(57)【要約】【課題】  各種の無人化支援システム、シミュレーションシステム等に好適に利用することができる複合画像表示装置を提供する。【解決手段】  下地となる第一の画像を表示させるための第一画像用ディスプレイ１６と、その手前側に配置される透明ディスプレイ１７と、第一の画像の上に重畳すべき合成画像を描画して透明ディスプレイ１７へ出力する合成画像出力手段１８と、第一の画像と合成画像とを同期させるための同期手段１９とによって構成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地となる第一の画像を表示させるための第一画像用ディスプレイと、その手前側に配置される透明ディスプレイと、前記第一の画像の上に重畳すべき合成画像を描画して前記透明ディスプレイへ出力する合成画像出力手段と、前記第一の画像と合成画像とを同期させるための同期手段とによって構成されていることを特徴とする複合画像表示装置。
【請求項２】
請求項１の複合画像表示装置と、遠隔操作が可能な無人作業機械と、この作業機械の現在位置、及び／又は、姿勢を計測する手段と、によって構成され、
前記作業機械の前方の映像が前記複合画像表示装置の第一画像用ディスプレイにリアルタイムで表示されるとともに、
表示される当該映像の中に施工対象が含まれている場合には、施工計画線の三次元透視図が、前記複合画像表示装置の透明ディスプレイの画面上において、前記施工対象の映像と同期して表示されるように構成されていることを特徴とする土木工事無人化支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実写画像（ビデオ画像或いは静止画像）とコンピュータグラフィックス（ＣＧ）との複合画像、又は、系統の異なる複数のＣＧの複合画像を表示するための装置、及び、かかる表示装置を利用した各種の無人化支援システム、シミュレーションシステム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木工事が行われる場合には、従来より、実際の施工に先立って「丁張り掛け」と呼ばれる作業が行われている。「丁張り掛け」とは、設計図に示されている施工計画線を現実地形上において予め視覚化、顕在化するために、施工対象に木或いは縄などを設置するというものである。丁張り掛けを行った場合、それらを施工形状の指標とすることができるため、設計通りの施工が可能となる。従って、正確さが要求される土木工事においては、この丁張り掛けの作業は必須のものであった。
【０００３】
但し、丁張り掛けの作業は、作業員が施工領域内に立ち入って、手作業で行う必要があるため、多大な労働力が必要となるほか、時間と費用もかかる。また、作業員の立ち入りが困難な危険区域や立入禁止区域（例えば、土砂崩壊現場など）が施工対象となっているような場合には、丁張り掛けの作業を行うことができない場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年では、作業機械を遠隔操作して施工する「無人化施工」という方法が試みられている。これは、遠隔操作可能な無人作業機械にカメラを取り付け、このカメラによる撮像が、離れた位置に設置された操作ブース内のディスプレイにリアルタイムで表示されるように構成し、ディスプレイに表示される映像（実写画像）を見ながら作業機械を遠隔操作して施工を行うというものである。この方法は、施工対象が危険区域や立入禁止区域（例えば、土砂崩壊現場）となっている場合等において特に有効である。
【０００５】
しかしながら、作業員の立ち入りが制限される施工対象について「無人化施工」が実施される場合、当然に丁張り掛けの作業もできないことになる。従って、操作者は、設計図（紙媒体）とディスプレイに表示される実写画像とを見比べながら作業機械の遠隔操作を行わなければならず、操作者において実感的な齟齬が生じ、その結果、操作が非常に難しくなり、設計通り正確に施工を行うことができない、という問題がある。
【０００６】
