JP2014105091A - Monitoring camera of crane - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crane in which it is possible to obtain a large base line length defined as distance between optical axes of a pair of monitoring cameras when two monocular monitoring cameras are provided to configure a stereo camera and image processing is performed by capturing an image with the stereo camera.SOLUTION: The crane has an operation monitoring device in which two monocular monitoring cameras 2A and 2B are provided for configuring a stereo camera to capture an image and which performs image processing. When a direction orthogonal to an extending direction of a boom that can extend and tilt is a width direction of the boom, two monocular monitoring cameras 2A and 2B in which distance between optical axes of the cameras is defined as a base line length D are provided at both ends in the width direction of the head 17d of the boom.

Description

本発明は、伸縮可能なブームの先端部に監視カメラを設けて、監視カメラにより撮像された画像に画像処理を施してモニタ装置に画像を表示させる作業監視装置を備えたクレーンの改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a crane provided with a work monitoring device in which a monitoring camera is provided at the tip of an extendable boom, image processing is performed on an image captured by the monitoring camera, and an image is displayed on a monitor device.

従来から、伸縮可能なブームのヘッドに監視カメラを設けて、この監視カメラにより撮像された撮影画像をモニタ装置の画面に表示させ、作業現場を監視する作業監視装置を備えたクレーン等の作業機械が知られている(特許文献1等参照)。   Conventionally, a working machine such as a crane provided with a work monitoring device for monitoring a work site by providing a monitoring camera on an extendable boom head and displaying a photographed image taken by the monitoring camera on the screen of the monitor device. Is known (see Patent Document 1).

また、破砕機等の作業機械のアームにステレオカメラを取付け、作業現場の対象物体の立体形状を求めて、モニタ装置の画面に表示させるものも知られている(特許文献2等参照)。   In addition, there is also known a technique in which a stereo camera is attached to an arm of a work machine such as a crusher, and a three-dimensional shape of a target object at a work site is obtained and displayed on a screen of a monitor device (see Patent Document 2).

特開2011−151742号公報JP 2011-151742 A 特開2010−248777号公報JP 2010-248777 A

ところで、クレーン等の作業機械により作業を行う場合、監視カメラが1個の場合には、吊り荷やフックブロックの影となる死角部分が生じる。そこで、監視カメラを2個設けてステレオカメラを構築して撮像を行い、画像処理を行って、互いの死角となる部分を補間し合うことが考えられる。 By the way, when working with a work machine such as a crane, when there is one surveillance camera, a blind spot portion that is a shadow of a suspended load or a hook block is generated. Therefore, it is conceivable that two surveillance cameras are provided and a stereo camera is constructed and imaged, and image processing is performed to interpolate each other as a blind spot.

その場合に、監視カメラの基線長を大きくとることにより、画像処理の精度を極力高めることができるように構成することが望ましい。   In that case, it is desirable to configure so that the accuracy of image processing can be increased as much as possible by increasing the base line length of the surveillance camera.

また、監視カメラにより撮像された画像を用いて、ビル等の対象物体の地上からの高さを正確に測定できるようにすることが望ましい。   It is also desirable to be able to accurately measure the height of a target object such as a building from the ground using an image captured by a surveillance camera.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、 監視カメラを2個設けてステレオカメラを構築して撮像を行い、画像処理を行う場合に、一対の監視カメラの光軸間距離として定義される基線長を大きくとることにより、画像処理精度の向上を図ることが可能なクレーンを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances. In the case where two monitoring cameras are provided and a stereo camera is constructed to perform imaging and image processing is performed, the distance between the optical axes of the pair of monitoring cameras is determined. An object of the present invention is to provide a crane capable of improving the image processing accuracy by increasing the defined base line length.

本発明のクレーンは、単眼の監視カメラを2個設けてステレオカメラを構築して撮像を行い、画像処理を行う作業監視装置を有するクレーンであって、少なくとも傾動可能なブームの傾動面両側を前記ブームの幅方向として該ブームの先端の幅方向両側に互いの光軸間距離が基線長として定義された単眼の監視カメラがそれぞれ設けられていることを特徴とする。 The crane according to the present invention is a crane having a work monitoring device that performs image processing by constructing a stereo camera by providing two monocular monitoring cameras and performing image processing, at least on both sides of the tilting surface of the tiltable boom. A monocular surveillance camera in which the distance between the optical axes is defined as a base line length is provided on each side of the boom in the width direction as a boom width direction.

本発明によれば、少なくとも傾動可能なブームの傾動面両側をブームの幅方向としてブームの先端の幅方向両側に互いの光軸間距離が基線長として定義された単眼の監視カメラを設けたので、単眼の監視カメラを用いてステレオカメラを構築した場合に基線長を大きくとることができ、ひいては、画像処理精度の向上を図ることができるという効果を奏する。   According to the present invention, the monocular surveillance camera in which the distance between the optical axes is defined as the base line length is provided on both sides in the width direction of the tip of the boom with at least both sides of the tilting surface of the boom that can tilt as the width direction of the boom. When a stereo camera is constructed using a monocular monitoring camera, the base line length can be increased, and as a result, the image processing accuracy can be improved.

