JP2020066520A - クレーン車 - Google Patents

Abstract

【課題】ブームの撓み量や捻じれ量を簡単な構成で計測する。【解決手段】クレーン車のコントローラは、アウトリガの第１マーカを撮像することによって生成された第１画像データと、メモリに記憶された第１基準画像データとを対比して、カメラから第１マーカまでの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて基準座標系を決定する（Ｓ１４）。また、コントローラは、ブームの第２マーカを撮像することによって生成された第２画像データと、メモリに記憶された第２基準画像データとを対比して、カメラから第２マーカまでの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて、基準座標系における第２マーカの座標位置を決定する（Ｓ１８）。コントローラは、決定した各第２マーカの座標位置からブームの撓み量や捻じれ量を算出する（Ｓ１９）。コントローラは、算出した撓み量や捻じれ量に基づいて、ブーム装置の性能を補正する（Ｓ２０）。【選択図】図５

Description

この発明は、伸縮及び起伏可能なブームを備えたクレーン車に関する。

一般にクレーン車は、伸縮及び起伏可能なブームを備える。安全なクレーン作業のためには、作業中のブームの姿勢（撓み量や捻じれ量）が検出されることが望ましい。特許文献１は、並列された２台のカメラがブームの先端に設けられた３つのターゲットマークを撮像することにより、ブームの撓み量を計測する技術を開示している。具体的には、２台のカメラが３つのターゲットマークをそれぞれ撮像し、レーザ距離計がカメラからターゲットマークまでの距離を計測し、パン角度検出器がカメラのレンズが向く角度（仰角）を検出する。ターゲットマークの画像データ、レーザ距離計で計測した距離データ、及びパン角度検出器が検出した仰角に基づいて、ブームの先端位置（撓み量）が算出される。

特開２０１４−１８１０９２号公報

特許文献１に記載された技術は、ブームの撓み量を検知し、安全作業を実現するものであるが、そのために種々のセンサや複数のカメラが必要になる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ブームの撓み量や捻じれ量などの変形量を簡単な構成で計測できるクレーン車を提供することを目的とする。

(1) 本発明に係るクレーン車は、走行体と、上記走行体に搭載されており、起伏及び伸縮可能なブームを有するクレーン装置と、カメラと、メモリを有するコントローラと、を備える。上記コントローラは、上記カメラが上記走行体に表記された複数の第１マーカを撮像することに応じて出力した第１画像データの入力を受け付ける第１受付処理と、上記第１画像データと、上記メモリに予め記憶された第１基準画像データとを対比して、上記カメラから上記各第１マーカまでの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて、上記走行体における基準座標系を決定して上記メモリに記憶させる座標系決定処理と、上記カメラが上記ブームに表記された第２マーカを撮像することに応じて出力した第２画像データの入力を受け付ける第２受付処理と、上記第２画像データと、上記メモリに予め記憶された第２基準画像データとを対比して、上記カメラから上記第２マーカまでの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて、上記基準座標系における上記第２マーカの座標位置を決定する画像処理と、上記画像処理で決定した上記第２マーカの座標位置から上記ブームの変形量を算出する算出処理と、を実行する。

コントローラは、第１マーカを撮像して得られた第１画像データを用いて基準座標系を決定し、第２マーカを撮像して得られた第２画像データを用いて第２マーカの座標位置を決定する。コントローラは、例えば、マーカ型ＡＲ技術を用いて、基準座標系及び第２マーカの座標位置を決定する。コントローラは、決定した第２マーカの座標位置を用いて、ブームの変形量を決定する。したがって、本発明に係るクレーン車は、カメラや種々のセンサを用いて変形量を算出する従来構成よりも簡単な構成で変形量を算出することができる。

(2) 上記走行体は、車体と、上記車体から張り出し可能なアウトリガとを有する。上記第１マーカは、上記アウトリガの先端部に表記されていてもよい。

第１マーカは、車体に表記されていてもよいが、アウトリガの先端部に表記されていてもよい。車体は、温度や湿度や直射日光の影響により、アウトリガよりも変形の度合が大きい。変形するおそれの少ないアウトリガの先端部に第１マーカが表記されることにより、算出する変形量の精度は、第１マーカを車体に表記する場合よりも、高くなる。

(3) 本発明に係るクレーン車は、上記カメラの撮像向きを変更可能な保持装置をさらに備えていてもよい。上記コントローラは、上記保持装置を駆動して上記カメラを上記第１マーカに向けて上記第１マーカを撮像させる第１撮像処理と、上記保持装置を駆動して上記カメラを上記第２マーカに向けて上記第２マーカを撮像させる第２撮像処理と、を実行する。

本発明に係るクレーン車は、ブームの変形量を自動で算出することができる。

(4) 上記コントローラは、上記算出処理で算出した変形量に基づいて、上記ブームの移動許容範囲を決定する決定処理をさらに実行してもよい。

本発明に係るクレーン車は、変形量に応じた移動許容範囲を設定することができる。その結果、作業時における安全性がさらに高くなる。

(5) 上記カメラは、上記ブームの先端部又は基端部のいずれか一方に設けられており、上記第２マーカは、上記ブームの先端部又は基端部のいずれか他方に設けられていてもよい。

カメラをブームの先端部又は基端部のいずれか一方に設けることにより、いずれか他方に設けられた１つの第２マーカを撮像するだけで、ブームの変形量を算出することができる。その結果、ブームの変形量の算出速度が速くなる。

(6)本発明に係るクレーン車は、走行体と、上記走行体に搭載されており、起伏及び伸縮可能なブームを有するクレーン装置と、カメラと、メモリを有するコントローラと、を備えていてもよい。上記コントローラは、上記カメラが上記ブームに表記されたマーカを撮像することに応じて出力した画像データの入力を受け付ける受付処理と、上記画像データと、上記メモリに予め記憶され基準画像データとを対比して、上記カメラから上記マーカまでの距離及び方向を算出し、上記メモリに予め記憶された基準座標系における上記マーカの座標位置を決定する画像処理と、上記画像処理で決定した上記マーカの座標位置から上記ブームの変形量を算出する算出処理と、を実行する。