このようなことから最近では、施工計画線を示す三次元透視図（ＣＧ）を、操作用の実写画像の上に重畳してなる複合画像を生成し、これを操作用ディスプレイに表示することにより、正確な施工を行うことができるようにした遠隔施工技術も開発されている（例えば、特開平８−１４４３２８号の「遠隔施工支援用画像システム」、特開平９−１１５００１号の「遠隔施工支援用の画像システム」等）。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１４４３２８号公報
【特許文献２】特開平９−１１５００１号公報
【０００８】
しかしながら、上記の遠隔施工支援用画像システムにおいては、各ディスプレイに、操作用の実写画像の上に三次元透視図を重畳してなる画像をそれぞれ出力するようになっているため、画像生成のための計算負荷が過大となり、搭載されるコンピュータの性能が十分でない場合には、所望の描画速度が得られず、実写画像の動きに追随したスムーズな映像表現が実現できない場合がある。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであって、丁張り掛けを行わなくても、設計通り正確に施工することができ、また、実写画像とＣＧの三次元透視図とからなる複合画像を生成する際、コンピュータにおける計算負荷を軽減することができ、計算速度、描画速度を飛躍的に速めることができる土木工事無人化支援システムを提供することを目的とし、更に、この無人化支援システムを実現するために使用される複合画像表示装置を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る複合画像表示装置は、下地となる第一の画像を表示させるための第一画像用ディスプレイと、その手前側に配置される透明ディスプレイと、前記第一の画像の上に重畳すべき合成画像を描画して前記透明ディスプレイへ出力する合成画像出力手段と、前記第一の画像と合成画像とを同期させるための同期手段とによって構成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る土木工事無人化支援システムは、上記複合画像表示装置と、遠隔操作が可能な無人作業機械（例えば、パワーショベル、ブルドーザーなど）と、作業機械の現在位置（緯度、経度、及び、標高）、及び／又は、作業機械の姿勢（方位角、ピッチ、及び、ロール角）を計測する手段（例えば、ＧＰＳ位置計測装置、姿勢計測装置等）と、によって構成され、作業機械の前方の映像（実写画像）が複合画像表示装置の第一画像用ディスプレイにリアルタイムで表示されるとともに、表示される映像の中に施工対象が含まれている場合には、施工計画線の三次元透視図（ＣＧ）が、透明ディスプレイの画面上において、施工対象の映像と同期して表示されるように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の複合画像表示装置は、第一画像（実写画像、或いは、ＣＧなど）の上にＣＧを重畳してなる複合画像を生成する際、第一画像とＣＧとを重畳した複合画像を一つのディスプレイに出力するのではなく、第一画像を表示するディスプレイの手前側に透明ディスプレイを配置し、ＣＧをその手前側の透明ディスプレイに出力することによって、それらの画像を視覚的に重畳させるように構成されているため、コンピュータにおける計算負荷を軽減することができ、計算速度、描画速度を飛躍的に速めることができる。このため、重畳表示されるＣＧを第一画像の動きに対して好適に追随させることができ、スムーズな、違和感のない複合映像表現を実現することができる。
【００１３】
また、この複合画像表示装置は、各種の無人化支援システム、シミュレーションシステム等、様々な用途への適用が可能であり、例えば、遠隔操作が可能な無人作業機械を用いた土木工事無人化支援システムに適用した場合、作業機械の前方の実写画像が第一画像用ディスプレイにリアルタイムで表示されるとともに、施工計画線の三次元透視図（ＣＧ）が、透明ディスプレイの画面上において、施工対象の映像と同期して表示されるような構成とすることができる。
【００１４】
