引导信息显示装置和具备该装置的起重机、引导信息显示方法
本申请是申请日2018年7月19日，申请号201880047676.2，发明名称为“引导信息显示装置和具备该装置的起重机、引导信息显示方法”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种对由操作人员进行的起重机作业进行辅助的引导信息显示装置、具备该引导信息显示装置的起重机以及引导信息显示方法的技术。
背景技术
现有技术中，已知有根据在监视器上显示的引导信息来确认吊装物、吊装物周围的状态从而实现起重机作业的效率化的技术。这种技术例如在以下的专利文献1中被公开。
专利文献1中公开了一种与对吊装物周边的物体高度进行通知的高度信息通知系统相关的技术。在专利文献1中记载的吊装物周边的物体的高度信息通知系统中，利用激光距离传感器、微波距离传感器、立体摄像机等距离测量单元来测量从吊臂的顶端到吊装物周边为止的距离。并且，设为如下的结构，即，使用距离的测量结果来检测吊装物周边的物体(地上物体)的位置并且计算高度，并制成使吊装物周边的物体的位置和高度与由摄像机拍所摄到的拍摄图像建立了对应关系的处理图像(引导信息)，再将该引导信息显示于监视器上。
在这样的专利文献1所记载的引导信息显示装置(高度信息通知系统)中，通过利用引导信息而将吊装物和吊装物周边的物体的位置信息和高度信息传递给操作人员，从而对吊装物与周边物体发生接触的情况进行抑制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-120176号公报。
发明内容
本发明所要解决的课题
然而，在钢丝绳存在于距离测量单元的测量范围内的情况下，专利文献1中记载的引导信息显示装置不仅测量从吊臂的顶端到吊装物周边为止的距离，还一并测量从吊臂的顶端到钢丝绳为止的距离。另外，引导信息显示装置基于距离测量单元的测量结果而在监视器上显示包含吊装物周边的地上物体的位置信息等在内的引导信息。因此，当钢丝绳存在于距离测量单元的测量范围内时，存在如下情况，即，与地上物体相关的引导信息受到钢丝绳的测量结果的影响，从而使引导信息显示装置将钢丝绳的位置信息与吊装物以及吊装物周边的物体的位置信息混合而进行显示的情况。也就是说，在现有的引导信息显示装置中，存在因起重机的姿势、动作情况而使操作人员无法基于引导信息来准确地掌握吊装物、存在于其周边的地上物体的形状的情况。
本发明鉴于这种当前的课题而完成，其目的在于提供一种能够在无关于起重机的姿势、动作情况的条件下针对吊装物和存在于吊装物的周边的地上物体而对与其形状和位置相关的信息进行准确提示的引导信息显示装置。
用于解决课题的手段
本发明要解决的问题如以上所述，接下来对用于解决该课题的手段进行说明。
即，本发明所涉及的引导信息显示装置为，具备摄像机、激光扫描仪、数据处理部以及数据显示部的起重机的引导信息显示装置，所述摄像机拍摄所述起重机的作业区域的局部，所述激光扫描仪取得由所述摄像机拍摄着的所述作业区域的点组数据，所述数据处理部从由所述激光扫描仪取得的点组数据中去除存在于所述起重机所吊挂着的吊装物与所述起重机的吊臂的顶端部之间的点组数据，并基于剩余的点组数据而对所述吊装物的上表面、所述作业区域的地表以及存在于所述作业区域的地上物体的上表面进行推断，并且生成分别包围所述吊装物的上表面和所述地上物体的上表面的引导框图像，再将由所述数据处理部生成的所述引导框图像重合到由所述摄像机拍摄到的影像上，并显示在所述数据显示部上。
另外，在本发明的引导信息显示装置中，所述数据处理部，将在所述起重机所吊挂着的吊装物与所述起重机的吊臂的顶端部之间的与任意的标高值之差在预定的标高差内的点组数据推断为处于同一平面上，从而形成平面集群，计算将所述吊装物的重心与所述吊装物在所述吊臂的顶端部处的吊挂位置连接起来的直线，计算在从所述直线方向俯视观察时从所述吊装物的重心位置到所述吊装物的距该重心位置相距最远的外周为止的吊装物宽度，计算所述平面集群的重心与所述直线之间的水平距离，在所述水平距离小于所述吊装物宽度的情况下，或者在从铅直方向俯视观察时所述平面集群与所述吊装物重叠的情况下，将形成所述平面集群的所述点组数据设为从所述激光扫描仪所取得的点组数据中去除的点组数据。
另外，在本发明所涉及的引导信息显示装置中，所述数据处理部在所述吊装物与所述吊臂的顶端部之间设定去除区域，将在所述去除区域取得的所述点组数据设为从所述激光扫描仪所取得的点组数据中去除的点组数据。
另外，本发明所涉及的起重机具备引导信息显示装置。
另外，在本发明所涉及的引导信息显示装置的引导信息显示方法中，引导信息显示装置具备摄像机、激光扫描仪、数据取得部、数据处理部以及数据显示部，所述摄像机对起重机的作业区域的局部进行拍摄；所述激光扫描仪在所述作业区域内从吊装物的上方取得点组数据；所述数据取得部通过所述激光扫描仪而取得由所述摄像机拍摄着的所述作业区域的点组数据；所述数据处理部基于所述点组数据而对所述吊装物的上表面、所述作业区域的地表以及存在于所述作业区域内的地上物体的上表面进行推断，并且生成分别包围所述吊装物的上表面和所述地上物体的上表面的引导框图像；所述数据显示部将由所述数据处理部生成的所述引导框图像重合在由所述摄像机拍摄到的影像上并进行显示，所述引导信息显示装置的引导信息显示方法具有：平面集群取得工序，在该工序中取得平面集群，该平面集群为，通过将与任意的标高值之差在预定的标高差内的所述点组数据推断为处于同一平面上而形成的平面集群；外形线取得工序，在该工序中取得所述平面集群的外形线中标高值最高的外形线；吊挂位置计算工序，在该工序中，通过将所述外形线的重心视为所述吊装物在所述吊臂的顶端部处的吊挂位置而计算所述外形线的重心；直线计算工序，在该工序中计算从所述吊装物的重心连接至所述吊挂位置的直线；水平距离计算工序，在该工序中计算所述平面集群的重心与所述直线的水平距离；平面集群去除工序，在该工序中，在所述水平距离比小于吊装物宽度的情况下或者在从铅直方向俯视观察时所述吊装物与所述平面集群重叠的情况下，将形成所述平面集群的所述点数据从由所述激光扫描仪取得的点组数据中去除，其中，所述吊装物宽度为，从所述直线方向俯视观察时的所述吊装物的重心位置到所述吊装物的距所述重心位置最远的外周为止的距离。
本发明的有益效果如下：
作为本发明的效果，具有如下所述的效果。
根据本发明，能够在无关于起重机的姿势、动作情况的条件下，针对吊装物和存在于吊装物的周边的地上物体而对与其形状和位置相关的信息进行准确提示。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的引导信息显示装置的应用对象即起重机的整体结构的示意图。
图2是对吊装物区域进行说明的俯视示意图。
图3是示出本发明的一个实施方式所涉及的引导信息显示装置的整体结构的示意图。
图4是对吊装物区域进行说明的侧视示意图。
图5是摄像机空间坐标系和摄像机的视场角的说明图，其中(A)是Z轴方向观察的示意图，(B)是X轴方向观察的示意图。
图6是激光扫描仪所进行的激光的照射情况的说明图，其中(A)是X轴方向观察的示意图，(B)是Y轴方向观察的示意图。
图7是示出数据取得部的示意图，其中(A)是Y轴方向观察的仰视图，(B)是图7(A)中的A-A剖视图。
