JP3073364B2 - 構造物揺動センサー - Google Patents
構造物揺動センサーInfo
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- JP3073364B2 JP3073364B2 JP05116372A JP11637293A JP3073364B2 JP 3073364 B2 JP3073364 B2 JP 3073364B2 JP 05116372 A JP05116372 A JP 05116372A JP 11637293 A JP11637293 A JP 11637293A JP 3073364 B2 JP3073364 B2 JP 3073364B2
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クレーンなど構造物の
揺動センサーに関する。
揺動センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、クレーン本体の揺動量、例えば吊
り荷を吊ったトロリーが走行するときのクレーンガーダ
ーの揺動量を検出するには、クレーンガーダーに直接加
速度計を取付け、その出力信号を積分処理して求める手
段が一般的に採用されている。
り荷を吊ったトロリーが走行するときのクレーンガーダ
ーの揺動量を検出するには、クレーンガーダーに直接加
速度計を取付け、その出力信号を積分処理して求める手
段が一般的に採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手段では、クレーンガーダー等のクレーン本体の揺
動量はあまり大きくなく、せいぜい数ｃｍ程度であり、
また、２回積分しなければならないので、精度が悪く、
計測誤差が大きいという欠点がある。
うな手段では、クレーンガーダー等のクレーン本体の揺
動量はあまり大きくなく、せいぜい数ｃｍ程度であり、
また、２回積分しなければならないので、精度が悪く、
計測誤差が大きいという欠点がある。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、対象物の揺動量が小さくても、１回積分で済
む高精度の構造物揺動センサーを提供することを目的と
する。
たもので、対象物の揺動量が小さくても、１回積分で済
む高精度の構造物揺動センサーを提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、揺
動する対象物に固着され、静止物に固着されたターゲッ
トのマーカーを撮影するカメラと、同カメラで一定時間
τ0 ごとに撮影された上記マーカーの映像を画像処理す
る画像処理装置と、画像処理装置の出力信号の一つを基
準信号として、この基準信号と上記一定時間ごとに得ら
れる各出力信号とから相互相関関数ｆ（δ）を求め、こ
のｆ（δ）が最大となるときのδの変化量により同カメ
ラの視野のマーカー位置の変化量Δｙから同対象構造物
の揺動量を逆算する演算装置とを具えたことを特徴とす
る。
動する対象物に固着され、静止物に固着されたターゲッ
トのマーカーを撮影するカメラと、同カメラで一定時間
τ0 ごとに撮影された上記マーカーの映像を画像処理す
る画像処理装置と、画像処理装置の出力信号の一つを基
準信号として、この基準信号と上記一定時間ごとに得ら
れる各出力信号とから相互相関関数ｆ（δ）を求め、こ
のｆ（δ）が最大となるときのδの変化量により同カメ
ラの視野のマーカー位置の変化量Δｙから同対象構造物
の揺動量を逆算する演算装置とを具えたことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】このような装置によれば、揺動するクレーン本
体上に設置したカメラで、地上に設置したターゲット上
のマーカーが刻々撮影され、撮影された映像は画像処理
装置に送られて画像処理され、その出力信号は演算装置
に送られる。ここで、その信号の１つを基準信号とし
て、その基準信号と所定間隔τ0 ごとに得られたそれぞ
れの出力信号とを用いて相互相関関数ｆ（δ）が計算さ
れて、このｆ（δ）が最大になるときのδが求められ
る。このδの変化量からカメラ視野内のマーカー位置変
化量Δｙを求めたのち、マーカーは地上に固定されてい
ることから、このΔｙからクレーン本体の揺動量を逆算
することが可能となる。
体上に設置したカメラで、地上に設置したターゲット上
のマーカーが刻々撮影され、撮影された映像は画像処理
装置に送られて画像処理され、その出力信号は演算装置
に送られる。ここで、その信号の１つを基準信号とし
