专利名称：用于建筑机械上的监测显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种要安装在建筑机械例如水力挖掘机的操作室内的监测显示系统，以保持操作员得知该机械的各种操作条件和涉及工作地点或环境的信息。
背景技术：
如本技术领域所熟知的那样，典型的建筑机械，水力挖掘机，设置有一个发动机驱动的液压泵，以在该机械的各种操作部分中提供压力油给液压缸和马达或液压致动器。例如，对于挖掘操作，由操作员通过操纵设置在操作室或驾驶室内的控制杆或其他控制装置来控制机械的各个操作部分。
通常，在建筑机械的驾驶室内设置有各种指示器和仪表，以让操作员识别该机械的操作条件。例如，在驾驶室内的指示器包括发动机转速表、燃油表、冷却水温度指示器，操作油温度指示器和时间表。另外，设置有其它指示器，来显示对于机械的安全操作所必需的信息，例如，门锁杆是否在正确位置的信息。而且，允许操作员识别起动器按键位置和当前附加在前向工作机构上的附加装置的类型。
一些建筑机械在驾驶室内已经装备有一个液晶显示监控器，以指示与机械操作相关的多样化信息。通过使用紧凑结构的监控显示器，操作员可以不断得知机械的精确操作条件。关于这一点，为了协助操作员在安全条件下操作机械，已经开发并引入了一种监控显示器，该监控显示器布置成在监控器屏幕上显示安装在机械后侧位置处的后视监控摄像机的画面图像，以获得来自于驾驶室内操作员的死角的后视图。
在建筑机械采用后视监控器系统来显示后视监控摄像机的画面图像的情况下，不管操作员的视野在向前方向上的障碍和操作员的注意力从仪表数据的分心的可能性，必需在驾驶室内安装一个后视监控显示器，连同一个显示仪表数据的画面图像的监控显示器。因此，在驾驶室内设置单个监控显示器已经成为共同的实践，该单个监控显示器可切换，以选择性地显示仪表数据的画面图像或后视监控摄像机的画面图像。然而，这种类型的机械监测系统并不理想，因为操作员在机械操作期间必须时常切换监控显示器。为了解决这些问题，日本公开专利申请H11-286971中公开了一种机械监控显示器，该机械监控显示器布置成以分割的监控屏幕的画面图像显示区域，显示最小必需仪表数据的画面图像和后视监控摄像机的画面图像。
在其中以如上所述的分割的监控屏幕图像显示区域分离地显示两个不同种类的信息情况下，将每一个画面图像显示区域切割的更小。也就是说，摄像机图像显示区域的扩大将不仅必然导致其他仪表数据显示区域内的画面图像的缩减和较低能见度，而且必然导致要显示的仪表数据的限制。相反，仪表数据显示区域的扩大将导致摄像机图像显示区域的缩减，也就是说，来自摄像机的画面图像的较低能见度。因此，具有分割的画面图像区域的监控屏幕存在固有的问题，即在两个分割的显示区域内的一个画面图像或其二者的低能见度。
在显示器屏幕上要显示的两种画面图像中，摄像机图像在其整个显示区域内不总是以很大的关注被观看。例如，当在倒退方向上起动机械时或当转动机械的上摆动结构时，主要观看来自后视监控摄像机的画面图像。在其他操作场景或其他情形下，摄像机影像质量的降低将不会特别地引起任何问题。因此，在全部摄像机图像显示区域内，其他信息在很少关注的区域内实际上可以重叠，只要机械操作员可以得到所重叠的其它信息画面图像背后的摄像机图像的透视图。
发明内容
鉴于前述情形，本发明的一个目的在于设置一种用于建筑机械上的监测显示系统，该系统布置成以易于识别的方式在一个显示器屏幕上显示两个不同种类的监测画面图像。
本发明的另一个目的在于设置一种监测显示系统，该系统可以在一个监控屏幕上同时显示来自死角监控摄像机的画面图像和仪表数据的画面图像。
按照本发明，为了实现上述目的，要设置一种用在机动车建筑机械的驾驶室之内的监测显示系统，以在监控显示器的屏幕上至少显示一定量仪表数据的画面图像，连同位于死角位置的死角监控摄像机的画面图像，以获得从驾驶室内的操作员不可见或刚刚可见的视图，其特征在于，所述监测显示系统包括合成图像产生装置，适于在所述监控屏幕上显示来自所述死角监控摄像机的画面图像，作为所述仪表数据的所叠置的画面图像背后的全屏透视图。
