JP2018053508A - コンクリートバケット制御支援システム、及びコンクリートバケット制御支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートバケットの揺れ状況を精度よく把握する、コンクリートバケット制御支援システムを提供する。
【解決手段】コンクリートバケットの位置と前記コンクリートバケットに積載されたコンクリートを投下する目標地点との相対位置に関する情報を取得する取得部と、前記相対位置に関する情報に基づき前記相対位置の関係を示す表示画面を表示する表示部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリートバケット制御支援システム、及びコンクリートバケット制御支援方法に関する。

従来、ダムの建設現場において、コンクリート運搬設備として、ケーブルクレーンおよびコンクリートバケットが用いられている。コンクリートバケットは、ケーブルクレーンで懸吊され、コンクリート打設場所まで運搬される。合図者は、ケーブルクレーンの操作を行なうオペレータに対し、バケット操作に関する指示を出し、バケットの誘導を行なう。オペレータは、合図者からの指示に応じてバケットの操作を行なう。コンクリート打設場所まで移動したコンクリートバケットは、底部のゲートを開け、コンクリートを投下する。このゲートを開く操作は、コンクリート打設場所近傍にいる合図者が行なう。
コンクリートバケットは、懸吊されているため、ケーブルクレーンを停止させた後も慣性により揺れ動く。また、懸吊ケーブル自体が揺れるため、コンクリートバケットを静止させることは難しい。このため、ＧＰＳを利用して、バケット位置を把握し、コンクリートバケットの揺れを相殺するケーブルクレーン制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２４０３７２号公報

しかしながら、特許文献１に示すケーブルクレーン制御システムにあっては、予め設定した許容値内に揺れを抑えるにすぎないため、コンクリートバケットの揺れが完全に静止することは、ほぼない。また、オペレータのいる操作室は、通常、コンクリートバケットから離れた場所に設置される。このため、操作室が設置される場所によっては、コンクリートバケットの揺れの大きさや傾き具合などを、オペレータが、直接視認できるとは限らない。
そこで、コンクリート打設現場にいる合図者が、コンクリートバケットの状況を視認し、オペレータに無線等で伝えるが、合図者の説明が、オペレータにうまく伝わらない場合も多い。
このため、オペレータは、コンクリートバケットの揺れの状況を精度よく把握することが難しい。
また、揺れ幅を減少させるため、オペレータはケーブルクレーンの微調整を行うが、バケットの直接視認が可能であったり、合図者とのコミュニケーションが良好だとしても、経験に基づいたオペレータの感覚に頼っているのが現状である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、コンクリートバケットの揺れの状況を精度よく把握できるコンクリートバケット制御支援システムおよびコンクリートバケット制御支援方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明にかかるコンクリートバケット制御支援システムは、コンクリートバケットの位置と前記コンクリートバケットに積載されたコンクリートを投下する目標地点との相対位置に関する情報を取得する取得部と、前記情報に基づき前記相対位置の関係を示す表示画面を表示する表示部と、を備える。

また、上述した課題を解決するために、本発明にかかるコンクリートバケット制御支援方法は、コンクリートバケットの位置と前記コンクリートバケットに積載されたコンクリートを投下する目標地点との相対位置に関する情報を取得するステップと、前記情報に基づき前記相対位置の関係を示す表示画面を表示するステップと、を備える。

以上説明したように、この発明によれば、コンクリートバケットの揺れの状況を精度よく把握できる。

本発明の一実施形態にかかるコンクリートバケット制御支援システムが用いられる環境を示すイメージ図である。 本発明の一実施形態にかかるコンクリートバケット制御支援システムの表示装置および出力装置が設置された場合の一例を示す図である。 本発明の一実施形態にかかるコンクリートバケット制御支援システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態にかかるコンクリートバケット制御支援システムの表示装置の外観の例を示す外観図である。 本発明の一実施形態にかかるコンクリートバケット制御支援システムが表示する表示の例を示す図である。 本発明の一実施形態にかかるコンクリートバケット制御支援システムの処理の流れを示すフローチャートである。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる第１の実施形態におけるコンクリートバケット制御支援システムについて図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかるコンクリートバケット制御支援システムが用いられる環境を示すイメージ図である。図２は、本発明にかかるコンクリートバケット制御支援システムの取得装置および出力装置が設置されている場合の一例を示す図である。図２（ａ）は、操作室にある表示装置の設置の例を示す。図２（ｂ）は、ケーブルクレーンの一部に設置された取得装置の例を示す。