図1はステレオカメラが取り付けられたクレーンの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a crane to which a stereo camera is attached. 図2は図1に示すステレオカメラの取付状態を示す概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a mounting state of the stereo camera shown in FIG. 図3は本発明の実施例に係る演算処理回路のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of the arithmetic processing circuit according to the embodiment of the present invention. 図4Aは図3に示すモニタ部の画面に表示されている画像の一例を示す説明図であって、図1に示すクレーンのブームが延びる方向を基準にして運転室から遠い側に配置されている監視カメラにより撮像された画像を示す図である。4A is an explanatory diagram illustrating an example of an image displayed on the screen of the monitor unit illustrated in FIG. 3, and is disposed on a side far from the cab with reference to the direction in which the boom of the crane illustrated in FIG. 1 extends. It is a figure which shows the image imaged with the surveillance camera which is. 図4Bは図3に示すモニタ部の画面に表示されている画像の一例を示す説明図であって、図1に示すクレーンのブームが延びる方向を基準にして運転室に近い側の監視カメラにより撮像された画像を示す図である。4B is an explanatory diagram illustrating an example of an image displayed on the screen of the monitor unit illustrated in FIG. 3, and is based on a monitoring camera close to the cab with respect to the direction in which the boom of the crane illustrated in FIG. 1 extends. It is a figure which shows the imaged image. 図4Cは図4Aに示す画像と図4Bに示す画像との合成処理画像を示している。FIG. 4C shows a combined image of the image shown in FIG. 4A and the image shown in FIG. 4B. 図5はステレオカメラによる撮影対象までの距離測定の原理を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the principle of distance measurement to a subject to be photographed by a stereo camera.

(本発明が適用されるクレーンの説明)
以下に、このステレオカメラのクレーンの実施例を図面を参照しつつ説明する。
その図1において、符合11はクレーンである。このクレーン11は、走行用の車両本体(キャリア)12、水平方向に旋回可能な旋回台13、オペレータ用の運転室14、キャリアを地上(地面)Sに固定するアウトリガ15、ブラケット16から概略構成されている。
(Description of crane to which the present invention is applied)
Hereinafter, an embodiment of the crane of this stereo camera will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a crane. This crane 11 is schematically configured from a traveling vehicle body (carrier) 12, a swivel 13 that can be swiveled in a horizontal direction, an operator cab 14, an outrigger 15 that fixes the carrier to the ground (ground) S, and a bracket 16. Has been.

そのブラケット16には、ブーム17が設けられている。そのブーム17はその基端部が支持軸18を介して回動可能に取り付けられ、起伏用シリンダ19によって起立倒伏される。
そのブーム17は、例えば、入れ子式の基端ブーム17a、中間ブーム17b、先端ブーム17cから構成されている。
The bracket 16 is provided with a boom 17. The base end portion of the boom 17 is rotatably attached via a support shaft 18 and is raised and lowered by a raising and lowering cylinder 19.
The boom 17 includes, for example, a telescopic base end boom 17a, an intermediate boom 17b, and a front end boom 17c.

このブーム17は、図示を略す各伸縮用シリンダに連結されて、各伸縮用シリンダによって伸縮される。その先端ブーム17cには、ブームヘッド(先端部)17dが図2に拡大して示すように設けられている。このブームヘッド17dには、シーブ軸17fが設けられ、このシーブ軸17fに一対のシーブ17eが設けられている。   The boom 17 is connected to each expansion / contraction cylinder (not shown) and is expanded and contracted by each expansion / contraction cylinder. The tip boom 17c is provided with a boom head (tip portion) 17d as shown in an enlarged view in FIG. The boom head 17d is provided with a sheave shaft 17f, and the sheave shaft 17f is provided with a pair of sheaves 17e.

図1に示すブラケット16には、ウインチ(図示を略す)が設けられ、このウインチから延設されたワイヤWがシーブ17eに掛け渡されている。そのワイヤWには、フックブロック20が吊り下げられており、このフックブロック20にはフック21が設けられている。   The bracket 16 shown in FIG. 1 is provided with a winch (not shown), and a wire W extending from the winch is stretched over the sheave 17e. A hook block 20 is suspended from the wire W, and a hook 21 is provided on the hook block 20.

そのブームヘッド17dには、単眼の2個の監視カメラ(CCDカメラ)2A、2Bが設けられている。その監視カメラ2A、2Bはステレオカメラを構築するのに用いられ、画像処理を行う作業監視装置の一部を構成している。   The boom head 17d is provided with two monocular surveillance cameras (CCD cameras) 2A and 2B. The monitoring cameras 2A and 2B are used to construct a stereo camera and constitute a part of a work monitoring apparatus that performs image processing.