图8是示出引导信息的显示状态的图，其中(A)是示出显示影像M的数据显示部的图，(B)是示出重叠显示了影像M和引导信息GD的数据显示部的图。
图9是示出引导信息显示装置的另一结构的示意图，其中(A)是由平板电脑而构成数据处理部、数据显示部、数据输入部的情况，(B)是由触控面板式显示器装置而构成数据显示部、数据输入部的情况。
图10是示出吊装物区域与激光侧线的关系的示意图。
图11是对激光扫描仪进行的激光的照射情况进行说明的Z轴方向观察的示意图。
图12是示出数据处理部进行的数据处理的流程的流程图。
图13是示出由数据取得部取得的点组数据的图，其中(A)是将点组数据绘制在XYZ坐标系上的图，(B)是将绘制在XYZ坐标系上的点组数据分为多个组的图。
图14是示出操作人员所进行的地表的指定的情况的示意图。
图15是在指定地表时的基准高度的计算方法的说明图，其中(A)是示出基准高度的计算方法的图，(B)是示出吊装物区域的分割情况的示意图。
图16是平面集群的生成方法的说明图。
图17是示出平面的推断步骤的流程图。
图18是平面的推断步骤(STEP-201～202)的说明图。
图19是平面的推断步骤(STEP-203～205)的说明图。
图20是平面的推断步骤(STEP-206～208)的说明图。
图21是平面的推断步骤(STEP-206～208(第二次))的说明图。
图22是平面的推断步骤(上表面的推断情况)的说明图。
图23是存在于不同组中的平面的结合方法的流程图。
图24是存在于不同组中的平面的结合方法的说明图。
图25是同一区域的聚类处理的说明图。
图26是分层聚类的说明图，其中(A)是第一例的地上物体的情况，(B)是第二例的地上物体的情况。
图27是引导框的生成步骤的说明图。
图28是示出分层聚类中的同一区域集群的设定例的图，其中(A)是设定为包围整体的同一区域集群的情况，(B)是将标高值最高的平面集群设定为其他的同一区域集群的情况，(C)是对将标高值的差分在阈值以上的平面集群全部包含在内的其他的同一区域集群的情况。
图29是示出数据显示部的警报显示的示意图。
图30是示出数据处理部进行的平面集群的删除的流程的流程图。
图31是数据处理部进行的平面集群的删除的说明图，其中(A)是删除吊装物与吊臂的顶端部之间的平面集群的说明图，(B)是Y轴方向观察的说明图。
图32是去除区域的设定情况的说明图。
具体实施方式
接下来，对发明的实施方式进行说明。
如图1所示，起重机1是作为本发明的一个实施方式的引导信息显示装置的应用对象的起重机的一例，是能够移动至所希望的地点的移动式起重机。
起重机1具备行驶车辆10、起重机装置20。
行驶车辆10是运输起重机装置20的车辆，具有多个(在本实施方式中为四个)车轮11，并以发动机(未图示)作为动力源而进行行驶。
在行驶车辆10的四个方向的角部设有外伸支腿12。外伸支腿12由能够利用液压向行驶车辆10的宽度方向两侧延伸的外伸叉架12a和能够向与地面垂直的方向延伸的液压式的起重缸12b构成。而且，行驶车辆10能够通过使起重缸12b接地而成为能够对起重机1进行作业的状态，并且能够通过增大外伸叉架12a的延伸长度而增大起重机1的可作业范围(作业半径)。
起重机装置20是利用钢丝绳来提升吊装物W的装置，并具备回旋台21、伸缩吊臂22、主带钩滑轮23、副带钩滑轮24、俯仰缸25、主绞盘26、主钢丝绳27、副绞盘28、副钢丝绳29、驾驶室30。
回旋台21将起重机装置20构成为能够回旋，并经由圆环状的轴承而被设置于行驶车辆10的框架上。圆环状的轴承以其旋转中心相对于行驶车辆10的设置面垂直的方式配置。回旋台21被构成为能够以圆环状的轴承的中心为旋转中心而向一个方向和另一个方向自由旋转。另外，通过液压式的回旋马达(未图示)使回旋台21旋转。
作为吊臂的伸缩吊臂22对钢丝绳以能够提升吊装物W的状态进行支承。伸缩吊臂22由多个作为吊臂部件的基础臂部件22a、第二节臂部件22b、第三节臂部件22c、第四节臂部件22d、第五节臂部件22e、顶臂部件22f构成。各个吊臂部件按照截面积大小的顺序嵌套式地插入。伸缩吊臂22被构成为，通过未图示的伸缩缸而使各个吊臂部件进行移动，从而在轴向上自由伸缩。伸缩吊臂22的基础臂部件22a的基端能够摆动地设置于回旋台21上。由此，伸缩吊臂22被构成为能够在行驶车辆10的框架上水平旋转且自由摆动。
主带钩滑轮23是用于钩挂吊装物W的装置，设置有卷绕主钢丝绳27的多个吊钩滑轮和悬吊吊装物W的主钩32。
起重机装置20除了具备主带钩滑轮23外，还具备用于钩挂吊装物W的副带钩滑轮24，在副带钩滑轮24上设置有悬吊吊装物W的副钩33。
俯仰缸25使伸缩吊臂22竖起和倒伏，并对伸缩吊臂22的姿势进行保持。俯仰缸25由液压缸构成，该液压缸由缸体部和杆部构成。
主绞盘26实施主钢丝绳27的收卷(缠绕)和放卷(松卷)，在本实施方式中由液压绞盘构成。
主绞盘26被构成为，通过主用液压马达使供主钢丝绳27卷绕的主卷筒旋转。主绞盘26被够成为，通过以主用液压马达向一个方向旋转的方式来供给工作油，从而对卷绕于主卷筒上的主钢丝绳27进行放卷，并通过以主用液压马达向另一方向旋转的方式来供给工作油，从而将主钢丝绳27卷绕于主卷筒上。
另外，副绞盘28实施副钢丝绳29的收卷和放卷，在本实施方式中，由液压绞盘构成。
驾驶室30覆盖操作人员就坐的驾驶座席31，并被设置于回旋台21上的伸缩吊臂22的侧方。
以这种方式构成的起重机1通过使行驶车辆10行驶而能够使起重机装置20移动至任意位置，另外，通过利用俯仰缸25而使伸缩吊臂22以任意的俯仰角度竖起，从而能够使伸缩吊臂22延伸至任意的伸缩吊臂长度。
另外，起重机1具备对回旋台21、伸缩吊臂22、俯仰缸25等的动作(即起重机1的动作)进行控制的控制器34。控制器34能够向外部输出与回旋台21、伸缩吊臂22、俯仰缸25等的动作状态相关的信息、与起重机1固有性能相关的信息以及吊装物W的重量等。
此外，在本说明中，以伸缩吊臂22的俯仰支点的轴向为基准而对图1所示的XYZ坐标系进行预定(以下的说明中也同样)。
X轴方向(亦称为侧线方向)是与伸缩吊臂22的俯仰支点的轴向平行的水平方向。另外，Y轴方向(亦称为标高方向)是铅直方向。并且，Z轴方向(亦称为进深方向)是与伸缩吊臂22的俯仰支点的轴向垂直的水平方向。即，如图2所示，将XYZ坐标系预定为以伸缩吊臂22为基准的局部坐标系。
接下来，对本发明的一个实施方式所涉及的引导信息显示装置进行说明。
起重机1具备图3所示那样的引导信息显示装置50。
引导信息显示装置50是本发明所涉及的引导信息显示装置的一个示例，是为了能够高效且安全地实施图1所示的起重机1的作业而通过影像来显示包含吊装物W在内的区域(以下称为吊装物区域WA)的信息(以下称为引导信息)，并向操作人员进行提示的装置。
如图2和图4所示，这里所说的“吊装物区域WA”被设定为在起重机1的作业区域SA内于Y轴方向观察时包含吊装物W在内的区域，并且是成为生成“引导信息”的对象的区域。
“吊装物区域WA”被设定为包括起重机1的伸缩吊臂22的顶臂部件22f的正下方的区域，存在于吊装物区域WA内的吊装物W、地表F、地上物体C成为引导信息显示装置50的测量对象物。“吊装物区域WA”根据伸缩吊臂22的回旋动作、俯仰动作、伸缩动作而进行位移。
