【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、最高高度が制限されている作業領域内でのクレーンによる作業時に、ブーム等のクレーンの一部が作業領域外に飛び出たときに警報を発することにより、クレーンによる作業が作業領域内で行われるようにするクレーンの作業領域外飛出し警報方法およびその警報システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築工事や荷役作業等における重量の大きな荷物の運搬作業には従来からクレーンが使用されており、このクレーンの一つとしてブームを用いたクレーンがある。このクレーンは、ブームにより荷物を吊ると共にブームを起伏旋回させ、かつ水平移動することにより、荷物を運搬するようになっている。
【０００３】
ところで、クレーンによる作業の作業現場においては、その場所によって作業領域が制限される場合がある。作業領域が制限される場所でのクレーンによる作業として、例えば送電線の近くでの作業があげられる。図１０に示すように、２本の鉄塔２１,２２間に送電線２３が架設されている場所でクレーンによる作業を行うような場合には、送電線２３より下の水平面Ａ、２本の鉄塔２１,２２間内に位置し送電線２３の延設方向に直交する垂直面Ｂ,Ｃ、送電線２３の側方で送電線２３の延設方向に延びる垂直面Ｄにより、作業領域が制限される。また作業領域が制限される場所でのクレーンによる作業の他の例として、空港近くでの作業があげられる。図１１に示すように、空港近くでは航空法により制限高さが決められており、その場合滑走路を中心に、作業領域の境界面が進入表面、延長進入表面、転移表面、水平表面、円錐表面および外側水平表面と定められていて、これらの表面によって境界面の制限高さが種々異なっている。特に、この空港付近では、滑走路の本数によって、作業領域の境界面が更に一層複雑に制限されている。
【０００４】
このような作業領域が制限される作業現場においては、クレーンによる作業はこの作業領域内で行われなければならないが、そのためには作業中のクレーン全体が作業領域内に常時あるか否か、換言すればブーム等のクレーンの一部が作業領域の境界面を飛び出しているか否かを常時監視する必要がある。
【０００５】
従来のこのようなクレーンの監視は、画像処理装置によって行われている。すなわち、この画像処理装置はクレーンを監視するカメラとこのカメラによって撮影されたクレーンの画像を映し出すモニターテレビとを備えており、モニターテレビに映し出されたクレーンの画像を見ることにより、作業中のクレーンを監視している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような画像処理装置によるクレーンの監視では、
1. 作業領域の境界面が複雑である場合、クレーンが作業領域をオーバーしているか否かを正確に知ることができない、
2. 作業エリア境界線が傾斜している作業領域で複数台のクレーンが作業している場合、監視カメラの方向を作業エリア境界線の傾斜方向に合わせた状態で監視を行うため、作業領域をオーバーしているクレーンがどのクレーンであるかを知ることができない、
3. 雨や雪のときにはクレーンの画像および作業領域がモニターテレビにはっきりと映し出されないため正確に監視ができなく、監視が天気によって左右される、
4. 例えば作業エリア境界線が傾斜している作業領域の場合、監視カメラを作業エリア境界線の傾斜開始位置に設置しなければならないばかりでなく、作業エリア境界線の傾斜方向に合わせて設置しなければないし、また太陽の方向に監視カメラを向けることはできない等、監視カメラの設置条件が多くあり、監視カメラの設置作業が面倒である、という問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、作業領域の境界面の最高高度が複雑であっても、ブーム等のクレーンの一部が作業領域外へ飛び出したときに確実に警報することができるクレーンの作業領域外飛出し警報方法およびその警報システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明のクレーンの作業領域外飛出し警報方法は、最高高度が制限されている作業領域内の地表面上で作業を行うクレーンのブーム先端部等のクレーンの一部の水平基準面上の位置およびその位置からの前記クレーンの一部の高度を計測し、計測した前記クレーンの一部の高度と前記水平基準面上の位置における前記最高高度とを比較して、計測した前記クレーンの一部の高度が前記最高高度より大きいときは、警報を発することを特徴としている。
【０００９】
また請求項２の発明の警報方法は、前記クレーンの一部の水平基準面上の位置からの高度を、前記クレーンの一部に取り付けたアンテナ、任意の基準点に設置した基準点アンテナおよび人工衛星からなる汎地球測位システム（ＧＰＳ）により計測することを特徴としている。
【００１０】
更に請求項３の発明の警報方法は、前記クレーンの一部の水平基準面上の位置からの高度を、前記クレーンの一部に取り付けた反射ミラー、既知の基準点に設置した基準点ミラーおよびこれらのミラーにレーザ光を照射しかつその反射光を受光するトータルステーション計測器からなるトータルステーションシステムにより計測することを特徴としている。
【００１１】
更に請求項４の発明の警報方法は、前記警報を、パトライトによる点灯、音声出力およびクレーン作動停止制御の少なくともいずれか一つにより行うことを特徴としている。
【００１２】
更に請求項５の発明の警報システムは、最高高度が制限されている作業領域内の地表面上で作業を行うクレーンのブーム先端部等のクレーンの一部の水平基準面上の位置およびその位置からの前記クレーンの一部の高度を計測する計測器と、前記水平基準面上の位置での前記最高高度を格納し、前記計測器により計測したクレーンの一部の高度と前記最高高度とを比較して、計測したブームの高度が前記最高高度より大きいとき、警報信号を発するコンピュータと、このコンピュータからの警報信号により警報を発する警報装置とからなることを特徴としている。
【００１３】
【作用】
このような構成をした本発明においては、境界面の最高高度が制限されている作業領域内の地表面上でクレーン作業を行う場合、ブーム先端部等のクレーンの一部の水平基準面上の位置およびその位置からの高度が計測される。そして、計測されたクレーンの一部の高度と水平基準面上のその位置での作業領域の境界面の最高高度とが比較されて、計測されたクレーンの一部の高度がその最高高度より大きいときは、警報が発せられる。これにより、クレーンの運転者は、クレーンの一部が制限された作業領域外に飛び出したことを知ることができる。
【００１４】
また、このようにクレーンの一部の高度が、そのクレーンの一部が位置する水平基準面上の位置における作業領域の境界面の最高高度と比較されるので、クレーンの作業領域の境界面が複数かつ複雑であっても対応でき、クレーンの一部が作業領域外に飛び出したときは確実に警報が発せられるようになる。
【００１５】
更に、請求項２の発明においては電波を利用し、また請求項３の発明においてはレーザ光を利用しているので、雪や雨等の悪天候時にもクレーンの一部の位置が確実に計測されるようになる。
【００１６】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明にかかるクレーンの作業領域外飛出し警報システムの一実施例を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施例においては汎地球測位システム（Global Positioning System：以下、単にＧＰＳともいう）とクレーン制御システムとが組み合わされたクレーンの作業領域外飛出し警報システムが用いられている。
【００１８】
ＧＰＳは、人工衛星からの電波を受信することによって世界中どこにいても自分自身の位置を知ることができるシステムであり、現在、既に開発されて船や自動車等の移動体の位置を高精度に測定するナビゲーションシステムや工事測量等に応用されている。
【００１９】
本実施例においては、ＧＰＳの一組のアンテナおよびレシーバ（受信機）が地表面の任意の位置に既知の基準点として設置されるとともに、他のもう一組のアンテナおよびレシーバ（受信機）がクレーンブームの所定位置に設置される。すなわち、図１から明らかなように敷地内基準点アンテナ１がクレーン作業敷地内の任意の位置に既知の基準点として設置されているとともに、この敷地内基準点アンテナ１に接続されているレシーバ２が隣接して配備されている。
【００２０】
また、クレーンブーム先端部３にＧＰＳアンテナ４が設置されているとともに、図示しないクレーンの運転室にＧＰＳアンテナ４に接続されているレシーバ５が配備されている。更に、クレーンの運転室（不図示）には、レシーバ５に接続されているコンピュータ６とこのコンピュータ６に接続されている警報装置７が配備されている。なお、コンピュータ６は敷地内基準点アンテナ１に接続されたレシーバ２に接続されるようにしてもよいが、その場合にはコンピュータ６がクレーンの運転室ではなく地表面上に配備されることになるので、このコンピュータ６と警報装置７とは無線装置により信号の授受を行うようにする。
【００２１】
