JP4330136B2 - Wireless access warning device using GPS - Google Patents

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本発明は、高圧電線(電磁界発生体)に接近した時に警報を発するGPS利用無線式接近警報装置に関し、更に具体的には、送電線に接近する可能性を有する重機等(接触回避対象)に使用されて好適なGPS利用無線式接近警報装置に関する。   The present invention relates to a GPS-based wireless proximity alarm device that issues an alarm when approaching a high-voltage electric wire (electromagnetic field generator), and more specifically, a heavy machine or the like that has the possibility of approaching a power transmission line (contact avoidance target) The present invention relates to a GPS-based wireless proximity warning device that is suitable for use.

電力供給者(電力会社)が、工場、家庭等の電力需要者に対して電力を供給する場合、電力供給者が運営する発電所から比較的高圧の電力を送電線を介して電力需用者の近傍にある変電所、変圧器等に送電し、これら変電所等にて所定の電圧の電力に降圧し、電力需用者に供給している。従って、発電所から変電所等までの長距離の送電のため、一般に鉄塔に架けられた送電線が張り巡らされている。送電線には、例えば、各種高圧階級と称される22kV,66kV,110kV,220kVのような高圧電流が流れている。   When an electric power supplier (electric power company) supplies electric power to an electric power consumer such as a factory, a household, etc., an electric power consumer uses relatively high-voltage electric power from a power plant operated by the electric power supplier via a transmission line. The power is transmitted to substations, transformers, etc. in the vicinity of the power source, and the power is stepped down to a predetermined voltage at these substations and supplied to power consumers. Therefore, in order to transmit power over a long distance from a power station to a substation, etc., a transmission line is generally stretched around a steel tower. For example, high-voltage currents such as 22 kV, 66 kV, 110 kV, and 220 kV called various high-voltage classes flow through the transmission line.

発電所から変電所等までの距離が長いため、送電線付近にて、各種の土木工事、建造物の建設・修理・撤去、比較的大きな物体の運搬等の作業を行わなければならない事態が発生する。これら作業の内、送電線に接近する可能性がある作業は、典型的にはクレーンを用いて行う作業である。   Due to the long distance from the power station to the substation, various civil engineering works, construction / repair / removal of buildings, and transport of relatively large objects have occurred near the transmission lines. To do. Of these operations, the operation that may approach the transmission line is typically performed using a crane.

送電線付近でクレーン等の重機(接触回避対象)による作業が行われ、クレーンのブームがその送電線(電磁界発生体)に接近する可能性がある場合、これを絶対的に回避するために、細心の注意を払わなければならない。   In order to avoid this when there is a possibility that the crane boom will approach the power transmission line (electromagnetic field generator) when heavy machinery such as a crane (contact avoidance target) is performed near the power transmission line. You must pay close attention.

従来、クレーンのブームが送電線に接近する可能性がある場合、電力供給者から派遣された立会者のもと、視覚的な安全対策を施し、安全管理を行っていた。具体的には、作業会社からの申請を待って、電力供給者から立会者を派遣し、鉄塔間に目安となるロープを張り、立会者が目視で監視しながら、目安ロープとクレーンのブームが接近した時は、クレーンオペレータ(クレーン操作者)及び現場作業者に対してハンドマイク又は無線通信により注意を喚起する方法が取られていた。送電線接触事故の発生を確実に防止するため、立会者は経験豊富な人間が選定されていた。   Conventionally, when there is a possibility that the boom of a crane may approach the transmission line, visual safety measures have been taken and safety management is performed under the presence of a witness dispatched by a power supplier. Specifically, waiting for the application from the working company, dispatching witnesses from the power supplier, laying a reference rope between the steel towers, and watching the witness visually, the reference rope and crane boom When approaching, a method of calling attention to a crane operator (crane operator) and a field worker by hand microphone or wireless communication has been taken. In order to reliably prevent the occurrence of power line contact accidents, experienced people were selected as witnesses.

なお、本発明者は、本発明に係る無線式接近警報装置に関連する公開された技術文献として、次の特許文献を承知している。
特開2000-113349(平成12年4月21日公開)、発明の名称「高圧活線センサー」、出願人株式会社谷沢製作所 特開2002-260120(平成14年9月13日公開)発明の名称「活線警報機」、出願人株式会社谷沢製作所、同株式会社中電工
In addition, this inventor is aware of the following patent document as an open technical document relevant to the wireless proximity alarm device according to the present invention.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-113349 (published on April 21, 2000), title of the invention “high-pressure live sensor”, applicant Tanizawa Seisakusho Co., Ltd. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-260120 (published on September 13, 2002) Name of Invention “Live Line Alarm”, Applicant Tanizawa Manufacturing Co., Ltd., Chudenko Co., Ltd.

しかしながら、このような人間による視覚的な安全対策では、不注意、誤認、判断ミス等により、クレーンのブームと送電線との接触事故の発生する確率をゼロにすることは困難である。   However, in such visual safety measures by humans, it is difficult to reduce the probability of occurrence of a contact accident between the crane boom and the power transmission line due to carelessness, misidentification, misjudgment, and the like.

一方、近年、例えば、歩行ナビ、カーナビ等に代表される測位システムとして、GPS(全地球測位システムGlobal Positioning System)が利用されている。後述するように、最近のGPSでは、わずか数cmの高精度を実現する測位方式も現れ、送電線と重機との接触を回避するシステムに十分利用出来ることが期待される。   On the other hand, in recent years, for example, GPS (Global Positioning System) is used as a positioning system represented by walking navigation, car navigation, and the like. As will be described later, in recent GPS, a positioning method that achieves a high accuracy of only a few centimeters appears, and it is expected that it can be sufficiently used for a system that avoids contact between a transmission line and a heavy machine.

そこで、本発明者等は、このような状況に鑑みて、クレーンのブームと送電線接触事故の発生する確率を限りなく減少させるGPS利用無線式接近警報装置システムを開発することに着手した。   In view of such circumstances, the present inventors have started to develop a GPS-based wireless approach alarm system that can reduce the probability of occurrence of a crane boom and power line contact accident as much as possible.

従って、本発明は、クレーン等の作業用重機が送電線に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する新規なGPS利用無線式接近警報装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel GPS-based wireless approach alarm device that automatically issues an approach alarm when a heavy work machine such as a crane approaches a certain distance from a power transmission line.

更に本発明は、クレーンオペレータ、現場作業者及び立会者との間で相互通話が可能な状態において、クレーン等の作業用重機が送電線に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する新規なGPS利用無線式接近警報装置を提供することを目的とする。   Furthermore, the present invention automatically provides an approach warning when a heavy work machine such as a crane approaches a certain distance from a transmission line in a state where mutual communication is possible with a crane operator, a field worker, and a witness. An object of the present invention is to provide a new GPS-based wireless approach warning device that emits a sound.

本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、電磁界発生体と接触回避対象が所定の距離以内に接近した時に警報信号を生成して無線送信するGPS測位装置及びその本体部と、前記本体部からの警報信号を受信して、該警報信号に基づき警報を発する受信警報手段とを備えている。   A GPS-based wireless approach alarm device according to the present invention includes a GPS positioning device that generates an alarm signal and transmits wirelessly when an electromagnetic field generator and a contact avoidance target approach within a predetermined distance, and a main body thereof, and the main body Receiving alarm means for receiving an alarm signal from the unit and issuing an alarm based on the alarm signal.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記電磁界発生体は送電線であり、前記接触回避対象は重機であり、前記GPS測位装置は前記重機の先端部に配置されている。   Further, a GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein the electromagnetic field generator is a power transmission line, the contact avoidance target is a heavy machine, and the GPS positioning is performed. The apparatus is disposed at the tip of the heavy machine.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記受信警報手段は、前記本体部からの警報信号を受信して重機オペレータに対して警報を発すると共に少なくとも一台の携帯子機に対して該警報信号を送信する無線機を有している。   Further, the GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein the reception warning means receives a warning signal from the main body and warns a heavy equipment operator. And a wireless device that transmits the alarm signal to at least one portable child device.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記GPS測位装置は、高精度GPSを利用している。   Furthermore, a GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, and the GPS positioning device uses high-precision GPS.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記GPS測位装置は、前記送電線の位置座標を決定し、GPSを利用して測位した前記重機の位置座標と該送電線の位置座標から両者間の距離を算出している。   Further, a GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein the GPS positioning device determines a position coordinate of the power transmission line and performs positioning using GPS. The distance between both is calculated from the position coordinates of the heavy machinery and the position coordinates of the power transmission line.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記GPS測位装置は、前記重機の位置を測位してその位置座標を演算する手段と、近傍の送電線端又は送電線鉄塔の位置座標を記憶するメモリ手段と、前記送電線鉄塔の位置座標から前記重機に最も近い送電線の位置座標を決定する電線確定回路と、前記重機の位置座標と前記送電線の位置座標から両者間の距離を算出する距離演算回路とを有する。   Further, a GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein the GPS positioning device includes means for measuring the position of the heavy equipment and calculating its position coordinates; Memory means for storing the position coordinates of a nearby transmission line end or transmission line tower, a wire determination circuit for determining the position coordinate of the transmission line closest to the heavy machine from the position coordinates of the transmission line tower, and the position coordinates of the heavy machine And a distance calculation circuit for calculating a distance between the two from the position coordinates of the power transmission line.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記重機と前記送電線との距離が近づくにつれ注意警報が発せられ、前記重機と前記送電線との距離が接近限界距離に達した時、警告警報が発せられる。   Further, a GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein a caution warning is issued as the distance between the heavy equipment and the power transmission line approaches, and the heavy equipment and the transmission When the distance to the wire reaches the approach limit distance, a warning alarm is issued.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記GPS測位装置は、前記送電線の位置から前記重機の進入を禁止する干渉領域を設定し、GPSを利用して測位した前記重機の位置が前記干渉領域に侵入したか否かを判断する。   Furthermore, the GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein the GPS positioning device sets an interference region that prohibits entry of the heavy machinery from the position of the power transmission line. Then, it is determined whether or not the position of the heavy equipment measured using GPS has entered the interference area.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記GPS測位装置は、前記重機の位置を測位してその位置座標を演算する手段と、近傍の送電線端又は送電線鉄塔の位置座標を記憶するメモリ手段と、前記送電線鉄塔の位置座標から前記重機の進入を禁止する干渉領域を設定する干渉領域設定回路と、前記重機の位置座標と前記干渉領域を比較して、該重機の進入を検出する比較回路とを有する。   Further, a GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein the GPS positioning device includes means for measuring the position of the heavy equipment and calculating its position coordinates; Memory means for storing position coordinates of a nearby transmission line end or transmission line tower, an interference area setting circuit for setting an interference area for prohibiting entry of the heavy equipment from the position coordinates of the transmission line tower, and position coordinates of the heavy equipment And a comparison circuit for comparing the interference area and detecting the entry of the heavy machinery.