对于操作员在控制具有发动机驱动的液压泵的自动建筑机械时，必需经常检查和监视机械的操作条件。在不要求高速运转的建筑机械的情况下，不需要监测车辆速度。由于建筑机械是发动机驱动的，所以操作员应当经常检查发动机冷却水温度，而且同样需要检查燃料以及操作油温度。因此，在建筑机械的操作期间，应经常在监控屏幕上以绘图方式显示仪表数据例如发动机冷却水的温度、燃料的剩余量和操作油温度作为指示器。优选地，以模拟型指示器的形式在监控屏幕上以绘图方式显示这些仪表数据。
另一方面，来自死角监控摄像机的画面图像是操作员主要获得后视图即机械后方的视野所需要的。在倒退方向上起动车辆时或在转动机械的上摆动结构时，也需要来自后视监控摄像机的画面图像。除了这些操作，不必要求在监控屏幕上显示来自后视监控摄像机的画面图像。因此，操作员可以通过人工切换将监控显示器切换到后视监控摄像机的屏幕(频道)。但是，对于在转动上摆动结构的同时忙于在倒退方向上移动机械的操作员，人工地切换监控显示器是很麻烦的。
考虑到前述情形，期望经常在监控屏幕上显示死角监控摄像机的画面图像，并且在监控摄像机的画面图像上叠置仪表数据的画面图像。仪表数据的画面图像足够成为模拟指示器的图形，该指示器各由刻度线和指针简单构成。因此，在以重叠形式显示两种画面图像时，在监控屏幕上以全屏尺寸显示来自死角监控摄像机的画面图像，并且其上叠置仪表数据的刻度线和指针，以显示监控摄像机的画面图像作为背景中的透视图。也就是说，即使在其中叠置仪表数据的指示器的那些区域内，也可以作为透视图看到背景中的监控摄像机的画面图像。在这方面，应当以彩色或阴影来显示仪表数据的指示器，该彩色或阴影可以以浮动状态观看，而不损害来自监控摄像机的背景的画面图像。
即使可以穿过叠置的仪表数据的画面图像看到来自死角监控摄像机的画面图像，不可避免在叠置区域内监控摄像机的画面图像或多或少会降低质量。例如，在水力挖掘机的情况下，后视监控摄像机附加在一个平衡物上以检查向后方向上的安全性。在设定后视监控摄像机具有在向后方向上的向下倾斜视野的情况下，在安全检查方面监控屏幕上显示的后视摄像机的画面图像不必在其整个区域具有同样的重要性。也就是说，当在倒退方向上起动机械时或当转动机械的上摆动结构时，对于安全检查，操作员通常注视在上和下边缘区域之间的所显示画面图像的中心区域。在通常的水力挖掘机的情况下，驾驶室或操作室与前向工作机构肩并肩地位于上摆动结构的前侧(通常驾驶室建在上摆动结构的左前部分)。因此，当上摆动结构转动到右边时，在向右方向和向右后方向上的视野受到前向工作机构和位于上摆动结构后部上的机架及油箱的阻挡，使得操作员难以用他或她的眼睛检查在这些方向上的安全性。然而，在左转时，一定程度上操作员可以用他或她的眼睛检查在向左或向左后方向上的安全性。
聚集前述内容，监控屏幕四个角部的画面图像，特别是监控屏幕的上角部的画面图像，在安全检查方面不太重要，并且因此不需要高质量的清晰度。关于监控屏幕的右侧部，图像质量的降低将不会特别地产生问题，因为操作员可以通过后镜或通过转动他或她的头部来注视。简言之，在左转时，如果操作员注意到了监控屏幕上障碍物的存在，则他或她可以用肉眼更密切地检查它。以此方式，在不同监控屏幕区域之间存在重要性的差异，所以可以在监控屏幕上以全屏模式显示的监控摄像机画面图像上不太重要位置处分配大区域给仪表数据的画面图像。这使得实现主要目的成为可能，即以清晰可见的方式在一个监控屏幕上显示两种画面图像。
另外，在像装备有挖掘或其它工作的工具和机构的水力挖掘机一样的建筑机械情况下，除了上述后视监控摄像机之外，可以设置工作现场监控摄像机，以便提高工作效率，通过工作现场监控摄像机监测工作现场以及由机械驾驶室内的操作员不可见的周围区域。由于机械和工作机构处于操作中，所以按与后视监控摄像机的情况中一样的方式，将仪表数据的画面图像叠置到工作现场监控摄像机的画面图像上。在除了后视监控摄像机之外设置有工作现场监控摄像机的机械的情况下，结合建筑机械的操作，选择性地将监控显示器切换到来自一个监控摄像机的画面图像。