両方のレシーバ２,５には現在の時刻が格納されていて、両レシーバ２,５はこの現在時刻を基に現在飛んでいるすべての人工衛星の位置を知ることができるようになっている。すなわち、敷地内基準点アンテナ１が、複数個（例えば５個等）の人工衛星８（図１では１個しか図示されていない）からの電波を随時受けてレシーバ２に送信し、レシーバ２は既知の基準点の位置の経度ｘ0,緯度ｙ0,高さｚ0を知ることができるようになっている。また、ＧＰＳアンテナ４が、複数個（例えば５個等）の人工衛星８（図１では１個しか図示されていない）からの電波を随時受けてレシーバ５に送信し、レシーバ５はＧＰＳアンテナ４からの信号に基づいてクレーンブーム先端部３の位置の経度ｘ1,緯度ｙ1,高さｚ1を知ることができるようになっている。
【００２２】
既知の基準点の経度ｘ0,緯度ｙ0,高さｚ0のデータが敷地内基準点アンテナ１から無線でＧＰＳアンテナ４に出力され、更にＧＰＳアンテナ４からレシーバ５に送信される。レシーバ５は、ＧＰＳアンテナ４が受信した人工衛星８からの電波に基づいて得たクレーンブーム３の先端部の経度ｘ1,緯度ｙ1,高さｚ1のデータを既知の基準点の経度ｘ0,緯度ｙ0,高さｚ0のデータにより補正して、地表面上におけるクレーンブーム先端部３の正確な位置の経度ｘ,緯度ｙ,高さｚ′のデータを得ることができるようになっている。そして、レシーバ５は、ＧＰＳアンテナ４からの信号に基づいて得たクレーンブーム先端部３の経度ｘ1,緯度ｙ1,高さｚ1の位置データを後述するようにコンピュータ６に格納されている水平基準面である高度０表面上の経度ｘ,緯度ｙの位置の高さｚのデータに変換してコンピュータ６に出力するようになっている。
【００２３】
コンピュータ６には、水平基準面上の経度および緯度のデータで定まる地点からの、クレーンの作業エリアの境界面の最高高度のデータが格納されている。図２に示すように、例えば図１１に示す空港の互いに直交する二つの滑走路の近くの作業エリアでのクレーン作業、すなわち航空機の進入表面あるいは延長進入表面である二つの傾斜面と、一つの水平面とを含む作業エリアの境界面の場合を想定する。コンピュータ６には、例えば海抜０メートルの海面等の高度０表面がＧＰＳの水平基準面として格納されているとともに、この高度０表面上の各地点から作業エリアの境界面上の点までの最高高度、例えば高度０表面上の経度ｘa、緯度ｙaのＡ′点から作業エリアの傾斜した境界面上の点Ａまでの最高高度ａおよび高度０表面上の経度ｘb、緯度ｙbのＢ′点から作業エリアの水平な境界面上の点Ｂまでの最高高度ｂ等のデータが格納されている。これらの最高高度ａ,ｂ等は、高度０表面上の経度ｘa、緯度ｙaのＡ′点に対応する地表面上の経度ｘa、緯度ｙaのＡ″点での航空法で定められている制限高さａ′および高度０表面上の経度ｘb、緯度ｙbのＢ′点に対応する地表面上の経度ｘb、緯度ｙbのＢ″点での航空法で定められている制限高さｂ′等をそれぞれ高度０表面に変換した値である。
【００２４】
図２に示す作業エリアの境界面は二つの傾斜面を含んでいて複雑な形状を有しており、したがって高度０表面上の各地点における作業エリアの境界面上の地点までの最高高度は、高度０表面上の各地点に応じて複雑に変化している。これらの複雑に変化している最高高度ａが高度０表面上の各地点の経度ｘおよび緯度ｙに対応してコンピュータ６に格納されている。
【００２５】
そして、コンピュータ６は、レシーバ５から送られてくるクレーンブーム先端部３の経度ｘ,緯度ｙの位置の高さｚのデータを基にクレーンブーム先端部３の高さｚを高度０表面上の経度ｘ,緯度ｙの位置での最高高度ａ,ｂと比較して、クレーンブームが作業エリア内にあるか否か、すなわちクレーンが作業エリア内で動作しているか否かを判断するようになっている。
【００２６】
例えば作業エリアの境界面が傾斜面の場合、図３（１）に示すようにクレーンブーム先端部３が高度０表面上の経度ｘ1,緯度ｙ1の地点Ａ′1の高さｚ1の位置にあり、この地点Ａ′1での境界面の最高高度ａ1であって、高さｚ1が最高高度ａ1より低いとき（ｚ1＜ａ1）は、コンピュータ６はクレーンブームが作業エリア内にあり、クレーンが作業エリア内で動作していると判断する。また、同図（２）に示すようにクレーンブーム先端部３が高度０表面上の経度ｘ2,緯度ｙ2の地点Ａ′2の高さｚ2の位置にあり、この地点Ａ′2での境界面の最高高度ａ2であって、高さｚ2が最高高度ａ2と等しいとき（ｚ2＝ａ2）は、コンピュータ６はクレーンブームが作業エリア以内にあり、クレーンが作業エリア以内で動作していると判断する。更に、同図（３）に示すようにクレーンブーム先端部３が高度０表面上の経度ｘ3,緯度ｙ3の地点Ａ′3の高さｚ3の位置にあり、この地点Ａ′3での境界面の最高高度ａ3であって、高さｚ3が最高高度ａ3より高いとき（ｚ3＞ａ3)は、コンピュータ６はクレーンブームの先端部が作業エリア外にあり、クレーンブームの一部が作業エリア外で動作していると判断する。そして、コンピュータ６は、クレーンブームの一部が作業エリア外で動作していると判断したときは警報装置７へ出力するようになっている。
【００２７】
また、例えば作業エリアの境界面が水平面の場合、図４（１）に示すようにクレーンブーム先端部３が高度０表面上の経度ｘ1,緯度ｙ1の地点Ｂ′1の高さｚ1の位置にあり、この地点Ｂ′1での境界面の最高高度ｂ1であって、高さｚ1が最高高度ｂ1より低いとき（ｚ1＜ｂ1）は、コンピュータ６はクレーンブームが作業エリア内にあり、クレーンが作業エリア内で動作していると判断する。また、同図（２）に示すようにクレーンブーム先端部３が高度０表面上の経度ｘ2,緯度ｙ2の地点Ｂ′2の高さｚ2の位置にあり、この地点Ｂ′2での境界面の同じ最高高度ｂ1であって、高さｚ2が最高高度ｂ1と等しいとき（ｚ2＝ｂ1）は、コンピュータ６はクレーンブームが作業エリア以内にあり、クレーンが作業エリア以内で動作していると判断する。更に、同図（３）に示すようにクレーンブーム先端部３が高度０表面上の経度ｘ3,緯度ｙ3の地点Ｂ′3の高さｚ3の位置にあり、この地点Ｂ′3での境界面の同じ最高高度ｂ1であって、高さｚ3が最高高度ｂ1より高いとき（ｚ3＞ｂ1）は、コンピュータ６はクレーンブームの先端部が作業エリア外にあり、クレーンブームの一部が作業エリア外で動作していると判断する。そして、コンピュータ６は、前述と同様にこのときは警報装置７へ出力するようになっている。
【００２８】
警報装置７はコンピュータ６からの出力信号により作動して警報を発するようになっている。警報の方法としては、クレーンの運転室内に設けられているパトライトを点灯させて明かりにより警報する方法、あるいはクレーンの運転室内に設けられている音声装置を作動させて音声出力により警報する方法、クレーンの作動を停止制御する方法がある。もちろん、これらの方法のいくつかまたはすべてを組み合わせて警報するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００２９】
次に、本実施例のコンピュータ６によるクレーン作業領域制御方法の手順について説明する。図５はこの手順を説明するフローを示す図である。図５に示すように、まずステップＳ１においてクレーンブーム先端部３の高度０表面上の位置の経度ｘ,緯度ｙおよび高さｚのデータがレシーバ５からコンピュータ６へ送られ、ステップＳ２においてコンピュータ６はこれらのデータの高さｚと経度ｘ,緯度ｙの位置での最高高度ａ,ｂとを比較する。次にステップＳ３において、高さｚが最高高度ａ,ｂより高い（ｚ＞ａ,ｂ）と判断されると、ステップＳ４において警報を出力し、警報装置７により、パトライト点灯による警報、音声出力による警報およびクレーン作動停止制御による警報の少なくとも一つが行われる。この警報により、運転者はクレーンブームの一部が作業エリア外で動作していることを知り、パトライト点灯および音声出力による警報の場合は、運転者によりクレーンブーム全体が作業エリア内で動作するようにクレーンブームまたはクレーンが移動制御され、またクレーン作動停止制御による警報の場合は、クレーンの作動が自動的に停止される。また、ステップＳ３で高さｚが最高高度ａ,ｂより高くない（ｚ≦ａ,ｂ）と判断されると、ステップＳ１に戻り、高さｚが最高高度ａ,ｂより高くない間、ステップＳ１ないしＳ３の各処理が行われる。
【００３０】
また他の例として、図６に示すように、例えば図１０に示す送電線の近傍でのクレーン作業、すなわち送電線ｃのある領域とない領域との高さの異なる二つの水平面を含む作業エリアの境界面の場合を想定する。この場合は、作業エリアの境界面に図２に示す空港近傍のクレーン作業の場合のような傾斜面がなく、２種類の一定の最高高度ａ,ｂがあるだけであるので、図６に示す作業エリアの境界面は比較的簡単な形状を有している。これらの最高高度ａ,ｂが高度０表面上の各地点の経度ｘおよび緯度ｙに対応してコンピュータ６に格納されている。この場合は、前述の図２に示すクレーン作業エリアの場合の水平な境界面と同じであるので、クレーンブームの作業領域制御方法の説明は省略する。
【００３１】
このように本実施例によれば、作業領域内の地表面上でクレーン作業を行う場合、ＧＰＳにより、ブーム先端部３の高度０表面上の位置からの高度を随時計測し、コンピュータ６が格納されている高度０表面上のその位置からの作業領域の境界面の最高高度と計測したブーム先端部３の高度とを比較し、ブーム先端部３の高度がその最高高度より大きいときに警報を発するので、、クレーンの運転者は、ブーム先端部３が作業領域外に飛び出したことを簡単にかつ確実に知ることができる。しかも、ブーム先端部３の高度を、そのブーム先端部３が位置する高度０表面上の位置からの境界面の最高高度と比較しているので、作業領域の境界面が複数かつ複雑であっても簡単に対応することができるようになる。
【００３２】
また、本実施例によれば、ブーム先端部３の位置計測に電波を利用しているので、雪や雨等の悪天候時にもブーム先端部３の位置を確実に計測することができるようになる。なお、敷地内基準アンテナ１を設置する代わりに、国土地理院が測量のために地表面に設置した基準点を利用することもできる。
