JP4962415B2

JP4962415B2 - 建設機械の刃先位置計測装置

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Publication number: JP4962415B2
Application number: JP2008141791A
Authority: JP
Inventors: 伸行藤原; 誠庭川
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: JP2009287298A

Description

本発明は、建設機械の刃先位置を計測する刃先位置計測装置に関する。

油圧ショベル等の建設機械の刃先位置の計測方法として、最も一般的な方法は、油圧ショベルを運転している作業者の目測である。又、油圧ショベルのブーム、アーム、バケットの各関節に回転角度を計測する回転角度センサを取り付けて、刃先位置の計測を行う方法も試みられている（非特許文献１）。

先村律雄、他１名、「油圧ショベル掘削指示システムの開発」、土木学会第５７回年次学術講演会講演概要集第６部、平成１４年９月、ｐ．９２１−９２２特開昭６３−００４１２６号公報特開平０２−１７６０２３号公報特開平０２−２６１１２９号公報

非特許文献１に示す油圧ショベルや従来の油圧ショベルにおいて、刃先位置の計測方法には次の問題がある。
（１）運転作業者の目測により刃先位置の計測を行った場合、運転作業者により計測位置にバラツキが発生する。特に、運転作業者が未熟練の場合、刃先の正しい位置を計測することは難しい。
（２）運転作業者の目測により刃先位置計測を行った場合、その計測位置を数値化することが困難であり、その計測位置をデータ化して他の装置へ流用することが難しい。
（３）回転角度センサにより刃先位置計測を行う場合、ブーム、アーム、バッケットといった可動部分の関節それぞれに回転角度センサを取り付ける必要があり、取り付け作業に時間を要する。
（４）回転角度センサにより刃先位置計測を行う場合、回転角度センサにより測定した関節の回転角度とブーム、アーム、バッケットといった可動部分の長さから刃先位置を計算するため、可動部分の長さを正確に求めておく必要がある。又、可動部分の長さを求める作業は、使用する油圧ショベルが変われば、その油圧ショベル毎に行う必要があり、調整作業が繁雑になる。
（５）回転角度センサにより刃先位置計測を行う場合、回転角度センサにより測定した関節の回転角度とブーム、アーム、バッケットといった可動部分の長さから刃先位置を計算するため、油圧ショベルの本体から刃先に行くに従って、回転関節部のガタ等による計測位置誤差が蓄積される。そのため、正しい刃先位置計測を行うためには、回転関節部にガタ等をできる限り抑えるよう、油圧ショベル自体の運用状態を非常に良好に保つ必要がある。
（６）回転角度センサにより刃先位置計測を行う場合、ブーム、アーム、バッケットといった可動部分の関節の多くの場所に回転角度センサを取り付ける必要があるため、精密機器であるセンサの故障が発生する機会が多くなる。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、建設機械の刃先位置を正確に計測できる建設機械の刃先位置計測装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る建設機械の刃先位置計測装置は、
建設機械のバケットの刃先位置を計測する建設機械の刃先位置計測装置であって、
前記バケットに取り付けられ、前記バケットの回転軸に垂直となる１つの直線上に配置された複数のマーカと、
前記建設機械本体の互いに異なる位置に設けられ、前記複数のマーカを含む画像を撮影する少なくとも２つの撮影手段と、
前記建設機械に設けられ、前記撮影手段で撮影された画像に基づいて、前記バケットの刃先位置を計算する刃先位置計算機とを備え、
前記刃先位置計算機は、
前記撮影手段で撮影された画像を二値化処理することにより、前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出し、検出した画像上の位置から三角測量法により、前記複数のマーカの三次元位置を求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置から前記複数のマーカ間を結ぶベクトルの傾きを求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置、求めた前記ベクトルの傾き及び予め求めておいた前記複数のマーカの１つに対する刃先位置のオフセット値から前記バケットの刃先位置を求めることを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る建設機械の刃先位置計測装置は、