根据本发明，采用合成画面图像产生装置，用来将仪表数据的画面图像叠置到监控摄像机的画面图像上。在这一点中，在其中监控摄像机是CCD摄像机的情况下，数字化处理来自监控摄像机的视频信号，以产生合成画面图像，该合成画面图像具有通过已知叠置技术的方法重叠在监控摄像机的画面图像上的仪表数据的画面图像。也就是说，将仪表数据的画面图像叠置到数字化处理过的监控摄像机画面图像的视频信号上，该监控摄像机的画面图像在监控屏幕上以全屏模式显示。仪表数据的画面图像来自于由刻度线和指针简单组成的模拟指示或仪表。通过改变要分配给各自仪表数据画面图像的画面元素的数目，可以以满意的清晰度显示仪表数据的画面图像。
监控显示器不总是要求显示具有叠置到监控摄像机的画面图像上的仪表数据的画面图像的合成画面图像。因此，期望设置一种切换装置，更特别地是，一种模式选择切换器，在分离图像监测模式和合成或叠置图像监测模式之间切换监控显示器。该模式选择切换器可以是人工切换，要由操作员人工接触以切换监测模式。可以做出布置，以相对于机械的操作条件，将监控显示器自动地切换到一个合适的监测模式。例如，可以以这样的方式做出布置，以便在起动机械时单独显示仪表数据图像或摄像机图像，以及一旦机械已经启动一项工作，就显示叠置画面图像。
可以在分离监测模式和叠置监测模式之间改变仪表数据画面图像中的内容。在分离监测模式中，期望显示尽可能多的信息。另一方面，在叠置监测模式中，必需限制仪表数据显示区域并且使必需数据最小化，以将监控摄像机画面图像质量的降低抑制到最小。
如果需要的话可以在监控屏幕上显示其它信息。例如，可以做出布置，以便显示关于预置在监控显示器的控制装置中的工作进度表或程序的数据，允许操作员对比预置数据检查工作的实际进展。而且，也可以做出布置，以便显示由与机械管理中心的无线通信所接收的消息。优选地，在起动机械之前、工作之后或当关闭机械时，显示这类消息。此外，从防止事故的角度，期望在机械的操作条件下一检测到异常状态就显示警告消息。在检测到异常状态时，在监控屏幕上单独或代替叠置到监控摄像机画面图像上的仪表数据画面图像显示警告消息。
从以下本发明结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优势将变得显而易见，该附图示出了本发明的一些优选实施例。不必说，本发明不应理解为局限于附图所示的特殊形式。
在附图中图1是水力挖掘机的示意图，一种本发明适用的建筑机械的典型实例；图2是图1的水力挖掘机操作室的内部布局示意图；图3是示出了监控显示器的机械条件监测屏幕模式的一个实例的示意性表示；图4是示出了后视监测屏幕模式的一个实例的示意性表示；图5是示出了通信消息显示屏幕模式的一个实例的示意性表示；图6是示出了警报消息显示屏幕模式的一个实例的示意性表示；图7是示出了合成或叠置图像监测模式下的监控显示器的示意性表示，示出了后视监控摄像机的画面图像，作为仪表数据画面图像的背景中的透视图；和图8是显视控制器的方框图。
具体实施例方式
以下，借助于本发明优选实施例更具体地描述本发明。在以下优选实施例的描述中，借助于一种水力挖掘机的监测显示设备的实例应用本发明。但是，不用说，本发明同样可以应用于其他建筑机械。
首先参考图1，示出了一种水力挖掘机的一般结构。在图1中，1处指示的是履带式自动基础承载器，2处指示的是上摆动结构，以及3处指示的是前向工作机构，该机构设置在上摆动结构2上并且装备有一个用于地面挖掘操作的挖掘铲。而且，在上摆动结构2上还设置有一个要由操作员占用的操作室(驾驶室)4。在操作室4内设置有各种控制杆、踏板和切换器，用来控制车辆基础输运器1的操作、上摆动结构2的摆动动作以及前向工作机构3的吊杆3a、臂3b和铲斗3c的操作。