另外，这里所说的“引导信息”是在操作人员利用起重机1运输吊装物W时，关于伸缩吊臂22的长度、回旋位置、俯仰角度、钢丝绳的放卷量等的优劣而对操作人员的判断进行辅助的信息，包括吊装物区域WA的影像信息、与吊装物W和地上物体C的形状相关的信息、吊装物W的高度信息、地上物体C的高度信息、与吊装物W的移动路线相关的信息等。
如图3和图4所示，引导信息显示装置50由数据取得部60、数据处理部70、数据显示部80以及数据输入部90构成。
数据取得部60是取得为了生成吊装物区域WA中的引导信息而需要的数据的部位，如图3所示，具备摄像机61、激光扫描仪62、惯性测量装置(IMU)63。
如图4所示，数据取得部60被附设于顶臂部件22f上，该顶臂部件22f位于起重机1的伸缩吊臂22的顶端，并且数据取得部60以能够从位于吊装物W的正上方的吊臂顶端掌握正下方的情况的状态而被配置。此外，这里所说的吊装物W的“正上方”是包含吊装物W的铅直上方的位置和以该位置为基准的固定范围(例如，吊装物W的上表面的范围)的位置在内的概念。
数据取得部60经由万向接头67(参见图1)而被附设于伸缩吊臂22的顶端部的顶臂部件22f，在伸缩吊臂22进行俯仰动作、回旋动作、伸缩动作时，数据取得部60的姿势(朝向Y轴方向的姿势)能够保持大致固定。由此，能够使摄像机61和激光扫描仪62始终朝向吊装物W。因此，数据取得部60能够通过摄像机61和激光扫描仪62而始终从吊装物W和存在于其下方的地表F(即吊装物区域WA)取得数据。另外，在地上物体C存在于吊装物区域WA内的情况下，能够通过摄像机61和激光扫描仪62而取得地上物体C的数据。
如图5的(A)、(B)所示，摄像机61是用于拍摄吊装物区域WA的影像的数码摄像机，具有将拍摄到的影像实时向外部输出的功能。摄像机61具有图5中(A)、(B)所示那样的视场角(水平视场角θh和垂直视场角θv)。另外，摄像机61具有考虑了生成适当引导信息所需的数据量的像素数、帧率、图像传输速率。
如图3所示，激光扫描仪62是通过向测量对象物照射激光并接受该激光在测量对象物处的反射光而取得与其反射点相关的信息从而取得测量对象物的点组数据的装置。激光扫描仪62的测量对象物是吊装物W、地上物体C、地表F。另外，在激光扫描仪62上连接有用于取得测量时刻的第一GNSS接收机65。
在引导信息显示装置50中，通过激光扫描仪62而实时取得平面的三维点组数据。
如图6所示，激光扫描仪62具备合计16个激光收发传感器，能够同时向测量对象物照射16条激光，取得测量对象物的点组数据。激光扫描仪62的16个激光收发传感器以照射角度在Z轴方向上各相差2°的方式配置，并且被构成为能够以整体具有30°的范围的方式而对测量对象物照射激光。另外，激光扫描仪62的各个激光收发传感器被构成为能够绕Z轴旋转360°(全方位)。此外，在以下的说明中，将朝向吊装物区域WA照射的激光所描绘的轨迹称为激光侧线。激光侧线相对于X轴方向平行，激光扫描仪62同时描绘16条激光侧线。
而且，激光扫描仪62被配置为激光侧线平行于X轴方向。另外，激光扫描仪62的用于变更激光的照射角度的基准轴平行于Z轴方向。
如图3所示，惯性测量装置(Inertial Measurement Unit，以下称为IMU)63是用于取得数据取得时的摄像机61和激光扫描仪62的姿势数据的装置。IMU63能够实时测量姿势角，并且具有能够在对激光扫描仪62所取得的点组数据的修正中利用的测量精度。另外，在IMU63上连接有用于取得测量时刻的第二GNSS接收机66。
如图7的(A)、(B)所示，数据取得部60为，使摄像机61、激光扫描仪62、惯性测量装置(IMU)63相对于框架体64而固定从而被构成为一体的传感器单元。
框架体64是组合了5张板材而构成的近似长方体状的物体。框架体64由4张板材构成立方体的四个方向的侧表面部，并且由剩余的1张板材而构成立方体的上表面部，从而被构成为在下方具有开口部的形状。在数据取得部60中，将摄像机61和激光扫描仪62附设于框架体64的侧表面部内侧，并将IMU63附设于框架体64的上表面部上。如图7中(A)所示，在于Y轴方向观察时，摄像机61的拍摄元件中心位置与激光扫描仪62的激光器中心位置在Z轴方向上相距距离Δzh。此外，激光器中心位置是指，激光扫描仪62的激光器的旋转中心，位于Z轴上。
另外，如图7中(B)所示，在于X轴方向观察时，摄像机61的拍摄元件中心位置与激光扫描仪62的激光器中心位置在Y轴方向上相距距离Δyv。
数据取得部60以框架体64的四个方向的侧表面部中的相对的一对侧表面部中的一个相对于Z轴垂直、并且相对的一对侧表面部中的另一个相对于X轴垂直的姿势而配置。另外，数据取得部60以框架体64的上表面部相对于Y轴垂直的姿势而配置。
接下来，对将XYZ坐标系中的点(x，y)的X坐标转换为摄像机空间坐标系中的Xc坐标的方法进行说明。
在引导信息显示装置50中，为了在由摄像机61拍摄到的影像M上重叠后述的引导信息GD并在数据显示部80上进行显示，而在XYZ坐标系与摄像机空间坐标系之间实施坐标值的转换处理。在引导信息显示装置50中，在摄像机61的影像空间内预定三维的摄像机空间坐标系Xc、Yc、Zc。
如图5中(A)所示，将在X轴方向上的从自摄像机61的透镜中心延伸出的垂线至点(x，y)为止的距离设为dh，将摄像机61的水平方向上的最大画面宽度设为wh。另外，点(x，y)是将从画面中心起在X轴方向上的位置作为x。此时，摄像机空间中的点(x，y)的Xc坐标用下式(1)、(2)表示。
此外，在以下的数学式中，将摄像机61的拍摄元件与激光中心的位置的水平方向上的差量设为Δzh(参见图7中(A))，将摄像机图像的横向宽度设为wh，将摄像机61的水平视场角设为θh，将临时变量设为tmp1。
tmp1＝(y-Δzh)×tan(π×θh/360)···(1)
Xc＝wh/2-wh×x/(2×tmp1)···(2)
接下来，对将XYZ坐标系中的点(y，z)的Z坐标转换为摄像机空间坐标系中的Zc坐标的方法进行说明。
如图5中(B)所示，将从点(y，z)至激光中心为止的Z轴方向上的距离设为dv，将摄像机61的水平方向上的最大画面宽度设为wv。另外，点(y，z)将从画面中心起的Z轴方向上的位置作为z。此时，摄像机空间中的点(y，z)的Zc坐标用以下的数学式(3)、(4)来表示。
此外，在以下的数学式中，将摄像机61的拍摄元件与激光扫描仪62的激光中心的位置在竖直方向上的差量设为Δyv(参见图7中(B))，将摄像机图像的纵向宽度设为wv，将摄像机61的垂直视场角设为θv，将临时变量设为tmp2。
tmp2＝Y×tan(π×θv/360)···(3)
Zc＝wv/2+wv×(Z-Δyv)/(2×tmp2)···(4)
在引导信息显示装置50中，使用上述的数学式(1)～(4)而将在XYZ坐标系中由激光扫描仪62等取得的点组数据的坐标转换为摄像机空间坐标系，由此将引导信息GD位置匹配到摄像机61所拍摄到的影像M上并进行显示。
此外，作为激光扫描仪62，考虑伸缩吊臂22的最高到达高度，选择能够从其最高到达高度(例如，约100m)而对测量对象物的三维形状进行测量的设备。另外，作为激光扫描仪62，考虑生成适当的引导信息所需的数据量和数据精度，而选择针对测量速度、测量点数、测量精度等的各个规格而具有预定性能的设备。
此外，虽然在本实施方式中，例示出使用具备合计16个激光收发传感器的激光扫描仪62的情况，但本发明所涉及的引导信息显示装置并不因构成激光扫描仪的激光收发传感器的数量而被限定。也就是说，在本发明所涉及的引导信息显示装置中，根据起重机的吊臂(吊臂)的最高到达高度等而适当地选择最佳规格的激光扫描仪。
