(57)【要約】車体の高さが変化する作業機械に備えられる周囲監視装置２００であって、その周囲を撮影する複数のカメラ３０と、各カメラ３０で撮影した原画像３１を上方視点変換して上方視点画像３５を作成する手段と、作成された各上方視点画像３５を合成して俯瞰画像３００を作成する手段と、作成された俯瞰画像３００を表示する手段と、前記カメラ位置を検出する手段とを備え、前記俯瞰画像作成手段は、検出された各カメラの高さに基づいて各上方視点画像３５の表示領域ｅを調整して合成する。これによって車体の高さが大きく変化しても常に的確な俯瞰画像３００を作成して表示できる。
2013058093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の高さが変化する作業機械に備えられる周囲監視装置であって、
前記作業機械の車体に取り付けられてその周囲を撮影する複数のカメラと、
当該各カメラで撮影した原画像を上方視点変換して上方視点画像を作成する上方視点画像作成手段と、
当該上方視点画像作成手段で作成された各上方視点画像を合成して前記作業機械に対応する画像を含む周囲の俯瞰画像を作成する俯瞰画像作成手段と、
当該俯瞰画像作成手段で作成された俯瞰画像を表示する表示手段と、
前記車体に設けた複数のカメラ位置を検出するカメラ位置検出手段とを備え、
前記俯瞰画像作成手段は、前記カメラ位置検出手段で検出された前記各カメラの高さに基づいて前記上方視点画像作成手段で作成された各上方視点画像の表示領域を合成することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
前記車体が位置する地面と前記カメラとの垂直距離を計測する距離計を備え、
前記カメラ位置検出手段は、前記距離計で計測された前記地面とカメラとの垂直距離に基づいて前記カメラ位置を検出する作業機械の周囲監視装置。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
車体情報を入力する入力部を備え、
前記カメラ位置検出手段は、前記入力部から入力された車体情報に基づいて前記カメラ位置を検出する作業機械の周囲監視装置。
【請求項４】
請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
前記車体に積載される積載物の重量を計測する重量計を備え、
前記カメラ位置検出手段は、前記重量計で計測された積載物の重量に基づいて前記カメラ位置を検出する作業機械の周囲監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルやダンプトラックなどの作業機械に取り付けた複数のカメラによってその作業機械を中心とした俯瞰画像を作成してその周囲状況を監視するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設・作業機械の一つである油圧ショベルは、一般に運転席が上部旋回体の前方左側に設置されていることから、その上部旋回体の右方向と後方の視認性が良くない。そのため、例えば以下の特許文献１などでは、上部旋回体の右側面と後部にそれぞれカメラを設置し、それらのカメラで撮影された上部旋回体の右方向と後方の画像を運転席のモニター上に表示することでそれらの視認性を確保している。【０００３】
また、この特許文献１などでは、車体に設けられた複数のカメラで撮影された車体周囲の画像を上方視点変換処理し、これらを合成して前記作業機械に対応する画像を中心とした周囲に合成して視点を車体上方に変換した俯瞰画像を作成し、この俯瞰画像を運転席のモニター上に表示することで、車体とその周囲の障害物などとの距離を感覚的に把握できるようにした周囲監視装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９５３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、油圧ショベルなどの作業機械は、その作業状況や足回りの変更によって車体の高さが大きく変化することがある。例えば、車体を安定するためのアウトリガーを備えた場合では、アウトリガーを作動させると一般に車体全体が数ｃｍから十数ｃｍ高くなる。また、ショベル足回りを変更したり、タイヤサイズを変更した場合も同様である。また、ダンプトラックなどの作業機械の場合は、積載物の重量によっても車体の高さが大きく変化する。【０００６】
このように車体の高さが大きく変化することが多い作業機械に特許文献１のような周囲監視装置を適用すると、車体の周囲を撮影するカメラの位置（高さ）も変化してしまい、的確な俯瞰画像を表示できなくなってしまうことがある。【０００７】
そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その目的は、車体の高さが大きく変化しても常に的確な俯瞰画像を作成して表示できる新規な作業機械の周囲監視装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために第１の発明は、車体の高さが変化する作業機械に備えられる周囲監視装置であって、前記作業機械の車体に取り付けられてその周囲を撮影する複数のカメラと、当該各カメラで撮影した原画像を上方視点変換して上方視点画像を作成する上方視点画像作成手段と、当該上方視点画像作成手段で作成された各上方視点画像を合成して前記作業機械に対応する画像を含む周囲の俯瞰画像を作成する俯瞰画像作成手段と、当該俯瞰画像作成手段で作成された俯瞰画像を表示する表示手段と、前記車体に設けた複数のカメラ位置を検出するカメラ位置検出手段とを備え、前記俯瞰画像作成手段は、前記カメラ位置検出手段で検出された前記各カメラの高さに基づいて前記上方視点画像作成手段で作成された各上方視点画像の表示領域を合成することを特徴とする作業機械の周囲監視装置である。【０００９】
このような構成によれば、複数のカメラで撮影された各画像を上方視点変換処理してから合成して作業機械に対応する画像を含む周囲の俯瞰画像を作成するに際し、各カメラの高さに基づいて各上方視点画像の表示領域を合成することになる。これによって、車体の高さが大きく変化しても常に的確な俯瞰画像を作成して表示することができる。 なお、本発明でいうカメラの「高さ」とは、例えば地表面を基準面とし、この地表面とカメラとの垂直距離をいう。【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記車体が位置する地面と前記カメラとの垂直距離を計測する距離計を備え、前記カメラ位置検出手段は、前記距離計で計測された前記地面とカメラとの垂直距離に基づいて前記カメラ位置を検出する作業機械の周囲監視装置である。【００１１】
このような構成によれば、車体が位置する地面とカメラとの垂直距離を計測できるため、車体に設けられたカメラの位置を容易かつ正確に算出できる。【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、車体情報を入力する入力部を備え、前記カメラ位置検出手段は、前記入力部から入力された車体情報に基づいて前記カメラ位置を検出する作業機械の周囲監視装置である。【００１３】
このような構成によれば、タイヤサイズなどの車体情報に基づいて車体の高さを求めることができるため、その車体に設けられたカメラの位置を容易に算出できる。【００１４】
第４の発明は、第１の発明において、前記車体に積載される積載物の重量を計測する重量計を備え、前記カメラ位置検出手段は、前記重量計で計測された積載物の重量に基づいて前記カメラ位置を検出する作業機械の周囲監視装置である。【００１５】
このような構成によれば、重量計によって積載物の重量を計測することで車体の沈み具合が求められるため、車体に設けられたカメラの位置を容易に算出できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のカメラで撮影された各画像を上方視点変換処理してから合成して作業機械の画像を含む周囲の俯瞰画像を作成するに際し、各カメラの高さに基づいて各上方視点画像の表示領域を調整して合成するようにしたため、車体の高さが大きく変化しても常に的確な俯瞰画像を作成して表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る作業機械の一つである油圧ショベル１００の実施の一形態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明に係る周囲監視装置２００の実施の一形態を示すブロック図である。
【図３】車体に搭載された各カメラ３０の撮影領域の例を示す概念図である。
【図４】撮影された画像から上方視点画像３５を作成して合成する例を示す概念図である。
【図５】撮影された原画像３１をレンズ歪み補正して視点変換する画像処理の流れを示す概念図である。
【図６】カメラ位置が定位置の場合に作成される俯瞰画像３００の例を示す概念図である。
【図７】（ａ）は、カメラ位置が定位置よりも高い場合に作成される俯瞰画像３００の例を示す概念図、（ｂ）は、カメラ位置が定位置よりも低い場合に作成される俯瞰画像３００の例を示す概念図である。
【図８】本発明に係る周囲監視装置２００による処理の流れを示すフローチャート図である。
【図９】作業機械が油圧ショベル１００の場合にカメラ位置が変化する例を示す説明図である。