建設機械のバケットの刃先位置を計測する建設機械の刃先位置計測装置であって、
前記バケットに取り付けられ、前記バケットの回転軸に垂直となる１つの直線上に配置された複数のマーカと、
前記建設機械本体の互いに異なる位置に設けられ、前記複数のマーカを含む画像を撮影する少なくとも２つの撮影手段と、
前記建設機械に設けられ、前記撮影手段で撮影された画像を無線にて伝送する画像伝送機と、
前記建設機械とは独立して設けられ、前記画像伝送機から伝送された画像を受信する画像受信機と、
前記建設機械とは独立して設けられ、前記画像受信機で受信された画像に基づいて、前記バケットの刃先位置を計算する刃先位置計算機とを備え、
前記刃先位置計算機は、
前記撮影手段で撮影された画像を二値化処理することにより、前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出し、検出した画像上の位置から三角測量法により、前記複数のマーカの三次元位置を求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置から前記複数のマーカ間を結ぶベクトルの傾きを求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置、求めた前記ベクトルの傾き及び予め求めておいた前記複数のマーカの１つに対する刃先位置のオフセット値から前記バケットの刃先位置を求めることを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る建設機械の刃先位置計測装置は、
上記第１又は第２の発明に記載の建設機械の刃先位置計測装置において、
前記刃先位置計算機は、前記二値化処理に代えて、予め前記撮影手段で撮影した前記複数のマーカを含む画像との相関計算によるテンプレートマッチングを行うことにより、前記撮影手段で撮影された画像から前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出することを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る建設機械の刃先位置計測装置は、
上記第１又は第２の発明に記載の建設機械の刃先位置計測装置において、
前記刃先位置計算機は、前記二値化処理に代えて、前記複数のマーカに適合する色抽出を行うことにより、前記撮影手段で撮影された画像から前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出することを特徴とする。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）運転作業者の目測による刃先位置測定に比べて、機械による自動計測を行うため、運転作業者の熟練度に関係なくバラツキの無い刃先位置計測を行うことができる。
（２）運転作業者の目測による刃先位置測定に比べて、刃先位置が数値化されているため、刃先位置データを他の装置へ容易に流用することができる。
（３）回転角度センサによる刃先位置測定に比べて、外部に取り付ける器具はカメラとマーカのみで良く、取り付け作業が容易である
（４）回転角度センサによる刃先位置測定に比べて、ブーム、アーム、バケットといった可動部の長さを求めておく必要がなく。使用する油圧ショベルが変われば、マーカの取り付けとマーカから刃先位置の計測を行うのみで良いため調整作業を簡略化できる。
（５）回転角度センサによる刃先位置測定に比べて、バケットに固定されたマーカから直接刃先位置を求めるため、ブーム、アーム、バケットといった可動部関節のガタ等による計算位置誤差の蓄積が無く、より正確な刃先位置を計測することができる。
（６）回転角度センサによる刃先位置測定に比べて、可動部に設置されるセンサが無いためセンサ故障の発生率が低く、保守に掛かる運用コストを小さく抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の一例を示す概略構成図である。図２は、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の一例を示すブロック図であり、図３は、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の一例を示すフローチャートである。なお、本実施例を含め、以降の説明においては、建設機械として、油圧ショベルを例示して、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置を説明する。

