JP2014181092A - ブームの先端位置検出装置 - Google Patents
ブームの先端位置検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014181092A JP2014181092A JP2013055258A JP2013055258A JP2014181092A JP 2014181092 A JP2014181092 A JP 2014181092A JP 2013055258 A JP2013055258 A JP 2013055258A JP 2013055258 A JP2013055258 A JP 2013055258A JP 2014181092 A JP2014181092 A JP 2014181092A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- boom
- tip
- crane
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
【解決手段】クレーンのブームの先端位置検出装置は、クレーンのブーム16の先端部の基準座標系に対する空間的な先端位置及びブームの先端部の姿勢角を検出するのに用いるターゲットマークと、ターゲットマークの基準座標系の原点からの距離及びターゲットマークが存在する方向を取得するターゲット取得部40と、ターゲット取得部40が取得した距離及び方向を用いてブーム16の空間的な先端位置及びブームの先端部16C‘の姿勢角を演算する演算部を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、ブームの先端部の空間的な先端位置、及びそのブームの先端部の姿勢角を正確に検出することが可能なクレーンのブームの先端位置検出装置を提供するところにある。
請求項8に記載の発明によれば、作業現場の監視のためにブームの先端部に設けられたステレオカメラを利用できる。
以下に、本発明に係るクレーンのブームの先端位置検出装置の実施例1を図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の実施例1に係る移動式クレーン作業車の側面図である。図2は図1に示す移動式クレーン作業車を上面から目視した模式図である。
これにより、ターゲット取得部40は、基準座標系の原点からターゲットマーク31Mないし33Mまでの距離及びターゲットマーク31Mないし33Mが存在する方向を取得する。
演算部50は、画像処理部としての機能を有し、図7に示すように、カメラ42を用いて撮像されたターゲットマーク31Mないし33Mの映像によりターゲットマーク31Mないし33Mを認識する処理を行う(S.1)。
ついで、演算部50は、認識したターゲットマーク31Mないし33Mにより伸縮ブーム16の上下方向の傾動、伸長及び水平方向の旋回に対応してターゲットマーク31Mないし33Mを測量機が自動的に追尾するように追尾駆動部として機能する駆動モータ45’、47’にそれぞれ駆動信号K1、K2を出力する(S.2)。
演算部50は、3枚のターゲットマーク31Mないし33Mの全ての中心O1ないしO3の位置を算出したか否かを判断する(S.5)。3枚のターゲットマーク31Mないし33Mの全ての中心O1ないしO3の位置が算出されていないときには、駆動信号K1、K2を出力して、次に測距すべきターゲットマーク31Mないし33Mのいずれか一つが測距されるように駆動モータ45’、47’を駆動する(S.6)。そして、S.1ないしS.6の処理ステップを繰り返す。
演算部50は、カメラ42の画像にターゲットマーク31Mないし33Mの像が映り込むように、クレーンの伸縮ブーム16の姿勢からターゲットマーク31Mないし33Mの中心O1ないしO3の位置を幾何学的に計算して、カメラ42の向きを概略決定する(図8のS.11)。
この手順を、次に、測定すべきターゲットマーク31Mないし33Mについて繰り返す。例えば、ターゲットマーク31M、32M、33Mの順に測定する。
また、レーザ測距装置とカメラとが一体構成の測距装置を用いれば、視準の自動化をより一層迅速に行うことができる(特開平10−47959号公報参照)。
ここでは、ベクトル演算を用いて伸縮ブーム16の先端位置Q(Qx、Qy、Qz)を決定するものとする。
まず、図10を参照しつつ、ターゲットマーク31Mの中心O1から伸縮ブーム16の先端位置Q(Qx、Qy、Qz)までのベクトル→PLの決定について説明する。
この位置ベクトル→PLを先端座標系に対するベクトルという。この位置ベクトル→PLは演算部50のメモリ(図示を略す)に保存される。
一般的には、伸縮ブーム16の先端位置Qは、吊り荷の荷重、伸縮ブーム16の自重、風等によって撓むため、伸縮ブーム16の先端位置Qを直接計測することができないことがある。また、先端位置Qが視認できない箇所に存在する場合もある。
そこで、伸縮ブーム16の先端位置Q(Qx、Qy、Qz)を間接的に求めることとする。
図11ないし図15はそのベクトル演算の一例を示している。
図11では、説明の便宜のため、測量機の適宜の箇所を原点O’として、地面に対して垂直方向をZ方向、このZ方向に対して直交する平面内で、互いに直交する方向をX方向、Y方向とする三次元直交座標系を基準座標系として説明する。
まず、演算部50は、計測により得られた距離と方向とを用いて、図11に示すように、ターゲットマーク31Mないしターゲットマーク33Mの各中心O1、O2、O3に向かう位置ベクトル→PO1、→PO2、→PO3を求める。ついで、図12に示すように、ターゲットマーク31Mの中心O1からターゲットマーク32Mの中心O2に向かう単位ベクトル→YOを求める。
すなわち、→YO=(→PO2―→PO1)/(PO2―PO1)
同様にして、ターゲットマーク31Mの中心O1からターゲットマーク33Mの中心O3に向かう単位ベクトル→ZOを求める。