ここでは、この2個の監視カメラ2A、2Bは、シーブ軸17fに取り付けられている。この各監視カメラ2A、2Bはブーム17の延びる方向を基準にしてその延びる方向両側をブーム17の幅方向として互いに対称位置に配置されているが、傾動のみ可能なブーム17の場合には、そのブーム17が描く傾動軌跡面(傾動面)の両側を幅方向として、監視カメラ2A、2Bを対称位置に配置される。
その監視カメラ2A、2Bの光軸間距離が基線長Dとして定義され、この基線長Dは後述する画像処理部のメモリに記憶保存されている。
Here, the two surveillance cameras 2A and 2B are attached to the sheave shaft 17f. The surveillance cameras 2A and 2B are arranged at symmetrical positions with respect to the direction in which the boom 17 extends with respect to the width direction of the boom 17, but in the case of the boom 17 that can only be tilted, The surveillance cameras 2A and 2B are arranged at symmetrical positions with both sides of the tilt locus plane (tilt plane) drawn by the boom 17 as the width direction.
The distance between the optical axes of the monitoring cameras 2A and 2B is defined as a base line length D, and this base line length D is stored and saved in a memory of an image processing unit to be described later.

ここでは、この各監視カメラ2A、2Bは、その自重によって、鉛直方向を指向するように回転機構(図示を略す)が設けられている。なお、この監視オカメラ2A、2Bに、パン方向、チルト方向の回動を行うパンチルト機構、撮影倍率を変更するズーム機能を持たせても良いが、ここでは、その詳細な説明は省略することとする。 Here, each of the surveillance cameras 2A, 2B is provided with a rotation mechanism (not shown) so as to be directed in the vertical direction by its own weight. The surveillance cameras 2A and 2B may be provided with a pan / tilt mechanism for rotating in the pan direction and the tilt direction, and a zoom function for changing the photographing magnification. However, detailed description thereof is omitted here. To do.

運転室14には、図示を略す操作盤、操作レバー、後述する演算処理部、モニター部(表示部)が設けられ、オペレータはその操作レバー、操作盤を適宜操作することにより、ブーム17の旋回、起伏、伸張、アウトリガ15の張り出し、格納、エンジン始動、停止、モニター部のオン・オフ等を行う。   The cab 14 is provided with an operation panel (not shown), an operation lever, an arithmetic processing section (to be described later), and a monitor section (display section), and the operator turns the boom 17 by appropriately operating the operation lever and the operation panel. Undulation, extension, outrigger 15 overhanging, storage, engine start, stop, monitor on / off, etc.

(演算処理部の説明)
図3は本発明の実施例に係る演算処理部のブロック図である。
その図3において、符合22は演算処理部を示している。この演算処理部22は、監視カメラ2A、2Bからの撮像信号、シリンダ圧力センサ23、ブーム長センサ24、起伏角度センサ25、アウトリガ張り出しセンサ26からの各センサ信号が入力されている。
(Explanation of arithmetic processing unit)
FIG. 3 is a block diagram of the arithmetic processing unit according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 3, reference numeral 22 indicates an arithmetic processing unit. This arithmetic processing unit 22 receives image signals from the monitoring cameras 2A and 2B, and sensor signals from the cylinder pressure sensor 23, the boom length sensor 24, the undulation angle sensor 25, and the outrigger extension sensor 26.

その演算処理部22は、画像処理部22A、制御処理部22Bを有しており、その制御処理部22Bはその各センサからのセンサ信号に基づいてそれに応じた制御処理を行い、必要に応じて、適宜モニタ部27に制御に必要な情報を出力する。   The arithmetic processing unit 22 includes an image processing unit 22A and a control processing unit 22B. The control processing unit 22B performs a control process corresponding to the sensor signal from each sensor, and if necessary. Then, information necessary for control is output to the monitor unit 27 as appropriate.

画像処理部22Aには監視カメラ2A、2Bから撮像信号が入力され、この画像処理部22Aはその監視カメラ2A、2Bからの撮像信号に適宜画像処理を行って、モニタ部27に表示信号を出力する。これにより、図4A〜図4Cに示す画像がモニタ部27に表示されるものである。   Imaging signals are input to the image processing unit 22A from the monitoring cameras 2A and 2B. The image processing unit 22A appropriately performs image processing on the imaging signals from the monitoring cameras 2A and 2B and outputs a display signal to the monitoring unit 27. To do. As a result, the images shown in FIGS. 4A to 4C are displayed on the monitor unit 27.

ここでは、モニタ部27の画面Gには、ワイヤWの像W’、フックブロック20の像20’、車両本体12の前部の像12’(図4C参照)、アウトリガ15の像15’ (図4C参照)、後述する基準対象Refの像Ref’ (図4C参照)、対象物体Obの像Ob’が映っている。   Here, on the screen G of the monitor unit 27, the image W ′ of the wire W, the image 20 ′ of the hook block 20, the image 12 ′ of the front portion of the vehicle body 12 (see FIG. 4C), the image 15 ′ of the outrigger 15 ( 4C), an image Ref ′ (see FIG. 4C) of a reference target Ref, which will be described later, and an image Ob ′ of the target object Ob.