更に本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置は、上述のGPS利用無線式接近警報装置であって、前記干渉領域は、第1及び第2の干渉領域が設定され、前記重機が前記第1の干渉領域に侵入した時、注意警報が発せられ、前記重機が前記第2の干渉領域に侵入した時、警告警報が発せられる。   Further, the GPS-based wireless approach warning device according to the present invention is the above-described GPS-based wireless approach warning device, wherein the interference region is set to first and second interference regions, and the heavy machinery is the first device. A warning alarm is issued when the user enters the interference area, and a warning alarm is issued when the heavy machine enters the second interference area.

本発明によれば、クレーン等の作業用重機が送電線に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する新規なGPS利用接近警報装置を提供することが出来る。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when work heavy machines, such as a crane, approach to a fixed distance with respect to a power transmission line, the novel GPS utilization approach alarm apparatus which issues an approach alarm automatically can be provided.

更に本発明によれば、クレーンオペレータ、現場作業者、立会者との間で相互通話が可能な状況において、クレーン等の作業用重機が送電線に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する新規なGPS利用接近警報装置を提供することが出来る。   Furthermore, according to the present invention, in a situation where mutual communication is possible between a crane operator, a field worker, and a witness, when a heavy work machine such as a crane approaches a certain distance from a transmission line, it is automatically It is possible to provide a new GPS-based approach alarm device that issues an approach alarm.

以下、本発明に係る無線式接近警報装置の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら、その詳細を説明する。なお、図面中、同じ要素に対しては同じ符号を付して重複した説明を省略する。
[第1の実施形態]
(GPS利用無線式接近警報装置のシステム概要)
図1は、本実施形態に係るGPS利用無線式接近警報装置1のシステム構成の全体的な概要を説明する図である。図1に示す状況は、送電線(電磁界発生体)2が鉄塔3の間に架けられている。この送電線2の付近で、クレーン等の重機(接触回避対象)4を用いた作業が行われる状況である。
Hereinafter, the details of an embodiment of a wireless proximity alarm device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[First Embodiment]
(System overview of the wireless access warning device using GPS)
FIG. 1 is a diagram for explaining an overall outline of the system configuration of a GPS-based wireless approach warning device 1 according to the present embodiment. In the situation shown in FIG. 1, a transmission line (electromagnetic field generator) 2 is hung between steel towers 3. In the vicinity of the power transmission line 2, work using a heavy machine (contact avoidance target) 4 such as a crane is performed.

従来の目視に依存する方法は、送電線2から吊り下げた目安ロープ(図示せず。)とクレーン4のブーム15の先端5が接近したことを立会者12が目視で認識して、携帯子機10からクレーン内の親機9を所持するクレーンオペレータ8に対して、無線通信の双方向通話により注意を喚起する方法が採用されていた。   The conventional method relying on visual observation is that the witness 12 visually recognizes that a reference rope (not shown) suspended from the power transmission line 2 and the tip 5 of the boom 15 of the crane 4 have approached, and the mobile phone A method of calling attention from the machine 10 to the crane operator 8 who owns the parent machine 9 in the crane by two-way wireless communication is employed.

図1に示すGPS利用無線式接近警報装置1では、従来の無線通信システムの機能に加えて、クレーン15の先端5に配置され、先端5が送電線2に接近した時に接近警報信号を発するGPS測位装置6及びその本体部7と、この接近警報信号を受信してオペレータ8に警報音を発すると共にこの警報信号をリアルタイムで立会者12の携帯子機10に送信する親機9とを備えている。   In addition to the functions of the conventional wireless communication system, the GPS-based wireless approach warning device 1 shown in FIG. 1 is arranged at the tip 5 of the crane 15 and emits an approach warning signal when the tip 5 approaches the power transmission line 2. The positioning device 6 and the main body 7 thereof, and a master unit 9 that receives this approach warning signal and emits a warning sound to the operator 8 and transmits the warning signal to the portable handset 10 of the witness 12 in real time are provided. Yes.

図1に示すGPS利用無線式接近警報装置1の動作は、送電線2に対して重機4の先端部5に設置されたGPS測位装置6が送電線2の接近を感知し、その本体部7が接近警報信号を生成してこれをクレーンオペレータ8の所有する親機9に対して無線送信する。親機は、接近信号に応答してオペレーター8に対して警報音を発すると共に、リアルタイムで立会者12の所有する携帯子機10に対して、接近警報信号を送信する。携帯子機10は、立会者12に対して警報音を発する。   The operation of the GPS-based wireless approach alarm device 1 shown in FIG. 1 is as follows. The GPS positioning device 6 installed at the tip 5 of the heavy machine 4 senses the approach of the power transmission line 2 with respect to the power transmission line 2, and the main body 7 Generates an approach warning signal and wirelessly transmits it to the parent machine 9 owned by the crane operator 8. In response to the approach signal, the master unit issues an alarm sound to the operator 8 and transmits an approach alert signal to the portable handset 10 owned by the witness 12 in real time. The portable handset 10 emits an alarm sound to the witness 12.

図1に示すGPS利用無線式接近警報装置1によれば、クレーンオペレータ8は送電線に接近した際には親機9が自動的に警報音を発報することで、重機4と送電線2の接近を認識することができ、適切な回避操作を採ることが出来る。また、携帯子機10を所有する立会者12は、同時に携帯子機10が警報音を発報するので、重機4と送電線2の接近を認識することができ、オペレータ8が適切な回避操作を採らない場合でも子機10から親機9に対して無線通話により注意を喚起することが出来る。   According to the GPS-based wireless approach warning device 1 shown in FIG. 1, when the crane operator 8 approaches the power transmission line, the base unit 9 automatically issues a warning sound, so that the heavy machine 4 and the power transmission line 2 Can be recognized and appropriate avoidance operations can be taken. The witness 12 who owns the portable handset 10 can simultaneously recognize the approach of the heavy equipment 4 and the power transmission line 2 because the handheld handset 10 issues an alarm sound at the same time. Even when the mobile phone 10 is not used, the handset 10 can alert the base unit 9 by wireless communication.

(GPSシステム)
以下、このGPS利用無線式接近警報装置の各構成要素の詳細について、説明する。先ず、このシステムに採択されているGPSについて簡単に説明すると共に、その測位精度について言及する。
(GPS system)
Hereinafter, details of each component of the GPS-based wireless approach warning device will be described. First, the GPS adopted in this system will be briefly described and the positioning accuracy will be mentioned.

GPSは、人工衛星とGPS受信装置を使って、世界中の全ての位置を測位するシステムである。人工衛星は、高度約2万kmの上空で、傾斜角約55度の6つの軌道に4機づつ配置され、合計24衛星で地球を全てカバーしている。GPSの測位原理は、非常にシンプルである。先ず、位置のはっきりしているGPS衛星AからGPS受信装置が受信した電波の到達時間から、その受信装置はGPS衛星Aから、電波速度×到達時間=距離を半径とする球面上にあることが分かる。同様に、第2の衛星Bからの距離が分かれば、受信装置は2つの球面の交差線である円周上にあることが分かる。同様に、第3の衛星Cからの距離が分かれば、3つの球面の交差点、即ち円周と球面との交差点である2点上にあることが分かる。実際には、その内の1点は地球の表面、他の1点は宇宙の果てに位置することにより、受信装置の場所が三次元で確定される。実際は、更に、4つ目の衛星で距離測定に用いられる時刻の補正を行っている。   GPS is a system that uses an artificial satellite and a GPS receiver to measure all positions in the world. Four artificial satellites are arranged in six orbits at an altitude of about 20,000 km and an inclination of about 55 degrees, covering a total of 24 satellites. The positioning principle of GPS is very simple. First, from the arrival time of a radio wave received by a GPS receiver from a well-positioned GPS satellite A, the receiver may be on a spherical surface having a radius of radio wave speed × arrival time = distance from the GPS satellite A. I understand. Similarly, if the distance from the second satellite B is known, it can be seen that the receiving device is on the circumference that is the intersection line of the two spherical surfaces. Similarly, if the distance from the third satellite C is known, it can be seen that it is on two intersections of three spherical surfaces, that is, the intersections of the circumference and the spherical surface. Actually, one of the points is located on the surface of the earth and the other point is located at the end of the universe, so that the location of the receiving device is determined in three dimensions. Actually, the fourth satellite corrects the time used for distance measurement.

GPSは、米国の開発した軍用システムであるので、SA(選択利用性Selective Availability)と呼ばれる利用制限が設けられ、意図的に測位精度を著しく劣化させた上で公開されていた。この測位精度はときに100mを超えることもあった。2000年5月にはSAが解除され、測位誤差は10m程度まで改善されている。   Since GPS is a military system developed by the United States, a use restriction called SA (Selective Availability) has been provided, and it was released after intentionally degrading the positioning accuracy. This positioning accuracy sometimes exceeded 100 m. SA was canceled in May 2000, and the positioning error has been improved to about 10m.

GPSを利用した測位方法としては、1台のアンテナで受信して測位する単独測位方式と、2台以上の受信機を使用して測位する測位する相対測位方式とがある。前者の単独測位方式では測位誤差は、10m程度である。後者の相対測位方式は、ディファレンシャル測位(DGPS)と干渉測位(RTK)とに分類される。   As a positioning method using GPS, there are a single positioning method in which positioning is performed by receiving with one antenna, and a relative positioning method in which positioning is performed by using two or more receivers. In the former single positioning method, the positioning error is about 10 m. The latter relative positioning method is classified into differential positioning (DGPS) and interference positioning (RTK).

DGPS(Differential GPS)は、予め地上に位置が正確に分かっている場所にGPS受信機を配置し、基準局における測位誤差を求め、基準局は周辺の他のGPS受信局に対して誤差量を送信し、各GPS受信機は測位データをこの誤差量に従って補正することで測位精度を高めている。補正データの送信方法は、中波ビーコンを利用する方式やFM電波を利用する方式が実用化され、前者では衛星位置誤差、衛星時刻誤差及び電離層伝搬誤差を静止衛星経由で放送するWAAS(Wide Area Augmentation System)は米国で実用化されているが、我が国の実用化は宇宙開発事業団による平成15年冬の多目的運輸衛星(MTSAT Multi-purpose Transportation Satellites)の打ち上げが予定されている。また、それまでの間、測位点の近くに独自の仮設基準を設置するプライベートDGPSも提案されている。これにより、SAによる誤差は限りなくゼロに近づけることが可能となる。基準局との距離が近いと誤差1m未満の測位も可能となるが、地形や建物で反射された電波による誤差(マルチパス)、GPS受信機の性能による誤差は、数mであるが未だ残っている。   DGPS (Differential GPS) places a GPS receiver in a location where the position is accurately known in advance and calculates the positioning error at the reference station. The reference station transmits the error amount to other GPS receiving stations in the vicinity. Each GPS receiver increases the positioning accuracy by correcting the positioning data according to the error amount. As the correction data transmission method, a method using a medium wave beacon or a method using FM radio waves has been put into practical use. In the former, a WAAS (Wide Area) that broadcasts a satellite position error, a satellite time error, and an ionospheric propagation error via a geostationary satellite is used. Augmentation System) has been put into practical use in the United States, but Japan's practical use is scheduled to launch MTSAT Multi-purpose Transportation Satellites in the winter of 2003. In the meantime, private DGPS has also been proposed in which an original temporary reference is set near the positioning point. As a result, the error due to SA can be as close to zero as possible. If the distance from the reference station is close, positioning with an error of less than 1 m is possible, but the error due to radio waves reflected by the topography and buildings (multipath), and the error due to the performance of the GPS receiver are several meters, but still remain. Yes.

