坐标转换系统及作业机械技术方案

在具备将任意点的地理坐标系坐标转换成现场坐标系坐标的控制器的坐标转换系统中，具备拍摄基准点的拍摄装置和接收导航信号的GNSS天线。控制器基于由GNSS天线接收到的导航信号、拍摄装置与GNSS天线之间的距离来运算拍摄装置的地理坐标系坐标，通过对由拍摄装置拍摄基准点而得到的图像实施图像处理，从而运算从拍摄装置到基准点的距离和方位，基于运算出的该从拍摄装置到基准点的距离和方位、运算出的拍摄装置的地理坐标系坐标来运算基准点的地理坐标系坐标，基于运算出的所述基准点的该地理坐标系坐标、基准点的现场坐标系坐标来校正坐标转换参数。正坐标转换参数。正坐标转换参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】坐标转换系统及作业机械


[0001]本专利技术涉及利用坐标转换参数将任意点的地理坐标系转换成现场坐标系坐标的坐标转换系统及具备该坐标转换系统的作业机械。

技术介绍

[0002]在将信息通信技术适用到由具有作业机的液压挖掘机等作业机械进行的施工的信息化施工中，利用了如下技术：基于规定了施工对象的三维形状的设计数据而生成规定了应该由作业机械形成的施工对象(目标面)的二维形状的数据，基于该目标面的数据辅助由作业机械进行的施工。作为这种技术，存在将目标面与作业机的位置关系显示于监视器的机器引导(MG：Machine Guidance)、以使作业机保持在目标面的上方的方式半自动地控制作业机的机械控制(MC：Machine Control)。
[0003]在MG、MC中，要求在设定于液压挖掘机的车身坐标系上、地理坐标系中准确地运算设定于作业机的控制点(例如位于作业机的前端的铲斗的刃尖位置。也称为作业点)的位置。作为用于提高这种作业点的位置的运算精度的方法，存在利用对表示动臂、斗杆以及铲斗的尺寸和摆动角的多个参数进行校正的校正装置的方法。在例如专利文献1中公开有一种校正装置，该校正装置基于外部计量装置所计量的第1作业点位置信息和第2作业点位置信息运算坐标转换信息，使用坐标转换信息将由外部计量装置所计量的作业点的多个位置处的坐标(本稿的“坐标”设为也包含构成坐标的各数值(坐标值)的概念)从外部计量装置中的坐标系转换成液压挖掘机中的车身坐标系，并基于转换成车身坐标系后的作业点的多个位置处的坐标来运算参数的校正值。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2012
‑
202061号公报