ここでは、演算処理部22には、画面切替スイッチSW1、画像合成処理スイッチSW2が設けられている。モニタ部27の画面Gには、図4Bに示すように、運転室14に近い側に配設されている監視カメラ2B(運転席のオペレータから見て右側に配置されている監視カメラ2B)により撮像された画像が優先的に表示される。
初期状態で、運転席側から見たと同様の光景を表示できるので、周囲の状況の把握が容易である。
Here, the arithmetic processing unit 22 is provided with a screen changeover switch SW1 and an image composition processing switch SW2. On the screen G of the monitor unit 27, as shown in FIG. 4B, the monitoring camera 2B disposed on the side close to the cab 14 (the monitoring camera 2B disposed on the right side when viewed from the operator of the driver's seat) is used. The captured image is preferentially displayed.
In the initial state, it is possible to display a scene similar to that seen from the driver's seat side, so it is easy to grasp the surrounding situation.

画像処理部22Aは、画面切替スイッチSW1をオペレータが操作すると、図4Bに示す運転室14に近い側に配設されている監視カメラ2Bにより撮像された画像から、図4Aに示すように、運転室14から遠い側に配設されている監視カメラ2Aにより撮像された画像(運転室14のオペレータから見て左側に配置されている監視カメラ2A)にその画面表示が切り替えられるように制御する。 When the operator operates the screen changeover switch SW1, the image processing unit 22A operates as shown in FIG. 4A from the image captured by the monitoring camera 2B disposed on the side close to the cab 14 shown in FIG. 4B. Control is performed so that the screen display is switched to an image captured by the monitoring camera 2A disposed on the side far from the room 14 (the monitoring camera 2A disposed on the left side when viewed from the operator of the cab 14).

画像処理部22Aは、画像合成処理スイッチSW2をオペレータが操作すると、図4Cに示すように、監視カメラ2Bにより撮像された画像と監視カメラ2Aにより撮像された画像との合成処理画像が表示されるように画像処理を実行する。
この図4Cでは、フック21を画面Gの中心にして合成処理画像が表示されるので、吊り荷作業を行う場合に便利である。
When the operator operates the image composition processing switch SW2, the image processing unit 22A displays a composition processing image of the image captured by the monitoring camera 2B and the image captured by the monitoring camera 2A as shown in FIG. 4C. As described above, image processing is executed.
In FIG. 4C, since the composite processing image is displayed with the hook 21 as the center of the screen G, it is convenient when carrying out the lifting work.

ここでは、画像処理部22Aは、合成処理画像を構築する際には、フックブロック20の像20’が画面Gの左右方向中心O’に位置するように画像処理を行って、画面Gに合成処理画像を表示する。
この実施例では、画面切替スイッチSW1を演算処理部22に設ける構成として説明したが、画面切替スイッチSW1を破線SW3で示すようにモニタ部27に設けても良い。
Here, when constructing a composite image, the image processing unit 22A performs image processing so that the image 20 ′ of the hook block 20 is positioned at the center O ′ in the left-right direction of the screen G, and composites it with the screen G. Display the processed image.
In this embodiment, the screen changeover switch SW1 is described as being provided in the arithmetic processing unit 22. However, the screen changeover switch SW1 may be provided in the monitor unit 27 as indicated by a broken line SW3.

この実施例によれば、監視カメラ2A、2Bのうちのいずれか一方の監視カメラにより撮像した画像に、死角が生じているときには、いずれか他方により撮像した画像に画面Gの表示を切り替えることにより、又は、合成処理画像を画面Gに表示させることにより、極力死角を少なくして作業を行うことができる。なお、画面Gに合成処理画像を表示する際に、フックブロック20の像20’を消去する構成とするのが、フックブロック20により死角となる部分の像とフックブロック20の像20’とが重なりあって見えるという合成処理画像の違和感を除く観点から望ましい。   According to this embodiment, when a blind spot is generated in an image captured by one of the monitoring cameras 2A and 2B, the display of the screen G is switched to the image captured by either one. Alternatively, by displaying the composite processing image on the screen G, the work can be performed with as few blind spots as possible. It should be noted that when displaying the composite processed image on the screen G, the image 20 ′ of the hook block 20 is erased so that the image of the part that becomes a blind spot by the hook block 20 and the image 20 ′ of the hook block 20 are displayed. This is desirable from the viewpoint of eliminating the sense of incongruity of the composite processed images that appear to overlap.

なお、フックブロック20の像20’の消去は、例えば、フックブロック20により死角となる部分の像をフックブロック20の移動中に死角から外れたときに取得してメモリに記憶し、合成処理画像の作製の際に、死角となる部分の像を合成すると同時にフックブロック20の像20’を消去する。
なお、フックブロック20により死角となる部分の像を優先的に表示させる構成とし、フックブロック20の像20’を透過画像とすることもできる。
The image 20 ′ of the hook block 20 is erased by, for example, acquiring an image of a part that becomes a blind spot by the hook block 20 when the hook block 20 is moved away from the blind spot during the movement of the hook block 20, and storing it in the memory. At the same time, an image 20 ′ of the hook block 20 is erased at the same time as synthesizing an image of a part that becomes a blind spot.
In addition, it can also be set as the structure which displays preferentially the image of the part which becomes a blind spot with the hook block 20, and can also make the image 20 'of the hook block 20 into a transmission image.

