特許 6954145 先端アタッチメント寸法計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6954145

(24)【登録日】2021年10月4日

(45)【発行日】2021年10月27日

(54)【発明の名称】先端アタッチメント寸法計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/02 20060101AFI20211018BHJP

   G06T 7/215 20170101ALI20211018BHJP

   G06T 7/62 20170101ALI20211018BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/02 H

   G06T7/215

   G06T7/62

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-7339(P2018-7339)

(22)【出願日】2018年1月19日

(65)【公開番号】特開2019-124663(P2019-124663A)

(43)【公開日】2019年7月25日

【審査請求日】2020年10月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大谷 真輝

(72)【発明者】

【氏名】羽馬 涼太

(72)【発明者】

【氏名】上田 員弘

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 誠司

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 卓

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 洋一郎

【審査官】 仲野 一秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１５７０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３３３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８７２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１７０６６５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０６Ｔ ７／００− ７／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業機械の上部旋回体に取り付けられ、交換可能な先端アタッチメントを先端部に有する作業装置と、
前記上部旋回体に取り付けられ、前記先端アタッチメントを含む画像を撮影するカメラと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記カメラに撮影された画像の中から、画像の時間的変化の度合いが所定値以下の範囲である簡素背景範囲を決定し、
前記簡素背景範囲内に前記先端アタッチメントが映った画像であって、回転軸を中心に揺動している前記先端アタッチメントの画像を、前記カメラに撮影させ、
前記カメラに撮影された画像に基づいて、前記回転軸の方向における前記先端アタッチメントの画像上の幅寸法を取得し、取得した画像上の幅寸法から前記先端アタッチメントの実際の幅寸法を求め、
前記先端アタッチメントの基準位置から先端までの、前記回転軸の方向に直交する方向における寸法を縦寸法としたとき、
前記カメラに撮影された画像に基づいて、前記先端アタッチメントを揺動させたときの前記先端アタッチメントの画像上の縦寸法の最大値を取得し、取得した画像上の縦寸法の最大値から前記先端アタッチメントの実際の縦寸法を求める、
先端アタッチメント寸法計測装置。

【請求項2】

請求項１に記載の先端アタッチメント寸法計測装置であって、
前記作業装置の姿勢を検出する作業装置姿勢センサを備え、
前記コントローラは、前記作業装置姿勢センサに検出された前記作業装置の姿勢に基づいて、前記カメラに撮影された画像中の前記基準位置が映る位置を取得する、
先端アタッチメント寸法計測装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の先端アタッチメント寸法計測装置であって、
前記基準位置に取り付けられる、または、前記カメラから見たときに前記基準位置に対応する位置に取り付けられるマーカーを備え、
前記コントローラは、前記カメラに撮影された画像から前記マーカーを認識することで、前記カメラに撮影された画像中の前記基準位置が映る位置を取得する、
先端アタッチメント寸法計測装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の先端アタッチメント寸法計測装置であって、
前記簡素背景範囲内に前記先端アタッチメントが映り得るように、前記カメラの撮影範囲を操作者に操作させるための情報を出力する撮影範囲ガイダンス装置を備える、
先端アタッチメント寸法計測装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の先端アタッチメント寸法計測装置であって、
前記簡素背景範囲内に前記先端アタッチメントが映るように、前記作業装置の姿勢を操作者に操作させるための情報を出力する作業装置姿勢ガイダンス装置を備える、
先端アタッチメント寸法計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械の先端アタッチメントの寸法を計測する先端アタッチメント寸法計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に、先端アタッチメント（同文献におけるアタッチメント）を含む距離分布を距離センサが計測し、距離分布に基づいて先端アタッチメントを認識する技術が記載されている（同文献の請求項１などを参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−１５７０１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

同文献に記載の技術では、距離分布に基づいて先端アタッチメントの寸法など（同文献では特徴量）が認識される。距離分布を計測するために、距離センサが用いられる。しかし、距離センサは、単眼カメラなどに比べ、コストが高い場合がある。また、先端アタッチメントの寸法を計測する際、寸法計測の精度を確保することが重要である。