【図１０】作業機械がアウトリガー４０を備えた油圧ショベル１００の場合にカメラ位置が変化する例を示す説明図である。
【図１１】作業機械がダンプトラック４００の場合にカメラ位置が変化する例を示す説明図である。
【図１２】作業機械が４脚クローラを備えた油圧ショベル１００の場合にカメラ位置が変化する例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る作業機械の一つである油圧ショベル１００の実施の一形態を示した全体斜視図である。図示するようにこの油圧ショベル１００は、下部走行体１０と、この下部走行体１０上に旋回自在に設けられた上部旋回体２０とから主に構成されている。下部走行体１０は、図示しない走行体フレームに互いに平行に位置する一対のクローラ１１（１１）を有している。これら各クローラ１１（１１）には、それぞれの履帯を駆動して走行するための油圧駆動式の走行モータ１２がそれぞれ設けられている。
【００１９】
一方、上部旋回体２０は、図示しない旋回体フレーム上に設置されたエンジンやバッテリー、燃料タンクなどの各種機器類が収容されるエンジン室２１と、このエンジン室２１の前方左側に設けられた運転室２２と、この運転室２２の右側から前方に延びるフロント作業機２３と、このフロント作業機２３との重量バランスを図るべくエンジン室２１の後方に設けられたカウンターウエイト２４とから主に構成されている。
【００２０】
運転室２２は、オペレータが搭乗するキャビン２２ａ内にフロント作業機２３を操作する操作レバーや計器類などの他に、後述する周囲監視モニターが設置されている。フロント作業機２３は、旋回体フレーム側から前方に延びるブーム２３ａと、このブーム２３ａの先端に揺動自在に設けられたアーム２３ｂと、このアーム２３ｂの先端に揺動自在に設けられたバケット２３ｃとから主に構成されている。これらブーム２３ａ、アーム２３ｂ、バケット２３ｃは、それぞれ油圧で伸縮するブームシリンダ２３ｄ、アームシリンダ２３ｅ、バケットシリンダ２３ｆによってそれぞれ動作する。
【００２１】
また、このエンジン室２１の両側と、運転室２２の上部と、カウンターウエイト２４の上部には、それぞれの方向を連続して撮影するための４つのカメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが設置されている。カメラ３０ａは上部旋回体２０の右側の領域を１８０°の画角で斜めに見下ろすような方向で連続的に撮影する。カメラ３０ｂは上部旋回体２０の左側の領域を１８０°の画角で斜めに見下ろすような方向で連続的に撮影する。カメラ３０ｃは上部旋回体２０の前方の領域を１８０°の画角で斜めに見下ろすような方向で連続的に撮影する。カメラ３０ｄは上部旋回体２０の後方の領域を１８０°の画角で斜めに見下ろすような方向で連続的に撮影する。
【００２２】
これら各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄで撮影された各画像（原画像）は、図２に示すように本発明に係る周囲監視装置２００の表示コントローラ２１０にそれぞれ入力される。なお、このカメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは、例えば耐久性や耐候性などに優れたＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子と広角レンズを備えた広角ビデオカメラなどから構成されている。また、以下の説明では、これら各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが設置（搭載）されている上部旋回体２０の各部をまとめて車体２０と称す。
【００２３】
図２は、この油圧ショベル１００に搭載される周囲監視装置２００の実施の一形態を示すブロック図である。図示するようにこの周囲監視装置２００は、表示コントローラ２１０と、周囲監視モニター２２０とから主に構成されている。表示コントローラ２１０は、カメラ位置検出部２１１と、上方視点画像作成部２１２と、俯瞰画像作成部２１３とを有している。この表示コントローラ２１０は、図示しないＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備えた画像処理ＬＳＩ（ハードウェア）から構成されている。この表示コントローラ２１０は、ＲＯＭなどに予め記憶された各種データや専用の画像処理プログラムなどによってＣＰＵが前記各部２１１乃至２１３の機能を実行する。
【００２４】