【００３３】
図７は本発明にかかるクレーン作業領域制御方法の他の実施例に用いられるクレーン作業領域制御システムを示す図である。図７に示すように、本実施例においてはトータルステーションシステムとクレーン制御システムとが組み合わされたクレーンの作業領域外飛出し警報システムが用いられている。
【００３４】
トータルステーションシステムは、自動視準機構を有するトータルステーション計測器が移動体に取り付けられた反射ミラーを追尾しながらその反射ミラーにレーザ光を照射するとともにその反射光の位相差を計測することにより、移動体の位置を知ることができるにようにしたシステムであり、現在既に開発されて各種の測量等に応用されている。
【００３５】
図７から明らかなように、本実施例においては、トータルステーション基準点ミラー９がクレーン作業敷地の地表面の予め定めた座標ｘ0,ｙ0の位置で所定の高さｚ0に既知の基準点として設置されるとともに、反射ミラー１０がクレーンブームの先端部３に設置されている。図７においては、反射ミラー１０は１個のミラーしか設置されていないが、複数個のミラーを反射ミラー１０の支持軸回りに所定間隔を置いて設けるようにすることもできる。また、トータルステーション基準点ミラー９および反射ミラー１０を視準する視準器であるトータルステーション計測器１１がクレーン作業敷地の地表面の所定位置に設置されている。このトータルステーション計測器１１はトータルステーション基準点ミラー９および反射ミラー１０を視準する視準レンズ１１ａを有しており、この視準レンズ１１ａは、クレーン作業にともない移動する反射ミラー１０を追尾することができるように、上下軸および左右軸まわりにそれぞれ回動可能に設けられている。
【００３６】
更に、トータルステーション計測器１１はコンピュータ６に接続されており、このコンピュータ６は地表面上の適宜の場所に配備されている。更に警報装置７がクレーンの運転室に設けられており、コンピュータ６と警報装置７とは無線装置１２により信号の授受を行うようにされている。その場合、無線装置１２の一方のアンテナ１２ａがコンピュータ６に接続されかつ地表面上に配備されるとともに、無線装置１２の他方のアンテナ１２ｂが警報装置７に接続されかつクレーン運転室に配備される。
【００３７】
トータルステーション計測器１１は、トータルステーション基準点ミラー９にレーザ光を照射するとともにその反射光を受光しその位相差を求めることにより、既知の基準点の位置の座標ｘ0,ｙ0,ｚ0を知ることができるようになっている。また、トータルステーション計測器１１は、反射ミラー１０にレーザ光を照射するとともにその反射光を受光しその位相差を求めることにより、反射ミラー１０の位置、すなわちクレーンブーム先端部３の位置の座標ｘ1,ｙ1,ｚ1を知ることができるようになっている。その場合、トータルステーション計測器１１の視準ミラー１１ａは、クレーン作業におけるクレーンブームの移動にしたがって移動する反射ミラーを追尾してレーザ光を照射するようになっており、これによりクレーンブーム先端部３の位置の座標ｘ1,ｙ1,ｚ1を随時知ることができる。また、反射ミラー１０のミラー１０ａは支持軸１０ｂ回りに複数個設けられているので、クレーンブームの移動にともない、一つのミラー１０ａがトータルステーション計測器１１からのレーザ光により照射されない向きとなっても、他のミラー１０ａがレーザ光により照射されるようになり、したがって移動するクレーンブームの先端部３の位置を確実に知ることができる。
【００３８】
そして、トータルステーション計測器１１は、クレーンブーム３の先端部の座標ｘ1,ｙ1,ｚ1のデータを既知の基準点の座標ｘ0,ｙ0,ｚ0のデータにより補正して、地表面上におけるクレーンブーム先端部３の正確な位置の座標ｘ,ｙ,ｚ′のデータを得ることができるようになっている。そして、トータルステーション計測器１１は、反射ミラー１０からの信号に基づいて得たクレーンブーム先端部３の座標ｘ1,ｙ1,高さｚ1の位置データを後述するようにコンピュータ６に格納されている水平基準面であるトータルステーション基準面上の経度ｘ,緯度ｙの位置の高さｚのデータに変換してコンピュータ６に出力するようになっている。
【００３９】
コンピュータ６には、前述の実施例と同様にトータルステーション基準面の座標ｘ,ｙで定まる地点での境界面までの最高高度ａのデータが格納されている。同様に図８に示すように、例えば図１１に示す空港の互いに直交する二つの滑走路の近傍でのクレーン作業、すなわち航空機の進入表面あるいは延長進入表面である二つの傾斜面と、一つの水平面とを含む作業エリアの境界面の場合を想定する。コンピュータ６には、例えば海抜０メートルの海面等の特定の水平面を基準としたトータルステーション基準面が格納されているとともに、このトータルステーション基準面上の各地点における作業エリアの境界面上の地点までの最高高度ａ、例えばトータルステーション基準面上の座標ｘa,ｙaのＡ′点における傾斜した作業エリアの境界面上の点Ａまでの最高高度ａおよびトータルステーション基準面上の座標ｘb,ｙbのＢ′点における水平な作業エリアの境界面上の点Ｂまでの最高高度ｂ等のデータが格納されている。これらの最高高度ａ,ｂ等は、トータルステーション基準面上の座標ｘa,ｙaのＡ′点に対応する地表面上の座標ｘa,ｙaのＡ″点での航空法で定められている制限高さａ′およびトータルステーション基準面上の座標ｘb,ｙbのＢ′点に対応する地表面上の座標ｘb,ｙbのＢ″点での航空法で定められている制限高さｂ′等をそれぞれトータルステーション基準面に変換した値である。
【００４０】
前述の図２に示す実施例と同様に、図８に示す作業エリアの境界面は複雑な形状を有しているため、トータルステーション基準面上の各地点における作業エリアの境界面の最高高度ａは、トータルステーション基準面上の各地点に応じて複雑に変化しており、これらの複雑に変化している最高高度ａがトータルステーション基準面上の各地点の座表ｘ,ｙに対応してコンピュータ６に格納されている。
【００４１】
そして、コンピュータ６はトータルステーション計測器１１から送られてくるクレーンブーム先端部３の位置のトータルステーション基準面上の座標ｘ,ｙ,ｚのデータの高さｚをトータルステーション基準面上の座標ｘ,ｙにおける作業エリアの境界面の最高高度ａ,ｂと比較して、クレーンブームが作業エリア内にあるか否か、すなわちクレーンが作業エリア内で動作しているか否かを判断するようになっている。この判断方法は、前述の実施例における図３および図４に示す方法とまったく同じであるので、その説明は省略する。
【００４２】
コンピュータ６はクレーンが作業エリア外で動作していると判断すると、警報装置７に無線装置１２を介して信号を出力し、警報装置７は警報を発するようになっている。その警報の方法は、前述の実施例とまったく同じであるので、その説明は省略する。
【００４３】
また、本実施例のコンピュータ６によるクレーン作業領域制御方法の手順は、前述の実施例と同様に図５に示すフローにより行われるので、その説明は省略する。更に、本実施例により得られる効果も前述の実施例と同様であるので、その説明は省略する。
【００４４】
ところで、前述のＧＰＳにおけるＧＰＳアンテナ４および前述のトータルステーションシステムにおける反射ミラー１０は、クレーンブームの先端部３の位置をより正確に検知するうえで、ある程度水平状態に保持される必要がある。しかし、図１に示すＧＰＳアンテナ４および図７に示す反射ミラー１０は、ともにクレーンブーム先端部３に固定されており、したがってクレーンブームの起伏運動にともない、これらのＧＰＳアンテナ４および反射ミラー１０はある程度の水平状態が保持されなくなるおそれがある。そこで、図９（ａ）、（ｂ）に示すようにクレーンブーム先端部３に固定した支持ブラケットに、下端に重りを付けたレバーを揺動自在に取り付けて振り子１３を形成し、この振り子１３の上端にＧＰＳアンテナ４または反射ミラー１０を取り付けるようにすることもできる。その場合、振り子１３の重りがレバーの揺動軸の鉛直下方に重りが位置するとき、ＧＰＳアンテナ４および反射ミラー１０はそれぞれ水平状態となるようにレバーの上端に取り付けられる。これにより、クレーンブーム先端部３が起伏運動にともなって傾きがどのように変わっても、振り子１３によりＧＰＳアンテナ４および反射ミラー１０は水平状態に保持されるようになる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ブーム先端部等のクレーンの一部の高度と水平基準面上のその位置での作業領域の境界面の最高高度とを比較し、計測されたクレーンの一部の高度がその最高高度より大きいときは、警報を発するようにしているので、クレーンの運転者は、クレーンの一部が制限された作業領域外に飛び出したことを確実にかつ容易に知ることができる。
【００４６】
また、このようにクレーンの一部の高度が、そのクレーンの一部が位置する水平基準面上の位置における作業領域の境界面の最高高度と比較されるので、クレーンの作業領域の境界面が複数かつ複雑であっても簡単に対応でき、クレーンの一部が作業領域外に飛び出したときは確実に警報を発することができるようになる。
【００４７】
更に、請求項２の発明によれば電波を利用し、また請求項３の発明によればレーザ光を利用しているので、雪や雨等の悪天候時にもクレーンの一部の位置を確実に計測できるようになる。
【００４８】