図１に示す通り、本実施形態によるコンクリートバケット制御支援システムは、例えば、ダム建設現場１において、ダムにコンクリートを打設する際に使用される。
ダム建設現場１では、ケーブルクレーン１３にコンクリートバケット１０を懸吊し、コンクリートを運搬する。コンクリートバケット１０は、懸吊されたまま、バッチャープラント１４と、コンクリート打設場所１５の間を移動する。
コンクリートバケット１０は、バッチャープラント１４で、コンクリートが投入され、その後、コンクリート打設場所１５まで移動する。そして、コンクリートバケット１０は、操作者（例えば、合図者。オペレータであってもよい。）の操作により、コンクリート打設場所１５にコンクリートを投下する。コンクリート投下後、コンクリートバケット１０はバッチャープラント１４に戻る。
図２に示す通り、本実施形態にかかるコンクリートバケット制御支援システムは、ケーブルクレーン１３の一部に設置された取得装置１３０と、出力装置１２０から成る。出力装置１２０は、合図者が携帯する。また、出力装置１２０は、操作室１２の中に設置され、オペレータによって利用されるようにしてもよい。この場合、取得装置１３０で取得した情報等に基づいて、出力装置１２０にコンクリートバケット１０の状況を出力させることで、オペレータにコンクリートバケット１０の状況を把握し易くする。

操作室１２が、ケーブルクレーン１３のケーブルの長さ方向のいずれかの位置に設置された場合において、コンクリートバケット１０をケーブルに沿って移動させて停止させると、コンクリートバケット１０は、主にケーブルの長さ方向に沿って、往復するように揺れる。そうすると、オペレータは操作室１２からコンクリートバケット１０を見たとき、自分から見て手前および奥行方向を往復するように、コンクリートバケット１０が確認されるため、バケットが揺れていることが判ったとしても、どの程度揺れているかの度合については、視認し難い。
しかし、本実施形態によれば、コンクリートバケット１０の上方側（例えば、真上）から、コンクリートバケット１０およびコンクリート投下対象地点を含めた領域を見た様子を視認することができる。このため、オペレータは、コンクリートバケット１０の揺れ具合を確認することができる。また、出力装置１２０が操作室１２に設けられる場合には、単に視認する又は合図者からの説明のみを受ける場合と比べて、精度よく揺れの状況を把握することができる。

図３は、本発明にかかる取得装置１３０および出力装置１２０の構成を示すブロック図である。図４は、出力装置１２０の外観の一例を示す外観図である。図３および図４を用いて、それぞれの機能および構成について説明する。

＜取得装置１３０＞
取得装置１３０は、コンクリートバケットの状況に関する情報を取得する装置である。
取得装置１３０は、コンクリートバケット１０の上方、例えば、ケーブルクレーン１３がコンクリートバケット１０を懸吊する部分の一部等に設置される。そして、取得装置１３０は、コンクリートバケットの揺れに関する情報を取得する。取得装置１３０は、取得した画像情報を、出力装置１２０に送信する。
取得装置１３０は、通信部１３１と、制御部１３２と、情報取得部１３４と、を備える。

通信部１３１は、出力装置１２０と通信を行う。通信部１３１は、制御部１３２から送信された信号を、出力装置１２０へ送信する。また、通信部１３１は、出力装置１２０から受信した信号を、制御部１３２へ送信する。

制御部１３２は、通信部１３１と、情報取得部１３４とを制御する。制御部１３２は、通信部１３１を介して、出力装置１２０から、モニタ開始等の制御情報を受信する。そして、制御部１３２は、これらの制御情報を、情報取得部１３４に送信する。
また、制御部１３２は、コンクリートバケット１０を上方から、鉛直方向に向かって撮像した画像（以下、画像情報と称する。）を、情報取得部１３４から取得する。また、制御部１３２は、取得装置１３０が取り付けられている位置とコンクリート打設場所１５の地表面との間の距離に関する情報（以下、距離情報と称する。）を、情報取得部１３４から取得する。そして制御部１３２は、これらの情報を、通信部１３１を介して出力装置１２０に送信する。

制御部１３２は、モニターカメラ１３５の初期撮像倍率を制御する。
また、制御部１３２は、出力装置１２０からの撮像倍率の変更要求を受け、モニターカメラ１３５の撮像倍率を制御する。
制御部１３２は、記録部１３３を内部に備え、情報取得部１３４から取得した距離情報のしきい値を記録部１３３の記録媒体に書き込み、記録させる。制御部１３２は、情報取得部１３４から取得した距離情報と、記録部１３３に記録させたしきい値とを比較する。そして、制御部１３２は、しきい値より距離情報の値が大きいか否かによりモニターカメラ１３５が撮像すべき撮像倍率を判定する。そして、制御部１３２は、この判定に基づいて、モニターカメラ１３５の初期撮像倍率を制御する。

制御部１３２は、コンクリートバケット１０の状況を適切に取得できるように、モニターカメラ１３５の撮像倍率を制御する。
ダムの建設現場においては、例えば、ダムの下層、上層等に区分けして作業を行う。ダムの下層が打設場所である場合、上層である場合と比較して、コンクリートを打設する際の、ケーブルクレーン１３の巻き下げケーブルの長さは長くなる。巻き下げケーブルが長い場合、揺れにより、コンクリート打設予定場所から離れる距離が、上層の場合と比較して、大きくなる。このため、ダムの下層が打設場所である場合は、揺れを含めたコンクリートバケット１０の状況を撮像するためには、撮像する領域をより広くする必要がある。
このため、制御部１３２は、距離情報に基づいて、例えばコンクリート打設場所がダムの下層か上層なのかを判定し、撮像する領域の広さ、すなわち、モニターカメラ１３５の撮像倍率を判定する。