更に、監視カメラ2A、2Bをブームヘッド17dの片側にのみ設けてステレオカメラを構築する場合に較べて基線長Dを大きく取ることができるので、画像処理精度の向上、後述する高さ計測の精度向上を図ることができる。   Furthermore, since the surveillance camera 2A, 2B can be provided only on one side of the boom head 17d and the base line length D can be increased as compared with the case where a stereo camera is constructed, the image processing accuracy can be improved, and the height measurement accuracy described later. Improvements can be made.

(高さ測定原理の説明)
図5はステレオカメラを用いて、撮像対象までの距離を測定する測定原理を示している。
監視カメラ2A、2Bは、それぞれ撮像レンズ3A、3B、二次元撮像素子4A、4Bを有する。符合O1、O2はそれぞれその撮像レンズ3A、3Bの光軸を示す。また、撮像レンズ3A、3Bの焦点距離をfとし、撮影対象1から監視カメラ2A、2Bまでの距離をLとし、監視カメラ2A、2Bの焦点距離fに対して距離Lが非常に大きいものとする。
(Description of height measurement principle)
FIG. 5 shows a measurement principle for measuring a distance to an imaging target using a stereo camera.
The monitoring cameras 2A and 2B have imaging lenses 3A and 3B and two-dimensional imaging elements 4A and 4B, respectively. Symbols O1 and O2 indicate the optical axes of the imaging lenses 3A and 3B, respectively. The focal length of the imaging lenses 3A and 3B is f, the distance from the subject 1 to the monitoring cameras 2A and 2B is L, and the distance L is very large with respect to the focal length f of the monitoring cameras 2A and 2B. To do.

監視カメラ2A、2Bにより撮影対象1を撮影した場合、 撮影対象1からの光束は矢印P1、P2でそれぞれ示すように撮像レンズ3A、3Bに入射し、二次元撮像素子4A、4Bに撮影対象像1A、1Bとして結像される。その二次元撮像素子4A、4Bに対する撮影対象像1A、1Bの結像位置は異なるため、これにより視差Δが生じる。   When the subject 1 is photographed by the surveillance cameras 2A and 2B, the luminous flux from the subject 1 is incident on the imaging lenses 3A and 3B as indicated by arrows P1 and P2, respectively, and the subject image is captured on the two-dimensional imaging elements 4A and 4B. Images are formed as 1A and 1B. Since the imaging positions of the imaging target images 1A and 1B with respect to the two-dimensional imaging elements 4A and 4B are different, this causes a parallax Δ.

この視差Δを求めることにより、三角測距の原理を利用した演算式L=D×(f/Δ)を用いて、撮影対象1までの距離Lが求められる。
その視差Δは光軸O1、O2上の画素(画素中心)に対する撮影対象像1A、1Bの画素位置を各監視カメラ2A、2Bについて求めることにより求められる。ここで、基線長Dが大きくなれば、視差Δも大きくなるので、撮像素子4A、4Bの画素数が一定でも、距離の測定精度を向上させることができる。
By obtaining this parallax Δ, the distance L to the photographing object 1 is obtained using an arithmetic expression L = D × (f / Δ) using the principle of triangulation.
The parallax Δ is obtained by obtaining the pixel positions of the photographing target images 1A and 1B with respect to the pixels (pixel centers) on the optical axes O1 and O2 for each of the monitoring cameras 2A and 2B. Here, as the baseline length D increases, the parallax Δ also increases, so that the distance measurement accuracy can be improved even if the number of pixels of the image sensors 4A and 4B is constant.

以上の説明では、監視カメラ2A、2Bに対して撮影対象1が対称位置に存在する場合について説明したが、符合1’で示すように、撮影対象1’が監視カメラ2A、2Bに対して非対称位置にある場合にも、演算式は複雑化するが、同原理を用いて撮影対象1’までの距離を求めることができる。   In the above description, the case where the subject 1 is present at a symmetrical position with respect to the monitoring cameras 2A and 2B has been described. However, as indicated by reference numeral 1 ′, the subject 1 ′ is asymmetric with respect to the surveillance cameras 2A and 2B. Even in the case of the position, the arithmetic expression is complicated, but the distance to the photographing object 1 ′ can be obtained using the same principle.

ここで、監視カメラ2A、2Bの高さをクレーン及びブームの姿勢から幾何学的に求めれば、その高さから撮影対象1’までの高さ方向距離Lを減算して撮影対象までの高さを求めることができる。また、クレーンに基準対象Refを備えれば、幾何学的計算によらず、高さを求めることができる。
これについて、以下に説明する。
画像処理部22Aは、監視カメラ2A、2Bにより撮像された撮影画像に基準対象Refの像Ref’と対象物体Obの像Ob’とが共に映っているか否かを判断する機能を有する。
Here, if the heights of the surveillance cameras 2A and 2B are geometrically determined from the postures of the crane and the boom, the height to the subject to be photographed is subtracted from the height direction distance L from the height to the subject 1 '. Can be requested. Further, if the crane is provided with the reference object Ref, the height can be obtained regardless of geometric calculation.
This will be described below.
The image processing unit 22A has a function of determining whether or not both the image Ref ′ of the reference target Ref and the image Ob ′ of the target object Ob are captured in the captured images captured by the monitoring cameras 2A and 2B.