由数据取得部60在吊装物区域WA中取得的数据，包括由摄像机61对吊装物W、吊装物W的下方的地表F、存在于吊装物W周围的地上物体C进行拍摄而得到的影像数据。另外，由数据取得部60在吊装物区域WA中取得的数据，包括由激光扫描仪62对吊装物W、地表F、地上物体C进行扫描而取得的点组数据。此外，这里所说的地表F广义上包括成为吊装物W的运输出发地和运输目的地的面，并且不仅包括地表面，也包括建筑物屋顶的楼板面、屋顶面等。
如图3所示，数据处理部70是用于对由数据取得部60取得的数据进行处理从而生成向操作人员提示的引导信息GD的部位，在本实施方式中，由安装有预定的数据处理程序的通用的个人计算机构成。
另外，数据处理部70与起重机1的控制器34电连接，从控制器34输出的“起重机信息”被输入到数据处理部70中。
数据显示部80是用于显示向操作人员进行提示的引导信息GD的部位，由与数据处理部70连接的显示器装置构成。
如图8中(A)所示，在数据显示部80上实时显示由摄像机61拍摄到的吊装物区域WA的影像M。
如图8中(B)所示，引导信息GD中包含表示吊装物W、地上物体C的Y轴方向观察时的外形形状的引导框图像即引导框GD1、吊装物W的下表面的高度信息GD2、地上物体C的上表面的高度信息GD3、表示吊装物W的移动路线的作业半径信息GD4以及表示伸缩吊臂22的轴线方向的轴线信息GD5等。
而且，在数据显示部80上，由数据处理部70生成的引导信息GD与影像M被重叠显示。
如图3所示，数据输入部90是用于对数据处理部70输入设定值等的部位，并由触控面板、鼠标、键盘装置等构成。
此外，如图9中(A)所示，引导信息显示装置50优选通过平板型的通用个人计算机(以下亦称为平板电脑)将数据处理部70、数据显示部80、数据输入部90构成为一体。另外，如图9中(B)所示，引导信息显示装置50也可以由触控面板式显示器装置而将数据显示部80和数据输入部90构成一体，并设为将作为通用PC的数据处理部70与该触控面板式显示器装置连接的结构。
如图4所示，将数据显示部80和数据输入部90配置于驾驶室30内的驾驶座席31的前方的操作人员容易看到的位置。优选为将数据处理部70配置于数据取得部60的附近。此外，在通过平板电脑而将数据处理部70、数据显示部80、数据输入部90够成为一体的情况下，也可以设为将数据处理部70配置于驾驶室30内的结构。
数据取得部60与数据处理部70之间的数据的传输优选采用有线LAN。此外，数据取得部60与数据处理部70之间的数据的传输也可以采用无线LAN，或者还可以采用电力线通信。
此外，如图9中(A)所示，引导信息显示装置50优选为通过平板型的通用个人计算机(以下亦称为平板电脑)而将数据处理部70、数据显示部80、数据输入部90构成一体。另外，如图9中(B)所示，引导信息显示装置50也可以通过触控面板式显示器装置而一体地构成数据显示部80、数据输入部90，并且设为将作为通用PC的数据处理部70与该触控面板式显示器装置连接的结构。
在此，对数据取得部60的数据的取得情况进行说明。
在数据取得部60中，通过摄像机61来对吊装物区域WA进行连续拍摄，从而取得吊装物区域WA的影像M。
如图10所示，在数据取得部60中，由激光扫描仪62连续扫描吊装物区域WA而取得吊装物区域WA内的测量对象物的点组数据。以下，将由激光扫描仪62取得的点组数据称为点组数据P。点组数据P是点数据p的集合，点数据p表示位于在吊装物区域WA中存在的地表F、吊装物W、地上物体C的上表面的点。而且，如图11所示，点数据p中包含从测量对象物(例如地上物体C)至激光扫描仪62的距离a、取得该点数据p时的激光扫描仪62的照射角度b的信息。
如图3所示，在激光扫描仪62上连接有第一GNSS接收机65，在取得点组数据P的同时，由第一GNSS接收机65从多个测位卫星接收时间信息。而且，数据处理部70对点数据p赋予与该点数据p的取得时间相关的信息。也就是说，与点数据p相关的信息除了包含距离a、照射角度b之外，还包含取得时间tp。
另外，在数据取得部60中，在由激光扫描仪62取得点组数据P的同时，由IMU63以预定的周期而取得激光扫描仪62的姿势数据Q。姿势数据Q包含与激光扫描仪62的相对于X、Y、Z轴的各轴向所成的角度和加速度相关的信息。此外，IMU63的姿势数据Q的取得周期比激光扫描仪62的点组数据P的取得周期短。姿势数据Q是在每个测量周期测量的单独姿势数据q的集合。
在IMU63上连接有第二GNSS接收机66，在取得姿势数据Q的同时，由第二GNSS接收机66从多个测位卫星接收时间信息。数据处理部70对单独姿势数据q赋予取得时间tq，以作为与该单独姿势数据q的取得时间相关的信息。也就是说，在与单独姿势数据q相关的信息中包含取得时间tq。
接下来，对数据处理部70的数据的处理情况进行说明。
如图12所示，在数据处理部70的数据处理中，首先实施“帧提取处理”(STEP-101)。
在数据处理部70所进行的点组数据P的数据处理中，从点组数据P的流数据中截取1帧量的点组数据P并进行输出。1帧量的点组数据P是在激光扫描仪62的激光的照射方向绕Z轴一周的期间内取得的点数据p的集合。
如图12所示，在数据处理部70的数据处理中，接下来实施“点组数据和姿势数据的同步处理”(STEP-102)。
数据处理部70使1帧量的点组数据P所包含的点数据p与由IMU63取得的姿势数据Q同步。
具体而言，在各个点数据p中，搜索与该点数据p的取得时间tp最接近的单独姿势数据q的取得时间tq，并将该取得时间tq的单独姿势数据q与该点数据p建立对应关系，由此进行同步。
这样，数据处理部70输出与单独姿势数据q同步的点数据p。
而且，如图11所示，数据处理部70基于距离a和照射角度b而计算从激光扫描仪62的激光器中心位置到点数据p的距离h。此外，这里所说的“距离h”是从激光扫描仪62的激光器中心位置到点数据p所存在的水平面为止的距离。
另外，在数据处理部70中，在计算点数据p的距离h时，使用与该点数据p对应的单独姿势数据q来实施修正。由此，能够消除因激光扫描仪62的姿势而产生的误差，进而以更高精度来计算点数据p的距离h。
即，在引导信息显示装置50中，数据取得部60具备取得激光扫描仪62的姿势数据Q的IMU63，数据处理部70基于由IMU63取得的激光扫描仪62的姿势数据Q来修正点组数据P。
在引导信息显示装置50中，能够通过这样的结构而向操作人员提示更加可靠的引导信息GD。
在将1帧量的点组数据P描绘于XYZ坐标系上时，如图13中(A)那样进行表示。图13中(A)是从Z轴方向观察到的点组数据P(点数据p的集合)。
如图12所示，在数据处理部70进行的数据处理中，接下来实施“地表推断处理”(STEP-103)。数据处理部70实施对地表F进行推断的处理。
首先，对以影像上的特定的位置为基准来推断地表F的情况进行说明。此外，虽然这里对操作人员通过手动来指定影像上的特定位置的情况进行了例示，但是也可以设为，数据处理部70自动决定并指定影像上的特定位置。
在引导信息显示装置50中，通过在数据显示部80和数据输入部90中指定地表的位置，从而能够决定成为基准的地表F。