カメラ位置検出部２１１は、前述したように車体２０に搭載された各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さ、すなわち車体２０が位置する地面とその車体２０に搭載された各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄとの垂直距離を検出し、検出した各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さを俯瞰画像作成部２１３に出力する。具体的には、カメラ位置検出部２１１は、図２に示すようなレーザー距離計２１４から入力される計測値に基づいて各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さを検出する。レーザー距離計２１４は、正確な計測を行うために各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄごとにその近傍に設けることが望ましい。しかし、設置位置によっては計測が困難な場合には、計測が容易な車体２０の下面などに設置し、その計測値と、レーザー距離計２１４から各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄまでの距離（位置関係）に基づいて算出するようにしても良い。
【００２５】
上方視点画像作成部２１２は、前記各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄで撮影した複数（４つ）の原画像から上方視点画像を、例えば３０フレーム／秒の単位で作成し、作成した上方視点画像（動画）を俯瞰画像作成部２１３に出力する。具体的には、各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄからそれぞれ原画像のＮＴＳＣなどのコンポジット信号が入力されると、この上方視点画像作成部２１２は、これら各コンポジット信号をＡ／Ｄ変換してＲＧＢ信号にデコードしてからそれぞれ専用のフレームメモリに蓄積する。その後、レンズ歪み補正処理を行ってからホモグラフィ行列による平面射影変換処理や三次元空間での投影処理などの公知の画像変換処理によって各原画像をその上方に視点を移動した上方視点画像に変換処理する。
【００２６】
図３および図５は、この上方視点画像作成部２１２における上方視点画像の変換処理に関する説明図である。先ず図３に示す車体２０周囲の各矩形エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は、それぞれその車体２０の各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄで撮影可能な領域を示しており、各矩形エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は、それぞれその両端部分で隣接するエリアと重複撮影される。
【００２７】
図５（ａ）は、これら各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄで撮影された各矩形エリアＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４の原画像３１である。この原画像３１は、広角レンズで撮影されることから一般に格子線３２で示すように中央部が拡大されて周辺部が縮小されるように歪んでいる。図５（ｂ）は、上方視点画像作成部２１２によるレンズ歪み補正処理後の補正画像３３である。補正処理後の画像３３は、地面（路面）上の縦横の仮想座標線３４が示すように各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの視点による遠近法に従った形に補正される。なお、このレンズ歪み補正処理は、例えば予めメモリに保存された、変換前の画像を構成する各画素のアドレスと変換後の各画素のアドレスとの対応関係を記載した専用の画素変換テーブルを用いた画素座標変換処理によって行われる。
【００２８】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）でレンズ歪み補正処理された地面（路面）画像３３の視点変換処理後の上方視点画像３５を示したものである。この視点変換処理後の上方視点画像３５は、視点が車体側部から車体上方に変換されており、図５（ｂ）の仮想座標線３４は仮想直交座標線３６に変換されている。なお、この視点変換処理も予めメモリに保存された専用の画素変換テーブルを用いた画素座標変換によって行われる。
【００２９】