一方、干渉測位は、2台以上のGPS受信機(既知点に1台以上、未知点に1台以上)を利用し、同時に4機以上の同じGPS衛星を観測する方式である。同じGPS衛星を同時に観測した2台以上のGPS受信機の測定値の差分を用いるので、各種の誤差要因も消去され、百万分の一より良い精度(10kmの距離で1cm以下)で2点間の相対的な位置関係が測定可能となる。   On the other hand, the interference positioning is a method of using two or more GPS receivers (one or more at a known point and one or more at an unknown point) and simultaneously observing four or more of the same GPS satellites. Since the difference between the measured values of two or more GPS receivers that simultaneously observed the same GPS satellite is used, various error factors are eliminated, and two points with better accuracy (parts of 1 cm or less at a distance of 10 km) The relative positional relationship between them can be measured.

干渉測位の主要な測位手法には、スタティック測位、高速スタティック測位、キネマティック測位、リアルタイムキネマティック測位等が実用化されている。   As the main positioning methods of interference positioning, static positioning, high-speed static positioning, kinematic positioning, real-time kinematic positioning, and the like have been put into practical use.

更に、リアルタイムキネマティック測位(Real Time Kinematic-GPS)では、高精度を保つためには、GPS受信機と基準局との距離は最大10kmまでが目安とされている。これを解決するために、GPS受信機の近くに基準局を仮想的に設置するVRS(Virtual Reference Station)と称される仮想基準点方式が開発されている。国土地理院は2002年5月より大都市を中心に200点の電子基準局の観測データの提供を開始し、2003年中には1,200点の電子基準局の観測データの提供を予定している。これにより全国どこでも測位精度を数cmレベルでGPSの利用が可能になる。   Furthermore, in real time kinematic positioning (Real Time Kinematic-GPS), in order to maintain high accuracy, the distance between the GPS receiver and the reference station is set to a maximum of 10 km. In order to solve this, a virtual reference point method called VRS (Virtual Reference Station) in which a reference station is virtually installed near a GPS receiver has been developed. The Geographical Survey Institute started providing observation data of 200 electronic reference stations mainly in large cities in May 2002, and plans to provide observation data of 1,200 electronic reference stations in 2003. . This makes it possible to use GPS with a positioning accuracy of several centimeters anywhere in the country.

本発明者等は、高精度GPSの測位誤差が数cmであれば、送電線とクレーンとの接近警報装置に十分利用可能と判断したのである。   The present inventors have determined that if the positioning error of high-accuracy GPS is several centimeters, it can be sufficiently used for an approach warning device between a transmission line and a crane.

(GPS測位装置)
実際に無線式接近警報装置にGPSを採用して実用化する場合、いずれの方式を採用するかを決定するためには、実用化に見合う測位精度、経済性の観点から検討する必要がある。
(GPS positioning device)
When actually adopting GPS in a wireless approach warning device and putting it to practical use, it is necessary to consider from the viewpoint of positioning accuracy and economic efficiency suitable for practical use in order to decide which method to use.

クレーン先端と送電線との隔離距離は、送電される高電圧によって決められており、送電線の公称電圧が22kVでは3mの離隔距離であり、公称電圧66kVでは4m、公称電圧110kVでは5m、公称電圧220kVでは6mである。無線式接近警報装置における距離測定誤差の設計仕様を仮に離隔距離に対して10%以下とすると、公称電圧22kvでは30cm以下、公称電圧220kVでも60cm以下となる。   The distance between the crane tip and the transmission line is determined by the high voltage transmitted. The transmission line has a nominal voltage of 3 m when the nominal voltage of the transmission line is 22 kV, 4 m at the nominal voltage of 66 kV, and 5 m at the nominal voltage of 110 kV. It is 6 m at a voltage of 220 kV. If the design specification of the distance measurement error in the wireless approach warning device is 10% or less with respect to the separation distance, it becomes 30 cm or less at the nominal voltage 22 kv and 60 cm or less even at the nominal voltage 220 kV.

発明者等が、各測定方式における公称精度、リアルタイム測位の可否及び概略費用を調査した結果を図2に表として示す。   FIG. 2 shows a table of the results of the inventors' investigation of the nominal accuracy, availability of real-time positioning, and approximate cost in each measurement method.

単に測定精度のみから判断するならば干渉測位方式が望ましいが、経済性を加味して工業性を判断すると、現時点ではこの方式を採用することは出来ない。結局、精度を15%以下(公称電圧22kvでも45cm以下)に限定するならば、プライベートGPSが最適となる。   An interference positioning method is desirable if it is determined solely based on measurement accuracy, but this method cannot be employed at this time if industriality is determined in consideration of economy. After all, if the accuracy is limited to 15% or less (45 cm or less even at a nominal voltage of 22 kv), private GPS is optimal.

この場合でも、主たる誤差原因であるマルチパス対策を施すことが望ましい。図3は、本発明者等が検討したマルチパス対策の具体例を説明する図である。GPSアンテナ13の横方向及び下方方向の周囲を円錐状遮蔽板14で囲っている。実験では仰角は約10度とした。実験により、誤差量が垂直成分で30%程度減少することが確認された。これにより、GPSアンテナ13は、GPS衛星11から直接入射する電波のみを受信し、大地、建物等により反射して入射する反射波の受信を防止することが判明した。   Even in this case, it is desirable to take measures against multipath, which is the main cause of error. FIG. 3 is a diagram for explaining a specific example of the multipath countermeasure studied by the present inventors. The GPS antenna 13 is surrounded by a conical shielding plate 14 in the lateral and downward directions. In the experiment, the elevation angle was about 10 degrees. Experiments have confirmed that the error amount is reduced by about 30% in the vertical component. As a result, it has been found that the GPS antenna 13 receives only radio waves directly incident from the GPS satellite 11 and prevents reception of reflected waves incident upon being reflected by the ground, buildings, or the like.

(離隔距離計算の手順)
図4及び図5を参照しながら、本発明者等が開発したGPS利用無線式接近警報装置に採用した送電線−クレーン先端間の距離計算の手順を説明する。
(Separation procedure)
With reference to FIGS. 4 and 5, the procedure for calculating the distance between the transmission line and the tip of the crane employed in the GPS-based wireless approach alarm device developed by the present inventors will be described.

図4に示すように、クレーンの設置位置(図示せず。)の両側の2カ所を決定する。クレーンのブームを最大に伸張したところに位置する送電線端A,Bであることが望ましい。   As shown in FIG. 4, two locations on both sides of the crane installation position (not shown) are determined. It is desirable that the power transmission line ends A and B are located where the crane boom is extended to the maximum.

図5に示すステップS1で、送電線端Aの位置情報を取得する。即ち、送電線端Aの真下に設置したGPS受信機6により、このGPS受信機自体の位置情報(緯度、経度、高さ)を取得する。   In step S1 shown in FIG. 5, the position information of the power transmission line end A is acquired. That is, position information (latitude, longitude, height) of the GPS receiver itself is acquired by the GPS receiver 6 installed directly below the power transmission line end A.

ステップS2で、このGPS受信機に対する送電線端Aの相対的な高さを測定する。即ち、GPS受信機6から送電線端A迄の高さを、例えばレーザ距離計等により求める。ステップS1で測定したPS受信機6の位置情報に、この相対高さを加えることにより、送電線端Aの三次元位置情報を確定することが出来る。送電線端Aの三次元位置情報は、図7のメモリ100に記録される。   In step S2, the relative height of the power transmission line end A with respect to the GPS receiver is measured. That is, the height from the GPS receiver 6 to the power transmission line end A is obtained by, for example, a laser distance meter. By adding this relative height to the position information of the PS receiver 6 measured in step S1, the three-dimensional position information of the transmission line end A can be determined. The three-dimensional position information of the power transmission line end A is recorded in the memory 100 of FIG.

ステップS3で、送電線端Bの位置情報を取得する。即ち、ステップS1と同様に、送電線端Bの真下に設置したGPS受信機6により、このGPS受信機自体の位置情報(緯度、経度、高さ)を取得する。   In step S3, the position information of the power transmission line end B is acquired. That is, the position information (latitude, longitude, height) of the GPS receiver itself is acquired by the GPS receiver 6 installed immediately below the power transmission line end B as in step S1.

ステップS4で、このGPS受信機に対する送電線端Bの相対的な高さを測定する。即ち、ステップS2と同様に、送電線端Bの相対高さを測定し、送電線端Bの三次元位置情報を確定する。送電線端Bの三次元位置情報は、図7のメモリ100に記録される。   In step S4, the relative height of the transmission line end B with respect to the GPS receiver is measured. That is, similarly to step S2, the relative height of the transmission line end B is measured, and the three-dimensional position information of the transmission line end B is determined. The three-dimensional position information of the power transmission line end B is recorded in the memory 100 of FIG.

ステップ5で、作業中に、リアルタイムで、クレーン先端に設置したGPSの位置から送電線までの離隔距離を計算する。なお、先端Aから先端B迄の距離が比較的長い場合には、非線形微分方程式により送電線のたわみを考慮して算出した送電線の近似位置情報を利用してもよい。   In step 5, the distance from the position of the GPS installed at the tip of the crane to the power transmission line is calculated in real time during the work. When the distance from the tip A to the tip B is relatively long, approximate position information of the transmission line calculated by taking into account the deflection of the transmission line by a nonlinear differential equation may be used.

送電線位置決定の代替例として、図5に示す方法を採用することも出来る。図5は、図6のGPS測位装置6のメモリ100に対して、クレーンを使用する地区の地図データを入手する様子を説明する図である。この地図データは、予めCD−ROM、DVD−ROM、あるいはインターネットを通じてメモリ100に取り込むことができる。地図データとしては、例えば図6に示すように、鉄塔h1〜h3の座標が明らかになっていることが好ましい。   As an alternative example of determining the transmission line position, the method shown in FIG. 5 can be adopted. FIG. 5 is a diagram for explaining how the map data of the area where the crane is used is obtained from the memory 100 of the GPS positioning device 6 of FIG. This map data can be taken in the memory 100 in advance through a CD-ROM, a DVD-ROM, or the Internet. As the map data, for example, as shown in FIG. 6, it is preferable that the coordinates of the steel towers h1 to h3 are made clear.

図7は、図1のGPS測位装置6の詳細を説明するブロック図である。GPS測位装置6は、上述した高精度GPSを内蔵したGPSデータ受信回路102と、GPSデータ受信回路に接続されたメモリ(GPSデータ)104と、メモリ(GPSデータ)に接続された座標演算回路106と、地図データが蓄積されたメモリ(送電線端A,B、地図データ)100及び座標演算回路に接続された電線確定回路110と、電線確定回路に接続された距離演算回路116と、距離演算回路に接続されたD/A変換器70と、D/A変換器に接続された直流アンプ37とを有している。   FIG. 7 is a block diagram illustrating details of the GPS positioning device 6 of FIG. The GPS positioning device 6 includes a GPS data receiving circuit 102 incorporating the above-described high-precision GPS, a memory (GPS data) 104 connected to the GPS data receiving circuit, and a coordinate calculation circuit 106 connected to the memory (GPS data). A memory (transmission line ends A and B, map data) 100 in which map data is stored, a wire determination circuit 110 connected to the coordinate calculation circuit, a distance calculation circuit 116 connected to the wire determination circuit, and a distance calculation A D / A converter 70 connected to the circuit and a DC amplifier 37 connected to the D / A converter are included.

GPSデータ受信回路102は、衛星からのGPSデータを受信してメモリ(GPSデータ)104に格納する。   The GPS data receiving circuit 102 receives GPS data from the satellite and stores it in the memory (GPS data) 104.

座標演算回路106は、メモリ104に格納されたGPSデータに基づいてクレーンの先端部5の座標(ワールド座標)を演算する。この場合、クレーンの先端5をCG(コンピュータグラフィック)上のオブジェクトとして捉えた場合、オブジェクトを構成する複数の頂点座標が配列されたオブジェクトデータを作成する。以下、オブジェクトデータを単にクレーンの先端5の座標として説明する。   The coordinate calculation circuit 106 calculates the coordinates (world coordinates) of the tip 5 of the crane based on the GPS data stored in the memory 104. In this case, when the tip 5 of the crane is regarded as an object on CG (computer graphic), object data in which a plurality of vertex coordinates constituting the object are arranged is created. Hereinafter, the object data will be described simply as the coordinates of the tip 5 of the crane.

電線確定回路110は、メモリ100に送電線端A,Bの位置情報が記録されている場合、その間の送電線の座標データ(位置情報)を求める。メモリ100に地図データが記録されている場合、記録された地図データに登録された複数の鉄塔h1〜h3のうち、クレーンの先端5の座標に最も近い位置にある鉄塔h1(第1の鉄塔h1という)の座標を抽出し、この第1の鉄塔h1を中心に該第1の鉄塔h1と関連(送電線がはられたことを意味する。)する両側の鉄塔(第2及び第3の鉄塔h2及びh3という。)の座標データを抽出する。次に、第1の鉄塔h1と第2の鉄塔h2間にはられた第1の送電線112の座標と、第1の鉄塔h1と第3の鉄塔h3間にはられた第2の送電線114の座標を求める。   When the position information of the transmission line ends A and B is recorded in the memory 100, the electric wire determination circuit 110 obtains the coordinate data (position information) of the transmission line between them. When map data is recorded in the memory 100, among the plurality of towers h1 to h3 registered in the recorded map data, the tower h1 (first tower h1) closest to the coordinates of the tip 5 of the crane. And the two steel towers (second and third steel towers) that are related to the first steel tower h1 (meaning that a power transmission line has been connected) with the first steel tower h1 as the center. The coordinate data of h2 and h3) is extracted. Next, the coordinates of the first power transmission line 112 between the first steel tower h1 and the second steel tower h2, and the second power transmission line between the first steel tower h1 and the third steel tower h3. The coordinates of 114 are obtained.

距離演算回路116は、クレーン108の座標と第1の送電線112の座標に基づいてクレーンの先端5から第1の送電線112までの最短距離(第1の最短距離d1)を求めると共に、クレーン108の座標と第2の送電線114の座標に基づいてクレーンの先端5から第2の送電線114までの最短距離(第2の最短距離d2)を求める。第1の最短距離d1と第2の最短距離d2のうち、短い方を今回の距離データとして出力する。   The distance calculation circuit 116 obtains the shortest distance (first shortest distance d1) from the tip 5 of the crane to the first power transmission line 112 based on the coordinates of the crane 108 and the coordinates of the first power transmission line 112, and the crane. Based on the coordinates of 108 and the coordinates of the second power transmission line 114, the shortest distance (second shortest distance d2) from the tip 5 of the crane to the second power transmission line 114 is obtained. The shorter one of the first shortest distance d1 and the second shortest distance d2 is output as the current distance data.

D/A変換器70は、この距離データをアナログ信号(電圧信号)に変換する。このD/A変換器70からの電圧信号は、直流アンプ37に入力され、クレーン先端と最も近い送電線間の距離データを表示する所定の大きさのアナログ電圧となる。   The D / A converter 70 converts this distance data into an analog signal (voltage signal). The voltage signal from the D / A converter 70 is input to the DC amplifier 37, and becomes an analog voltage having a predetermined magnitude for displaying distance data between the crane tip and the nearest transmission line.

(システム構成詳細)
図8は、図1に関連してその概要を説明したGPS利用無線式接近警報装置1の詳細を示すブロック図である。GPS利用無線式接近警報装置1は、GPS測位装置6と、その本体部7と、クレーンオペレータ8が所持する親機(クレーン設置無線機)9とを備え、更に好ましくは、立会者12及び作業者が所持する携帯子機(無線機)10を備えている。図に示すように、携帯子機(無線機)10は、立会者12のみならず現場作業者も所持するように複数台であってよい。親機と子機間及び子機相互間は、無線通信によって、相互通話可能となっている。
(System configuration details)
FIG. 8 is a block diagram showing details of the GPS-based wireless approach warning device 1 whose outline has been described with reference to FIG. The GPS-based wireless approach warning device 1 includes a GPS positioning device 6, a main body 7 thereof, and a parent device (crane-installed wireless device) 9 possessed by a crane operator 8, and more preferably an witness 12 and a work A portable handset (wireless device) 10 possessed by a person is provided. As shown in the figure, there may be a plurality of portable handset devices (wireless devices) 10 so that not only the witness 12 but also field workers can be possessed. Communication between the parent device and the child device and between the child devices is possible through wireless communication.

GPS測位装置6から距離データを表示する所定の大きさのアナログ電圧が、本体部7に送られる。   An analog voltage of a predetermined magnitude for displaying distance data is sent from the GPS positioning device 6 to the main body unit 7.

本体部7は、GPS測位装置6から距離データを表示する所定の大きさのアナログ電圧信号を受けるように、その入力端子の一方が夫々接続された第1及び第2のコンパレータ38,39と、第1及び第2のコンパレータの出力端子に夫々接続された第1及び第2の警報音発生装置40,41と、第1及び第2の警報音発生装置の出力端子に接続された無線機42とを有している。更に、本体部7は、(−)端子を接地した直流電源43と、直流電源の(+)端子に接続された定電圧回路44と、定電圧回路から給電される第1及び第2の警報設定装置45,46とを有し、第1及び第2の警報設定装置の出力端子は第1及び第2のコンパレータ38,39の他方の入力端子に夫々接続されている。定電圧回路44は、各増幅回路、無線機等に対しても給電している。   The main unit 7 has first and second comparators 38 and 39 to which one of its input terminals is connected so as to receive an analog voltage signal of a predetermined magnitude for displaying distance data from the GPS positioning device 6, First and second alarm sound generating devices 40 and 41 connected to output terminals of the first and second comparators, respectively, and a radio 42 connected to the output terminals of the first and second alarm sound generating devices. And have. Further, the main body 7 includes a DC power supply 43 with the (−) terminal grounded, a constant voltage circuit 44 connected to the (+) terminal of the DC power supply, and first and second alarms fed from the constant voltage circuit. The output terminals of the first and second alarm setting devices are connected to the other input terminals of the first and second comparators 38 and 39, respectively. The constant voltage circuit 44 supplies power to each amplifier circuit, wireless device, and the like.

本体部7は、例えば、各種検証試験に便利なように、好ましくは、更に、GPS測位装置6の出力端子に接続された電圧計47と、第1及び第2の警報音発生装置40,41の出力端子に接続されたオーディオアンプ48と、オーディオアンプに接続された本体内蔵スピーカー49とを有している。なお、電圧計47は、液晶表示の場合には外部からの天候(入射光等の影響)により表示が判読しにくいことがある。従って、例えば、7セグメントLED表示等を採用することが好ましい。   For example, the main body 7 is preferably further connected to an output terminal of the GPS positioning device 6 and the first and second alarm sound generating devices 40 and 41 so as to be convenient for various verification tests. Audio amplifier 48 connected to the output terminal, and a built-in speaker 49 connected to the audio amplifier. In the case of a liquid crystal display, the voltmeter 47 may be difficult to read due to external weather (influence of incident light or the like). Therefore, for example, it is preferable to adopt a 7-segment LED display or the like.

本体部7は、好ましくは、更に、直流アンプ37の出力端子に接続されたバッファアンプ50と、バッファアンプの出力端子に接続されたV−F変換装置51とを有し、V−F変換装置の出力は、第1及び第2の警報音発生装置40,41の出力と選択的に切り替え可能な状態で、無線機42に接続される。   The main body 7 preferably further includes a buffer amplifier 50 connected to the output terminal of the DC amplifier 37 and a VF converter 51 connected to the output terminal of the buffer amplifier. Is connected to the radio device 42 in a state that can be selectively switched with the outputs of the first and second alarm sound generation devices 40 and 41.

本体部7は、好ましくは、更に、無線機42及び直流アンプ37の出力端子に接続されたプリセット設定装置52を有する。プリセット設定装置の2つの出力53,54は、第1及び第2の警報設定装置45,46の出力と選択的に切り替え可能な状態で、第1及び第2のコンパレータ38,39の他方の入力端子に夫々接続されている。   The main body 7 preferably further includes a preset setting device 52 connected to the output terminals of the radio device 42 and the DC amplifier 37. The two outputs 53 and 54 of the preset setting device are selectively switchable with the outputs of the first and second alarm setting devices 45 and 46, and the other input of the first and second comparators 38 and 39. Each is connected to a terminal.

なお、GPS測位装置6と本体部7の境界は便宜的なものであり、GPS測位装置6を構成する要素の内、例えば、D/A変換器70、直流アンプ37等を本体部7の構成要素としてもよい
親機(クレーン設置無線機)9は、本体部7の無線機42からの警報信号を受信する第1の無線機16と、第1の無線機に接続され、作業者14及び立会者12が夫々所持する第3の無線機10に警報信号を送信する第2の無線機17とを有している。第2の無線機17は、クレーンオペレータ8に警報信号を音声通報する内蔵スピーカー55をもっている。
Note that the boundary between the GPS positioning device 6 and the main unit 7 is convenient, and the components of the GPS positioning device 6 include, for example, a D / A converter 70, a DC amplifier 37, and the like. The master unit (crane installation radio unit) 9 that may be an element is connected to the first radio unit 16 that receives an alarm signal from the radio unit 42 of the main body unit 7 and the first radio unit. The witness 12 has a second radio device 17 that transmits an alarm signal to the third radio device 10 possessed by each person. The second wireless device 17 has a built-in speaker 55 for voice notification of an alarm signal to the crane operator 8.

各子機10は、親機9の第2の無線機17からの警報信号を受信すると共に、子機相互間及び親機との間で常時通話可能な無線機である。   Each child device 10 is a wireless device that can receive an alarm signal from the second wireless device 17 of the parent device 9 and can always communicate with each other and between the child devices.

(受信警報手段(親機))
GPS測位装置6からの距離データを表示する所定の大きさのアナログ電圧信号は、電圧計47へ表示されると共に、並列接続された第1警報用コンパレータ38の一方の入力端子及び第2の警報用コンパレータ39の一方の入力端子に、入力される。第1及び第2警報用コンパレータ38,39の他方の入力端子に対しては、第1及び第2警報設定装置45,46により第1及び第2の警報発報レベルに設定した基準電圧が接続されている。その結果、各コンパレータは、設定された基準電圧と増幅された直流信号とを比較し、増幅された直流信号が設定された警報発報レベル以上の時、警報信号を出力する。
(Receive alarm means (base unit))
An analog voltage signal having a predetermined magnitude for displaying the distance data from the GPS positioning device 6 is displayed on the voltmeter 47 and one input terminal of the first alarm comparator 38 and the second alarm connected in parallel. Is input to one input terminal of the comparator 39. The other input terminals of the first and second alarm comparators 38 and 39 are connected to the reference voltage set at the first and second alarm level by the first and second alarm setting devices 45 and 46. Has been. As a result, each comparator compares the set reference voltage with the amplified DC signal, and outputs an alarm signal when the amplified DC signal is equal to or higher than the set alarm alert level.

即ち、増幅された直流信号が第1の警報レベル未満の時はいずれのコンパレータからも出力されず、第1の警報レベル以上で第2の警報レベル未満の時は第1警報用コンパレータ38のみ出力し、第2の警報レベル以上の時は第2の警報用コンパレータ39から出力される。この場合、第2の警報用コンパレータ39の出力は、第1警報音発生装置40に不作動信号(Disable)を送り、第1警報音発生装置40からの警報音の発生を停止する。   That is, when the amplified DC signal is lower than the first alarm level, it is not output from any comparator, and when it is higher than the first alarm level and lower than the second alarm level, only the first alarm comparator 38 is output. When it is equal to or higher than the second alarm level, it is output from the second alarm comparator 39. In this case, the output of the second alarm comparator 39 sends a non-operation signal (Disable) to the first alarm sound generator 40 and stops the generation of the alarm sound from the first alarm sound generator 40.

好ましくは、第1の警報用コンパレータ38から出力されたアラーム信号が第1警報音発生装置40に入力されると、第1警報音発生装置は断続音である警報信号を発生する。好ましくは、第2の警報用コンパレータ39から出力されたアラーム信号が第2警報音発生装置41に入力されると、第1警報音発生装置40からの警報信号を停止した上で、第2警報音発生装置41は連続音である警報信号を発生する。   Preferably, when the alarm signal output from the first alarm comparator 38 is input to the first alarm sound generator 40, the first alarm sound generator generates an alarm signal that is an intermittent sound. Preferably, when the alarm signal output from the second alarm comparator 39 is input to the second alarm sound generating device 41, the alarm signal from the first alarm sound generating device 40 is stopped, and then the second alarm is output. The sound generator 41 generates an alarm signal that is a continuous sound.

この警報音2段階方式の必要性及び利点について説明する。警報音が1段階の場合、警報音発報の後、人為的な理由でクレーン操作停止までのタイムラグが発生した場合、接近限界距離以内に接近してしまうおそれがある。そこで、警報音を、例えば注意位置(接近限界距離+2m)で第1警報(注意警報)と接近限界位置(接近限界距離)で第2警報(警告警報)との組み合わせにすることにより、クレーン操作停止までのタイムラグに対処することが出来る。   The necessity and advantage of this alarm sound two-stage method will be described. When the warning sound is in one stage, if a time lag occurs until the crane operation is stopped due to an artificial reason after the warning sound is issued, there is a risk of approaching within the approach limit distance. Therefore, for example, by combining the alarm sound with the first alarm (caution alarm) at the caution position (approach limit distance +2 m) and the second alarm (warning alarm) at the approach limit position (approach limit distance), the crane operation It is possible to deal with the time lag until the stop.

これら警報信号は、オーディオアンプ48で増幅され、本体内蔵スピーカー49から断続音又は連続音の警報としてクレーンオペレータ8に向けて音声出力される。   These alarm signals are amplified by the audio amplifier 48, and are output to the crane operator 8 as an intermittent or continuous alarm from the built-in speaker 49.

好ましくは、本実施形態に係る無線式接近警報装置1は、クレーンオペレータ8に向けた警報音の出力に加えて、警報信号を子機10に対してリアルタイムで送信するようになっている。そのため、第1又は第2警報音発生装置40,41からの警報信号は、本体部7に内蔵された無線機42へ入力し、送信電波に警報信号を乗せて、クレーン4のオペレータルーム11に設置された第1無線機16に向けて送信する。なお、本体部7に内蔵された無線機42としては、例えば、同時通話型特定小電力無線機が使用でき、この場合、第1又は第2警報音発生装置40,41からの警報信号は同時通話型特定小電力無線機のマイク端子へ入力することが出来る。   Preferably, the wireless approach alarm device 1 according to the present embodiment is configured to transmit an alarm signal to the child machine 10 in real time in addition to an alarm sound output to the crane operator 8. Therefore, the alarm signal from the first or second alarm sound generation device 40, 41 is input to the radio device 42 built in the main body 7, and the alarm signal is put on the transmitted radio wave to the operator room 11 of the crane 4. It transmits toward the installed first wireless device 16. For example, a simultaneous call type specific low power radio can be used as the radio 42 built in the main body 7. In this case, the alarm signals from the first or second alarm sound generators 40 and 41 are simultaneously transmitted. It is possible to input to the microphone terminal of the call type specified low power radio.

オペレータルームに設置された第1の無線機16は、この警報信号を音声信号に変換した上で第2の無線機17に入力し、第2の無線機では内蔵スピーカー55から警報信号がクレーンオペレータ8に向けて、断続音又は連続音として音声出力(発報)される。同時に、第2の無線機17は、作業者及び立会者12が夫々所持する第3の無線機10に向けて警報信号を送信し、第3の無線機ではヘッドセットのスピーカーから警報音が作業者及び立会者12に向けて断続音又は連続音として音声出力(発報)される。   The first radio 16 installed in the operator room converts this alarm signal into an audio signal and then inputs it to the second radio 17. In the second radio, the alarm signal is sent from the built-in speaker 55 to the crane operator. 8 is output (reported) as an intermittent sound or a continuous sound. At the same time, the second radio unit 17 transmits an alarm signal to the third radio unit 10 possessed by the worker and the witness 12 respectively, and in the third radio unit, the alarm sound works from the headset speaker. A voice is output (reported) as an intermittent sound or a continuous sound toward the person and the witness 12.

なお、警報音の音量レベル及び無線通話の音量レベルはいずれも調節可能となっている。従って、警報音が発報している時でも、確実に無線通話することが可能である。
[第2の実施形態]
GPS利用した無線式接近警報装置は、ロボット工学等で用いられる干渉領域の概念を導入して構成することもできる。
Note that both the volume level of the alarm sound and the volume level of the wireless call can be adjusted. Therefore, it is possible to make a wireless call reliably even when an alarm sound is generated.
[Second Embodiment]
A wireless approach warning device using GPS can be configured by introducing the concept of an interference region used in robotics or the like.

第1の実施形態と同様に、図7のメモリ100に対して、送電線端A,Bの位置情報又はクレーンを使用する地区の地図データを記録する。この位置情報は、図4に関連して説明したものであり、地図データは、図6に関連して説明したように、CD−ROM、DVD−ROM、あるいはインターネットを通じてメモリ100に取り込むことができる。地図データとしては、鉄塔h1〜h3の座標が明らかになっていることが好ましい。   Similar to the first embodiment, the location information of the transmission line ends A and B or the map data of the district where the crane is used is recorded in the memory 100 of FIG. This position information has been explained in relation to FIG. 4, and the map data can be taken into the memory 100 through CD-ROM, DVD-ROM, or the Internet, as explained in relation to FIG. . As map data, it is preferable that the coordinates of the steel towers h1 to h3 are made clear.

図9に示すGPS測位装置16は、上述した高精度GPSを内蔵したGPSデータ受信回路102と、GPSデータ受信回路に接続されたメモリ(GPSデータ)104と、メモリ(GPSデータ)に接続された座標演算回路106と、送電線端A,Bの位置情報又は地図データが蓄積されたメモリ100及び座標演算回路に接続された電線確定回路110と、電線確定回路に接続された第1及び第2干渉領域設定回路130,132と、メモリ(GPSデータ)104及び第1干渉領域設定回路130の出力を比較して駆動信号Sd1,Sd1を出力する第1比較回路134と、メモリ(GPSデータ)104及び第2干渉領域設定回路132の出力を比較して駆動信号Sd1,Sd2を出力する第1比較回路136とを有する。   The GPS positioning device 16 shown in FIG. 9 is connected to the GPS data receiving circuit 102 incorporating the high-precision GPS described above, the memory (GPS data) 104 connected to the GPS data receiving circuit, and the memory (GPS data). The coordinate calculation circuit 106, the memory 100 in which the position information or map data of the power transmission line ends A and B is stored, the wire determination circuit 110 connected to the coordinate calculation circuit, and the first and second connected to the wire determination circuit The first comparison circuit 134 that compares the interference area setting circuits 130 and 132 with the outputs of the memory (GPS data) 104 and the first interference area setting circuit 130 and outputs the drive signals Sd1 and Sd1, and the memory (GPS data) 104 And a first comparison circuit 136 that compares the outputs of the second interference region setting circuit 132 and outputs drive signals Sd1 and Sd2.

GPSデータ受信回路102は、GPSデータを受信してメモリ104に格納する。   The GPS data receiving circuit 102 receives GPS data and stores it in the memory 104.

座標演算回路106は、メモリ(GPSデータ)104に格納されたGPSデータに基づいてクレーンの先端部5の座標(ワールド座標)を演算する。図10を参照しながら具体的に説明すると、電線確定回路110は、メモリ100に送電線端A,Bが記録されている場合には、その間の送電線の座標を求める。メモリに地図データが記録されている場合には、記録された地図データに登録された複数の鉄塔h1〜h3のうち、クレーン108の座標に最も近い位置にある第1の鉄塔h1の座標を抽出し、この第1の鉄塔h1を中心に該第1の鉄塔h1と関連する第2及び第3の鉄塔h2及びh3の座標データを抽出する。第1の鉄塔h1と第2の鉄塔h2間にはられた第1の送電線112の座標と、第1の鉄塔h1と第3の鉄塔h3間にはられた第2の送電線114の座標を求める。前述したように、送電線のたるみを考慮して座標を求めてもよい。   The coordinate calculation circuit 106 calculates the coordinates (world coordinates) of the tip 5 of the crane based on the GPS data stored in the memory (GPS data) 104. Specifically, with reference to FIG. 10, when the power transmission line ends A and B are recorded in the memory 100, the wire determination circuit 110 obtains the coordinates of the power transmission line between them. When the map data is recorded in the memory, the coordinates of the first tower h1 that is closest to the coordinates of the crane 108 are extracted from the plurality of towers h1 to h3 registered in the recorded map data. Then, the coordinate data of the second and third steel towers h2 and h3 related to the first steel tower h1 are extracted around the first steel tower h1. The coordinates of the first power transmission line 112 between the first steel tower h1 and the second steel tower h2, and the coordinates of the second power transmission line 114 between the first steel tower h1 and the third steel tower h3. Ask for. As described above, the coordinates may be obtained in consideration of the slack of the transmission line.