在手动进行指定的情况下，首先如图14的上图所示，操作人员通过被显示于数据显示部80上的影像而对明确为地表的位置进行指定。于是，如图14的中图所示，数据处理部70生成以该指定的位置(点)为中心的预定半径的基准圆。而且，如图14的下图所示，数据处理部70对与位于激光侧线上的点数据p的重叠进行检测，并选择基准圆内所包含的多个点数据p。
而且，如图15中(A)所示，数据处理部70从所选择的多个点数据p中首先提取距离h为最大距离hmax的点数据p。最大距离hmax的点数据p被推测为存在于最低位置处的点数据p。然后，数据处理部70提取以最大距离hmax为基准、且距离h的偏离量D在固定范围内(在本实施方式中7cm以内)的点数据p，并计算所提取的点数据p的距离h的平均值。数据处理部70将以这种方式计算出的平均值推断为到地表F的距离h，基于该距离而决定地表F的高度(以下称为基准高度H0)。
而且，数据处理部70根据距离h和基准高度H0来计算点数据p的标高值H。如图10所示，标高值H是点数据p的从基准高度H0起算的高度。
在引导信息显示装置50中，构成为基于通过上述处理而以高精度取得的地表F的基准高度H0而生成引导信息GD。因此，在引导信息显示装置50中，能够基于地表F的高度而以高精度计算吊装物W、存在于其周边的地上物体C的形状。
接下来，对自动推断地表F的情况进行说明。
虽然在上述说明中示出了操作人员对地表F进行指定的结构，但是在引导信息显示装置50中，也可以设为由数据处理部70地表F进行自动推断的结构。
在由数据处理部70而对地表F进行自动推断的情况下，如图15中(B)所示，数据处理部70将吊装物区域WA分割为面积相等的多个(在本实施例中为160个)小区域S。
接下来，数据处理部70在各个小区域S内提取距离h最大(距离h为最大距离hmax)的点数据p，如图15中(A)所示，提取以最大距离hmax为基准、且距离h的偏离量D在固定范围内(在本实施方式中偏离量D为7cm以内)的点数据p。
接下来，在各个小区域S内，数据处理部70计算所提取的点数据p的距离h的平均值。数据处理部70根据这样计算出的距离h的平均值自动地推断各个小区域S中的地表F的基准高度H0。
或者，数据处理部70进一步通过全部的小区域S而对在各小区域S中计算出的距离h的平均值进行平均，并根据该平均值自动地推断为吊装物区域WA的地表F的基准高度H0。在该情况下，数据处理部70以各个小区域S的距离h的平均值中的最大值为基准，仅使用相对于该最大值所形成的偏离量D在预定阈值以内的小区域S，来计算基准高度H0。
如图12所示，在数据处理部70所进行的数据处理中，接下来实施“平面的推断处理”(STEP-104)。数据处理部70通过以下所示的上表面推断方法，而对存在于吊装物区域WA内的作为测量对象物的吊装物W和地上物体C的上表面进行推断。
在将1帧量的点组数据P描绘在以XYZ坐标系表示的吊装物区域WA上时，以图13中(A)所示的方式进行表示。而且，当示意性地表示这样的位于吊装物区域WA内的点组数据P时，如图16的上图那样进行表示。
数据处理部70将在图16的上图所示那样的吊装物区域WA中取得的点组数据P以图16的中图所示的方式而在Y轴方向上以预定的厚度d分割为层状，并将点组数据P分为多个组(参见图13中(B))。
此时数据处理部70对分割出的各组赋予单独的组ID(这里，设为ID：001～006)，从而将各个点数据p与组ID建立关联。
而且，在各组中，数据处理部70使用该组包含的多个点数据p来对平面进行推断。这里所说的“平面”是在吊装物W和地上物体C中以朝上的方式存在的平面，也就是吊装物W和地上物体C的“上表面”。
具体而言，首先，如图17和图18的上图所示，数据处理部70从同一组中包含的多个点数据p、p……中选择两个点数据p、p(两点选择工序：STEP-201)。
而且，如图17和图18的下图所示，数据处理部70计算所选择的两个点数据p、p的两点间距离L1(点间距离计算工序：STEP-202)。
接下来，如图17和图19的上图所示，只要两点间距离L1在预定阈值r1以下(STEP-203)，则数据处理部70将这两点(用虚线表示的两个点数据p、p)视为处于同一平面上的点(两点视同平面工序：STEP-204)。而且，如图17和图19的下图所示，数据处理部70对被视为处于同一平面上的各点(这里为所选择的两点)的重心G1进行计算(重心计算工序：STEP-205)。假如在(STEP-203)中判断为“否”的情况下，则返回(STEP-201)，并重新选择新的两点。
接下来，如图17和图20上图所示，数据处理部70对成为相对于所计算出的重心G1而构成附近点的点数据p进行搜索(附近点搜索工序：STEP-206)。这里所说的“附近点”是相对于重心G1的点间距离在阈值r1以下的点。
而且，如图17和图20的下图所示，数据处理部70只要发现作为附近点的点数据p(STEP-207)，就将该作为附近点的点数据p也视为与之前选择的两个点数据p、p处于同一平面上(附近点视同平面工序：STEP-208)。
而且，如图17和图21的上图所示，数据处理部70返回到(STEP-205)，根据被视为处于同一平面上的各个点(这里为用虚线表示的3个点数据p、p、p)计算新的重心G2。
数据处理部70转移到(STEP-206)，进一步搜索作为相对于重心G2而构成附近点的点数据p。而且，如图17和图21的下图所示，数据处理部70只要进一步发现作为附近点的点数据p(STEP-207)，就将该作为附近点的点数据p也视为与之前选择的各点处于同一平面上的点数据p(STEP-208)。
然后，数据处理部70一边计算新的重心一边搜索附近点，依次反复实施从(STEP-205)到(STEP-208)的处理，直至检测不出作为附近点的点数据p为止。
而且，如图17所示，如果数据处理部70没有发现新的附近点，则在(STEP-207)中判断为“否”，如图22所示，对被视为处于同一平面上的点数据p的部分集合(集群)进行聚类，从而推断出平面(STEP-209)。这里所说的“聚类”是将作为点数据p的集合的点组数据P切分为集群、使各个集群所包含的点数据p具有在同一平面上这一共同特征的处理。
数据处理部70将点组数据P划分为被视为处于同一平面上的点数据p，并设定平面集群CL1(参见图16的下图)。能够根据属于平面集群CL1的各个点数据p，而对平面(即吊装物W和地上物体C的“上表面”)进行规定。此外，也具有在被赋予了相同的组ID的组内存在多个平面集群CL1的情况。
然后，数据处理部70根据属于平面集群CL1的点数据p的X坐标的最大值和最小值，来推断平面的“宽度”，并根据Z坐标的最大值和最小值来推断平面的“进深”。数据处理部70以这样的方式来规定平面集群CL1所形成的平面。此外，这里所规定的平面也可以是矩形以外的多边形。
在这样的上表面推断方法中，能够仅根据与激光扫描仪62所取得的上表面相对应的点组数据P，推断吊装物W和地上物体C的上表面。因此，根据本实施方式中示出的上表面推断方法，能够基于由激光扫描仪62取得的点组数据P而在短时间内推断出吊装物W和地上物体C的上表面，而且能够实现实时推断吊装物W和地上物体C的上表面。
另外，根据这样的上表面推断方法，无需使用统计方法就能够推断吊装物W和地上物体C的上表面，与使用统计方法的情况相比，能够减少推断吊装物W和地上物体C的上表面所需的计算量。因此，根据本实施方式示出的上表面推断方法，能够基于由激光扫描仪62取得的点组数据P而在更短的时间内推断吊装物W和地上物体C的上表面。