通常以如上所述的方式建造的水利挖掘机属于水驱动型，通过由发动机驱动的液压泵供给的压力油驱动液压致动器，该液压致动器如液压马达和液压缸。因此，水力挖掘机设置有各种传感器，以检查其操作条件，该传感器包括用于检测发动机的操作条件的传感器、用于检测水驱动系统的不同部分中的操作条件的传感器以及用于检测在前向工作机构的不同操作部分处的条件的传感器。从各种传感器所得到的操作条件的数据包括需要由操作员识别的那些数据和不需要由操作员识别的那些数据。并且，需要由操作员识别的操作条件的数据包含需要由操作员紧迫且不出错地识别的数据。也就是说，需要由水力挖掘机的操作员识别的数据包括车辆的一般操作条件下的数据和异常的数据，该异常的数据例如异常操作条件的数据，该条件将导致水力挖掘机的严重问题。
为了确保安全且有效的操作，一些水力挖掘机在上摆动结构的后部设置有后视监控摄像机，如图2所示，以减少坐在驾驶室内的操作员的死角。在图1中，10处所指示的是后视监控摄像机，该后视监控摄像机设在上摆动结构2后端处的平衡物的背侧上，以获得从驾驶室内操作员的死角处的后视图。11处所指示的是另一个监控摄像机，该监控摄像机安装在前向工作机构3的臂3b的前端附近，以获得工作现场的内部视图，该工作现场例如，也在驾驶室4内操作员的死角处的深开洞。也就是说，在确认驾驶室4内操作员不能看到的深开部分内部的条件时，特别依赖来自于监控摄像机11的画面图像。此外，操作员在高处期间，监控摄像机11可以通过设置死角视图来协助操作员。在这方面，不必要求水力挖掘机设置有监控摄像机10和11两者。根据工作性质和工作地点的条件，应在适当位置设置监控摄像机。在两个监控摄像机10和11中，从安全操作的角度，应优选设置后视监控摄像机10。另一个监控摄像机可以位于其它死角位置，以获得操作员的协助视图。
此外，在水力挖掘机上设置一个无线通信装置，以允许与远处的机械管理中心或其他相关设施的通信。无线通信装置使得可以在一个集中管理系统下，管理包括水力挖掘机的各种建筑机械，例如，在确认不同工作地点的当前条件中，管理可消耗储备的分配和/或管理各个建筑机械的工作进度表。为了这些目的，水力挖掘机至少设置有通信装置12(见图8)和天线12a。水力挖掘机侧边上的通信装置12可以是仅接收型或双向型。
如图2所示，在驾驶室4内设置LCD(液晶显示)形式的监控显示器13，以显示在机械控制时要由操作员识别的各种信息和操作数据。因此，监控显示器13位于这样一个位置，以便操作员在操纵机械的各种控制装置的同时容易观看。但是，在这方面，监控显示器13必需不阻碍操作员向前的视野。为此，优选监控显示器13应为相对小的屏幕尺寸，并且例如，位于从操作员座位倾斜向前方向的柱子7上。
在指示如以上所述的各种信息或数据时，监控显示器13适于以组和可通过切换装置选择的多个屏幕模式来显示这样的信息和数据。例如，以如图3至7所示的五个屏幕模式，在监控显示器13的屏幕上显示画面图像。这五个屏幕模式中，图3至6示出了在独立或分离监测模式下的屏幕，而图7示出了叠置图像监测模式的屏幕。因此，或在分离监测模式下的分离监控屏幕之一上，或在如图7所示的叠置监测模式下的叠置画面图像上，将必需的信息和数据显示在监控显示器13上。
首先，图3中所示的是借助于符号图形图像显示车辆的当前操作条件的一个屏幕。更具体地，这个用于当前操作条件的监控屏幕具有左上角出现的一系列图标A1至A7，即，图标A1指示防盗安全机构3是否开着，图标A2指示铲斗3c或其他工具是否附加到前向工作机构3的臂3b的前端，图标A3指示操作负载条件，图标A4指示车速，图标A5指示车辆是否是自动空转，图标A6指示照明灯是否开着，以及图标A7指示雨刷是否开着。此外，在图标A1至A7行下面的中心宽显示区域所显示的是图解指示器和仪表数据的特征图形或符号，从左到右包括发动机冷却水温度指示器C1、操作油温度度指示器C2和燃油表C3。在左下角所显示的是用于电池指示器D1和发动机油压指示器D2的图形，当电池水平和发动机油压从预定正常水平下落时，该图形以不同密度或以不同颜色出现。
不必要求当前操作条件监控屏幕显示所有上述信息或数据，并且可以布置成包括其它信息。简言之，该屏幕应显示要由操作员识别的当前车辆条件。但是，不考虑显示类型，应至少总包括发动机冷却水温度指示器C1、操作油温度指示器C2和燃油表C3。
