【００２３】
赤外線イメージセンサ２はアスファルトフィニッシャ６０のホッパ部６２内のアスファルト合材を含めた熱画像を撮像する。コントローラ３の熱画像処理手段３ａは、熱画像に含まれる画素毎の温度に基づいて熱画像の高温領域と高温領域よりも温度が低い低温領域を抽出する熱画像処理を行う。
【００２４】
この熱画像処理は例えば、作業中におけるホッパ部６２の実温度とアスファルト合材の実温度を実測又はシミュレーションで予め求めておき、両者の実温度差が識別可能な温度閾値を定めて、この温度閾値と熱画像内の画素毎の温度と比較することにより行うものとしてよい。コントローラ３の表示画像生成手段３ｂは、熱画像処理の結果に基づいて高温領域と低温領域との境界線を少なくとも含む表示画像を生成する。
【００２５】
本実施例１では、表示画像生成手段３ｂは高温領域と低温領域にそれぞれ対応する配色を割り当てて表示画像を生成する。より具体的には高温領域には赤色が、低温領域には青色が割り当てられる。
【００２６】
ここで、ホッパ部６２とアスファルト合材の温度を比較すると、アスファルト合材の温度がホッパ部６２の温度よりも一般的に遙かに高い。このため、本実施例１の表示画像においては、図３に示すように、ホッパ部６２において幅方向にアスファルト合材が分布する領域が高温領域で赤色（斜線）となり、アスファルト合材が分布しないホッパ部６２は低温領域で青色（白色）となる。赤外線イメージセンサ２の設置の都合により光軸方向を鉛直方向に確保できない場合には熱画像から表示画像を生成するにあたって、表示画像生成手段３ｂが適宜の座標変換を行ってもよい。
【００２７】
なお、図３はアスファルト合材の残量が多い場合を示し、図４は残量が少ない場合を示している。上述したようにホッパ部６２内のアスファルト合材は図示しないコンベヤによりスクリード部６３に向けて運搬されて残量は少なくなるとともに、残量が少なくなることに伴ってホッパ部６２が閉じる方向に油圧シリンダにより制御される。このため、図３に示す場合よりも図４に示される場合の方が赤色の高温領域の幅方向の幅は小さくなる。
【００２８】
つまり本実施例１の舗装機械の合材残量監視装置１の制御内容は図５のフローチャートに示すとおりとなる。ステップＳ１に示すように、赤外線イメージセンサ２によりセンシングつまり撮像を行った後、ステップＳ２において熱画像処理手段３ａが上述した高温領域と低温領域を区別する熱画像処理を行う。
【００２９】
さらにステップＳ３において表示画像生成手段３ｂは熱画像処理の結果に基づいて高温領域と低温領域の境界線を明らかにした表示画像を生成して、ステップＳ４において表示手段３ｃがディスプレイ４により運転者に表示画像を表示する。
【００３０】
以上述べた本実施例１の舗装機械の合材残量監視装置１は、ホッパ部６２内に存在する温度差を利用して、アスファルト合材とホッパ部６２表面の上面視における幅方向の一対の境界線を明確に運転者に示すことができる。このため、運転者は一対の境界線のなす幅を目視してアスファルト合材の残量を正確に把握することができる。
【００３１】
また運転者自身がホッパ部６２内部のアスファルト合材の残量を監視できるので、運転者を補助する監督やその他の作業員、ダンプカーの運転手等の作業負担を軽減し作業効率を高めることができる。
【００３２】
さらに本実施例１においては比較的温度差の大きいアスファルト合材とホッパ部６２とを区別して抽出できれば十分であるため、赤外線イメージセンサ２の画素数を例えば人を検出する用途で用いられるものよりも少なくすることができる。これにより本実施例１は、コストダウンと図ることができる。
【実施例２】
【００３３】
上述した実施例１においては、高温領域と低温領域の境界線を運転者に対して明確に示した。これに加えて、コントローラ３が赤色で示される高温領域の面積Ｓを演算して、この面積Ｓが所定閾値ＳＮより小さい場合に、残量が不足している旨の通知を行うこともできる。以下それについての実施例２について述べる。
【００３４】
本実施例２の舗装機械の合材残量監視装置１１は、図１に示した実施例１に比べて、コントローラ３が面積演算手段３ｄと通知手段３ｅをさらに含み、コントローラ３のインジケータ５とスピーカ６がさらに接続される。