此外，虽然在本实施方式中示出的吊装物W和地上物体C的上表面推断方法中，例示了如下情况，即，在起重机1中，在伸缩吊臂22的顶臂部件22f设置数据取得部60并通过激光扫描仪62而从吊装物W的铅直上方取得与吊装物W、地上物体C、地表F相关的点组数据P的情况，但是本发明的测量对象物的上表面推断方法，并不特别限定在应用于以起重机的吊装物和存在于该吊装物的周围的物品为测量对象物的情况中的方法。
也就是说，本实施方式示出的上表面推断方法能够广泛应用于例如如下情况，即，在具备吊臂的作业车辆(例如，高空作业车等)的吊臂顶端部、无人机等上设置激光扫描仪，并从上空取得存在于其铅直下方的测量对象物的点组数据，再根据所取得的点组数据来推断测量对象物的上表面的情况。
接下来，数据处理部70将所推断出的各个平面集群CL1(上表面)结合在一起。
如图23和图24的上图所示，数据处理部70选择所推断出的平面集群CL1中被赋予不同的组ID的两个平面集群CL1、CL1，计算各个平面集群CL1的标高值H的差异dH(STEP-301：标高值差异计算工序)。
这里，数据处理部70搜索差异dH在阈值r2以内的组合(STEP-302)。这里所说的平面集群CL1的标高值H是属于平面集群CL1的各个点数据p的标高值H的平均值。
接下来，如图23和图24的中图所示，数据处理部70在检测出标高值H的差异dH在阈值r2以内的平面集群CL1的组合时，针对这些平面集群CL1、CL1而对在X轴向上的重叠dW(STEP-303：重叠检测工序)进行检测。这里所说的“重叠”是由平面集群CL1所规定的平面在X轴方向上的重迭程度和分离程度，如图23和图24所示，在检测出“宽度”的重迭量dW1的情况下(dW1＞0)或分离量dW2为预定阈值r3以下的情况下(0≤dW2≤r3)，视为检测出“重叠”。
而且，如图23和图24所示，数据处理部70在检测出“重叠”的情况下(STEP-304)，视为属于这些平面集群CL1、CL1的点数据p存在于同一平面上，从而将两个平面集群CL1、CL1结合，并作为新的平面集群CL1进行更新(STEP-305：平面结合工序)。另外，此时，根据属于新的平面集群CL1的各个点数据p而计算新的标高值H。
如图23所示，数据处理部70反复实施以上处理直至不存在满足条件的平面集群CL1、CL1的组合(STEP-306)，从而推断跨多个组而存在的平面。
然后，数据处理部70将通过以上的结合处理结合起来的平面(即平面集群CL1)进行输出。
由平面集群CL1所规定的平面是在吊装物W和地上物体C中以朝上的方式存在的平面，也就是吊装物W和地上物体C的上表面。
在这样的平面的推断方法中，无需使用点组数据P的法线矢量就能够推断出平面。因此，与使用点组数据P的法线矢量推断平面的情况相比，具有计算量较少就能够完成的特征。
另外，在这样的平面的推断方法中，能够通过推断吊装物W、地上物体C的上表面，而在无需取得吊装物W、地上物体C的侧表面的点数据p的条件下掌握吊装物W、地上物体C的立体形状。
如图12所示，在数据处理部70所进行的数据处理中，接下来实施“同一区域的聚类处理”(STEP-105)。这里所说的“聚类”是将作为数据的集合的点组数据P划分为集群而使各个集群所包含的点数据p具有处于“同一区域”的共同特征的处理。
这里实施的“同一区域的聚类处理”为，与是否构成同一平面无关而以是否存在于“同一区域”这一不同的观点来对所生成的平面集群CL1(平面)进行聚类的处理。
具体而言，如图25的上图所示，数据处理部70对包含标高值H为最大值Hh的点数据p在内的平面集群CL1和与该平面集群CL1未结合的平面集群CL1进行提取。然后，数据处理部70计算所提取的各个平面集群CL1的标高值H的差量ΔH，只要差量ΔH在预定阈值以下，就转移到下次的判断。
当转移到下次的判断时，如图25的中图所示，数据处理部70对于差量ΔH在预定阈值以下的两个平面集群CL1、CL1而对Y轴方向观察时的重叠进行确认。
这里，两个平面集群CL1、CL1于Y轴方向观察时重叠的情况下，如图25的下图所示，数据处理部70将这些平面集群CL1、CL1视为处于“同一区域”，并由这些平面集群CL1、CL1形成同一区域集群CL2。
而且，数据处理部70进一步对包含具有标高值H的最大值Hh的点数据p在内的平面集群CL1和与该平面集群CL1未结合的平面集群CL1进行搜索，若提取出未结合的平面集群CL1，则实施基于差量ΔH的判断和Y轴方向观察时的重叠的确认，若具有与上述条件一致的平面集群CL1，则进一步追加到上述同一区域集群CL2中。
数据处理部70反复实施这样的处理，直至找不到与包含具有标高值H的最大值Hh的点数据p在内的平面集群CL1未结合的平面集群CL1为止。数据处理部70通过以上那样的处理而形成同一区域集群CL2。
而且，在后述的引导信息GD的显示中，属于以这种方式而形成的同一区域集群CL2的点数据p被作为在形状上呈一个集群的点数据进行处理，并以包围同一区域集群CL2的方式显示引导框GD1。
此外，这样的“同一区域的聚类处理”优选为图26中(A)、(B)所示的使用基于标高值的树结构的分层聚类。数据处理部70在“同一区域的聚类处理”中，针对每个地上物体C而使用标高值H制成树结构。这里例示出针对图26中(A)所示的第一例的地上物体C实施使用了树结构的分层聚类的情况和针对图26中(B)所示的第二例的地上物体C实施使用了树结构的分层聚类的情况。
在使用了基于标高值的树结构的分层聚类中，数据处理部70将标高值H的平均值最小的平面集群CL1设定为“根(root)”。另外，只要具有在Y轴方向观察时与构成“根”的平面集群CL1具有重叠的平面集群CL1，数据处理部70就从“根”伸出“枝(branch)”，在“枝”的前端追加具有该重叠的平面集群CL1。而且，数据处理部70将标高值H的平均值最大的平面集群CL1设定为“子”。
这里，对引导框GD1的生成方法进行说明。
数据处理部70取得在“同一区域的聚类处理”中制成的地上物体C的树结构。而且，数据处理部70取得构成树结构的各个平面集群CL1所包含的点数据p。
接下来，如图27的上图所示，数据处理部70从“子”的平面集群CL1的点数据p中取得在Z轴方向上位于最里侧的激光侧线上的各个点数据p。然后，数据处理部70制成如下的矩形：在Z轴方向上偏离了到相邻的激光侧线的距离的1/2并且具有能够包围各个点数据p的X轴方向上的宽度。
接下来，在点数据p存在于和所制成的矩形相邻的激光侧线上的情况下，如图27的下图所示，数据处理部70使矩形以包含该激光侧线上的全部的点数据p的方式而变形，从而制成外形线。
然后，数据处理部70在相邻的激光侧线上搜索点数据p，并反复实施上述处理，直至不存在成为对象的激光侧线上的点数据p。
最后，数据处理部70制成将所选择的树结构所包含的全部平面集群CL1外包起来的外形线。
而且，数据处理部70从制成的外形线中仅输出符合条件的外形线来作为引导框GD1。
作为引导框GD1而输出的条件，例如如图28中(A)所示，能够选择如下的条件，所述条件为，仅对地上物体C的作为大框的外形线进行显示的条件。在选择了该条件的情况下，在数据显示部80上，针对该地上物体C而显示包围整个地上物体C的一个引导框GD1。
