JP2019142679A - 吊荷監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クレーンの優れた作業性を可能とする、簡易な構成の吊荷監視装置を提供する。【解決手段】 クレーン（ラフテレーンクレーン１００）のブーム７０の先端からブーム７０の旋回方向Ｄ１に飛び出して取り付けられて、ブーム７０の先端から吊り下げられたフック８３を含む画像を撮影するカメラ１０と、カメラ１０のブーム７０の先端からの旋回方向Ｄ１への飛び出し量Ｎと、フック８３のブーム７０の先端からの吊り下げ長さＬと、に基づいて、カメラ１０が撮影した画像において、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を算出し、カメラ１０が撮影した画像から、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置とする画像を抽出する画像抽出部２３と、画像抽出部２３により抽出した画像を表示する画像表示手段（モニタ３０）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、クレーンの吊荷監視装置に関する。

従来から、クレーンのブームの先端に、下向きの監視カメラを設置して、監視カメラによって撮影された画像をモニタ装置に表示して、ブームの操作を補助する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１０５０９１号公報

特許文献１には、ブームヘッドに取り付けられた、鉛直下方を指向する監視カメラの画像をモニタ部に表示させる監視装置が開示されている。これにより、オペレータは、クレーン作業を監視することができるようになっている。

しかしながら、特許文献１に記載の監視装置は、ブームの旋回方向に飛び出して配置されるため、複数の監視カメラを設けなければ、モニタ部に表示されるクレーンのフックの位置がブームの旋回方向にずれて表示され、オペレータによるクレーンの作業性が悪い、という問題がある。

そこで、本発明は、クレーンの優れた作業性を可能とする、簡易な構成の吊荷監視装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の吊荷監視装置は、クレーンのブームの先端から前記ブームの旋回方向に飛び出して取り付けられて、前記ブームの先端から吊り下げられたフックを含む画像を撮影するカメラと、前記カメラの前記ブームの先端からの旋回方向への飛び出し量と前記フックの前記ブームの先端からの吊り下げ長さとに基づいて、前記カメラが撮影した画像において、前記ブームの旋回方向における前記フックが本来あるべき位置を算出し、前記カメラが撮影した画像から、前記ブームの旋回方向における前記フックが本来あるべき位置を、前記ブームの旋回方向における中心位置とする画像を抽出する画像抽出部と、前記画像抽出部により抽出した画像を表示する画像表示手段と、を備えることを特徴とする。

このように構成された本発明の吊荷監視装置は、クレーンの優れた作業性を可能とする、簡易な構成とすることができる。

実施例１のラフテレーンクレーンの構成を示す構成図である。 実施例１のカメラの構成を説明する構成図である。 実施例１の吊荷監視装置のシステム構成を示すブロック図である。 実施例１の吊荷監視装置の作用をワイヤロープが繰り出された状態において説明する説明図であり、図４（ａ）は、カメラが撮影した画像を示し、図４（ｂ）は、モニタが表示する画像を示す。 実施例１の吊荷監視装置の作用をワイヤロープが巻き上げられた状態において説明する説明図であり、図５（ａ）は、カメラが撮影した画像を示し、図５（ｂ）は、モニタが表示する画像を示す。

以下、本発明による吊荷監視装置を実現する実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、実施例１における吊荷監視装置の構成を説明する。実施例１における吊荷監視装置は、クレーンとしてのラフテレーンクレーンに適用される。

［ラフテレーンクレーンの構成］
図１は、実施例１のラフテレーンクレーンの構成を示す構成図である。以下、図１に基づいて、実施例１のラフテレーンクレーンの構成を説明する。

ラフテレーンクレーン１００は、図１に示すように、走行体５０と、旋回体６０と、ブーム７０とを備えている。走行体５０は、道路や作業現場を自走するための走行装置やアウトリガ等を備えている。旋回体６０は、走行体５０の上方に設けられ、走行体５０に対して、鉛直軸Ｃ１回りに回転可能となっている。旋回体６０は、使用者が乗るキャビン６１を備えている。

キャビン６１は、ラフテレーンクレーン１００の車両幅方向において、ブーム７０に対して一方側に配置される。例えば、ラフテレーンクレーン１００が右ハンドル車である場合、キャビン６１は、車両幅方向において、ブーム７０に対して右側に配置される。ラフテレーンクレーン１００が、左ハンドル車である場合、キャビン６１は、車両幅方向において、ブーム７０に対して左側に配置される。

キャビン６１には、走行体５０を走行させてラフテレーンクレーン１００を移動させる運転操作を行うための装置を備えている。また、キャビン６１には、後述する、ブーム７０を伸縮させ、起伏させ又は旋回体６０を軸Ｃ１回りに回転させる等してクレーン操作を行うための操作装置等を備えている。また、キャビン６１には、運転操作やクレーン操作を補助するための画像表示手段としてのモニタ３０を備えている。

