本實用新型涉及一種機動建筑機械,其具有在作業方向上延伸超出機械框架的輸送裝置,所述機動建筑機械特別是道路銑刨機或露天采礦機,其具有用于顯示建筑機械周圍環境圖像的圖像顯示裝置。
背景技術:
已知的建筑機械具有由具有前部行走機構和后部行走機構的底盤承載的機械框架和布置在機械框架上以便移除地面的作業裝置,例如用于移除有缺陷的道路層(道路銑刨機),或開采礦產資源(露天采礦機)。作業裝置可具有銑刨輥和/或切削輥。在每種情況下可縮回或延伸的升降裝置可與建筑機械的各個行走機構相關聯,使得機械框架可與作業裝置一起相對于地面降低或升高或可改變相對于地面的傾斜度。被移除的材料使用輸送裝置輸送到在建筑機械的前方或后方行進的輸送車輛。輸送裝置具有延伸超出機械框架的吊臂,該吊臂可圍繞垂直于機械框架的平面延伸的軸線可樞轉地布置在機械框架上。吊臂也可圍繞平行于機械框架的平面且橫向于建筑機械縱向軸線延伸的軸線樞轉。因此,吊臂可樞轉到兩側并且也相對于高度進行調節。在前裝式建筑機械的情況下,吊臂在作業方向上向前延伸超出機械框架長的距離,在后裝式建筑機械的情況下,吊臂在作業方向上向后延伸超出機械框架長的距離。
機械的操作人員面臨的問題是建筑機械的周圍環境只能從控制臺以受限的范圍進行觀看。例如,在前裝式和后裝式建筑機械的情況下困難增大,機械操作人員向前或向后的視野還受到突出長距離的輸送裝置的限制。因此,道路銑刨機的駕駛員不能從控制臺看到在機械操作人員的視野內由輸送裝置遮擋的物體。根據駕駛員在延伸過機械整個寬度的控制臺上的位置和輸送裝置的大的樞轉范圍,不僅可能會遮擋位于輸送裝置正下方的物體,而且可能會遮擋位于輸送裝置的旁邊或前面和后面的物體。
因為視野受限,已知建筑機械配備一個或多個攝像機。已知的道路銑刨機例如具有攝像機,其記錄建筑機械后面區域的圖像,所述圖像顯示于布置在控制臺上的顯示單元上。這使得對于機械操作人員而言更容易使得銑刨機倒車。
DE 10 2013 002 079A1描述了一種挖掘機,其具有多個監控攝像機,所述攝像機在地面上方的不同高度處布置在機械框架的不同側。可以移動地或可旋轉地安裝在機械框架上以便調節的各個攝像機記錄周圍環境的局部圖像,所述局部圖像通過圖像處理系統被結合到一起以便形成周圍環境的特定區域的總體圖像。
停車時輔助駕駛員的裝置已知用于機動車輛,特別是乘用車。這種類型的裝置也被稱為駕駛員輔助系統并且給機動車輛的駕駛員提供從位于車輛上方的虛擬視點看到的車輛周圍環境的完整圖像。周圍環境的這種類型的環繞視圖也被稱為鳥瞰視圖。
DE 10 2011 077 143A1描述了一種用于機動車輛的駕駛員輔助系統,所述系統具有在散熱器格柵內的前部攝像機,在兩個外部后視鏡的每一個中的側面攝像機,以及在車輛后部在行李箱蓋的把手凹部區域內的后部攝像機。前部攝像機記錄前部圖像區域以及后部攝像機記錄后部圖像區域,而側面攝像機記錄側面圖像區域,它們使用合適的成像模型轉換成由四個圖像細節構成的總體圖像。應當實現整個車輛周圍環境的完全覆蓋,因為攝像機配備有允許超過180度的水平張角的光學系統(魚眼光學系統),從而使得各個圖像區域彼此重疊。
DE 10 2011 088 332A1描述了一種用于在適于機動車輛的多攝像機系統中改進物體檢測的方法。該文獻解決在鳥瞰視圖的總體圖像的關鍵區域中檢測升高的物體的問題。該方法提供記錄前部觀看區域和后部觀看區域以及兩個橫向觀看區域,所述區域結合到一起以形成鳥瞰視圖的總體圖像。用于物體檢測的關鍵區域位于拼接(stitching)區域內。而在當前系統中,在圖像的重疊區域內限定剛性地實施和不可變的拼接,已知的方法以如此方式提供拼接的位移以使得拼接不位于升高的物體的區域內。這是為了避免物體定位在對于物體檢測關鍵的拼接區域內。