【0005】

そこで、本発明は、距離分布を用いなくても、精度よく、先端アタッチメントの寸法を計測できる、先端アタッチメント寸法計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の先端アタッチメント寸法計測装置は、作業装置と、カメラと、コントローラと、を備える。前記作業装置は、作業機械の上部旋回体に取り付けられ、交換可能な先端アタッチメントを先端部に有する。前記カメラは、前記上部旋回体に取り付けられ、前記先端アタッチメントを含む画像を撮影する。前記コントローラは、前記カメラに撮影された画像の中から、画像の時間的変化の度合いが所定値以下の範囲である簡素背景範囲を決定する。前記コントローラは、前記簡素背景範囲内に前記先端アタッチメントが映った画像であって、回転軸を中心に揺動している前記先端アタッチメントの画像を、前記カメラに撮影させる。前記コントローラは、前記カメラに撮影された画像に基づいて、前記回転軸の方向における前記先端アタッチメントの画像上の幅寸法を取得する。前記コントローラは、取得した画像上の幅寸法から前記先端アタッチメントの実際の幅寸法を求める。前記先端アタッチメントの基準位置から先端までの、前記回転軸の方向に直交する方向における寸法を縦寸法とする。前記コントローラは、前記カメラに撮影された画像に基づいて、前記先端アタッチメントを揺動させたときの前記先端アタッチメントの画像上の縦寸法の最大値を取得する。前記コントローラは、取得した画像上の縦寸法の最大値から前記先端アタッチメントの実際の縦寸法を求める。

【発明の効果】

【0007】

上記構成により、距離分布を用いなくても、精度よく、先端アタッチメントの寸法を計測できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】作業機械１０を横から見た図である。

【図2】図１に示す作業機械１０に設けられる先端アタッチメント寸法計測装置１のブロック図である。

【図3】図２に示す先端アタッチメント寸法計測装置１のフローチャートである。

【図4】図１に示すカメラ４０に撮影された画像を示す図である。

【図5】図４に示す画像のうち先端アタッチメント２５の周辺部を示す図であり、図４に示す状態から先端アタッチメント２５を掘削側に揺動させた状態を示す図である。

【図6】変形例１の先端アタッチメント寸法計測装置１０１のブロック図である。

【図7】図５に示す先端アタッチメント寸法計測装置１０１のフローチャートである。

【図8】変形例２の先端アタッチメント寸法計測装置２０１のブロック図である。

【図9】図７に示す先端アタッチメント寸法計測装置２０１のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１〜図５を参照して、図１に示す先端アタッチメント寸法計測装置１について説明する。

【0010】

先端アタッチメント寸法計測装置１は、先端アタッチメント２５の寸法を計測する装置であり、作業機械１０に設けられる。作業機械１０は、建設作業などの作業を行う機械であり、例えば建設機械であり、例えばショベルなどである。作業機械１０は、下部走行体１１と、上部旋回体１３と、作業装置２０と、作業装置姿勢センサ３０と、カメラ４０と、図２に示すカメラ撮影範囲変更部４５と、作業装置駆動部４７と、コントローラ６０と、を備える。

【0011】

下部走行体１１は、図１に示す作業機械１０を走行させる部分であり、例えばクローラを備える。上部旋回体１３は、下部走行体１１よりも上に設けられ、下部走行体１１に対して旋回可能である。上部旋回体１３は、キャブ１３ｃ（運転室）を備える。

【0012】

作業装置２０は、上部旋回体１３に取り付けられ、作業を行う装置である。作業装置２０は、ブーム２１と、アーム２３と、先端アタッチメント２５と、を備える。ブーム２１は、上部旋回体１３に回転可能に取り付けられる。アーム２３は、ブーム２１に回転可能に取り付けられる。

【0013】

先端アタッチメント２５は、作業装置２０の先端部に設けられる。先端アタッチメント２５は、複数種類に交換可能である。先端アタッチメント２５の種類には、バケット（図１に示す例）、クラムシェル、ハサミ状の装置、ハンマ、マグネットなどがある。例えば、先端アタッチメント２５がバケットの場合、先端アタッチメント２５を、様々な寸法のバケットに交換可能である。先端アタッチメント２５は、アーム２３に回転（揺動）可能に取り付けられる。先端アタッチメント２５の、アーム２３に対する回転軸を、回転軸２５ａとする。先端アタッチメント２５の寸法計測の基準となる位置を、基準位置２５ｂとする。基準位置２５ｂは、先端アタッチメント２５の種類によらず決まる位置である。基準位置２５ｂは、例えば、先端アタッチメント２５の基端部であり、例えば、回転軸２５ａの位置（バケットピンの位置など）である。図５に示すように、基準位置２５ｂなどにマーカー２５ｍが取り付けられる。マーカー２５ｍは、画像認識用の目印であり、所定の形状、模様、色彩などを有する。マーカー２５ｍは、基準位置２５ｂに取り付けられる。または、マーカー２５ｍは、カメラ４０から見たときに基準位置２５ｂに相当する位置に取り付けられる。カメラ４０から見たときに基準位置２５ｂに相当する位置は、例えば、カメラ４０から見たときに基準位置２５ｂと重なる位置、または、これに近い位置などである。図５に示す例では、マーカー２５ｍは、アーム２３に取り付けられる。