图4中所示的是在监控屏幕上显示的用来协助操作员的死角视野监控摄像机画面图像的一个实例。更特别地，在所示的特殊例子中，由后视监控摄像机10所捕获的场景画面图像以全屏模式显示在监控屏幕上，以确保安全操作。类似地，通过切换动作，在监控屏幕上也以全屏模式显示用于确认工作区域的由工作现场监控摄像机11所捕获的画面图像。
此外，图5中所示的是接收的通信数据监控屏幕的一个实例。基本上，接收的通信数据是从管理中心或相关设施接收的消息和命令。消息可以是任何种类。例如，消息可以涉及工作进度表、工作地点或工作机械的细节，并且代替图3的仪表数据图形显示区域C1至C3来显示。在其中双向通信可行的情况下，在这些显示区域C1至C3中可以显示操作员所发送的消息内容。当从机械管理中心接收消息时，可以做出布置以在监控屏幕上的适当位置处闪现接收标识，例如，在图3中屏幕的右下角，或布置成打开一个对话框以引起操作员的注意。
图6中所示的是异常条件监控屏幕的一个实例。异常条件包括例如如果继续操作将导致严重问题或事故的这样一种异常状态的发生，即异常状态例如发动机油压落到预定值以下、发动机冷却水温度升到预定值以上、操作油温度异常升高和设置在发动机通风孔侧上的过滤器的堵塞。这些异常状态可以通过关于车辆操作条件的信息来识别。但是，考虑到物体的重力，异常状态应通过在监控屏幕13的中心区域即在图3的仪表数据图形显示区域C1至C3中，利用显眼颜色的大字指示关于异常状态性质的警报消息，而由操作员尽可能快地并且以不会出错的方式识别。为了安全起见，除了在监控屏幕上显示警报消息之外，期望发出几秒钟至几十秒钟时间段的警报声。
此外，图7中所示的是合成或叠置图像监控屏幕，该屏幕是通过叠置两个不同种类信息的图像而生成的。该合成屏幕的背景是来自图4所示的后视监控摄像机的画面图像，并且在该后视摄像机的画面图像上所叠置的是仪表的图解图像，即，在显示当前车辆条件的图3屏幕模式中的发动机冷却水温度指示器C1、操作油温度度指示器C2和燃油表C3的图形。在这种情况下，包括发动机冷却水温度指示器C1、操作油温度指示器C2和燃油表C3的仪表数据的画面图像，布置成以由刻度线或标识以及指针简单组成的模拟指示器或仪表的方式表示出仪表数据。在图3的分离监测屏幕中，除了刻度线和指针之外，每一个仪表数据画面图像包括指示发动机冷却水温度、操作油温度度或燃油表的符号标记或字符。在由仪表数据的叠置生成合成图像监控屏幕时，省略符号标记以让操作员清晰地看透除刻度线和指针以外的后视摄像机画面图像的几乎整个区域。当以此方式叠置车辆条件的分离监控屏幕中的仪表数据图解的画面图像时，在叠置区域中后视摄像机的画面图像质量或多或少会降低。
关于这一点，在本实施例中用于监测机械后侧所采用的后视监控摄像机10位于跨过平衡物5宽度的大致中间位置处的上部。此外，物镜的光轴A向下方倾斜。因此，后视监控摄像机10具有如图1中所指示的向后视野范围。在这种情况下，在倒退方向上起动车辆时或在转动上摆动结构时，水力挖掘机上的操作员需要后视监测，以确认在机械移动的范围内是否存在任何人、机械或设备或建筑体或其他障碍物。如果存在和这些中的一个冲突的可能性，则作为安全措施操作员可以停止车辆。在这样的场合下，来自后视摄像机10的画面图像不必跨过其整个图像区域具有同样的重要性。
也就是说，在监控显示器13上的后视监控摄像机的画面图像中，画面图像的上区域不太重要，即使当环绕地转动上摆动结构2时，因为在比平衡物5顶侧高的位置处的障碍物，也不会特别地招致任何危险。此外，从图1清楚可见，驾驶室4之内的操作员位于上摆动结构2的左侧部分上，基本上获得不了机械右侧上的向后和倾斜向后方向的视野，尽管他或她能得到机械左侧上的向后和倾斜向后方向的视野。因此，在检查向后方向时，操作员依赖监控显示器13上的后视画面图像的左半部分。更具体地，要求监测图像在屏幕的垂直中间区域尽可能地清晰，并且在沿屏幕上侧的一定宽度上连续的上区域中和在屏幕的左下区域中都不要求高质量图像，因为在这些部分中的图像质量的降低对后视监测没有不利影响。