油圧ショベル１（建設機械）は、本体に取り付けられたブーム２、ブーム２に取り付けられたアーム３、アーム３に取り付けられたバケット４を有するものであり、これらは、作業者の操縦により、対応する油圧シリンダにより駆動されて、所定の作業を行っている。そして、バケット４の刃先５の位置は、従来は、作業者の目測や、ブーム２、アーム３、バケット４に設けた回転角度センサによる計測等により行われており、前述したような課題があった。

そこで、本実施例においては、刃先５の位置を計測するために、バケット４に複数のマーカＭ１、Ｍ２・・・（図１では、一例として、Ｍ１、Ｍ２の２つのみ図示する。）を取り付け、固定する。又、油圧ショベル１の本体上であり、マーカＭ１、Ｍ２・・・が見える位置（例えば、運転席の屋根の上）に少なくとも２台のカメラ（左カメラ６Ｌ、右カメラ６Ｒ）を設置し、更に、左カメラ６Ｌと右カメラ６Ｒの画像から刃先位置を計算する刃先位置計算機７を設置した。なお、ここでは、運転席から見て、左側にあるカメラを「左カメラ」と呼び、右側にあるもう一方のカメラを「右カメラ」と呼んでいる。

この刃先位置計算機７では、２台のカメラ６Ｌ、６Ｒにより撮影した画像中からマーカＭ１、Ｍ２・・・を抽出し、マーカＭ１、Ｍ２・・・の画像上の位置から、三次元位置計測により、マーカＭ１、Ｍ２・・・の三次元位置を求め、求めたマーカＭ１、Ｍ２・・・の三次元位置から油圧ショベル１の刃先５の位置を計算している。なお、マーカについては、刃先５に近い方からＭ１、Ｍ２・・・と番号を振っておく。又、マーカＭ１、Ｍ２・・・としては、球形状、丸板形状、矩形板に丸模様、矩形板に市松模様、発光体といったマーカ中心位置を求め易い形状を使用する。

そして、マーカＭ１、Ｍ２・・・を取り付けたバケット４について、図１（ｂ）に示すように、刃先５に最も近いマーカＭ１を原点とした座標系（以降、「バケット座標系Σｂ」と呼ぶ。）を規定する。このバケット座標系Σｂでは、バケット４の回転方向の動きを、Ｘ軸に関する回転方向に拘束するように規定している。又、マーカＭ１、Ｍ２・・・は、１つの直線上に配置されると共に、Ｘ軸に直交するＹ−Ｚ平面上に配置されている。つまり、マーカＭ１、Ｍ２・・・は、Ｘ軸（即ち、バケット４の回転軸）に垂直となる１つの直線上に配置されている。又、このバケット座標系Σｂにおいては、原点（マーカＭ１の位置）から刃先中央５ｃまでの各座標軸に関するオフセット値、つまり、刃先中央５ｃの位置（ｘ＿ｏｆｆ，ｙ＿ｏｆｆ，ｚ＿ｏｆｆ）を予め求めておく。

ここで、図２のブロック図、図３のフローチャートを参照して、刃先位置計算機７における処理手順を詳細に説明する。

（ステップＳ１）画像入力
油圧ショベル１に取り付けた左カメラ６Ｌ及び右カメラ６Ｒにより、バケット４に取り付けたマーカＭ１、Ｍ２・・・を含めた作業場所の画像を取得し、取得した画像を刃先位置計算機７の画像入力部１１を介して、メモリ１２に入力し、記録する。なお、刃先位置計算機７において、マーカデータ入力部１３では、画像上のマーカＭ１、Ｍ２・・・を囲む部分画像、マーカＭ１、Ｍ２・・・に関する色、形状、模様、画像上での輝度値等の各マーカデータを、予め、メモリ１２に入力している。又、カメラデータ入力部１４では、カメラ６Ｒ、６Ｌの位置、姿勢、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）サイズ、レンズの焦点距離等の各カメラデータを、予め、メモリ１２に入力している。又、刃先データ入力部１５では、前述したバケット座標系Σｂにおける刃先中央５ｃの位置（ｘ＿ｏｆｆ，ｙ＿ｏｆｆ，ｚ＿ｏｆｆ）の刃先データを、予め、メモリ１２に入力している。

（ステップＳ２）マーカ抽出
マーカ抽出部１６ａにおいて、メモリ１２に記録した画像の二値化処理を行い、画像上のマーカＭ１、Ｍ２・・・の位置を検出し、画像上におけるマーカ位置をメモリ１２に記録する。球形状、丸形状、発光体のマーカについては、画像上において円となる部分を抽出し、又、市松模様のマーカについては、画像上において矩形の連なりとなる部分を抽出して、マーカとなる部分の位置を検出すればよい。

（ステップＳ３）マーカ三次元位置の計測
マーカ三次元位置計算部１７において、メモリ１２に記録した左カメラ６Ｌの画像（以降「左画像」と呼ぶ。）及び右カメラ６Ｒの画像（以降「右画像」と呼ぶ。）について、マーカ抽出部１６ａで検出した画像上のマーカ位置から三角測量法によりマーカＭ１、Ｍ２・・・の三次元位置を求め、求めたマーカＭ１、Ｍ２・・・の三次元位置をメモリ１２に記録する。このとき、マーカＭ１、Ｍ２・・・の三次元位置は、対象物座標系Σｏにおける位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）・・・として求める。