本発明に係るクレーン車は、走行体に設けたマーカを撮像して基準座標系を決定する処理を行うことなく、ブームの変形量を算出することができる。

(7) 本発明に係るクレーン車は、走行体と、上記走行体に搭載されており、起伏及び伸縮可能なブームを有するクレーン装置と、カメラと、メモリを有するコントローラと、を備える。上記コントローラは、上記カメラが上記走行体を撮像することに応じて出力した第１画像データの入力を受け付ける第１受付処理と、上記第１画像データと、上記メモリに予め記憶された第１基準画像データとを対比して、上記カメラから上記走行体の少なくとも３か所の第１検出部位までの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて上記走行体における基準座標系を決定する座標系決定処理と、上記ブームを撮像することに応じて出力した第２画像データの入力を受け付ける第２受付処理と、上記第２画像データと、上記メモリに予め記憶された第２基準画像データとを対比して、上記カメラから上記ブームの少なくとも２か所の第２検出部位までの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて上記基準座標系における上記第２検出部位の座標位置をそれぞれ決定する画像処理と、上記画像処理で決定した上記第２検出部位の座標位置から上記ブームの変形量を算出する算出処理と、を実行する。

コントローラは、走行体を撮像して得られた第１画像データを用いて基準座標系を決定し、ブームを撮像して得られた第２画像データを用いてブームの２か所の第２検出部位の座標位置を決定する。コントローラは、例えば、マーカレス型ＡＲ技術を用いて、基準座標系及び第２検出部位の座標位置を決定する。コントローラは、決定した第２検出部位の座標位置を用いて、ブームの変形量を算出する。本発明に係るクレーン車は、マーカを用いずに変形量を算出するので、マーカを用いて変形量を算出するクレーン車よりも簡単な構成で変形量を算出することができる。

本発明に係るクレーン車は、ブームの変形量を簡単な構成で計測することができる。

図１は、実施形態に係るクレーン車１０の斜視図である。 図２は、実施形態に係るクレーン車１０の機能ブロック図である。 図３は、マーカ５１、５２を示す図である。 図４は、マーカ５１、５２の設置位置を示す説明図である。 図５は、性能データ補正処理のフローチャートである。 図６は、撓み量を説明する説明図である。 図７は、ブーム制御処理のフローチャートである。 図８は、変形例２に係るクレーン車１０の側面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されつつ説明される。なお、本実施形態は、本発明の一態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。

図１は、本実施形態のクレーン車１０を示す。クレーン車１０は、走行体１１と、走行体１１に搭載されたクレーン装置１２及びキャビン１３と、を主に備える。

キャビン１３は、クレーン車１０の運転を行う運転装置と、クレーン装置１２の操縦を行う操縦装置１５（図２）と、を有する。すなわち、クレーン車１０は、クレーン車の運転とクレーン装置１２の操縦とを１つのキャビン１３で行うラフテレーンクレーンである。但し、クレーン車１０は、運転装置を有するキャビンと、操縦装置１５を有するキャビンとの２つのキャビンを備えたオールテレーンクレーンであってもよい。

また、キャビン１３は、カメラ１７及び不図示の制御ボックスを有する。制御ボックスは、不図示の制御基板を収容する。制御基板は、マイクロコンピュータや抵抗やコンデンサやダイオードや種々のＩＣを実装されており、後述のコントローラ６０（図２）を形成している。

カメラ１７は、撮像素子を備えたデジタルカメラである。カメラ１７は、撮像した画像の画像データを出力する。カメラ１７は、コントローラ６０と電気的に接続されており、コントローラ６０からの指示によって撮像を行い、撮像によって得られた画像データをコントローラ６０に入力する。

カメラ１７は、保持装置１４（図２）によって保持されている。保持装置１４は、モータ２３を有する。モータ２３は、後述のコントローラ６０から入力される駆動信号によって駆動され、カメラ１７の撮像方向を変える。カメラ１７は、向きを変えられることにより、後述のアウトリガ３１、３２に設けられた第１マーカ５１（図３）及び後述のブーム４４に設けられた第２マーカ５２（図３）を撮像する。なお、保持装置１４は、操縦者の手動によって、カメラ１７の撮像方向を変えてもよい。

走行体１１は、車体２０を備える。車体２０は、複数の車輪２１を回転可能に保持している。車輪２１は、車体２０に搭載された不図示のエンジンによって回転駆動される。このエンジンは、油圧装置１６（図２）が備える油圧ポンプを駆動する。油圧装置１６は、車体２０に搭載された旋回モータ３３（図２）に作動油を供給し、旋回モータ３３を駆動する。旋回モータ３３は、後述のクレーン装置１２の旋回台４１を旋回させる。

また、走行体１１は、車体２０を安定に支持するアウトリガ３１及びアウトリガ３２を備える。アウトリガ３１は、車体２０の前部に設けられている。アウトリガ３２は、車体２０の後部に設けられている。アウトリガ３１と、アウトリガ３２とは、同構成である。

アウトリガ３１、３２は、外筒３４、内筒３５、油圧シリンダ３６（図２）、及びジャッキシリンダ３７を備える。外筒３４及び内筒３５は、車体２０の幅方向（左右方向）に沿ってそれぞれ延びる角筒状である。内筒３５は、外筒３４の左右両側にそれぞれ配置されている。各内筒３５は、外筒３４の内側にそれぞれ配置されており、左右方向にスライド可能に外筒３４に保持されている。内筒３５は、スライドされることにより、外筒３４に格納された格納位置と、外筒３４から張り出した張出位置との間で変位する。

油圧シリンダ３６は、油圧装置１６から作動油を供給されて伸縮し、内筒３５をスライドさせる。

ジャッキシリンダ３７は、各内筒３５の先端にそれぞれ設けられている。ジャッキシリンダ３７は、油圧装置１６から供給される作動油によって、地面から離間する離間位置と、地面に当接する接地位置との間で伸縮する。

図１は、アウトリガ３１、３２の各内筒３５が張出位置であり、かつ、ジャッキシリンダ３７が接地位置であって、アウトリガ３１、３２がクレーン車１０を安定して支持している状態を示している。