て、その基準信号と所定間隔τ0 ごとに得られたそれぞ
れの出力信号とを用いて相互相関関数ｆ（δ）が計算さ
れて、このｆ（δ）が最大になるときのδが求められ
る。このδの変化量からカメラ視野内のマーカー位置変
化量Δｙを求めたのち、マーカーは地上に固定されてい
ることから、このΔｙからクレーン本体の揺動量を逆算
することが可能となる。
【０００７】
【実施例】まず、図１において、地上Ｇには、同図
（Ｂ）に示すように、ターゲット５が設置され、また、
クレーン２の揺動量計測位置であるクレーンガーダー２
ａには同図（Ａ）に示すように、カメラ１が設置されて
いる。ターゲット５には、帯状マーカー５ａ（白色が好
適）が印されており、このターゲット５上のマーカー５
ａを、例えば吊り荷４を吊下したトロリー３が走行する
際に、揺れ動くクレーンガーダー２ａ上のカメラ１で刻
々撮影するようになっている。こうして撮影された映像
は、この後記する要領で画像処理され、またその出力信
号を用いて相関処理され、クレーンガーダー２ａの揺動
量が演算される。
（Ｂ）に示すように、ターゲット５が設置され、また、
クレーン２の揺動量計測位置であるクレーンガーダー２
ａには同図（Ａ）に示すように、カメラ１が設置されて
いる。ターゲット５には、帯状マーカー５ａ（白色が好
適）が印されており、このターゲット５上のマーカー５
ａを、例えば吊り荷４を吊下したトロリー３が走行する
際に、揺れ動くクレーンガーダー２ａ上のカメラ１で刻
々撮影するようになっている。こうして撮影された映像
は、この後記する要領で画像処理され、またその出力信
号を用いて相関処理され、クレーンガーダー２ａの揺動
量が演算される。
【０００８】すなわち、図２が上記クレーン本体の揺動
量を計測する本発明揺動量センサーの装置ブロック図を
示したもので、本発明センサーはクレーン本体２ａ上に
設置され、地上Ｇに設置されたターゲット５に印された
帯状マーカー５ａを刻々撮影するカメラ１と、入力部
８，演算部９，記憶装置１０などよりなる。本発明装置
を略説すると、カメラ１から刻々送られてくる映像を画
像処理する画像処理装置１２と、同装置１２からの出力
信号を用いて相互相関関数を計算し、その計算結果より
カメラ視野内のマーカー５ａ位置変化量を求めてクレー
ン本体２ａの揺動量を逆算する演算装置１１などで構成
されるのである。
量を計測する本発明揺動量センサーの装置ブロック図を
示したもので、本発明センサーはクレーン本体２ａ上に
設置され、地上Ｇに設置されたターゲット５に印された
帯状マーカー５ａを刻々撮影するカメラ１と、入力部
８，演算部９，記憶装置１０などよりなる。本発明装置
を略説すると、カメラ１から刻々送られてくる映像を画
像処理する画像処理装置１２と、同装置１２からの出力
信号を用いて相互相関関数を計算し、その計算結果より
カメラ視野内のマーカー５ａ位置変化量を求めてクレー
ン本体２ａの揺動量を逆算する演算装置１１などで構成
されるのである。
【０００９】図３〜図６は本発明の揺動量検出原理を説
明する図、図８は同じく揺動量検出手順を示す流れ図で
ある。これらの図を参照して本センサーによる揺動量検
出方法を説明する。まず、揺れ動くクレーン本体２ａ上
のカメラ１により、地上Ｇに設けたターゲット５の帯状
マーカー５ａが微小時間間隔τ0 ごとに刻々撮影され
る。図４はこうして撮影されたマーカー５ａの画像例を
示したもので、画像Ａのマーカー像Ｃ0 と画像Ｂのマー
カー像Ｃ1 とは、ΔＸ1 だけ離れている。同様に時間間
隔のそれぞれ異なるマーカー像Ｃ2 ，Ｃ3 とはΔＸ2 ，
ΔＸ3 のいずれが生じている。
明する図、図８は同じく揺動量検出手順を示す流れ図で
ある。これらの図を参照して本センサーによる揺動量検
出方法を説明する。まず、揺れ動くクレーン本体２ａ上
のカメラ１により、地上Ｇに設けたターゲット５の帯状
マーカー５ａが微小時間間隔τ0 ごとに刻々撮影され
る。図４はこうして撮影されたマーカー５ａの画像例を
示したもので、画像Ａのマーカー像Ｃ0 と画像Ｂのマー
カー像Ｃ1 とは、ΔＸ1 だけ離れている。同様に時間間
隔のそれぞれ異なるマーカー像Ｃ2 ，Ｃ3 とはΔＸ2 ，
ΔＸ3 のいずれが生じている。
【００１０】こうして微小時間間隔ごとに撮影された映
像は、図３フローチャートに示すように、画像処理装置
１２に送られて画像処理される。図５は画像処理された
出力信号を示したものである。図５において、画像Ａの
ラインｌA 上のｙ軸方向の出力信号をφA ，画像Ｂのラ
インｌB 上のｙ軸方向の出力信号をφB とすると、φA
とφB とは間隔ΔＸ1のずれがある。いま、出力信号φ
