JP2022109644A - Lifting support system, lifting support method, and lifting support program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、揚重作業を支援する揚重支援システム、揚重支援方法及び揚重支援プログラムに関する。 The present invention relates to a lifting support system, a lifting support method, and a lifting support program for supporting lifting work.
ワイヤーで吊られた吊物の旋回方向の位置決めを行なうための吊物旋回装置を用いることがある(例えば、特許文献1参照)。この吊物旋回装置は、フライホイールを回転可能に支持するジンバル枠に、フライホイールを傾動可能に支持するためのジンバル軸が一体で設けられている。そして、中心軸周りに回転するフライホイールが傾動することにより生じるジャイロ効果を利用して吊物を旋回させる。 A suspended object turning device for positioning the object suspended by a wire in the turning direction is sometimes used (see, for example, Patent Document 1). In this suspended object turning device, a gimbal frame for rotatably supporting the flywheel is integrally provided with a gimbal shaft for tiltably supporting the flywheel. Then, the suspended object is rotated by utilizing the gyroscopic effect caused by tilting of the flywheel that rotates around the central axis.
しかしながら、吊物を荷下ろし場所に着地させる場合には、オペレータが吊物旋回装置を操作する必要がある。更に、玉掛け作業者が、吊物に取り付けられた介添えロープを用いて、目的位置に誘導することもある。このため、荷下ろし場所では、作業に手間がかかっていた。 However, when the suspended object is to land on the unloading site, the operator needs to operate the suspended object turning device. Furthermore, a slinging operator may use an intermediary rope attached to the suspended object to guide it to the target position. For this reason, the work at the unloading site was time-consuming.
上記課題を解決するための揚重支援システムは、吊り荷を吊り下げる吊物旋回装置に接続された制御部とを備える。そして、前記制御部が、吊物の向きについての第1方向と、荷下ろし場所の向きについての第2方向とに関する情報とを取得し、前記第1方向と前記第2方向との関係に応じて、前記吊物旋回装置に対して旋回指示を出力する。 A lifting support system for solving the above problems includes a control unit connected to a suspended object swing device for suspending a suspended load. Then, the control unit acquires information on a first direction of the orientation of the suspended object and a second direction of the orientation of the unloading place, and according to the relationship between the first direction and the second direction, to output a turning instruction to the suspended object turning device.
本発明によれば、揚重作業において、効率的に荷下ろしを行なうことができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, unloading can be efficiently performed in lifting work.
以下、図1~図8に従って、揚重支援システム、揚重支援方法及び揚重支援プログラムの一実施形態を説明する。本実施形態では、建築現場において、揚重装置(タワークレーン)を利用する場合に用いる揚重支援システムとして説明する。 An embodiment of a lifting support system, a lifting support method, and a lifting support program will be described below with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. This embodiment will be described as a lifting support system used when a lifting device (tower crane) is used at a construction site.
図1に示すように、本実施形態の揚重支援システムCS1では、制御ユニット10、吊物旋回装置15、支援サーバ20、管理端末30を用いる。制御ユニット10は、揚重装置としてのタワークレーンC1に設けられる。
As shown in FIG. 1, in the lifting support system CS1 of the present embodiment, a
図3に示すように、タワークレーンC1のマストC10の上には、旋回フレームC11が載置されており、旋回フレームC11に運転席C12が設けられている。オペレータの操作によって揚重作業を行なう場合には、タワークレーンC1の運転席C12で、旋回フレームC11の旋回操作やジブC13(ブーム)の起伏(傾斜角)操作、フックC14の上下操作を行なう。 As shown in FIG. 3, a revolving frame C11 is mounted on the mast C10 of the tower crane C1, and a driver's seat C12 is provided on the revolving frame C11. When lifting work is performed by the operator's operation, the swing operation of the swing frame C11, the raising and lowering (inclination angle) operation of the jib C13 (boom), and the up and down operation of the hook C14 are performed at the driver's seat C12 of the tower crane C1.