技术实现思路

[0007]为了提高作业机械的控制点的位置的准确度而要留意的事项也存在其他事项。在信息化施工中所利用的设计数据利用三维CAD软件等定义在任意的坐标系(在本稿中将该坐标系称为“现场坐标系”)上。另一方面，作业机械的控制点的位置基于搭载到作业机械的GNSS(全球导航卫星系统：Global Navigation Satellite Systems)天线所接收到的来自导航卫星的信号(导航信号)而被运算为地理坐标系上的坐标(例如纬度、经度、大地高)。因此，为了在现场坐标系上实施上述的MG、MC，需要将地理坐标系上的作业机械的控制点的位置(坐标)转换成现场坐标系上的坐标。在该坐标的转换中利用预先设定的坐标转换参数。
[0008]在施工开始前以包围作业现场整体的方式设置多个桩子等固定基准点，针对各固定基准点获取现场坐标系坐标和地理坐标系坐标，基于这两种坐标系的坐标而计算坐标转换参数。其中，现场坐标系坐标由总站等测定，地理坐标系坐标由GNSS等的卫星测位。由后者的卫星测位的地理坐标系坐标由于卫星的配置、电离层的状况等各种原因而可能时时刻
刻变动。因此，出于提高从地理坐标系坐标向现场坐标系坐标的转换精度的观点考虑，优选与卫星测位结果的变动相应地也改变(校正)坐标转换参数。
[0009]本专利技术的目的在于提供一种能够与卫星测位结果的变动相应地容易地生成(校正)从地理坐标系坐标向现场坐标系坐标的坐标转换参数的坐标转换系统及具备该坐标转换系统的作业机械。
[0010]本申请包含有多个解决上述问题的方案，若列举一个例子的话，则为一种坐标转换系统，其具备控制器，该控制器利用基于设置于作业现场的基准点的地理坐标系坐标和现场坐标系坐标而生成的坐标转换参数将任意点的地理坐标系坐标转换成现场坐标系坐标，该坐标转换系统具备：拍摄所述基准点的拍摄装置；和接收导航信号的GNSS天线，所述控制器基于由所述GNSS天线接收的导航信号、所述拍摄装置与所述GNSS天线之间的距离来运算所述拍摄装置的地理坐标系坐标，通过对由所述拍摄装置拍摄所述基准点而得到的图像实施图像处理，从而运算从所述拍摄装置到所述基准点的距离和方位，基于该运算出的从所述拍摄装置到所述基准点的距离和方位、所述运算出的所述拍摄装置的地理坐标系坐标来运算所述基准点的地理坐标系坐标，并且基于该运算出的所述基准点的地理坐标系坐标、所述基准点的现场坐标系坐标来校正所述坐标转换参数。
[0011]专利技术效果
[0012]根据本专利技术，能够与卫星测位结果的变动相应地容易生成从地理坐标系坐标向现场坐标系坐标的坐标转换参数。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的实施方式的液压挖掘机的外观图。
[0014]图2是本专利技术的第1实施方式的坐标转换系统和液压挖掘机的控制系统的构成图。
[0015]图3是设定于液压挖掘机的车身坐标系Co4的说明图。
[0016]图4是设定于作业现场的多个基准点的说明图。
[0017]图5是表示基准点显示件的一个例子的图，基准点显示件表示基准点的位置、识别信息以及现场坐标系坐标。
[0018]图6是本专利技术的第1实施方式中的由控制器执行的处理流程图。
[0019]图7是本专利技术的第2实施方式的坐标转换系统和液压挖掘机的控制系统的构成图。
[0020]图8是本专利技术的第2实施方式中的由控制器的数据获取部执行的处理流程图。
[0021]图9是本专利技术的第2实施方式中的由信息记录服务器执行的处理流程图。
[0022]图10是本专利技术的第2实施方式中的由控制器的信息处理部执行的处理流程图。
具体实施方式
[0023]以下，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外，以下，作为本专利技术所适用的作业机械，例示具备铲斗4作为作业机(前作业机)前端的附属装置的液压挖掘机，但在具备铲斗以外的附属装置的液压挖掘机中也可以适用本专利技术。另外，即使是液压挖掘机以外的作业机械，例如若是如轮式装载机这样具有作业机的作业机械，则也能够适用本专利技术。
[0024]＜第1实施方式＞
[0025]图1是本专利技术的实施方式的液压挖掘机的构成图。如图1所示，液压挖掘机1由多关
节型的作业机(前作业机)1A和车身1B构成，该多关节型的作业机(前作业机)1A是连结在垂直方向上分别转动的多个前部件(动臂2、斗杆3以及铲斗4)而构成的，该车身1B由上部旋转体1BA和下部行驶体1BB构成，动臂2的位于作业机1A的基端侧的基端以能够在上下方向上转动的方式支承于上部旋转体1BA的前部。上部旋转体1BA以能够旋转的方式安装于下部行驶体1BB的上部。另外，在上部旋转体1BA设置有拍摄装置(摄像头)19和控制器100，拍摄装置(摄像头)19的用于对设置于作业现场的基准点SP的照片进行拍摄的内部参数(例如焦距(f)、图像传感器尺寸(纵h、横w)、像素数(纵H、横W)、单元单体尺寸、图像中心坐标等)以及外部参数(上下方向、左右方向以及旋转方向的角度(即倾斜角(俯仰角)、水平角(方位角)以及侧倾角))明确；控制器100具有利用坐标转换参数Pr56将任意点的地理坐标系Co5的坐标转换成现场坐标系Co6的坐标的功能，该坐标转换参数Pr56是基于设置于作业现场的基准点SP的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种坐标转换系统，其具备控制器，该控制器利用基于设置于作业现场的基准点的地理坐标系坐标和现场坐标系坐标而生成的坐标转换参数将任意点的地理坐标系坐标转换成现场坐标系坐标，该坐标转换系统的特征在于，具备：拍摄所述基准点的拍摄装置；和接收导航信号的GNSS天线，所述控制器进行以下处理：基于由所述GNSS天线接收的导航信号、所述拍摄装置与所述GNSS天线之间的距离来运算所述拍摄装置的地理坐标系坐标；通过对由所述拍摄装置拍摄所述基准点而得到的图像实施图像处理，从而运算从所述拍摄装置到所述基准点的距离和方位；基于运算出的从所述拍摄装置到所述基准点的距离和方位、运算出的所述拍摄装置的地理坐标系坐标来运算所述基准点的地理坐标系坐标；并且基于运算出的所述基准点的地理坐标系坐标、所述基准点的现场坐标系坐标来校正所述坐标转换参数。2.根据权利要求1所述的坐标转换系统，其特征在于，所述基准点的现场坐标系坐标的信息埋入于设置于所述基准点的标识，所述拍摄装置将所述标识与所述基准点一起拍摄，所述控制器基于由所述拍摄装置拍摄所述基准点和所述标识而得到的图像来获取所述基准点的现场坐标系。3.根据权利要求1所述的坐标转换系统，其特征在于，所述控制器使所述控制器运算出的所述基准点的地理坐标系坐标与所述基准点的识别信息建立对应，并向经由网络与所述控制器连接的服务器输出。4.根据权利要求1所述的坐标转换系统，其特征在于，所述控制器在由所述控制器校正了所述坐标转换参数之际，利用校正后的所述坐标转换参数进行坐标转换。5.根据权利要求1所述的坐标转换系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川直树，泉枝穗，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：