この単位ベクトル→ZOは位置ベクトルの差(→PO1―→PO3)をその位置ベクトルの差の絶対値(PO1−PO3)で除算することにより求めることができる。
すなわち、→ZO=(→PO1―→PO3)/(PO1−PO3)
すなわち、→XO=→YO×→ZO
なお、記号「×」はベクトルを外積する演算を意味する。
→PQ=WTL・→PL
この位置ベクトル→PQから基準座標系の原点O’に対する先端位置Qの座標値(Qx、Qy、Qz)を求めることができる。
伸縮ブーム16の先端部16c’の空間的な姿勢(θ、Φ、Ψ)は[数1]の回転に相
当する行列
[→XO →YO →ZO]が、物体の姿勢表現として一般的なロール、ピッチ、ヨー角からなる回転行列と等価であるので容易に求めることができる。
この実施例2では、クレーン本体としてのキャリア11に測量機が設けられている。ここでは、図16に示すように、測量機は、キャリア11の旋回台14に設けられている。このように旋回台14に設けられている場合には、伸縮ブーム16の旋回方向に測量機を自動的に追尾させることができる。
測量機の代わりに、視差により距離を計測可能なステレオカメラ41’を図17に模式的に示すように用いても良い。演算部50は、ステレオカメラ41’により取得した各ターゲットマーク31Mないし33Mの視差からターゲットマーク31Mないし33Mまでの距離を求める。従って、この実施例3によれば、レーザ測距装置を用いることなく、各ターゲットマーク31Mないし33Mまでの距離を求めることができる。
この実施例4では、ターゲットマーク31Mないし33Mは図18に示すように旋回台14に設けられている。ステレオカメラ41’は先端ブーム16Cに図18に示すように設けられている。
この実施例4では、ステレオカメラ41’のカメラ座標系の原点からターゲットマーク31Mないし33Mまでの距離と、ターゲットマーク31Mないし33Mが存在する方向とを求める。演算部50は求められた距離と方向とを用いて、伸縮ブーム16の先端部16C’の空間的な姿勢角(θ、Φ、Ψ)、先端部16C’の先端位置Q(Qx、Qy、Qz)をベクトル演算により求める。
なお、この実施例4では、ステレオカメラ41’を先端ブーム16Cに設ける構成としたが、これに限られるものではない。
例えば、ターゲットマーク31Mないし33Mを撮像するカメラとレーザ距離計とを伸縮ブーム16の先端部16C’に設け、これにより、カメラ座標系からターゲットマーク31Mないし33Mまでの距離及びターゲットマーク31Mないし33Mが存在する方向を取得するターゲット取得部40を構成してもよい。
この場合、演算部はカメラ座標系の原点からターゲットマーク31Mないし33Mまでの距離とターゲットマーク31Mないし33Mが存在する方向とを用いて伸縮ブーム16の先端部16C’の空間的な先端位置Q(Qx、Qy、Qz)及び伸縮ブーム16の先端部16C’の姿勢角(θ、Φ、Ψ)を演算する。
ターゲットマークの個数を1個として、伸縮ブーム16の先端部16C’の姿勢を公知の姿勢角検出センサ(図示を略す)により検出する構成としても良い。
ターゲットマーク31Mないし33Mには、専用のマークを用いても良いが、伸縮ブーム16の先端部16C’の形状的な特徴点を画像処理により抽出し、この特徴点をターゲットマークとして用いても良い。
40…ターゲット取得部
50…演算部
31M…ターゲットマーク
Claims (8)
- クレーンのブームの先端部の基準座標系に対する空間的な先端位置及びブームの先端部の姿勢角を検出するのに用いるターゲットと、
該ターゲットの基準座標系の原点からの距離及び前記ターゲットが存在する方向を取得するターゲット取得部と、
該ターゲット取得部が取得した距離及び方向を用いて前記ブームの先端部の空間的な先端位置及びブームの先端部の姿勢角を演算する演算部とを備えていることを特徴とするクレーンのブームの先端位置検出装置。 - 前記ターゲット取得部が前記ターゲットまでの距離を測定する測距装置と前記ターゲットを撮像するカメラを有する測量機であり、該測量機は前記カメラにより取得された画像から前記ターゲットを認識する画像処理部と、該画像処理部により認識されたターゲットから前記測距装置を自動的にターゲットに向ける追尾駆動部を有する請求項1に記載のクレーンのブームの先端位置検出装置。
- 前記ターゲット取得部がステレオカメラであり、前記演算部はステレオカメラにより取得されたターゲットにより前記基準座標系の原点に対するターゲットまでの距離と方向とを求める請求項1に記載のクレーンのブームの先端位置検出装置。
- 前記ターゲット取得部がクレーン本体に設けられていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のクレーンのブームの先端位置検出装置。
- 前記ターゲット取得部がクレーン本体の旋回台に設けられていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のクレーンのブームの先端位置検出装置。
- 前記ターゲット取得部が起立・倒伏されるベースブームに設けられていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のクレーンのブームの先端位置検出装置。
- 前記ブームの姿勢の変化に対応させて前記ターゲットを取得する方向に前記ターゲット取得部の姿勢を変化させる請求項2に記載のブームの先端位置検出装置。