フックC14には、吊物旋回装置15を介して吊り荷C15が吊り下げられている。この吊物旋回装置としてはスカイジャスター(登録商標)を用いることができる。この吊物旋回装置15は、フライホイールを回転可能に支持するジンバル枠に、フライホイールを傾動可能に支持する。そして、吊物旋回装置15は、回転するフライホイールを傾動させることにより生じるジャイロ効果を利用して、吊り荷C15の方向を制御する。
本実施形態の吊物は、フックC14によって吊り下げられた吊物旋回装置15及び吊り荷C15が相当する。
A suspended load C15 is suspended from the hook C14 via a suspended
The suspended object in this embodiment corresponds to the suspended
(ハードウェア構成の説明)
図2を用いて、制御ユニット10、吊物旋回装置15、支援サーバ20、管理端末30を構成する情報処理装置H10のハードウェア構成を説明する。情報処理装置H10は、通信装置H11、入力装置H12、表示装置H13、記憶部H14、プロセッサH15を備える。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアにより実現することも可能である。
(Description of hardware configuration)
The hardware configuration of the information processing device H10 that constitutes the
通信装置H11は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。 The communication device H11 is an interface that establishes a communication path with another device and executes data transmission/reception, such as a network interface or a wireless interface.
入力装置H12は、各種情報の入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。表示装置H13は、各種情報を表示するディスプレイ等である。
記憶部H14は、制御ユニット10、吊物旋回装置15、支援サーバ20、管理端末30の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶装置である。記憶部H14の一例としては、ROM、RAM、ハードディスク等がある。
The input device H12 is a device that receives input of various information, such as a mouse and a keyboard. The display device H13 is a display or the like that displays various information.
The storage unit H14 is a storage device that stores data and various programs for executing various functions of the
プロセッサH15は、記憶部H14に記憶されるプログラムやデータを用いて、制御ユニット10、吊物旋回装置15、支援サーバ20、管理端末30における各処理を制御する。プロセッサH15の一例としては、例えばCPUやMPU等がある。このプロセッサH15は、ROM等に記憶されるプログラムをRAMに展開して、各処理のための各種プロセスを実行する。
The processor H15 controls each process in the
プロセッサH15は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサH15は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路(例えば、特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。すなわち、プロセッサH15は、〔1〕コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ、〔2〕各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する1つ以上の専用のハードウェア回路、或いは〔3〕それらの組み合わせ、を含む回路(circuitry)として構成し得る。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。 Processor H15 is not limited to performing software processing for all the processing that it itself executes. For example, the processor H15 may include a dedicated hardware circuit (for example, an application specific integrated circuit: ASIC) that performs hardware processing for at least part of the processing performed by the processor H15. That is, the processor H15 includes [1] one or more processors that operate according to a computer program (software), [2] one or more dedicated hardware circuits that execute at least part of various processes, or [ 3) as a circuit that includes a combination thereof. A processor includes a CPU and memory, such as RAM and ROM, which stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes. Memory, or computer-readable media, includes any available media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.
(システム構成)
次に、図1を用いて、揚重支援システムの各機能を説明する。
タワークレーンC1に設けられる制御ユニット10は、3次元計測器12、撮像装置13及び駆動制御部14を備える。
(System configuration)
Next, each function of the lifting support system will be described with reference to FIG.
A