更に、クレーンに警報システムを設置することにより、そのクレーン自身で作業領域を管理することが可能となり、その結果どのクレーンが作業領域外に飛び出しているかを確実に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるクレーンの作業領域外飛出し警報システムの一実施例を示す図である。
【図２】図１に示す実施例に用いられる、作業領域の境界面が複雑な形状を有している場合の、コンピュータに格納されている作業領域の境界面の経度、緯度および高度のデータを説明する図である。
【図３】クレーンブーム先端部が作業領域の傾斜している境界面から飛び出しているか否かの判断を説明する図である。
【図４】クレーンブーム先端部が作業領域の水平な境界面から飛び出しているか否かの判断を説明する図である。
【図５】コンピュータによるクレーン作業領域制御方法の手順を説明するフローを示す図である。
【図６】図１に示す実施例に用いられる、作業領域の境界面が最高高度の異なる複数の水平面の形状を有している場合の、コンピュータに格納されている作業領域の境界面の経度、緯度および高度のデータを説明する図である。
【図７】本発明にかかるクレーンの作業領域外飛出し警報システムの他の実施例を示す図である。
【図８】図７に示す実施例に用いられる、作業領域の境界面が複雑な形状を有している場合の、コンピュータに格納されている作業領域の境界面の経度、緯度および高度のデータを説明する図である。
【図９】図１に示すＧＰＳアンテナおよび図７に示すトータルステーション反射ミラーの取付け方のタービンの例を説明する図である。
【図１０】作業領域の境界面の一例を説明する図である。
【図１１】作業領域の境界面の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
１…敷地内基準点アンテナ、２,５…レシーバ、３…クレーンブーム先端部、４…ＧＰＳアンテナ、６…コンピュータ、７…警報装置、８…人工衛星、９…敷地内基準点ミラー、１０…反射ミラー、１１…トータルステーション計測器、１２…無線装置、ａ,ｂ…作業領域の境界面の最高高度[0001]
[Industrial application fields]
The present invention provides a warning when a part of a crane such as a boom jumps out of the work area when the crane is working in a work area where the maximum altitude is restricted. The present invention relates to a method of warning out of a working area of a crane and a warning system thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, cranes have been used for carrying heavy loads in construction work or cargo handling work, and one of these cranes is a crane using a boom. This crane carries a load by suspending the load with a boom, turning the boom up and down, and moving horizontally.
[0003]
By the way, in the work site of the work by the crane, the work area may be limited depending on the place. As work by a crane in a place where the work area is limited, for example, work near a transmission line can be cited. As shown in FIG. 10, when working with a crane in a place where the transmission line 23 is installed between the two steel towers 21, 22, the horizontal plane A below the transmission line 23, the two steel towers The work area is limited by the vertical surfaces B and C that are located between 21 and 22 and orthogonal to the extending direction of the transmission line 23 and the vertical plane D that extends in the extending direction of the transmission line 23 on the side of the transmission line 23. The Another example of working with a crane in a place where the work area is restricted is work near an airport. As shown in FIG. 11, the limit height is determined near the airport by the aeronautical law. In this case, the boundary surface of the work area is the approach surface, the extended approach surface, the transition surface, the horizontal surface, the cone around the runway. The surface and the outer horizontal surface are defined, and the restricted height of the boundary surface varies depending on these surfaces. Particularly in the vicinity of this airport, the boundary surface of the work area is more complicatedly limited by the number of runways.
[0004]
At work sites where such work areas are limited, crane work must be carried out in this work area. To that end, whether the entire working crane is always in the work area, in other words, In this case, it is necessary to constantly monitor whether a part of a crane such as a boom protrudes from the boundary surface of the work area.
[0005]
Conventional monitoring of such a crane is performed by an image processing apparatus. That is, the image processing apparatus includes a camera for monitoring the crane and a monitor television that displays an image of the crane photographed by the camera. By viewing the crane image displayed on the monitor television, Is monitoring.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in crane monitoring with such an image processing device,
1. If the interface of the work area is complex, it is impossible to know exactly whether the crane is over the work area,
2. When multiple cranes are working in the work area where the work area boundary line is inclined, monitoring is performed with the surveillance camera aligned with the inclination direction of the work area boundary line. Cannot know which crane is overloaded,
3. When it is raining or snowing, the crane image and work area are not clearly displayed on the monitor TV, so it cannot be monitored accurately, and the monitoring depends on the weather.
