特許 7588538 映像記録装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-14

(45)【発行日】2024-11-22

(54)【発明の名称】映像記録装置

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/24 20060101AFI20241115BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20241115BHJP

   H04N 7/18 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

E02F9/24 B

E02F9/26 A

H04N7/18 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021055711

(22)【出願日】2021-03-29

(65)【公開番号】P2022152800

(43)【公開日】2022-10-12

【審査請求日】2023-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】多胡 尚

(72)【発明者】

【氏名】荒井 雅嗣

(72)【発明者】

【氏名】田中 正道

(72)【発明者】

【氏名】岡野 康雄

(72)【発明者】

【氏名】日暮 昌輝

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２５３６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９４２３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２４

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｈ０４Ｎ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロント装置を備えた建設機械に搭載され、前記建設機械に取り付けられた複数のカメラにより撮像された映像を記録する映像記録装置であって、
前記複数のカメラは、前記フロント装置を含む前記建設機械の前方を撮像する前方カメラと、前記建設機械の右側方を撮像する第２カメラ、後方を撮像する第３カメラ、および左側方を撮像する第４カメラとを少なくとも有し、
前記映像記録装置は、
前記複数のカメラのうち、少なくとも前記第２カメラ、前記第３カメラおよび前記第４カメラにより撮像された映像に基づいて前記建設機械の周囲の俯瞰映像を合成する映像合成部と、合成した俯瞰映像と前記前方カメラにより撮像された前記フロント装置を含む前方映像とを同じ時系列で１つの映像として記録する映像記録部とを有し、前記映像記録部に前記１つの映像として記録される前記前方映像は、前記俯瞰映像における前方と一致するように配置されることを特徴とする映像記録装置。

【請求項2】

前記前方カメラにより撮像された前方映像には、前記建設機械の下部走行体及び前記建設機械のオペレータの手元のうち少なくとも一方の映像が更に含まれている請求項１に記載の映像記録装置。

【請求項3】

前記俯瞰映像は、前記建設機械の前方を除いた前記建設機械の周囲の俯瞰映像、又は、前記建設機械の全周囲の俯瞰映像である請求項１又は２に記載の映像記録装置。

【請求項4】

前記俯瞰映像には、前記フロント装置の動きの映像が含まれている請求項１～３のいずれか一項に記載の映像記録装置。

【請求項5】

前記複数のカメラは、前記フロント装置を含まずに前記フロント装置よりも更に遠方の前記建設機械の前方を撮像する第１カメラを更に備え、
前記映像合成部は、前記第１カメラ、前記第２カメラ、前記第３カメラおよび前記第４カメラにより撮像された映像により俯瞰映像を合成することを特徴とする請求項１に記載の映像記録装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械に搭載される映像記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の分野では、事故原因を調査する目的として、車両の前後にそれぞれ取り付けられたカメラで撮像した映像を記録するドライブレコーダが用いられている。事故が発生した場合は、ドライブレコーダに記録された映像を振り返ることで、事故発生時の状況を把握し、発生原因の究明に役立つ。最近では、建設機械の分野においても、事故やヒヤリハットといった危険事象の発生原因を調査するために、ドライブレコーダのような映像記録装置を搭載するニーズが高まっている。

【0003】

建設機械に搭載される映像記録装置として、例えば特許文献１に記載のように、油圧ショベルの前方に取り付けられ、バケットの掘削状況に関する情報をオペレータに提示するカメラが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６６８９７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載のカメラは、建設機械の前方のみを撮像するものであるので、カメラにより撮像された前方映像だけでは、危険事象の発生状況を正確に把握できない問題があった。これに対し、上記自動車のドライブレコーダを建設機械に適用するのが検討されるが、主な目的が移動であり車両の前方及び後方の映像で事故の状況がつかめる自動車と異なり、建設機械はバケットによる掘削作業に加えて、旋回動作によって前後左右いずれの方向にも動くため、自動車のドライブレコーダをそのまま適用した場合依然として危険事象の発生状況を正確に把握できない。