ブーム７０は、基端部が旋回体６０に支持されて、旋回体６０に対して軸Ｃ２（フットピン）回りに回転自在となっている。ブーム７０のベースブーム７１と旋回体６０とには、油圧で伸縮する起伏シリンダ８１が連結されている。起伏シリンダ８１を伸縮することにより、ブーム７０は軸Ｃ２の回りに回転する。

ブーム７０は、基端側のベースブーム７１から先端側のトップブーム７６までの間に１つ以上の中間ブーム７２を備えている。これらの中間ブーム７２やトップブーム７６は、順次、ベースブーム７１の内部に軸方向に沿って格納される入れ子式になっている。トップブーム７６や中間ブーム７２がベースブーム７１の先端側から軸方向に突出することにより、ブーム７０は伸長し、トップブーム７６や中間ブーム７２がベースブーム７１に格納されることにより、ブーム７０は短縮する。

トップブーム７６の先端に設けられたブームヘッド７８には、シーブ７９が配置されている。旋回体６０の、ブーム７０の基端部の近くに、ウインチが設けられていて、このウインチには、吊荷用のワイヤロープ８２が巻かれている。ワイヤロープ８２は、ウインチからシーブ７９までブーム７０の軸方向に沿って配置される。シーブ７９に掛け回されたワイヤロープ８２は、シーブ７９から鉛直方向の下方に吊り下げられ、最下部にはフック８３が設けられている。

フック８３に荷物が吊られ、ウインチに巻かれたワイヤロープ８２を繰り出すことで、フック８３が降下し、ワイヤロープ８２を巻き上げることで、フック８３は上昇する。

クレーン操作では、ウインチによるワイヤロープ８２の繰り出し・巻き上げ、ブーム７０の起伏及び伸縮、並びに旋回体６０の旋回により、フック８３に吊られた荷物を所定の位置に移動させる。

［カメラの構成］
図２は、実施例１のカメラの構成を説明する構成図である。以下、図２に基づいて、実施例１のカメラの構成を説明する。

ブームヘッド７８には、図２に示すように、カメラ１０を支持する支持部材１１が取り付けられる。カメラ１０は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子及び広角レンズ（広角の光学系）を有するデジタルカメラであり、起伏方向Ｄ２（図１参照）より旋回方向Ｄ１を広角に撮影することができる。

支持部材１１は、ブーム７０の旋回方向Ｄ１において、キャビン６１が設けられた側と同じ側に、シーブ７９の中心軸から延在して配置される。支持部材１１の先端には、カメラ１０が取り付けられる。

カメラ１０は、旋回方向Ｄ１において、シーブ７９の中心から、所定の距離（飛び出し量）Ｎを飛び出して取り付けられる。カメラ１０は、ブーム７０の旋回方向Ｄ１において、鉛直方向に対して傾斜角度αで傾斜して、支持部材１１に固定して取り付けられる。すなわち、所定の吊り下げ長さになった際に、フック８３がカメラ１０により撮影された画像の中央にくるようにする。

カメラ１０は、ジンバル等の揺動体を介して、ブーム７０の起伏方向Ｄ２に、揺動可能に支持部材１１に取り付けられ、起伏方向Ｄ２において、鉛直下方を向くようになっている。

このため、カメラ１０は、ブーム７０が起伏した状態であっても、ブーム７０が倒伏した状態であっても、ブーム７０の旋回方向Ｄ１においては、鉛直方向に対して傾斜角度αで傾斜し、ブーム７０の起伏方向Ｄ２においては、鉛直下方を向き、フック８３を含む画像を撮影する。

［吊り下げ長さ検出手段の構成］
ラフテレーンクレーン１００は、フック８３の吊り下げ長さを検出する吊下長検出手段１５を備える（図３参照）。吊下長検出手段１５は、ウインチからのワイヤロープ８２の繰り出し量を検出し、検出した繰り出し量から、ブーム７０の長さを減じ、ブーム７０の先端部とフック８３間に掛け回したワイヤロープ８２の掛け数で除して吊り下げ長さ（ブーム７０の先端部とフック８３間の距離）Ｌを検出する（図２参照）。

ブーム７０の長さは、ブーム長さ検出手段１２により検出される。ブーム長さ検出手段１２は、ブーム７０のトップブーム７６とベースブーム７１間に配置したコード巻取器で構成しており、このコード巻取器によるコードの繰り出し量をポテンショメータ等で検出してブーム長さを検出するようにしている。

［吊荷監視装置の構成］
図３は、実施例１の吊荷監視装置のシステム構成を示すブロック図である。以下、図３に基づいて、実施例１の吊荷監視装置のシステム構成を説明する。