4. For example, in the case of a work area where the work area boundary line is slanted, the surveillance camera must be installed not only at the tilt start position of the work area boundary line but also according to the tilt direction of the work area boundary line. There is a problem that there are many installation conditions for the surveillance camera and the installation work of the surveillance camera is troublesome.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to allow a part of a crane such as a boom to jump out of the work area even if the maximum height of the boundary surface of the work area is complicated. It is an object to provide a crane out-of-work area warning method and a warning system thereof that can reliably warn when a problem occurs.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the crane out-of-work area warning method according to the first aspect of the present invention is the boom tip of a crane that performs work on the ground surface in the work area where the maximum altitude is restricted. The position of a part of the crane on the horizontal reference plane and the altitude of the part of the crane from the position are measured, and the measured altitude of the part of the crane and the maximum height at the position on the horizontal reference plane are measured. If the measured altitude of a part of the crane is larger than the maximum altitude, an alarm is issued.
[0009]
According to the alarm method of the invention of claim 2, an altitude from a position on a horizontal reference plane of a part of the crane is an antenna attached to a part of the crane, a reference point antenna installed at an arbitrary reference point, and an artificial It is characterized by measurement by a global positioning system (GPS) composed of satellites.
[0010]
Further, the alarm method of the invention of claim 3 is a method in which an altitude from a position on a horizontal reference plane of a part of the crane is reflected to a reflection mirror attached to a part of the crane, a reference point mirror installed at a known reference point, and These mirrors are characterized in that they are measured by a total station system comprising a total station measuring device that irradiates laser light to these mirrors and receives the reflected light.
[0011]
Furthermore, the alarm method of the invention of claim 4 is characterized in that the alarm is performed by at least one of lighting by a patrol light, sound output and crane operation stop control.
[0012]
Further, the alarm system according to the invention of claim 5 is the position on the horizontal reference plane of a part of the crane such as a boom tip part of the crane performing the work on the ground surface in the work area where the maximum altitude is restricted, and the position thereof. A measuring instrument for measuring the altitude of the part of the crane from the position, and storing the maximum altitude at a position on the horizontal reference plane, and determining the altitude of the part of the crane and the maximum altitude measured by the measuring instrument. In comparison, when the measured boom altitude is greater than the maximum altitude, the computer is characterized by comprising a computer that issues an alarm signal and an alarm device that issues an alarm by the alarm signal from the computer.
[0013]
[Action]
In the present invention having such a configuration, when crane work is performed on the ground surface in the work area where the maximum height of the boundary surface is limited, the crane tip such as the tip of the boom is on the horizontal reference plane. The position and the altitude from that position are measured. Then, the measured altitude of the part of the crane is compared with the maximum altitude of the boundary of the work area at that position on the horizontal reference plane, and the measured altitude of the part of the crane is greater than the maximum altitude. When an alarm is issued. Thereby, the operator of the crane can know that a part of the crane has jumped out of the restricted work area.