另外，作为引导框GD1而进行输出的条件，例如如图28中(B)所示，能够选择如下条件，所述条件为，除了地上物体C的作为大框的外形线以外，还对与相对于“根”而言的标高值H之差(差量ΔH)在阈值以上的外形线(小框)中的、在各个枝中标高值H最高的平面集群CL1相关的外形线进行显示的条件。在选择了该条件的情况下，在数据显示部80中显示包围整个该地上物体C的第一个引导框GD1和被包含在第一个引导框GD1内侧的第二个引导框GD1，并且还显示有考虑了地上物体C的立体形状的更加详细的引导信息GD。
并且，作为引导框GD1而进行输出的条件，例如如图28(C)所示，能够选择如下条件，所述条件为，除了显示地上物体C的作为大框的外形线以外，还显示与相对于“根”而言的标高值H之差(差量ΔH)在阈值以上的外形线(小框)的全部的条件。在选择了该条件的情况下，在数据显示部80中显示包围整个地上物体C的第一个引导框GD1和被包含在该第一个引导框GD1内侧的第二个引导框GD1，并且还显示有考虑了地上物体C的立体形状的更加详细的引导信息GD。
这样的显示条件也能够通过调整差分ΔH的阈值来实施。操作人员能够适当地选择引导框GD1的显示条件，以使引导信息GD的显示更加容易查看。
也就是说，在引导信息显示装置50中，通过基于同一区域集群CL2而生成引导框GD1，从而能够考虑地上物体C的立体形状，进而生成更加详细地表现了地上物体C的引导框GD1。另外，在引导信息显示装置50中，能够生成将存在于同一区域的平面集群CL1集中包围起来的引导框GD1。也就是说，根据引导信息显示装置50，能够提示更加详细且容易查看的引导信息GD。
如图12所示，在数据处理部70进行的数据处理中，接下来实施“点组数据与摄像机影像的同步处理”(STEP-106)。
这里，如图5中(A)、(B)所示，将在XYZ坐标系中取得的点组数据P转换为摄像机空间坐标系的坐标值，并同步到由摄像机61拍摄到的影像M上(对位)，然后向数据显示部80输出。
如图12所示，在数据处理部70所进行的数据处理中，接下来实施“引导显示处理”(STEP-107)。
数据处理部70基于所生成的同一区域集群CL2的信息，生成引导信息GD，并向数据显示部80输出。
此外，在“引导显示处理”时，使用从起重机1的控制器34输出的“起重机信息”。这里使用的“起重机信息”中包含与伸缩吊臂22的长度、俯仰角度、起重机1的作业半径、吊装物W的重量等相关的信息。
虽然对数据处理部70所进行的数据处理的一系列流程进行了说明，但是在这样的结构中，无需取得测量对象物的侧表面上的点数据p，能够以较少的运算量而可靠地掌握吊装物W、地上物体C的立体形状，并生成引导信息GD。在这样的结构中，由于数据运算量较少便能完成，因此适合于实时掌握吊装物W、地上物体C的形状的用途中，并且能够使用简易的硬件结构的数据处理部70。
接下来，对引导信息GD的内容进行说明。
在引导信息显示装置50中，通过数据显示部80来显示引导信息GD。在通过数据显示部80进行显示的引导信息GD中，包括图8中(B)所示的那样的与由操作人员指定的地表F的指定位置相关的信息。
另外，在引导信息显示装置50中，能够指定吊装物W。能够与操作人员指定地表F的情况同样地，设定为，通过在画面上指示吊装物W而由存在于该指定位置的平面(上表面)表示吊装物W的上表面。优选为，在作为吊装物W而进行了指定之后，通过改变线条颜色、线条粗细等而将与吊装物W相关的引导框GD1和与地上物体C相关的引导框GD1进行区别显示。
与地表F和吊装物W的指定位置相关的信息通过以圆等图形来表示的标记而被显示出来。
另外，在通过数据显示部80显示的引导信息GD中，包含由数据处理部70所生成的引导框GD1。
数据处理部70基于所设定的同一区域集群CL2，而输出引导框GD1。此外，数据处理部70中，能够针对吊装物W的引导框GD1而设置用于可靠地避免碰撞的余量，并且将从吊装物W的外形线向外侧仅偏移了预定距离的框线作为引导框GD1进行输出。这样的引导框GD1成为以线段而将在吊装物W和地上物体C中被推断出的上表面(平面集群CL1)包围的框显示。
另外，在通过数据显示部80显示的引导信息GD中，包含从基准高度H0到吊装物W的下表面的高度信息GD2和从基准高度H0到地上物体C的上表面的高度信息GD3。
优选地，构成为，在数据显示部80的画面上的容易查看的位置设置独立的区域，并将吊装物W的高度信息GD2显示在该区域内。
在引导信息显示装置50中，通过这样的结构，而避免将吊装物W的高度信息GD2和地上物体C的高度信息GD3看错。
数据处理部70通过从推断为吊装物W的上表面的平面集群CL1的上表面高度减去吊装物W的高度来计算高度信息GD2。
在引导信息显示装置50中，操作人员将与吊装物W相关的信息(以下称为“吊装物信息”)预先输入数据处理部70。该操作人员所进行的“吊装物信息”的输入从数据输入部90实施。然后，数据处理部70利用“吊装物信息”取得吊装物W的高度。
在引导信息显示装置50中，构成为，在包围地上物体C的引导框GD1的内侧显示地上物体C的高度信息GD3。或者，在引导信息显示装置50中构成为，在引导框GD1较小的情况下，以局部与引导框GD1重叠的方式进行显示。
在引导信息显示装置50中，通过这样的结构，明确地上物体C与高度信息GD3的对应关系。
另外，在引导信息显示装置50中，构成为，由数据处理部70根据与该引导框GD1相对应的平面集群CL1的标高值H而改变引导框GD1的线条颜色。
在引导信息显示装置50中，利用这样的结构，操作人员通过观察引导框GD1而能够在感觉上感知吊装物W、地上物体C的大致标高值(高度)。因此，在引导信息显示装置50中，能够更加可靠地提示吊装物W和地上物体C的高度。
并且，在引导信息显示装置50中，构成为，由数据处理部70根据与该引导框GD1相对应的平面集群CL1的标高值H来改变高度信息GD2的字体颜色。
在引导信息显示装置50中，利用这样的结构，操作人员通过观察高度信息GD2，能够在感觉上感知吊装物W、地上物体C的大致标高值(高度)。因此，在引导信息显示装置50中，能够更加可靠地提示吊装物W和地上物体C的高度。
并且，在由引导信息显示装置50实施的引导信息GD的显示中，包含吊装物W的移动路线信息。在吊装物W的移动路线信息中，包含吊装物W的作业半径信息GD4和起重机1的伸缩吊臂22的轴线信息GD5。
作业半径信息GD4为，使伸缩吊臂22从现状起进行回旋动作时的吊装物W的移动路线的基准，吊装物W沿着作为作业半径信息GD4而示出的圆弧进行移动。
另外，轴线信息GD5成为使伸缩吊臂22从现状起进行俯仰动作和伸缩动作时的吊装物W的移动路线的基准，吊装物W沿着作为作业半径信息GD4而示出的直线进行移动。
在引导信息显示装置50中，基于“起重机信息”而生成吊装物W的作业半径信息GD4和伸缩吊臂22的轴线信息GD5。
数据处理部70基于“起重机信息”来计算起重机1的作业半径，生成表示该作业半径的圆弧，并作为作业半径信息GD4进行输出。
另外，数据处理部70基于“起重机信息”，来计算伸缩吊臂22的轴线方向，生成表示其轴线方向的直线，并作为轴线信息GD5进行输出。
另外，在引导信息显示装置50中，构成为，用虚线表示对作业半径信息GD4和轴线信息GD5进行显示的线，并且用成为基准的长度(以下称为基准长度)来显示该虚线的长度和间隔。例如，在将基准长度设为1m的情况下，就作业半径信息GD4和轴线信息GD5而言，根据在数据显示部80上显示的吊装物区域WA的大小而在显示上变更虚线的长度和间隔，在此时的规模下，在地表F上显示相当于1m的长度和间隔。