【0014】

作業装置姿勢センサ３０は、図１に示す作業装置２０の姿勢を検出するセンサである。作業装置姿勢センサ３０は、ブーム角度センサ３１と、アーム角度センサ３３と、先端アタッチメント角度センサ３５と、を備える。ブーム角度センサ３１は、上部旋回体１３に対するブーム２１の角度（ブーム２１角度）を検出する。例えば、ブーム角度センサ３１は、ブーム２１の基端部に設けられる角度センサ（エンコーダ）である。例えば角度センサである点は、アーム角度センサ３３、および先端アタッチメント角度センサ３５も同様である。例えば、ブーム角度センサ３１は、ブーム２１を駆動させるブームシリンダの伸縮量を検出することで、ブーム２１角度を検出してもよい。この場合、ブームシリンダの伸縮量が、ブーム２１角度に変換される。シリンダの伸縮量を検出することで角度を検出してもよい点は、アーム角度センサ３３および先端アタッチメント角度センサ３５も同様である。アーム角度センサ３３は、ブーム２１に対するアーム２３の角度（アーム２３角度）を検出する。先端アタッチメント角度センサ３５は、アーム２３に対する先端アタッチメント２５の角度を検出する。

【0015】

カメラ４０は、先端アタッチメント２５を含む画像を撮影可能である。カメラ４０は、作業装置２０およびその周囲の画像を撮影する。カメラ４０は、先端アタッチメント２５の可動範囲として想定される全範囲を撮影可能であることが好ましい。カメラ４０は、上部旋回体１３に取り付けられ、例えば、キャブ１３ｃ（例えば左前上部など）に取り付けられ、例えば、上部旋回体１３のうちキャブ１３ｃ以外の部分に取り付けられてもよい。カメラ４０は、例えば単眼カメラでもよく、例えばステレオカメラなどでもよい。カメラ４０のコストを低くするために、カメラ４０は単眼カメラであることが好ましい。カメラ４０の撮影範囲は、可変でもよく、固定でもよい。カメラ４０は、上部旋回体１３に対して移動（例えば回動）可能でもよく、上部旋回体１３に対して固定されてもよい。カメラ４０は、ズーム機能を有してもよい。なお、図１に、カメラ４０の画角４０ａの一例を示す。また、以下では、特に断らない限り、カメラ４０の撮影範囲が可変である場合について説明する。

【0016】

カメラ撮影範囲変更部４５は、カメラ４０の撮影範囲を変える。例えば、カメラ撮影範囲変更部４５は、上部旋回体１３（図１参照）に対してカメラ４０を移動させることでカメラ４０の撮影範囲を変えてもよい。例えば、カメラ撮影範囲変更部４５は、カメラ４０のズーム位置を変えることで、カメラ４０の撮影範囲を変えてもよい。例えば、カメラ撮影範囲変更部４５は、下部走行体１１（図１参照）に対して上部旋回体１３を旋回させることによって、カメラ４０の撮影範囲を変更してもよい。

【0017】

作業装置駆動部４７は、作業装置２０（図１参照）を駆動する。具体的には例えば、作業装置駆動部４７は、作業装置２０を駆動させるアクチュエータ（例えばシリンダ）、および、アクチュエータを制御する油圧回路などである。

【0018】

コントローラ６０は、信号（情報）の入出力、および演算（判定、算出）などを行う。コントローラ６０には、作業装置姿勢センサ３０、カメラ４０、カメラ撮影範囲変更部４５、および作業装置駆動部４７などが接続される。コントローラ６０により実現される機能には、例えば、カメラ撮影範囲制御機能６１と、作業装置姿勢制御機能６３と、干渉防止制御機能６５と、がある。カメラ撮影範囲制御機能６１は、カメラ４０の撮影範囲を制御（自動制御）する機能である。作業装置姿勢制御機能６３は、作業装置２０の姿勢を制御（自動制御）する機能である。なお、干渉防止制御機能６５については後述する。また、コントローラ６０には、これら以外の機能があってもよい。

【0019】

（作動）
図３に示すフローチャートを参照して、先端アタッチメント寸法計測装置１の作動（主にコントローラ６０の作動）を説明する。なお、以下では、先端アタッチメント寸法計測装置１の各構成要素（カメラ４０、コントローラ６０など）については主に図１を参照し、フローチャートの各ステップについては図３を参照して説明する。