【００３５】
面積演算手段３ｄは、高温領域の面積Ｓを、高温領域を構成する熱画像内の画素数と熱画像全体の画素数の比に基づいて演算する。通知手段３ｅは、この面積Ｓが所定閾値ＳＮより小さい場合にインジケータ５を点灯しスピーカ６を鳴動することにより運転者に通知を行う。ここで、所定閾値ＳＮは、施工継続に適さない残量であって、例えば、コンベヤの幅にマージンを加えた値に撮像範囲の前後方向長さを乗じた値や、図３又は図４の全幅の例えば数分の一の値に同じく撮像範囲の前後方向長さを乗じた値等に適宜設定される。
【００３６】
つまり本実施例２の舗装機械の合材残量監視装置１１の制御内容は図７のフローチャートに示すとおりとなる。図５に示したステップに対してステップＳ５〜Ｓ７が追加される。ステップＳ５に示すように、面積演算手段３ｄは、ステップＳ２で用いた熱画像内において高温領域が占める画素数をカウントし、この画素数を全画素数で除した値にセンシング範囲に相当する予め定まる全面積を乗じて高温領域の面積Ｓを演算する。
【００３７】
ステップＳ６において、通知手段３ｅは面積Ｓが所定閾値ＳＮより小さいか否かを判定し、肯定である場合にステップＳ７において、通知手段３ｅはインジケータ５及びスピーカ６を用いて通知を行う。ステップＳ６において肯定であるか否定であるかに係わらず、ステップＳ４において、表示手段３ｃは高温領域と低温領域の境界線とそれぞれを識別する色を表示画像として表示する。
【００３８】
本実施例２によれば、実施例１と同じく運転者が正確にアスファルト合材の残量を把握できる。これに加えて、施工継続に適さないほどにアスファルト合材が少なくなった場合にはインジケータ５の点灯とスピーカ６の鳴動により警報の意味合いの通知がなされる。このため、運転者がアスファルト合材の残量が不足している旨の判断をより客観的に行うことができる。なお、通知はディスプレイ４上で警告マークを表示する等の手段により行われてもよい。
【００３９】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００４０】
例えば実施例２は、アスファルト合材の残量が作業に適さないほどに少量となったか否かを上面視における面積Ｓを求めて判定したが、ホッパ部６２の幾何学的かつ三次元的な形状に基づいて体積を求めて判定することとしてもよい。
【００４１】
また、例えば実施例１、実施例２のいずれにおいても、ディスプレイ４上に表示画像とともに高温領域の温度を数値で表示するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の舗装機械の合材残量監視装置及び舗装機械は、ホッパ部内のアスファルト合材が元来有する熱性を利用して赤外線の熱画像からアスファルト合材とホッパ部との境界線を抽出し運転者に表示することができる。このため、運転者はアスファルト合材の残量を正確に監視することができる。このため本発明は、種々の舗装機械に適用して好適なものである。
【符号の説明】
【００４３】
１        舗装機械の合材残量監視装置
２        赤外線イメージセンサ（熱画像撮像手段）
３        コントローラ
３ａ      熱画像処理手段
３ｂ      表示画像生成手段
３ｃ      表示手段
４        ディスプレイ
１１        舗装機械の合材残量監視装置
３ｄ      面積演算手段
３ｅ      通知手段
５        インジケータ
６        スピーカ
６０        アスファルトフィニッシャ（舗装機械）
６１        トラクタ部
６２        ホッパ部
６３        スクリード部
６４        運転席
６５        操作部
【図１】
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【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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