（ステップＳ４）刃先位置の計算
前述したように、バケット座標系Σｂにおける刃先中央５ｃの位置（ｘ＿ｏｆｆ，ｙ＿ｏｆｆ，ｚ＿ｏｆｆ）は、予め求められて、メモリ１２に入力されている。又、マーカ三次元位置計算部１７において、対象物座標系ΣｏにおけるマーカＭ１、Ｍ２・・・の三次元位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）・・・が求められている。そして、刃先位置計算部１８においては、メモリ１２に記録してある、バケット座標系Σｂにおける刃先中央５ｃの位置（ｘ＿ｏｆｆ，ｙ＿ｏｆｆ，ｚ＿ｏｆｆ）、対象物座標系ΣｏにおけるマーカＭ１、Ｍ２・・・の三次元位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）・・・を用いて、下記の座標変換を行うことにより、刃先位置（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）を計算して、その後、計算した刃先位置（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）をメモリ１２に記録している。

このとき、対象物座標系Σｏからバケット座標系Σｂへの座標変換Ｔｏｂは、並行移動については、バケット座標系Σｂの原点であるマーカＭ１の位置から求められ、又、回転については、油圧ショベル１の構造上、Ｘ軸周りの回転しか無いので、Ｙ−Ｚ平面におけるバケット４の回転から求められる。Ｘ軸周りの回転角ψは、原点とするマーカＭ１から他のマーカＭ２・・・ヘのベクトルとＺ軸とのなす角（傾き）として求められる。

例えば、マーカが２個の場合、回転角ψは、マーカＭ１とマーカＭ２により、次の式から求められる。
ψ＝−ｔａｎ^-1｛（ｙ２−ｙ１）／（ｚ２−ｚ１）｝

又、マーカが３個以上ある場合、マーカＭ１から他のマーカＭ２・・・ヘのベクトルから、各々の回転角を求め、それらの平均を回転角ψとする。マーカがＮ個（Ｎ≧３）設置されている場合、次の式から求められる。
ψ＝−［ｔａｎ^-1｛（ｙ２−ｙ１）／（ｚ２−ｚ１）｝＋
ｔａｎ^-1｛（ｙ３−ｙ１）／（ｚ３−ｚ１）｝
・
・
・
ｔａｎ^-1｛（ｙＮ−ｙ１）／（ｚＮ−ｚ１）｝］／（Ｎ−１）

そして、バケット座標系Σｂの原点を（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）＝（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とすると、刃先位置（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）は、次の式から計算できる。
ｘｅ＝ｘ＿ｏｆｆ＋ｘｂ
ｙｅ＝ｙ＿ｏｆｆ・ｃｏｓψ−ｚ＿ｏｆｆ・ｓｉｎψ＋ｙｂ
ｚｅ＝ｙ＿ｏｆｆ・ｓｉｎφ＋ｚ＿ｏｆｆ・ｃｏｓψ＋ｚｂ

そして、上記計算により求められ、メモリ１２に記録された刃先位置（ｘｅ，ｙｅ，ｚｅ）は、刃先位置出力部１９を介して、出力される。

本実施例においては、機械による自動計測を行うため、運転作業者の熟練度には関係なく、運転作業者の目測による刃先位置測定に比べて、計測位置にバラツキが無い。又、刃先位置が数値化されているため、刃先位置データを他の装置へ流用することが容易である。又、外部に取り付ける構成はカメラとマーカのみで良く、回転角度センサによる刃先位置測定に比べて、取り付け作業が容易である。又、ブーム、アーム、バケットと言った可動部の状態を知っておく必要が無く、各関節のガタ等による計算位置誤差の蓄積が無い。更に、可動部に取り付けるセンサが無いため、センサ故障の発生率を少なく抑えることが可能である。