考虑前述的，在监控显示器13上的后视监控摄像机的画面图像处于如图7所示的叠置监测模式时，在屏幕的左下区域显示发动机冷却水温度指示器C1、操作油温度度指示器C2和燃油表C3，其每个由刻度线和指针组成，并且在背景中以全屏尺寸显示来自后视监控摄像机的画面图像作为在叠置的仪表数据的刻度线和指针后的透视图。此外，如图7所看到的，在屏幕的左上和右上角指示时钟时间T1和操作时间T2。操作时间T2与图3中所示的操作条件显示模式的屏幕上B处指示的操作时间一样。
现在，转到图8，表示了一种控制监控显示器13的各种屏幕模式的显示控制器20。该显示控制器20设置有输入控制21，以接收来自监视机械不同部分的传感器的信号，以及来自外部后视监控摄像机10(或工作现场监控摄像机11)的视频信号和通信设备12所接收的信号。
将通过输入控制21所接收的来自后视监控摄像机10的视频信号输送到视频信号处理器22，以产生要在监控显示器13上显示的视频信号。将所产生的视频信号存储在画面存储器23中。来自机械的各种仪表的信号和来自监视前向工作机构3的各种工作部分的各种传感器的信号都在输入控制21处不间断地接收。将这些输入信号输送到仪表数据处理电路20以产生指示机械的当前操作条件的仪表数据。此外，将由通信设备所接收的消息数据，例如作为与机械管理中心通信的结果，存储在通信数据存储器25中。
监控显示控制器20还设置有监测模式选择器装置26，以将监测显示器置于分离监测模式，或合成或叠置图像监测模式，在分离监测模式下，在分离监控屏幕上彼此独立地显示来自后视摄像机10的画面图像或机械条件的画面图像，而在合成或叠置图像监测模式下，以叠置状态显示后视摄像机的画面图像和机械条件的画面图像。为此，分别在画面存储器23和仪表数据信号处理器24的输出侧上设置切换器SW1和SW2。当选择合成图像监测模式时，切换器SW1和SW2的触点a闭合到触点b侧上。另一方面，当选择分离监测模式时，触点a闭合到触点c侧上。画面存储器23侧上的一个触点b连接到合成画面图像产生电路28，由此以通过将仪表数据的画面图像叠置到后视监控摄像机的画面图像产生合成画面图像，该仪表数据的画面图像由叠置画面图像产生电路29产生，该后视监控摄像机的画面图像从画面存储器23接收。在这种情况下，在叠置画面图像产生电路29处，借助于刻度线和指针或借助于数字图形，在如图7所指示的监控显示器13屏幕上的各自位置，产生发动机冷却水温度指示器C1、操作油温度指示器C2、燃油表C3、时钟时间T1和操作时间T2的图解画面图像。在合成画面图像产生电路28处，将来自叠置画面图像产生电路29的仪表数据图解画面图像叠置到来自画面存储器23的后视监控摄像机的画面图像上，以合成一种画面图像，该画面图像在背景中表示出后视监控摄像机的画面图像，作为仪表数据的画面图像背后的透视图，并且将合成画面图像输出到输出控制30。
基于仪表数据处理器24的输出信号产生两种不同形式的画面图像。在上述叠置画面图像产生电路29处，以限制的形式或尺寸将限量的仪表数据叠置到监控摄像机的画面图像上。除了叠置画面图像产生电路29之外，仪表数据画面图像产生电路31连接到切换器SW2的触点b，以便独立地产生并显示仪表数据的画面图像。在这种情况下，从仪表数据画面图像产生电路31输出仪表数据的画面图像到输出控制30，以在监控显示器13的屏幕上独立地表示出各种仪表数据，作为图3中所示的机械条件监控屏幕。当闭合切换器SW1的触电a和c时，来自监控摄像机的画面图像从画面存储器23输出到输出控制30。
在显示模式选择器27前面的一个点处，数据比较器32连接到仪表数据信号处理电路24的输出侧。数据比较器32包含数字数据作为在检测异常时的参考数据。因此，来自仪表数据处理器24的输出信号在数据比较器32中与参考数据相比较，以检查机械条件下异常状态的发生。也就是说，数据比较器32用作异常检测装置。一旦由数据比较器32检测到异常状态，就会由消息产生器33产生相应的警报消息并且输出到输出控制30，以在监控屏幕上显示警报消息。此外，已经由通信装置12接收的通信数据也从通信数据存储器25发送到输出控制30。