その基準対象Refは、ここでは、図1に示すように、車両本体12の前部の表面に十字マークとして形成されている。画像処理部22Aは、各監視カメラ2A、2Bにより取得された撮影画像から例えば公知のパターンマッチング手法により二次元撮像素子4A、4Bのいずれの画素位置に像Ref’が存在するか否かを取得する。     Here, the reference object Ref is formed as a cross mark on the front surface of the vehicle body 12 as shown in FIG. The image processing unit 22A acquires whether or not the image Ref ′ is present at any pixel position of the two-dimensional imaging devices 4A and 4B, for example, by a known pattern matching method from the captured images acquired by the monitoring cameras 2A and 2B. To do.

同様にして、画像処理部22Aは、各監視カメラ2A、2Bにより取得された撮影画像から例えば公知のパターンマッチング手法により二次元撮像素子4A、4Bのいずれの画素位置に高さを測定したい対象物体Obの像Ob’が存在するか否かを取得する。   Similarly, the image processing unit 22A wants to measure the height at any pixel position of the two-dimensional imaging devices 4A and 4B from the captured images acquired by the monitoring cameras 2A and 2B, for example, by a known pattern matching method. Whether or not an image Ob ′ of Ob exists is acquired.

対象物体Obが複数存在する場合、高さを測定したい対象物体Obを指定する。この対象物体Obの指定には、モニタ部27がタッチパネル式の場合には、オペレータが画面G上でその都度ポイントすることによって指定することができる。 なお、モニタ部27がタッチパネル式でない場合には、例えば、対象物体Obの輪郭を自動的に抽出して、複数の対象物体Obを指定する構成とすることができる。   When there are a plurality of target objects Ob, the target object Ob whose height is to be measured is designated. When the monitor unit 27 is a touch panel type, the target object Ob can be specified by the operator pointing on the screen G each time. If the monitor unit 27 is not a touch panel type, for example, the outline of the target object Ob can be automatically extracted and a plurality of target objects Ob can be designated.

算出部22Cは、ここでは、図1に示すように、地上Sからの基準高さZrefを示す基準対象Refが含まれている撮影画像を用いて、その基準対象Refの像Ref’の各画素位置から視差Δを求め、この視差Δを用いて監視カメラ2A、2Bから基準対象Refまでの高さ方向距離Zを算出する。 Here, as illustrated in FIG. 1, the calculation unit 22C uses a captured image including a reference object Ref indicating the reference height Zref from the ground S, and uses each pixel of the image Ref ′ of the reference object Ref. The parallax Δ is obtained from the position, and the height direction distance Z 1 from the monitoring cameras 2A, 2B to the reference object Ref is calculated using the parallax Δ.

同様に、算出部22Cは、高さを測定したい対象物体Obの像Ob’の各画素位置から視差Δを求め、この視差Δを用いて監視カメラ2A、2Bから基準対象Refまでの高さ方向距離Zを算出する。
そして、このようにして求められた高さ方向距離Z1、Z2、地上Sからの基準高さZrefを用いて以下の式により対象物体Obの地上Sからの高さZを求める。
Z=(Z+Zref)−Z2
Similarly, the calculation unit 22C obtains a parallax Δ from each pixel position of the image Ob ′ of the target object Ob whose height is to be measured, and uses the parallax Δ in the height direction from the monitoring cameras 2A and 2B to the reference target Ref. calculating the distance Z 2.
Then, the height Z of the target object Ob from the ground S is obtained by the following formula using the height direction distances Z 1 and Z 2 thus obtained and the reference height Zref from the ground S.
Z = (Z 1 + Zref) −Z 2

すなわち、算出部22Cは、地上Sからの基準高さZrefを示す基準対象Refが含まれている画像を用いて監視カメラ2A、2Bから基準対象Refまでの高さ方向距離Z1を算出すると共に、対象物体Obが含まれている画像を用いて監視カメラ2A、2Bから対象物体Obまでの高さ方向距離Z2を算出し、基準対象Refまでの高さ方向距離Z1と基準高さZrefとの和から対象物体Obまでの高さ方向距離Z2を減算することにより対象物体Obの地上Sからの高さZを算出する。 That is, the calculation unit 22C calculates the height direction distance Z 1 from the monitoring cameras 2A and 2B to the reference object Ref using an image including the reference object Ref indicating the reference height Zref from the ground S. The height direction distance Z 2 from the monitoring cameras 2A, 2B to the target object Ob is calculated using the image including the target object Ob, and the height direction distance Z 1 and the reference height Zref to the reference target Ref are calculated. The height Z of the target object Ob from the ground S is calculated by subtracting the height direction distance Z 2 to the target object Ob from the sum of.

この実施例によれば、地上Sからの高さ基準を示す基準対象Refをクレーン11に設けたので、対象物体Obの地上Sからの高さを監視カメラ2A、2Bで測定する場合でも、正確に地上Sに対する対象物体Obの高さを正確に測定できるという効果を奏する。   According to this embodiment, since the reference object Ref indicating the height reference from the ground S is provided in the crane 11, even when the height of the target object Ob from the ground S is measured by the monitoring cameras 2A and 2B, it is accurate. In addition, the height of the target object Ob with respect to the ground S can be accurately measured.