情報取得部１３４は、コンクリートバケット１０の状況に関する情報である画像情報と距離情報とを取得する。そして、情報取得部１３４は、取得した情報を、制御部１３２に送信する。
情報取得部１３４は、モニターカメラ１３５、方向調整部１３６、距離センサ１３７および、角度センサ１３８を備える。角度センサ１３８については、本実施形態では用いなくともよい。

モニターカメラ１３５は、コンクリートバケット１０の状況を撮像するカメラである。モニターカメラ１３５は、コンクリートバケット１０を見下ろせる位置（例えば、コンクリートバケット１０が懸吊されるトロリー等）に設置され、制御部１３２からの制御信号に応じて、コンクリートバケット１０の状況を撮像する。
モニターカメラ１３５は、撮像倍率を変更する機能を有する。モニターカメラ１３５は、制御部１３２から、画像撮像倍率を指定する制御信号を受け、通知された撮像倍率で撮像を行う。
モニターカメラ１３５は、撮像した画像の画像データを制御部１３２に送信する。

方向調整部１３６は、モニターカメラ１３５等の情報を取得するための機器類が、正しく情報を取得できるようにするために、方向を調整する。
方向調整部１３６には、例えば、傾きセンサと駆動部を備える。この場合、方向調整部１３６は、センサでモニターカメラ１３５の傾きを感知し、駆動部でモニターカメラ１３５の撮像方向が鉛直方向を向くように補正する。

ダムの建設現場において、コンクリートバケット１０はケーブルクレーン１３に懸吊される。取得装置１３０は、上空側から見たコンクリートバケット１０の状況を撮像した画像を得るために、ケーブルクレーン１３の一部に方向調整部１３６を介して取付けられる。これにより、ケーブルクレーン１３が揺れたとしても、方向調整部１３６によってモニターカメラ１３５が鉛直方向を向くように調整される。このため、取得装置１３０が揺れ動いたとしても、モニターカメラ１３５の撮像方向が定まらず、目的とするコンクリートバケット１０の状況をうまく撮像できなくなってしまうことを防止できる。また、情報取得部１３４の距測方向が鉛直方向から外れると、取得装置１３０取り付け位置からコンクリート打設場所１５までの距離が正しく取得できなくなってしまうことも防止できる。

距離センサ１３７は、モニターカメラ１３５の取り付け位置と地表面との間の距離を取得するセンサである。距離センサ１３７には、例えば、距測方向に光を照射し地表面に反射して戻ってくるまでの時間等に基づいて距離を計測する、距測センサを用いる。
＜出力装置１２０＞
出力装置１２０は、コンクリートバケット１０の状況を把握するための画像等を出力して表示する装置である。出力装置１２０は、複数台設けることができ、例えば、そのうち１台は合図者によって携帯され、別の１台は操作室１２内のオペレータが視認できる場所、例えば、運転席前方等に設置される。
出力装置１２０は、通信部１２１と、処理部１２２と、入出力部１２４と、を備える。

通信部１２１は、取得装置１３０と通信を行う。通信部１２１は、処理部１２２から送信されるモニタ開始等の制御信号を受信し、取得装置１３０へ送信する。また、通信部１２１は、取得装置１３０からの画像情報等の信号を受信し、処理部１２２へ送信する。

処理部１２２は、通信部１２１を介して、取得装置１３０から受信したカメラ画像等の画像情報を、入出力部１２４に送信する。
処理部１２２は、取得装置１３０から受信した撮像倍率情報に基づいて、入出力部１２４が表示する指標の目盛に付す値を、入出力部１２４に通知する。

入出力部１２４が表示する指標については、後で説明するが、ここで、指標の目盛に付す値について補足する。
上述した通り、取得装置１３０は、ダムの建設現場がダムの上層か下層かによって、コンクリートバケット１０の状況を撮像する撮像倍率を変化させる。撮像倍率が変化すると、画像を表示した際の画面のみかけの距離が変化する。すなわち、撮像倍率が低い場合、撮像倍率が高い場合と比較して、撮像される領域は広くなり、その分撮像画像を表示する画面のみかけの距離が大きくなる。このため、処理部１２２は、撮像倍率に応じて、入出力部１２４の表示画面上の見かけの距離に相当する実距離の値を、指標の目盛に表示させる。これにより、表示画面を見た操作者等がコンクリートバケット１０の状況を適切に把握できる。

入出力部１２４は、外部への情報出力および外部からの信号入力を行う。
図４に示す通り、入出力部１２４は、画像等を表示する画面等で構成される出力部１２５と、操作入力ボタン等で構成される入力部１２６とを備える。
入力部１２６は、操作者からの操作入力を受け付ける。入力部１２６は、例えば、Ｓｔａｒｔボタン１２６−１と、Ｅｎｄボタン１２６−２と、Ｈｉｇｈボタン１２６−３と、Ｌｏｗボタン１２６−４とを備える。そして、入力部１２６は、操作者がこれらのボタンを押下する等により操作入力をした場合、その操作内容を示す信号を取得し、処理部１２２へ送信する。