俯瞰画像作成部２１３は、上方視点画像３５から実際に表示する画像を切り出して合成して作業機械に対応する画像を中心とした周囲の俯瞰画像（動画）を作成する。図５（ｃ）中、破線で囲んだ台形領域ｅは、各上方視点画像３５の重複部分を削除して見やすい合成画像を得るべく、この俯瞰画像作成部２１３によって各画像から切り出して表示される切り出し画像ｅの例を示したものである。そして、図４に示すように、この俯瞰画像作成部２１３は、これら４つの各上方視点変換画像３５の各切り出し画像ｅ１〜ｅ４を油圧ショベル１００に対応する画像Ｇを中心とした周囲に繋ぎ合わせて一つの連続した車体周囲全体の俯瞰画像３００を作成してその画像データをフレームメモリに出力している。
【００３０】
図６は、この俯瞰画像作成部２１３で作成される俯瞰画像３００の一例を示したものである。図の中央部には予め作成された油圧ショベル１００に対応する車体画像Ｇを表示するための矩形状の表示エリアＳが設けられている。この表示エリアＳを中心としてその前後左右にそれぞれ独立した台形状の表示エリアＳ１乃至Ｓ４を形成し、これら各表示エリアＳ１乃至Ｓ４に、前記各上方視点画像３５から切り出された台形状の切り出し画像ｅ１乃至ｅ４を表示した。
【００３１】
表示エリアＳ１には、図４に示すようにカメラ３０ａで撮影された上部旋回体２０の右側方の撮影画像から得られる上方視点画像３５Ｒからの切り出し画像ｅ１が表示される。表示エリアＳ２には、カメラ３０ｂで撮影された上部旋回体２０の左側方の撮影画像から得られる上方視点画像３５Ｌからの切り出し画像ｅ２が表示される。表示エリアＳ３には、カメラ３０ｃで撮影された上部旋回体２０の前方の撮影画像からなる上方視点画像３５Ｆからの切り出し画像ｅ３が表示される。表示エリアＳ４には、カメラ３０ｄで撮影された上部旋回体２０の後方の撮影画像からなる上方視点画像３５Ｂからの切り出し画像ｅ４が表示される。図６の俯瞰画像３００では、油圧ショベル１００の右斜め後方に車両Ｐ１が、また左斜め後方にポールＰ２がそれぞれ写っている。この車両Ｐ１およびポールＰ２はそれぞれ油圧ショベル１００の後端から数ｍの距離に位置しているのがわかる。
【００３２】
周囲監視モニター２２０は、この俯瞰画像作成部２１３で作成される車体周囲全体の俯瞰画像３００を入力して表示する。具体的には、入力された俯瞰画像３００のデータを出力用フレームメモリに格納し、その合成画像のデータ（ＲＧＢ信号）をコンポジット信号にエンコードした後、Ｄ／Ａ変換して表示部２２１に表示する。なお、この周囲監視モニター２２０には表示部２２１の他に入力部２２２が設けられており、オペレータがこの入力部２２２を操作することで電源のオン・オフや表示された合成画像の拡大、縮小、回転、表示範囲の変更、通常のカメラ撮影画像や２画面画像への切換えなどの各種操作を任意に行うことができる。
【００３３】
次に、このような構成をした本発明の周囲監視装置２００の作用を主に図８のフローチャートを参照しながら説明する。先ず、この周囲監視装置２００の表示コントローラ２１０は、油圧ショベル１００のエンジンが起動するとこれと連動して電源が投入されて初期のシステムチェックを行い、異常がなければ最初のステップＳ１００に移行する。ステップＳ１００では、前述したように車体２０の四方に設けられた４つのカメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄによって車体周囲を撮影してその画像を取得して次のステップＳ１０２に移行する。
【００３４】
ステップＳ１０２では撮影された４つの原画像３１を上方視点変換処理してそれぞれの上方視点画像３５を作成し、これらを繋ぎ合わせて図６に示すように中央に車体画像Ｇを有する俯瞰画像３００を作成して次のステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４では、この表示コントローラ２１０のカメラ位置検出部２１１がレーザー距離計２１４で検出された各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さ（地面からの垂直距離）を検出して次のステップＳ１０６に移行する。
【００３５】
ステップＳ１０６では、検出された各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さが予め設定した高さか、その高さを中心にした所定の範囲内（この範囲を定位置とする）であるか否かを判断し、定位置であると判断したとき（ＹＥＳ）はステップＳ１１０までジャンプする。定位置でないと判断したとき（ＮＯ）は次のステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では、各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さが定位置でないと表示する画像にずれが生じるため、上方視点画像の調整を行う。
【００３６】