第1の干渉領域設定回路130は、第1の送電線112を中心とし、かつ、第1の半径r1を有する円柱状の第1の干渉領域118の座標(第1の干渉領域118を特定する複数の座標群を示す。)と、第1の送電線112を中心とし、かつ、第2の半径r2(r2<r1)を有する円柱状の第2の干渉領域120の座標(第2の干渉領域120を特定する複数の座標群を示す。)を求める。   The first interference area setting circuit 130 specifies the coordinates of the cylindrical first interference area 118 centered on the first power transmission line 112 and having the first radius r1 (the first interference area 118 is specified). A plurality of coordinate groups), and the coordinates (second interference) of the cylindrical second interference region 120 centered on the first power transmission line 112 and having the second radius r2 (r2 <r1). A plurality of coordinate groups specifying the region 120 are shown.).

第2の干渉領域設定回路132は、第2の送電線114を中心とし、かつ、第1の半径r1を有する円柱状の第3の干渉領域124の座標(第3の干渉領域124を特定する複数の座標群を示す。)と、第2の送電線114を中心とし、かつ、第2の半径r2(r2<r1)を有する円柱状の第4の干渉領域126の座標(第4の干渉領域126を特定する複数の座標群を示す。)を求める。なお、この際、クレーン108が接触する可能性がある範囲の送電線部分のみに限定し、更にこの送電線部分のたるみ、風による変位等を考慮して各干渉領域を設定することが好ましい。   The second interference area setting circuit 132 specifies the coordinates (third interference area 124) of the cylindrical third interference area 124 centered on the second power transmission line 114 and having the first radius r1. A plurality of coordinate groups), and coordinates (fourth interference) of a cylindrical fourth interference region 126 centered on the second power transmission line 114 and having a second radius r2 (r2 <r1). A plurality of coordinate groups specifying the region 126 are shown.). At this time, it is preferable to limit the power transmission line portion to a range where the crane 108 may come into contact, and further set each interference region in consideration of slack of the power transmission line portion, displacement due to wind, and the like.

第1の比較回路134は、クレーンの先端5の座標と第1の干渉領域118の座標とを比較して、クレーンの先端5が第1の干渉領域118内に進入したか否かを判別する。進入していれば、図8の第1警報音発生装置40に駆動信号Sd1を出力する。   The first comparison circuit 134 compares the coordinates of the crane tip 5 and the coordinates of the first interference region 118 to determine whether or not the crane tip 5 has entered the first interference region 118. . If it has entered, the drive signal Sd1 is output to the first alarm sound generator 40 of FIG.

クレーンの先端5の座標と第2の干渉領域120の座標とを比較して、クレーンが第2の干渉領域120内に進入したか否かを判別する。進入していれば、図4の第2警報音発生装置41に駆動信号Sd2を出力する。   The coordinates of the crane tip 5 and the coordinates of the second interference area 120 are compared to determine whether or not the crane has entered the second interference area 120. If the vehicle has entered, the drive signal Sd2 is output to the second alarm sound generator 41 of FIG.

第2の比較回路136は、クレーンの先端5の座標と第3の干渉領域124の座標とを比較して、クレーンが第3の干渉領域124内に進入したか否かを判別する。進入していれば、図8の第1警報音発生装置40に駆動信号Sd1を出力する。   The second comparison circuit 136 compares the coordinates of the tip 5 of the crane with the coordinates of the third interference area 124 to determine whether or not the crane has entered the third interference area 124. If it has entered, the drive signal Sd1 is output to the first alarm sound generator 40 of FIG.

クレーンの先端5の座標と第4の干渉領域126の座標とを比較して、クレーンが第4の干渉領域126内に進入したか否かを判別する。進入していれば、図4の第2警報音発生装置41に駆動信号Sd2を出力する。   The coordinates of the tip 5 of the crane and the coordinates of the fourth interference area 126 are compared to determine whether or not the crane has entered the fourth interference area 126. If the vehicle has entered, the drive signal Sd2 is output to the second alarm sound generator 41 of FIG.

このようにして、図8のGPS利用無線式接近警報装置の回路ブロックのほとんどを利用して、第2の実施形態を構成することが出来る。
[システム構成の付加的機能]
本実施形態に係る無線式接近警報装置1は、上述した機能に加えて、以下に述べる2つの付加的機能を有している。上述したシステム構成において、第1は、GPS測位装置6からの距離データを表示する所定の大きさのアナログ電圧信号を測定する機能であり(図11参照)、第2は、システムの使用前の警報地点設定機能である(以下、「警報音発報のプリセット方式」ともいう。)(図12参照)。なお、図11及び図12に示すシステム構成では、これらの機能に関連する要素を、図を簡単にするために一部省略していること承知されたい。
In this way, the second embodiment can be configured by using most of the circuit blocks of the GPS-based wireless proximity alarm device of FIG.
[Additional functions of system configuration]
The wireless proximity alarm device 1 according to the present embodiment has the following two additional functions in addition to the functions described above. In the system configuration described above, the first is a function of measuring an analog voltage signal having a predetermined size for displaying distance data from the GPS positioning device 6 (see FIG. 11 ), and the second is a function before use of the system. This is an alarm location setting function (hereinafter also referred to as “alarm sound alert preset method”) (see FIG. 12 ). It should be noted that in the system configuration shown in FIGS. 11 and 12 , elements related to these functions are partially omitted for the sake of simplicity.

第1の付加的機能である、GPS測位装置6からの距離データを表示する所定の大きさのアナログ電圧信号を測定する機能について説明する。GPS測位装置6からのアナログ電圧信号は電圧計47に表示される。しかし、実地試験では、送電線は、地上高数十mに存在し、クレーン4のブーム15をその高さまで上げると、電圧計47の表示を直読することが出来ない。   A function of measuring an analog voltage signal having a predetermined magnitude for displaying distance data from the GPS positioning device 6 as a first additional function will be described. The analog voltage signal from the GPS positioning device 6 is displayed on the voltmeter 47. However, in the field test, the transmission line exists at a height of several tens of meters above ground, and when the boom 15 of the crane 4 is raised to the height, the display of the voltmeter 47 cannot be read directly.

そこで、図11に示すように、増幅された直流信号を測定する機能は、GPS測位装置6の後段に接続されたバッファアンプ50と、バッファアンプに接続されたV−F変換装置51と、V−F変換装置の出力と第1及び第2の警報音発生装置40,41の出力とを選択的に無線機に接続する切り替えスイッチ57とで構成される。また、本体部内蔵の無線機42からの周波数変換信号を受信する無線機58が別途用意され、この無線機には、周波数カウンタ59が接続される。   Therefore, as shown in FIG. 11, the function of measuring the amplified DC signal includes the buffer amplifier 50 connected to the rear stage of the GPS positioning device 6, the VF converter 51 connected to the buffer amplifier, and the V A switch 57 that selectively connects the output of the F converter and the outputs of the first and second alarm sound generators 40 and 41 to the radio device. Further, a radio 58 that receives a frequency conversion signal from the radio 42 built in the main body is separately prepared, and a frequency counter 59 is connected to the radio.

GPS測位装置6からのアナログ電圧信号は、バッファアンプ50の前後で影響が出ないように処理された後、V−F変換装置51により対応する周波数に変換され、本体部内蔵の無線機42のマイク端子に入力される。この場合、第1又は第2警報音発生装置40,41からの警報信号と、V−F変換装置51からの周波数変換信号とが、同時に無線機42に入力されると、お互いの信号が干渉して、正規信号を適切に得ることが不可能になるため、本実施形態に係るシステムでは、警報信号及び周波数変換信号のいずれか一方を選択的に無線機に入力するスイッチ57をもっている。   The analog voltage signal from the GPS positioning device 6 is processed so as not to affect before and after the buffer amplifier 50, and then converted into a corresponding frequency by the V-F conversion device 51, and the radio unit 42 with a built-in main unit is used. Input to the microphone terminal. In this case, when the alarm signal from the first or second alarm sound generation device 40, 41 and the frequency conversion signal from the VF converter 51 are simultaneously input to the radio 42, the signals interfere with each other. Thus, since it becomes impossible to properly obtain a regular signal, the system according to the present embodiment has a switch 57 that selectively inputs one of an alarm signal and a frequency conversion signal to the wireless device.

その後、本体部内蔵の無線機42から送信された周波数変換信号を無線機58にて受信し、これに接続された周波数カウンタ59で周波数をカウントすることで、電圧計47の表示を見ることなく、GPS測位装置6からのアナログ電圧信号を測定することが出来る。   Thereafter, the frequency conversion signal transmitted from the radio unit 42 built in the main body is received by the radio unit 58, and the frequency is counted by the frequency counter 59 connected thereto, so that the display of the voltmeter 47 is not seen. The analog voltage signal from the GPS positioning device 6 can be measured.

第2の付加的機能である、図12に示すシステムの使用前の設定機能について説明する。従来の電界検出器は、送電線への接近を検出するようなことを目的としていないため、製品製造時に警報音を発生したり、更に警報音発生点を変更するような機構は設けられていなかった。   A setting function before use of the system shown in FIG. 12, which is a second additional function, will be described. Since the conventional electric field detector is not intended to detect the approach to the power transmission line, there is no mechanism for generating an alarm sound or changing the alarm sound generation point at the time of product manufacture. It was.

しかし、通常、各種測定器は測定結果の信頼性を確認するために、使用前に測定器の設定作業が行われる。これをヒントにして、本実施形態に係る無線式接近警報装置1においても、使用前の設定作業を実行できる機能が組み込まれている。具体的には、送電線から或る任意の距離にクレーンのブーム15を操作して停止し、警報音発報点をオペレータルーム等から設定できる機能を組み込むことで、その距離において必ず警報音が発報するようにしている。設定作業は、送電線からの距離を変えて、第1の警報音レベルの場合及び第2の警報音レベルの場合について、順次実行される。   However, in general, in order to confirm the reliability of measurement results, various measuring instruments are set up before use. With this as a hint, the wireless approach warning device 1 according to the present embodiment also incorporates a function capable of performing setting work before use. Specifically, by operating the crane boom 15 at a certain arbitrary distance from the power transmission line and stopping it, and incorporating a function that can set the alarm sound reporting point from the operator room or the like, an alarm sound is always generated at that distance. I am trying to report. The setting operation is sequentially performed for the first alarm sound level and the second alarm sound level by changing the distance from the power transmission line.