【0020】

ステップＳ１１では、図４に示すように、カメラ４０（図１参照）が、画像を撮影する。カメラ４０に撮影された画像を、カメラ画像Ｉｍとする。そして、コントローラ６０（図１参照）が、カメラ画像Ｉｍの中から、簡素背景範囲Ａを決定（選択）する。さらに詳しくは、コントローラ６０は、カメラ画像Ｉｍの中から、画像が動いていない、または、ほぼ動いていない範囲を、簡素背景範囲Ａとして選択する。具体的には、コントローラ６０には、画像の時間的変化の度合いに関する所定値（閾値）が、予め設定される。そして、コントローラ６０は、カメラ画像Ｉｍのうち、画像の時間的変化の度合いが所定値以下の範囲を、簡素背景範囲Ａとする。コントローラ６０は、カメラ画像Ｉｍの中で、画像の時間的変化の度合いが最も少ない部分およびその周辺を、簡素背景範囲Ａとしてもよい。コントローラ６０は、画像の時間的変化の度合いだけでなく、画像の形状や色の複雑さにも基づいて、簡素背景範囲Ａを決定してもよい。

【0021】

ステップＳ２１およびＳ２３では、図１に示すコントローラ６０は、簡素背景範囲Ａ（図４参照。以下、簡素背景範囲Ａについて同様）内に先端アタッチメント２５が映るように、カメラ４０の撮影範囲および作業装置２０の姿勢を制御する。

【0022】

ステップＳ２１では、コントローラ６０は、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るように、カメラ４０の撮影範囲を制御（自動制御）する。図２に示すコントローラ６０は、カメラ撮影範囲変更部４５に指令を出力することで、カメラ４０の撮影範囲を制御する。カメラ４０の撮影範囲の制御の具体例は、次の通りである。図４に示す例では、作業装置２０の姿勢を変えても、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得ない。そこで、図１に示すコントローラ６０は、例えば、上部旋回体１３に対するカメラ４０の位置を変えてもよく、例えば、下部走行体１１に対して上部旋回体１３を旋回させてもよい。また、例えば、カメラ画像Ｉｍの中で寸法計測に用いられる部分が決まっている場合（例えば画面中央などと決まっている場合）に、寸法計測に用いられる部分に簡素背景範囲Ａが配置されるように、カメラ４０の撮影範囲が制御されてもよい。また、例えば、カメラ４０がズーム機能を有する場合に、カメラ画像Ｉｍ内での簡素背景範囲Ａの割合ができるだけ多くなるように、カメラ４０のズーム位置が設定されてもよい。なお、このステップＳ２１の処理が完了した時点では、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映っていなくてもよい。下記のステップＳ２３で作業装置２０の姿勢を変えたときに簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映ることが可能となるように、カメラ４０の撮影範囲が設定されればよい。このステップＳ２１で設定されたカメラ４０の撮影範囲は、例えば、寸法計測が終了するまで（図３に示す一連のフローが終了するまで）固定される（変更されてもよい）。

【0023】

ステップＳ２３では、図１に示すコントローラ６０は、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るように、作業装置２０の姿勢を制御（自動制御）する。コントローラ６０は、作業装置駆動部４７（図２参照）に指令を出力することで、作業装置２０の姿勢を制御する。コントローラ６０は、ブーム２１およびアーム２３の姿勢（角度）を制御する。ここでは、コントローラ６０は、アーム２３に対する先端アタッチメント２５の角度は制御しなくてもよい。コントローラ６０は、先端アタッチメント２５を揺動（下記のステップＳ４１を参照）させたときに、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り続けることが可能となるように、作業装置２０の姿勢を制御する。このステップＳ２３で設定されたブーム２１およびアーム２３の姿勢は、例えば、寸法計測が終了するまで（図３に示す一連のフローが終了するまで）固定される（変更されてもよい）。

【0024】

ステップＳ３１では、コントローラ６０は、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置（カメラ画像Ｉｍにおける座標）を取得する。この処理は、例えば、次の［例１ａ］、［例１ｂ］、または［例１ｃ］のように行われる。［例１ａ］コントローラ６０は、作業装置姿勢センサ３０に検出された作業装置２０の姿勢に基づいて、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を算出する。さらに詳しくは、コントローラ６０は、ブーム２１角度、およびアーム２３角度に基づいて、この算出を行う。また、コントローラ６０は、ブーム２１の構造の情報（寸法や形状など）、およびアーム２３の構造の情報に基づいて、この算出を行ってもよい。また、コントローラ６０は、上部旋回体１３におけるカメラ４０の位置の情報、具体的には例えば、カメラ４０の位置とブーム２１の基端部との相対位置の情報に基づいて、この算出を行ってもよい。

