用于建筑机械的显示系统的制作方法

1.本公开总体上涉及一种建筑机械。在特定方面，本公开涉及一种用于建筑机械的显示系统，其提供了关于附近障碍物的信息。本公开可适用于重型车辆，例如其它车辆类型中的卡车、公共汽车和建筑设备。尽管可能针对特定车辆来描述本公开，但本公开不限于任何特定车辆。


背景技术：

2.通常，诸如挖掘机等的建筑机械被构造成使得上部旋转体可以围绕下部行驶体自由旋转。当操作这种建筑机械时，换句话说，当上部旋转体相对于下部行驶体旋转时或当下部行驶体向后移动时，存在多个盲区，操作建筑机械的工人在驾驶员座位上用肉眼看不到这些盲区。
3.因此，存在工作效率降低的问题，因为工人需要操作建筑机械，同时要观察设置在建筑机械的上部旋转体中的反光镜或直接用肉眼检查对应的移动路径。
4.通常，在挖掘机中，在上部旋转体的左侧和右侧或后方安装有摄像头，并且通过摄像头拍摄的图像来识别位于盲区中的障碍物。然而，对应方向的图像仅是简单地显示在监视器上，并且不提供关于到障碍物的距离的信息。


技术实现要素：

5.根据本公开的第一方面，提供了一种用于建筑机械的显示系统，该建筑机械包括下部行驶体、相对于下部行驶体以可旋转方式安装的上部旋转体、以及安装在上部旋转体上的作业机械，其中，该显示系统包括：障碍物检测系统，该障碍物检测系统用于检测该建筑机械附近的障碍物并生成关于所述障碍物的信息；和显示单元，该显示单元用于显示由障碍物检测系统生成的信息。技术益处可以包括如下技术效果：工人可以容易地识别建筑机械附近的障碍物的位置、距离和方向。
6.在一些示例中，该显示单元可以显示障碍物位置信息，以视觉地指示建筑机械附近的障碍物的位置。
7.在一些示例中，该障碍物位置信息可以包括多个分区(zones)，这些分区对应于障碍物检测系统的检测区域并且沿着以指定点为中心的圆周布置，每个分区可以沿该指定点的径向方向划分为多个扇区(sectors)，并且每个分区中的其中存在障碍物的扇区可以被显示，以区分于其它扇区。
8.在一些示例中，可以在所述指定点上显示虚拟建筑机械，并且该虚拟建筑机械可以通过线连接到其中存在障碍物的扇区。
9.在一些示例中，每个扇区可以形成为不同的颜色。
10.在一些示例中，障碍物检测系统的检测区域可以被限制在每个分区的预定范围内。
11.在一些示例中，通过显示单元输入的扇区可以被限制为障碍物检测系统的检测区
域的上限。
12.在一些示例中，所述显示单元可以显示障碍物方向信息，该障碍物方向信息视觉地指示该建筑机械附近的障碍物的方向。
13.在一些示例中，障碍物方向信息可以包括多个分区，所述多个分区对应于障碍物检测系统的检测区域并沿着以指定点为中心的圆周布置，并且障碍物方向信息显示其中存在障碍物的分区，以区分于其它分区。
14.在一些示例中，相对于所述指定点的前方在顺时针方向上0到45度的范围可以是第一分区，45到90度的范围可以是第二分区，90到135度的范围可以是第三分区，135到180度的范围可以是第四分区，180到225度的范围可以是第五分区，225到270度的范围可以是第六分区，并且270到315度的范围可以是第七分区。
15.在一些示例中，所述显示单元可以显示系统状态信息，该系统状态信息视觉地指示障碍物检测系统是否正常运行。
16.在一些示例中，系统状态信息可以包括布置在中心的符号、以及沿着以该符号为中心的圆周布置的连续变化的条。
17.在一些示例中，该符号可以是对号或感叹号。
18.在一些示例中，障碍物检测系统可以在建筑机械的前方和两侧从与该建筑机械间隔一定距离的位置处进行检测。
19.在一些示例中，所述显示单元可以显示：障碍物位置信息，该障碍物位置信息视觉地指示该建筑机械附近的障碍物的位置；障碍物方向信息，该障碍物方向信息视觉地指示该建筑机械附近的障碍物的方向；以及系统状态信息，该系统状态信息视觉地指示障碍物检测系统是否正常运行。
20.所公开的方面、示例(包括任何优选示例)和/或所附权利要求书可以适当地相互组合，这对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
21.在以下的描述、权利要求书和附图中公开了额外的特征和优点，并且对于本领域技术人员来说，从以下的描述、权利要求书和附图中，这些额外的特征和优点将部分地是显而易见的，或者通过实践如本文描述的公开内容而认识到。
附图说明
22.下面参考附图更详细地描述示例。
23.图1示出了建筑机械的基本构造的示例；
24.图2示出了用于建筑机械的显示系统的框图的示例；
25.图3示出了障碍物检测系统的障碍物检测区域的示例；
26.图4示出了用于建筑机械的显示系统的显示单元的示例；
27.图5示出了障碍物位置信息的多个分区的示例；