[0014]
In addition, since the altitude of a part of the crane is compared with the maximum altitude of the boundary of the work area at the position on the horizontal reference plane where the part of the crane is located, the boundary of the work area of the crane is Even if it is plural and complicated, it can cope, and when a part of the crane jumps out of the work area, an alarm is surely issued.
[0015]
Further, since the invention of claim 2 uses radio waves and the invention of claim 3 uses laser light, the position of a part of the crane is reliably measured even in bad weather such as snow and rain. Become so.
[0016]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a crane out-of-work area warning system according to the present invention.
[0017]
As shown in FIG. 1, in this embodiment, a crane out-of-work area warning system in which a global positioning system (hereinafter also referred to simply as GPS) and a crane control system are combined is used. Yes.
[0018]
GPS is a system that allows you to know where you are anywhere in the world by receiving radio waves from artificial satellites. It has already been developed, and the position of mobile objects such as ships and cars is highly accurate. It is applied to navigation systems and construction surveys.
[0019]
In this embodiment, a set of GPS antennas and receivers (receivers) are installed as known reference points at arbitrary positions on the ground surface, and another set of antennas and receivers (receivers) are installed. It is installed at a predetermined position of the crane boom. That is, as is clear from FIG. 1, the in-site reference point antenna 1 is installed as a known reference point at an arbitrary position in the crane work site, and the receiver 2 connected to the in-site reference point antenna 1 Are deployed next to each other.
[0020]
In addition, a GPS antenna 4 is installed at the tip 3 of the crane boom, and a receiver 5 connected to the GPS antenna 4 is provided in a cab of a crane (not shown). Further, a computer 6 connected to the receiver 5 and an alarm device 7 connected to the computer 6 are provided in the crane cab (not shown). The computer 6 may be connected to the receiver 2 connected to the in-site reference point antenna 1, but in this case, the computer 6 is arranged on the ground surface instead of the crane cab. Therefore, the computer 6 and the alarm device 7 exchange signals with a wireless device.
[0021]
Both receivers 2 and 5 store the current time, and both receivers 2 and 5 can know the positions of all the satellites currently flying based on the current time. That is, the in-site reference point antenna 1 receives radio waves from a plurality of (for example, five, etc.) artificial satellites 8 (only one is shown in FIG. 1) and transmits it to the receiver 2 at any time. Longitude x of the position of the known reference point 0 , Latitude y 0 , Height z 0 You can know. Further, the GPS antenna 4 receives radio waves from a plurality of (for example, five) artificial satellites 8 (only one is shown in FIG. 1) at any time and transmits the radio waves to the receiver 5. Of the position of the crane boom tip 3 based on the signal from 1 , Latitude y 1 , Height z 1 You can know.
[0022]
Longitude x of known reference point 0 , Latitude y 0 , Height z 0 Is wirelessly output from the in-site reference point antenna 1 to the GPS antenna 4 and further transmitted from the GPS antenna 4 to the receiver 5. The receiver 5 is the longitude x of the tip of the crane boom 3 obtained based on the radio wave from the artificial satellite 8 received by the GPS antenna 4. 1 , Latitude y 1 , Height z 1 Data of known reference point longitude x 0 , Latitude y 0 , Height z 0 The data of longitude x, latitude y, height z 'of the exact position of the crane boom tip 3 on the ground surface can be obtained. And the receiver 5 is the longitude x of the crane boom tip part 3 obtained based on the signal from the GPS antenna 4. 1 , Latitude y 1 , Height z 1 As will be described later, the position data is converted into data of height z at the position of longitude x and latitude y on the surface of altitude 0 which is a horizontal reference plane stored in the computer 6 and output to the computer 6. ing.
[0023]
The computer 6 stores data on the maximum altitude of the boundary surface of the work area of the crane from a point determined by longitude and latitude data on the horizontal reference plane. As shown in FIG. 2, for example, crane work in a work area near two runways orthogonal to each other in the airport shown in FIG. 11, that is, two inclined surfaces that are an approach surface or an extended approach surface of an aircraft, and one The case of the boundary surface of the work area including the horizontal plane is assumed. The computer 6 stores a zero altitude surface such as a sea level of 0 meters above sea level as a horizontal reference plane for GPS, and the maximum altitude from each point on the zero altitude surface to a point on the boundary surface of the work area. For example, longitude x on an altitude 0 surface a , Latitude y a The highest altitude a from the point A 'of the working area to the point A on the inclined boundary surface of the work area and the longitude x on the altitude 0 surface b , Latitude y b The data such as the maximum altitude b from the point B ′ to the point B on the horizontal boundary surface of the work area is stored. These maximum altitudes a, b, etc. are the longitude x on the surface of altitude 0 a , Latitude y a Longitude on the ground surface corresponding to point A ' a , Latitude y a The height a 'and the longitude x on the zero altitude surface as defined by the Aviation Law at point A " b , Latitude y b Longitude on the ground surface corresponding to point B ' b , Latitude y b These are values obtained by converting the restricted height b ′, etc., defined by the Aviation Law at point B ″, respectively, to an altitude 0 surface.
[0024]
The boundary surface of the work area shown in FIG. 2 includes two inclined surfaces and has a complicated shape. Therefore, the maximum altitude up to a point on the boundary surface of the work area at each point on the surface of altitude 0 is It changes in a complicated manner depending on each point on the altitude 0 surface. These complexly changing maximum altitudes a are stored in the computer 6 corresponding to the longitude x and the latitude y of each point on the surface of the altitude 0.
[0025]
Then, the computer 6 sets the height z of the crane boom tip 3 on the surface of the altitude 0 based on the data of the height z of the position of the longitude x and latitude y of the crane boom tip 3 sent from the receiver 5. Compared to the maximum altitudes a and b at the positions of longitude x and latitude y, it is determined whether or not the crane boom is in the work area, that is, whether or not the crane is operating in the work area. ing.
[0026]
For example, when the boundary surface of the work area is an inclined surface, as shown in FIG. 1 , Latitude y 1 Point A ' 1 Height z 1 At this point A ' 1 Maximum height of the boundary surface at 1 And the height z 1 Is the highest altitude a 1 When lower (z 1 <A 1 ) Determines that the crane boom is in the work area and the crane is operating in the work area. In addition, as shown in FIG. 2 (2), the crane boom tip 3 has a longitude x on the surface of altitude 0. 2 , Latitude y 2 Point A ' 2 Height z 2 At this point A ' 2 Maximum height of the boundary surface at 2 And the height z 2 Is the highest altitude a 2 Is equal to (z 2 = A 2 ) Determines that the crane boom is within the work area and the crane is operating within the work area. Furthermore, as shown in (3) of FIG. Three , Latitude y Three Point A ' Three Height z Three At this point A ' Three Maximum height of the boundary surface at Three And the height z Three Is the highest altitude a Three When higher (z Three > A 3) The computer 6 determines that the tip of the crane boom is outside the work area and that a part of the crane boom is operating outside the work area. When the computer 6 determines that part of the crane boom is operating outside the work area, the computer 6 outputs the alarm to the alarm device 7.
[0027]
Further, for example, when the boundary surface of the work area is a horizontal plane, the crane boom tip 3 has a longitude x on the surface of altitude 0 as shown in FIG. 1 , Latitude y 1 Point B ' 1 Height z 1 At this point B ' 1 Maximum height of the boundary surface at b 1 And the height z 1 Is the highest altitude b 1 When lower (z 1 <B 1 ) Determines that the crane boom is in the work area and the crane is operating in the work area. In addition, as shown in FIG. 2 (2), the crane boom tip 3 has a longitude x on the surface of altitude 0. 2 , Latitude y 2 Point B ' 2 Height z 2 At this point B ' 2 The same maximum height b of the boundary surface at 1 And the height z 2 Is the highest altitude b 1 Is equal to (z 2 = B 1 ) Determines that the crane boom is within the work area and the crane is operating within the work area. Furthermore, as shown in (3) of FIG. Three , Latitude y Three Point B ' Three Height z Three At this point B ' Three The same maximum height b of the boundary surface at 1 And the height z Three Is the highest altitude b 1 When higher (z Three > B 1 ) Determines that the tip of the crane boom is outside the work area and a part of the crane boom is operating outside the work area. The computer 6 outputs to the alarm device 7 at this time as described above.
[0028]
The alarm device 7 is activated by an output signal from the computer 6 to issue an alarm. As a warning method, a method of lighting a patrol light provided in a crane cab and warning by light, or a method of operating a voice device provided in a crane cab and warning by voice output, a crane There is a method for controlling the stop of the operation. Of course, it goes without saying that some or all of these methods may be combined for alarming.
[0029]
Next, the procedure of the crane work area control method by the computer 6 of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating this procedure. As shown in FIG. 5, first, in step S1, data of longitude x, latitude y, and height z of the position on the altitude 0 surface of the crane boom tip 3 is sent from the receiver 5 to the computer 6, and in step S2, the computer 6 Compares the height z of these data with the highest altitude a and b at the position of longitude x and latitude y. Next, in step S3, if it is determined that the height z is higher than the maximum altitude a, b (z> a, b), an alarm is output in step S4, and an alarm device 7 outputs an alarm and sound output by the alarm device 7. At least one of the alarm by the alarm and the alarm by the crane stop control is performed. With this warning, the driver knows that a part of the crane boom is operating outside the work area, and in the case of a warning with a patrol light lighting and sound output, the driver makes the entire crane boom operate within the work area. When the crane boom or crane is moved and controlled and an alarm is issued by the crane operation stop control, the crane operation is automatically stopped. If it is determined in step S3 that the height z is not higher than the maximum altitude a, b (z ≦ a, b), the process returns to step S1, while the height z is not higher than the maximum altitude a, b. Each process of S1 to S3 is performed.
[0030]
As another example, as shown in FIG. 6, for example, a crane work in the vicinity of the power transmission line shown in FIG. 10, that is, a work area including two horizontal planes with different heights between a region with and without a power transmission line c. The case of the boundary surface is assumed. In this case, there is no inclined surface on the boundary surface of the work area as in the case of crane work near the airport shown in FIG. 2, and there are only two kinds of constant maximum altitudes a and b. The boundary surface of the work area has a relatively simple shape. These maximum altitudes a and b are stored in the computer 6 corresponding to the longitude x and latitude y of each point on the surface of altitude 0. In this case, since it is the same as the horizontal boundary surface in the case of the crane work area shown in FIG. 2, the description of the crane boom work area control method will be omitted.
[0031]
As described above, according to the present embodiment, when crane work is performed on the ground surface in the work area, the altitude from the position on the altitude 0 surface of the boom tip 3 is measured at any time by GPS, and the computer 6 stores it. Compare the highest altitude of the boundary of the work area from that position on the zero altitude surface with the measured altitude of the boom tip 3 and warn when the altitude of the boom tip 3 is greater than the maximum altitude Therefore, the crane operator can easily and reliably know that the boom tip 3 has jumped out of the work area. Moreover, since the altitude of the boom tip 3 is compared with the maximum altitude of the interface from the position on the surface of the altitude 0 where the boom tip 3 is located, the boundary of the work area is plural and complicated. Will be able to respond easily.
[0032]
Further, according to the present embodiment, since the radio wave is used for measuring the position of the boom tip 3, the position of the boom tip 3 can be reliably measured even in bad weather such as snow and rain. . Instead of installing the in-site reference antenna 1, a reference point installed on the ground surface by the Geographical Survey Institute for surveying can be used.
[0033]
FIG. 7 is a diagram showing a crane work area control system used in another embodiment of the crane work area control method according to the present invention. As shown in FIG. 7, in this embodiment, a crane out-of-work area warning system in which a total station system and a crane control system are combined is used.
[0034]
The total station system is a mobile station where a total station measuring instrument with an automatic collimation mechanism irradiates the reflecting mirror with laser light while tracking the reflecting mirror attached to the moving body and measures the phase difference of the reflected light. It is a system that can know the position of the sensor, and has been developed and applied to various surveys.
[0035]
As is apparent from FIG. 7, in this embodiment, the total station reference point mirror 9 is provided with a predetermined coordinate x of the ground surface of the crane work site. 0 , y 0 At a given height z 0 Is installed as a known reference point, and a reflection mirror 10 is installed at the tip 3 of the crane boom. In FIG. 7, only one mirror is provided for the reflection mirror 10, but a plurality of mirrors may be provided at predetermined intervals around the support axis of the reflection mirror 10. Further, a total station measuring instrument 11 which is a collimator for collimating the total station reference point mirror 9 and the reflecting mirror 10 is installed at a predetermined position on the ground surface of the crane work site. This total station measuring instrument 11 has a collimating lens 11a for collimating the total station reference point mirror 9 and the reflecting mirror 10, and this collimating lens 11a can track the reflecting mirror 10 that moves as the crane works. In order to be able to do so, it is provided so as to be rotatable around the vertical axis and the horizontal axis.
[0036]
Further, the total station measuring instrument 11 is connected to a computer 6, and this computer 6 is arranged at an appropriate place on the ground surface. Further, an alarm device 7 is provided in the cab of the crane, and the computer 6 and the alarm device 7 exchange signals with the wireless device 12. In that case, one antenna 12a of the wireless device 12 is connected to the computer 6 and deployed on the ground surface, and the other antenna 12b of the wireless device 12 is connected to the alarm device 7 and deployed in the crane cab. .
[0037]
The total station measuring instrument 11 irradiates the total station reference point mirror 9 with laser light and receives the reflected light to obtain the phase difference, thereby obtaining the coordinate x of the position of the known reference point. 0 , y 0 , z 0 You can know. Further, the total station measuring instrument 11 irradiates the reflection mirror 10 with laser light and receives the reflection light to obtain the phase difference, thereby obtaining the coordinate x of the position of the reflection mirror 10, that is, the position of the crane boom tip 3. 1 , y 1 , z 1 You can know. In that case, the collimation mirror 11a of the total station measuring instrument 11 is adapted to irradiate the laser beam by tracking the reflecting mirror that moves in accordance with the movement of the crane boom in the crane operation. Position coordinates x 1 , y 1 , z 1 You can know at any time. Further, since a plurality of mirrors 10a of the reflecting mirror 10 are provided around the support shaft 10b, even when the crane boom is moved, one mirror 10a is not irradiated with the laser light from the total station measuring instrument 11. The other mirror 10a is irradiated with the laser beam, so that the position of the tip 3 of the moving crane boom can be surely known.
