拍攝裝置的校正系統(tǒng)、作業(yè)機(jī)械和拍攝裝置的校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于對(duì)作業(yè)機(jī)械具有的拍攝裝置進(jìn)行校正的拍攝裝置的校正系統(tǒng)、作 業(yè)機(jī)械和拍攝裝置的校正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，存在具有拍攝裝置的作業(yè)機(jī)械(例如專利文獻(xiàn)1)。這樣的作業(yè)機(jī)械通過拍攝 裝置拍攝對(duì)象并基于拍攝結(jié)果來控制自身的動(dòng)作或?qū)⑺臄z的對(duì)象的信息發(fā)送至管理裝 置。
[0003] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-233353號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在專利文獻(xiàn)1中記載有使用拍攝裝置來校正作業(yè)機(jī)的技術(shù)。然而，在專利文獻(xiàn)1中 既沒有記載也沒有暗示對(duì)作業(yè)機(jī)械具有的拍攝裝置進(jìn)行校正。
[0005] 本發(fā)明的目的在于對(duì)作業(yè)機(jī)械具有的拍攝裝置進(jìn)行校正。
[0006] 本發(fā)明提供一種拍攝裝置的校正系統(tǒng)，其包括：至少兩個(gè)拍攝裝置；以及處理裝 置，其使至少兩個(gè)上述拍攝裝置中的、第一拍攝裝置與第二拍攝裝置之間的距離固定，并使 規(guī)定上述第二拍攝裝置的姿勢(shì)的參數(shù)變化，在由上述第一拍攝裝置和上述第二拍攝裝置得 到的一對(duì)圖像間查找對(duì)應(yīng)的部分，基于查找到的結(jié)果來求取上述參數(shù)。
[0007] 優(yōu)選的是，上述處理裝置包括：查找部，其使至少兩個(gè)上述拍攝裝置中的、第一拍 攝裝置與第二拍攝裝置之間的距離固定，并使規(guī)定上述第二拍攝裝置的姿勢(shì)的參數(shù)變化， 在由上述第一拍攝裝置和上述第二拍攝裝置得到的一對(duì)圖像間查找對(duì)應(yīng)的部分；以及決定 部，其基于上述查找部查找到的結(jié)果，求取規(guī)定上述拍攝裝置的姿勢(shì)的姿勢(shì)參數(shù)。
[0008] 優(yōu)選的是，上述參數(shù)規(guī)定上述第二拍攝裝置的旋度。
[0009] 優(yōu)選的是，上述參數(shù)包含使上述第二拍攝裝置以上述第一拍攝裝置為中心旋轉(zhuǎn)的 第一參數(shù)和使上述第二拍攝裝置圍繞上述第二拍攝裝置的中心旋轉(zhuǎn)的第二參數(shù)。
[0010] 優(yōu)選的是，上述處理裝置基于在由至少兩個(gè)上述拍攝裝置中的一對(duì)上述拍攝裝置 得到的一對(duì)圖像間查找對(duì)應(yīng)的部分所得到的結(jié)果，決定需要求取上述參數(shù)的上述第一拍攝 裝置和上述第二拍攝裝置。
[0011]優(yōu)選的是，上述處理裝置在有多對(duì)上述拍攝裝置的情況下，對(duì)查找成功率小于閾 值的一對(duì)上述拍攝裝置求取上述參數(shù)。
[0012] 本發(fā)明提供一種作業(yè)機(jī)械，其包括:上述的拍攝裝置的校正系統(tǒng)；以及多個(gè)上述拍 攝裝置。
[0013] 本發(fā)明提供一種拍攝裝置的校正方法，由至少兩個(gè)拍攝裝置拍攝對(duì)象來得到多個(gè) 圖像，基于在由多個(gè)上述拍攝裝置中的一對(duì)拍攝裝置得到的一對(duì)圖像間查找對(duì)應(yīng)的部分所 得到的結(jié)果，決定是否求取用于規(guī)定一對(duì)上述拍攝裝置中的任一方的姿勢(shì)的參數(shù)，在求取 上述參數(shù)時(shí)，使作為一對(duì)上述拍攝裝置的第一拍攝裝置與第二拍攝裝置之間的距離固定， 并使規(guī)定上述第二拍攝裝置的姿勢(shì)的參數(shù)變化，在由上述第一拍攝裝置和上述第二拍攝裝 置得到的一對(duì)圖像間查找對(duì)應(yīng)的部分，基于查找到的結(jié)果來求取規(guī)定上述拍攝裝置的姿勢(shì) 的姿勢(shì)參數(shù)。
[0014] 本發(fā)明能夠抑制使用作業(yè)機(jī)械進(jìn)行作業(yè)時(shí)的作業(yè)效率下降，該作業(yè)機(jī)械有具備作 業(yè)部件的作業(yè)機(jī)。
【附圖說明】
[0015] 圖1是具有實(shí)施方式涉及的拍攝裝置的校正系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)的立體圖。
[0016] 圖2是表示實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)的駕駛席附近的立體圖。
[0017] 圖3是表示實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)具有的作業(yè)機(jī)的尺寸和液壓挖掘機(jī)的坐標(biāo) 系的圖。