28.图6示出了障碍物位置信息的多个扇区的示例；
29.图7示出了障碍物方向信息的示例；
30.图8示出了当障碍物检测系统正常运行时的系统状态信息的示例；并且
31.图9示出了当障碍物检测系统异常运行时的系统状态信息的示例。
具体实施方式
32.下面阐述的详细描述提供了所公开技术的信息和示例，其足够详细以使本领域技术人员能够实践本公开。
33.图1示出了建筑机械的基本构造的示例。
34.参照图1，根据本公开的一个方面的建筑机械10包括下部行驶体11、以可旋转方式支撑在下部行驶体11上的上部旋转体12、以及作业机械13，该作业机械13包括动臂13a、斗杆13b和附件13c，该动臂13a、斗杆13b和附件13c均由缸操作并被支撑在上部旋转体12上。
35.下部行驶体11支撑上部旋转体12和作业机械13的负载，同时使建筑机械在向前和向后方向上移动以用于作业目的。
36.上部旋转体12被支撑在下部行驶体11上，并且被设计成通过旋转装置而在下部行驶体11上旋转，该旋转装置包括回转马达和回转减速齿轮。
37.建筑机械10的驾驶室12a可以安装在上部旋转体12上，并且在驾驶室12a内可以设置有建筑设备操作员可以坐于其上的驾驶员座椅。在驾驶员座椅的前方，可以不同地设置有用于操纵建筑机械10的作业或行驶的把手或踏板。
38.作业机械13被安装为支撑在上部旋转体12上，以执行建筑机械10的作业。这里，“作业”可以指土木工程工地和建筑工地中的各种作业。作业机械13可以包括由各自的缸操作的动臂13a、斗杆13b和附件13c，并且可安装为被朝向上部旋转体12的前方支撑。因此，当上部旋转体12旋转时，作业机械13与上部旋转体12一起旋转。
39.图2示出了用于建筑机械的显示系统的框图的示例。
40.参照图2，根据本公开的建筑机械的显示系统1可以包括：障碍物检测系统100，该障碍物检测系统100检测建筑机械10附近的障碍物并产生关于所述障碍物的信息；和显示单元200，该显示单元200显示由障碍物检测系统100生成的信息。
41.障碍物检测系统100可以包括感测单元110、拍摄单元120和控制单元130。
42.感测单元110包括多个传感器，这些多个传感器感测到物体的距离。所述多个传感器可以包括超声波传感器、红外传感器和雷达中的任一种或多种。
43.例如，感测单元110可以基于照射到物体的超声波的接收量或到达时间而得出障碍物与车辆之间的距离以及障碍物与铲斗之间的距离。感测单元110将得出的距离信息传送到控制单元130。
44.拍摄单元120包括多个摄像头，这些摄像头安装在建筑机械10上，并且具有能够拍摄建筑机械10的前表面、后表面、左表面、右表面的视角。在行驶和作业期间，获得建筑机械10的前部或后部的图像，并且所获得的拍摄图像被传送到控制单元130。
45.虽然图中未示出，但所述多个摄像头可以包括前摄像头、后摄像头、左摄像头和右摄像头，以用于分别拍摄建筑机械10的前侧、后侧、左侧和右侧。
46.图3示出了障碍物检测系统的障碍物检测区域的示例。例如，如图3所示，在障碍物相对于建筑机械10的前方在顺时针方向上位于约0至315度的范围内的情况下，感测单元110或拍摄单元120可以检测到该障碍物的位置。建筑机械10的约315至360度的分区是驾驶员可以用肉眼识别障碍物的位置的区域，因此，在对应的区域中的障碍物不必通过感测单元110或拍摄单元120来检测。换言之，相对于建筑机械10的前方在顺时针方向上约0至315度的分区是障碍物检测系统可以检测到障碍物的障碍物检测区域d的一部分，而相对于建
筑机械10的前方在顺时针方向上约315至360度的分区是障碍物检测系统不能检测到障碍物的非检测区域b的一部分。
47.控制单元130基于感测单元110的感测信息和拍摄单元120的拍摄图像来检测障碍物，并生成关于所述障碍物的信息。此外，通过组合该拍摄单元120的所述多个摄像头的至少一个拍摄图像来生成一个图像数据。例如，控制单元130可以使用建筑机械10的前拍摄图像和后拍摄图像来生成全景图，并将其显示在显示单元200上。
48.同时，当障碍物检测系统100检测到距前方和两侧太近的距离时，障碍物检测系统100可以在作业机械旋转时检测下部行驶体。
49.因此，障碍物检测系统100可以在建筑机械10的前方和两侧从与建筑机械10间隔一定距离的位置处检测障碍物。
50.显示单元200可以是设置在驾驶室内的单独显示器，并且可以显示由控制单元130生成的图像。另外，显示单元200可以显示从控制单元130生成的关于障碍物的信息。
51.图4示出了用于建筑机械的显示系统的显示单元的示例。具体地，如图4所示，显示单元200可以显示障碍物位置信息210、障碍物方向信息220和系统状态信息230。