図４に示されるように、第１マーカ５１が、アウトリガ３１、３２にそれぞれ設けられている。なお、図１では、第１マーカ５１及び第２マーカ５２の図示が省略されている。

第１マーカ５１は、例えば、プラスチックシートに表記された図形である。第１マーカ５１は、内筒３５の先端部やジャッキシリンダ３７に設けられた貼付面にテープなどを用いて貼り付けられる。すなわち、第１マーカ５１は、アウトリガ３１、３２の先端部に設けられている。第１マーカ５１は、キャビン１３に設置されたカメラ１７によって撮像される。第１マーカ５１を撮像して得られた画像データは、コントローラ６０が座標系を決定する処理に用いられる。詳しくは後述される。

不図示のスイベルが、車体２０とクレーン装置１２の旋回台４１との間に設けられている。油圧装置１６が送出する作動油は、スイベルを通じてクレーン装置１２に供給される。

クレーン装置１２は、旋回台４１と、ブーム装置４２と、を備える。旋回台４１は、車体２０に旋回可能に支持されている。旋回台４１は、上述の旋回モータ３３によって旋回される。

ブーム装置４２は、ブーム４４と、起伏シリンダ４３（図２）と、伸縮シリンダ４５（図２）と、を有する。ブーム４４は、旋回台４１に起伏可能に支持されている。

起伏シリンダ４３は、スイベルを通じて油圧装置１６から供給された作動油によって伸縮し、ブーム４４を起伏させる。

ブーム４４は、基端ブーム４６と、中間ブーム４７と、先端ブーム４８と、を有する。基端ブーム４６、中間ブーム４７、及び先端ブーム４８は、入れ子状に配置されている。すなわち、ブーム４４は、伸縮可能である。なお、ブーム４４は、基端ブーム４６及び先端ブーム４８の２つのブームのみを有していてもよいし、複数の中間ブーム４７を有していてもよい。

伸縮シリンダ４５は、スイベルを通じて油圧装置１６から供給された作動油によって伸縮し、ブーム４４を伸縮させる。すなわち、ブーム４４は、起伏可能であり、かつ、伸縮可能である。

また、ブーム装置４２は、図２に示されるように、ウインチ４９及びフック５０を有する。ウインチ４９は、スイベルを通じて油圧装置１６から供給された作動油によって駆動する。ウインチ４９は、駆動されることにより、不図示のロープを巻き取り、或いはロープを繰り出す。フック５０は、当該ロープにとってブーム４４の先端から吊下される。すなわち、ウインチ４９は、フック５０を昇降させる。

図４に示されるように、第２マーカ５２が、ブーム４４に設けられている。第２マーカ５２は、例えば、プラスチックシートに表記された図形である。第２マーカ５２の形状（図柄）及び第１マーカ５１の形状（図柄）は、同一であってもよいし、それぞれ相違していてもよい。後述のコントローラ６０が、カメラ１７がどのマーカを撮像して得られた画像データであるかを判断可能であれば、各マーカ５１、５２の形状は、全て同一であってもよい。例えば、コントローラ６０がカメラ１７の向きを操作してマーカ１７に向け撮像を行って画像データを得られる場合、各マーカ５１、５２は、同一の形状であってもよい。また、操縦者が、コントローラ６０が指示する順番、或いは予め決められた順番にしたがってカメラ１７の向きを操作して撮像を行う場合も、各マーカ５１、５２の形状は、同一であってよい。一方、操縦者がカメラ１７を各マーカ５１或いは各マーカ５２にそれぞれランダムに向けて撮像を行って画像データをコントローラ６０に入力する場合などは、各マーカ５１、５２は、それぞれ相違する形状とされる。コントローラ６０は、入力された画像データが、どのマーカを撮像して得られた画像データであるかを、入力された画像データが示す形状から判断する。

なお、図４に示す例では、第２マーカ５２は、基端ブーム４６及び先端ブーム４８に設けられている。しかしながら、第２マーカ５２は、いずれのブーム４６、４７、４８に設けられていてもよい。

第２マーカ５２は、基端ブーム４６及び先端ブーム４８にそれぞれ設けられた貼付面にテープなどを用いて貼り付けられる。第２マーカ５２は、キャビン１３に設置されたカメラ１７によって撮像される。第２マーカ５２を撮像することによって得られた画像データは、コントローラ６０がブーム４４の撓み量及び捻じれ量を算出する処理に用いられる。ブーム４４の撓み量及び捻じれ量は、本発明の「変形量」の一例である。詳しくは後述される。

コントローラ６０は、図２に示されるように、ＣＰＵ６１と、ＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、メモリ６４と、不図示の通信バスとを備える。ＲＯＭ６２は、プログラム５９を記憶する。プログラム５９は、中央演算処理装置であるＣＰＵ６１によって実行される。ＲＡＭ６３は、プログラム５９が実行される際に、データなどを一時記憶する。メモリ６４は、後述の性能データや基準画像データなどを記憶する。ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、及びメモリ６４は、不図示の通信バスによって相互に接続されている。

コントローラ６０は、操縦装置１５と、カメラ１７と、保持装置１４と、油圧装置１６が有する電磁弁等と接続されている。操縦装置１５は、操縦者の操作を受け付ける操作レバーや操作ボタン等の他、ディスプレイ１８及びスピーカ１９を有する。

コントローラ６０は、操縦装置１５から、操縦者の操作に応じた操作信号を入力される。また、コントローラ６０は、ディスプレイ１８に画像信号を出力し、ディスプレイ１８に画像を表示させ、スピーカ１９に音声信号を出力し、スピーカ１９に音声を出力させる。

また、コントローラ６０は、油圧装置１６の電磁弁等に駆動信号を出力し、旋回モータ３３、油圧シリンダ３６、ジャッキシリンダ３７、起伏シリンダ４３、伸縮シリンダ４５、及びウインチ４９に供給する作動油を制御し、旋回モータ３３、油圧シリンダ３６、ジャッキシリンダ３７、起伏シリンダ４３、伸縮シリンダ４５、及びウインチ４９の動作を制御する。すなわち、コントローラ６０は、油圧装置１６を通じて、アウトリガ３１、３２やクレーン装置１２の動作を制御する。