[0038]
And the total station measuring instrument 11 is the coordinate x of the front-end | tip part of the crane boom 3. 1 , y 1 , z 1 The data x of the known reference point 0 , y 0 , z 0 Thus, it is possible to obtain the data of the coordinates x, y, z ′ of the accurate position of the crane boom tip 3 on the ground surface. Then, the total station measuring instrument 11 calculates the coordinate x of the crane boom tip 3 obtained based on the signal from the reflection mirror 10. 1 , y 1 , Height z 1 As will be described later, the position data is converted into data of height z at the position of longitude x and latitude y on the total station reference plane which is the horizontal reference plane stored in the computer 6 and output to the computer 6. ing.
[0039]
The computer 6 stores data on the maximum altitude a up to the boundary surface at a point determined by the coordinates x, y of the total station reference surface, as in the above-described embodiment. Similarly, as shown in FIG. 8, for example, crane work in the vicinity of two runways orthogonal to each other of the airport shown in FIG. 11, that is, two inclined surfaces that are an approach surface or an extended approach surface of an aircraft, and one horizontal plane Assuming the boundary of the work area including The computer 6 stores a total station reference plane based on a specific horizontal surface such as a sea level of 0 meters above sea level, for example. Altitude a, for example, coordinate x on the total station reference plane a , y a The maximum altitude a up to point A on the boundary surface of the inclined work area at point A ′ and the coordinate x on the total station reference plane b , y b The data such as the maximum altitude b up to the point B on the boundary surface of the horizontal work area at the point B ′ is stored. These maximum altitudes a and b are the coordinates x on the total station reference plane. a , y a X on the ground surface corresponding to point A ' a , y a Limit height a 'defined by the Aviation Law at point A "and coordinates x on the total station reference plane b , y b X on the ground surface corresponding to point B ' b , y b These are values obtained by converting the restricted height b ′, etc., defined by the Aviation Law at point B ″, to the total station reference plane.
[0040]
Similarly to the embodiment shown in FIG. 2 described above, the boundary surface of the work area shown in FIG. 8 has a complicated shape, so that the maximum altitude a of the boundary surface of the work area at each point on the total station reference surface is The complex altitude changes in accordance with each point on the total station reference plane, and these complexly changing maximum altitudes a correspond to the coordinates x, y of each point on the total station reference plane. Stored.
[0041]
Then, the computer 6 sets the height z of the coordinate x, y, z data on the total station reference plane at the position of the crane boom tip 3 sent from the total station measuring instrument 11 at the coordinates x, y on the total station reference plane. Compared with the maximum altitude a and b of the boundary surface of the work area, it is determined whether or not the crane boom is in the work area, that is, whether or not the crane is operating in the work area. Since this determination method is exactly the same as the method shown in FIGS. 3 and 4 in the above-described embodiment, the description thereof is omitted.
[0042]
When the computer 6 determines that the crane is operating outside the work area, it outputs a signal to the alarm device 7 via the wireless device 12, and the alarm device 7 issues an alarm. Since the alarm method is exactly the same as in the above-described embodiment, the description thereof is omitted.
[0043]
Further, the procedure of the crane work area control method by the computer 6 of this embodiment is performed according to the flow shown in FIG. Furthermore, since the effect obtained by this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, the description thereof is omitted.
[0044]
By the way, the GPS antenna 4 in the GPS and the reflection mirror 10 in the total station system need to be held in a horizontal state to some extent in order to detect the position of the tip 3 of the crane boom more accurately. However, the GPS antenna 4 shown in FIG. 1 and the reflecting mirror 10 shown in FIG. 7 are both fixed to the crane boom tip 3, so that the GPS antenna 4 and the reflecting mirror 10 are There is a risk that a certain level of horizontal state may not be maintained. Therefore, as shown in FIGS. 9A and 9B, a pendulum 13 is formed by swingably attaching a lever with a weight at the lower end to a support bracket fixed to the tip end portion 3 of the crane boom. The GPS antenna 4 or the reflection mirror 10 can be attached to the upper end of the lens. In that case, when the weight of the pendulum 13 is positioned vertically below the swing axis of the lever, the GPS antenna 4 and the reflecting mirror 10 are attached to the upper end of the lever so as to be in a horizontal state. As a result, the GPS antenna 4 and the reflection mirror 10 are held in a horizontal state by the pendulum 13 regardless of how the tilt of the crane boom tip 3 changes with the up-and-down motion.
[0045]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the altitude of a part of the crane such as the tip of the boom is compared with the maximum altitude of the boundary surface of the work area at that position on the horizontal reference plane. A warning is issued when the altitude of a part of the crane that is installed is greater than its maximum altitude, so the crane operator ensures that part of the crane has jumped out of the restricted work area. And you can know easily.
[0046]
In addition, since the altitude of a part of the crane is compared with the maximum altitude of the boundary of the work area at the position on the horizontal reference plane where the part of the crane is located, the boundary of the work area of the crane is Even if it is plural and complicated, it can easily cope with it, and when a part of the crane jumps out of the work area, an alarm can be surely issued.
[0047]
Further, according to the second aspect of the invention, radio waves are used, and according to the third aspect of the invention, laser light is used, so that the position of a part of the crane can be ensured even in bad weather such as snow and rain. It becomes possible to measure.
[0048]
Furthermore, by installing an alarm system in the crane, it becomes possible to manage the work area by the crane itself, and as a result, it is possible to reliably know which crane has jumped out of the work area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a crane out-of-work area warning system according to the present invention.
FIG. 2 shows the longitude, latitude, and altitude data of the work area boundary surface stored in the computer when the work area boundary surface has a complex shape used in the embodiment shown in FIG. FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a judgment as to whether or not a crane boom tip has protruded from an inclined boundary surface of a work area.
FIG. 4 is a diagram illustrating a determination as to whether or not the tip end portion of a crane boom protrudes from a horizontal boundary surface of a work area.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of a crane work area control method by a computer.
FIG. 6 shows the longitude of the boundary surface of the work area stored in the computer when the boundary surface of the work area has a plurality of horizontal plane shapes with different maximum altitudes used in the embodiment shown in FIG. It is a figure explaining the data of latitude and an altitude.
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of a crane outside-work area jump warning system according to the present invention.
FIG. 8 shows the longitude, latitude, and altitude data of the work area boundary surface stored in the computer when the work area boundary surface has a complicated shape used in the embodiment shown in FIG. FIG.
9 is a diagram for explaining an example of a turbine for mounting the GPS antenna shown in FIG. 1 and the total station reflecting mirror shown in FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a boundary surface of a work area.
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a boundary surface of a work area.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Site reference point antenna, 2,5 ... Receiver, 3 ... Crane boom tip part, 4 ... GPS antenna, 6 ... Computer, 7 ... Alarm device, 8 ... Artificial satellite, 9 ... Site reference point mirror, 10 ... Reflection mirror, 11 ... Total station measuring instrument, 12 ... Radio device, a, b ... Maximum altitude of interface of work area