52.障碍物位置信息210视觉地指示了该建筑机械附近的障碍物的位置，并且障碍物位置信息210可以位于显示单元200的中心。
53.图5示出了障碍物位置信息的多个分区的示例。
54.障碍物位置信息210可以包括多个分区，这些分区对应于上述建筑机械的障碍物检测区域，并且沿着以指定点p为中心的圆周布置。
55.例如，如图5所示，相对于指定点p的前方在顺时针方向上0至45度的范围可以定义为第一分区211，45至90度的范围可以定义为第二分区212，90到135度的范围可以定义为第三分区213，135到180度的范围可以定义为第四分区214，180到225度的范围可以定义为第五分区215，225到270度的范围可以定义为第六分区216，并且270到315度的范围可以定义为第七分区217。这里，在所述指定点p上可以显示虚拟建筑机械m。
56.即，第一分区211至第七分区217可以对应于障碍物检测区域d，该障碍物检测区域d对应于图3中所示的相对于建筑机械10的前方在顺时针方向上约0至315度的范围。
57.如上所述，在相对于建筑机械的前方在顺时针方向上315到360度的范围(其是靠近其中工人所在的驾驶室的分区)的情况下，工人可以用肉眼看到障碍物，因此，对应的区域不必标示为单独的分区。
58.此外，每个分区可以划分为总共五个扇区s1至s5。图6示出了障碍物位置信息的多个扇区的示例。具体地，如图5和图6所示，每个分区可以从中心沿径向方向依次划分为第一扇区s1至第五扇区s5。优选地，每个扇区可以形成为圆弧的形状。
59.这表明：扇区离中心越近，则障碍物离该建筑机械越近，而扇区离中心越远，则障碍物离该建筑机械越远。换句话说，扇区可以对应于与该建筑机械间隔开的距离。
60.同时，如上所述，由于障碍物检测系统从在建筑机械的前方和两侧间隔一定距离的位置处进行检测，因此，在位于该建筑机械的后方的分区和位于该建筑机械的前方、左侧或右侧的分区中，每个扇区所覆盖的范围可以不同。
61.例如，在位于该建筑机械的前方、左侧或右侧的第一分区211至第三分区213、第六分区216和第七分区217中，第一扇区s1意味着距该建筑机械2至3m的范围，第二扇区s2意味
着距该建筑机械3至4m的范围，第三扇区s3意味着距该建筑机械4至5m的范围，第四扇区s4意味着距该建筑机械5至6m的范围，并且第五扇区s5意味着距该建筑机械6至7m的范围。
62.在位于该建筑机械后方的第四分区214和第五分区215中，第一扇区s1意味着距该建筑机械0至2m的范围，第二扇区s2意味着距该建筑机械2至3m的范围，第三扇区s3意味着距该建筑机械3至4m的范围，第四扇区s4意味着距该建筑机械4至5m的范围，并且第五扇区s5意味着距该建筑机械5至7m的范围。
63.此外，每个扇区可以以不同的颜色形成，并且显示为彼此区分开。例如，每个扇区在较靠近中心时可以形成为红色，而当离中心较远时可以形成为黄色。
64.当显示障碍物位置信息210时，可以显示其中存在障碍物的扇区，以区分于各分区的其它扇区。优选地，当显示障碍物位置信息210时，可以为每个分区仅显示与建筑机械与障碍物之间的距离相对应的一个扇区。
65.例如，参照图4至图6，当在第一分区211中的2至3m内检测到障碍物时，可以显示第一扇区s1。当在第二分区212中的3至4m内检测到障碍物时，可以显示第二扇区s2。当在第三分区213中的4到5m内检测到障碍物时，可以显示第三扇区s3。当在第四分区214中的4到5m内检测到障碍物时，可以显示第四扇区s4。当在第五分区215中的5至7m内检测到障碍物时，可以显示第五扇区s5。当在第六分区216中的5至6m内检测到障碍物时，可以显示第四扇区s4。当在第七分区217中的4到5m内检测到障碍物时，可以显示第三扇区s3。
66.优选地，如图4所示，障碍物位置信息210可以包括将每个扇区s与位于中心的虚拟建筑机械m相连的线l。工人可以基于障碍物位置信息210来直观地得出该建筑机械与障碍物之间的距离。
67.同时，其中障碍物检测系统100可以检测到障碍物的检测区域可以被限制在预定范围内。例如，当障碍物检测系统100的检测区域被限制为0至3m时，则检测到相对于该建筑机械在0至3m范围内的障碍物，而无法检测到在该范围之外的范围内的障碍物。这样，障碍物检测系统100的检测区域可以针对每个分区被单独地限制。
68.优选地，工人可以通过显示单元200选择一个扇区，并且限制所述检测区域的上限。例如，基于上述第四分区214，当选择了第三扇区s3时，障碍物检测系统100的检测区域可限制为距该建筑机械0至4m的范围。