出力部１２５は、処理部１２２から受信するカメラ画像を表示する。
また、出力部１２５は、上述したカメラ画像の表示と共に、指標を表示する。出力部１２５が表示する指標は、カメラ画像にあるコンクリートバケット１０の位置とコンクリート投下目標地点との相対的な位置関係を、より精度よく把握し易くするための目安となるものである。
出力部１２５は、画像等を表示するための出力画面を備え、例えば液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を含んで構成される。
また、出力部１２５は、コンクリートバケット１０の状況を示す画像の表示と共に、コンクリートバケット１０の状況を把握するための指標を表示する。出力部１２５は、指標にある目盛軸の目盛に、処理部１２２からの通知に基づいた距離表示を行う。

さらに、図５用いて、出力部１２５が表示する表示画面の例について説明する。図５は、コンクリートバケット１０の状況を表示する場合の表示画面の例を示す図である。
図５（ａ）は、コンクリートバケット１０の状況を上空側から撮像したカメラ画像を画面表示し、さらにそのカメラ画像の上に重ねるように指標を描画した表示の例である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）と同じ状況を、図５（ａ）より撮像倍率を拡大し、表示範囲を狭くして撮像したカメラ画像を、図５（ａ）と同じ指標と共に表示している例を示す。
図５（ｃ）を用いる実施形態については後述する。

なお、図５（ａ）および図５（ｂ）は、図中の表示画面に表示するカメラ画像について、コンクリートバケット１０の位置を示す部分のカメラ画像以外のカメラ画像の表示を省略している。また、図５（ａ）および図５（ｂ）は、コンクリートバケット１０の位置を示す部分のカメラ画像を丸印で示す。コンクリートバケット１０の位置を示す丸印のうち、右側の黒丸は、ある瞬間におけるコンクリートバケット１０の位置を示す。また、左側および中央の破線の白丸は、上記の瞬間とは異なる瞬間におけるコンクリートバケット１０の位置を示す。

出力部１２５は、処理部１２２から、画像情報を受け取る。出力部１２５は、受信した画像情報にあるカメラ画像を表示する。また、出力部１２５は、表示したカメラ画像の上に重ねるようにして、指標を表示する。指標は、コンクリートバケット１０の位置とコンクリート投下予定である目標地点の位置関係を把握し易くする。
出力部１２５は、指標として、例えば、図５（ｂ）に示すように、コンクリート投下予定位置を画面中央に表示し、画面中央に白抜きの十字模様および、画面中央を中心とした大小２つの同心円を配置する。そして、出力部１２５は、画面横方向と平行に、各々の円の直径を通る目盛軸を設け、目盛軸上の目盛に実際の距離を表示する。以下の説明では、これらの同心円、目盛軸および目盛の表示等を、単に指標とも称する。
図５（ａ）の例では、出力部１２５は、指標の目盛軸に、処理部１２２より通知された実距離として、小さい円の半径が５ｍ、大きい円の半径が１０ｍの目盛を表示している。

出力部１２５がカメラ画像を画面表示することで、操作者は、コンクリートバケット１０を直接視認できない又は精度よく視認することができないような場合であっても、コンクリートバケット１０の状況を把握することができる。
また、出力部１２５が、カメラ画像と共に指標を表示することで、コンクリートバケット１０の位置とコンクリート打設目標位置との間の実際の距離が判るため、より精度よく状況を把握することができる。

出力部１２５がカメラ画像を表示中に、操作者等により撮像倍率を変更する操作がなされた場合、出力部は、モニターカメラ１３５の撮像倍率を変更した後のカメラ画像を表示する。
出力部１２５がカメラ画像を画面表示している最中に、操作者等により、例えば、Ｈｉｇｈボタン１２６−３が押下された場合、入力部１２６は、高い撮像倍率に変更する旨の信号を処理部１２２に通知する。
入力部１２６は、通信部１２１等を介し、高い撮像倍率へ変更を意味する信号を、制御部１３２に通知する。制御部１３２は、モニターカメラ１３５に、変更後の撮像倍率を指定する制御信号を送信する。モニターカメラ１３５は、撮像倍率を、制御部１３２から通知された値に変更する。

制御部１３２は、通信部１３１等を介し、撮像倍率を変更した後に撮像されたカメラ画像および（変更後の）撮像倍率を、処理部１２２へ送信する。出力部１２５は、受信したカメラ画像を表示画面に表示する。
このように、入力部１２６からの信号入力により、モニターカメラ１３５の撮像倍率を変更し、撮像倍率を変更した後のカメラ画像が、出力部１２５の表示画面に表示される。
撮像倍率を拡大する変更をした場合、カメラ画像にあるコンクリートバケット１０等の撮像対象物は拡大されて撮像される。そして、その反面、カメラ画像に撮像される領域は狭くなる。