用于將多個圖像記錄結合到一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像的方法也從DE 10 2006 003 538B3已知。除了在乘用車中使用之外,已知的方法也適于在卡車、公共汽車或建筑車輛內使用。
DE 2014 013 155A1描述了適于諸如適于運送土的卡車、車輪軸承或挖掘機的可移動的作業機械的圖像顯示系統,其使得可以看到位于車輛駕駛員的受限視域內的物體。該圖像顯示系統還提供鳥瞰視圖。視圖的類型取決于作業機械的由傳感器所檢測的具體狀態。在一個優選的實施例中,作業機械的移動方向和速度作為作業機械的狀態來檢測,以便能夠監測機械和物體之間的空間關系。例如,如果物體位于機械的移動區域之外則不指示出所述物體。
雖然在現有技術文獻中可以發現偶爾提及甚至在建筑機械中使用已知的駕駛員輔助系統,優選預期用于乘用車或貨車的已知的駕駛員輔助系統一般不適于機動建筑機械要求駕駛員輔助系統所滿足的特殊要求,所述機動建筑機械具有向前延伸長距離的輸送裝置,所述機動建筑機械特別是道路銑刨機或露天采礦機,因為這些建筑機械和一般機動車輛彼此不同的根本之處在于一般機動車輛不具有用于移除地面材料的作業裝置,也不具有輸送裝置。
適于用于顯示車輛周圍環境的鳥瞰視圖圖像的駕駛員輔助系統的已知解決方案只使用具有遠離車輛指向的觀看方向的攝像機或具有遠離彼此指向的觀看方向的攝像機,即這些系統不提供彼此面對的任何攝像機。因此,已經建立的一種觀點是所有攝像機軸線的與觀看方向反向的延伸部分將在共同中心會合。專家們的觀點是檢測車輛的周圍環境而不是機械框架以便允許得到完整的環繞視圖。因此,在所有的車輛中提供遠離車輛或遠離共同中心指向的攝像機。這也適用于被安裝在車輛附接件上,例如安裝在機動車輛的后視鏡上的攝像機。
技術實現要素:
本實用新型的目的是提供一種機動建筑機械,其具有在建筑機械的縱向方向上向前或向后延伸超出機械框架以便輸送被移除的材料的輸送裝置,所述機動建筑機械特別是道路銑刨機或露天采礦機,它給機械操作人員提供高度的操作便利性。本實用新型的進一步的目的是提出用于提高操作便利性的方法。
這些目的由如下特征來實現。
本實用新型的一方面在于提供一種機動建筑機械,其包括:機械框架,其由底盤承載,所述底盤具有前部行走機構和后部行走機構;布置在所述機械框架上用于移除地面材料的作業裝置;輸送裝置,其在作業方向上向前或向后延伸超出機械框架以便輸送被移除的材料;以及用于顯示建筑機械周圍環境圖像的圖像顯示裝置;其特征在于:圖像顯示裝置構造成用于顯示建筑機械周圍環境的鳥瞰視圖圖像的圖像顯示裝置,該圖像顯示裝置具有攝像機系統以及圖像處理系統,所述攝像機系統具有用于記錄建筑機械周圍環境的各個重疊圖像區域的多個攝像機,圖像處理系統構造成使得各個圖像區域的圖像細節結合在一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像;其中:所述攝像機系統具有布置在所述輸送裝置上的至少一個攝像機,其布置在輸送裝置上以使得攝像機的觀看方向指向機械框架的方向;以及攝像機系統具有布置在機械框架上的至少一個攝像機,其布置在機械框架上以使得攝像機的觀看方向基本上遠離機械框架指向。
在如上所述的機動建筑機械中,布置在輸送裝置上的至少一個攝像機布置在輸送裝置上以便由至少一個攝像機記錄的圖像區域的一部分位于所述機械框架的下方。
在如上所述的機動建筑機械中,布置在輸送裝置上的至少一個攝像機布置在輸送裝置上以便由至少一個攝像機記錄的圖像區域的一部分位于至少一個前部行走機構的區域內。
在如上所述的機動建筑機械中,輸送裝置具有吊臂,其中傳送帶布置在吊臂上,以及布置在輸送裝置上的至少一個攝像機布置在所述吊臂的下側。
在如上所述的機動建筑機械中,攝像機系統具有布置在輸送裝置的吊臂下側的攝像機,并且攝像機軸線在延伸的吊臂的縱向方向上延伸。