A を基準信号とし、またδ＝ΔＸ1 とおくと、その相互
相関関数ｆ（δ）は、 ｆ（δ）＝∫y1 y2φB (y＋δ) φA (y)dy と定義される。この相互相関関数ｆ（δ）は、同図から
分かるように、ｙの有限の区間においてΔＸ1 がある値
のとき以外はゼロとなるから、微小時間間隔τ0 ごとに
撮影した各画像の出力信号それぞれについて、相互相関
関数ｆ（δ）を計算し、ｍａｘ｜ｆ（δ）｜となるδの
値を求めると、図６に示すδi ( i ＝１〜）のように変
化する。このδi の変化はカメラ視野内におけるマーカ
ー５ａの変化量つまり、図７に示すように、マーカー位
置ｙのカメラ視野内の中心位置（基準位置）ｙ0 からの
変化量Δｙ＝ｙ−ｙ0(＝Δｙ1 ＋Δｙ2 ）を意味する。
像は、図３フローチャートに示すように、画像処理装置
１２に送られて画像処理される。図５は画像処理された
出力信号を示したものである。図５において、画像Ａの
ラインｌA 上のｙ軸方向の出力信号をφA ，画像Ｂのラ
インｌB 上のｙ軸方向の出力信号をφB とすると、φA
とφB とは間隔ΔＸ1のずれがある。いま、出力信号φ
A を基準信号とし、またδ＝ΔＸ1 とおくと、その相互
相関関数ｆ（δ）は、 ｆ（δ）＝∫y1 y2φB (y＋δ) φA (y)dy と定義される。この相互相関関数ｆ（δ）は、同図から
分かるように、ｙの有限の区間においてΔＸ1 がある値
のとき以外はゼロとなるから、微小時間間隔τ0 ごとに
撮影した各画像の出力信号それぞれについて、相互相関
関数ｆ（δ）を計算し、ｍａｘ｜ｆ（δ）｜となるδの
値を求めると、図６に示すδi ( i ＝１〜）のように変
化する。このδi の変化はカメラ視野内におけるマーカ
ー５ａの変化量つまり、図７に示すように、マーカー位
置ｙのカメラ視野内の中心位置（基準位置）ｙ0 からの
変化量Δｙ＝ｙ−ｙ0(＝Δｙ1 ＋Δｙ2 ）を意味する。
【００１１】しかし、実際には、地上Ｇに設けたマーカ
ー５ａは不動で、カメラ１を設置したクレーン本体２ａ
が揺れ動いているので、これよりクレーン本体位置ｘの
クレーン本体基準位置ｘ0 からの変化量Δｘつまりクレ
ーン本体２ａの揺れ量Δｘが Δｘ＝ｘ−ｘ0 ＝Δｙ として逆算される。なお、本装置の画像解析能力を５０
０×５００（メッシュ）とすると、例えば、１０ｃｍ×
１０ｃｍの出力画像に対しては、最小限１００ｍｍ／５
００＝０．２ｍｍまでの検出精度が確保できるので、一
般的なクレーン本体の揺れ２〜３ｃｍを十分に精度よく
検出することができる。
ー５ａは不動で、カメラ１を設置したクレーン本体２ａ
が揺れ動いているので、これよりクレーン本体位置ｘの
クレーン本体基準位置ｘ0 からの変化量Δｘつまりクレ
ーン本体２ａの揺れ量Δｘが Δｘ＝ｘ−ｘ0 ＝Δｙ として逆算される。なお、本装置の画像解析能力を５０
０×５００（メッシュ）とすると、例えば、１０ｃｍ×
１０ｃｍの出力画像に対しては、最小限１００ｍｍ／５
００＝０．２ｍｍまでの検出精度が確保できるので、一
般的なクレーン本体の揺れ２〜３ｃｍを十分に精度よく
検出することができる。
【００１３】
【発明の効果】このような装置によれば、揺動するクレ
ーン本体上に設けたカメラで、地上に設けたターゲット
上のマーカーが刻々撮影され、撮影された映像は画像処
理装置に送られて画像処理され、その出力信号は演算装
置に送られ、ここでその出力信号を用いて相互相関関数
が計算されてカメラ視野内におけるマーカーの変化量が
求められ、これよりクレーン本体の揺れ量が逆算される
ようになるので、極めて短時間のうちに検出精度の高い
クレーン本体の揺動量計測ができるという効果がある。
また、ここではマーカーが帯状のもので説明したが、図
８に示すように、円形状マークの重心計測あるいは２次
元相関処理で求めることも同様に可能である。マーカー
は、地上置きで説明したが、地上付近で揺れない脚部に
取りつけることによってクレーン走行時にマーカーをわ
ざわざ移動したり、長く描いたりしなくてよいようにす
ることもできる。
ーン本体上に設けたカメラで、地上に設けたターゲット
上のマーカーが刻々撮影され、撮影された映像は画像処
理装置に送られて画像処理され、その出力信号は演算装
置に送られ、ここでその出力信号を用いて相互相関関数
が計算されてカメラ視野内におけるマーカーの変化量が
求められ、これよりクレーン本体の揺れ量が逆算される
ようになるので、極めて短時間のうちに検出精度の高い
クレーン本体の揺動量計測ができるという効果がある。
また、ここではマーカーが帯状のもので説明したが、図
８に示すように、円形状マークの重心計測あるいは２次
元相関処理で求めることも同様に可能である。マーカー