図５（ｂ）の例は、図５（ａ）の出力画面を表示中に、Ｈｉｇｈボタン１２６−３が押され、カメラ画像の撮像倍率が高くなった場合の表示を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）と比較して、コンクリートバケット１０の位置を示す丸印（黒丸および破線の白丸）同士の間隔が広がっている。すなわち、図５（ａ）よりも表示範囲が狭まり、画面中央の付近が拡大された画像が表示されている。
また、図５（ａ）の目盛軸上の目盛に表示されていた値（小さい円の半径が５ｍ、大きい円の半径が１０ｍ）が、画像の拡大表示に伴って変更され、小さい円の半径が１ｍ、大きい円の半径が２ｍの表示となる。目盛に表示する実際の距離を示す値は、処理部１２２より通知される。

入力部１２６が撮像倍率を変更する操作入力を受け付けることで、操作者は、必要に応じて、撮像倍率を変更し、出力部１２５に表示される領域を広くしたり、狭くして拡大表示させたりすることができ、より精度よくコンクリートバケット１０の状況を把握することができる。

さらに、本実施形態におけるコンクリートバケット制御支援システムが行う処理について、図６を用いて説明する。図６は、取得装置１３０および出力装置１２０が行う処理の流れを示すフローチャートである。

まず、本フローチャートを説明する前提として、操作者はオペレータであり、コンクリート打設場所１５から離れた操作室１２にいて、コンクリートバケット１０の状況を直接視認しにくい状況であるものとする。
また、ダムの打設領域は、下層、上層の２区分に分割されるものとし、本フローチャートにおいては、ダムの下層でコンクリート打設作業を行うものとする。そして、ダムの上層および下層それぞれの区分を判定するためのしきい値をＬとする。また、ダム打設領域の下層、上層それぞれに対応する撮像倍率初期値を、それぞれＢ１、Ｂ２とする。

まず、本フローチャートの開始として、操作者により、入力部１２６のモニタにあるＳｔａｒｔボタン１２６−１が押下される（ステップＳ１）。
これにより、入力部１２６は、モニタ開始の旨の信号を取得し、処理部１２２に送信する。処理部１２２は、通信部１２１と、取得部側の通信部１３１を通して、制御部１３２に、モニタ開始の旨の制御信号を送信する。
制御部１３２は、モニタ開始の旨の信号を受けて、方向調整部１３６に、方向調整開始の制御信号を送信する。また、制御部１３２は、距離センサ１３７に距離情報の取得を開始する旨の制御信号を、モニターカメラ１３５に画像情報を取得開始する旨の信号を、送信する。

方向調整部１３６は、制御部１３２からの制御信号に基づき、モニターカメラ１３５の撮像方向、および、距離センサの距測方向が常に鉛直方向を向くように調整する。
距離センサ１３７は、距離情報を取得し、制御部１３２へ送信する。
制御部１３２は、距離センサ１３７より受け取った、距離情報と、記録部１３３から読み込んだ、しきい値Ｌとを比較する。そして、制御部１３２は、取得した距離情報の値がしきい値Ｌより大きい場合には、下層と判定し、そうでない場合には上層と判定する。そして、制御部１３２は、下層と判定した場合には、初期撮像倍率をＢ１とし、上層と判定した場合は初期撮像倍率をＢ２とする（ステップＳ２）。

制御部１３２は、モニターカメラ１３５に、撮像倍率を通知する。
モニターカメラ１３５は、制御部１３２からの制御信号に基づき、指定された倍率で、画像の撮像を開始する。モニターカメラ１３５は、撮像した画像の画像データを制御部１３２へ送信する。
制御部１３２は、モニターカメラ１３５から取得した画像情報と、撮像倍率情報とを、通信部１３１および通信部１２１を介して、処理部１２２へ、送信する。処理部１２２は、画像情報と、撮像倍率情報に応じた目盛に表示する値を、出力部１２５へ通知する。
出力部１２５は、受け取った画像情報に基づくカメラ画像を表示画面に表示し、そのカメラ画像の上に重ねて、同心円等の指標を描画する。そして、出力部１２５は、指標にある目盛軸の目盛に、通知された目盛に表示する値を表示する（ステップＳ４）。

一方、コンクリートバケット１０は、バッチャープラント１４で、バケット本体１０１内にコンクリートを投入される。このとき、コンクリートバケット１０は、すでにケーブルクレーン１３に懸吊されている。そして、コンクリートバケット１０は、ケーブルクレーン１３で、コンクリート打設場所１５まで運搬される（ステップＳ５）。

コンクリートバケット１０が、コンクリート打設場所１５に近づくと、操作者は、コンクリートを投下する操作をするための準備を行う。例えば、操作者は、出力部１２５の画面表示を確認し、必要に応じて撮像倍率を変更する。
本フローチャートでは、ダムの下層領域で作業が行われており、撮像倍率Ｂ１でコンクリートバケット１０の状況が撮像されている。撮像倍率Ｂ１で撮像された画像は、撮像倍率Ｂ２の場合と比較して倍率が低く、より広い範囲が撮像されている。この場合、操作者は、撮像倍率をＢ１からＢ２へ変更することで倍率を高めることができる。こうすることで、状況によっては、コンクリートバケット１０の位置と目標落下地点との関係が、拡大表示され、より精度よく、状況を把握することができる。この場合、撮像倍率が高くなった分、出力部１２５が表示する表示範囲は、より狭い範囲となる。