この場合操作者は、実写画像と、その上に同期して表示されるＣＧの施工計画線とを見ながら作業機械を操作することができるので、施工対象にあたかも丁張り掛けが配してあるかのような感覚、或いは、これに極めて近いような感覚で施工を行うことができる。従って、現実には施工対象に丁張りが設置されていなくても、設計通りの正確な施工が可能となる。そして、遠隔施工における作業機械の操作性を容易にすることができるので、操作者の負担を軽減することができる。
【００１５】
また、実写画像から得られる土の硬軟、岩の大きさ、崩落の兆候等の現実感を、人間の持つ直感的把握力で瞬時に判断して対処することができ、土木工事の質を向上させることができる。更に、従来の土木工事では、完成予想との整合性や逸脱の関係を施工過程において把握するには、経験や力量が必要であったが、本発明の土木工事無人化支援システムによれば、経験等が十分でない者であっても、それらを容易に把握することが可能となる。
【００１６】
更に、本発明の複合画像表示装置は、景観シミュレーションシステム、ファッション関係のシミュレーションシステム（仮想試着）、室内インテリアのシミュレーションシステム（模様替えシミュレーション、リフォームシミュレーション）などにも好適に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本発明に係る「複合画像表示装置」は、基本的には、下地となる第一の画像を表示させるための第一画像用ディスプレイと、その手前側に配置された透明ディスプレイと、第一の画像の上に重畳すべき合成画像を描画して前記透明ディスプレイへ出力する合成画像出力手段と、第一の画像と合成画像とを同期させるための同期手段とによって構成されるものであり、土木工事の無人化支援システムや、各種のシミュレーションシステムへの適用をはじめとして、様々な用途に用いることができる。
【００１８】
まず本発明の第１の実施形態として、「複合画像表示装置」を用いて構成した「土木工事無人化支援システム」について説明する。図１は、本実施形態の土木工事無人化支援システム１の構成図である。この図において、２は遠隔操作が可能な無人作業機械（パワーショベル、ブルドーザーなど）、３は作業機械２の操作ブース、Ｔは作業機械２を用いて行う土木工事の施工対象、Ｒは参照物（例えば、立て看板など）である。
【００１９】
作業機械２には、前方を撮影するカメラ５が固定されているほか、このカメラ５による撮像（ビデオ画像データ）を操作ブース３に向けて送信する画像データ送信機６、作業機械２の現在位置（緯度、経度、及び、標高）等を計測するＧＰＳ位置計測装置７、作業機械２の姿勢（方位角、ピッチ、及び、ロール角）を計測する姿勢計測装置８、ＧＰＳ位置計測装置７及び姿勢計測装置８によって計測されたデータを操作ブース３に向けて送信する位置姿勢データ送信機９が搭載されている。
【００２０】
一方、操作ブース３には、複合画像表示装置１０、ビデオ画像データを受信する画像データ受信機１１、位置データ及び姿勢データを受信する位置姿勢データ受信機１２、受信した位置データ及び姿勢データを処理する手段（位置姿勢データ処理手段１３）、記憶手段１４が備えられている。尚、複合画像表示装置１０は、第一画像用ディスプレイ１６と、透明ディスプレイ１７と、合成画像出力手段１８と、同期手段１９とによって構成されている。
【００２１】
操作ブース３内に設置されている透明ディスプレイ１７は、画像表示部分が透明な材料によって構成され、光が透過するようになっている。そして、図１に示されているように、透明ディスプレイ１７は、第一画像用ディスプレイ１６の手前側（操作者Ｐから見て手前側）に設置されている。
【００２２】
本実施形態においては、作業機械２の前方の映像（実写画像）が第一画像用ディスプレイ１６にリアルタイムで表示されるとともに、表示される実写画像の中に施工対象Ｔの映像が含まれている場合には、施工計画線の三次元透視図（ＣＧ）が透明ディスプレイ１７に表示されるようになっている。
【００２３】
そして、施工計画線の三次元透視図は、施工対象Ｔの映像と常に同期するように表示されるため、操作者Ｐは、作業機械２の前方の映像（実写画像）と、その上（操作者Ｐからみて手前側）に重畳して表示される施工計画線の三次元透視図とからなる複合画像を見ながら作業機械２を遠隔操作することができ、施工対象Ｔについて丁張り掛けが行われていなくても、施工作業を設計通りに、正確に行うことができる。以下、これらの作用についてそれぞれ詳述する。