在如上所述的機動建筑機械中,攝像機系統具有布置在輸送裝置的吊臂下側的兩個攝像機,并且攝像機軸線相對于吊臂的縱向方向以傾斜的方式延伸,其中當輸送裝置的縱向軸線位于機械框架的縱向軸線上時,一個攝像機的觀看方向指向機械框架一側的方向以及另一攝像機的觀看方向指向機械框架另一側的方向。
在如上所述的機動建筑機械中,攝像機系統具有用于記錄左手側圖像區域和右手側圖像區域的、在作業方向上位于所述機械框架的左手縱向側的左手側攝像機和在作業方向上位于所述機械框架的右手縱向側的右手側攝像機,并且具有用于記錄后部圖像區域的、在作業方向上的后部攝像機。
在如上所述的機動建筑機械中,左手側攝像機和右手側攝像機和布置在輸送裝置上的至少一個攝像機布置在機械框架或輸送裝置上,以使得左手側攝像機的圖像區域和右手側攝像機的圖像區域在機械框架的左手縱向側和右手縱向側的區域內與布置在輸送裝置上的至少一個攝像機的至少一個圖像區域重疊。
在如上所述的機動建筑機械中,圖像處理系統構造成使得在左手側攝像機的圖像區域內、在右手側攝像機的圖像區域內和在布置在所述輸送裝置上的至少一個攝像機的圖像區域內,確定圖像細節,所述圖像細節結合在一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像,其包括位于機械框架的左手縱向側的部分和位于機械框架的右手縱向側的部分、位于機械框架下方的部分和位于機械框架前面的部分。
在如上所述的機動建筑機械中,輸送裝置圍繞垂直于機械框架的平面延伸的軸線可樞轉地布置在機械框架上,并且提供用于檢測輸送裝置的樞轉位置的位置檢測裝置,圖像處理系統構造成使得圖像細節之間的拼接路線基于輸送裝置的樞轉位置來確定。
在如上所述的機動建筑機械中,所述位置檢測裝置構造成使得產生描述樞轉位置的位置數據,以及圖像處理系統構造成使得基于位置數據確定圖像細節之間的拼接路線,以使得拼接位于重疊區域內。
在如上所述的機動建筑機械中,圖像處理系統構造成使得攝像機的各個圖像區域的輪廓基于用于確定圖像細節之間的拼接路線的位置數據來確定,以及基于所述輪廓來確定圖像區域的重疊區域。
根據本實用新型的建筑機械具有用于顯示建筑機械周圍環境的鳥瞰視圖圖像的圖像顯示裝置,該圖像顯示裝置具有攝像機系統以及圖像處理系統,所述攝像機系統具有多個攝像機,用于從不同的圖像記錄位置記錄建筑機械周圍環境的各個重疊圖像區域。圖像處理系統配置為使得各個圖像區域的圖像細節結合在一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像。
攝像機系統具有至少一個攝像機,其布置在輸送裝置上以使得攝像機的觀看方向大致指向機械框架的方向,并且攝像機系統具有至少一個另外的攝像機,其布置在機械框架上以使得所述攝像機的觀看方向大致遠離機械框架指向。因此大致指向機械框架的方向的攝像機意味著具有指向機械框架的觀看方向的攝像機,而大致遠離機械框架指向的攝像機意味著具有不指向機械框架的觀看方向的攝像機。
布置在輸送裝置上的至少一個攝像機的指向所述機械框架的方向的觀看方向允許顯示建筑機械的整個前部區域的圖像,這是因為通過布置在機械框架上的遠離機械框架指向的攝像機使得不會被輸送裝置覆蓋。使用指向機械框架的方向和遠離機械框架指向的攝像機,機械操作人員獲得完整的環繞視圖,其包括在作業方向上在建筑機械前面或后面的由輸送裝置所覆蓋的區域。
相比于已知的系統,本實用新型提供至少一個攝像機,其具有不遠離機械框架指向而是朝向所述機械框架指向的觀看方向。因此,本實用新型在建筑機械的視野受限問題的解決方案中提出一種新的途徑。
在一個優選的實施例中,至少一個攝像機布置在輸送裝置上以便由至少一個攝像機記錄的圖像區域的一部分位于所述機械框架的下方。因此,具有向后觀看方向的至少一個攝像機不僅允許得到包括在所述機械框架前面部分的環繞視圖,而且還包括在所述機械框架下方部分的環繞視圖。在前裝式建筑機械的情況下,該部分位于所述機械框架的下方,優選在建筑機械的至少一個前部行走機構的區域內,使得機械操作人員還能夠看到行走機構如何朝向位于行走機構正前方的物體移動。在后裝式建筑機械的情況下,產生類似的情況。