3次元計測器12は、タワークレーンC1のジブC13の先端に設けられて、周囲の3次元画像を取得する。3次元計測器12は、例えば、レーザ光を用いて、周囲に存在する物体(障害物)を検知する。この3次元計測器12には、例えば、3次元検知情報としての3次元点群情報を取得するLiDAR(Light Detection and Ranging)技術を用いることができる。このLiDARでは、例えば、レーザ光を1次元で振って形成されたスキャン面を、法線方向に360度で旋回させることにより、周囲の障害物について3次元点群情報を取得することができる。
The three-
撮像装置13は、タワークレーンC1のジブC13の先端に設けられて、下方のフックC14、吊物旋回装置15及び吊り荷C15を含む動画を撮影する。
駆動制御部14は、旋回フレームC11の旋回操作、ジブC13の起伏操作、フックC14の上下操作に応じた駆動制御を行なう。
The image capturing
The
そして、制御ユニット10は、3次元計測器12による3次元点群情報、撮像装置13による動画、駆動制御部14の駆動情報を支援サーバ20に送信する。
The
支援サーバ20は、制御ユニット10から取得した情報を用いて、揚重作業を支援するコンピュータシステムである。この支援サーバ20は、制御部21、教師情報記憶部22、学習結果記憶部23、設計情報記憶部24、揚重情報記憶部25を備える。
制御部21は、後述する処理(学習段階、情報取得段階、経路作成段階、搬送管理段階等を含む処理)を行なう。このための各処理のためのプログラムを実行することにより、制御部21は、学習部211、情報取得部212、経路作成部213、搬送管理部214等として機能する。
The
The
学習部211は、教師データを用いて機械学習を行なうことにより、画像に含まれる被写体を認識するための予測モデルを生成する。本実施形態では、機械学習により、吊り荷領域、荷下ろし場所領域を認識する予測モデルを生成する。機械学習の手法としては、例えば、深層学習を用いることができる。
情報取得部212は、制御ユニット10から各種情報を取得する。本実施形態では、制御ユニット10から3次元計測情報、ジブC13先端の下方の動画を取得する。この3次元計測情報により、周囲の障害物を検知することができる。また、動画により、吊り荷C15を確認することができる。更に、情報取得部212は、制御ユニット10から、ジブC13の起伏操作情報、旋回フレームC11の旋回操作情報等の稼働情報を取得する。
The
経路作成部213は、設計情報記憶部24に記録された建築現場の3次元モデル、3次元計測器12で計測した3次元点群情報を用いて、搬送経路を作成する。この経路作成部213は、荷幅に応じてオフセットが設定されたオフセットテーブルを備える。オフセットは、障害物に対して、接触しないように余裕を持たせる距離である。そして、経路作成部213は、障害物からオフセットだけ離れた領域に、搬送経路を設定可能な搬送領域マップを設ける。この搬送領域マップにおいては、マップを構成する分割領域(ポリゴン)毎に評価値がマッピングされる。この評価値は、障害物から分割領域までの距離に応じて、接触時のリスクを評価した個別値を合計した値である。このため、経路作成部213は、距離に応じて個別値を算出するための個別値算出情報を保持している。そして、経路作成部213は、搬送領域マップ内において、評価値が低く、効率的な搬送経路を作成する。
The
搬送管理部214は、作成した搬送経路により、タワークレーンC1を動作させる。この搬送管理部214は、吊り荷のサイズ(寸法や重量)に応じて、搬送速度(通常速度)を決定するための速度決定テーブルを備える。この速度決定テーブルにおいては、サイズが大きい程、遅い搬送速度が設定されている。
The
教師情報記憶部22には、機械学習に用いる教師データが記録されている。本実施形態では、学習時前に記録しておく。教師データとしては、吊り荷(フック)を上方から撮影した複数の吊り荷画像、荷下ろし場所を上方から撮影した複数の荷下ろし場所画像を用いる。更に、各画像には、それぞれ吊り荷領域、荷下ろし場所領域を指定した枠が関連付けられている。
Teacher data used for machine learning is recorded in the teacher
学習結果記憶部23には、機械学習により生成した予測モデルが記録される。本実施形態では、この予測モデルは、学習時に記録される。本実施形態では、撮影画像を入力することにより、撮影画像内の吊り荷領域を認識する第1予測モデル、荷下ろし場所領域を認識する第2予測モデルが記録される。
A prediction model generated by machine learning is recorded in the learning
設計情報記憶部24には、BIM(Building Information Modeling)等を用いて作成した3次元設計データが記録される。この3次元設計データは、3次元CADを用いて、建築現場の設計を行なった場合に記録される。3次元モデル情報としての3次元設計データは、プロジェクト情報、要素モデル、属性情報、配置情報を含んで構成される。
Three-dimensional design data created using BIM (Building Information Modeling) or the like is recorded in the design
プロジェクト情報は、建築現場の名称、経度・緯度、建築現場の方位等に関する情報を含む。
要素モデルは、建築現場に用いる各建築要素(構成部材)の3次元モデル(BIMオブジェクト)に関する情報である。
The project information includes information on the name of the construction site, longitude/latitude, orientation of the construction site, and the like.
The element model is information on a three-dimensional model (BIM object) of each building element (constituent member) used at the construction site.
属性情報は、この要素モデルの属性情報である。この属性情報には、仕様(要素ID、要素種別、規格、寸法、面積、体積、素材等)に関する情報が含まれる。
配置情報は、各要素モデルを配置する座標に関する情報を含む。更に、配置情報においては、この座標に対して、各要素モデルが配置される配置予定年月日が関連付けられている。
Attribute information is attribute information of this element model. This attribute information includes information on specifications (element ID, element type, standard, dimension, area, volume, material, etc.).
The placement information includes information on coordinates for placing each element model. Further, in the placement information, the scheduled date of placement of each element model is associated with the coordinates.