また、コントローラ６０は、センサ群６５と接続されている。センサ群６５は、例えば、ブーム４４の起伏角度を検出する起伏角センサや、ブーム４４の長さを検出するブーム長さセンサや、フック５０が吊下する荷物の重量（以下、負荷と記載する）を検出する負荷センサや、旋回台４１の旋回位置を検出する旋回角センサや、アウトリガ３１、３２の位置を検出するアウトリガセンサなどである。センサ群６５が出力するセンサ信号は、コントローラ６０に入力される。コントローラ６０は、センサ群６５から入力されたセンサ信号と、メモリに６４に記憶された性能データとを用いて、クレーン装置１２の駆動を許容し、或いは禁止する。或いは、コントローラ６０は、ディスプレイ１８やスピーカ１９を用いて警告を報知する。

詳しく説明すると、メモリ６４は、性能データを記憶する。性能データは、ブーム装置４２の移動許容範囲を決定するデータである。性能データは、例えば、アウトリガ３１、３２の張出位置や負荷の大きさやブーム４４の長さに応じたブーム４４の起伏角の上限や下限を規定するデータである。或いは、性能データは、アウトリガ３１、３２の張出位置や負荷の大きさやブーム４４の起伏角に応じたブーム４４の長さの上限を規定するデータである。コントローラ６０は、センサ群６５から入力されるセンサ信号と、メモリ６４に記憶された性能データと、操縦装置１５から入力された操作信号とを用いて、クレーン装置１２が性能データを超えるような操作信号が入力された場合に、ディスプレイ１８やスピーカ１９を用いて警告報知を行う。或いは、コントローラ６０は、クレーン装置１２の駆動を強制的に停止させる。上述のコントローラ６０の処理により、クレーン装置１２の安全性が確保される。

コントローラ６０は、クレーン装置１２の安全性を高めるため、ブーム４４の撓み量及び捻じれ量を算出し、算出した撓み量及び捻じれ量を用いて、メモリ６４に記憶された性能データを補正する。以下、詳しく説明がされる。

メモリ６４は、基準画像データを記憶する。基準画像データは、図３（Ａ）に示されるマーカ５１、５２と正対する位置でマーカ５１、５２から所定の距離だけ離間する位置からマーカ５１、５２を撮像して得られる画像データに相当するデータである。マーカ５１、５２の形状がそれぞれ相違する場合は、設置されるマーカ５１、５２の数に応じた基準画像データがメモリ６４に記憶される。マーカ５１、５２の形状が全て同じ場合は、一の基準画像データがメモリ６４に記憶される。マーカ５１、５２が全て同じ形状である場合、一の基準画像データのみをメモリ６４に記憶させればよく、複数種類の基本画像データをメモリ６４に記憶させるよりも、メモリ６４に記憶させるデータ量が低減する。

基準画像データは、カメラ１７が第１マーカ５１や第２マーカ５２を撮像して得られた画像データ（図３（Ｂ））と比較される。以下、コントローラ６０が、メモリ６４に記憶された基準画像データ及び撮像によって得られた画像データを用いて撓み量や捻じれ量を決定して性能データを補正する処理について、図５を参照して説明がされる。メモリ６４に記憶された基準画像データは、本発明の「第１基準画像データ」及び「第２基準画像データ」の一例である。

[性能データ補正処理]

コントローラ６０は、カメラ１７に撮像指示を入力し、アウトリガ３１、３２に設置された少なくとも３つの第１マーカ５１（図４）をカメラ１７にそれぞれ撮像させる（Ｓ１１）。具体的に説明すると、コントローラ６０は、カメラ１７を保持する保持装置１４のモータ２３に駆動信号を入力し、カメラ１７を第１マーカ５１に向けた後、カメラ１７に撮像指示を入力し、カメラ１７に第１マーカ５１を撮像させる。或いは、カメラ１７が操縦者の手動によって第１マーカ５１に向けられた後、操縦者が操縦装置１５の操作ボタン等を用いて撮像を指示すると、コントローラ６０は、撮像指示をカメラ１７に入力する。カメラ１７を第１マーカ５１に向けて撮像させるステップＳ１１の処理は、本発明の「第１撮像処理」の一例である。

撮像指示が入力されたカメラ１７は、各第１マーカ５１をそれぞれ撮像し、撮像によって得られた画像データ（以下、第１画像データと記載する）をコントローラ６０に入力する。

コントローラ６０は、カメラ１７から第１画像データが入力されるまで待機する（Ｓ１２：Ｎｏ）。コントローラ６０は、カメラ１７から第１画像データが入力されたと判断すると（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、カメラ１７から第１マーカ５１までの距離及び方向を決定する（Ｓ１３）。具体的に説明すると、まず、コントローラ６０は、基準画像データ（図３（Ａ））をメモリ６４から読み出して取得する。コントローラ６０は、取得した基準画像データと、カメラ１７から入力された第１画像データ（図３（Ｂ））とを比較し、カメラ１７の設置位置から第１マーカ５１までの距離及び方向を、パターンマッチングなどの画像解析技術を用いて、各第１マーカ５１のそれぞれについて算出する。例えば、コントローラ６０は、第１基準画像データに対する第１画像データの縮尺比と、第１基準画像データに対する第１画像データの縦横の歪み度合とを決定し、決定した縮尺比から距離を算出し、決定した歪み度合から方向を算出する。コントローラ６０が第１画像データを受け付けるステップＳ１２の処理は、本発明の「第１受付処理」の一例である。