【0025】

［例１ｂ］コントローラ６０は、図５に示すカメラ画像Ｉｍからマーカー２５ｍを認識（画像認識）することで、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を取得してもよい。［例１ｃ］コントローラ６０は、作業装置姿勢センサ３０に検出された作業装置２０の姿勢、および、マーカー２５ｍの画像認識に基づいて、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を取得してもよい。この場合、基準位置２５ｂ以外の位置に、マーカー２５ｍと同じもの、または似たものがあっても、コントローラ６０は、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を精度よく取得できる。

【0026】

ステップＳ４１では、図１に示すコントローラ６０は、先端アタッチメント２５を揺動させる。コントローラ６０は、作業装置駆動部４７（図２参照）に指令を出力することで、先端アタッチメント２５を揺動（自動的に揺動）させる。例えば、コントローラ６０は、アーム２３に対して先端アタッチメント２５が回動可能な範囲の全域で、先端アタッチメント２５を揺動させる。例えば、先端アタッチメント２５がバケットの場合、コントローラ６０は、最も掘削側（すくい側）と、最も排土側と、の間の全域で、先端アタッチメント２５を揺動させる。このとき、カメラ４０は、簡素背景範囲Ａ内に映った、揺動している先端アタッチメント２５の画像を、撮影（時間的に連続して撮影）する。

【0027】

なお、コントローラ６０には、先端アタッチメント２５を揺動させない条件が予め設定されてもよい。例えば、先端アタッチメント２５を揺動させれば先端アタッチメント２５が地面などと干渉すると予想される場合は、コントローラ６０は、先端アタッチメント２５を揺動させなくてもよい。具体的には例えば、平らな地面に相当する面（下部走行体１１の底面と平行かつ下部走行体１１の底面と平行な仮想面）に対する、基準位置２５ｂの高さが所定値以下の場合、コントローラ６０は、先端アタッチメント２５を揺動させなくてもよい。なお、このステップＳ４１の時点では、先端アタッチメント２５の正確な寸法は不明である。一方、作業装置２０に設けられると想定される先端アタッチメント２５の寸法は、おおよそ決まっている（ある範囲内に限定される）。そこで、例えば、コントローラ６０は、作業装置２０に設けられると想定される先端アタッチメント２５の中で最も大きいものを揺動させても、先端アタッチメント２５が地面などと干渉しないと判断できる場合に、先端アタッチメント２５を揺動させてもよい。

【0028】

ステップＳ４３では、コントローラ６０は、図５に示すように、カメラ画像Ｉｍに基づいて（画像処理により）、先端アタッチメント２５の幅寸法Ｘを取得する。幅寸法Ｘは、先端アタッチメント２５の揺動の回転軸２５ａが延びる方向（回転軸２５ａ方向）における先端アタッチメント２５の寸法である。この処理の詳細は次の通りである。カメラ画像Ｉｍにおける、回転軸２５ａの方向を、画像横方向ｘとする。カメラ画像Ｉｍにおける、回転軸２５ａに直交する方向（画像横方向ｘに直交する方向）を、画像縦方向ｙとする。コントローラ６０は、先端アタッチメント２５の画像横方向ｘにおける幅寸法Ｘ（以下、「画像上の幅寸法Ｘ」ともいう）を取得する。そして、コントローラ６０は、画像上の幅寸法Ｘから、実際の先端アタッチメント２５の幅寸法Ｘ（以下、「実際の幅寸法Ｘ」ともいう）を求める（算出する、換算する）。実際の幅寸法Ｘは、回転軸２５ａの方向における、実際の先端アタッチメント２５の寸法（メートルなどの単位で表される寸法）である。この換算は、例えば、図１に示すカメラ４０から基準位置２５ｂまでの距離、および、カメラ４０のズーム機能を利用している場合はズーム位置などに基づいて行われる（ステップＳ４５での換算も同様）。なお、コントローラ６０は、先端アタッチメント２５の先端部の幅寸法Ｘを取得してもよく（図５参照）、先端アタッチメント２５全体（基端部から先端部までの全体）の幅寸法Ｘを取得してもよい（図示なし）。