揚重情報記憶部25には、制御ユニット10の吊り荷に関する揚重管理データが記録される。この揚重管理データは、管理端末30から、各種情報を取得した場合に記録される。揚重管理データは、作業ID、クレーンID、吊上げ位置、吊下し位置、予定経路に関する情報を含んで構成される。
In the lifting
作業IDは、各揚重作業を特定するための識別子に関する情報である。
クレーンIDは、この各揚重作業において用いるタワークレーンC1を特定するための識別子に関する情報である。
The work ID is information related to an identifier for identifying each lifting work.
The crane ID is information related to an identifier for specifying the tower crane C1 used in each lifting operation.
吊上げ位置情報、吊下し位置情報は、管理者によって指定された吊上げ位置(搬送開始位置)、吊下し位置(搬送目標位置)に関する情報である。
予定経路情報は、経路生成を行なった場合に記録される。予定経路情報は、搬送領域マップを用いて作成した搬送経路に関する情報である。
The lifting position information and suspension position information are information relating to the lifting position (transportation start position) and suspension position (transportation target position) specified by the administrator.
Planned route information is recorded when a route is generated. The planned route information is information relating to the transport route created using the transport area map.
管理端末30は、建築現場の管理者が用いるコンピュータ端末である。管理者は、運転席C12のオペレータによる操作の代わりに、管理端末30を用いて、建築現場におけるタワークレーンC1を遠隔操作して揚重作業を指示する。
The
(揚重支援処理)
次に、図4~図7を用いて、上記のように構成された支援サーバ20において、揚重作業時に行なわれる揚重支援方法の処理手順を説明する。
(Lifting support processing)
Next, with reference to FIGS. 4 to 7, the processing procedure of the lifting support method performed in the
(学習時処理)
図4を用いて、学習時処理を説明する。
まず、支援サーバ20の制御部21は、教師情報の取得処理を実行する(ステップS101)。具体的には、制御部21の学習部211は、教師情報記憶部22から、教師データ(吊り荷画像、荷下ろし場所画像)を取得する。
(processing during learning)
The processing during learning will be described with reference to FIG.
First, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、機械学習処理を実行する(ステップS102)。具体的には、制御部21の学習部211は、取得した吊り荷画像を入力して、吊り荷領域を予測する第1予測モデルを機械学習により生成する。また、学習部211は、取得した荷下ろし場所画像を入力して、荷下ろし場所領域を予測する第2予測モデルを機械学習により生成する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、予測モデルの記録処理を実行する(ステップS103)。具体的には、制御部21の学習部211は、生成した第1、第2予測モデルを学習結果記憶部23に記録する。
Next, the
(揚重指示処理)
図5を用いて、揚重指示処理を説明する。
まず、支援サーバ20の制御部21は、設計情報取得処理を実行する(ステップS201)。具体的には、制御部21の情報取得部212は、現在年月日をシステムタイマから取得し、設計情報記憶部24を用いて、配置予定年月日が現在年月日以前の要素モデルを特定する。そして、情報取得部212は、仮想空間内に、特定した要素モデルを配置する。更に、情報取得部212は、周囲に配置された他のタワークレーンC1の制御ユニット10から稼働情報を取得する。次に、稼働情報に応じて、他のタワークレーンC1のマストC10やジブC13等の移動構造物の要素モデルを仮想空間に配置する。そして、搬送管理部214は、仮想空間を表示した管理画面を、管理端末30の表示装置H13に出力する。
(Lifting instruction processing)
The lifting instruction processing will be described with reference to FIG.
First, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、マッピング処理を実行する(ステップS202)。具体的には、制御部21の経路作成部213は、タワークレーンC1の制御ユニット10から、3次元計測器12で計測したタワークレーンC1周囲の3次元点群情報を取得する。そして、経路作成部213は、管理画面に表示された仮想空間に配置された要素モデルに加えて、点群データを配置して表示する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、高さ設定処理を実行する(ステップS203)。具体的には、制御部21の経路作成部213は、3次元点群情報を用いて、仮想空間に配置された構造物(固定構造物)の要素モデルの存在を確認する。次に、経路作成部213は、存在が確認された固定構造物において、最高位置を特定する。そして、経路作成部213は、固定構造物の最高位置に、余裕高さ(例えば5m)を加算した揚重高さを算出する。この場合、経路作成部213は、ジブC13によりフックC14を巻き上げられる高さ以下で、搬送を行なう揚重高さを決定する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、搬送情報の設定処理を実行する(ステップS204)。具体的には、制御部21の経路作成部213は、管理端末30に搬送入力画面を出力する。この場合、管理者は、管理端末30を用いて、搬送物に関する情報を入力する。例えば、搬送物について、設計情報記憶部24に記録された要素IDを入力する。また、搬送物が設計情報記憶部24に記録されていない場合には、荷幅を含むサイズを入力する。更に、管理画面を用いて、搬送開始位置及び搬送目標位置を入力する。ここでは、表示装置H13に表示された管理画面の仮想空間において、搬送開始位置及び搬送目標位置を指定する。この場合、経路作成部213は、指定された搬送開始位置及び搬送目標位置の座標を特定する。そして、経路作成部213は、作業IDを付与し、管理画面から取得した搬送物情報を含めた揚重管理データを揚重情報記憶部25に記録する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、荷幅に応じたオフセットの設定処理を実行する(ステップS205)。具体的には、制御部21の経路作成部213は、オフセットテーブルを用いて、搬送物のサイズに基づいてオフセットを算出する。この場合、搬送物が何れの方向を向いても、収まる範囲でオフセットを設定する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、揚重経路の作成処理を実行する(ステップS206)。具体的には、制御部21の経路作成部213は、揚重高さで搬送可能領域において、搬送領域マップを作成する。この搬送領域マップは、複数の分割領域により構成される。経路作成部213は、各分割領域の代表位置(例えば重心)毎に、各障害物からの距離に基づいて、個別値算出情報を用いて個別値を算出する。そして、経路作成部213は、算出した個別値を合計して、各分割領域における評価値を算出する。この場合、障害物からの距離が近い場合や、スコアが高い場合、高い評価値が設定される。
Next, the
次に、経路作成部213は、搬送領域マップを用いて、経路上の各分割領域の評価値の合計が低く、最短距離のパスにより、フック位置(移動開始位置)→吊り荷移動元位置(搬送開始位置)→吊り荷移動先位置(搬送目標位置)の3次元の搬送経路を生成する。この場合、水平移動平面では、ノード(例えば、分割領域P1の重心)とリンクからなるグラフに対して、経路探索アルゴリズムを適用する。経路探索アルゴリズムとしては、例えば、「A*(A-star)探索アルゴリズム」を用いることができる。このA*探索アルゴリズムは、移動開始位置→搬送開始位置→搬送目標位置までのパスを見つけるグラフ探索問題において、探索の道標となるコスト関数を用いる。コスト関数では、スタートからn地点までのコストと、n地点からゴールまでの予想されるコスト(評価値)の合計が低い搬送経路を特定する。そして、経路作成部213は、生成した搬送経路を、予定経路情報として、揚重管理データに関連付けて揚重情報記憶部25に記録する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、搬送開始処理を実行する(ステップS207)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、管理端末30の表示装置H13に、開始確認画面を出力する。開始確認画面には、開始要否(「はい」又は「いいえ」)の選択ボタンが含まれる。そして、搬送管理部214は、開始確認画面において「はい」ボタンの押下を検知した場合、タワークレーンC1の制御ユニット10の駆動制御部14に対して、搬送開始を指示する。
Next, the
図6を用いて、揚重時処理を説明する。
支援サーバ20の制御部21は、揚重経路に沿って揚重処理を実行する(ステップS301)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、駆動制御部14に対して、揚重情報記憶部25に記録された予定経路に従って、旋回フレームC11の旋回操作やジブC13の起伏操作の停止を指示する。
The lifting process will be described with reference to FIG.