コントローラ６０は、決定した第１マーカ５１までの距離及び方向に基づいて、クレーン車１０を基準とした座標系を決定する（Ｓ１４）。例えば、コントローラ６０は、決定した３つの第１マーカ５１の中心位置を原点とする座標系を決定する。コントローラ６０は、例えば、マーカ型ＡＲ（Augmented Reality）技術を用いて座標系を決定する。すなわち、コントローラ６０は、マーカ型ＡＲプログラムをサブルーチンとして有していてもよい。コントローラ６０は、決定した座標系を示す座標系データをメモリ６４に記憶させる（Ｓ１５）。座標系データが示す座標系は、本発明の「基準座標系」の一例である。座標系を決定してメモリ６４に記憶するステップＳ１４、Ｓ１５の処理は、本発明の「座標系決定処理」の一例である。

次に、コントローラ６０は、保持装置１４のモータ２３に駆動信号を入力し、カメラ１７を第２マーカ５２に向ける。そして、コントローラ６０は、カメラ１７に撮像指示を入力し、ブーム４４に設置された２つの第２マーカ５２（図４）をカメラ１７にそれぞれ撮像させる（Ｓ１６）。カメラ１７による第２マーカ５２の撮像は、第１マーカ５１の撮像と同様にして行われる。カメラ１７を第２マーカ５２に向けて撮像させるステップＳ１６の処理は、本発明の「第２撮像処理」の一例である。

撮像指示が入力されたカメラ１７は、２つの第２マーカ５２をそれぞれ撮像し、撮像によって得られた画像データ（以下、第２画像データと記載する）をコントローラ６０に入力する。

コントローラ６０は、カメラ１７から第２画像データが入力されるまで待機する（Ｓ１７：Ｎｏ）。コントローラ６０は、カメラ１７から第２画像データが入力されたと判断すると（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、メモリ６４に記憶された座標系データが示す座標系における２つの第２マーカ５２の座標位置をそれぞれ決定する（Ｓ１８）。具体的には、コントローラ６０は、カメラ１７から第２マーカ５２までの距離及び方向を上述の第１マーカ５１と同様にして算出し、算出した距離及び方向に基づいて、第２マーカ５２の座標位置を決定する。カメラ１７から第２画像データの入力を受け付けるステップＳ１７の処理は、本発明の「第２受付処理」の一例である。座標系における第２マーカ５２の座標位置を決定するステップＳ１８の処理は、本発明の「画像処理」の一例である。

コントローラ６０は、決定した２つの第２マーカ５２の位置に基づいて、ブーム４４の撓み量を算出する（Ｓ１９）。例えば、図６に示されるように、コントローラ６０は、基端ブーム４６に設置された第２マーカ５２の座標位置と、センサ群６５から入力された信号から決定したブーム４４の起伏角及びブーム４４の長さとに基づいて、ブーム４４に撓みがない場合の先端ブーム４８の第２マーカ５２の仮想座標位置を決定し、決定した仮想座標位置と、ステップＳ１８で決定した先端ブーム４８の第２マーカ５２の座標位置との差Ｘ（水平方向における差）を、撓み量として算出する。ブーム４４の撓み量を算出するステップＳ１９の処理は、本発明の「算出処理」の一例である。

また、コントローラ６０は、ブーム４４の捻じれ量を算出する（Ｓ１９）。例えば、コントローラ６０は、算出した第２マーカ５２の座標位置に基づいて、ブーム４４の捻じれ量を決定する。或いは、コントローラ６０は、第２画像データと基準画像データとを対比し、２つの第２マーカ５２の傾き度合を算出してもよい。傾き度合とは、例えば、第２マーカ５２がカメラ１７と正対する向きを基準とした第２マーカ５２の傾きである。コントローラ６０は、２つの第２マーカ５２のそれぞれについて、傾き度合を算出する。そして、コントローラ６０は、例えば、ブーム４４が捻じれていない状態である場合の第２マーカ５２の傾き度合と、算出した第２マーカ５２の傾き度合と、算出した第２マーカ５２までの距離とに基づいて、ブーム４４の捻じれ量を算出する。なお、第２画像データに基づいてブーム４４の捻じれ量を算出可能であれば、他の算出方法が用いられてもよい。ステップＳ１９の処理は、本発明の「算出処理」の一例である。

コントローラ６０は、図５に示されるように、算出した撓み量及び捻じれ量を用いて、メモリ６４に記憶された性能データを補正し（Ｓ２０）、性能データ補正処理を終了する。例えば、メモリ６４は、撓み量及び捻じれ量と、補正値との対応が示されたテーブルや、撓み量及び捻じれ量から補正値を算出する計算式を記憶する。コントローラ６０は、メモリ６４に記憶されたテーブルや計算式を用いて、撓み量及び捻じれ量から補正値を算出する。例えば、コントローラ６０は、撓み量が大きいほど、ブーム４４の移動許容範囲が小さくなるように、性能データを補正する。性能データを補正するステップＳ２０の処理は、本発明の「決定処理」の一例である。

なお、コントローラ６０は、ステップＳ１９において、撓み量と捻じれ量とのうちの一方のみを算出してもよい。そして、コントローラ６０は、算出した撓み量又は捻じれ量を用いて、性能データを補正する。また、ステップＳ１９において、コントローラ６０は、撓み量及び捻じれ量を統合した変形量として算出してもよい。コントローラ６０は、算出した変形量を用いて、性能データを補正する。例えば、ブーム４４が、捻じれが比較的少ない箱型ブームである場合には、撓み量のみが算出される。ブーム４４が、捻じれが生じやすいラウンドブームである場合には、撓み量及び捻じれ量、或いは変形量が算出される。

[ブーム制御処理]

コントローラ６０は、性能データ補正処理の実行後、図７に示されるブーム制御処理を実行する。まず、コントローラ６０は、操縦装置１５からブーム装置４２を操作する操作信号が入力するまで待機する（Ｓ３１：Ｎｏ）。すなわち、ブーム制御処理は、操作信号の入力をトリガとして実行される。

コントローラ６０は、操作信号が入力したと判断すると（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、入力した操作信号に基づいて、ブーム装置４２の動作を開始させる（Ｓ３２）。具体的には、コントローラ６０は、制御信号を出力して、旋回モータ３３、起伏シリンダ４３、伸縮シリンダ４５を駆動させる。