【0029】

ステップＳ４５では、コントローラ６０は、図５に示すように、カメラ画像Ｉｍに基づいて（画像処理により）、先端アタッチメント２５を揺動させたときの縦寸法Ｙの最大値Ｙｍａｘを取得する。縦寸法Ｙは、先端アタッチメント２５の基準位置２５ｂから先端までの、回転軸２５ａの方向に直交する方向における寸法である。この処理の詳細は次の通りである。コントローラ６０は、基準位置２５ｂから、先端アタッチメント２５の先端までの、画像縦方向ｙにおける縦寸法Ｙ（以下「画像上の縦寸法Ｙ」ともいう）を取得する。さらに詳しくは、基準位置２５ｂの画像縦方向ｙの座標と、先端アタッチメント２５の先端の画像縦方向ｙの座標と、の差分を算出する。先端アタッチメント２５が揺動する（ステップＳ４１参照）と、画像上の縦寸法Ｙが、増加または減少する。コントローラ６０は、先端アタッチメント２５を揺動させたときの、画像上の縦寸法Ｙの最大値Ｙｍａｘ（画像上の最大値Ｙｍａｘ）を取得する。そして、コントローラ６０は、画像上の縦寸法Ｙの最大値Ｙｍａｘから、実際の先端アタッチメント２５の縦寸法Ｙの最大値Ｙｍａｘを求める（算出する、換算する）（幅寸法Ｘの換算と同様）。

【0030】

そして、図１に示すコントローラ６０は、先端アタッチメント２５の寸法計測の処理を終了する。コントローラ６０は、先端アタッチメント２５の寸法を、例えば、図２に示す干渉防止制御機能６５などの制御パラメータに反映させる。干渉防止制御機能６５は、先端アタッチメント２５が周囲の物と干渉することを防ぐように、作業装置２０の動作を制御（制限）する機能である。上記「周囲の物」は、例えば、上部旋回体１３、下部走行体１１、建物の屋根、天井、壁、または床などである。

【0031】

（効果）
図１に示す先端アタッチメント寸法計測装置１による効果は次の通りである。

【0032】

（第１の発明の効果）
先端アタッチメント寸法計測装置１は、作業装置２０と、カメラ４０と、コントローラ６０と、を備える。作業装置２０は、作業機械１０の上部旋回体１３に取り付けられる。作業装置２０は、交換可能な先端アタッチメント２５を先端部（作業装置２０の先端部）に有する。カメラ４０は、上部旋回体１３に取り付けられ、先端アタッチメント２５を含む画像（カメラ画像Ｉｍ（図４参照））を撮影する。

【0033】

［構成１−１］コントローラ６０は、カメラ４０に撮影された画像（カメラ画像Ｉｍ）の中から、画像の時間的変化の度合いが所定値以下の範囲である簡素背景範囲Ａ（図４参照）を決定する。コントローラ６０は、図５に示すように、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映った画像であって、回転軸２５ａを中心に揺動しているの先端アタッチメント２５の画像を、カメラ４０に撮影させる。

【0034】

［構成１−２］コントローラ６０（図１参照）は、カメラ４０（図１参照）に撮影された画像（カメラ画像Ｉｍ）に基づいて、回転軸２５ａの方向における、先端アタッチメント２５の画像上の幅寸法Ｘを取得する。コントローラ６０は、取得した画像上の幅寸法Ｘから、先端アタッチメント２５の実際の幅寸法Ｘを求める。先端アタッチメント２５の基準位置２５ｂから先端までの、回転軸２５ａの方向に直交する方向における寸法を、縦寸法Ｙとする。コントローラ６０は、カメラ４０に撮影された画像（カメラ画像Ｉｍ）に基づいて、先端アタッチメント２５を揺動させたときの先端アタッチメント２５の画像上の縦寸法Ｙの最大値Ｙｍａｘを取得する。コントローラ６０は、取得した画像上の縦寸法Ｙの最大値Ｙｍａｘから、先端アタッチメント２５の実際の縦寸法Ｙを求める。

【0035】

上記［構成１−１］では、カメラ画像Ｉｍでの、先端アタッチメント２５の周囲の画像（背景）の時間的変化の度合いが所定値以下である（変化が少ない）。よって、コントローラ６０（図１参照）は、先端アタッチメント２５と背景とを区別しやすく、揺動している先端アタッチメント２５の外形（輪郭）を認識しやすい。その結果、先端アタッチメント２５の寸法計測を精度よく行える。