The
次に、支援サーバ20の制御部21は、撮影画像の取得処理を実行する(ステップS302)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、タワークレーンC1の制御ユニット10から、撮像装置13で撮影した画像を取得する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、吊り荷の特定処理を実行する(ステップS303)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、取得した撮影画像を、学習結果記憶部23に記録された第1予測モデルに入力し、吊り荷領域を特定する。
Next, the
次に、支援サーバ20の制御部21は、吊下し位置に接近したかどうかについての判定処理を実行する(ステップS304)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、予定経路において、ジブC13の先端位置を特定する。ジブC13の先端位置から吊下し位置を撮影可能な範囲内の場合、吊下し位置に接近したと判定する。
Next, the
吊下し位置を撮影可能な範囲外で、吊下し位置に接近していないと判定した場合(ステップS304において「NO」の場合)、支援サーバ20の制御部21は、撮影画像の取得処理(ステップS302)以降の処理を繰り返す。
When it is determined that the suspension position is outside the photographable range and is not close to the suspension position (“NO” in step S304), the
一方、吊下し位置に接近したと判定した場合(ステップS304において「YES」の場合)、支援サーバ20の制御部21は、ステップS302と同様に、撮影画像の取得処理を実行する(ステップS305)。
On the other hand, if it is determined that the suspension position has been approached ("YES" in step S304), the
次に、支援サーバ20の制御部21は、吊り荷及び吊下し場所の特定処理を実行する(ステップS306)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、取得した撮影画像を、学習結果記憶部23に記録された第1予測モデルに入力し、吊り荷領域を特定する。更に、搬送管理部214は、取得した撮影画像を、学習結果記憶部23に記録された第2予測モデルに入力し、荷下ろし場所領域を特定する。
図7に示すように、撮影画像500において、吊り荷領域501、荷下ろし場所領域502を特定する。
Next, the
As shown in FIG. 7, in a photographed
次に、支援サーバ20の制御部21は、方向制御処理を実行する(ステップS307)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、ジブC13を旋回させて、着地時の吊り荷領域の長軸と、荷下ろし場所領域の長軸との角度(ずれ角度)が0になる方向に、吊物旋回装置15の旋回を指示する。
Next, the
図7に示すように、現在のジブC13の方向d0を基準にして、吊り荷領域の長軸d1の角度a1(第1方向)、と、荷下ろし場所領域の長軸d2の角度a2(第2方向)を特定する。この荷下ろし場所領域の長軸d2が、荷下ろし場所において荷下ろし時の向きとなる。更に、現在の方向d0に対して、ジブC13の旋回操作により、荷下ろし時の方向d4のクレーンの到達角度a3を特定する。この到達角度a3は、駆動制御部14から取得する。そして、搬送管理部214は、吊り荷の向き、荷下ろし場所の向き、ジブの向きを用いて、吊物旋回装置15の旋回角度を下記式により算出する。
〔旋回角度〕=〔a2〕-(〔a1〕+〔a3〕)
As shown in FIG. 7, with the current direction d0 of the jib C13 as a reference, the angle a1 (first direction) of the long axis d1 of the suspended load area and the angle a2 (first direction) of the long axis d2 of the unloading area area. two directions). The long axis d2 of this unloading area is the unloading orientation at the unloading area. Furthermore, by turning the jib C13 with respect to the current direction d0, the arrival angle a3 of the crane in the direction d4 at the time of unloading is specified. This arrival angle a3 is acquired from the
[Turn angle]=[a2]-([a1]+[a3])
図8(a)に示すように、撮影画像510において、吊り荷領域511、荷下ろし場所領域512を特定する。そして、旋回角度での旋回を指示する。
この場合、図8(b)に示すように、撮影画像520において、吊り荷領域521と、荷下ろし場所領域522とのずれ角度が小さくなる方向に旋回する。
As shown in FIG. 8( a ), in a photographed
In this case, as shown in FIG. 8B, in the photographed
次に、支援サーバ20の制御部21は、方向は一致かどうかについての判定処理を実行する(ステップS308)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、ずれ角度が、所定の誤差範囲内になった場合に方向は一致と判定する。
Next, the
方向は一致していないと判定した場合(ステップS308において「NO」の場合)、支援サーバ20の制御部21は、撮影画像の取得処理(ステップS305)以降の処理を繰り返す。
If it is determined that the directions do not match ("NO" in step S308), the
一方、方向は一致と判定した場合(ステップS308において「YES」の場合)、支援サーバ20の制御部21は、着地制御処理を実行する(ステップS309)。具体的には、制御部21の搬送管理部214は、吊物旋回装置15に対して、現在の姿勢の維持を指示する。そして、搬送管理部214は、吊り荷C15が荷下ろし場所の上方に到達した場合、駆動制御部14に対して、搬送目標位置に達するまでフックC14の降下を指示する。