図４は、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例を示すブロック成図である。

本実施例の刃先位置計測装置では、刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ｂのみが、実施例１の刃先位置計測装置の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ａと相違し、マーカ抽出部１６ａに代えて、マーカ抽出部１６ｂを用いるようにしたものである。従って、実施例１と重複する説明は省略して、本実施例の刃先位置計測装置の説明を行う。

実施例１の刃先位置計測装置の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ａでは、マーカ抽出を二値化処理によって行っていたが、本実施例の刃先位置計測装置の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ｂでは、マーカ抽出をテンプレートマッチングによって行っている。

具体的には、基準位置に設置したマーカの画像を、カメラ６Ｒ、６Ｌを用いて、予め撮影して、画像上のマーカを囲む部分画像（以降、これを「マーカテンプレート」と呼ぶ。）を取得し、メモリ１２に記録しておく。そして、マーカ抽出部１６ｂにおいては、新たに入力された画像上で、マーカテンプレートと絵柄の似ている部分を相関計算により探索することにより（テンプレートマッチング）、入力画像上のマーカ位置を検出し、画像上におけるマーカ位置をメモリ１２に記録する。その後は、実施例１と同様の手順により、刃先位置を計算し、出力することになる。

本実施例においては、実施例１に示した刃先位置計測装置の効果に加え、二値化処理よりも情報量の多いマーカの画像情報によるテンプレートマッチングを行うため、マーカの誤検知が少なくなる効果がある。

図５は、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例を示すブロック図である。

本実施例の刃先位置計測装置では、刃先位置計算機７のマーカ抽出部１６ｃのみが、実施例１、２の刃先位置計測装置の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ａ、１６ｂと相違し、マーカ抽出部１６ａ、１６ｂに代えて、マーカ抽出部１６ｃを用いるようにしたものである。従って、実施例１、２と重複する説明は省略して、本実施例の刃先位置計測装置の説明を行う。

実施例１の刃先位置計測装置の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ａでは、マーカ抽出を二値化処理によって行っており、実施例２の刃先位置計測装置の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ｂでは、マーカ抽出をテンプレートマッチングによって行っていたが、本実施例の刃先位置計測装置の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ｃでは、マーカ抽出を色抽出によって行っている。

具体的には、予め、マーカの色情報を取得し、メモリ１２に記録しておく。そして、マーカ抽出部１６ｃにおいては、新たに入力された画像上からマーカに適合する色部分を抽出することにより、入力画像上のマーカ位置を検出し、画像上におけるマーカ位置をメモリ１２に記録する。その後は、実施例１と同様の手順により、刃先位置を計算し、出力することになる。

本実施例においては、実施例１に示した刃先位置計測装置の効果に加え、色抽出によりマーカを抽出するため、様々な既存構造物や自然物が混在する状況下においても、それらの影響を抑えたマーカ抽出を確実に行うことができる。

図６は、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例を示す概略構成図であり、図７は、本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例を示すブロック図である。

本実施例の刃先位置計測装置では、刃先位置計算機７の設置位置が、実施例１〜３の刃先位置計測装置とは相違している。具体的には、実施例１〜３に示す刃先位置計測装置では、油圧ショベル１本体に刃先位置計算機７を設けているのに対して、本実施例の刃先位置計測装置では、刃先位置計算機７に代えて、カメラ６Ｒ、６Ｌで取得した画像を無線で伝送する画像伝送機８を油圧ショベル１本体に設け、画像伝送機８から伝送された画像を受信する画像受信機９と、画像受信機９で受信した画像が入力されて、刃先位置の計算が行われる刃先位置計算機７とを、油圧ショベル１本体とは別の場所にある遠隔端末１０に独立して設けるようにしたものである。

なお、本実施例の刃先位置計測装置における刃先位置計算機７では、上述した実施例１〜３のいずれかと同じ手順により、刃先位置の計算が行われる。つまり、本実施例の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６として、実施例１〜３の刃先位置計算機７におけるマーカ抽出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃのいずれかを用いるようにして、刃先位置の計算が行われる。従って、ここでは、刃先位置の計算手順の説明は省略する。