【００２４】
１．第一画像用ディスプレイ１６への実写画像の表示
カメラ５は、作業機械２の前方を指向するような状態で固定されているため、この支援システム１が稼働状態にあるとき、作業機械２の前方の状景が撮影されることになる。そして、カメラ５によって撮影された映像（ビデオ画像データ）は、直ちに画像データ送信機６から送信され、操作ブース３の画像データ受信機１１を介して第一画像用ディスプレイ１６に伝送され、リアルタイムで画面上に映し出されるようになっている。従って、操作者Ｐは、操作ブース３内において、第一画像用ディスプレイ１６に表示される作業機械２の前方の映像を見ながら、作業機械２を遠隔操作することができる。
【００２５】
２．透明ディスプレイ１７への三次元透視図の表示
合成画像出力手段１８は、三次元モデルの座標データが入力されると、指定された描画条件（描画ビューイングボリュームＢ）に従って、そのモデルの三次元透視図を合成（描画）し、透明ディスプレイ１７へ出力するようになっている。尚、三次元透視図の描画に用いられる描画ビューイングボリュームＢは、描画視点ｖ２、描画視線ｏ２、及び、描画視野角ｗ２からなり、各値を変化させることによって、透明ディスプレイ１７に表示される三次元モデルの視線角度や、画面上における三次元透視図の表示位置、表示角度、及び、表示倍率を変更することができる。
【００２６】
より詳細には、合成画像出力手段１８に与えられる描画ビューイングボリュームＢのうち、描画視点ｖ２の値を変化させると、三次元透視図として表現されるモデルの視線角度を変更することができ、また、描画視線ｏ２の値を変化させることによって、画面上における三次元透視図の表示位置或いは表示角度（画面平面の法線を軸線とする回転角度）を変更することができる。そして、描画視野角ｗ２の値を変化させることによって、画面上における三次元透視図の表示倍率を変更することができる。
【００２７】
本実施形態の無人化支援システム１においては、合成画像出力手段１８に隣接して記憶手段１４が配置されており、この記憶手段１４には、実施しようとする土木工事の施工計画線に関する三次元座標データ（緯度、経度、及び、標高）と、「初期化」のために必要となる参照物Ｒの輪郭線に関する三次元座標データがそれぞれ保存されている。合成画像出力手段１８は、それらの三次元座標データに基づいて、かつ、与えられた描画ビューイングボリュームＢに従って、施工計画線、及び、参照物Ｒの三次元透視図を描画し、透明ディスプレイ１７へ出力するようになっている。
【００２８】
３．実写画像と施工計画線（三次元透視図）の同期
第一画像用ディスプレイ１６に表示される施工対象Ｔの実写画像と、その手前側に重畳表示される施工計画線の三次元透視図との同期は、施工計画線の三次元透視図を、カメラ５による実写画像の撮影条件（撮像ビューイングボリュームＡ）と同一の条件で描画することによって実現される。具体的には、第一画像用ディスプレイ１６に入力される実写画像の撮像ビューイングボリュームＡが、同期手段１９によって常に把握されるようになっており、同期手段１９は、これと同一の値からなるビューイングボリュームを、三次元透視図の描画条件（描画ビューイングボリュームＢ）として合成画像出力手段１８へ出力するようになっている。
【００２９】
尚、撮像ビューイングボリュームＡは、撮像視点ｖ１（カメラ５の三次元座標）の値、撮像視線ｏ１（カメラ５の視線の方位角、ピッチ、ロール角）の値、及び、撮像視野角ｗ１（カメラ５の水平視野角又は垂直視野角）の値とからなり、同期手段１９は、これらのうち撮像視点ｖ１と撮像視線ｏ１の各値を、作業機械２の「位置データ」及び「姿勢データ」から取得し、また、「初期化」という手順を踏むことによって撮像視野角ｗ１の値を把握するようになっている。
【００３０】
３−１．撮像視点ｖ１と撮像視線ｏ１の取得（計算）
撮像視点ｖ１は、カメラ５の三次元座標（緯度、経度、及び、標高）の値によって構成され、また、撮像視線ｏ１は、カメラ５の視線の方位角、ピッチ、及び、ロール角の値によって構成される。これらの値は、ＧＰＳ位置計測装置７によって得られる作業機械２の位置データ（緯度、経度、及び、標高）と、姿勢計測装置８によって得られる作業機械２の姿勢データ（作業機械２の正面が指向している方位角、作業機械２の前後方向への傾斜角（ピッチ）、作業機械２の左右方向への傾斜角（ロール角））と、ＧＰＳ位置計測装置７とカメラ５との位置関係のデータ（距離、方向）から計算することができる。
【００３１】
これらのうち、ＧＰＳ位置計測装置７とカメラ５との位置関係のデータについては、予め位置姿勢データ処理手段１３に保存されており、また、作業機械２の位置データと姿勢データについては、作業機械２に搭載されているＧＰＳ位置計測装置７、及び、姿勢計測装置８によって連続的に計測され、位置姿勢データ送信機９、及び、操作ブース３の位置姿勢データ受信機１２を介して、位置姿勢データ処理手段１３へ伝送されるようになっている。
【００３２】
従って、撮像視点ｖ１の値、及び、撮像視線ｏ１の値は、それらのデータが入力される位置姿勢データ処理手段１３において計算することができ、本実施形態においては、計算によって得られた撮像視点ｖ１の値、及び、撮像視線ｏ１の値が、位置姿勢データ処理手段１３から同期手段１９へ出力されるようになっている。
【００３３】
３−２．「初期化」による撮像視野角ｗ１の把握
本実施形態においては、支援システム１の始動後に次のような手順（初期化）が実行されることによって、撮像視野角ｗ１の値が同期手段１９において把握されるようになっている。
【００３４】
まず、支援システム１を始動させたら、遠隔操作により、施工対象付近に存在する参照物Ｒの付近まで作業機械２を移動させ、カメラ５によりその参照物Ｒを撮影する。前述したように、カメラ５による撮像（ビデオ画像データ）は、直ちに第一画像用ディスプレイ１６に入力されるようになっているので、この場合、参照物Ｒを含む映像が第一画像用ディスプレイ１６に映し出されることになる。
【００３５】
一方、記憶手段１４には、参照物Ｒの輪郭線に関する三次元座標データが保存されており、実写画像に参照物Ｒが含まれている場合には、合成画像出力手段１８によって参照物Ｒの輪郭線の三次元透視図が描画され、透明ディスプレイ１７の画面上にその三次元透視図が表示される。尚、この三次元透視図は、同期手段１９より与えられる描画ビューイングボリュームＢに従って描画されることになる。
【００３６】
合成画像出力手段１８へ描画ビューイングボリュームＢが出力される際、同期手段１９は、第一画像用ディスプレイ１６に表示されている実写画像の撮像視点ｖ１の値と撮像視線ｏ１の値を把握しており、これらと同一の値の描画視点ｖ２と描画視線ｏ２を、描画ビューイングボリュームＢとして合成画像出力手段１８へ出力する。尚、この時点では、同期手段１９は、表示されている実写画像の撮像視野角ｗ１を把握していないため、その実際の値とは無関係に、既定値の描画視野角ｗ２が描画ビューイングボリュームＢとして出力される。
【００３７】
このような描画ビューイングボリュームＢを用いて参照物Ｒの輪郭線の三次元透視図を描画し、透明ディスプレイ１７に表示しようとする場合、その三次元透視図を、第一画像用ディスプレイ１６に表示されている実写画像（参照物Ｒを含む映像）と完全に同期させることはできない。つまり、視点と視線については同期させることができるが、視野角については、偶然に一致してしまったような場合を除いて通常は一致せず、従って、参照物Ｒの実写画像の上に、表示倍率のみが一致しない参照物Ｒの輪郭線の三次元透視図が重畳表示されることになる。
【００３８】
但し、この「表示倍率の不一致」は、操作者Ｐによる手動調整によって是正することができる。より具体的に説明すると、本実施形態においては、同期手段１９に接続された可変ボリュームスイッチ（図示せず）が透明ディスプレイ１７の近傍に設置されており、操作者Ｐがこのスイッチを操作する（所定方向へスライド、又は、回転させる）ことによって、同期手段１９から合成画像出力手段１８へ出力される描画視野角ｗ２の値を変化させることができるようになっている。
【００３９】