On the other hand, if it is determined that the directions match ("YES" in step S308), the
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、撮像装置13は、タワークレーンC1のジブC13の先端に設けられて、下方のフックC14、吊り荷C15の動画を撮影する。これにより、吊り荷C15や、吊り荷C15の下方の撮影画像を取得することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the
(2)本実施形態では、支援サーバ20の制御部21は、学習時処理を実行する。これにより、撮影画像により、吊り荷や荷下ろし場所の状態を、上方から確認することができる。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施形態では、支援サーバ20の制御部21は、マッピング処理を実行する(ステップS202)。これにより、設計情報と3次元点群情報とにより、搬送領域の状況を確認することができる。
(3) In this embodiment, the
(4)本実施形態では、支援サーバ20の制御部21は、撮影画像の取得処理(ステップS302)、吊り荷の特定処理(ステップS303)を実行する。これにより、撮影画像により、吊り荷の状態を特定することができる。
(4) In the present embodiment, the
(5)本実施形態では、吊下し位置に接近したと判定した場合(ステップS304において「YES」の場合)、支援サーバ20の制御部21は、撮影画像の取得処理(ステップS305)、吊り荷及び吊下し位置の特定処理(ステップS306)を実行する。これにより、吊り荷と吊下し場所との位置関係を特定することができる。
(5) In the present embodiment, when it is determined that the suspension position is approached (“YES” in step S304), the
(6)本実施形態では、支援サーバ20の制御部21は、方向制御処理を実行する(ステップS307)。これにより、吊り荷の方向、吊下し場所の方向、ジブの方向を考慮して、吊り荷を的確な位置に着地させることができる。
(6) In this embodiment, the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、揚重装置としてタワークレーンを想定したが、揚重により搬送する装置であれば、タワークレーンに限定されるものではない。
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- In the above embodiment, a tower crane is assumed as a lifting device, but the device is not limited to a tower crane as long as it is a device that transports by lifting.
・上記実施形態では、支援サーバ20の制御部21は、吊り荷及び吊下し位置の特定処理を実行する(ステップS306)。ここでは、画像認識により、吊下し位置を特定する。吊下し位置の特定方法は画像認識に限定されるものではない。例えば、吊下し位置を、3次元計測器12で計測した3次元点群情報を用いて特定してもよい。
また、設計情報記憶部24に記録された3次元設計データを用いて、吊下ろし位置を特定するようにしてもよい。例えば、搬送物としての梁部材を所望の位置に吊下ろしする場合を想定する。
- In the above-described embodiment, the
Alternatively, the three-dimensional design data recorded in the design
図9(a)に示すように、撮像装置13から取得した撮影画像540において、吊り荷領域541の長軸d1を特定し、現在のジブC13の方向d0を基準にして、吊り荷領域の長軸d1の角度a11(第1方向)を算出する。
As shown in FIG. 9(a), in the photographed
更に、図9(b)に示すように、3次元設計データの構造物を上方から見た上面図550を取得する。この場合、荷下ろし場所領域552は、3次元設計データにおいて、梁の設置位置を示している。ここで、角度a12は、3次元設計データにおいて、絶対座標上での梁の設置方向(荷下ろし領域の長軸d4)の角度(Y軸からの角度)である。また、角度a13は、駆動制御部14から取得した絶対座標上でのクレーンの到達角度である。そして、角度a13を用いて、吊り荷領域の角度a11を、絶対座標上の角度(〔a11〕+〔a13〕)を算出する。そして、搬送管理部214は、吊り荷領域の長軸d1の方向と、荷下ろし領域の長軸d4の方向とが一致するように、吊物旋回装置15の旋回を指示する。この場合、ジブC13から見た梁の設置方向は角度a14である。そして、搬送管理部214は、吊り荷の向き、設計情報状の向き、ジブの向きを用いて、吊物旋回装置15を旋回させる角度a14を下記式により算出する。
Furthermore, as shown in FIG. 9B, a
〔角度a14〕=〔a12〕-(〔a11〕+〔a13〕) [Angle a14]=[a12]-([a11]+[a13])
・上記実施形態では、支援サーバ20の制御部21は、吊り荷及び吊下し位置の特定処理を実行する(ステップS306)。ここでは、画像認識により、吊り荷の方向を特定する。吊り荷の方向の特定方法は画像認識に限定されるものではない。方位角(例えば、真北に対する回転角度)を取得するようにしてもよい。この場合には、吊物旋回装置15に、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System/全球測位衛星システム)等の位置情報システムを用いた方位取得装置を設置しておく。
- In the above-described embodiment, the
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(a)前記制御部が、前記吊物の撮影画像を取得し、前記撮影により前記向きを特定することを特徴とする請求項1に記載の揚重支援システム。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiment and another example will be added below.
2. The lifting support system according to claim 1, wherein: (a) the control unit acquires a photographed image of the suspended object, and specifies the orientation based on the photographed image.
(b)前記制御部が、前記吊物に設置された方位取得装置から方位情報を取得し、前記撮影により前記向きを特定することを特徴とする請求項1又は(a)に記載の揚重支援システム。 (b) The lifting according to claim 1 or (a), wherein the control unit acquires azimuth information from an azimuth acquisition device installed on the suspended object, and specifies the orientation by the photographing. support system.
(c)前記制御部が、前記荷下ろし場所の撮影画像を取得し、前記撮影により前記配置を特定することを特徴とする請求項1、(a)、(b)の何れかに記載の揚重支援システム。 (c) The lift according to any one of claims 1, (a), and (b), wherein the control unit acquires a photographed image of the unloading place and specifies the arrangement by the photographing. heavy support system.
(d)前記制御部が、前記荷下ろし場所の3次元設計データの要素モデルを取得し、前記要素モデルにより前記配置を特定することを特徴とする請求項1、(a)~(c)の何れかに記載の揚重支援システム。 (d) The control unit acquires an element model of the three-dimensional design data of the unloading place, and specifies the arrangement by the element model. A lifting support system according to any one of the preceding claims.
CS1…揚重支援システム、C1…タワークレーン、C10…マスト、C11…旋回フレーム、C12…運転席、C13…ジブ、C14…フック、C15…吊り荷、10…制御ユニット、12…3次元計測器、13…撮像装置、14…駆動制御部、15…吊物旋回装置、20…支援サーバ、21…制御部、211…学習部、212…情報取得部、213…経路作成部、214…搬送管理部、22…教師情報記憶部、23…学習結果記憶部、24…設計情報記憶部、25…揚重情報記憶部、30…管理端末。 CS1... Lifting support system, C1... Tower crane, C10... Mast, C11... Revolving frame, C12... Driver's seat, C13... Jib, C14... Hook, C15... Suspended load, 10... Control unit, 12... Three-dimensional measuring instrument , 13... imaging device, 14... drive control unit, 15... suspended object turning device, 20... support server, 21... control unit, 211... learning unit, 212... information acquisition unit, 213... route creation unit, 214... transportation management Section 22: Teacher information storage unit 23: Learning result storage unit 24: Design information storage unit 25: Lifting information storage unit 30: Management terminal.
Claims (3)
前記制御部が、
前記吊物の現在の向きについての第1方向と、荷下ろし場所において前記吊物の荷下ろし時の向きについての第2方向とを取得し、
前記第1方向と前記第2方向とを用いて旋回指示角度を算出し、前記吊物旋回装置に対して前記旋回指示角度の旋回を指示することを特徴とする揚重支援システム。 A lifting support system comprising a control unit connected to a suspended object swing device for suspending a suspended object,
The control unit
obtaining a first direction of the current orientation of the suspended object and a second direction of the unloaded orientation of the suspended object at an unloading location;
A lifting support system, wherein a turning instruction angle is calculated using the first direction and the second direction, and the lifting support system instructs the suspended article turning device to turn at the turning instruction angle.
前記制御部が、
前記吊物の現在の向きについての第1方向と、荷下ろし場所において前記吊物の荷下ろし時の向きについての第2方向とを取得し、
前記第1方向と前記第2方向とを用いて旋回指示角度を算出し、前記吊物旋回装置に対して前記旋回指示角度の旋回を指示することを特徴とする揚重支援方法。 A method of supporting lifting by using a lifting support system having a control unit connected to a swing device for suspending a suspended object, comprising:
The control unit
obtaining a first direction of the current orientation of the suspended object and a second direction of the unloaded orientation of the suspended object at an unloading location;
A lifting support method, comprising: calculating a turning instruction angle using the first direction and the second direction, and instructing the suspended article turning device to turn at the turning instruction angle.
前記制御部を、
前記吊物の現在の向きについての第1方向と、荷下ろし場所において前記吊物の荷下ろし時の向きについての第2方向とを取得し、
前記第1方向と前記第2方向とを用いて旋回指示角度を算出し、前記吊物旋回装置に対して前記旋回指示角度の旋回を指示する手段として機能させることを特徴とする揚重支援プログラム。 A program for supporting lifting using a lifting support system having a control unit connected to a swing device for suspending a suspended object, comprising:
the control unit,
obtaining a first direction of the current orientation of the suspended object and a second direction of the unloaded orientation of the suspended object at an unloading location;
A lifting support program characterized by calculating a turning instruction angle using the first direction and the second direction, and causing the lifting object turning device to function as a means for instructing a turn of the turning instruction angle. .
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2021
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