当借助于监测模式选择器7选择合成图像监测模式时，合成画面图像(如图7所示)从输出控制30输出到监控显示器13，在监控摄像机如后视摄像机的画面图像上以叠置的状态表示出仪表数据的画面图像。另一方面，当借助于监测模式选择器7选择分离监测模式时，来自画面存储器23的监控摄像机视频信号、来自仪表数据图像产生电路31的操作条件的信号或从通信数据存储器24接收的通信数据从输出控制30输出到监控显示器13。
但是，只要机械处于正常条件，异常数据的画面图像就不会输出到监控显示器13。如果异常状态发生，则必需让操作员迅速地以不会出错的方式识别异常状态，因此，当检测到异常状态时，由显示控制器立即并自动地切换监控显示器13，以表示出警告画面图像，以引起操作员对检测的异常状态的注意。例如，在发动机冷却水温度的情况下，来自仪表数据处理器24的实际测量的冷却水温度的值在数据比较器32处与参考值相比较，即，该参考值为用于判断发动机冷却水是否已经超过最大允许值的标准。当发现发动机冷却水温度的实际测量值已经超过参考值时，从消息产生器33通过输出控制30向监控显示器13输出一个警告消息，以将警告消息置于监控显示器的屏幕上，例如，以如图6所示的方式。即，由数据比较器32的输出触发，监控显示器13立即从例如摄像机视图检测模式切换到异常警告屏幕。
在这种情况下，当借助于显示模式选择器装置26选择分离监测模式时，根据来自分离监控屏幕选择器34的信号在屏幕上显示存储在画面存储器23中的监控摄像机的画面图像、来自仪表数据图像产生电路31的机械操作条件的画面图像或由通信数据存储器的接收的通信数据的画面图像。因此，借助于分离屏幕选择器34可以将监控显示器13切换到期望的分离监控屏幕模式。但是，在这方面，期望以这样的方式做出布置，以便在将监控显示器13切换到分离监测模式时，以最高优先权选择和显示预定的分离监控屏幕。
通常，将优先权给予机械的当前操作条件的分离监控屏幕，并且借助于分离屏幕选择器装置34将监控显示器13切换到其他的分离监控屏幕。此外，也可以以这样的方式做出布置，以便在联系水力挖掘机等的操作条件选择监测画面图像时，将优先权给予特定种类的画面图像。也就是说，可以做出布置，以便当水力挖掘机在操作时显示车辆操作条件，并且当该机械在空转状态时将优先权给予监控摄像机的画面图像。而且，在通过选择分离监测模式显示车辆条件监控屏幕时，操作员一操纵控制杆以在倒退方向起动车辆或转动上摆动结构2，监控显示器13就可以自动切换到后视监控摄像机的画面图像。
无论如何，监测模式选择器装置27和分离屏幕选择器装置34可以由切换器构成，该切换器位于监控显示器13的仪表盘上或操作员易达到的位置如控制杆中。在多数情况下，在挖掘或开凿操作期间，坐在驾驶室4之内操作员座位6上的操作员双手紧握工作机构的控制杆，该控制杆设置在操作员座位6的扶手上或其附近。因此，监测模式选择器装置27和分离屏幕选择器装置34的切换器可以设置在这样的控制杆或杆上以让操作员通过快速且顺畅的动作改变监测模式或频道。
以上述方式布置的监测显示系统的监控显示器13，可以以重叠的方式显示两个不同种类的信息，该信息对于操作员操作建筑机械如水力挖掘机时非常重要，允许控制水力挖掘机的操作员从所显示的仪表数据识别该机械的当前操作条件，并且同时借助于后视监控摄像机或其他死角监控摄像机的画面图像，检查周围区域中的安全条件。因此，根据本发明的监测显示系统可以很大地协助操作员以顺畅而稳定的方式来操作水力挖掘机或相似建筑机械，以及在倒退方向上起动车辆时和转动该机械的上摆动结构时确认安全性。