69.优选地，工人可以通过显示单元200选择两个或更多个扇区，并且限制所述检测区域的下限和上限。例如，基于上述第四分区214，当选择了第二扇区s2和第四扇区s4时，障碍物检测系统100的检测区域可限制为距该建筑机械3至5m的范围。
70.如图4所示，障碍物方向信息220是视觉地指示该建筑机械附近是否存在障碍物的信息，并且障碍物方向信息220可以位于显示单元200的左上角。
71.图7示出了障碍物方向信息的示例。具体地，障碍物方向信息220具有与上述障碍物位置信息210的分区相对应的多个分区，但障碍物方向信息220中的每个分区不划分为多个扇区。在障碍物方向信息220的中心可以显示虚拟建筑机械m。
72.优选地，当在对应的分区中检测到障碍物时，障碍物方向信息220可以显示其中检测到障碍物的分区，以区分于其它分区。例如，其中未检测到障碍物的分区可以以第一颜色显示，而其中检测到障碍物的分区可以以第二颜色显示。
73.如图7的(a)所示，当在该建筑机械附近没有检测到障碍物时，障碍物方向信息220
的所有分区都可以以第一颜色显示。
74.如图7的(b)所示，当仅在第四分区224中检测到障碍物时，障碍物方向信息220可以以区分于其它分区的第二颜色显示第四分区224。
75.另外，如图4所示，当在所有分区中检测到障碍物时，障碍物方向信息220的所有分区可以以第二颜色显示。
76.如图4所示，系统状态信息230是视觉地指示障碍物检测系统是否正常运行的信息，并且系统状态信息230可以位于显示单元200的右上角。
77.图8示出了当障碍物检测系统正常运行时的系统状态信息的示例。图9示出了障碍物检测系统异常运行时的系统状态信息的示例。
78.如图8所示，系统状态信息230a可以包括对号符号231a和沿着以对号符号231a为中心的圆周布置的条232。具体地，当障碍物检测系统正常运行时，可以显示系统状态信息230a，使得条232与对号符号231a一起在顺时针方向上连续变化。换句话说，当该条不连续变化时，驾驶员可以知道屏幕没有正常运行。
79.如图9中所示，系统状态信息230b可以包括感叹号符号231b和沿着以感叹号符号231b为中心的圆周布置的条232。具体地，例如，当障碍物检测系统运行异常时，例如当由于摄像头故障而屏幕不能正常显示时，可以显示系统状态信息230b，使得条232与感叹号符号231b一起在顺时针方向上连续变化。换句话说，当该条不连续变化时，驾驶员可以知道屏幕没有正常运行。
80.本文中使用的术语仅用于描述特定方面的目的，并非旨在限制本公开。如本文所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外说明。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任意组合和所有组合。还应理解，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”在本文中使用时表明了所陈述的特征、整数、动作、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、动作、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。
81.应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件。
82.诸如“下方”或“上方”或“上”或“下”或“水平”或“竖直”的相对术语可以在本文中用于描述如图所示的一个元件与另一元件的关系。应当理解，这些术语和上面讨论的那些术语旨在包括除了图中描绘的方位之外的不同方位。应当理解，当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一个元件时，它可以直接连接或联接到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一个元件时，不存在中间元件。
83.除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员普遍理解的相同含义。还应理解，本文使用的术语应被解释为具有与它们在本说明书和相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不会以理想化或过于正式的意义进行解释，除非本文明确如此定义。
84.应当理解，本公开不限于上文所述和附图中所示的方面；相反，本领域技术人员将
认识到，可以在本公开和所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。在附图和说明书中，已经公开的方面仅是出于说明的目的而不是出于限制的目的，在所附权利要求书中阐明了本公开的范围。

技术特征：
1.一种用于建筑机械的显示系统，所述建筑机械包括下部行驶体、相对于所述下部行驶体以可旋转方式安装的上部旋转体以及安装在所述上部旋转体上的作业机械，其中，所述显示系统包括：障碍物检测系统，所述障碍物检测系统用于检测所述建筑机械附近的障碍物并生成关于所述障碍物的信息；和显示单元，所述显示单元用于显示由所述障碍物检测系统生成的所述信息。2.根据权利要求1所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述显示单元显示障碍物位置信息，所述障碍物位置信息视觉地指示所述建筑机械附近的障碍物的位置。3.根据权利要求2所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述障碍物位置信息包括多个分区，所述多个分区对应于所述障碍物检测系统的检测区域并沿着以指定点为中心的圆周布置，每个分区沿所述指定点的径向方向划分为多个扇区，并且每个分区中的存在障碍物的扇区被显示，以区分于其它扇区。4.根据权利要求3所述的用于建筑机械的显示系统，其中，在所述指定点上显示虚拟建筑机械，并且所述虚拟建筑机械通过线连接到其中存在所述障碍物的扇区。5.根据权利要求3所述的用于建筑机械的显示系统，其中，每个扇区被形成为不同的颜色。6.根据权利要求3所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述障碍物检测系统的所述检测区域被限制在每个分区的预定范围内。7.根据权利要求6所述的用于建筑机械的显示系统，其中，通过所述显示单元输入的扇区被限制为所述障碍物检测系统的所述检测区域的上限。8.根据权利要求1所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述显示单元显示障碍物方向信息，所述障碍物方向信息视觉地指示所述建筑机械附近的障碍物的方向。9.根据权利要求8所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述障碍物方向信息包括多个分区，所述多个分区对应于所述障碍物检测系统的检测区域并沿着以指定点为中心的圆周布置，并且所述障碍物方向信息显示其中存在障碍物的分区，以区分于其它分区。10.根据权利要求3或9所述的用于建筑机械的显示系统，其中，相对于所述指定点的前方在顺时针方向上0到45度的范围为第一分区，45到90度的范围为第二分区，90到135度的范围为第三分区，135到180度的范围为第四分区，180到225度的范围为第五分区，225到270度的范围为第六分区，并且270到315度的范围为第七分区。11.根据权利要求1所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述显示单元显示系统状态信息，所述系统状态信息视觉地指示所述障碍物检测系统是否正常运行。12.根据权利要求11所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述系统状态信息包括布置在中心的符号、以及沿着以所述符号为中心的圆周布置的连续变化的条。13.根据权利要求12所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述符号是对号或感叹号。14.根据权利要求1所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述障碍物检测系统在所述建筑机械的前方和两侧从与所述建筑机械间隔一定距离的位置处进行检测。15.根据权利要求1所述的用于建筑机械的显示系统，其中，所述显示单元显示：障碍物位置信息，所述障碍物位置信息视觉地指示所述建筑机械附近的障碍物的位
置，障碍物方向信息，所述障碍物方向信息视觉地指示所述建筑机械附近的障碍物的方向，以及系统状态信息，所述系统状态信息视觉地指示所述障碍物检测系统是否正常运行。

技术总结
本公开的一个方面提供了一种用于建筑机械的显示系统，该建筑机械包括下部行驶体、相对于下部行驶体以可旋转方式安装的上部旋转体、以及安装在上部旋转体上的作业机械，其中该显示系统包括：障碍物检测系统，其用于检测建筑机械附近的障碍物并生成关于障碍物的信息；以及显示单元，其用于显示由障碍物检测系统生成的信息。统生成的信息。统生成的信息。


技术研发人员：崔有俊 李明勋 李志奕
受保护的技术使用者：沃尔沃建筑设备公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/9/14