[0018] 圖4是表示由多個(gè)拍攝裝置拍攝對(duì)象而得到的圖像的一個(gè)示例的圖。
[0019] 圖5是表示多個(gè)拍攝裝置拍攝的對(duì)象的一個(gè)示例的圖。
[0020] 圖6是表示實(shí)施方式涉及的拍攝裝置的校正系統(tǒng)的圖。
[0021] 圖7是說明使用一對(duì)拍攝裝置對(duì)鏟斗的斗齒的齒尖進(jìn)行三維測(cè)量的示例的圖。 [0022]圖8是表示由一對(duì)拍攝裝置得到的一對(duì)圖像的圖。
[0023]圖9是表示由一對(duì)拍攝裝置得到的一對(duì)圖像的圖。
[0024]圖10是表示一對(duì)拍攝裝置的位置關(guān)系的立體圖。
[0025]圖11是拍攝裝置相對(duì)于拍攝裝置的偏移的說明圖。
[0026] 圖12是表示由一對(duì)拍攝裝置得到的一對(duì)圖像的圖。
[0027] 圖13是表示由一對(duì)拍攝裝置得到的一對(duì)圖像的圖。
[0028]圖14是表示實(shí)施方式涉及的校正系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)施方式涉及的校正方法時(shí)的處理的 流程圖。
[0029] 圖15是用于說明決定求取姿勢(shì)參數(shù)的拍攝裝置的方法的圖。
[0030] 圖16是表示用于決定求取姿勢(shì)參數(shù)的拍攝裝置的表的一個(gè)示例的圖。
[0031] 圖17是用于說明姿勢(shì)參數(shù)的圖。
[0032]圖18是用于說明姿勢(shì)參數(shù)的圖。
[0033]圖19是用于說明姿勢(shì)參數(shù)的圖。
[0034]圖20是用于說明姿勢(shì)參數(shù)的圖。
[0035]圖21是用于說明姿勢(shì)參數(shù)的圖。
[0036] 附圖標(biāo)記說明
[0037] 1 車身
[0038] 2作業(yè)機(jī)
[0039] 3回轉(zhuǎn)體
[0040] 4駕駛室
[0041 ] 5行走體
[0042] 5a、5b 履帶
[0043] 6 動(dòng)臂
[0044] 7 斗桿
[0045] 8 鏟斗
[0046] 9 斗齒
[0047] 10動(dòng)臂缸
[0048] 11斗桿缸
[0049] 12鏟斗缸
[0050] 13動(dòng)臂銷
[0051] 14斗桿銷
[0052] 15鏟斗銷
[0053] 20處理裝置
[0054] 21處理部
[0055] 22存儲(chǔ)部
[0056] 23輸入輸出部
[0057] 30、30a、30b、30c、30d、30L、30R 拍攝裝置
[0058] 31L、31R 拍攝元件
[0059] 32L、32R、32Lr 圖像
[0060] 33、33，視差圖像 [0061] 50拍攝裝置的校正系統(tǒng)
[0062] 100液壓挖掘機(jī)
[0063] BL 基線 [0064] d 視差 [0065] f焦點(diǎn)距離
[0066] OCL、OCR、OCc、OCd 光學(xué)中心
[0067] P3 齒尖
[0068] SR灰階比率
[0069] SRc 閾值
[0070] TB判斷表
[0071] α、β、γ、θ、φ 角度
【具體實(shí)施方式】
[0072] 參照附圖來詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式(實(shí)施方式）。
[0073]液壓挖掘機(jī)的整體結(jié)構(gòu)
[0074] 圖1是具有實(shí)施方式涉及的拍攝裝置的校正系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)100的立體圖。圖2 是表示實(shí)施方式涉及的液壓挖掘機(jī)100的駕駛席附近的立體圖。圖3是表示實(shí)施方式涉及的 液壓挖掘機(jī)具有的作業(yè)機(jī)2的尺寸和液壓挖掘機(jī)100的坐標(biāo)系的圖。
[0075] 作為作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)100具有車身1和作業(yè)機(jī)2。車身1具有回轉(zhuǎn)體3、駕駛室 4和行走體5?；剞D(zhuǎn)體3以可回轉(zhuǎn)的方式安裝于行走體5?；剞D(zhuǎn)體3收納有未圖示的液壓栗和發(fā) 動(dòng)機(jī)等裝置。駕駛室4配置于回轉(zhuǎn)體3的前部。在駕駛室4內(nèi)配置圖2所示的操作裝置25。行走 體5具有履帶5a、5b，通過履帶5a、5b轉(zhuǎn)動(dòng)，使液壓挖掘機(jī)100行走。
[0076] 作業(yè)機(jī)2安裝于車身1的前部，具有動(dòng)臂6、斗桿7、作為作業(yè)部件的鏟斗8、動(dòng)臂缸 10、斗桿缸11和鏟斗缸12。在實(shí)施方式中，車身1的前方是指，從圖2所示的駕駛席4S的椅背 4SS朝向操作裝置25的方向側(cè)。車身1的后方是指，從操作裝置25朝向駕駛席4S的椅背4SS的 方向側(cè)。車身1的前部是指，車身1的前方側(cè)的部分，是車身1的與配重體WT相反一側(cè)的部分。 操作裝置25是用于操作作業(yè)機(jī)2和回轉(zhuǎn)體3的裝置，具有右側(cè)桿25R和左側(cè)桿25L。