次に、コントローラ６０は、センサ群６５（旋回角センサ、起伏角センサ、ブーム長さセンサ）から入力される検出信号に基づいて、旋回台４１の旋回位置、ブーム４４の起伏角度、及びブーム４４の伸長長さを検出する。コントローラ６０は、検出した旋回位置におけるブーム４４の起伏角度や伸長長さが、性能データ補正処理で決定した性能で決まる値に達したか否かを判断する（Ｓ３３）。すなわち、ステップＳ３３では、ブーム４４が移動許容範囲の端まで到達したか否かが判断される。

コントローラ６０は、ブーム４４の起伏角度や伸長長さが、性能データ補正処理で決定した性能で決まる値に達していないと判断すると（Ｓ３３：Ｎｏ）、操作信号の入力が停止したか否かを判断する（Ｓ３４）。コントローラ６０は、操作信号の入力が停止したと判断すると（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、ブーム装置４２を通常停止させ（Ｓ３５）、ブーム制御処理を終了する。通常停止とは、操作信号が入力されなくなったことに起因して、ブーム装置４２を停止させることを指す。この場合においてコントローラ６０は、操作信号が再び入力すると、ブーム制御処理を再び実行する。

コントローラ６０は、ステップＳ３４において、操作信号が継続して入力されていると判断すると（Ｓ３４：Ｎｏ）、ステップＳ３３の処理を再び実行する。すなわち、コントローラ６０は、入力された操作信号によってブーム装置４２が動作されている間、ブーム４４の起伏角度や伸長長さが性能データ補正処理で決定した性能で決まる値に達したか否かを継続して判断する（Ｓ３３）。

コントローラ６０は、ステップＳ３３において、ブーム４４の起伏角度や伸長長さが、性能データ補正処理で決定した性能で決まる値に達したと判断すると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、ブーム装置４２の停止を報知する（Ｓ３６）。具体的には、コントローラ６０は、ディスプレイ１８に警告画面を表示し、或いは、スピーカ１９に警告音を出力させる。その後、コントローラ６０は、ブーム装置４２を強制停止させ（Ｓ３７）、ブーム制御処理を終了する。強制停止とは、操作信号が入力しているか否かに拘わらず、ブーム装置４２を停止させることを指す。この場合において、コントローラ６０は、例えば、強制停止を解除する不図示のスイッチが操作されるまで、操作信号が入力されてもブーム制御処理を実行しない。

[実施形態の作用効果]

本実施形態のクレーン車１０は、カメラ１７とマーカ５１、５２とを用いた簡単な構成で、ブーム４４の撓み量や捻じれ量や変形量を算出することができる。

また、本実施形態のクレーン車１０は、第１マーカ５１を用いて座標系を決定するので、クレーン車１０の種類に応じた座標系を予めメモリ６４に記憶させる必要がない。したがって、本実施形態のクレーン車１０は、種々のクレーン車に汎用的に使用可能なコントローラ６０を用いることができる。

また、本実施形態のクレーン車１０は、第１マーカ５１を用いて座標系を決定するので、メモリ６４に座標系を予め記憶する場合に比べ、算出する撓み量や捻じれ量や変形量の精度を高めることができる。

また、第１マーカ５１は、車体２０の変形の影響を受けにくいアウトリガ３１、３２に設けられる。したがって、本実施形態のクレーン車１０は、算出する撓み量や捻じれ量や変形量の精度をさらに高めることができる。詳しく説明すると、車体２０は、温度や湿度や直射日光の影響を受けて変形する。アウトリガ３１、３２の変形の度合は、車体２０の変形の度合よりも小さい。変形の度合が小さいアウトリガ３１、３２に第１マーカ５１が設けられることにより、設定する座標系の精度が高くなる。設定する座標系の精度が高くなることにより、算出する撓み量や捻じれ量や変形量の精度が高くなる。

また、コントローラ６０は、保持装置１４を駆動してカメラ１７の向きを変え、カメラ１７に第１マーカ５１及び第２マーカ５２を撮像させる。したがって、操縦者がカメラ１７の向きを変える必要がない。すなわち、操縦者の手間が省かれる。その結果、クレーン車１０の使い勝手が良くなる。

また、本実施形態のクレーン車１０は、撓み量や捻じれ量や変形量が大きいほど、ブーム４４の移動許容範囲が小さくなるように性能データを補正するので、より安全にクレーン装置１２を動作させることができる。

[変形例１]

上述の実施形態では、マーカ５１、５２を用いて撓み量や捻じれ量や変形量を算出する例が説明された。本変形例では、マーカ５１、５２を用いずに、撓み量や捻じれ量や変形量を算出する例が説明される。すなわち、本変形例のクレーン車１０は、マーカ型のＡＲ技術ではなく、マーカレス型のＡＲ技術を用いてブーム４４の撓み量や捻じれ量や変形量を算出する。

メモリ６４は、第１マーカ５１の基準画像データに代えて、張り出されたアウトリガ３１、３２を撮像した第１基準画像データを予め記憶する。また、メモリ６４は、第２マーカ５２の基準画像データに代えて、所定の起伏角で起伏し、かつ、所定の長さで伸長されたブーム４４を撮像した画像データを第２基準画像データとして予め記憶する。その他の構成は、上述の実施形態と同一である。

以下、図５を参照して、本変形例のコントローラ６０が実行する処理について説明がされる。

コントローラ６０は、ステップＳ１１において、アウトリガ３１、３２の撮像を指示する撮像指示をカメラ１７に入力する。コントローラ６０は、ステップＳ１２で、アウトリガ３１、３２を撮像することによって得られた第１画像データを取得する。第１画像データを取得するステップＳ１２の処理は、本発明の「受付処理」の一例である。

コントローラ６０は、取得した第１画像データと、メモリ６４に記憶された第１基準画像データとを対比し、実施形態と同様にして、アウトリガ３１、３２の先端部までの距離及び方向を算出する。アウトリガ３１、３２の先端部は、本発明の「第１検出部位」の一例である。

コントローラ６０は、算出したアウトリガ３１、３２の先端部までの距離及び方向により、座標系を決定し（Ｓ１４）、決定した座標系を示す座標系データをメモリ６４に記憶させる（Ｓ１５）。なお、ステップＳ１５の処理に代えて、座標系がメモリ６４に予め記憶されていてもよい。