- クレーン本体に設けられてクレーンのブームの先端部の基準座標系に対する空間的な先端位置及びブームの先端部の姿勢角を検出するのに用いるターゲットと、該ターゲットを撮像するカメラを少なくとも有しかつ前記ブームの先端部に設けられてカメラ座標系から該ターゲットまでの距離及び該ターゲットが存在する方向を取得するターゲット取得部と、前記カメラ座標系の原点から前記ターゲットまでの距離と該ターゲットが存在する方向とを用いて前記ブームの先端部の空間的な先端位置及びブームの先端部の姿勢角を演算する演算部とを備えていることを特徴とするクレーンのブームの先端位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013055258A JP6219043B2 (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | ブームの先端位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013055258A JP6219043B2 (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | ブームの先端位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014181092A true JP2014181092A (ja) | 2014-09-29 |
JP6219043B2 JP6219043B2 (ja) | 2017-10-25 |
Family
ID=51700164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013055258A Active JP6219043B2 (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | ブームの先端位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6219043B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016047807A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2016-03-31 | 株式会社小松製作所 | 校正システム、作業機械及び校正方法 |
JP2017193958A (ja) * | 2017-07-25 | 2017-10-26 | 株式会社小松製作所 | 校正システム、作業機械及び校正方法 |
WO2018099755A1 (de) * | 2016-12-02 | 2018-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer position eines baggerarms mittels eines an einem bagger angeordneten lidar-systems |
CN110260832A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-20 | 上海市特种设备监督检验技术研究院 | 一种起重机幅度测量方法 |
JP2020066519A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 株式会社タダノ | 変形量計測装置及び変形量計測方法 |
JP2020066520A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 株式会社タダノ | クレーン車 |
KR20220078360A (ko) * | 2020-12-03 | 2022-06-10 | 세메스 주식회사 | 캐리지 장치 및 이를 구비하는 타워 리프팅 시스템 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04178514A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-25 | Taisei Corp | 多数点の自動変位測量方法 |
JPH10258989A (ja) * | 1997-03-17 | 1998-09-29 | Nishimatsu Constr Co Ltd | クレーンの自動運転装置 |
-
2013
- 2013-03-18 JP JP2013055258A patent/JP6219043B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04178514A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-25 | Taisei Corp | 多数点の自動変位測量方法 |
JPH10258989A (ja) * | 1997-03-17 | 1998-09-29 | Nishimatsu Constr Co Ltd | クレーンの自動運転装置 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016047807A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2016-03-31 | 株式会社小松製作所 | 校正システム、作業機械及び校正方法 |
JPWO2016047807A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-27 | 株式会社小松製作所 | 校正システム、作業機械及び校正方法 |
US9790666B2 (en) | 2015-09-30 | 2017-10-17 | Komatsu Ltd. | Calibration system, work machine, and calibration method |
WO2018099755A1 (de) * | 2016-12-02 | 2018-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen einer position eines baggerarms mittels eines an einem bagger angeordneten lidar-systems |