ラフテレーンクレーン１００は、フック８３に吊られた荷物を上方から撮影し、その撮影された画像を、キャビン６１内で見ることができる吊荷監視装置４０を備えている。

吊荷監視装置４０は、図３に示すように、カメラ１０と、吊下長検出手段１５と、制御部２０と、モニタ３０と、を備える。

制御部２０は、カメラ取付情報記憶部２１と、ズレ量算出部２２と、画像抽出部２３と、を備える。

カメラ１０が撮影した画像情報は、制御部２０へ送信される。吊下長検出手段１５が検出した吊り下げ長さＬは、制御部２０へ送信される。

カメラ取付情報記憶部２１は、旋回方向Ｄ１におけるシーブ７９の中心からのカメラ１０の飛び出し量Ｎと、カメラ１０が支持部材１１に取り付けられる傾斜角度αと、を記憶する。

ズレ量算出部２２は、吊り下げ長さＬと、飛び出し量Ｎと、傾斜角度αと、に基づいて、カメラ１０が撮影した画像において、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を算出する。フック８３が本来あるべき位置とは、フック８３が荷振れを起こしていない状態の位置をいう。

画像抽出部２３は、カメラ１０が撮影した画像から、ズレ量算出部２２が算出した位置を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置とした所定の大きさの画像を抽出する。画像抽出部２３が抽出した画像は、モニタ３０に送信され、モニタ３０に表示される。

次に、実施例１の吊荷監視装置４０における作用を説明する。図４は、実施例１の吊荷監視装置４０の作用をワイヤロープ８２が繰り出された状態において説明する説明図であり、図４（ａ）は、カメラ１０が撮影した画像を示し、図４（ｂ）は、モニタ３０が表示する画像を示す。図５は、実施例１の吊荷監視装置４０の作用をワイヤロープ８２が巻き上げられた状態において説明する説明図であり、図５（ａ）は、カメラ１０が撮影した画像を示し、図５（ｂ）は、モニタ３０が表示する画像を示す。

実施例１の吊荷監視装置４０は、クレーン（ラフテレーンクレーン１００）のブーム７０の先端からブーム７０の旋回方向Ｄ１に飛び出して取り付けられて、ブーム７０の先端から吊り下げられたフック８３を含む画像を撮影するカメラ１０と、カメラ１０のブーム７０の先端からの旋回方向Ｄ１への飛び出し量Ｎと、フック８３のブーム７０の先端からの吊り下げ長さＬと、に基づいて、カメラ１０が撮影した画像において、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を算出し、カメラ１０が撮影した画像から、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置とする画像を抽出する画像抽出部２３と、画像抽出部２３により抽出した画像を表示する画像表示手段（モニタ３０）と、を備える（図２）。

図４（ａ）に示すように、ワイヤロープ８２が繰り出された状態でカメラ１０が撮影した画像Ｇでは、撮影画像の中心位置Ｐ１が、フック８３が本来あるべき位置Ｐ２と、旋回方向Ｄ１において、距離Ｍ１だけずれて表示される。フック８３が本来あるべき位置Ｐ２とは、荷振れがない状態におけるフック８３の位置をいう。

画像抽出部２３は、旋回方向Ｄ１に広角に撮影された画像Ｇから、旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置Ｐ２を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置とする画像Ｅを抽出する。抽出された画像Ｅは、モニタ３０に表示される。

ワイヤロープ８２が巻き上げられた状態でカメラ１０が撮影した画像Ｇでは、図５（ａ）に示すように、撮影画像の中心位置Ｐ１が、フック８３が本来あるべき位置Ｐ２と、旋回方向Ｄ１において、距離Ｍ１より長い距離Ｍ２だけずれて表示される。すなわち、カメラ１０がブーム７０の旋回方向Ｄ１に飛び出して取り付けられているので、カメラ１０が撮影する画像は、吊り下げ長さに応じて、フック８３の位置が変化する。

画像抽出部２３は、旋回方向Ｄ１に広角に撮影された画像Ｇから、旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置Ｐ２を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置とする画像Ｅを抽出する。抽出された画像Ｅは、モニタ３０に表示される。

これにより、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置として、フック８３をモニタ３０に表示することができ、フック８３が本来あるべき位置に対する相対位置をモニタ３０で確認することができる。そのため、オペレータは、荷振れの状況を正しく判断して、クレーン操作することができる。

実施例１の吊荷監視装置４０では、カメラ１０は、鉛直方向に対して、ブーム７０の旋回方向Ｄ１に傾斜して取り付けられ、画像抽出部２３は、カメラ１０の傾斜角度αに基づいて、カメラ１０が撮影した画像において、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を算出し、カメラ１０が撮影した画像から、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置とする画像を抽出する（図３）。