次に、コントローラ６０は、ステップＳ１６において、ブーム４４の撮像を指示する撮像指示をカメラ１７に入力する。コントローラ６０は、ステップＳ１７で、ブーム４４を撮像することによって得られた第２画像データを取得する。コントローラ６０は、取得した第２画像データと、メモリ６４に記憶された第２基準画像データとを用い、実施形態と同様にして、ブーム４４の２つの検出部位までの距離及び方向を算出する。２つの検出部位は、例えば、基端ブーム４６及び先端ブーム４８である。コントローラ６０は、算出した距離及び方向により、ブーム４４の２つの検出部位の座標位置を決定する（Ｓ１８）。ステップＳ１８の処理は、本発明の「画像処理」の一例である。

コントローラ６０は、決定したブーム４４の座標位置を用い、上述の実施形態と同様にして、ブーム４４の撓み量や捻じれ量や変形量を算出する（Ｓ１９）。また、コントローラ６０は、算出した撓み量や捻じれ量や変形量を用いて、メモリ６４に記憶された性能データを補正し、処理を終了する。ブーム４４の撓み量や捻じれ量や変形量を算出するステップＳ１９の処理は、本発明の「算出処理」の一例である。

[変形例１の作用効果]
本変形例のクレーン車１０は、マーカ５１、５２を用いないので、実施形態よりも、さらに容易な構成でブーム４４の撓み量や捻じれ量や変形量を算出することができる。

[変形例２]

上述の実施形態では、キャビン１３に設けられたカメラ１７と、ブーム４４に設けられた２つの第２マーカ５２とを用いて、コントローラ６０が撓み量や捻じれ量を算出する例が説明された。本変形例では、図８が示すように、ブーム４４の先端部に設けられたカメラ１７と、ブーム４４の基端部に設けられた１つの第２マーカ５２とを用いて、コントローラ６０が撓み量及び捻じれ量を算出する例が説明される。なお、カメラ１７及び第２マーカ５２以外の構成は、上述の実施形態と同じである。また、以下で説明される処理以外の処理は、上述の実施形態と同じである。

第２マーカ５２は、ブーム４４の基端部に設けられている。第２マーカ５２は、例えば、ブーム４４の基端部に取り付けられた貼付部材に貼り付けられることにより、設置される。第２マーカ５２は、ブーム４４の先端部に正対する向きに設置される。

カメラ１７は、ブーム４４の先端部に設けられている。カメラ１７は、例えば、ブーム４４の先端部に取り付けられた設置台に固定、或いは、回動可能に保持されている。カメラ１７は、例えば、ブーム４４が吊下する吊荷等を撮像するカメラとしても利用される場合に、回動可能に設けられる。カメラ１７は、ブーム４４が撓んだり捻じれたりしていない状態で第２マーカ５２に正対する位置及び向きに設けられている。

コントローラ６０は、図５が示す性能データ補正処理のステップＳ１９において、ブーム４４の撓み量及び捻じれ量を算出する。コントローラ６０は、例えば、上述の実施形態における２つの第２マーカ５２のうちの一方の第２マーカ５２の座標位置をカメラ１７の座標位置として、実施形態と同様にして撓み量及び捻じれ量を算出する。カメラ１７の座標位置は、センサ群６５（旋回角センサ、起伏角センサ、ブーム長さセンサ）から入力される検出信号に基づいて、決定される。

或いは、コントローラ６０は、ステップＳ１８において第２マーカ５２の座標位置を決定する代わりに、算出した第２マーカ５２までの距離及び第２マーカ５２の傾き度合と、ブーム４４が変形していない場合における第２マーカ５２までの距離及び第２マーカ５２の傾き度合とを対比し、ブーム４４の撓み量及び捻じれ量を算出してもよい。ブーム４４が変形していない場合における第２マーカ５２までの距離及び第２マーカ５２の傾き度合は、メモリ６４に予め記憶されていてもよいし、或いは、吊荷を吊下していない状態においてカメラ１７が第２マーカ５２を撮像することによって得られた第２画像データから算出した第２マーカ５２までの距離及び第２マーカ５２の傾き度合が用いられてもよい。なお、カメラ１７が撮像した第２画像データに基づいてブーム４４の撓み量や捻じれ量を算出可能であれば、他の算出方法が用いられてもよい。

[変形例２の作用効果]

本変形例では、ブーム４４の基端部に設置された１つの第２マーカ５２のみを撮像して撓み量及び捻じれ量を算出するので、複数の第２マーカ５２を撮像して撓み量及び捻じれ量を算出する場合に比べ、コントローラ６０のＣＰＵ６１の演算回数が低減する。したがって、撓み量や捻じれ量の算出に要する時間が短くなり、ブーム４４の変形に応じて即座に性能データを補正することができる。その結果、クレーン車１０の安全性がさらに向上する。

また、本変形例では、吊荷を撮像するカメラ１７を利用して第２マーカ５２を撮像することができるので、新たにカメラを設ける必要がない。その結果、クレーン車１０の部品点数が低減する。

また、本変形例では、１つの第２マーカ５２のみでブーム４４の撓み量及び捻じれ量が算出されるので、第２マーカ５２を設置する手間が低減する。

本変形例では、第２マーカ５２がブーム４４の基端部に設けられ、カメラ１７がブーム４４の先端部に設けられた例が説明された。しかしながら、第２マーカ５２がブーム４４の先端部に設けられ、カメラ１７がブーム４４の基端部に設けられていてもよい。

また、上述の実施形態と同様に、コントローラ６０は、ステップＳ１９において、撓み量と捻じれ量との一方のみを算出してもよいし、撓み量及び捻じれ量を統合した変形量として算出してもよい。

[その他の変形例]

上述の実施形態のクレーン車１０は、ブーム４４の撓み量を算出する。しかしながら、クレーン車１０は、ブーム４４の撓み量に加え、ブーム４４に取り付けられるジブの撓み量を算出してもよい。その場合、第２マーカ５２は、ジブの先端部にも設けられる。クレーン車１０は、算出したブーム４４及びジブの撓み量を用いて、性能データを補正する。