JP2017193958A (ja) * | 2017-07-25 | 2017-10-26 | 株式会社小松製作所 | 校正システム、作業機械及び校正方法 |
JP2020066519A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 株式会社タダノ | 変形量計測装置及び変形量計測方法 |
JP2020066520A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 株式会社タダノ | クレーン車 |
JP7172442B2 (ja) | 2018-10-25 | 2022-11-16 | 株式会社タダノ | 変形量計測装置及び変形量計測方法 |
JP7172443B2 (ja) | 2018-10-25 | 2022-11-16 | 株式会社タダノ | クレーン車 |
CN110260832A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-20 | 上海市特种设备监督检验技术研究院 | 一种起重机幅度测量方法 |
CN110260832B (zh) * | 2019-06-25 | 2020-10-16 | 上海市特种设备监督检验技术研究院 | 一种起重机幅度测量方法 |
KR20220078360A (ko) * | 2020-12-03 | 2022-06-10 | 세메스 주식회사 | 캐리지 장치 및 이를 구비하는 타워 리프팅 시스템 |
KR102504683B1 (ko) * | 2020-12-03 | 2023-02-27 | 세메스 주식회사 | 캐리지 장치 및 이를 구비하는 타워 리프팅 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6219043B2 (ja) | 2017-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6219043B2 (ja) | ブームの先端位置検出装置 | |
EP3631360B1 (en) | Infrastructure positioning camera system | |
JP5227139B2 (ja) | 建設機械 | |
JP6995767B2 (ja) | 計測システム、作業機械及び計測方法 | |
JP6211157B1 (ja) | キャリブレーション装置およびキャリブレーション方法 | |
US20190355148A1 (en) | Imaging control device, imaging control method, and program | |
JP6059067B2 (ja) | 測量システム | |
CN104380137A (zh) | 通过图像辅助的角度确定功能来间接测距的方法和手持测距设备 | |
JP6845342B2 (ja) | 電柱管理システム | |
JP2016048172A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム | |
US20180202128A1 (en) | Work machine control system and work machine control method | |
JP2017120551A (ja) | 自律走行装置 | |
WO2019017460A1 (ja) | ガイド情報表示装置およびこれを備えたクレーンおよびガイド情報表示方法 | |
JP2020139750A (ja) | ターゲット装置及び測量システム | |
JP6097063B2 (ja) | 高さ測定装置及び高さ測定方法 | |
JP6698430B2 (ja) | 測定装置、測定方法およびプログラム | |
KR101342630B1 (ko) | 오차보정을 통해 영상이미지의 정밀도를 향상시킨 영상이미지 처리시스템 | |
JP2010256276A (ja) | 三次元形状計測装置及び計測方法 | |
EP3943979A1 (en) | Indoor device localization | |
JP2015162886A (ja) | 障害物監視システム及びプログラム | |
KR101348800B1 (ko) | 오차수정으로 영상이미지의 정밀도를 향상시킨 영상이미지 처리시스템 | |
WO2020234912A1 (ja) | 携帯装置、位置表示方法、及び位置表示プログラム | |
RU2307730C1 (ru) | Способ визуального контроля ориентации тележки мобильного робота при его перемещении по горизонтальной поверхности в заданном помещении | |
CN109917411B (zh) | 基于激光测距和三轴加速度计的障碍物检测装置及方法 | |
KR101436097B1 (ko) | 레이저 센서 기반 비접촉식 6-자유도 운동 측정 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160308 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170323 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20170323 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6219043 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |