JP6300152B2 - Crane ship hanging position measuring device and hanging position measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、ガット船等のクレーン船のクレーン操作支援等に用いられるクレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法に関する。 The present invention relates to a crane ship hanging position measuring apparatus and a hanging position measuring method used for crane operation support of a crane ship such as a gut ship.
水中構造物の基礎となる捨石マウンドの造成に際しては、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、ジブ先端より繰り出されるワイヤとを備えたガット船等のクレーン船を使用し、クレーンによりワイヤの先端に吊り持ちさせたグラブバケットを操作し、捨石を投入する作業が行われている。 When constructing a rubble mound, which is the foundation of an underwater structure, a crane swivel installed on a trolley that can be swiveled, a jib that can be swung up and down on the crane swivel, and a wire fed from the tip of the jib Using a crane ship such as a gut ship equipped with the above, a grab bucket suspended from the tip of a wire by a crane is operated to throw rubble away.
従来、この捨石投入作業においては、捨石を投入する位置に旗等の目印を設置し、その目印を目安にして操作者がクレーンを操作する方法が一般的であったが、この方法においては、潮流等により旗等の目印が移動してしまう虞や目視に頼るクレーン操作には熟練を要する等の問題があった。 Conventionally, in this rubble throwing work, a method such as installing a flag or the like at a position where a rubble is thrown and a crane is operated by an operator using the mark as a guideline, but in this method, There was a problem that a marker such as a flag may be moved due to a tidal current or the like, and that a crane operation that relies on visual observation requires skill.
一方、近年においては、ジブの先端部にGPSアンテナを固定し、そのGPSアンテナの位置を計測することによりジブ先端部の位置を特定し、そのジブ先端部より垂下された位置にあるグラブバケットの位置を検出する吊り位置計測装置が開発され、その吊り位置計測装置による検出データに基づいて効率的且つ容易に捨石投入作業等を行えるようになっている(例えば、特許文献1を参照)。 On the other hand, in recent years, the GPS antenna is fixed to the tip of the jib, the position of the jib tip is specified by measuring the position of the GPS antenna, and the grab bucket at the position suspended from the tip of the jib is A hanging position measuring device for detecting a position has been developed, and a rubble throwing operation and the like can be performed efficiently and easily based on detection data from the hanging position measuring device (see, for example, Patent Document 1).
また、グラブバケット等の吊り体の位置を計測する手段としては、吊り体に固定したターゲットを用いて計測を行うもの、例えば、グラブバケット等の吊り体に反射プリズム(ターゲット)を固定しておき、地上又は船上に設置した追尾式トータルステーション等の測量器を反射プリズムに合わせて視準させ、反射プリズムによる反射光を感知するまでの時間差から距離を計測するものも知られている(例えば、特許文献2を参照)。 Further, as a means for measuring the position of a suspended body such as a grab bucket, measurement is performed using a target fixed to the suspended body, for example, a reflecting prism (target) is fixed to a suspended body such as a grab bucket. In addition, there is also known a method in which a surveying instrument such as a tracking total station installed on the ground or on a ship is collimated according to a reflecting prism, and a distance is measured from a time difference until sensing reflected light by the reflecting prism (for example, patent Reference 2).
しかしながら、従来のジブ先端部に取り付けたGPSアンテナを使用する吊り位置計測装置では、グラブバケット等の吊り体がジブ直下に位置することが前提になるところ、ワイヤに吊り持ちされたグラブバケットが揺動すると、ジブ先端部の水平位置とグラブバケットの水平位置との間にずれが生じ、計測精度の低下を招く虞があった。 However, in a conventional suspension position measuring device using a GPS antenna attached to the tip of a jib, it is assumed that a suspended body such as a grab bucket is located directly under the jib. When moved, there is a possibility that a deviation occurs between the horizontal position of the jib tip and the horizontal position of the grab bucket, leading to a decrease in measurement accuracy.
また、GPSアンテナをジブ先端部に固定する作業は、高所での危険な作業を伴うとともに、作業が煩雑で多大な時間を要するという問題があった。 In addition, the work of fixing the GPS antenna to the jib tip involves a dangerous work at a high place, and the work is complicated and requires a lot of time.
また、捨石投入作業に使用できるガット船は、稼働スケジュールによって日毎に異なるという特殊な事情があり、そのため、吊り位置計測装置を使用毎に設置及び撤去する必要が生じ、その度に危険且つ煩雑なジブ先端部に対するGPSアンテナの固定作業を行うため、非常に効率が悪いという問題があった。 In addition, gut ships that can be used for rubble throwing work have special circumstances that differ from day to day depending on the operation schedule, so it is necessary to install and remove the hanging position measuring device each time it is used, which is dangerous and complicated each time. Since the GPS antenna is fixed to the tip of the jib, there is a problem that the efficiency is very low.
一方、吊り体に固定したターゲットを用いた計測方法では、吊り体がグラブバケット等の場合、その動作に伴う振動によって反射プリズム等のターゲットが破損や脱落する虞があった。 On the other hand, in the measurement method using the target fixed to the suspended body, when the suspended body is a grab bucket or the like, there is a possibility that the target such as the reflecting prism may be damaged or dropped due to vibration accompanying the operation.
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、ガット船等のクレーン船において高所での取り付け作業を要さず、グラブバケット等の吊り体の位置を正確に計測することができるクレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法の提供を目的としてなされたものである。 Therefore, in view of such a conventional problem, the present invention does not require mounting work at a high place in a crane ship such as a gut ship and can accurately measure the position of a suspended body such as a grab bucket. The present invention was made for the purpose of providing a ship hanging position measuring device and a hanging position measuring method.
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーと、該ワイヤーに吊られたバケットとを備え、前記バケットによって石材を掴み前記台船の周囲の水中に前記石材を投入するクレーン船にあって、前記バケットを特定するための計測対象物の水平方向位置を計測し、該計測対象物の水平方向位置より前記バケットの水平方向位置を算出するクレーン船の吊り位置計測装置において、前記クレーン船の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、
前記走査式レーザ距離計の真方位を計測する距離計方位計測手段と、前記レーザビームによる走査情報に基づいて前記物体をワイヤー、バケット、石材の何れかの計測対象物に特定する計測対象物判別手段と、前記走査式レーザ距離計によって計測された距離及び走査角度と、前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位に基づいて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出する演算手段とを備えたクレーン船の吊り位置計測装置にある。
The feature of the invention according to
A distance meter azimuth measuring means for measuring the true orientation of the scanning laser rangefinder, a wire of the object based on the scanning information by the laser beam, buckets, one of the measurement object specific to the measurement object determination stone A horizontal center position of the object to be measured based on means, a distance and a scanning angle measured by the scanning laser distance meter, a position of the scanning laser distance meter, and a true direction of the scanning laser distance meter. It is in the hanging position measuring device of a crane ship provided with the calculating means to calculate.
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記走査式レーザ距離計は、前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段には、前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定されたGPSアンテナを備え、前記距離計方位計測手段には、前記GPSアンテナの方位を計測する方位計を備え、前記GPSアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位をそれぞれ算出するようにしたことにある。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the scanning laser distance meter is detachably fixed to an arbitrary position on the carriage, and the distance meter position measuring means includes: A GPS antenna fixed in an detachable manner at an arbitrary position on the carriage is provided, and the distance meter bearing measuring means includes a bearing meter for measuring the bearing of the GPS antenna, based on the position and orientation of the GPS antenna. Thus, the position of the scanning laser distance meter and the true direction of the scanning laser distance meter are respectively calculated.
請求項3に記載の発明の特徴は、請求項2の構成に加え、演算手段は、前記走査式レーザ距離計の位置、前記走査式レーザ距離計の真方位、前記走査式レーザ距離計と前記台船との相対位置関係に基づいて前記台船の位置及び真方位を算出するようにしたことにある。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the calculation means includes a position of the scanning laser distance meter, a true direction of the scanning laser distance meter, the scanning laser distance meter and the The position and true orientation of the trolley are calculated based on the relative positional relationship with the trolley.
請求項4に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記走査式レーザ距離計は、前記クレーン旋回部の任意の位置にジブ側に向けて着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段には、前記クレーン旋回部の任意の位置に着脱可能に固定されたGPSアンテナを備え、前記距離計方位計測手段には、前記GPSアンテナの方位を計測する方位計を備え、前記GPSアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位をそれぞれ算出するようにしたことにある。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the scanning laser distance meter is detachably fixed to an arbitrary position of the crane turning portion toward the jib, and the distance meter The position measuring means includes a GPS antenna that is detachably fixed at an arbitrary position of the crane turning unit, and the distance meter azimuth measuring means includes an azimuth meter that measures the azimuth of the GPS antenna, and the GPS based on the position and orientation of the antenna lies in the true azimuth position and before Symbol scanning laser rangefinder of the scanning laser rangefinder to calculate respectively.
請求項5に記載の発明の特徴は、請求項1〜4の何れか1項の構成に加え、前記台船の傾きを計測する傾斜計を備え、前記演算手段は、前記傾斜計によって計測されたクレーン船の傾きに基づいて前記クレーン船の姿勢を検知し、該クレーン船の姿勢情報に応じて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出するようにしたことにある。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth aspects, an inclinometer that measures the inclination of the carriage is provided, and the computing means is measured by the inclinometer. The attitude of the crane ship is detected based on the inclination of the crane ship, and the horizontal center position of the measurement object is calculated according to the attitude information of the crane ship.
請求項6に記載の発明の特徴は、請求項1〜5の何れか1項の構成に加え、前記演算手段は、前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、前記対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出するようにしたことにある。
Features of the invention described in
請求項7に記載の発明の特徴は、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船の前記ワイヤの先端に吊り持ちさせたバケットの位置を計測するクレーン船の吊り位置計測方法において、前記クレーン船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計の真方位を計測するための距離計方位計測手段とを備えた吊り位置計測装置を使用し、
前記バケットを予想移動範囲内の所望の高さ位置に吊り下ろすとともに、該予想移動範囲内で前記レーザビームを旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際の前記物体と走査式レーザ距離計との間の距離及び走査角度と、該走査式レーザ距離計の位置と、前記走査式レーザ距離計の真方位とに基づいて前記物体をワイヤー、バケット、石材の何れかの計測対象物に特定し、且つ、前記物体が計測対象物であれば、その走査情報に基づいて前記バケットの水平方向中心位置を算出するクレーン船の吊り位置計測方法にある。
The feature of the invention described in
The bucket is suspended at a desired height position within the expected movement range, the laser beam is swung and scanned within the expected movement range, and the object and the scanning laser rangefinder when the laser beam is reflected by the object The object is identified as a measurement object of wire, bucket, or stone based on the distance and the scanning angle between the position and the position of the scanning laser distance meter and the true orientation of the scanning laser distance meter. And if the said object is a measuring object, it exists in the hanging position measuring method of the crane ship which calculates the horizontal direction center position of the said bucket based on the scanning information.
本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置は、上述したように、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーと、該ワイヤーに吊られたバケットとを備え、前記バケットによって石材を掴み前記台船の周囲の水中に前記石材を投入するクレーン船にあって、前記バケットを特定するための計測対象物の水平方向位置を計測し、該計測対象物の水平方向位置より前記バケットの水平方向位置を算出するクレーン船の吊り位置計測装置において、前記クレーン船の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計の真方位を計測する距離計方位計測手段と、前記レーザビームによる走査情報に基づいて前記物体をワイヤー、バケット、石材の何れかの計測対象物に特定する計測対象物判別手段と、前記走査式レーザ距離計によって計測された距離及び走査角度と、前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位に基づいて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出する演算手段とを備えたことにより、危険且つ煩雑なジブ先端部へのGPSアンテナの取付けを必要とせず、また、計測対象物にターゲットを固定せずとも計測対象物の水平方向位置を正確に計測することができる。また、特定された物に応じて石材投入高さを検知することができる。 As described above, the crane ship suspension position measuring apparatus according to the present invention includes a crane turning unit that is installed to be turnable on a carriage, a jib that is rotatably supported by the crane turning unit, and A crane ship comprising a wire fed from the tip of a jib and a bucket suspended from the wire, grabbing the stone by the bucket and throwing the stone into the water around the carriage , and identifying the bucket In a crane ship hanging position measuring device that measures the horizontal position of a measurement object for the purpose and calculates the horizontal position of the bucket from the horizontal position of the measurement object, it can be attached to and detached from any position on the crane ship The laser beam fixed to the plane of the crane ship or parallel to the horizontal plane of the crane ship is swiveled and scanned in a direction parallel to the plane of the crane ship or in a horizontal direction within a desired scanning range. When the laser beam is reflected by an object, the reflected beam is received, and a scanning laser rangefinder that measures the distance and scanning angle between the object and the position of the scanning laser rangefinder is measured. A distance measuring device position measuring means, a distance measuring device azimuth measuring means for measuring a true direction of the scanning laser distance meter, and an object to be measured based on scanning information by the laser beam. The measurement object discrimination means for specifying an object, the distance and scanning angle measured by the scanning laser distance meter, the position of the scanning laser distance meter, and the true direction of the scanning laser distance meter The calculation means for calculating the center position in the horizontal direction of the object does not require a dangerous and troublesome attachment of the GPS antenna to the tip of the jib. Without fixing the Getto it can accurately measure the horizontal position of the measurement object. Moreover, the stone input height can be detected according to the specified object.
また、本発明において、前記走査式レーザ距離計は、前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段には、前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定されたGPSアンテナを備え、前記距離計方位計測手段には、前記GPSアンテナの方位を計測する方位計を備え、前記GPSアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位をそれぞれ算出するようにしたことにより、台船の外側に計測対象範囲を好適に設定することができる。 In the present invention, the scanning laser distance meter is detachably fixed at an arbitrary position on the carriage , and the distance meter position measuring means is detachably fixed at an arbitrary position on the carriage. with a GPS antenna, the said distance meter azimuth measuring means, said comprising a compass for measuring the orientation of the GPS antenna, the position and the scanning of the scanning laser rangefinder based on the position and orientation of the GPS antenna By calculating the true azimuths of the laser rangefinders , the measurement target range can be suitably set outside the carriage.
更に、本発明において、演算手段は、前記走査式レーザ距離計の位置、前記走査式レーザ距離計の真方位、前記走査式レーザ距離計と前記台船との相対位置関係に基づいて前記台船の位置及び真方位を算出するようにしたことにより、台船と吊り体との相対位置関係を把握することができる。 Further, in the present invention, the calculation means is configured to determine the position of the scanning laser distance meter, the true orientation of the scanning laser distance meter, and the relative position relationship between the scanning laser distance meter and the carriage. By calculating the position and true orientation of the vehicle, it is possible to grasp the relative positional relationship between the carriage and the suspended body.
また、本発明において、前記台船の傾きを計測する傾斜計を備え、前記演算手段は、前記傾斜計によって計測されたクレーン船の傾きに基づいて前記クレーン船の姿勢を検知し、該クレーン船の姿勢情報に応じて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出するようにしたことにより、高い精度で吊り体位置を計測することができる。 Further, in the present invention, an inclinometer for measuring the inclination of the carrier ship is provided, and the calculation means detects the attitude of the crane ship based on the inclination of the crane ship measured by the inclinometer, and the crane ship By calculating the horizontal center position of the measurement object according to the posture information, the suspended body position can be measured with high accuracy.
更に、本発明において、前記演算手段は、前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、前記対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出するようにしたことにより、ノイズを除去し、計測対象物の座標を正確に抽出することができる。 Further, in the present invention, the calculation means detects a non-target object other than the measurement target object from the scanning information by the laser beam, and removes the information on the non-target object from the scanning information in the horizontal direction of the suspension body. By calculating the position, it is possible to remove noise and accurately extract the coordinates of the measurement object.
本発明に係るクレーン船の吊り位置計測方法は、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船の前記ワイヤの先端に吊り持ちさせたバケットの位置を計測するクレーン船の吊り位置計測方法において、前記クレーン船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計の真方位を計測するための距離計方位計測手段とを備えた吊り位置計測装置を使用し、前記バケットを予想移動範囲内の所望の高さ位置に吊り下ろすとともに、該予想移動範囲内で前記レーザビームを旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際の前記物体と走査式レーザ距離計との間の距離及び走査角度と、該走査式レーザ距離計の位置と、前記走査式レーザ距離計の真方位とに基づいて前記物体をワイヤー、バケット、石材の何れかの計測対象物に特定し、且つ、前記物体が計測対象物であれば、その走査情報に基づいて前記バケットの水平方向中心位置を算出することにより、バケットの揺動に影響されず、且つ、バケット等の吊り体にターゲットを設けなくとも、吊り体の位置を正確に計測することができる。 A crane ship suspension position measuring method according to the present invention includes a crane turning unit installed on a pedestal so as to be able to turn, a jib supported so as to be able to turn up and down on the crane turning unit, and a leading end of the jib. In a crane ship suspension position measuring method for measuring the position of a bucket suspended at the tip of a wire of a crane ship provided with a wire, the crane ship is detachably fixed at an arbitrary position on the crane ship. A laser beam directed parallel to a plane or a horizontal plane is swung in a desired scanning range in a direction parallel to the crane ship plane or in a horizontal direction, and when the laser beam is reflected by an object, the reflected beam is received, A scanning laser distance meter for measuring a distance and a scanning angle between the object, a distance meter position measuring means for measuring a position of the scanning laser distance meter, Use hanging position measuring device and a distance meter azimuth measuring means for measuring the true bearing of査式laser rangefinder, with down hanging the desired height position within the expected range of movement of the bucket, the expected The laser beam is swiveled and scanned within a moving range, and the distance and scanning angle between the object and the scanning laser rangefinder when the laser beam is reflected by the object, the position of the scanning laser rangefinder, Based on the scanning information of the scanning laser rangefinder, the object is specified as a measurement target of any one of a wire, a bucket, and a stone, and if the object is a measurement target, by calculating the horizontal center position of the bucket, without being influenced by the swinging of the bucket, and, without the target provided on the hanging member such as a bucket, it is possible to accurately measure the position of the hanging member That.
次に、本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置の第1の実施態様を図1〜図4に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Aは水面、符号1はクレーン船である。
Next, a first embodiment of a crane ship hanging position measuring apparatus according to the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS. In the figure, symbol A is the water surface and
ここで、本実施例における座標系とは、直角座標で位置を表示する場合のために策定された平面直角座標系であって、所定の経緯度が示す点を座標系原点とし、この座標系原点における子午線に一致する軸をx軸、当該x軸と直交する軸をy軸とし、それぞれ真北に向かう方向、真東に向かう方向を正とする。 Here, the coordinate system in the present embodiment is a plane rectangular coordinate system formulated for displaying a position in rectangular coordinates, and a point indicated by a predetermined longitude and latitude is set as the coordinate system origin, and this coordinate system The axis that coincides with the meridian at the origin is the x-axis, the axis that is orthogonal to the x-axis is the y-axis, and the direction toward true north and the direction toward true east are positive.
クレーン船1は、捨石マウンド造成時の捨石投入に使用されるガット船等であって、本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置10は、このようなクレーン船1にあって、ジブ4先端部より繰り出されたワイヤ5の先端に吊り持ちさせたバケット6等の吊り体の水平方向位置を計測できるようになっている。