図７（ａ）は、カメラ位置が定位置よりも高い場合の俯瞰画像３００の例を、また、図７（ｂ）は、カメラ位置が定位置よりも低い場合の俯瞰画像３００の例をそれぞれ示したものである。図７（ａ）に示すように、カメラ位置が定位置よりも高い場合には、カメラによる撮影領域が定位置よりも広くなるため、各上方視点切り出し画像ｅの繋ぎ目部分で画像が重複して表示される。図７（ａ）の例では、後方の切り出し画像ｅ４と左側の切り出し画像ｅ２との繋ぎ目で本来１本しかないポールＰ２が２つあるように表示されてしまっている。一方、図７（ｂ）に示すように、カメラ位置が定位置よりも低い場合には、カメラによる撮影領域が定位置よりも狭くなるため、各上方視点切り出し画像ｅの繋ぎ目部分で画像が一部欠落して表示される。図７（ｂ）の例では、後方の切り出し画像ｅ４と左側の切り出し画像ｅ２との繋ぎ目に本来表示されるべきポールＰ２が表示されなかったり、見えにくくなってしまっている。
【００３７】
このため、ステップＳ１０６では、検出された各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さが定位置でないと判断したならば、その高さに応じて図５（ｃ）に示すように破線で囲んだ切り出し画像ｅの大きさを変化させる。すなわち、カメラ３０の高さが定位置よりも低い場合には、カメラ３０の高さが定位置の場合の切り出し領域ｅ−ｎよりも広い切り出し領域ｅ−ｗを選択する。反対にカメラの高さが定位置よりも高い場合には、切り出し領域ｅ−ｎよりも狭い切り出し領域ｅ−ｓを選択する。この切り出し領域の大きさは、例えば予めメモリに記録させた変換テーブルなどに基づき、カメラ３０の高さに応じて決定する。
【００３８】
図９乃至図１２は各種作業機械の高さが変化する例を示したものである。図９（ａ）は、クローラ式油圧ショベル１００の下部走行体１０のクローラ１１が通常のサイズの場合を示し、図９（ｂ）は、そのクローラ１１がこれよりも小型のサイズの場合を示したものである。この場合、図９（ｂ）のカメラ３０ｄの高さｈ２は、図９（ａ）カメラ３０ｄの高さｈ１よりも低くなるため、図５（ｃ）ではカメラ３０ｄの高さが定位置の場合の切り出し領域ｅ−ｎよりも広い切り出し領域ｅ−ｗが選択される。これに対し、図９（ｃ）に示すようにホイール式の下部走行体１０の場合、そのカメラ３０ｄの高さｈ３は、図９（ａ）のカメラ３０ｄの高さｈ１よりも高くなるため、図５（ｃ）ではカメラ３０ｄの高さが定位置の場合の切り出し領域ｅ−ｎよりも狭い切り出し領域ｅ−ｓが選択される。
【００３９】
次に、図１０は、アウトリガー４０を有するホイール式油圧ショベル１００の場合を示したものであり、作業時にアウトリガー４０を作動させた場合（ａ）と作動させない場合（ｂ）のカメラ３０ｄの位置（高さ）を示したものである。一般にアウトリガー４０を作動させない場合のカメラ高さはｈ４であるのに対し、アウトリガー４０を作動させた場合のカメラ高さｈ５は、ｈ４よりも数ｃｍ〜十数ｃｍ高くなる。従って、アウトリガー４０を作動させた場合には、作動させていない場合の切り出し領域ｅ−ｎよりも狭い切り出し領域ｅ−ｓが選択される。
【００４０】
図１１は、ダンプトラック４００の場合を示したものである。同図（ａ）は積載物を積載していない状態を示しており、同図（ｂ）は積載物を満載した状態を示している。同図（ａ）の場合のカメラ３０ｄの高さはｈ６であるのに対し、同図（ｂ）の場合のカメラ高さはｈ７であり、積載物の重量によって車体全体が沈んでカメラ３０ｄの高さが低くなっている。従って、積載物を積載した場合には、積載物を積載してない場合の切り出し領域ｅ−ｎよりも広い切り出し領域ｅ−ｗが選択される。また、同図（ｃ）は、タイヤ５０を同図（ａ）に示す小径タイヤよりも大径のものに交換した場合を示している。この場合は、カメラ３０ｄの高さが小径タイヤの場合（ａ）よりも高くなるため、小径タイヤの場合（ａ）の切り出し領域ｅ−ｎよりも狭い切り出し領域ｅ−ｓが選択される。
【００４１】
図１２は、４脚クローラ式油圧ショベル１００の場合を示したものである。この４脚クローラ式油圧ショベル１００は、下部走行体１０として４つの独立したクローラ５０を有し、悪路に対応すべくそれぞれのクローラ５０の高さを自由に変えることができる。従って、このような４脚クローラ式油圧ショベル１００の場合は、同図（ａ）に示すように各クローラ７０を支持する支持脚８０を寝かした状態と、同図（ｂ）に示すように支持脚８０を起こした状態では、それぞれのカメラ高さｈ９、ｈ１０も数十ｃｍ以上も変化する。このため、このケースでもそれぞれの高さに応じて算出された最適な切り出し領域ｅが選択されることになる。
【００４２】