表示範囲をより狭い範囲に変更し、より高い撮像倍率で撮像したカメラ画像を、出力部１２５の表示画面に表示させようとする場合（ステップＳ６ ＮＯ）、操作者は、Ｈｉｇｈボタン１２６−３を押下する。
Ｈｉｇｈボタン１２６−３が押下された旨の信号が、入力部１２６から、処理部１２２等を経由し、制御部１３２へ送信される。制御部１３２は、初期の撮像倍率Ｂ１から撮像倍率Ｂ２へ変更する。この後の処理は、ステップＳ３に戻る。
操作者が表示範囲を変更しない場合（ステップＳ６ ＹＥＳ）、この後の処理は、ステップＳ７に進む。

操作者は、コンクリート投下場所付近に運搬されてきたコンクリートバケット１０を直接視認し、また、出力部１２５の表示画面に表示されたカメラ画像で確認することで、コンクリートバケット１０の状況を把握する。ここで、合図者または操作者が、コンクリートバケット１０の揺れが大きすぎると判断した場合は、双方意思疎通の上、オペレータがクレーンを操作して揺れの軽減を行う。そして、操作者は、合図者の合図に応じ、ゲートを開く操作を行う。操作者の操作により、ゲートが動作し、ゲートが開いてバケット内のコンクリートが投下される（ステップＳ７）。

操作者は、コンクリートが投下されたコンクリート投下予定領域上の位置を、出力部１２５のカメラ画像または直接視認することで把握することができる。このため、操作者は、操作タイミングが合っていたか否か判る。そして、操作者は、今回の操作タイミングを踏まえて、次回の操作をどのタイミングで行えばよいのか、会得することもできる。

コンクリートが投下されると、操作者は、合図者の合図に応じて、ゲートを閉じる操作を行う。操作者の操作により、ゲートが動作し、ゲートが閉じる。ゲートが閉じ、空になったコンクリートバケット１０は、バッチャープラント１４まで移動する。次の打設作業がある場合には、ステップＳ５に戻る（ステップＳ８ ＮＯ）。次の打設作業が、ない場合には、モニタを終了する（ステップＳ８ ＹＥＳ）。

操作者により、Ｅｎｄボタン１２６−２が押下されると、入力部１２６はその旨の信号を取得し、処理部１２２等を通して、制御部１３２に制御信号が送信される。制御部１３２は、この信号を受け、出力部１２５の画像表示および指標表示を止める（ステップＳ９）。
また、制御部１３２は、モニターカメラ１３５および方向調整部１３６に、取得終了の制御信号を送信する。モニターカメラ１３５の画像取得を終了する。方向調整部１３６は、モニターカメラ１３５の方向調整を終了する。こうすることで、モニタが終了し、本フローチャートは終了する。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明にかかる第２の実施形態のコンクリートバケットの制御支援システムについて説明する。本実施形態は、第１の実施形態と同様に、図１に示すような、ダム建設現場１で用いられる。以下、第１の実施形態と同じ構成については説明を省略し、主に第１の実施形態と相違する点について説明する。
本実施形態によれば、ケーブルの長さ方向に沿った鉛直面と垂直な方向から、その鉛直面を見た場合におけるコンクリートバケット１０の状況を把握できる。以下、このケーブルの長さ方向に沿った鉛直面のことを、単に、側面とも称する。

本実施形態は、距離センサ１３７および角度センサ１３８を用いる。本実施形態は、第１の実施形態において用いた、モニターカメラ１３５および方向調整部１３６は用いなくてもよい。
角度センサ１３８は、コンクリートバケット１０のコンクリート投入口からコンクリート投下口を結ぶ方向（以下、コンクリートバケット１０の縦方向、と称する。）と鉛直方向のなす角度（以下、角度情報と称する。）を検出するセンサである。懸吊されたコンクリートバケット１０が揺れずに静止している場合、角度センサ１３８が検出する角度は０（ゼロ）である。すなわち、角度センサ１３８は、懸吊されたコンクリートバケット１０が揺れ傾いた場合の、コンクリートバケット１０の傾きを検出する。

角度センサ１３８は、例えば、コンクリートバケット１０の側面に、コンクリートバケット１０の縦方向が角度測定方向となるように設置される。角度センサ１３８には、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、微小電気機械）が用いられる。ＭＥＭＳは、半導体製造プロセスを用いて製造され、超小型な部品であるため、ゲート開閉やケーブル動作を妨げることなく容易に設置でき、本実施形態における角度センサ１３８として好適である。
角度センサは、取得した角度情報を、無線または有線により、制御部１３２へ送信する。