也就是说，对于各种仪表的读数，控制水力挖掘机的操作员只需要注意作为重要数据选择性地表示在监控屏幕13上的仪表数据，即发动机冷却水温度指示器C1、操作油温度指示器C2和燃油表C3。因为这些仪表数据以大尺寸显示，所以操作员可以准确无误地掌握该机械的操作条件。在倒退方向上起动车辆时或转动该机械的上摆动结构时，注视监控显示器13上的作为叠置仪表数据背后的全屏透视图的来自死角监控摄像机的画面图像，操作员能够安全地操作该机械。虽然在叠置区域中监控摄像机的画面图像的质量一定程度上会降低，但是只要操作员能检查在那些区域中障碍物的存在，它将不引起问题。在有障碍物的情况下，操作员为安全的目的能够通过向后看以获得该障碍物的直接视图或通过在后视镜上观察该障碍物来获得该障碍物的细节。
可以理解图7所示的仪表数据显示屏幕模式仅是陈述的例子。当然，可以改变监视显示器13上仪表数据的位置。例如，仪表数据可以代替操作时间T2显示在右上角部分，如果期望，可以移动时钟时间T1和操作时间T2的位置到监控屏幕的较低部。否则，如果期望，该仪表数据可以分离地位于分散的位置。例如，仪表数据可以分离地显示在显示屏幕的三个角部，而将时钟时间T1和操作时间T2一起显示在剩余的角部。
由上述的详细描述，根据本发明，操作条件和其他必要信息以对于在控制如水力挖掘机的建筑机械的操作员清晰可见的方式显示在一个监控显示器的屏幕上。
权利要求
1.一种监测显示系统，用在自动车辆建筑机械的驾驶室之内，以在监控显示器的屏幕上至少显示特定量仪表数据的画面图像，连同位于死角位置的死角监控摄像机的画面图像，以获得由所述驾驶室之内的操作员不可见或刚刚可见的视图，其特征在于，所述监测显示系统包括合成图像产生装置，适于在所述监控屏幕上显示来自于所述死角监控摄像机的画面图像，作为所述仪表数据的叠置画面图像背后的全屏透视图。
2.根据权利要求1所述的监测显示系统，其中所述仪表数据的画面图像包括发动机冷却水温度指示器、操作油温度指示器和燃油表的画面图像，并且所述死角监控摄像机是后视监控摄像机。
3.根据权利要求2所述的监测显示系统，其中所述仪表数据的所述画面图像来自于模拟类型的指示器或仪表。
4.根据权利要求2所述的监测显示系统，其中，除了所述后视监控摄像机之外，所述建筑机械设置有工作现场监控摄像机，用于监测工作装置和周围区域，所述监控显示器适于选择性地显示来自所述后视监控摄像机的画面图像或来自所述工作现场监控摄像机的画面图像，作为仪表数据的叠置画面图像背后的透视图。
5.根据权利要求1所述的监测显示系统，其中所述合成图像产生装置，适于控制所述仪表数据的所述画面图像在来自于监控摄像机的画面图像上的叠置。
6.根据权利要求1所述的监测显示系统，其中所述监测显示设备可在叠置图像监测模式和分离监测模式之间切换，所述叠置图像监测模式显示叠置到死角视图监控摄像机的画面图像上的仪表数据的画面图像，所述分离监测模式用来在所述监控屏幕上分开地或彼此独立地监测仪表数据的画面图像或监控摄像机的画面图像。
7.根据权利要求6所述的监测显示系统，其中所述监测显示设备设置有人工切换装置，用来在所述叠置监测模式和分离监测模式之间切换操作。
8.根据权利要求6所述的监测显示系统，其中所述监测显示设备适于根据所述建筑机械的操作条件，自动地将操作从所述叠置图像监测模式切换到所述分离监测模式或从所述分离监测模式切换到所述叠置图像监测模式。
9.根据权利要求1所述的监测显示系统，其中所述监测显示设备，适于以所述叠置监测模式显示一组仪表数据，该组不同于以所述分离监测模式显示的组。
10.根据权利要求1所述的监测显示系统，其中，当检测到所述建筑机械的操作条件中的异常时，所述监测显示设备适于在所述监控屏幕上显示警告消息代替仪表数据的画面图像。
全文摘要
一种用在自动车辆建筑机械的驾驶室之内的监测显示系统，以在监控显示器上显示死角监控摄像机的画面图像，作为叠置的仪表数据画面图像的背景中的透视图，该仪表数据画面图像指示该机械上的各种仪表的读数。
文档编号H04N7/18GK1624256SQ20041009561
公开日2005年6月8日 申请日期2004年12月2日 优先权日2003年12月2日
发明者束田英信, 足立宏之, 岛村忠利, 柴森一浩 申请人:日立建机株式会社