つまり、このスイッチを操作することによって、操作者Ｐは、重畳表示されている参照物Ｒの輪郭線の三次元透視図の表示倍率を変更することができ、適宜調整することにより、実写画像の中に映し出されている参照物Ｒの輪郭の上に三次元透視図の輪郭線を重ね合わせることができる。そして、それらが重なり合ったときに（即ち、実写画像の撮像視野角ｗ１と三次元透視図の描画視野角ｗ２とが一致している状態で）、操作者Ｐがセットボタン（図示せず）を押下すると、そのときの描画視野角ｗ２の値から撮像視野角ｗ１の値が把握される。
【００４０】
本実施形態においては、このようにして同期手段１９が撮像ビューイングボリュームＡ（即ち、撮像視点ｖ１、撮像視線ｏ１、及び、撮像視野角ｗ１の各値）を把握し、これらと同一の値からなるビューイングボリュームを、三次元透視図の描画条件（描画ビューイングボリュームＢ）として合成画像出力手段１８へ出力するようになっている。そして、合成画像出力手段１８において、その描画ビューイングボリュームＢに従って施工計画線の三次元透視図が描画されることにより、第一画像用ディスプレイ１６に表示される施工対象Ｔの実写画像と、その手前側に重畳表示される施工計画線の三次元透視図とを常に同期させることができる。
【００４１】
従って、前述したように操作者Ｐは、作業機械２の前方の映像と、その上に重畳表示される施工計画線の三次元透視図とからなる複合画像を見ながら作業機械２を遠隔操作することができ、施工対象Ｔについて丁張り掛けが行われていなくても、施工作業を設計通りに、正確に行うことができる。
【００４２】
尚、本実施形態においては、カメラ５は、作業機械２の前方のみを撮影するように作業機械２上において固定されている（つまり、作業機械２との関係において視方向ｏ１が固定されている）が、作業機械２上においてカメラ５のみを独立して旋回させ、また、ピッチやロール角を作業者Ｐの遠隔操作によって変更できるように構成することもできる。但し、この場合には、カメラ５の移動量（基本姿勢からの旋回角、作業機械２に対するピッチ、及び、ロール角）に関するデータが、位置姿勢データ処理手段１３乃至は同期手段１９に入力されるように構成する必要がある。また、カメラ５の撮像視野角ｗ１を遠隔操作によって変更できるように構成することもでき、この場合もその変更量に関するデータが同期手段１９等に入力される必要がある。
【００４３】
更に、操作者Ｐが作業機械２の操作を誤った場合に、合成画像出力手段１８において、操作の錯誤位置を示す線の三次元透視図、及び、修正のための指標とすべき線の三次元透視図が描画され、これらが透明ディスプレイ１７の画面上において、実写画像と同期して表示されるように構成することもできる。但し、この場合には、作業の進行とともに順次変化していく施工対象の形状を把握するための手段や、得られた情報に基づいて現在の施工対象の形状を示す三次元透視図を描画するための手段のほか、施工計画線とのマッチングを行う手段等が必要となる。
【００４４】
また、第一画像用ディスプレイ１６に表示される実写画像のデータと、透明ディスプレイ１７に表示される施工計画線のＣＧのデータを、まとめて保存できるように構成し、更に、それらの情報と併せて、施工属性情報（施工区域、施工工程ごとの施工予定業者、予定担当者の氏名、連絡先、作業割り振り等の予定、及び、実施者の氏名等）を必要に応じて保存できるように、かつ、いつでも画面上に出力し、再生できるように構成した場合には、それらを施工経時記録として利用することができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施形態として、「複合画像表示装置」を用いて構成した「景観シミュレーションシステム」について説明する。本実施形態の景観シミュレーションシステムは、構造物或いは建築物の建設予定地を含む実写画像（動画又は静止画）が、第一画像用ディスプレイに表示され、建設予定の構造物等の三次元ＣＧが、透明ディスプレイ１７に表示されるようになっている。
【００４６】
そして、第１の実施形態の土木工事無人化支援システムと同様に、同期手段において実写画像の撮像ビューイングボリュームＡが把握されるとともに、これと同一の値からなる描画ビューイングボリュームＢに従って構造物等の三次元ＣＧが描画されることにより、実写画像と、その上に重畳表示される構造物等の三次元ＣＧとが同期するようになっている。