また、上述の実施形態のクレーン車１０は、アウトリガ３１、３２に設置した第１マーカ５１を撮像して得られた第１画像データを用いて座標系を決定する。しかしながら、座標系は、メモリ６４に予め記憶されていてもよい。クレーン車１０は、座標系をメモリ６４に予め記憶しておくことにより、第１マーカ５１を撮像して座標系を決定する処理を省略することができる。

また、上述の実施形態では、第１マーカ５１がアウトリガ３１、３２に設置された例が説明された。しかしながら、第１マーカ５１は、アウトリガ３１、３２ではなく、車体２０に設けられていてもよい。

また、上述の実施形態のクレーン車１０は、第２マーカ５２を撮像することによって得られた第２画像データと、センサ群６５によって検出したブーム４４の起伏角とを用いて、撓み量や捻じれ量や変形量を算出する。しかしながら、クレーン車１０は、第２画像データのみを用いて撓み量や捻じれ量や変形量を算出してもよい。詳しく説明すると、座標系における基端ブーム４６と旋回台４１との接続位置の座標位置を示す座標データが、メモリ６４に予め記憶される。コントローラ６０は、接続位置の座標位置と、２つの第２マーカ５２の座標位置とを用いて、ブーム４４の撓み量や捻じれ量や変形量を算出する。或いは、３つ以上の第２マーカ５２がブーム４４に設けられる。コントローラ６０は、３つの第２マーカ５２の座標位置を決定し、決定した３つの第２マーカ５２の座標位置に基づいて、ブーム４４の撓み量や捻じれ量や変形量を算出する。

１０・・・クレーン車
１１・・・走行体
１２・・・クレーン装置
１３・・・キャビン
１４・・・保持装置
１７・・・カメラ
２０・・・車体
２３・・・モータ
３１、３２・・・アウトリガ
４２・・・ブーム装置
４４・・・ブーム
５１・・・第１マーカ
５２・・・第２マーカ
５９・・・プログラム
６０・・・コントローラ

Claims (7)

1. 走行体と、
   上記走行体に搭載されており、起伏及び伸縮可能なブームを有するクレーン装置と、
   カメラと、
   メモリを有するコントローラと、を備えており、
   上記コントローラは、
   上記カメラが上記走行体に表記された複数の第１マーカを撮像することに応じて出力した第１画像データの入力を受け付ける第１受付処理と、
   上記第１画像データと、上記メモリに予め記憶された第１基準画像データとを対比して、上記カメラから上記各第１マーカまでの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて、上記走行体における基準座標系を決定して上記メモリに記憶させる座標系決定処理と、
   上記カメラが上記ブームに表記された第２マーカを撮像することに応じて出力した第２画像データの入力を受け付ける第２受付処理と、
   上記第２画像データと、上記メモリに予め記憶された第２基準画像データとを対比して、上記カメラから上記第２マーカまでの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて、上記基準座標系における上記第２マーカの座標位置を決定する画像処理と、
   上記画像処理で決定した上記第２マーカの座標位置から上記ブームの変形量を算出する算出処理と、を実行する、クレーン車。
2. 上記走行体は、車体と、上記車体から張り出し可能なアウトリガとを有しており、
   上記第１マーカは、上記アウトリガの先端部に表記されている、請求項１に記載のクレーン車。
3. 上記カメラの撮像向きを変更可能な保持装置をさらに備えており、
   上記コントローラは、
   上記保持装置を駆動して上記カメラを上記第１マーカに向けて上記第１マーカを撮像させる第１撮像処理と、
   上記保持装置を駆動して上記カメラを上記第２マーカに向けて上記第２マーカを撮像させる第２撮像処理と、を実行する請求項１または２に記載のクレーン車。
4. 上記コントローラは、
   上記算出処理で算出した変形量に基づいて、上記ブームの移動許容範囲を決定する決定処理をさらに実行する請求項１から３のいずれかに記載のクレーン車。
5. 上記カメラは、上記ブームの先端部又は基端部のいずれか一方に設けられており、
   上記第２マーカは、上記ブームの先端部又は基端部のいずれか他方に設けられている請求項１から４のいずれかに記載のクレーン車。
6. 走行体と、
   上記走行体に搭載されており、起伏及び伸縮可能なブームを有するクレーン装置と、
   カメラと、
   メモリを有するコントローラと、を備えており、
   上記コントローラは、
   上記カメラが上記ブームに表記されたマーカを撮像することに応じて出力した画像データの入力を受け付ける受付処理と、
   上記画像データと、上記メモリに予め記憶された基準画像データとを対比して、上記カメラから上記マーカまでの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて、上記メモリに予め記憶された基準座標系における上記マーカの座標位置を決定する画像処理と、
   上記画像処理で決定した上記マーカの座標位置から上記ブームの変形量を算出する算出処理と、を実行する、クレーン車。
7. 走行体と、
   上記走行体に搭載されており、起伏及び伸縮可能なブームを有するクレーン装置と、
   カメラと、
   メモリを有するコントローラと、を備えており、
   上記コントローラは、
   上記カメラが上記走行体を撮像することに応じて出力した第１画像データの入力を受け付ける第１受付処理と、
   上記第１画像データと、上記メモリに予め記憶された第１基準画像データとを対比して、上記カメラから上記走行体の少なくとも３か所の第１検出部位までの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて上記走行体における基準座標系を決定する座標系決定処理と、
   上記ブームを撮像することに応じて出力した第２画像データの入力を受け付ける第２受付処理と、
   上記第２画像データと、上記メモリに予め記憶された第２基準画像データとを対比して、上記カメラから上記ブームの少なくとも２か所の第２検出部位までの距離及び方向を算出し、算出した距離及び方向に基づいて上記基準座標系における上記第２検出部位の座標位置をそれぞれ決定する画像処理と、
   上記画像処理で決定した上記第２検出部位の座標位置から上記ブームの変形量を算出する算出処理と、を実行する、クレーン車。
   

Images