は、地上置きで説明したが、地上付近で揺れない脚部に
取りつけることによってクレーン走行時にマーカーをわ
ざわざ移動したり、長く描いたりしなくてよいようにす
ることもできる。
【図１】本発明装置を備えた一実施例を示すクレーン本
体の側面図及びそのターゲットを示す平面図である。
体の側面図及びそのターゲットを示す平面図である。
【図２】図１のクレーンに付設された本発明装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】図２によるフローチャートである。
【図４】図３における画像例を示す平面図である。
【図５】図４により画像処理された出力信号の一例を示
す図である。
す図である。
【図６】図５により相関処理による揺れ量検出原理を示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】図６に基づいて相関処理により求められたΔｙ
の説明図である。
の説明図である。
【図８】図１（Ｂ）の変形例を示す平面図である。
１ カメラ ２ クレーン ２ａ クレーン本体 ５ ターゲット ５ａ 帯状マーカー １１ 演算装置 １２ 画像処理装置
Claims (1)
- 【請求項１】 揺動する対象物に固着され、静止物に固
着されたターゲットのマーカーを撮影するカメラと、同
カメラで一定時間τ0 ごとに撮影された上記マーカーの
映像を画像処理する画像処理装置と、画像処理装置の出
力信号の一つを基準信号として、この基準信号と上記一
定時間ごとに得られる各出力信号とから相互相関関数ｆ
（δ）を求め、このｆ（δ）が最大となるときのδの変
化量により同カメラの視野のマーカー位置の変化量Δｙ
から同対象構造物の揺動量を逆算する演算装置とを具え
たことを特徴とする構造物揺動センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05116372A JP3073364B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 構造物揺動センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05116372A JP3073364B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 構造物揺動センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307993A JPH06307993A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3073364B2 true JP3073364B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=14685355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05116372A Expired - Fee Related JP3073364B2 (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | 構造物揺動センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073364B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220114370A1 (en) * | 2020-10-12 | 2022-04-14 | Magna Electronics Inc. | Vision system for detecting objects in a swing path |
| KR102600506B1 (ko) * | 2021-04-12 | 2023-11-09 | 주식회사 포스콤 | 흔들림을 감지하는 x선 촬영 장치 |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP05116372A patent/JP3073364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06307993A (ja) | 1994-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000502 |
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