[0077] 動(dòng)臂6的基端部通過動(dòng)臂銷13可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于車身1的前部。動(dòng)臂銷13相當(dāng)于動(dòng)臂 6相對(duì)于回轉(zhuǎn)體3的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。斗桿7的基端部通過斗桿銷14可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于動(dòng)臂6的前端 部。斗桿銷14相當(dāng)于斗桿7相對(duì)于動(dòng)臂6的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。在斗桿7的前端部，通過鏟斗銷15可轉(zhuǎn) 動(dòng)地安裝有鏟斗8。鏟斗銷15相當(dāng)于鏟斗8相對(duì)于斗桿7的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。
[0078] 如圖3所示，動(dòng)臂6的長(zhǎng)度、即動(dòng)臂銷13與斗桿銷14之間的長(zhǎng)度是L1。斗桿7的長(zhǎng)度、 即斗桿銷14與鏟斗銷15之間的長(zhǎng)度是L2。鏟斗8的長(zhǎng)度、即鏟斗銷15與鏟斗8的斗齒9的前端 即齒尖P3之間的長(zhǎng)度是L3。
[0079] 圖1所示的動(dòng)臂缸10、斗桿缸11和鏟斗缸12分別是通過液壓驅(qū)動(dòng)的液壓缸。動(dòng)臂缸 10的基端部通過動(dòng)臂缸下部銷IOa可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于回轉(zhuǎn)體3。動(dòng)臂缸10的前端部通過動(dòng)臂缸 上部銷IOb可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于動(dòng)臂6。動(dòng)臂缸10通過液壓進(jìn)行伸縮來驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂6。
[0080] 斗桿缸11的基端部通過斗桿缸下部銷I Ia可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于動(dòng)臂6。斗桿缸11的前端 部通過斗桿缸上部銷I Ib可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于斗桿7。斗桿缸11通過液壓進(jìn)行伸縮來驅(qū)動(dòng)斗桿7。 [0081 ]鏟斗缸12的基端部通過鏟斗缸下部銷12a可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于斗桿7。鏟斗缸12的前端 部通過鏟斗缸上部銷12b可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于第一連接部件47的一端和第二連接部件48的一 端。第一連接部件47的另一端通過第一連接銷47a可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于斗桿7的前端部。第二連 接部件48的另一端通過第二連接銷48a可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于鏟斗8。鏟斗缸12通過液壓進(jìn)行伸縮 來驅(qū)動(dòng)1產(chǎn)斗8。
[0082]如圖3所示，在動(dòng)臂6、斗桿7和鏟斗8分別設(shè)置有第一角度檢測(cè)部18A、第二角度檢 測(cè)部18B和第三角度檢測(cè)部18C。第一角度檢測(cè)部18A、第二角度檢測(cè)部18B和第三角度檢測(cè) 部18C例如是行程傳感器。它們分別檢測(cè)動(dòng)臂缸10、斗桿缸11和鏟斗缸12的行程長(zhǎng)度，來間 接地檢測(cè)動(dòng)臂6相對(duì)于車身1的回轉(zhuǎn)角、斗桿7相對(duì)于動(dòng)臂6的回轉(zhuǎn)角、鏟斗8相對(duì)于斗桿7的 回轉(zhuǎn)角。
[0083]在實(shí)施方式中，第一角度檢測(cè)部18A檢測(cè)動(dòng)臂缸10的行程長(zhǎng)度。后述的處理裝置20 基于第一角度檢測(cè)部18A檢測(cè)出的動(dòng)臂缸10的行程長(zhǎng)度，計(jì)算動(dòng)臂6相對(duì)于圖3所示的液壓 挖掘機(jī)100的坐標(biāo)系(Xm，Ym，Zm)的Zm軸的回轉(zhuǎn)角δ 1。以下，可將液壓挖掘機(jī)1 〇〇的坐標(biāo)系稱 為車身坐標(biāo)系。如圖2所示，例如車身坐標(biāo)系的原點(diǎn)是動(dòng)臂銷13的中心。動(dòng)臂銷