【0036】

また、上記［構成１−１］では、図１に示すコントローラ６０は、先端アタッチメント２５と背景とを区別する際に、先端アタッチメント２５およびその周囲に映る物から、カメラ４０までの、距離分布の情報を用いる必要がない。また、上記［構成１−２］では、コントローラ６０は、先端アタッチメント２５の寸法を取得する際に、先端アタッチメント２５からカメラ４０までの距離分布の情報を用いる必要がない。よって、カメラ４０は距離分布の情報を取得する必要がない。よってカメラ４０が距離分布の情報を取得する必要がある場合に比べ、カメラ４０にかかるコストを抑制できる。

【0037】

（第２の発明の効果）
［構成２］先端アタッチメント寸法計測装置１は、作業装置２０の姿勢を検出する作業装置姿勢センサ３０を備える。コントローラ６０は、作業装置姿勢センサ３０に検出された作業装置２０の姿勢に基づいて、カメラ４０に撮影された画像（カメラ画像Ｉｍ）中の基準位置２５ｂが映る位置を取得する。

【0038】

上記［構成２］により、図５に示すカメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を、コントローラ６０が画像認識を用いて取得する場合に比べ、図１に示すコントローラ６０の処理を簡素化でき、コントローラ６０の計算負荷を抑制できる。なお、上記「画像認識を用いて取得する場合」は、例えば、コントローラ６０（図１参照）が、カメラ画像Ｉｍ（図５参照）におけるアーム２３の形状などを認識することで、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を取得する場合などである。

【0039】

（第３の発明の効果）
［構成３］先端アタッチメント寸法計測装置１は、図５に示すように、マーカー２５ｍを備える。マーカー２５ｍは、基準位置２５ｂに取り付けられる、または、カメラ４０（図１参照）から見たときに基準位置２５ｂに相当する位置に取り付けられる。コントローラ６０（図１参照）は、カメラ４０に撮影された画像（カメラ画像Ｉｍ）からマーカー２５ｍを認識することで、カメラ４０に撮影された画像（カメラ画像Ｉｍ）中の基準位置２５ｂが映る位置を取得する。

【0040】

上記［構成３］により、コントローラ６０は、マーカー２５ｍを使わない画像認識を用いる場合に比べ、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を、正確に取得できる。その結果、先端アタッチメント２５の寸法計測をより精度よく行える。上記「マーカー２５ｍを使わない画像認識を用いる場合」は、例えば、コントローラ６０（図１参照）が、カメラ画像Ｉｍにおけるアーム２３の形状などを認識することで、カメラ画像Ｉｍ中の基準位置２５ｂが映る位置を取得する場合などである。

【0041】

（変形例１）
図６および図７を参照して、図６に示す変形例１の先端アタッチメント寸法計測装置１０１について、上記実施形態との相違点を説明する。なお、変形例１の先端アタッチメント寸法計測装置１０１のうち、上記実施形態との共通点については、上記実施形態と同一の符号を付すなどして、説明を省略する。共通点の説明を省略する点については、後述する変形例２の説明も同様である。先端アタッチメント寸法計測装置１０１は、撮影範囲ガイダンス装置１７０を備える。

【0042】

上記実施形態のステップＳ２１（図３参照）では、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るように、図１に示すカメラ４０の撮影範囲を、コントローラ６０が自動的に制御した。一方、図７に示す本変形例のステップＳ１２１では、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るように、図６に示す撮影範囲ガイダンス装置１７０が、カメラ４０の撮影範囲のガイダンスを行う。具体的には、撮影範囲ガイダンス装置１７０は、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るように、図６に示すカメラ４０の撮影範囲を操作者に操作させるための情報を出力する。撮影範囲ガイダンス装置１７０は、例えば、文字、図形、音などを出力する。撮影範囲ガイダンス装置１７０が出力した情報を得た操作者は、カメラ４０の撮影範囲を（カメラ撮影範囲変更部４５を）操作する。ここで、コントローラ６０は、カメラ４０の撮影範囲が、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るような範囲になっているか否かを判定してもよい。カメラ４０の撮影範囲が、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るような範囲になった場合は、図７に示すステップＳ２３に進むようにしてもよい。

【0043】

図６に示す変形例１の先端アタッチメント寸法計測装置１０１による効果は次の通りである。

【0044】

（第４の発明の効果）
［構成４］先端アタッチメント寸法計測装置１０１は、撮影範囲ガイダンス装置１７０を備える。撮影範囲ガイダンス装置１７０は、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るように、図６に示すカメラ４０の撮影範囲を操作者に操作させるための情報を出力する。

【0045】

上記［構成４］により、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映り得るように、図６に示すカメラ４０の撮影範囲をコントローラ６０が自動的に制御する場合に比べ、コントローラ６０による処理を簡素にできる。

【0046】

（変形例２）
図８および図９を参照して、変形例１の先端アタッチメント寸法計測装置２０１について、上記実施形態との相違点を説明する。先端アタッチメント寸法計測装置２０１は、作業装置姿勢ガイダンス装置２７０を備える。

【0047】

上記実施形態のステップＳ２３（図３参照）では、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るように、作業装置２０の姿勢を、コントローラ６０（図２参照）が自動的に制御した。一方、図９に示す本変形例のステップＳ２２３では、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るように、図８に示す作業装置姿勢ガイダンス装置２７０が、作業装置２０（図４参照）の姿勢のガイダンスを行う。具体的には、作業装置姿勢ガイダンス装置２７０は、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るように、作業装置２０の姿勢を操作者に操作させるための情報を出力する。作業装置姿勢ガイダンス装置２７０は、例えば、文字、図形、音などを出力する。作業装置姿勢ガイダンス装置２７０は、撮影範囲ガイダンス装置１７０（図６参照）と兼用されてもよい。作業装置姿勢ガイダンス装置２７０が出力した情報を得た操作者は、図４に示す作業装置２０の姿勢を（作業装置駆動部４７を）操作する。ここで、コントローラ６０は、作業装置２０の姿勢が、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るような姿勢になっているか否かを判定してもよい。作業装置２０の姿勢が、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るような姿勢になっている場合は、図９に示すステップＳ３１に進むようにしてもよい。

【0048】

図８に示す変形例２の先端アタッチメント寸法計測装置２０１による効果は次の通りである。

【0049】

（第５の発明の効果）
［構成５］先端アタッチメント寸法計測装置２０１は、作業装置姿勢ガイダンス装置２７０を備える。作業装置姿勢ガイダンス装置２７０は、図４に示す簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るように、作業装置２０の姿勢を操作者に操作させるための情報を出力する。

【0050】

上記［構成５］により、簡素背景範囲Ａ内に先端アタッチメント２５が映るように、作業装置２０の姿勢を、図８に示すコントローラ６０が自動的に制御する場合に比べ、コントローラ６０による処理を簡素にできる。

【0051】

（他の変形例）
上記実施形態および変形例（以下、「上記実施形態など」）は様々に変形されてもよい。例えば、変形例１と変形例２とが組み合わされてもよい。例えば、図２、図６、およびび図８に示すブロック図の各構成要素の接続は変更されてもよい。例えば、図３、図７、および図９に示すフローチャートのステップの順序は変更されてもよい。例えば、上記実施形態などの構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。

【0052】

例えば、上記実施形態などでは、図３に示すステップＳ４１では、図１に示すコントローラ６０が、寸法計測時に先端アタッチメント２５を自動的に揺動させた。一方、操作者が、寸法計測時に先端アタッチメント２５を操作して揺動させてもよい。この場合、作業装置姿勢ガイダンス装置２７０（図８参照）などのガイダンス装置を用いて、操作者に対して、先端アタッチメント２５を揺動させるようにガイダンスを行ってもよい。この場合、コントローラ６０は、先端アタッチメント２５の寸法計測が可能なように先端アタッチメント２５が揺動されたか否かを、先端アタッチメント角度センサ３５の検出値に基づいて判定してもよい。

【0053】

例えば、上記の通り、カメラ４０の撮影範囲は、可変でなくてもよい。また、コントローラ６０は、カメラ画像Ｉｍの一部を、寸法計測に使う部分として設定してもよい。カメラ画像Ｉｍ（図４参照）における、寸法計測に使う部分の位置や大きさなどは、可変でもよい。例えば、カメラ４０の撮影範囲が固定、かつ、上記の寸法計測に使う部分が可変でもよい。例えば、カメラ４０の撮影範囲が可変、かつ、上記の寸法計測に使う範囲が可変でもよい。

【符号の説明】

【0054】

１、１０１、２０１ 先端アタッチメント寸法計測装置
１０ 作業機械
１３ 上部旋回体
２０ 作業装置
２５ 先端アタッチメント
２５ａ 回転軸
２５ｂ 基準位置
２５ｍ マーカー
３０ 作業装置姿勢センサ
４０ カメラ
６０ コントローラ
１７０ 撮影範囲ガイダンス装置
２７０ 作業装置姿勢ガイダンス装置
Ａ 簡素背景範囲
Ｘ 幅寸法
Ｙ 縦寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】