以上、実施例について説明したが、本発明は、これに限らず、以下のものが含まれる。
(1)実施例においては、シーブ軸17fに監視カメラ2A、2Bを設けることとしたので、既存の構成要素を大幅に変更しなくとも取付けが可能である。
しかしながら、シーブ軸17fと平行に監視カメラ2A、2Bを取り付けるための取付け軸部を設けて、この取付け軸部に監視カメラ2A、2Bを設ける構成としても良い。このように構成すると、シーブ軸17fの振動が監視カメラ2A、2Bに伝わるのを防止できる。
As mentioned above, although the Example was described, this invention is not restricted to this, The following are included.
(1) In the embodiment, since the surveillance cameras 2A and 2B are provided on the sheave shaft 17f, it is possible to attach them without significantly changing existing components.
However, it is also possible to provide a mounting shaft portion for mounting the monitoring cameras 2A and 2B in parallel with the sheave shaft 17f and to provide the monitoring cameras 2A and 2B on the mounting shaft portion. With this configuration, it is possible to prevent the vibration of the sheave shaft 17f from being transmitted to the monitoring cameras 2A and 2B.

(2)また、実施例においては、ブーム17のブームヘッド(先端部)17dに監視カメラ2A、2Bを設ける構成としたが、ブーム17の横撓み防止のためにブーム17からその幅方向に水平方向に延びるように張り出された張り出しアタッチメント部材(図示を略す)に各監視カメラ2A、2Bを設けても良い。このように構成すると、シーブ軸17fに設けた場合に較べて基線長をより一層大きく取ることができる。 (2) In the embodiment, the monitoring cameras 2A and 2B are provided on the boom head (tip portion) 17d of the boom 17. However, in order to prevent the boom 17 from being laterally bent, the boom 17 is horizontal in the width direction. The monitoring cameras 2A and 2B may be provided on a protruding attachment member (not shown) that extends so as to extend in the direction. If comprised in this way, base line length can be taken much larger compared with the case where it provides in the sheave shaft 17f.

(3)クレーン11は一旦作業現場に設置すると、作業が終了するまで移動されないので、ブーム17の移動に伴って取得した画像を逐次メモリに保存し、ブーム17の移動に伴って撮像範囲が変化した場合でも撮像範囲変化前に取得した画像を利用できるようにすれば、画像処理速度が向上する。 (3) Once the crane 11 is installed at the work site, the crane 11 is not moved until the work is completed, so images acquired with the movement of the boom 17 are sequentially stored in a memory, and the imaging range changes with the movement of the boom 17. Even in such a case, if the image acquired before the imaging range change can be used, the image processing speed can be improved.

(4)監視カメラ2A、2Bの高さが高くなるに伴って、対象物体Obが小さく映ることになるので、処理画像の画素密度を多くすることにより精密な画像を得ることができる。
(5)対象物体Obの位置を把握するため、対象物体Obの角部等の特徴点の位置を複数回求めて、平均値を取得することにより、対象物体Obの位置取得精度の向上を図ることができる。
(4) Since the target object Ob appears smaller as the height of the monitoring cameras 2A and 2B increases, a precise image can be obtained by increasing the pixel density of the processed image.
(5) In order to grasp the position of the target object Ob, the position of the feature point such as the corner of the target object Ob is obtained a plurality of times, and the average value is acquired, thereby improving the position acquisition accuracy of the target object Ob. be able to.

(6)実施例では、合成処理画像として、フック21の真上から見た画像を画面Gに表示させることとしたが、合成処理画像はこれに限られるものではなく、視点変換した各種の俯瞰画像を作成して表示させることが可能であり、画像処理部に俯瞰画像変換スイッチを設け、オペレータの操作により適宜俯瞰画像を画面Gに表示させる構成とすることもできる。 (6) In the embodiment, an image viewed from directly above the hook 21 is displayed on the screen G as a composite processing image. However, the composite processing image is not limited to this, and various bird's-eye views that have undergone viewpoint conversion are used. An image can be created and displayed. An overhead image conversion switch can be provided in the image processing unit, and an overhead image can be appropriately displayed on the screen G by an operator's operation.

2A、2B…監視カメラ
11…クレーン
14…運転室
17…ブーム
27…モニタ部
22A…画像処理部
2A, 2B ... surveillance camera 11 ... crane 14 ... cab 17 ... boom 27 ... monitor unit 22A ... image processing unit

Claims (6)