The
クレーン船1は、図1、図2に示すように、台船2上の端部中央に旋回可能に支持されたクレーン旋回部3と、クレーン旋回部3に上下に回動可能に支持されたジブ4と、ジブ4の先端より繰り出されるワイヤ5とを備え、ワイヤ5の先端に吊り体としてバケット6が吊り持ちされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、このクレーン船1は、捨石等の石材が積載される船倉部7を備え、船倉部7内の捨石等の石材をバケット6で掴み、そのバケット6をクレーン操作により船縁外側に移動させ、その位置でバケット6を解放することにより石材8,8...を水中に投入するようになっている。
Moreover, this
吊り位置計測装置10は、台船2上の任意の位置に着脱可能に固定され、台船2平面と平行に向けたレーザビーム11を所望の走査範囲内で台船2平面と平行な方向に旋回走査させ、レーザビーム11が物体で反射した際にはその反射ビーム12を受信し、物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計13と、走査式レーザ距離計13の位置を計測するための距離計位置計測手段と、走査式レーザ距離計13を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、物体が計測対象物18であるかを判別手段と、走査式レーザ距離計13、距離計位置計測手段、距離計方位計測手段から送信された情報に基づき演算を行う演算手段とを備え、グラブバケット6等の吊り体の水平方向位置を計測できるようになっている。
The hanging position measuring device 10 is detachably fixed at an arbitrary position on the
また、この吊り位置計測装置10には、クレーン船1、具体的には台船2の傾きを計測する傾斜計15を備え、波浪等により台船2が傾いた場合、演算手段は、傾斜計15から送信された台船2の傾きに基づいて台船2の姿勢を検知し、その台船2の姿勢情報に対応して台船2の姿勢変位により生じる各計測値の誤差を調整し、グラブバケット6等の吊り体の水平方向位置をより正確に計測できるようにしている。
The suspension position measuring apparatus 10 includes an
尚、この吊り位置計測装置10は、例えば、図3に示すように、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを兼ねたGPS方位計16を用いて、GPS方位計16と、走査式レーザ距離計13と、傾斜計15とを有線又は無線でコンピュータ14に接続した構成とすることができる。
Note that, as shown in FIG. 3, for example, the hanging position measuring device 10 includes a
走査式レーザ距離計13は、台船2上の任意の位置に着脱可能に固定され、台船2より台船平面と平行に向けてレーザビーム11を発射するとともに、レーザビーム11が走査機構によって、5〜100Hzの周期で所望の走査角度範囲(最大300°)を旋回走査し、レーザビーム11からなる走査線群が扇型状の計測範囲平面17を形成するようになっている。
The
尚、走査角度範囲は、レーザビーム11を旋回走査させることにより形成される扇型状の計測範囲平面17がバケット6等の吊り体の予想移動範囲と重なるように設定し、それに整合するように走査式レーザ距離計13が台船2に固定される。
The scanning angle range is set so that the fan-shaped
この走査式レーザ距離計13は、特に図示しないが、レーザダイオード等のレーザビーム11を発信する発信部と、発信部と同軸状に配置されたフォトダイオード等の受信部とを備え、レーザビーム11の発射に伴う発射信号と、受信部による反射ビーム12を受信した際の受信信号との時間間隔を計測し、その時間間隔に基づき走査式レーザ距離計13と物体との距離を算出できるようになっている。
Although not particularly shown, the scanning
また、この走査式レーザ距離計13には、特に図示しないが、旋回走査手段を構成するモータにより回転する反射鏡を備え、この反射鏡及びその回転によりレーザビーム11が走査式レーザ距離計13より水平方向に向けて発射されるとともに、所望の走査角度範囲で旋回走査されるようになっている。
The scanning
さらに、走査式レーザ距離計13には、旋回走査手段を構成するモータにロータリーエンコーダ等の角度センサを備え、角度分解能に応じてレーザビーム11の走査角度を検知できるようになっている。
Further, the scanning
そして、この走査式レーザ距離計13では、レーザビーム11を所望の走査角度範囲で水平に旋回走査させることにより扇状の計測範囲平面17が形成され、この計測範囲平面17内に上下に跨ぐ配置に存在する物体の外周面をレーザビーム11が走査し、その走査対象部上の各点、即ち、レーザビーム11が反射した各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及びその反射ビーム12を受信した際の走査角度β1〜βnが検知され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及びその反射ビーム12を受信した際の走査角度β1〜βnが演算手段を構成するコンピュータ14に随時送信されるようになっている。
In the scanning
GPS方位計16は、台船2上の任意の位置に着脱可能に固定された一対のGPSアンテナ20,21と、両GPSアンテナ20,21と接続されたGPS受信機本体22とを備え、GPS受信機本体22がGPSアンテナ20で受信した電波に基づき、GPSアンテナ20の水平方向位置を計測するとともに、両GPSアンテナ20,21の位置関係に基づいて両GPSアンテナ20,21間方向、即ち、一方のGPSアンテナ20を基点とした方位(方位角α)を計測し、その計測データをGPS受信機本体22より有線又は無線により演算手段を構成するコンピュータ14に送信するようになっている。
The
両GPSアンテナ20,21の取り付けに際しては、走査式レーザ距離計13とGPSアンテナ20との距離d、走査式レーザ距離計13・GPSアンテナ20間方向と両GPSアンテナ20,21間方向とが成す角度γ、及び、走査式レーザ距離計13の取付け角ε、即ち、両GPSアンテナ20,21間方向と走査式レーザ距離計13の基準方向とが成す角度εを予め測定し、その測定値d、γ、εを演算手段に入力しておくことで、GPS方位計16により計測された水平方向位置(x1,y1)及び真方位αに基づいて走査式レーザ距離計13の位置及び走査式レーザ距離計13を基点とした任意の方向の真方位を計測できるようになっている。
When both the
尚、距離計位置計測手段及び距離計方位計測手段の態様は、上述のGPS方位計16に限定されず、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを別個に備え、距離計位置計測手段にGPS測位を使用し、方位計測にジャイロコンパス等の真方位計を使用するものであってもよく、両GPSアンテナ20,21を用いた方位計測とジャイロコンパス等の真方位計とを併用するものであってもよい。
The aspect of the distance meter position measuring means and the distance meter bearing measuring means is not limited to the
また、走査式レーザ距離計13にGPSアンテナ20,21及び方位計を一体的に組み込みユニット化し、走査式レーザ距離計13の位置及び方位を直接計測するようにしたものであってもよい。
Further, the
演算手段には、例えば、モニタM等の表示手段を備えたノートパソコンやタブレットPC等の持ち運び可能なコンピュータ端末を使用し、図4に示す関係より、走査式レーザ距離計13より送信された走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及びその反射ビーム12を受信した際の走査角度β1〜βnと、GPS方位計16より送信された位置(x1,y1)及び真方位角度αに基づいて走査対象部上の各点の水平位置座標(x21,y21)〜(x2n,y2n)を算出するようになっており、例えば、次式を用いて各点の水平位置座標を算出する。
As the calculation means, for example, a portable computer terminal such as a notebook personal computer or a tablet PC provided with display means such as the monitor M is used. From the relationship shown in FIG. The distances L1 to Ln between each point on the target portion and the
そして、演算手段は、この走査対象部上の各点の水平面位置座標から得られる情報(以下、走査情報という)に基づいて物体が計測対象物18であるかを判別するようになっており、計測対象物判別手段としても機能するようになっている。
Then, the calculation means determines whether the object is the
計測対象物判別手段の態様は、特に限定されないが、例えば、走査情報の変位を観測することにより判別するようにしてもよく、走査情報より物体の形状情報を検出し、その物体の形状情報を予め演算手段に入力された計測対象物18の形状情報と比較することにより物体が計測対象物18であるかを判別するようにしてもよい。また、計測対象物判別手段は、目視等によるものとしてもよい。
Although the aspect of the measurement object discrimination means is not particularly limited, for example, it may be discriminated by observing the displacement of the scanning information. The shape information of the object is detected from the scanning information, and the shape information of the object is obtained. You may make it discriminate | determine whether an object is the
また、計測対象物判別手段は、物体の走査情報を予め入力されたワイヤ5、バケット6、石材8,8...の形状情報と比較し、その結果に基づいて計測対象物18をワイヤ5、バケット、石材の何れかに特定するようにしてもよい。
Further, the measurement object discriminating means compares the scanning information of the object with the shape information of the
また、演算手段は、走査対象部上の各点の座標より計測対象物18の中心位置座標を算出し、その計測対象物18の水平方向位置に基づいてバケット6等の吊り体の水平方向位置を特定し、モニタM等の表示手段やクレーン及びバケットの制御装置に出力するようになっている。
Further, the calculation means calculates the center position coordinate of the
計測対象物18の中心位置座標の算出は、例えば、計測された走査対象部上の各点の中で走査対象部の中央に位置する点の水平座標を検出し、その座標と予め演算手段に入力された計測対象物18の半径とに基づいて算出してもよく、計測された走査対象部上の各点の座標に基づいて、各点を通る円の中心座標としてワイヤ5の中心位置座標(x,y)を算出するようにしてもよい。
The calculation of the center position coordinate of the
また、演算手段は、走査情報より計測対象物18以外の対象外物体を検出できるようにし、対象外物体が検出された場合、その対象外物体の情報を除いて計測対象物18の位置を算出するようになっている。
In addition, the calculation means can detect a non-target object other than the
即ち、捨石投入作業区域に隣接して既存のケーソン等が存在した場合、そのケーソンが走査線群から形成される扇状の計測範囲平面17内に位置すると、走査式レーザ距離計13は、計測対象物18に加え、ケーソンの側面を走査し、その走査情報が演算手段に出力される。
That is, when there is an existing caisson or the like adjacent to the rubble throwing work area, when the caisson is located in the fan-shaped
そこで、演算手段は、走査情報を計測対象物18の形状情報と比較し、走査式レーザ距離計13より得られた走査情報の内、計測対象物18と判別された部分のみを抽出し、その他の走査情報、即ち、ケーソン部分に係る走査情報を削除し、計測対象物18の水平方向位置を算出するようになっている。
Therefore, the calculation means compares the scanning information with the shape information of the
また、計測物判別手段は、受信された反射ビーム12の反射強度に基づいて、天候による影響、即ち、霧、雨、粉塵等により反射した反射ビーム12の影響を排除することが望ましい。
Further, it is desirable that the measurement object discriminating unit excludes the influence of the weather, that is, the influence of the reflected
さらに、演算手段は、走査式レーザ距離計13の位置(x1,y1)、走査式レーザ距離計13を基点とした真方位α、予め計測されて演算手段に設定された走査式レーザ距離計13と台船2との相対位置関係に基づいて台船2の位置及び真方位を算出するようになっている。
Further, the calculation means includes the position (x1, y1) of the scanning
このように構成されたクレーン船の吊り位置計測装置は、台船2上に設置された走査式レーザ距離計13、距離計位置計測手段及び距離計方位計測手段を用いて吊り体の位置を計測することができるので、ジブ先端等の高所や危険個所での取付け作業を必要とせず、クレーン船1に対して容易に着脱できるので、装置全体のクレーン船間の載せ替えを容易に行うことができる。
The crane ship suspension position measuring apparatus configured as described above measures the position of the suspended body using the scanning
また、この吊り位置計測装置では、計測対象物18をレーザビームが旋回走査し、その走査対象部上の各点の座標より計測対象物18の中心水平方向位置座標を算出するので、計測対象物18にターゲットを設置せずとも、計測対象物18の正確な位置を計測することができる。
Further, in this hanging position measuring apparatus, the
次に、この吊り位置計測装置10を使用したクレーン船1の吊り位置計測方法について説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。
Next, a method for measuring the hanging position of the
まず、事前準備として、クレーン船1に吊り位置計測装置10を取付ける。即ち、走査式レーザ距離計13を船縁の任意の位置に固定するとともに、GPS方位計16を所定の位置に固定し、走査式レーザ距離計13のGPS方位計16に対する相対角度γ、走査式レーザ距離計13とGPSアンテナ20,21との相対距離d及び取付角度εを実際に計測し、それを演算手段であるコンピュータ14に入力する。
First, as a preliminary preparation, the suspension position measuring device 10 is attached to the
また、演算手段には、計測対象物18となるワイヤ5、バケット6、石材8の何れか又はその全ての物体形状情報を予め入力する。
In addition, the object shape information of any or all of the
次に、実際にバケット6等の吊り体の位置の計測を開始すると、GPS方位計16よりGPSアンテナ20,21の位置(x1,y1)及び両GPSアンテナ20,21方向の真方位αが演算手段に随時送信され、演算手段はそれに基づき走査式レーザ距離計13の位置及び走査式レーザ距離計13を基点とした所望の向きの真方位を算出し、演算手段の記憶部に記憶される。
Next, when the measurement of the position of a suspended body such as the
また、演算手段は、GPSアンテナ20の位置(x1,y1)、GPSアンテナ20を基点とした真方位α、予め計測されて演算手段に設定された走査式レーザ距離計13と台船2との相対位置関係及び台船の形状情報に基づいて台船2全体の位置及び真方位を算出する。
Further, the calculation means includes the position (x1, y1) of the
一方、走査式レーザ距離計13は、レーザビーム11を所望の走査角度範囲で水平に旋回走査させ、台船2側縁外側にレーザビーム11を旋回走査させることにより扇状の計測範囲平面17がグラブバケット6の予想移動範囲と重なるように形成される(計測初期状態)。
On the other hand, the
この状態においては、レーザビーム11を旋回走査させてなる扇状の計測範囲平面17を鉛直方向に横切る物体が存在しない場合、走査式レーザ距離計13は反射ビーム12を受信しない。
In this state, the scanning
一方、計測範囲平面17内に既存のケーソン等が存在する場合には、レーザビーム11がケーソンの外周面を走査してその走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離及び走査角度が演算手段に送信され、演算手段は、その走査情報に基づいてケーソンを計測対象物18以外の対象外物体として検出し、その走査情報を対象外物体情報として記憶部に記憶する。
On the other hand, when an existing caisson or the like exists in the
そして、クレーンを動作させてバケット6を予想移動範囲内の任意の位置に移動させ、更にその位置でワイヤ5を繰り出してバケット6を所望の高さ位置まで降下させるか或いはバケット6を開放して石材8,8...を投下すると、ワイヤ5、バケット6又は石材8,8...が計測範囲平面17を跨ぐ配置となり、計測対象物18の外周面がレーザビーム11で走査され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及び各レーザビーム11の走査角度β1〜βnが走査式レーザ距離計13より演算手段に送信される。
Then, the crane is operated to move the
また、演算手段には、傾斜計15より台船2の傾きが随時送信される。
Further, the tilt of the
走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及び各レーザビーム11の走査角度β1〜βnを受信した演算手段は、この走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及び各レーザビーム11の走査角度β1〜βnと、GPS方位計16より送信されたGPSアンテナ20,21位置(x1,y1)及び真方位αと、予め設定された走査式レーザ距離計13のGPS方位計16に対する相対角度γ、走査式レーザ距離計13とGPSアンテナ20,21との相対距離d及び取付角度εとに基づいて走査対象部上の各点の水平座標(x21,y21)〜(x2n,y2n)を、図4に示す関係より、例えば数式1を用いてそれぞれ算出し、それを走査情報として記憶部に記憶する。
The computing means that has received the distances L1 to Ln between the respective points on the scanning target portion and the
また、演算手段では、走査情報を記憶部に記憶するとともに、計測対象物判別手段が走査情報に基づき物体が計測対象物18であるかを判別する。その際、対象外物体情報が記憶されている場合には、その対象外物体情報を走査情報より除いた上で物体が計測対象物18であるかを判別する。
In the calculation means, the scanning information is stored in the storage unit, and the measurement object determining means determines whether the object is the
次に、演算手段は、傾斜計15より得られた台船2の姿勢情報に応じて台船2の姿勢変化で生じる各計測値の誤差を調整するとともに、走査対象部上の各点座標より計測対象物18と判別された物体の中心座標(x,y)を走査対象部上の中央に位置する点の座標と計測対象物18の半径より算出し、その結果をモニタ等の表示手段に出力するとともに、クレーンやバケットの制御装置に送信する。
Next, the calculation means adjusts the error of each measurement value caused by the change in the attitude of the
尚、上述の実施例では、走査式レーザ距離計13を台船2上に固定した例について説明したが、本発明においては、図5〜図8に示す第2の実施例のようにクレーン旋回部3に走査式レーザ距離計13を固定するようにしてもよい。尚、上述の第1の実施例と同様の構成には、同一符号を付して適宜説明を省略する。
In the above-described embodiment, an example in which the scanning
この吊り位置計測装置は、クレーン旋回部3上に着脱可能に固定された走査式レーザ距離計13と、走査式レーザ距離計13の位置を計測するための距離計位置計測手段と、走査式レーザ距離計13を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、物体が計測対象物18であるかを判別する判別手段と、走査式レーザ距離計13、距離計位置計測手段、距離計方位計測手段から送信された情報に基づき演算を行う演算手段とを備え、グラブバケット6等の吊り体の水平方向位置を計測できるようになっている。
This hanging position measuring device includes a scanning
また、この吊り位置計測装置には、クレーン船1の傾きを計測する傾斜計15を備え、波浪等によりクレーン船1が傾いた場合、演算手段は、傾斜計15から送信されたクレーン船1の傾きに基づいてクレーン船1の姿勢を検知し、そのクレーン船1の姿勢情報に対応してクレーン船1の姿勢変位により生じる各計測値の誤差を調整し、グラブバケット6等の吊り体の水平方向位置をより正確に計測できるようにしている。
The suspension position measuring device is provided with an
走査式レーザ距離計13は、上述の第1実施例と同様の構成のものを使用し、クレーン旋回部3上の任意の位置、例えば、作業員のアクセスが容易なクレーン操作室の上面等に着脱可能に固定され、クレーン旋回部3よりジブ側に向けてクレーン船平面と平行にレーザビーム11を発射するとともに、レーザビーム11が走査機構によって、5〜100Hzの周期で所望の走査角度範囲(最大300°)を旋回走査し、レーザビーム11からなる走査線群が扇型状の計測範囲平面17を形成するようになっている。
The scanning
この吊り位置計測装置では、走査式レーザ距離計13がクレーン旋回部3に固定されたことにより、ジブ側に形成された扇状の計測範囲平面17がクレーン旋回部3の旋回動作に追従し、バケット6等の吊り体の予想移動範囲と重なった状態で移動するようになっている。
In this hanging position measuring device, the
そして、この計測範囲平面17内に上下に跨ぐ配置で存在する物体の外周面をレーザビーム11が走査し、その走査対象部上の各点、即ち、レーザビーム11が反射した各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及びその反射ビーム12を受信した際の走査角度β1〜βnが検知され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及びその反射ビーム12を受信した際の走査角度β1〜βnが演算手段を構成するコンピュータ14に随時送信されるようになっている。
Then, the
一方、距離計位置計測手段には、クレーン旋回部3の任意の位置、例えば、作業員のアクセスが容易名な操作室の上面等に着脱可能に固定されたGPSアンテナ20を備え、このGPSアンテナ20の位置が計測され、演算手段を構成するコンピュータ14に随時送信されるようになっている。
On the other hand, the distance meter position measuring means includes a
また、距離計方位計測手段には、GPSアンテナ20の真方位(方位角θ)を計測する方位計を備え、その計測されたGPSアンテナの真方位(方位角θ)が演算手段を構成するコンピュータ14に随時送信されるようになっている。
The distance meter azimuth measuring means includes an azimuth meter for measuring the true azimuth (azimuth angle θ) of the
本実施例においては、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを兼ねたGPS方位計16を使用し、このGPS方位計16には、クレーン旋回部3上の任意の位置に着脱可能に固定された一対のGPSアンテナ20,21を備え、GPSアンテナ20で受信した電波に基づき、GPSアンテナ20の水平方向位置を計測するとともに、両GPSアンテナ20,21の位置関係に基づいて両GPSアンテナ20,21間方向、即ち、一方のGPSアンテナ20を基点とした方位(方位角θ)を計測し、その計測データを有線又は無線により演算手段を構成するコンピュータ14に送信するようになっている。
In the present embodiment, a
両GPSアンテナ20,21の取り付けに際しては、走査式レーザ距離計13とGPSアンテナ20との距離D1、走査式レーザ距離計13・GPSアンテナ20間方向と両GPSアンテナ20,21間方向とが成す角度ω、及び、走査式レーザ距離計13の取付け角度、即ち、両GPSアンテナ20,21間方向と走査式レーザ距離計13の基準方向とが成す角度ν、GPSアンテナ20のクレーン旋回部3の旋回中心Cに対する相対位置を示す距離D2,D3を予め測定し、その測定値D1、D2、D3、ω、νを演算手段に入力しておくことで、GPS方位計16により計測された水平方向位置(x1,y1)及び真方位θに基づいて走査式レーザ距離計13の位置及び走査式レーザ距離計13を基点とした任意の方向の真方位を計測できるようになっている。
When the
尚、距離計位置計測手段及び距離計方位計測手段の態様は、上述のGPS方位計16に限定されず、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを別個に備え、距離計位置計測手段にGPS測位を使用し、方位計測にジャイロコンパス等の真方位計を使用するものであってもよく、両GPSアンテナ20,21を用いた方位計測とジャイロコンパス等の真方位計とを併用するものであってもよい。
The aspect of the distance meter position measuring means and the distance meter bearing measuring means is not limited to the
また、走査式レーザ距離計13にGPSアンテナ20及び方位計を一体的に組み込みユニット化し、走査式レーザ距離計13の位置及び方位を直接計測するようにしたものであってもよい。
Alternatively, the
演算手段には、上述の第1の実施例と同様に、モニタM等の表示手段を備えたノートパソコンやタブレットPC等の持ち運び可能なコンピュータ端末を使用し、図7に示す関係より、走査式レーザ距離計13より送信された走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及びその反射ビーム12を受信した際の走査角度β1〜βnと、GPS方位計16より送信された位置(x1,y1)及びGPSアンテナ20の真方位角度θに基づいて走査対象部上の各点の水平位置座標(x21,y21)〜(x2n,y2n)を算出するようになっており、例えば、次式を用いて各点の水平位置座標を算出する。
As in the first embodiment, a portable computer terminal such as a notebook personal computer or a tablet PC having display means such as the monitor M is used as the arithmetic means, and the scanning type is calculated from the relationship shown in FIG. The distances L1 to Ln between each point on the scanning target portion transmitted from the
また、GPSアンテナ20の旋回中心Cに対する相対位置を示す距離D2,D3が既知であるので、演算手段15は、クレーン旋回部3の旋回中心Cの位置(x3,y3)と入力されたGPSアンテナ20の位置(x1,y1)との関係から、GPSアンテナ20の位置(x1,y1)に基づき旋回中心Cの位置(x3,y3)を例えば、次式により算出できるようになっている。
Further, since the distances D2 and D3 indicating the relative position of the
更に、演算手段は、この走査対象部上の各点の水平面位置座標から得られる情報(以下、走査情報という)に基づいて物体が計測対象物18であるかを判別するようになっており、計測対象物判別手段としても機能するようになっている。
Further, the computing means determines whether the object is the
尚、計測対象物判別手段の態様は、上述の第1の実施例と同様であるので、ここでは説明を省略する。 Note that the aspect of the measurement object discriminating means is the same as that of the first embodiment described above, and therefore the description thereof is omitted here.
また、演算手段は、上述の第1の実施例と同様に、走査対象部上の各点の座標より計測対象物18の中心位置座標を算出し、その計測対象物18の水平方向位置に基づいてバケット6等の吊り体の水平方向位置を特定し、モニタM等の表示手段やクレーン及びバケットの制御装置に出力するようになっている。
Further, the calculation means calculates the center position coordinate of the
更に、演算手段は、走査情報より計測対象物18以外の対象外物体を検出できるようにし、対象外物体が検出された場合、その対象外物体の情報を除いて計測対象物18の位置を算出するようになっている。
Further, the calculation means enables detection of a non-target object other than the
一方、この第2の実施態様に係る吊り位置検出装置では、走査式レーザ距離計13及びGPS方位計16をクレーン旋回部3に設置したため、クレーン旋回部3と台船2の位置関係はクレーン旋回部3の旋回動作毎に変化する。
On the other hand, in the suspension position detection apparatus according to the second embodiment, since the scanning
そこで、本実施例においては、図5に示す如き台船位置計測手段を備え、台船2の姿勢を検知できるようにしている。
Therefore, in this embodiment, a trolley position measuring unit as shown in FIG. 5 is provided so that the attitude of the
台船位置計測手段には、例えばDGPSやRTK−GPSが使用され、台船2上の任意の位置に設置された台船位置計測用GPSアンテナ30の水平位置座標(x4,y4)を計測するようになっている。
For example, DGPS or RTK-GPS is used as the trolley position measurement means, and the horizontal position coordinates (x4, y4) of the trolley position
また、演算手段は、位置方位計測手段13より得られるGPSアンテナ20の位置(x1,y1)及び真方位(方位角θ)と、GPSアンテナ20のクレーン旋回部3の旋回中心Cに対する相対位置関係を示す長さD2,D3とに基づいてクレーン旋回部3の旋回中心Cの位置(x3,y3)を算出するとともに、旋回中心位置(x3,y3)と計測された台船位置計測用GPSアンテナ30の位置(x4,y4)とに基づいて台船2の位置及び方位(方位角φ)を算出するようになっている。
In addition, the calculating means is a relative positional relationship between the position (x1, y1) and true orientation (azimuth angle θ) of the
尚、台船位置計測用GPSアンテナ30と旋回中心Cとの相対位置関係は、それぞれ台船位置計測用GPSアンテナ30と旋回中心Cとを結ぶ直線を斜辺とする直角三角形の互いに直交する各辺の距離D4,D5で表され、距離D4,D5を実際に計測する等して求め、それを演算手段に設定する。尚、当該直角三角形の直交する各辺は、台船2の全長方向に対しそれぞれ平行又は直交するように設定することが望ましい。
The relative position relationship between the
この第2の実施例による吊り位置計測方法では、実際にバケット6等の吊り体の位置の計測を開始すると、GPS方位計16よりGPSアンテナ20の位置(x1,y1)及び両GPSアンテナ20,21方向の真方位θが演算手段に随時送信され、演算手段はそれに基づき走査式レーザ距離計13の位置及び走査式レーザ距離計13を基点とした所望の向きの真方位を算出し、演算手段の記憶部に記憶する。
In the suspension position measuring method according to the second embodiment, when measurement of the position of a suspended body such as the
一方、走査式レーザ距離計13は、レーザビーム11を所望の走査角度範囲で水平に旋回走査させ、クレーン旋回部3のジブ側にレーザビーム11を旋回走査させることにより扇状の計測範囲平面17を形成する。
On the other hand, the scanning
この状態で、クレーンを動作させてワイヤ5を繰り出し、バケット6を所望の高さ位置まで降下させると、計測対象物18が計測範囲平面17を鉛直方向で跨ぐ配置となり、計測対象物18の外周面がレーザビーム11で走査され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及び各レーザビーム11の走査角度β1〜βnが走査式レーザ距離計13より演算手段に送信される。
In this state, when the crane is operated to feed the
一方、クレーン旋回部3を旋回動作させ、バケット6等の吊り体を台船2の外側まで移動させると、計測範囲平面17がクレーン旋回部3の旋回動作に追従して移動し、計測範囲平面17とバケット6等の予想移動範囲とが重なった状態のまま移動し、バケット6等の吊り体を所望の高さ位置まで降下させた状態であれば、計測対象物18の外周面がレーザビーム11で走査され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及び各レーザビーム11の走査角度β1〜βnが走査式レーザ距離計13より随時演算手段に送信される。
On the other hand, when the
そして、走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及び各レーザビーム11の走査角度β1〜βnを受信した演算手段は、この走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離L1〜Ln及び各レーザビーム11の走査角度β1〜βnと、GPS方位計16より送信されたGPSアンテナ20の位置(x1,y1)及び真方位θと、予め設定された走査式レーザ距離計13のGPS方位計16に対する相対角度ω、走査式レーザ距離計13とGPSアンテナ20,21との相対距離D1及び取付角度νとに基づいて走査対象部上の各点の水平座標(x21,y21)〜(x2n,y2n)を図7に示す関係より、例えば、上述の数式2を用いてそれぞれ算出し、それを走査情報として記憶部に記憶する。
The calculation means that receives the distances L1 to Ln between the respective points on the scanning target portion and the scanning
次に、演算手段は、傾斜計15より得られた台船2の姿勢情報に応じて台船2の姿勢変化で生じる各計測値の誤差を調整するとともに、走査対象部上の各点座標より計測対象物18と判別された物体の中心座標(x,y)を走査対象部上の中央に位置する点の座標と計測対象物18の半径より算出し、その結果をモニタ等の表示手段に出力するとともに、クレーンやバケットの制御装置に送信する。
Next, the calculation means adjusts the error of each measurement value caused by the change in the attitude of the
また、GPSアンテナ20の旋回中心Cに対する相対位置を示す距離D2,D3が既知であるので、演算手段15は、クレーン旋回部3の旋回中心Cの位置(x3,y3)と入力されたGPSアンテナ20の位置(x1,y1)との関係から、GPSアンテナ20の位置(x1,y1)に基づき旋回中心Cの位置(x3,y3)を算出する。
Further, since the distances D2 and D3 indicating the relative position of the
一方、台船2上の任意の位置に設置された台船位置計測用GPSアンテナ30の位置座標(x4,y4)が台船位置計測手段により計測され、その計測データが随時演算手段に出力され、演算手段の記憶部に記憶される。
On the other hand, the position coordinates (x4, y4) of the
ここで、台船位置計測用GPSアンテナ30と旋回中心Cとの相対位置関係を示す距離D4,D5は既知であり、旋回中心位置(x3,y3)も随時算出されるので、旋回中心Cの水平位置座標(x3,y3)と入力された台船位置計測用GPSアンテナ30の水平位置座標(x4,y4)との関係から、例えば、次式により台船2の絶対方位(方位角φ)を算出する。
Here, the distances D4 and D5 indicating the relative positional relationship between the
また、台船2全体の状態は、旋回中心位置(x3,y3)又は台船位置計測用GPSアンテナ30の位置座標(x4,y4)と、算出された台船2の絶対方位(方位角φ)と、予め演算手段15に入力された台船2の寸法とに基づいて検出でき、その結果をモニターMに表示するとともに記憶部に記憶する。
Further, the state of the
尚、クレーン旋回部3の旋回に伴い、計測範囲平面17と既存のケーソン等とが干渉した場合には、レーザビーム11がケーソン等の外周面を走査してその走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計13間の距離及び走査角度が演算手段に送信され、演算手段は、その走査情報に基づいてケーソンを計測対象物18以外の対象外物体として検出し、その走査情報を対象外物体情報として記憶部に記憶する。
In addition, when the
そして、対象外物体情報が記憶された場合には、その対象外物体情報を走査情報より除いた上で物体が計測対象物18であるかを判別する。
If the non-target object information is stored, the non-target object information is excluded from the scanning information, and then it is determined whether the object is the
尚、第2の実施態様に係る吊り位置検出装置では、上述の実施例における台船位置計測手段に換えて、クレーン旋回部3の台船2に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、演算手段は、当該所望の旋回位置におけるGPSアンテナ20の位置(x1,y1)及び方位(方位角θ)に基づいて台船2の位置及び方位を算出するようにしてもよい。
In the suspension position detecting device according to the second embodiment, instead of the trolley position measuring means in the above-described embodiment, a turning reference detecting means for detecting a desired turning position with respect to the
旋回基準検出手段40は、図8に示すように、クレーン旋回部3の下面に着脱可能に固定された近接センサ41を備え、この近接センサ41によって、台船2の旋回台部42外周部に固定されてクレーン旋回部3の旋回に伴って近接センサ41に対し旋回方向で相対移動する鉄板等の検出対象体43の接近を検出し、その検出情報を有線又は無線により演算手段に出力する。
As shown in FIG. 8, the turning reference detection means 40 includes a
近接センサ41及び検出対象体43は、船倉部7上にジブ4が位置する際、望ましくは、ジブ先端部がクレーン原位置、即ち、台船2の中心軸SC線上に位置する際を検出するように取り付ける。例えば、近接センサ41をクレーン旋回部3下面のジブ4の基端位置に固定し、検出対象体43を旋回台部42の台船中心軸SC線上に位置するように固定する。
The
尚、ジブ4の長手方向と台船2の中心軸SCとが平行となる旋回位置を検出できるように旋回基準検出手段を設置し、ジブ4の長手方向とGPSアンテナ20の方位とが平行となるようにGPSアンテナ20をクレーン旋回部の任意の位置に取り付けることにより、台船2の方位とGPSアンテナ20の方位(方位角θ)とが一致するので、台船2の方位をGPSアンテナ20の方位(方位角θ)のみに基づいて検出することができる。
A turning reference detecting means is installed so that a turning position where the longitudinal direction of the
尚、上述の実施例では、走査式レーザ距離計13がクレーン船平面と平行に向けたレーザビーム11をクレーン船平面と平行な方向に旋回走査させるようにし、クレーン船1が傾いた場合には、傾斜計15より得られたクレーン船の姿勢情報に基づいて誤差を調整するようにした例について説明したが、走査式レーザ距離計13は、距離計自体に水平レベルを検知する機能を備え、クレーン船1の傾きに関係なく、常に水平面と平行に向けたレーザビーム11を水平方向に旋回走査させるようにしたものであってもよい。
In the above-described embodiment, when the
また、上述の実施例では、捨石マウンド造成時の捨石投入作業等に使用されるガット船を例に説明したが、クレーン船1はガット船に限定されず、グラブ浚渫船等にも適用できる。
Moreover, although the above-mentioned Example demonstrated to the example the gut ship used for the rubble throwing operation | work at the time of rubble mound formation, the
更に、上述の実施例では、吊り体としてバケットを挙げたが、バケットの態様は上述の実施例に限定されず、グラブバケットやその他のバケットでもよく、また、吊り体はバケット以外の物であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the bucket is exemplified as the suspension body. However, the aspect of the bucket is not limited to the above-described embodiment, and a grab bucket or other bucket may be used, and the suspension body is an object other than the bucket. May be.
更にまた、位置計測に使用する座標系は、上述の実施例に示す直角平面座標系に限定されず、その他の位置計測用に策定された座標系を用いてもよく、独自に設定した座標系を用いてもよい。 Furthermore, the coordinate system used for position measurement is not limited to the rectangular plane coordinate system shown in the above-described embodiment, and other coordinate systems established for position measurement may be used. May be used.
また、計測対象物18の中心位置の水平方向座標(x,y)の算出するために使用する各計算式、台船2の絶対方位(方位角φ)の算出に使用する計算式及びその他の計算式は、上述の実施例に示した各計算式に限定されず、他の数学的手法に基づく計算式を適用してもよい。
Further, each calculation formula used for calculating the horizontal coordinate (x, y) of the center position of the
A 水面
1 クレーン船
2 台船
3 クレーン旋回部
4 ジブ
5 ワイヤ
6 バケット
7 船倉部
8 石材
10 吊り位置計測装置
11 レーザビーム
12 反射ビーム
13 走査式レーザ距離計
14 演算手段
15 傾斜計
16 GPS方位計
17 計測範囲平面
18 計測対象物
20,21 GPSアンテナ
22 GPS受信機本体
30 台船位置計測用GPSアンテナ
40 旋回基準検出手段
41 近接センサ
42 旋回台部
43 検出対象体
A
Claims (7)
前記クレーン船の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、
該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、
前記走査式レーザ距離計の真方位を計測する距離計方位計測手段と、
前記レーザビームによる走査情報に基づいて前記物体をワイヤー、バケット、石材の何れかの計測対象物に特定する計測対象物判別手段と、
前記走査式レーザ距離計によって計測された距離及び走査角度と、前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位に基づいて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出する演算手段とを備えたことを特徴としてなるクレーン船の吊り位置計測装置。
A crane swivel unit that is pivotably installed on a trolley, a jib that is pivotally supported by the crane swivel unit, a wire that is fed from the tip of the jib, and a bucket that is suspended from the wire. A crane ship that grabs the stone by the bucket and throws the stone into the water around the carriage , measures the horizontal position of the measurement object for identifying the bucket , In the crane ship hanging position measuring device that calculates the horizontal position of the bucket from the horizontal position,
Removably fixed to an arbitrary position of the crane ship, a laser beam directed parallel to the crane ship plane or horizontal plane is swung in a direction parallel to the crane ship plane or horizontally within a desired scanning range, and A scanning laser rangefinder that receives a reflected beam when the laser beam is reflected by an object and measures a distance and a scanning angle between the laser beam and the object;
Distance meter position measuring means for measuring the position of the scanning laser distance meter;
A distance meter azimuth measuring means for measuring the true orientation of the scanning laser rangefinder,
A measurement object discriminating means for specifying the object as a measurement object of any one of a wire, a bucket and a stone based on scanning information by the laser beam ;
Calculation for calculating the horizontal center position of the measurement object based on the distance and scanning angle measured by the scanning laser distance meter, the position of the scanning laser distance meter, and the true orientation of the scanning laser distance meter And a suspension position measuring device for a crane ship.
前記GPSアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位をそれぞれ算出するようにした請求項1に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。 The scanning laser distance meter is detachably fixed at an arbitrary position on the trolley, and the distance meter position measuring means includes a GPS antenna detachably fixed at an arbitrary position on the trolley, The distance meter azimuth measuring means includes an azimuth meter for measuring the azimuth of the GPS antenna,
The crane ship hanging position measuring apparatus according to claim 1, wherein the position of the scanning laser distance meter and the true direction of the scanning laser distance meter are calculated based on the position and orientation of the GPS antenna.
前記GPSアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計の真方位をそれぞれ算出するようにした請求項1に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。 The scanning laser rangefinder, the crane pivot portion toward the jib side is detachably fixed to any position, the said distance meter position measuring means, detachably fixed to an arbitrary position of the crane swivel part The distance meter bearing measuring means includes a bearing meter for measuring the bearing of the GPS antenna,
Crane hanging position measuring device according to claim 1 which is adapted to calculate each of the true orientation of the position and before Symbol scanning laser rangefinder of the scanning laser rangefinder based on the position and orientation of the GPS antenna.
前記クレーン船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計の真方位を計測するための距離計方位計測手段とを備えた吊り位置計測装置を使用し、
前記バケットを予想移動範囲内の所望の高さ位置に吊り下ろすとともに、該予想移動範囲内で前記レーザビームを旋回走査させ、
前記レーザビームが物体で反射した際の前記物体と走査式レーザ距離計との間の距離及び走査角度と、該走査式レーザ距離計の位置と、前記走査式レーザ距離計の真方位とに基づいて前記物体をワイヤー、バケット、石材の何れかの計測対象物に特定し、且つ、前記物体が計測対象物であれば、その走査情報に基づいて前記バケットの水平方向中心位置を算出することを特徴としてなるクレーン船の吊り位置計測方法。 The tip of the wire of the crane ship provided with the crane turning part installed on the trolley so that turning is possible, the jib supported so that it can turn up and down on the crane turning part, and the wire drawn out from the tip of the jib In the crane ship suspension position measurement method for measuring the position of the bucket suspended by
A laser beam that is detachably fixed at an arbitrary position on the crane ship and that is parallel to the plane of the crane ship or the horizontal plane is swiveled and scanned in a direction parallel to the plane of the crane ship or in a horizontal direction within a desired scanning range, When a laser beam is reflected by an object, the reflected beam is received, and a scanning laser distance meter that measures the distance and scanning angle between the laser beam and the position of the scanning laser distance meter is measured. Using a hanging position measuring device comprising a distance meter position measuring means and a distance meter bearing measuring means for measuring the true bearing of the scanning laser distance meter,
The bucket is suspended at a desired height position within the expected movement range, and the laser beam is swung and scanned within the expected movement range,
Based on the distance and scanning angle between the object and the scanning laser distance meter when the laser beam is reflected by the object, the position of the scanning laser distance meter, and the true orientation of the scanning laser distance meter The object is specified as a measurement target of any one of a wire, a bucket, and a stone, and if the object is a measurement target, the horizontal center position of the bucket is calculated based on the scanning information. A crane ship suspension position measurement method as a feature.
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