本実施例においては、実施例１〜３に示した刃先位置計測装置の効果に加え、刃先位置の計算に必要な画像を無線により取得することで、油圧ショベル１本体に刃先位置計算機７を設置する余裕が無い場合でも、油圧ショベル１の刃先位置を計算することができる。

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に適用可能なものであり、建設機械に搭載した複数のカメラからの画像を処理することにより、刃先位置を計測するものである。

本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の一例（実施例１）を示す概略構成図であり、（ａ）は、その全体を、（ｂ）は、バケット部分を示すものである。本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の一例（実施例１）を示すブロック図である。本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の一例（実施例１）を示すフローチャートである。本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例（実施例２）を示すブロック図である。本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例（実施例３）を示すブロック図である。本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例（実施例４）を示す概略構成図である。本発明に係る建設機械の刃先位置計測装置の実施形態の他の一例（実施例４）を示すブロック図である。

符号の説明

１油圧ショベル
４バケット
５刃先
６Ｒ、６Ｌカメラ
７刃先位置計算機
８画像伝送機
９画像受信機
１１画像入力部
１２メモリ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃマーカ抽出部
１７マーカ三次元位置計算部
１８刃先位置計算部
１９刃先位置出力部

Claims

建設機械のバケットの刃先位置を計測する建設機械の刃先位置計測装置であって、
前記バケットに取り付けられ、前記バケットの回転軸に垂直となる１つの直線上に配置された複数のマーカと、
前記建設機械本体の互いに異なる位置に設けられ、前記複数のマーカを含む画像を撮影する少なくとも２つの撮影手段と、
前記建設機械に設けられ、前記撮影手段で撮影された画像に基づいて、前記バケットの刃先位置を計算する刃先位置計算機とを備え、
前記刃先位置計算機は、
前記撮影手段で撮影された画像を二値化処理することにより、前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出し、検出した画像上の位置から三角測量法により、前記複数のマーカの三次元位置を求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置から前記複数のマーカ間を結ぶベクトルの傾きを求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置、求めた前記ベクトルの傾き及び予め求めておいた前記複数のマーカの１つに対する刃先位置のオフセット値から前記バケットの刃先位置を求めることを特徴とする建設機械の刃先位置計測装置。
建設機械のバケットの刃先位置を計測する建設機械の刃先位置計測装置であって、
前記バケットに取り付けられ、前記バケットの回転軸に垂直となる１つの直線上に配置された複数のマーカと、
前記建設機械本体の互いに異なる位置に設けられ、前記複数のマーカを含む画像を撮影する少なくとも２つの撮影手段と、
前記建設機械に設けられ、前記撮影手段で撮影された画像を無線にて伝送する画像伝送機と、
前記建設機械とは独立して設けられ、前記画像伝送機から伝送された画像を受信する画像受信機と、
前記建設機械とは独立して設けられ、前記画像受信機で受信された画像に基づいて、前記バケットの刃先位置を計算する刃先位置計算機とを備え、
前記刃先位置計算機は、
前記撮影手段で撮影された画像を二値化処理することにより、前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出し、検出した画像上の位置から三角測量法により、前記複数のマーカの三次元位置を求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置から前記複数のマーカ間を結ぶベクトルの傾きを求め、求めた前記複数のマーカの三次元位置、求めた前記ベクトルの傾き及び予め求めておいた前記複数のマーカの１つに対する刃先位置のオフセット値から前記バケットの刃先位置を求めることを特徴とする建設機械の刃先位置計測装置。
請求項１又は請求項２に記載の建設機械の刃先位置計測装置において、
前記刃先位置計算機は、前記二値化処理に代えて、予め前記撮影手段で撮影した前記複数のマーカを含む画像との相関計算によるテンプレートマッチングを行うことにより、前記撮影手段で撮影された画像から前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出することを特徴とする建設機械の刃先位置計測装置。
請求項１又は請求項２に記載の建設機械の刃先位置計測装置において、
前記刃先位置計算機は、前記二値化処理に代えて、前記複数のマーカに適合する色抽出を行うことにより、前記撮影手段で撮影された画像から前記複数のマーカを抽出すると共に画像上の位置を検出することを特徴とする建設機械の刃先位置計測装置。