単眼の監視カメラを2個設けてステレオカメラを構築して撮像を行い、画像処理を行う作業監視装置を有するクレーンであって、
少なくとも傾動可能なブームの傾動面両側を前記ブームの幅方向として該ブームの先端の幅方向両側に互いの光軸間距離が基線長として定義された単眼の監視カメラがそれぞれ設けられていることを特徴とするクレーン。
A crane having a work monitoring device that provides two monocular surveillance cameras, constructs a stereo camera, performs imaging, and performs image processing,
A monocular surveillance camera in which the distance between the optical axes is defined as the base line length is provided on each side of the width direction of the tip of the boom with at least both sides of the tilting surface of the boom that can be tilted as the width direction of the boom. Features crane.
前記各監視カメラからの撮像信号が入力されかつ画像処理を行って画像信号をモニタ部に向かって出力する画像処理部を備え、前記モニタ部の画面に前記各監視カメラにより撮像された画像が切り換え表示可能とされていることを特徴とする請求項1に記載のクレーン。   An image processing unit that inputs an image pickup signal from each of the monitoring cameras and performs image processing and outputs the image signal to the monitor unit, and switches an image picked up by the monitoring camera to a screen of the monitor unit The crane according to claim 1, wherein the crane is displayable. 前記モニタ部の画面には、運転室に近い側に配置されている監視カメラにより撮像された画像が優先的に表示されることを特徴とする請求項2に記載のクレーン。   3. The crane according to claim 2, wherein an image captured by a monitoring camera disposed on a side close to a cab is preferentially displayed on the screen of the monitor unit. 前記画像処理部は、一方の監視カメラにより撮像された画像と他方の監視カメラにより撮像された画像とを合成処理し、前記モニタ部の画面に前記画像処理部により合成処理された合成処理画像が表示されることを特徴とする請求項1に記載のクレーン。   The image processing unit synthesizes an image captured by one monitoring camera and an image captured by the other monitoring camera, and a combined processing image synthesized by the image processing unit is displayed on the screen of the monitor unit. The crane according to claim 1, wherein the crane is displayed. 前記各監視カメラがフックを吊すロープが掛け渡されるシーブを支持するシーブ軸であって前記ブームに対して対称位置に設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のクレーン。   5. A sheave shaft for supporting a sheave on which a rope for hanging a hook is hung by each surveillance camera, and is provided at a symmetrical position with respect to the boom. The crane according to item. 前記ブームの横撓み防止のために前記ブームからその幅方向に水平方向に延びるように張り出された張り出しアタッチメント部材に前記各監視カメラが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のクレーン。 2. The monitoring camera according to claim 1, wherein each of the monitoring cameras is provided on an overhanging attachment member that projects from the boom so as to extend in the horizontal direction in the width direction thereof in order to prevent lateral deformation of the boom. crane.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017047999A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 株式会社タダノ Periphery display device of mobile crane
JP6201271B1 (en) * 2016-08-31 2017-09-27 株式会社タダノ Crane truck
WO2018169467A1 (en) * 2017-03-15 2018-09-20 Cargotec Patenter Ab A vehicle with a crane with object detecting device
JP2020019580A (en) * 2018-07-30 2020-02-06 東洋建設株式会社 Lifting method of suspended load on ship and lifting auxiliary system
WO2020153325A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-30 株式会社タダノ Crane
CN112368229A (en) * 2018-07-11 2021-02-12 株式会社多田野 Crane with a movable crane

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05162976A (en) * 1990-09-21 1993-06-29 Ppm Sa Vehicle for work such as vehicle for container hadling work
US20020070187A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Liebherr-Werk Ehingen Gmbh Automotive crane
JP2006199440A (en) * 2005-01-20 2006-08-03 Chugoku Electric Power Co Inc:The Approach alarm device
JP2010208807A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 Tadano Ltd Horizontal deflection restraining device of boom and jib in boom working vehicle with jib
JP2010248777A (en) * 2009-04-15 2010-11-04 Caterpillar Sarl Management system of working machine
JP2012131586A (en) * 2010-12-20 2012-07-12 Tadano Ltd Control device of crane

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05162976A (en) * 1990-09-21 1993-06-29 Ppm Sa Vehicle for work such as vehicle for container hadling work
US20020070187A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-13 Liebherr-Werk Ehingen Gmbh Automotive crane
JP2006199440A (en) * 2005-01-20 2006-08-03 Chugoku Electric Power Co Inc:The Approach alarm device
JP2010208807A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 Tadano Ltd Horizontal deflection restraining device of boom and jib in boom working vehicle with jib
JP2010248777A (en) * 2009-04-15 2010-11-04 Caterpillar Sarl Management system of working machine
JP2012131586A (en) * 2010-12-20 2012-07-12 Tadano Ltd Control device of crane

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017047999A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 株式会社タダノ Periphery display device of mobile crane
JP6201271B1 (en) * 2016-08-31 2017-09-27 株式会社タダノ Crane truck
JP2018034963A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社タダノ Crane truck
WO2018043659A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社タダノ Crane vehicle
WO2018169467A1 (en) * 2017-03-15 2018-09-20 Cargotec Patenter Ab A vehicle with a crane with object detecting device
CN112368229A (en) * 2018-07-11 2021-02-12 株式会社多田野 Crane with a movable crane
JP2020019580A (en) * 2018-07-30 2020-02-06 東洋建設株式会社 Lifting method of suspended load on ship and lifting auxiliary system
JP7100319B2 (en) 2018-07-30 2022-07-13 東洋建設株式会社 Lifting method and lifting assist system for suspended cargo on board
WO2020153325A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-30 株式会社タダノ Crane
JP2020117353A (en) * 2019-01-23 2020-08-06 株式会社タダノ crane
JP7192527B2 (en) 2019-01-23 2022-12-20 株式会社タダノ crane

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