【0006】

そこで、建設機械の前後左右にそれぞれ取り付けられたカメラの映像を用いて俯瞰映像を利用することが考えられる。しかし、建設機械の掘削作業においては地面に対して垂直な方向にバケットが動くため、俯瞰映像ではバケットの動きを把握し難く、危険事象の発生原因の調査に不十分であった。

【0007】

上述の事情に鑑みて、本発明は、危険事象の発生状況を正確に把握できる映像記録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】

【0008】

本発明に係る映像記録装置は、フロント装置を備えた建設機械に搭載され、前記建設機械に取り付けられた複数のカメラにより撮像された映像を記録する映像記録装置であって、前記複数のカメラは、前記フロント装置を含む前記建設機械の前方を撮像する前方カメラを有し、前記映像記録装置は、前記複数のカメラにより撮像された映像に基づいて俯瞰映像を合成し、合成した俯瞰映像と前記前方カメラにより撮像された前方映像とを同じ時系列で１つの映像として記録することを特徴としている。

【0009】

本発明に係る映像記録装置では、複数のカメラにより撮像された映像に基づいて俯瞰映像を合成し、合成した俯瞰映像と前方カメラにより撮像された前方映像とを同じ時系列で１つの映像として記録する。このため、フロント装置の様子を示す前方映像と建設機械の周囲の俯瞰映像を１つの映像で振り返ることができるので、フロント装置の動きと建設機械周囲の状況を同時に確認でき、危険事象の発生状況を正確に把握することが可能になる。しかも前方映像と俯瞰映像とが同じ時系列で記録され、すなわち双方の時間的な関連性を保った状態で記録されるので、危険事象の発生状況を一層正確に把握することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、危険事象の発生状況を正確に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】映像記録装置が搭載される建設機械を示す側面図である。

【図2】第１実施形態に係る映像記録装置を示す構成図である。

【図3】第１実施形態に係る映像記録装置に記録される映像を示すイメージ図である。

【図4】第２実施形態に係る映像記録装置を示す構成図である。

【図5】第２実施形態に係る映像記録装置に記録される映像を示すイメージ図である。

【図6】第３実施形態に係る映像記録装置に記録される映像を示すイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明に係る映像記録装置の実施形態について説明するが、その前に映像記録装置が搭載される建設機械を説明する。以下の説明において、建設機械として油圧ショベルの例を挙げるが、建設機械はクレーンなどであっても良い。

【0013】

図１は映像記録装置が搭載される建設機械を示す側面図である。図１に示すように、建設機械１は、左右一対のクローラを駆動させて走行する下部走行体２と、下部走行体２の上部に旋回可能に設けられる上部旋回体３と、上部旋回体３に上下方向に回動可能に設けられるフロント装置４とを備えている。

【0014】

下部走行体２、上部旋回体３及びフロント装置４は、メインポンプ１３によって送られた作動油によってそれぞれ独立して動作する。メインポンプ１３は、原動機としてのエンジン１７によって駆動される。

【0015】

上部旋回体３は、運転室５及び機械室６を有する。運転室５は、上部旋回体３の左側部に設けられている。機械室６は、運転室５の後方に設けられている。機械室６の内部には、上述のメインポンプ１３及びエンジン１７が配置されている。

【0016】

上部旋回体３は、下部走行体２に対して相対回転可能に接続され、旋回油圧モータ１８が設けられている。そして、旋回油圧モータ１８を駆動すると、上部旋回体３は下部走行体２に対して回転することになる。また、下部走行体２には、左右一対の走行油圧モータ１９が配置されている。これらの走行油圧モータ１９を駆動すると、左右のクローラがそれぞれ駆動される。これによって、下部走行体２は前進又は後進することができる。

【0017】

フロント装置４は、上部旋回体３の前部の中央、且つ運転室５の右側に設けられている。このフロント装置４は、ブーム７、アーム８、バケット９、ブーム７を駆動するためのブームシリンダ１０、アーム８を駆動するためのアームシリンダ１１、及びバケット９を駆動するためのバケットシリンダ１２を有する。ブーム７は、回転軸１４を介して上部旋回体３に回動可能に取り付けられている。アーム８は、回転軸１５を介してブーム７の先端部に回動可能に取り付けられ、バケット９は、回転軸１６を介してアーム８の先端部に回動可能に取り付けられている。

【0018】

ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２は、それぞれ油圧アクチュエータからなり、メインポンプ１３から送られる作動油によって伸縮し、ブーム７、アーム８及びバケット９を駆動させることで掘削や整地等の作業を行う。

【0019】

［第１実施形態］
図２は第１実施形態に係る映像記録装置を示す構成図である。図２に示すように、建設機械１は、複数のカメラ（第１カメラ２１、第２カメラ２２、第３カメラ２３、第４カメラ２４、及び前方カメラ２５）と、これらのカメラにより撮像された映像を記録する映像記録装置２０と、情報等を表示するためのモニタ２６と、ネットワーク３０と接続するための通信部２９とを更に備えている。

【0020】

モニタ２６は、運転室５内に配置され、各情報等を表示することによりオペレータに知らせる。通信部２９は、例えばネットワーク３０と接続するための無線機からなる。

【0021】

第１カメラ２１は、例えば上部旋回体３の前部に取り付けられ、建設機械１の前方を撮像し、撮像した映像を映像記録装置２０の映像合成部２７（後述する）に出力する。第２カメラ２２は、例えば上部旋回体３の右側部に取り付けられ、建設機械１の右側方を撮像し、撮像した映像を映像合成部２７に出力する。第３カメラ２３は、例えば上部旋回体３の後部に取り付けられ、建設機械１の後方を撮像し、撮像した映像を映像合成部２７に出力する。第４カメラ２４は、例えば上部旋回体３の左側部に取り付けられ、建設機械１の左側方を撮像し、撮像した映像を映像合成部２７に出力する。

【0022】

一方、前方カメラ２５は、運転室５の外部に取り付けられ、フロント装置４を含む建設機械１の前方を撮像し、撮像した映像を映像記録装置２０の映像記録部２８（後述する）に出力する。より具体的には、前方カメラ２５は、運転室５のフロントガラスの外側に取り付けられ、フロント装置４のほかに、下部走行体２の一部を含む建設機械１の前方を撮像する（詳細は後述する）。

【0023】

なお、前方カメラ２５及び第１カメラ２１がともに建設機械１の前方を撮像するが、前方カメラ２５はフロント装置４を含む比較的近い範囲を撮像し、第１カメラ２１は比較的遠い範囲を撮像する。本実施形態では、第１カメラ２１は、フロント装置４よりも更に遠い範囲を撮像する。このため、前方カメラ２５により撮像された映像にはフロント装置４が含まれるが、第１カメラ２１により撮像された映像にはフロント装置４が含まれていない。

【0024】

映像記録装置２０は、モニタ２６を含む建設機械１の各機器とＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク３３で相互に接続されている。映像記録装置２０は、例えば、演算を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、演算のためのプログラムを記録した二次記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）と、演算経過の記録や一時的な制御変数を記録する一時記憶装置としてのＲＡＭ（Random Access Memory）とを組み合わせてなるマイクロコンピュータにより構成されており、記憶されたプログラムの実行によって映像の合成、加工及び記録等の処理を行う。

【0025】

映像記録装置２０は、映像合成部２７と映像記録部２８とを備えている。映像合成部２７は、第１カメラ２１、第２カメラ２２、第３カメラ２３及び第４カメラ２４により撮像された映像を用いて俯瞰映像を合成する。具体的には、映像合成部２７は、第１カメラ２１、第２カメラ２２、第３カメラ２３及び第４カメラ２４により撮像されて出力された映像を建設機械１の全周囲の俯瞰映像（すなわち、周囲３６０°を確認できるサラウンドビュー）に合成する。カメラにより撮像された映像を用いて俯瞰映像を合成する方法については、既に周知されて技術を用いても良く、その詳細説明を省略する。そして、映像合成部２７は、合成した俯瞰映像を映像伝送ケーブル３１を介して映像記録部２８、映像伝送ケーブル３２を介してモニタ２６にそれぞれ出力する。

【0026】

映像記録部２８は、前方カメラ２５により撮像された前方映像と、映像合成部２７により合成された俯瞰映像とを同じ時系列で１つの映像として記録する。また、映像記録部２８は、その１つの映像を通信部２９を介してネットワーク３０にアップロードする。

【0027】

図３は第１実施形態に係る映像記録装置に記録される映像を示すイメージ図である。図３に示すように、映像記録部２８に記録された１つの映像において、上部には前方カメラ２５により撮像された前方映像３４、下部には映像合成部２７により合成された俯瞰映像３５がそれぞれ配置されている。前方映像３４には、フロント装置４のほかに、下部走行体２としてのクローラの一部、及び作業対象としての掘削箇所３６とが含まれている。一方、俯瞰映像３５には、建設機械１の全周囲の俯瞰映像が含まれている。なお、俯瞰映像３５に表示された線は、隣接する映像同士のつなぎ目である。

【0028】

なお、映像記録部２８に記録された映像は、必ずしも図３に示すイメージ図に限定されず、例えば映像の上部に俯瞰映像３５、下部に前方映像３４をそれぞれ配置しても良く、あるいは前方映像３４及び俯瞰映像３５を左右方向に並べて配置するようにしても良い。

【0029】

なお、前方映像３４及び俯瞰映像３５を配置する際に映像の向きを統一することが好ましい。すなわち図３に示す前方映像３４は、オペレータの視線に合わせて配置された場合、俯瞰映像３５中の前方も前方映像３４と一致するように該俯瞰映像３５を配置する。図３では、オペレータの視線に合わせて、上が建設機械１の前方、下が建設機械１の後方、左が建設機械１の左側、右が建設機械１の右側になるように前方映像３４及び俯瞰映像３５は配置されている。このようにすれば、建設機械１の向きを直感的に把握することができる。

【0030】

本実施形態の映像記録装置２０によれば、映像合成部２７は第１カメラ２１、第２カメラ２２、第３カメラ２３及び第４カメラ２４により撮像された映像に基づいて俯瞰映像３５を合成し、映像記録部２８は前方カメラ２５により撮像された前方映像と映像合成部２７により合成された俯瞰映像とを同じ時系列で１つの映像として記録する。このため、フロント装置４の作業の様子を示す前方映像３４と、建設機械１の全周囲の俯瞰映像３５を１つの映像で振り返ることができるので、フロント装置４の動き、下部走行体２の走行状態、上部旋回体３の旋回具合、及び建設機械１の周囲の状況を同時に確認でき、危険事象の発生状況を正確に把握することが可能になる。しかも前方映像３４と俯瞰映像３５とが同じ時系列で記録され、すなわち前方映像３４及び俯瞰映像の時間的な関連性を保った状態で記録されるので、危険事象の発生状況を一層正確に把握することができる。その結果、危険事象の発生原因が究明し易くなる。

【0031】

［第２実施形態］
以下、図４及び図５を参照して映像記録装置の第２実施形態を説明する。本実施形態の映像記録装置２０Ａは、第２カメラ２２、第３カメラ２３、第４カメラ２４及び前方カメラ２５により撮像された映像を用いて俯瞰映像を合成する点において、上述した第１実施形態と異なっている。その他の構造等は第１実施形態と同様であるので、重複説明を省略する。

【0032】

図４に示すように、本実施形態の映像記録装置２０Ａが搭載される建設機械１には、建設機械１の前方を撮像する第１カメラ２１が取り付けられておらず、俯瞰映像を合成する際に、映像合成部２７は、第２カメラ２２、第３カメラ２３及び第４カメラ２４により撮像された映像に加えて、前方カメラ２５により撮像された前方映像を用いる。このため、映像合成部２７及び前方カメラ２５は映像伝送ケーブル３７によって接続されている。そして、前方カメラ２５は、撮像した前方映像を映像記録部２８に出力するとともに、映像伝送ケーブル３７を介して映像合成部２７にも出力する。

【0033】

映像合成部２７は、第２カメラ２２、第３カメラ２３、第４カメラ２４及び前方カメラ２５により撮像された映像を用いて俯瞰映像を合成し、合成した俯瞰映像をモニタ２６及び映像記録部２８にそれぞれ出力する。

【0034】

図５は第２実施形態に係る映像記録装置に記録される映像を示すイメージ図である。図５に示すように、映像記録部２８に記録された１つの映像において、上部には前方カメラ２５により撮像された前方映像３４、下部には映像合成部２７により合成された俯瞰映像３５がそれぞれ配置されている。俯瞰映像３５は、前方カメラ２５により撮像された前方映像が用いられたため、俯瞰映像３５中の前方映像に該当する部分には、前方映像３４と同様にブーム７、アーム８及びバケット９の映像も含まれている。

【0035】

なお、俯瞰映像３５には、フロント装置４の動き、すなわちブーム７、アーム８及びバケット９の動きの映像が含まれることが好ましい。このようにすれば、前方映像３４に加えて俯瞰映像３５を介してもフロント装置４の作業状況を確認できるので、異なる角度からフロント装置４の作業状況を確認することで、危険事象の発生状況をより正確に把握することができる。

【0036】

本実施形態の映像記録装置２０Ａによれば、上述の第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、俯瞰映像の合成に前方カメラ２５により撮像された前方映像を流用することで、第１カメラ２１を省くことが可能になるので、コストを削減する効果が期待できる。

【0037】

［第３実施形態］
映像合成部２７により合成された俯瞰映像は、必ずしも建設機械１の全周囲の俯瞰映像である必要がなく、前方カメラ２５により撮像された前方映像３４を介して建設機械１の前方の状況を確認できるため、建設機械１の前方を除いた建設機械１の周囲の俯瞰映像であっても良い。

【0038】

従って、第３実施形態では、建設機械１の前方を撮像する第１カメラ２１が取り付けられておらず、俯瞰映像を合成する際に、映像合成部２７は、第２カメラ２２、第３カメラ２３及び第４カメラ２４により撮像された映像のみを用いる。そして、合成した俯瞰映像は、例えば図６に示すように、建設機械１の左側、後方及び右側を示すものであって、建設機械１の前方を示す部分が黒塗りされている。

【0039】

このようにすれば、前方カメラ２５により撮像された前方映像３４を介して建設機械１の前方の状況を確認し、俯瞰映像３５を介して建設機械１の左右及び後方の状況を確認できるので、危険事象の発生状況を正確に把握することができる。

【0040】

なお、本発明の映像記録装置は、上述した実施形態のほか、様々な変形例も考えられる。以下、２つの代表例を説明する。

【0041】

［変形例１］
第１変形例では、第１実施形態で述べた前方カメラ２５を無くし、第１カメラ２１を用いてフロント装置４を含む建設機械１の前方を撮像する。そして、第１カメラ２１により撮像された前方映像は、映像合成部２７及び映像記録部２８にそれぞれ出力される。すなわち、前方カメラ２５により撮像された映像は、俯瞰映像３５の合成に用いられるとともに、前方映像３４にも用いられる。この場合、該第１カメラ２１は、特許請求の範囲に記載の「前方カメラ」に相当することになる。

【0042】

このような変形例によれば、第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、カメラの数を減らすことができるので、コストを削減する効果が期待できる。

【0043】

［変形例２］
第２変形例では、第１実施形態で述べた前方カメラ２５を運転室５の内部に取り付け、該前方カメラ２５を用いて、フロント装置４及びクローラに加えて建設機械１のオペレータの手元も撮像できるようにする。従って、該前方カメラ２５により撮像された前方映像には、フロント装置４の映像及び下部走行体２のクローラの映像のほかに、建設機械１のオペレータの手元の映像も更に含まれている。

【0044】

このような変形例によれば、第１実施形態と同様な作用効果を得られるほか、前方カメラ２５により撮像された前方映像３４を介してオペレータの操作状況も確認できるので、危険事象の発生状況をより一層正確に把握することができる。

【0045】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

【符号の説明】

【0046】

１ 建設機械
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ フロント装置
２０，２０Ａ 映像記録装置
２１ 第１カメラ
２２ 第２カメラ
２３ 第３カメラ
２４ 第４カメラ
２５ 前方カメラ
２６ モニタ
２７ 映像合成部
２８ 映像記録部
２９ 通信部
３０ ネットワーク
３１，３２ 映像伝送ケーブル
３３ 車載ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】