制御部１３２は、角度情報を角度センサ１３８より取得し、第１の実施形態と同様な経路で、出力部１２５へ通知する。また、制御部１３２は、第１の実施形態と同様に、距離情報を距離センサ１３７より取得し、出力部１２５へ通知する。
出力部１２５は、受け取った角度情報および距離情報を用いて、側面からみたコンクリートバケット１０の状況を出力部１２５の表示画面に表示する。
出力部１２５は、例えば、受信した情報が角度θ、距離Ｒであった場合、図５（ｃ）の例に示す画面表示を行う。図５（ｃ）の例では、出力部１２５の表示画面の縦方向に対して角度θをなす線を、出力部１２５の表示画面の上部中央から描画し、その線の先に黒丸を配置する。黒丸は、コンクリートバケット１０を模している。このようにして、出力部１２５は、側面からみたコンクリートバケット１０の状況を示す図を表示画面に表示する。

また、出力部１２５の表示画面の下部に、表示画面の横方向と平行に目盛軸を配置し、目盛に実際の地表上の距離を表示する。実際の地表上の距離は、Ｒ（ｔａｎθ）で計算する。このようにして、出力部１２５は、コンクリートバケット１０の位置が、目標地点であるコンクリート投下予定地点から、実距離でどれだけ離れているかを表示画面に表示する。
上述した通り、本実施形態では、出力部１２５は、側面から見たコンクリートバケット１０の状況および目標地点との離れ具合を示す距離の表示を行う。こうすることで、本実施形態におけるコンクリートバケット支援装置は、操作者がコンクリートバケット１０の状況を把握し易くする。

以上、第１の実施形態および第２の実施形態で説明したように、本発明にかかる取得装置でコンクリートバケット１０の状況に関する情報を取得し、出力装置の表示画面にコンクリートバケット１０の状況を表示する。こうすることで、操作者は、視認や合図者の情報に加え、表示画面の表示でコンクリートバケット１０の状況を確認することができる。このため、操作者は、コンクリートバケット１０の揺れの状況をより精度よく把握することが可能となる。このように、コンクリートバケット１０の状況をより精度よく把握できるため、操作者は、操作を躊躇なく行うことができる。また、出力画面の表示を確認すると共に、合図者の説明を聞くことができ、合図者が説明する状況が操作者に正確に伝わることが期待できる。
また、合図者の実況がオペレータに正確に伝われば、オペレータと合図者の双方の感覚や認識を合わせることができる。オペレータと合図者の双方の意思疎通が円滑に行われれば、作業をスムーズに行うことができる。このように、本発明にかかるコンクリートバケット制御支援システムは、オペレータと合図者との間のコミュニケーション支援ツールとしても活用できる。
さらに、コンクリートバケット１０の揺れが大きいと判断された場合も、出力装置１２０の表示画面を確認することで、オペレータが揺れの状況を正確に把握できるため、揺れを軽減する方向の操作を精度よく行うことができる。

ダム等の建設現場においては、オペレータと現場にいる合図者が呼吸を合わせて作業することが、作業の効率を向上させる。作業効率の向上により、工期の短縮、さらには生産性の向上が期待できる。
例えば、一度に運搬可能なコンクリートの容量が５立米で、ダムの建設に必要なコンクリート容量が１００万立米である場合、操作者は、合計２０万回ものゲート開閉操作を繰り返し行う。操作者が、ゲートを開く操作をする度に、オペレータと合図者の呼吸が合わず、５秒間躊躇してしまうと仮定すると、約１００万秒の時間が余分にかかることになる。これは約２７８時間もの時間であり、１日８時間稼働させて作業する現場であると仮定すると、約３５日分の工期に相当する。

出力部１２５が画面上に表示するコンクリートバケット１０の状況は、第１の実施形態では、上空側から撮像したカメラ画像であり、第２の実施形態では、側面からみた図の表示を行っているが、これに限定されることはない。操作者が、コンクリートバケット１０の揺れ状況をより精度よく把握することができればよく、例えば、入力部１２６に表示選択ボタンを備え、上空側から撮像したカメラ画面または、側面から見た図の、いずれか一方又は両方の表示を選べるようにしてもよい。この場合、情報取得部１３４は、モニターカメラ１３５、方向調整部１３６、距離センサ１３７および角度センサ１３８をすべて備える。

また、第１の実施形態では、出力部１２５は、指標として大小２つの同心円を画像の上に描画しているが、指標の表示はこれに限定されない。出力部１２５は、指標として、例えば、方形のグリッド線を画面に描画してもよいし、文字や色彩等で、コンクリート投下目標地点とコンクリートバケット１０の位置との相対位置関係を示してもよい。
また、出力部１２５は、第１の実施形態で、画像を表示するのみでもよいし、第２の実施形態で、（側面からではなく）上方からみたコンクリートバケット１０の状況を示す図を作図し、側面または上方から見た図のいずれか一方又は両方を表示してもよい。
さらに、出力部１２５は、目盛を２箇所表示しているが、さらに細かい単位で表示させてもよい。