輸送裝置優選具有傳送帶布置在其上的吊臂,布置在輸送裝置上的至少一個攝像機布置在所述吊臂的下側。所述至少一個攝像機可基本上在吊臂的整個長度上布置在緊固點上。然而,在建筑機械的裝載過程中,攝像機應位于地面的上方,但不位于輸送車輛裝載區域的上方。所述至少一個攝像機可相對于所述機械框架因此相對于地面以不同的視角布置。有利的是攝像機盡量遠離建筑機械的前側移動,以便使得由攝像機記錄的圖像區域盡可能地大。在這種情況下,也是有利的是攝像機相對于地面的高度隨著攝像機從建筑機械的前側相距距離的增大而增大,因為輸送裝置在作業方向上向上傾斜。
一個實施例設置成使得攝像機系統具有布置在輸送裝置的吊臂下側的一個攝像機,攝像機軸線在吊臂的縱向方向上延伸,但是替代實施例提供布置在吊臂下側的兩個攝像機,其攝像機軸線相對于吊臂的縱向方向以傾斜的方式延伸。在這種情況下,當吊臂未樞轉到一側或另一側時,一個攝像機的觀看方向指向機械框架一側的方向以及另一攝像機的觀看方向指向機械框架另一側的方向。具有兩個攝像機的實施例具有的優勢是,攝像機可具有更小的視角(焦距),以便能夠記錄相同的圖像區域,或者可以使用相同的視角(焦寬(focal width))記錄更大的圖像區域。
如果攝像機系統具有記錄左手側圖像區域和右手側圖像區域的在作業方向上位于所述機械框架的左手縱向側的左手側攝像機和在作業方向上位于所述機械框架的右手縱向側的右手側攝像機,并且具有用于記錄在作業方向上的后部圖像區域的后部攝像機,則對于完整的環繞視圖而言這通常是足夠的。然而,多個攝像機也可以設置在建筑機械的縱向側和/或后側。
在一個特別優選的實施例中,左手側攝像機和右手側攝像機和布置在輸送裝置上的至少一個攝像機布置在機械框架和輸送裝置上,以使得右手側攝像機的圖像區域和左手側攝像機的圖像區域在機械框架的左手縱向側和右手縱向側的區域內與布置在輸送裝置上的至少一個攝像機的至少一個圖像區域重疊。左手側攝像機和右手側攝像機的圖像區域優選還與后部攝像機的圖像區域重疊。
該圖像處理系統優選地配置為使得在左手側攝像機的圖像區域內、在右手側攝像機的圖像區域內和在布置在所述輸送裝置上的至少一個攝像機的圖像區域內,確定圖像細節,所述圖像細節結合在一起以便形成鳥瞰視圖的總體圖像,其包括位于所述機械框架的左手縱向側和右手縱向側的部分、位于機械框架下方的部分和位于機械框架前面的部分。因此,給機械操作人員提供完整的環繞視圖。
為了使得輸送裝置朝向輸送車輛的裝載區域取向,建筑機械的輸送裝置通常圍繞垂直于機械框架的平面延伸的軸線可樞轉地布置在機械框架上。當輸送裝置樞轉到一側或另一側時,由布置在輸送裝置上的至少一個攝像機記錄的圖像區域發生改變。
因此另一個特別優選的實施例具有用于檢測輸送裝置的樞轉位置的位置檢測裝置,圖像處理系統配置為使得圖像細節之間的拼接路線取決于輸送裝置的樞轉位置來確定。
取決于輸送裝置的樞轉位置來確定拼接路線允許各個圖像以相對低的計算復雜度相對容易地結合在一起,因此,可實時生成顯示總體圖像所需的圖像數據。位置檢測裝置優選配置為使得產生描述樞轉位置的位置數據。在這種情況下,位置數據如何確定是不重要的。樞轉位置例如可用角度發送器(angle transmitter)、距離傳感器等來檢測。
當存在輸送裝置的樞轉移動時,由攝像機檢測的圖像區域發生變化,在這種情況下,圖像區域的輪廓發生位移。
取決于輸送裝置的樞轉位置來產生不同的重疊區域。重疊區域的空間位置和范圍確定圖像細節的尺寸,所述圖像細節將選擇成結合在一起以形成鳥瞰視圖的總體圖像。其結果是,也確定圖像細節之間的拼接路線。
圖像處理系統優選配置為使得基于位置數據確定圖像細節之間的拼接路線,以使得拼接位于左手側圖像區域和右手側圖像區域與前部圖像區域的重疊區域內以及位于左手側圖像區域和右手側圖像區域與后部圖像區域的重疊區域內。其結果是,可更好地檢測在拼接區域內的物體,所述物體可能因成像誤差而可能再現兩次或根本不再現。
在這種情況下,拼接路線意味著拼接的空間布置,即拼接沿其延伸的線。可使用已知的算法進行拼接路線的確定,所述算法根據輸送裝置的樞轉位置來計算拼接線的位移。
輸送裝置通常還圍繞平行于所述機械框架的平面且橫向于建筑機械的縱向軸線延伸的軸線可樞轉地布置在機械框架上。其結果是,輸送裝置還可以是可調節高度的。通過輸送裝置的高度調節,在輸送裝置上的至少一個攝像機的視角也發生變化,由此所記錄的圖像區域的輪廓發生位移。位置檢測裝置可配置為使得產生不僅描述樞轉位置,而且還描述輸送裝置相對于所述機械框架的平面的設定角度的位置數據,所述圖像處理系統配置為使得在圖像細節之間的拼接路線也根據輸送裝置的設定角度來確定。
當在矩形圖像平面內觀看攝像機圖像時,攝像機軸線相對于地面的傾斜位置不可避免地導致畸變。但是這些畸變可至少部分地使用已知的圖像處理方法來補償。
附圖說明
在下文將參照附圖對本實用新型的多個實施例進行詳細描述,其中:
圖1是機動建筑機械的一個實施例的側視圖;
圖2是圖1所示建筑機械的俯視圖;
圖3是根據本實用新型的對本實用新型而言重要的建筑機械的圖像顯示裝置的組件的簡化示意圖;
圖4示出具有布置在輸送裝置上的攝像機的建筑機械的一個實施例,其攝像機軸線在輸送裝置的縱向方向上延伸,輸送裝置的縱向軸線位于所述機械框架的縱向軸線上;
圖5示出圖4所示的建筑機械,其中所述輸送裝置樞轉到機械框架的一側;
圖6示出布置在機械框架上的攝像機的視角;
圖7示出布置在輸送裝置上的攝像機的視角;
圖8示出建筑機械的實施例,其具有布置在輸送裝置上的兩個攝像機,其攝像機軸線相對于輸送裝置的縱向軸線以傾斜的方式定位,輸送裝置的縱向軸線位于機械框架的縱向軸線上;以及
圖9示出圖8所示的建筑機械,其中所述輸送裝置樞轉到機械框架的一側。
具體實施方式
作為機動建筑機械的一個示例,圖1和圖2以側視圖和俯視圖示出用于銑刨道路表面的道路銑刨機,此處是前裝式道路銑刨機。然而,道路銑刨機也可以是后裝式道路銑刨機。
該建筑機械具有由底盤1承載的機械框架2,作業裝置3布置在機械框架上。作業裝置3具有作業輥,此處是銑刨輥。銑刨輥4,僅在圖1中示出,布置在銑削輥殼體5內。在作業方向A上的左手側和右手側,銑削輥殼體5由邊緣保護器6封閉。銑刨輥殼體5由在作業方向A上在前側的壓緊裝置并由在后側的脫料裝置封閉,上述壓緊裝置和脫料裝置在圖1中未示出。控制臺7在銑刨輥殼體5的上方定位在機械框架上,所述控制臺7具有適于機械操作人員的控制面板8。具有顯示器9A的顯示單元9位于控制面板8上。被銑刨掉的銑刨產物使用輸送裝置10移除,所述輸送裝置10在作業方向A上向前延伸超出機械框架2長的距離。輸送裝置10具有延伸的的吊臂11,其圍繞垂直于機械框架的平面延伸的軸線在作業方向上在控制臺7的前方可樞轉地緊固在機械框架2上的兩側。此外,吊臂11可圍繞平行于機械框架2的平面延伸的軸線樞轉,以便吊臂能夠上下移動。用于輸送被銑刨掉的材料的傳送帶12位于輸送裝置10的上側。
建筑機械在作業方向A上具有前部左手側行走機構11A和前部右手側行走機構11B以及后部左手側行走機構12A和后部右手側行走機構12B,它們與在作業方向A上的前部左手側升降裝置13A和前部右手側升降裝置13B以及后部左手側升降裝置14A和后部右手側升降裝置14B相關聯,從而通過使得升降裝置縮回和延伸,機械框架2相對于地面B的高度和傾斜度可以改變。建筑機械的行走機構可以是履帶和車輪兩者。
圖3是根據本實用新型的對本實用新型而言重要的建筑機械的組件的簡化示意圖。建筑機械具有用于檢測輸送裝置10在水平平面內的樞轉位置的位置檢測裝置15,該裝置可以是建筑機械的中央控制和計算單元16的組件。輸送裝置10的水平樞轉位置可使用合適的傳感器例如角度發送器、距離傳感器等來檢測,或可從下述數據確定,所述數據從未示出的驅動裝置獲得,所述驅動裝置用于使得輸送裝置樞轉,例如通過活塞/汽缸裝置的升降位置使得輸送裝置樞轉。
位置檢測裝置15具有計算單元15B,其從傳感器15A接收數據,該計算單元配置為使得在輸送裝置10的縱向軸線和機械框架2的縱向軸線之間在水平平面中的角度通過例如來自角度發送器15A的數據來確定(樞轉位置)。位置檢測裝置15也可檢測在輸送裝置10的縱向軸線和機械框架2的縱向軸線之間在垂直平面內的角度(高度)。
此外,建筑機械具有圖像顯示裝置17,用于顯示建筑機械周圍環境的鳥瞰視圖圖像,該圖像顯示裝置具有攝像機系統18和圖像處理系統19。圖像在機械操作人員的視域內顯示在控制臺7上的顯示單元9的顯示器9A上。
圖像顯示裝置17的結構和功能將在下文進行詳細描述。圖4和圖5示出第一實施例,以及圖8和圖9示出建筑機械的第二實施例,其中只是在關于攝像機中的攝像機系統的數目方面彼此不同。
建筑機械的圖像顯示裝置17具有攝像機系統18,其在第一實施例中具有多個攝像機18A、18B、18C、18D或在第二實施例中具有多個攝像機18A、18B、18C、18D’、18D”,用于從不同的圖像記錄位置記錄所述建筑機械周圍環境的各個圖像區域。在每種情況下攝像機記錄地面B的特定圖像區域。由攝像機記錄的圖像區域的位置和大小取決于攝像機和攝像機鏡頭系統的布置和取向,特別是攝像機鏡頭的焦距。攝像機布置和配置為使得由攝像機記錄的圖像區域重疊。
在當前實施例中,橫向左手側攝像機18A優選居中位于機械框架2的左手側前部拐角區域和左手側后部拐角區域之間,橫向右手側攝像機18B優選居中位于機械框架2的右手側前部拐角區域和右手側后部拐角區域之間,以及后部攝像機18C優選居中位于機械框架的后部拐角區域之間。沒有攝像機位于所述機械框架的前部拐角區域處。
如果攝像機的觀看方向(攝像機軸線)垂直于地面,則假設每個攝像機18A、18B、18C將記錄地面B的大致矩形的圖像細節。但是因為設定角度,地面的梯形圖像區域由攝像機記錄,即位于梯形區域之外的現場區域不由攝像機檢測到。
攝像機18A、18B、18C布置在機械框架2上以使得攝像機29的觀看方向遠離機械框架指向。橫向攝像機18A和18B以及后部攝像機18C的攝像機軸線29(觀看方向)優選正交于機械框架2的縱向側或窄側,橫向攝像機18A、18B記錄梯形的橫向圖像區域20A、20B,以及后部攝像機18C記錄梯形的后部圖像區域20C。但是攝像機軸線29也可向前或向后指向,以便檢測較大的前部現場區域或后部現場區域。但是當存在機械框架相對于地面的平行取向時,則圖像區域可不由等腰梯形描述。圖6示出在機械框架2上的攝像機18A、18B、18C的觀看方向(攝像機軸線29),其遠離機械框架2指向。
第一實施例的攝像機系統18具有前部攝像機18D,其布置在輸送裝置10的吊臂11的下側,而不是在機械框架的前部拐角區域處的兩個攝像機。攝像機18D被緊固到在吊臂11的縱向軸線上的點,其位于在吊臂的兩端之間的中間三分之一區域內。但是該緊固點也可位于吊臂的前部或后部三分之一區域內。然而,緊固點不應位于吊臂的自由端的區域內,因為在建筑機械的操作期間吊臂的自由端暫時位于輸送車輛的裝載區域上方。然而,如果攝像機被緊固到吊臂的自由端,則僅可預期到暫時受限的視野,該暫時受限的視野發生在裝載過程中,但不在建筑機械正在移動時。
前部攝像機18D布置在輸送裝置10的下側,以使得攝像機軸線位于輸送裝置的縱向軸線上,并且所述攝像機的觀看方向指向所述機械框架2的方向。因此前部攝像機18D是向后觀看的攝像機。圖7示出在輸送裝置10上的攝像機18D的觀看方向(攝像機軸線29),其指向機械框架2的方向。
在前部攝像機18D的攝像機軸線29和機械框架2的平面之間的角度優選設置為使得攝像機記錄在作業方向上的前部圖像區域,其延伸到機械框架2下方的部分內(圖7)。前部攝像機18D從而記錄現場部分21和部分22,如果該區域不由輸送裝置10覆蓋,則所述現場部分21可完全從鳥瞰視圖檢測,而部分22不能從位于機械框架2上方的觀察點的視圖中檢測到。因為輸送裝置10的高度可調,攝像機軸線29和機械框架2的平面之間的角度也發生變化。前部攝像機18D的設定角度因此使得在輸送裝置10的預定位置,其對應于通常的操作位置,兩個圖像部分21、22包括所需的區域(圖7)。
圖4示出建筑機械,其中輸送裝置10的縱向軸線位于所述機械框架2的縱向軸線上,而圖5示出建筑機械,其中輸送裝置10樞轉到操作位置,例如樞轉到左手側。圖4和圖5示出,通過輸送裝置的樞轉位置,由前部攝像機18D記錄的圖像區域20D的位置也發生變化。
前部攝像機18D的圖像區域20D與橫向左手側攝像機18A的圖像區域20A和橫向右手側攝像機18B的圖像區域20B重疊,以及左手側攝像機18A的圖像區域20A和右手側攝像機18B的圖像區域20B與后部攝像機18C的圖像區域20C重疊。產生左手側攝像機18A的圖像區域20A和前部攝像機18D的圖像區域20D的前部左手側重疊區域23A以及右手側攝像機18B的圖像區域20B和前部攝像機18D的圖像區域20D的前部右手側重疊區域23B。此外,產生左手側攝像機18A的圖像區域20A和后部攝像機18C的圖像區域20C的后部左手側重疊區域24A以及右手側攝像機18B的圖像區域20B和后部攝像機18C的圖像區域20C的后部右手側重疊區域24B。
圖像處理系統19優選是數據處理單元(CPU),數據處理程序(軟件)在其上運行。位置檢測裝置15通過數據線25連接到圖像處理系統19,以便使得圖像處理系統19可接收到位置檢測裝置的位置數據。
機械框架2以平行于地面的取向定位或機械框架相對于現場表面的傾斜度可忽略不計的話則可被簡化。
圖像處理系統19根據輸送裝置10的樞轉位置確定前部攝像機18D的圖像區域20D的由虛線示出的輪廓的位置,在輸送裝置樞轉移動時,所述輪廓的位置發生變化。此外,圖像處理系統19確定左手側攝像機18A的圖像區域20A和右手側攝像機18B的圖像區域20B以及后部攝像機18C的圖像區域20C的由虛線示出的輪廓的位置。直線輪廓的位置可以位于地面B上的笛卡爾X/Y坐標系通過其起點和終點進行描述。這些點的坐標根據算法在圖像處理系統19中進行計算,該算法將輸送裝置的樞轉位置考慮在內。
一旦圖像區域20A、20B、20C、20D的由輪廓的起點和終點的坐標描述的位置已知,則圖像處理系統19確定相鄰的圖像區域20A、20B、20C、20D的重疊區域23A、23B、24A、24B的位置。例如,重疊區域23A、23B、24A、24B可通過計算相鄰的圖像區域20A、20B、20C、20D的交集來確定。
圖像處理系統19配置為使得圖像細節在各個圖像區域20A、20B內確定,即合適的細節來自地面B的所記錄的圖像區域20A、20B、20C、20D,它們可完全結合在一起以形成鳥瞰視圖的總體圖像27。當圖像細節結合在一起時,產生拼接,即在圖像細節之間的邊界線或圖像區域的交叉線。拼接路線取決于重疊的梯形圖像細節的位置。
圖像處理系統在X/Y坐標系中確定前部左手側重疊區域23A、前部右手側重疊區域23B、后部左手側重疊區域24A和后部右手側重疊區域24B的輪廓的起點和終點的坐標。重疊區域由圖4和圖5的陰影區域示出。圖像處理系統19于是確定拼接路線,以下條件被考慮在內。
在作業方向上的后部拼接路線由圖像處理系統19確定為使得在左手側圖像區域20A和右手側圖像區域20B與后部圖像區域20C之間的拼接在后部左手側重疊區域24A和后部右手側重疊區域24B內延伸。圖像處理系統19確定拼接路線以使得拼接從機械框架2的后部左手側拐角點和后部右手側拐角點向上延伸到相鄰圖像區域20A、20C或20B、20C的輪廓的交點。產生如圖5中所示的后部左手側拼接25A和后部右手側拼接25B。
針對前部圖像區域20D和左手側圖像區域20A和右手側圖像區域20B,圖像處理系統19取決于輸送裝置20的樞轉位置來確定在前部左手側重疊區域23A內延伸的前部左手側拼接25C和前部右手側重疊區域23B內延伸的前部右手側拼接25D。
前部左手側拼接25C在前部圖像區域20D和左手側圖像區域20A的輪廓的交點S1和S2之間延伸,以及前部右手側拼接25D在前部圖像區域20D和右手側圖像區域20B的輪廓的交點S3和S4之間延伸。前部圖像區域20D的圖像細節26C位于兩個拼接25C和25D之間,其與左手側圖像區域20A的相關聯的圖像細節26A和右手側圖像區域20B的相關聯的圖像細節26B結合在一起。為此目的,前部圖像區域20D的外部部分沿著拼接25C和25D切除,以及左手側圖像區域20A和右手側圖像區域20B的內部部分沿著拼接25C和25D切除。
拼接的起點和終點的位置在X/Y坐標系中由拼接的起點和終點的坐標來確定。
圖像處理系統19通過將所有的圖像細節結合在一起而產生鳥瞰視圖的總體圖像27。其示出總體圖像27包括位于機械框架2的左手縱向側的部分27A和位于機械框架2的右手縱向側的部分27B。此外,總體圖像27包括位于機械框架2下方的部分27C、位于機械框架2前面的部分20D和位于機械框架2后面的部分20E。
前部圖像區域20D以及左手側圖像區域20A和右手側圖像區域20B的拼接也可確定為使得各個拼接或所有的拼接不在輪廓或重疊區域內延伸,而是沿著它們延伸。例如,代替在重疊區域25C內的左手側前部拼接25C,可以確定沿著前部圖像區域20D的外部輪廓在交點S1和S2之間延伸的拼接25C’。例如,代替在重疊區域25D內的右手側前部拼接25D,可以確定沿著右手側圖像區域20B的外部輪廓在交點S3和S4之間延伸的拼接25D’。還可考慮到其它條件來確定后部圖像區域以及左手側圖像區域和右手側圖像區域的拼接。
圖8和圖9示出替代實施例,其與參照圖4和圖5所述的實施例的不同之處在于攝像機系統18具有布置在輸送裝置10上的兩個前部攝像機18D’和18D”。因此相互對應的部分具有相同的附圖標記。左手側前部攝像機18D’緊固到吊臂11的左手縱向側的下側,以及右手側前部攝像機18D”緊固到吊臂11的右手縱向側的下側,以使得當輸送裝置10的縱向軸線位于機械框架2的縱向軸線上時(圖8),左手側攝像機18D’的觀看方向指向機械框架2的左手側的方向,以及右手側攝像機18D”的觀看方向指向機械框架2的右手側的方向。兩個攝像機18D’、18D”緊固到吊臂11的部分,其定位在吊臂的中間三分之一內。前部左手側攝像機18D’的圖像區域20D’和右手側攝像機18D”的圖像區域20D”在前部中央重疊區域28內重疊。在只有一個攝像機的實施例中,圖像處理系統19確定前部左手側重疊區域23A、前部右手側重疊區域23B、后部左手側重疊區域24A和后部右手側重疊區域24B的輪廓。此外,圖像處理系統19確定前部中央重疊區域28的輪廓。于是,在只有一個攝像機的實施例中,確定后部左手側拼接24A和右手側拼接24B。根據相同的條件確定兩個攝像機18D’、18D”的前部圖像區域20D’、20D”以及左手側圖像區域20A和右手側圖像區域20B的拼接,以使得各個圖像區域可結合在一起以形成完整的總體圖像。
圖像處理系統19可確定拼接路線,因此可以確定結合在一起以形成總體圖像的圖像細節的位置和大小,以使得用所有的攝像機完全地捕捉盡可能大的區域。例如,可以以向后的視圖為代價而擴展向前的視圖,或反之亦然。然而,可以以向右手側的視圖為代價而擴展向左手側的視圖,或反之亦然。
于是總體圖像可以全尺寸顯示在顯示單元8的顯示器9上。然而,也可以只顯示總體圖像的一個細節,例如矩形的圖像細節。