これにより、フック８３が移動する範囲を、広範囲で撮影することができる。そのため、オペレータは、フック８３を広範囲にわたってモニタ３０で確認して、クレーン操作をすることができる。

実施例１の吊荷監視装置４０では、カメラ１０は、ブーム７０の起伏方向Ｄ２に揺動可能に取り付けられて、所定の方向を向く（図１）。

これにより、ブーム７０の旋回方向Ｄ１および起伏方向Ｄ２において、フック８３が本来あるべき位置を、モニタ３０の中心として、フック８３をモニタ３０に表示することができる。そのため、オペレータは、フック８３の本来の位置に対する相対位置をモニタ３０で確認することができ、荷振れの状況を正しく判断して、クレーンを操作することができる。

以上、本発明の吊荷監視装置を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、カメラ１０は、ジンバル等の揺動体を介して、ブーム７０の起伏方向Ｄ２に、揺動可能に支持部材１１に取り付けられる例を示した。しかし、カメラは、起伏方向Ｄ２に対して、揺動しないように固定してもよい。この場合、カメラは、起伏方向Ｄ２についても、旋回方向Ｄ１と同様に広角に撮影可能なものにすればよい。

実施例１では、カメラ１０は、ブーム７０の旋回方向Ｄ１において、鉛直方向に対して傾斜角度αで傾斜して、支持部材１１に固定して取り付けられる例を示した。しかし、カメラは、ブーム７０の旋回方向Ｄ１において、鉛直下方を向くように固定して取り付けられてもよい。この場合、画像抽出部２３は、カメラ１０のブーム７０の先端からの旋回方向Ｄ１への飛び出し量Ｎと、フック８３のブーム７０の先端からの吊り下げ長さＬと、に基づいて、カメラ１０が撮影した画像において、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を算出し、カメラ１０が撮影した画像から、ブーム７０の旋回方向Ｄ１におけるフック８３が本来あるべき位置を、ブーム７０の旋回方向Ｄ１における中心位置とする画像を抽出する。

実施例１では、カメラ１０は、ブーム７０の旋回方向Ｄ１において、キャビン６１が設けられた側と同じ側に、ブーム７０から飛び出して取り付けられる例を示した。しかし、カメラ１０は、ブーム７０の旋回方向Ｄ１において、キャビン６１が設けられた側と反対側に、ブーム７０から飛び出して取り付けられることもできる。

実施例１では、吊下長検出手段１５は、ウインチからのワイヤロープ８２の繰り出し量と、ブーム７０の長さとから吊り下げ長さを検出する例を示した。しかし、吊下長検出手段は、ブームの先端に設けられた距離センサにより、吊り下げ長さを検出してもよい。

実施例１では、本発明をラフテレーンクレーンに適用する例を示した。しかし、本発明は、オールテレーンクレーンなどの他のホイールクレーンや、下部走行体にクローラを採用したクローラクレーンや、汎用のトラックシャシーを使用したトラッククレーンや、クレーン船などにも適用することができる。

１０ カメラ
２３ 画像抽出部
３０ モニタ（画像表示手段の一例）
４０ 吊荷監視装置
７０ ブーム
８３ フック
１００ ラフテレーンクレーン（クレーンの一例）
α 傾斜角度
Ｎ 飛び出し量
Ｌ 吊り下げ長さ

Claims (3)

1. クレーンのブームの先端から前記ブームの旋回方向に飛び出して取り付けられて、前記ブームの先端から吊り下げられたフックを含む画像を撮影するカメラと、
   前記カメラの前記ブームの先端からの旋回方向への飛び出し量と、前記フックの前記ブームの先端からの吊り下げ長さと、に基づいて、前記カメラが撮影した画像において、前記ブームの旋回方向における前記フックが本来あるべき位置を算出し、前記カメラが撮影した画像から、前記ブームの旋回方向における前記フックが本来あるべき位置を、前記ブームの旋回方向における中心位置とする画像を抽出する画像抽出部と、
   前記画像抽出部により抽出した画像を表示する画像表示手段と、を備える
   ことを特徴とする吊荷監視装置。
2. 前記カメラは、鉛直方向に対して、前記ブームの旋回方向に傾斜して取り付けられ、
   前記画像抽出部は、前記カメラの傾斜角度に基づいて、前記カメラが撮影した画像において、前記ブームの旋回方向における前記フックが本来あるべき位置を算出し、前記カメラが撮影した画像から、前記ブームの旋回方向における前記フックが本来あるべき位置を、前記ブームの旋回方向における中心位置とする画像を抽出する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の吊荷監視装置。
3. 前記カメラは、前記ブームの起伏方向に揺動可能に取り付けられて、所定の方向を向く
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の吊荷監視装置。