さらに、第１の実施形態では、ダム建設現場を上層と下層に分け、それに応じて、表示範囲を設定しているが、これに限定されない。例えば、現場の状況に応じて、上層、中層、下層と分けてもよいし、操作者が表示範囲をさらに細かく調整できるようにしてもよい。また、出力部１２５は、距離情報またはコンクリートバケット１０の振れの最大値に基づいて、表示範囲を設定するようにしてもよい。
また、第１の実施形態および第２の実施形態では、距離センサ１３７が距離情報を取得しているが、巻き下げたケーブルの長さを距離情報として代用して用いてもよい。例えば、ダムの下層部分のコンクリートを打設する場合、高度が高く、距離情報はより大きい値となるが、このとき、巻き下げケーブルの長さはより長くなるため、巻き下げケーブルの長さを距離情報として代用できる。

第２の実施形態は、角度センサ１３８をコンクリートバケット１０の側面に設置し、コンクリートバケットの縦方向と鉛直方向のなす角度を取得しているが、これに限定されない。コンクリート投下予定場所と、揺れ動くコンクリートバケット１０の実際の位置との相対関係を角度情報で取得すればよく、例えば、角度センサ１３８を、コンクリートバケット１０を懸吊している横行トロリーの一部に設置し、巻き下げケーブルと鉛直方向のなす角度を取得するようにしてもよい。
また、角度センサ１３８は、コンクリートバケットの縦方向と鉛直方向のなす角度を取得する際の角度ゆらぎを抑えるために、取得した角度を平滑化して用いることにしてもよい。こうすることで、角度が細かく変化するような変動ノイズを落とし、大きな周期の揺れがよりクリアに抽出できる。この平滑化処理は、角度センサ１３８で行ってもよいし、制御部１３２または処理部１２２が行ってもよい。
なお、上述した実施形態において、オペレータが出力装置１２０を利用してコンクリートバケット１０のゲートを開く操作を行なう場合について説明したが、合図者が出力装置１２０を利用してゲートを開く操作を行なうこともできる。また、オペレータと合図者との両方が出力装置１２０を利用する場合、ゲートを開く操作は、いずれか一方の出力装置１２０からのみ行なうように制限をするようにしてもよい。また、オペレータが出力装置１２０を利用し合図者からの合図に応じてコンクリートバケット１０の操作を行ない、合図者がゲートを開く操作を行なう遠隔操作スイッチを利用し、ゲートを開くようにしてもよい。

上述した実施形態における出力装置１２０および取得装置１３０の処理をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…ダム建設現場、１０…コンクリートバケット、１２…操作室、１３…ケーブルクレーン、１４…バッチャープラント、１５…コンクリート打設場所、
１２０…出力装置、１２１…通信部、１２２…処理部、１２３…記録部、１２４…入出力部、１２５…出力部、１２６…入力部、１２６−１…Ｓｔａｒｔボタン、１２６−２…Ｅｎｄボタン、１２６−３…Ｈｉｇｈボタン、１２６−４…Ｌｏｗボタン、
１３０…取得装置、１３１…通信部、１３２…制御部、１３３…記録部、１３４…情報取得部、１３５…モニターカメラ、１３６…方向調整部、１３７…距離センサ、１３８…角度センサ。

Claims (6)

1. コンクリートバケットの位置と前記コンクリートバケットに積載されたコンクリートを投下する目標地点との相対位置に関する情報を取得する取得部と、
   前記相対位置に関する情報に基づき前記相対位置の関係を示す表示画面を表示する表示部と、
   を備えるコンクリートバケット制御支援システム。
2. 前記表示部は、文字、画像、記号、色彩または図形のうち少なくとも１つを用いて前記相対位置の関係を示す指標を表示する、
   請求項１に記載のコンクリートバケット制御支援システム。
3. 前記取得部は、前記コンクリートバケットの位置と前記目標地点とを含む領域を上空側から撮像した撮像画像を取得し、
   前記表示部は、前記撮像画像とともに前記指標を表示する、
   請求項２に記載のコンクリートバケット制御支援システム。
4. 設定値を入力する入力部をさらに備え、
   前記表示部は、前記設定値に応じて、前記撮像画像を撮像する際の撮像倍率を変更した撮像画像を表示する、
   請求項３に記載のコンクリートバケット制御支援システム。
5. 前記相対位置に関する情報は、前記コンクリートバケットのコンクリート投入口からコンクリート投下口を結ぶ方向と鉛直方向のなす角度の情報であり、
   前記表示部は、ケーブルの長さ方向に沿った鉛直面に垂直な方向から前記鉛直面をみた場合における前記コンクリートバケットの位置と前記目標地点との関係を示す図を表示する、
   請求項１又は請求項２に記載のコンクリートバケット制御支援システム。
6. コンクリートバケットの位置と前記コンクリートバケットに積載されたコンクリートを投下する目標地点との相対位置に関する情報を取得するステップと、
   前記相対位置に関する情報に基づき前記相対位置の関係を示す表示画面を表示するステップと、
   を備えるコンクリートバケット制御支援方法。

Images