在引导信息显示装置50中，构成为，通过以基准长度(例如，1m)来显示虚线的长度、间隔，从而使操作人员能够从引导信息GD感受吊装物W、地上物体C的规模感。
另外，数据处理部70基于“起重机信息”计算数据取得部60的高度，并且计算吊装物区域WA的大小和数据显示部80的显示范围的大小，根据该计算结果，变更作为作业半径信息GD4和轴线信息GD5而显示的虚线的规模(虚线及其间隔的大小)。
并且，在由引导信息显示装置50实施的引导信息GD的显示中，包含用于防止吊装物W与地上物体C的接触的警报显示。
在将吊装物W和地上物体C投影于水平面上时的水平距离为预定阈值(例如，1m)以下且铅直方向的距离为预定阈值(例如，1m)以下的情况下，数据处理部70判断为有可能接触。
如图29所示，此时数据处理部70以强调有可能与吊装物W接触的地上物体C的引导框GD1和高度信息GD2的方式而输出地上物体C的引导框GD1和高度信息GD2。或者，数据处理部70以使地上物体C的引导框GD1和高度信息GD2闪烁的方式，输出地上物体C的引导框GD1和高度信息GD2。在引导信息显示装置50中，通过由数据处理部70输出作为警报显示的地上物体C的引导框GD1和高度信息GD2，并显示在数据显示部80上，从而能够促使操作人员注意。
另外，在引导信息显示装置50中，构成为，在由数据处理部70生成引导信息GD时，将存在于吊装物W与顶臂部件22f之间的点组数据P去除。使用图30和图31对去除存在于吊装物W与顶臂部件22f之间的点组数据P的处理进行说明。
数据处理部70对是否具有针对吊装物W而制成的外形线(STEP-401)。在存在针对吊装物W而制成的外形线的情况下，数据处理部70取得全部平面集群CL1(平面集群取得工序：STEP-402)，在没有针对吊装物W而制成的外形线的情况下，数据处理部70结束将存在于吊装物W与顶臂部件22f之间的点组数据P去除的处理。
而且，数据处理部70取得标高值H最高的平面集群CL1的外形线(外形线取得工序：STEP-403)。
数据处理部70计算所取得的外形线的重心，并将该重心设为吊装物W的吊挂位置WP(参见图4和图31中(A))(STEP-404)。
数据处理部70仅按照所取得的平面集群CL1的数量而将以下所说明的(STEP-405)至(STEP-411)依次反复实施。首先，数据处理部70对所选择的平面集群CL1的标高值H是否高于吊装物W的高度信息GD2的标高值H进行判断(参见图31中(A))(STEP-405)。数据处理部70在判断为所选择的平面集群CL1的标高值H高于吊装物W的高度信息GD2的标高值H的情况下，计算将吊装物W的吊挂位置WP与吊装物W的重心G3连接起来的直线(参见图31中(A))(直线计算工序：STEP-406)，在判断为平面集群CL1的标高值H没有高于吊装物W的高度信息GD2的标高值H的情况下，不去除所选择的平面集群CL1。
而且，数据处理部70计算所选择的平面集群CL1的重心G3与计算出的直线之间的水平距离HD(参见图31中(A))(水平距离计算工序：STEP-407)。
数据处理部70对在从计算出的直线方向俯视观察时从吊装物W的重心位置(重心G3)到吊装物W的与该重心位置相距最远的外周(吊装物W的外形线)的吊装物宽度WD进行计算(参见图31中(B))，并对所计算出的水平距离HD是否小于吊装物宽度WD进行判断(STEP-408)。数据处理部70在判断为计算出的水平距离小于吊装物宽度WD的情况下，去除用于形成所选择的平面集群CL1的点组数据P(平面集群去除工序：STEP-411)。此外，在计算吊装物宽度WD时，如上文所述，既可以基于所取得的点组数据P进行计算，或者也可以利用由操作人员输入的“吊装物信息”(吊装物W的宽度和进深)进行计算。
数据处理部70在判断为水平距离没有小于吊装物宽度WD的情况下，对所选择的平面集群CL1在摄像机空间坐标系(图31中未图示)中于Yc轴方向观察时是否与吊装物W重叠进行判断(STEP-409)。数据处理部70在判断为所选择的平面集群CL1在摄像机空间坐标系中于Yc轴方向观察时与吊装物W重叠的情况下，去除用于形成所选择的平面集群CL1的点组数据P(STEP-411)。
数据处理部70在判断为所选择的平面集群CL1在摄像机空间坐标系中，于Yc轴方向观察时与吊装物W不重叠的情况下，判断所选择的平面集群CL1在XYZ坐标系(参见图31中(A))中于Y轴方向观察时是否与吊装物W重叠(STEP-410)。数据处理部70在判断为所选择的平面集群CL1在XYZ坐标系中于Y轴方向观察时与吊装物W重叠的情况下，去除用于形成所选择的平面集群CL1的点组数据P(STEP-411)，在判断为所选择的平面集群CL1在XYZ坐标系中于Y轴方向观察时与吊装物W不重叠的情况下，不去除所选择的平面集群CL1。
在以这种方式去除的点组数据P中，包含与主钢丝绳27相对应的点组数据P。由此，引导信息显示装置50能够无关于起重机1的姿势、动作情况地针对吊装物W和存在于吊装物W的周边的地上物体C而对与其形状和位置相关的信息进行准确提示。另外，去除与主钢丝绳27相对应的点组数据P并生成引导框GD1，引导信息显示装置50能够提示更加准确且容易查看的引导信息GD。
另外，如图32所示，作为另一个实施方式，可以在吊装物W与顶臂部件22f之间设定去除点组数据P的去除区域JA。去除区域JA被设定为相对于连接吊装物W的吊挂位置WP与吊装物W的重心的直线而处于任意的范围内。在本实施方式中，所设定的范围被设定为，以吊装物W的上表面为下端的范围。此外，考虑不对吊装物W的引导框GD1的生成产生影响，而优选为，将去除区域JA的下端高度设定在与吊装物W的上表面分开预定距离的位置处。
在去除区域JA内取得的点组数据P中，包含与主钢丝绳27相对应的点组数据P。由此，引导信息显示装置50能够无关于起重机1的姿势、动作情况地针对吊装物W和存在于吊装物W的周边的地上物体C而对与其形状和位置相关的信息进行准确提示。另外，去除与主钢丝绳27相对应的点组数据P并生成引导框GD1，引导信息显示装置50能够对更加准确且容易查看的引导信息GD进行提示。
在以这种方式构成的引导信息显示装置50中，能够针对吊装物W和存在于吊装物W的周边的地上物体C而将表示其形状的引导框GD1和包含表示高度的高度信息GD2、GD3在内的引导信息GD可靠地提示给起重机1的操作人员。而且，只要使用这样构成的引导信息显示装置50，则例如即使在操作人员无法直接目视确认吊装物W的情况下，也能够使操作人员基于由引导信息显示装置50所提示的引导信息GD而高效且安全地实施起重机1的作业。
工业上的可利用性
本发明能够应用于引导信息显示装置、具备该引导信息显示装置的起重机以及引导信息显示方法中。
符号说明
1 起重机
50 引导信息显示装置
60 数据取得部
61 摄像机
62 激光扫描仪
70 数据处理部
80 数据显示部
P 点组数据
W 吊装物
F 地表
C 地上物体
M (摄像机拍摄到的)影像
GD 引导信息
GD1 引导框
GD2(吊装物下表面的)高度信息
GD3 (地上物体上表面的)高度信息
WA 吊装物区域
CL1 平面集群
CL2 同一区域集群
HD 水平距离
WD 吊装物宽度
WP 吊挂位置
JA 去除区域。