【００４７】
この景観シミュレーションシステムを用いれば、都市計画など、景観全体に変化を与える計画のシミュレーションや、橋、道路、その他土木構造物の計画シミュレーションや、建築物の計画（景観、日照問題、駐車場）のシミュレーションなどのほか、地権者への現場立ち会い説明の資料等に利用することができる。また、ビルの壁面、屋上、或いは、空き地などに設置する広告や看板のシミュレーション等にも好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る土木工事無人化支援システム１の構成図。
【符号の説明】
【００４９】
１：土木工事無人化支援システム、
２：作業機械、
３：操作ブース、
５：カメラ、
６：画像データ送信機、
７：ＧＰＳ位置計測装置、
８：姿勢計測装置、
９：位置姿勢データ送信機、
１０：複合画像表示装置、
１１：画像データ受信機、
１２：位置姿勢データ受信機、
１３：位置姿勢データ処理手段、
１４：記憶手段、
１６：第一画像用ディスプレイ、
１７：透明ディスプレイ、
１８：合成画像出力手段、
１９：同期手段、
Ｐ：操作者、
Ｒ：参照物、
Ｔ：施工対象
【図１】
2006058558.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月11日(2005.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合画像表示装置と、遠隔操作が可能な無人作業機械と、この作業機械の現在位置、及び／又は、姿勢を計測する手段と、によって構成される土木工事無人化支援システムであって、
前記複合画像表示装置は、下地となる第一の画像を表示させるための第一画像用ディスプレイと、その手前側に配置される透明ディスプレイと、前記第一の画像の上に重畳すべき合成画像を描画して前記透明ディスプレイへ出力する合成画像出力手段と、前記第一の画像と合成画像とを同期させるための同期手段と、によって構成され、
前記作業機械の前方の映像が前記複合画像表示装置の第一画像用ディスプレイにリアルタイムで表示され、
前記同期手段が、当該映像の撮像ビューイングボリュームを把握するとともに、これと同一の値からなる描画ビューイングボリュームを施工計画線の三次元透視図の描画条件として前記合成画像出力手段へ出力することにより、施工計画線の三次元透視図が、前記複合画像表示装置の透明ディスプレイの画面上において、前記施工対象の映像と同期して表示されるように構成されていることを特徴とする土木工事無人化支援システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る土木工事無人化支援システムは、複合画像表示装置と、遠隔操作が可能な無人作業機械（例えば、パワーショベル、ブルドーザーなど）と、作業機械の現在位置（緯度、経度、及び、標高）、及び／又は、作業機械の姿勢（方位角、ピッチ、及び、ロール角）を計測する手段（例えば、ＧＰＳ位置計測装置、姿勢計測装置等）と、によって構成され、それらのうち、複合画像表示装置は、下地となる第一の画像を表示させるための第一画像用ディスプレイと、その手前側に配置される透明ディスプレイと、第一の画像の上に重畳すべき合成画像を描画して透明ディスプレイへ出力する合成画像出力手段と、第一の画像と合成画像とを同期させるための同期手段と、によって構成され、作業機械の前方の映像（実写画像）が複合画像表示装置の第一画像用ディスプレイにリアルタイムで表示され、同期手段が、当該映像の撮像ビューイングボリューム（撮像視点、撮像視線、撮像視野角）を把握するとともに、これと同一の値からなる描画ビューイングボリューム（描画視点、描画視線、描画視野角）を施工計画線の三次元透視図の描画条件として合成画像出力手段へ出力することにより、施工計画線の三次元透視図（ＣＧ）が、透明ディスプレイの画面上において、施工対象の映像と同期して表示されるように構成されていることを特徴としている。