このシステムの使用前の警報地点プリセット機能は、図12に示すように、別途用意された無線機60と、これに接続されたプリセット設定装置61と、この無線機60からのプリセット信号を受信する本体部内蔵の無線機42と、プリセット設定装置52と、第1及び第2警報設定装置45,46とプリセット設定装置52との出力を選択的に第1及び第2のコンパレータ38,39に接続する切り替えスイッチ62とで構成される。   As shown in FIG. 12, the alarm point preset function before use of this system receives a radio 60 prepared separately, a preset setting device 61 connected thereto, and a preset signal from the radio 60. The outputs of the radio 42 built in the main body, the preset setting device 52, the first and second alarm setting devices 45 and 46, and the preset setting device 52 are selectively connected to the first and second comparators 38 and 39. And a change-over switch 62 to be configured.

先ず、切り替えスイッチ62により、プリセット設定装置52の出力が、第1及び第2のコンパレータ38,39の他方の入力端子に接続されるように切り替える。この状態で、送電線に対してクレーンのブーム15を警報音を発報させたい位置まで接近操作し停止した後、プリセット設定装置61の各警報設定ボタンを押すことにより、無線機60からプリセット信号を本体部内蔵の無線機42に向けて送信する。プリセット信号を受信した本体部内蔵の無線機42からプリセット設定装置52に対して各警報設定信号が送られ、各警報設定信号を受け取ったプリセット設定装置52は、その時点における検出信号(直流アンプからの出力信号)を保持する。この設定作業は、第1警報音及び第2警報音に関して、送電線とクレーンのブーム間の距離を変えて順次行われる。   First, the changeover switch 62 switches the output of the preset setting device 52 so that it is connected to the other input terminal of the first and second comparators 38 and 39. In this state, the crane boom 15 is approached to the position where the alarm sound is to be generated and stopped with respect to the power transmission line, and then the preset signal is transmitted from the radio 60 by pressing each alarm setting button of the preset setting device 61. Is transmitted to the wireless device 42 built in the main body. Receiving the preset signal, each alarm setting signal is sent to the preset setting device 52 from the radio device 42 built in the main body, and the preset setting device 52 that has received each alarm setting signal receives the detection signal (from the DC amplifier) at that time. Output signal). This setting operation is sequentially performed for the first alarm sound and the second alarm sound by changing the distance between the power transmission line and the crane boom.

このような設定作業を行う事により、第1、及び第2警報レベルに設定された電圧が第1、及び第2コンパレータの基準電圧として入力される。   By performing such setting work, the voltages set at the first and second alarm levels are input as the reference voltages for the first and second comparators.

GPS測位装置6からのアナログ電圧信号と基準電圧が比較され、アナログ電圧信号が基準電圧以上になった時(即ち、第1、及び第2警報レベルとして予め、クレーンブーム15を接近させてプリセットした各位置に到達した時)、各コンパレータ38,39から警報信号が第1、又は第2警報音発生装置40,41に送られ、各々の警報音が発報される。   The analog voltage signal from the GPS positioning device 6 is compared with the reference voltage, and when the analog voltage signal is equal to or higher than the reference voltage (that is, preset with the crane boom 15 approached in advance as the first and second alarm levels). When each position is reached), an alarm signal is sent from each comparator 38, 39 to the first or second alarm sound generator 40, 41, and each alarm sound is issued.

つまり、プリセット設定装置52が第1、及び第2警報設定装置の代わりとなって動作し、第1、及び第2警報レベルに設定された電圧は無線機60に接続されたプリセット設定装置61からプリセット信号を送出するまで保持されている。
[本実施形態の利点及び代替手段]
(利点)
本実施形態に係るGPS利用無線式接近警報装置では、次のような利点がある。
That is, the preset setting device 52 operates in place of the first and second alarm setting devices, and the voltages set at the first and second alarm levels are obtained from the preset setting device 61 connected to the radio 60. Holds until a preset signal is sent.
[Advantages and Alternatives of this Embodiment]
(advantage)
The GPS-based wireless approach warning device according to the present embodiment has the following advantages.

(i)従来の立会者による目視確認と口頭による無線伝達のシステムに比較して、本実施形態によれば接近を自動的に感知してクレーンオペレータに対して警報音を発報するシステムを採用することで、信頼性の向上が図れる。     (i) Compared to the conventional visual confirmation and verbal wireless transmission system by witnesses, this embodiment adopts a system that automatically detects the approach and issues an alarm sound to the crane operator. By doing so, the reliability can be improved.

(ii)送電線と重機の接近検知にGPSを採用したシステムは、従来技術には存在しなかった技術と判断している。     (ii) A system that employs GPS for detecting the approach between transmission lines and heavy machinery is judged to be a technology that did not exist in the prior art.

(iii)GPS測位装置で検出し生成した警報信号が、自動的に且つリアルタイムで、クレーンオペレータ及び立会者に(必要なら、現場作業者に対しても)伝達されることになる。こうして、接近確認から操作停止までのタイムラグを大幅に減少することが出来た。     (iii) The alarm signal detected and generated by the GPS positioning device is automatically and in real time transmitted to the crane operator and the witness (and to the field worker if necessary). Thus, the time lag from the approach confirmation to the operation stop could be greatly reduced.

(iv)警報音2段階方式の採用により、人為的な理由によるクレーン操作停止までのタイムラグに対処することが出来る。     (iv) By adopting the two-step alarm sound system, it is possible to cope with the time lag until the crane operation is stopped due to artificial reasons.

(v)第2の付加的機能(警報音発報のプリセット方式)により、警報が発報する距離を、作業毎に設定できるので、各作業現場に応じた最適な警戒環境を実現することが出来る。     (v) The second additional function (preset method for alarm sound alert) can set the distance at which the alarm is triggered for each work, so that it is possible to realize an optimal alert environment according to each work site. I can do it.

(vi)従来のシステムである親機と子機間の通話状態に対して、本実施形態では警報音が強制的に割り込んでくるので、会話中や作業中であっても警報音の聞き漏らしがない。     (vi) In the present embodiment, an alarm sound is forcibly interrupted with respect to a call state between a parent device and a child device, which is a conventional system, so that the alarm sound is not heard even during a conversation or work. Absent.

(代替手段)
上述した実施形態は、本発明に係るGPS利用無線式接近警報装置の一例であり、これに限定されない。当業者のなし得る種々の変更、改変、改良は、いずれも本発明に係る無線式接近警報装置に含まれる。これら変更、改変、改良として、次のものが含まれる。
(Alternative means)
Embodiment mentioned above is an example of the GPS utilization radio | wireless proximity alarm device which concerns on this invention, and is not limited to this. Various changes, modifications, and improvements that can be made by those skilled in the art are all included in the wireless proximity alarm device according to the present invention. These changes, modifications and improvements include the following.

(a)本実施形態に係るGPS利用無線式接近警報装置では、GPS測位装置6及びその本体部7から親機9に対して警報信号が送信され、次に、親機9から子機10へこの警報信号が送信されている。しかし、これに限定されない。本発明では、代替的に、GPS測位装置6及びその本体部7から、親機9及び子機10に対して、同時に警報信号を送信するように変更することも容易に出来る。     (a) In the GPS-based wireless approach warning device according to the present embodiment, a warning signal is transmitted from the GPS positioning device 6 and its main body 7 to the parent device 9, and then from the parent device 9 to the child device 10. This alarm signal is transmitted. However, it is not limited to this. In the present invention, alternatively, the GPS positioning device 6 and its main body 7 can be easily changed so as to simultaneously transmit an alarm signal to the parent device 9 and the child device 10.

(b)本実施形態に係るGPS利用無線式接近警報装置では、2段階警報方式を採用している。しかし、これに限定されない。これを1段階或いは3段階以上の警報方式に変更することも容易になしえる。図4に示す回路ブロックにおいて、本質的には、第1警報設定装置、第1のコンパレータ及び第1警報音発生装置の組み合わせを、並列的に所望の組数だけ設けることにより、所望の多段階警報方式とすることが出来る。     (b) The GPS-based wireless approach warning device according to this embodiment employs a two-stage warning method. However, it is not limited to this. It is also possible to easily change this to one or three or more alarm systems. In the circuit block shown in FIG. 4, essentially, a desired multi-stage is obtained by providing a desired number of combinations of the first alarm setting device, the first comparator and the first alarm sound generating device in parallel. An alarm system can be used.

(c)本実施形態に係る無線式接近警報装置では、警報出力方式として、音声出力方式を採用している。しかし、これに限定されない。出力方式として、例えば、光、振動等を採用することも出来る。     (c) The wireless approach alarm device according to the present embodiment employs a voice output system as the alarm output system. However, it is not limited to this. As the output method, for example, light, vibration or the like can be adopted.

(d)本実施形態に係る無線式接近警報装置では、音声出力方式による警報を採用している。今後、接近感知及び警報発生装置から発せられる警報信号に基づいて、重機(クレーン)のブームの操作信号を遮断等することによるブームの自動停止機構を備えることも考えられる。更に、ブームの送電線方向への移動を操作する信号のみを選択的に遮断等することによりブームの安全操作保証機構を備えることも考えられる。     (d) The wireless approach warning device according to the present embodiment employs a voice output type warning. In the future, it is conceivable to provide a boom automatic stop mechanism by blocking the operation signal of the boom of a heavy machine (crane) based on an alarm signal issued from the approach detection and alarm generation device. Furthermore, it is conceivable to provide a boom safe operation guarantee mechanism by selectively blocking only a signal for operating the movement of the boom in the direction of the power transmission line.

このように、本発明の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されないことを承知されたい。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。   Thus, it should be understood that the technical scope of the present invention is not limited to the description of the embodiments. The technical scope of the present invention is defined based on the description of the appended claims.