このようにして上方視点画像３５の切り出し領域ｅの調整が行われたならば、次のステップＳ１１０に移行して調整が行われた上方視点画像３５の切り出し表示領域ｅを組み合わせて（合成して）俯瞰画像３００を作成して次のステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２では、作成した俯瞰画像３０をモニター２２１に表示して最後のステップＳ１１４に移行する。ステップＳ１１４では、エンジンが停止したか否かを判断し、エンジンが停止したと判断したとき（ＹＥＳ）は、処理を終了する。エンジンが停止していないと判断したとき（ＮＯ）は、最初のステップに戻って同様な処理を繰り返す。
【００４３】
このように本発明に係る周囲監視装置２００は、複数のカメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄで撮影された原画像３１から作成された上方視点画像３５を合成して俯瞰画像３００を作成するに際し、各カメラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの高さに基づいて各上方視点画像３５の切り出し表示領域ｅを調整して合成するようにしたため、車体２０の高さが大きく変化してカメラの高さが変わっても常に的確な俯瞰画像３００を作成して表示することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、カメラ３０の高さを検出する手段として、レーザー距離計２４１を用いた場合で説明したが、変化する下部走行体１０の種類やタイヤサイズなどの車体情報や積載物の重量に基づいて検出するようにしても良い。すなわち、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、上部旋回体２０は共通で下部走行体１０のみが異なる場合には、その下部走行体１０の種別とそのサイズ（高さ）などを予めメモリにデータベースとして保有し、初期設定の際に、その下部走行体１０の種類を入力するだけで正確なカメラ高さを求めることができる。また、図１０に示すようにアウトリガー４０を作動させる場合には、アウトリガー４０のシリンダストロークからカメラ高さを算出するようにしても良い。
【００４５】
また、図１１に示すように交換可能なタイヤの種類やサイズ（高さ）などを予めメモリにデータベースとして保有し、タイヤ交換時にそのタイヤのメーカーや種類などを入力するだけで正確なカメラ高さを求めることができる。なお、これらの車体情報は、例えば周囲監視モニター２２０の入力部２２２を用いて入力することができる。また、同図に示すように車体を支持するサスペンション６０などに荷重計を設置してその積載重量を検出し、検出した積載重量と車体の沈み込み量との関係からカメラ高さを検出するようにしても良い。また、これら各種の高さ検出手段を併用すればより精度良くカメラ高さを検出可能となる。
【００４６】
さらに、オペレータがカメラ３０の高さを実測し、その値を周囲監視モニター２２０の入力部２２２から直接入力するようにしても良い。また、本実施の形態では、図６および図７に示すように俯瞰画像３００の中央に油圧ショベル１００に対応する車体画像Ｇを表示し、その車体画像Ｇの周囲（前後左右）にそれぞれ独立した台形状の表示エリアＳ１乃至Ｓ４を形成し、これら各表示エリアＳ１乃至Ｓ４にそれぞれ切り出し画像ｅ１乃至ｅ４を表示した例で示したが、この油圧ショベル１００に対応する車体画像Ｇの位置は必ずしも俯瞰画像３００の中央に限定されるものでない。すなわち、例えばこの油圧ショベル１００に対応する車体画像Ｇを俯瞰画像３００の前方に位置させて後方や左右側面の表示エリアＳ１，Ｓ２，Ｓ４を大きくしたり、あるいは車体画像Ｇを俯瞰画像３００の左上に位置させて、特に目視がし難い表示エリアＳ１，Ｓ４側を大きくとるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１００…油圧ショベル（作業機械）
２００…周囲監視装置
２１０…表示コントローラ
２１１…カメラ位置検出部（カメラ位置検出手段）
２１２…上方視点画像作成部（上方視点画像作成手段）
２１３…俯瞰画像作成部（俯瞰画像作成手段）
２１４…距離計
２２０…周囲監視モニター（表示手段）
３００…俯瞰画像
２０…上部旋回体（車体）
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ…カメラ（撮影手段）
３１…原画像
３５…上部視点画像
ｅ、ｅ１〜ｅ４…切り出し領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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