図1は、本実施形態に係るGPS利用無線式接近警報装置1のシステム構成の全体的な概要を説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an overall outline of the system configuration of a GPS-based wireless approach warning device 1 according to the present embodiment. 図2は、GPSの各測定方式における公称精度、リアルタイム測位の可否及び概略費用を調査した結果を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the results of investigation of nominal accuracy, real-time positioning availability, and approximate cost in each GPS measurement method. 図3は、マルチパス対策の具体例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a specific example of multipath countermeasures. 図4は、送電線端の位置情報を決定する方法を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a method for determining the position information of the power transmission line end. 図5は、クレーン先端と送電線の隔離距離を計算する手順を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the procedure for calculating the separation distance between the crane tip and the power transmission line. 図6は、図3のGPS測位装置のメモリ(地図データ)に対して、クレーンを使用する地区の地図データを入手する様子を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining how map data of a district where a crane is used is obtained from the memory (map data) of the GPS positioning device of FIG. 図7は、図8のGPS測位装置の詳細を説明するブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating details of the GPS positioning device of FIG. 図8は、図1に関連してその概要を説明したGPS利用無線式接近警報装置の詳細を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing details of the GPS-based wireless approach warning device whose outline has been described with reference to FIG. 図9は、他のGPS測位装置の詳細を説明するブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating details of another GPS positioning device. 図10は、図9の他のGPS測位装置に関連して、干渉領域の設定を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the setting of the interference area in relation to the other GPS positioning device of FIG. 図11は、図8のGPS利用無線式接近警報装置の第1の付加的機能を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a first additional function of the GPS-based wireless approach warning device of FIG. 図12は、図8のGPS利用無線式接近警報装置の第2の付加的機能を説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a second additional function of the GPS-based wireless approach alarm device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:GPS利用無線式接近警報装置、 2:電磁界発生体(送電線)、 3:鉄塔、 4:接触回避対象(重機,クレーン)、 5:重機の先端、 6:GPS測位装置(GPS受信機)、 7:本体部、8:クレーンオペレータ、 9:無線機(クレーン設置無線機,親機)、 10:無線機(携帯子機)、 11:GPS衛星、 12:立会者、 13:GPSアンテナ、 14:遮蔽板、 15:ブーム、 16:無線機、 17:無線機、 37直流アンプ、 38:第1コンパレータ、 39:第2コンパレータ、 40:第1警報音発生装置、 41:第2警報音発生装置、 42:無線機、 43:定電圧電源、 44:定電圧回路、 45:第1警報設定回路、 46:第2警報設定回路、 47:電圧計、 48:オーディオアンプ、 49:本体内蔵スピーカー、 50:バッファアンプ、 51:V−F変換装置、 52:プリセット設定装置、 55:内蔵スピーカー、 57:切り替えスイッチ、 58:無線機、 59:周波数カウンタ、 60:無線機、 61:プリセット設定装置、 62:切り替えスイッチ、 70:D/A変換器、 100:メモリ(地図データ)、 102:GPSデータ受信回路、 104:メモリ(GPSデータ)、 106:座標演算回路、 108:クレーン、 110:電線確定回路、 116距離演算回路、 112:第1の送電線、 114:第2の送電線、 118:第1の干渉領域、 120:第2の干渉領域、 124:第3の干渉領域、 126:第4の干渉領域、 130:第1の干渉領域設定回路、 132:第2の干渉領域設定回路、 134:第1の比較回路、 134:第1の比較回路、 136:第2の比較回路、 h1,h2,h3:鉄塔、
1: GPS-based wireless approach warning device, 2: Electromagnetic field generator (power transmission line), 3: Steel tower, 4: Contact avoidance target (heavy machinery, crane), 5: Tip of heavy machinery, 6: GPS positioning device (GPS reception) Machine), 7: main body, 8: crane operator, 9: radio (crane installation radio, master), 10: radio (portable slave), 11: GPS satellite, 12: witness, 13: GPS Antenna: 14: Shield plate, 15: Boom, 16: Radio, 17: Radio, 37 DC amplifier, 38: First comparator, 39: Second comparator, 40: First alarm sound generator, 41: Second Alarm sound generator 42: Radio unit 43: Constant voltage power supply 44: Constant voltage circuit 45: First alarm setting circuit 46: Second alarm setting circuit 47: Voltmeter 48: Audio amplifier 49: Built-in speaker 50: Buffer amplifier, 51: V-F converter, 52: Preset setting device, 55: Built-in speaker, 57: Changeover switch, 58: Radio device, 59: Frequency counter, 60: Radio device, 61: Preset setting device 62: changeover switch, 70: D / A converter, 100: memory (map data), 102: GPS data receiving circuit, 104: memory (GPS data), 106: coordinate calculation circuit, 108: crane, 110: electric wire Confirmation circuit, 116 distance calculation circuit, 112: first transmission line, 114: second transmission line, 118: first interference area, 120: second interference area, 124: third interference area, 126: Fourth interference region, 130: first interference region setting circuit, 132: second interference region setting circuit, 134: first comparison circuit, 134: 1st comparison circuit, 136: 2nd comparison circuit, h1, h2, h3: Steel tower,

Claims (10)

重機の先端部に配置され、電磁界発生体である送電線と接触回避対象である重機との間の距離に応じたアナログ電圧信号を出力するGPS測位装置と、
重機の先端部に前記GPS測位装置とともに配置され、前記送電線と重機とが所定の距離以内に接近した時に警報信号を生成して無線送信する本体部と、
前記本体部からの警報信号を受信して、該警報信号に基づき警報を発する受信警報手段とを備え、
前記本体部は、前記GPS測位装置からのアナログ電圧信号を同信号に対応する周波数を示す周波数変換信号に変換し、当該周波数変換信号を前記警報信号と切り替えて無線送信する構成を含み、
更に、前記本体部から送信されてきた周波数変換信号を受信する無線機を備えたGPS利用無線式接近警報装置。
A GPS positioning device that is disposed at the tip of the heavy machine and outputs an analog voltage signal according to the distance between the power line that is the electromagnetic field generator and the heavy machine that is a contact avoidance target ;
A main unit that is arranged at the tip of a heavy machine together with the GPS positioning device, and that generates an alarm signal and wirelessly transmits when the power transmission line and the heavy machine approach within a predetermined distance;
A reception alarm means for receiving an alarm signal from the main body and issuing an alarm based on the alarm signal;
The main body includes a configuration for converting an analog voltage signal from the GPS positioning device into a frequency conversion signal indicating a frequency corresponding to the signal, and wirelessly transmitting the frequency conversion signal by switching to the alarm signal.
Further, a GPS-based wireless approach warning device provided with a wireless device that receives a frequency conversion signal transmitted from the main body .
請求項1のGPS利用無線式接近警報装置において、In the GPS-based wireless approach warning device according to claim 1,
更に、前記本体部は、前記警報信号を生成する基準電圧を設定するプリセット設定装置と、を備え、  Furthermore, the main body includes a preset setting device that sets a reference voltage for generating the alarm signal,
前記プリセット設定装置は、別途用意された無線機を経由してプリセット信号が送信されてきた時点における前記GPS測位装置からのアナログ電圧信号を、前記警報信号を生成する基準電圧として保持し、  The preset setting device holds an analog voltage signal from the GPS positioning device at a time when a preset signal is transmitted via a separately prepared radio as a reference voltage for generating the alarm signal,
前記本体部は、前記プリセット設定装置に保持された基準電圧と、前記GPS測位装置から出力されるアナログ電圧信号とを比較して、当該アナログ電圧信号が前記基準電圧以上となった時、前記警報信号を生成する構成であるGPS利用無線式接近警報装置。  The main body compares the reference voltage held in the preset setting device with the analog voltage signal output from the GPS positioning device, and when the analog voltage signal becomes equal to or higher than the reference voltage, the alarm A GPS-based wireless approach warning device that is configured to generate a signal.
請求項1又は2記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記受信警報手段は、前記本体部からの警報信号を受信して重機オペレータに対して警報を発すると共に少なくとも一台の携帯子機に対して該警報信号を送信する無線機を有している、GPS利用無線式接近警報装置。
In the GPS-based wireless approach warning device according to claim 1 or 2,
The reception alarm means has a radio that receives an alarm signal from the main body and issues an alarm to a heavy equipment operator and transmits the alarm signal to at least one portable cordless handset. GPS-based wireless approach warning device.
請求項1又は2記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記GPS測位装置は、高精度GPSを利用している、GPS利用無線式接近警報装置。
In the GPS-based wireless approach warning device according to claim 1 or 2,
The GPS positioning device is a GPS-based wireless approach warning device that uses high-precision GPS.
請求項1又は2記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記GPS測位装置は、前記送電線の位置座標を決定し、GPSを利用して測位した前記重機の位置座標と該送電線の位置座標から両者間の距離を算出する、GPS利用無線式接近警報装置。
In the GPS-based wireless approach warning device according to claim 1 or 2,
The GPS positioning device determines a position coordinate of the power transmission line, and calculates a distance between the position of the heavy equipment measured using GPS and the position coordinate of the power transmission line. apparatus.
請求項1又は2記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記GPS測位装置は、
前記重機の位置を測位してその位置座標を演算する手段と、
近傍の送電線端又は送電線鉄塔に関する位置座標を予め記憶しておくメモリ手段と、
前記送電線端又は送電線鉄塔の位置座標から前記重機に最も近い送電線の位置座標を決定する電線確定回路と、
前記重機の位置座標と前記送電線の位置座標から両者間の距離を算出する距離演算回路とを有する、GPS利用無線式接近警報装置。
In the GPS-based wireless approach warning device according to claim 1 or 2,
The GPS positioning device is
Means for measuring the position of the heavy machinery and calculating its position coordinates;
Memory means for preliminarily storing position coordinates relating to a nearby transmission line end or transmission line tower;
An electric wire determination circuit for determining a position coordinate of a transmission line closest to the heavy machinery from a position coordinate of the transmission line end or transmission line tower;
A GPS-based wireless approach warning device having a distance calculation circuit for calculating a distance between the position coordinates of the heavy machinery and the position coordinates of the power transmission line.
請求項6記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記重機と前記送電線との距離が近づくにつれ注意警報が発せられ、
前記重機と前記送電線との距離が接近限界距離に達した時、警告警報が発せられる、GPS利用無線式接近警報装置。
The GPS-based wireless approach warning device according to claim 6,
As the distance between the heavy machinery and the power transmission line approaches, a caution warning is issued,
A GPS-based wireless proximity warning device that issues a warning warning when the distance between the heavy machinery and the power transmission line reaches an approach limit distance.
請求項1又は2記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記GPS測位装置は、前記送電線の位置から前記重機の侵入を禁止する干渉領域を設定し、GPSを利用して測位した前記重機の位置が前記干渉領域に侵入したか否かを判断する、GPS利用無線式接近警報装置。
In the GPS-based wireless approach warning device according to claim 1 or 2,
The GPS positioning device sets an interference area that prohibits intrusion of the heavy equipment from the position of the power transmission line, and determines whether the position of the heavy equipment measured using GPS has entered the interference area. GPS-based wireless approach warning device.
請求項1又は2記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記GPS測位装置は、
前記重機の位置を測位してその位置座標を演算する手段と、
近傍の送電線端又は送電線鉄塔に関する位置座標を予め記憶しておくメモリ手段と、
前記送電線鉄塔の位置座標から前記重機の侵入を禁止する干渉領域を設定する干渉領域設定回路と、
前記重機の位置座標と前記干渉領域を比較して、該重機の侵入を検出する比較回路とを有する、GPS利用無線式接近警報装置。
In the GPS-based wireless approach warning device according to claim 1 or 2,
The GPS positioning device is
Means for measuring the position of the heavy machinery and calculating its position coordinates;
Memory means for preliminarily storing position coordinates relating to a nearby transmission line end or transmission line tower;
An interference area setting circuit for setting an interference area forbidding entry of the heavy machinery from the position coordinates of the transmission line tower;
A GPS-based wireless approach warning device comprising a comparison circuit that compares the position coordinates of the heavy machine and the interference area to detect the intrusion of the heavy machine.
請求項9記載のGPS利用無線式接近警報装置において、
前記干渉領域は、第1及び第2の干渉領域が設定され、
前記重機が前記第1の干渉領域に侵入した時、注意警報が発せられ、
前記重機が前記第2の干渉領域に侵入した時、警告警報が発せられる、GPS利用無線式接近警報装置。
The GPS-based wireless approach warning device according to claim 9,
As the interference area, first and second interference areas are set,
When the heavy machinery enters the first interference area, a caution alarm is issued,
A GPS-based wireless approach warning device that issues a warning warning when the heavy machinery enters the second interference area.
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