JP6881781B2 - クレーンの運転支援システム及び運転支援方法。 - Google Patents
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Description
また、遠隔操作を行うクレーンは、クレーンから離れた場所に運転席を設ける場合が多く、運転席から荷役対象を目視し難いため、表示部を運転室に設ける必要がある。
特許文献1には、門型クレーンの遠隔操作パネルとして、該クレーンに設けられた監視カメラの映像を表示するカメラ映像部と、該クレーンの作業状況を表示するクレーン状態アニメーション表示部を備えたタッチパネルが記載されている。
クレーンに設けた撮像装置はズーム機能を備えるのが一般的である。例えば特許文献2には、カメラ画像を拡大して表示する機能を備えた表示部が記載されている。
そのため、撮像範囲表示部を見れば、撮像装置の撮像範囲を運転手が正確に把握できる。
まず、図1を参照して本実施形態に係るクレーンの運転支援システムが適用されるクレーンの構成の概要を説明する。ここでは、クレーン1として、岸壁10に設置され、一対のレール5に沿って走行可能で、岸壁10に接岸したコンテナ船48との間で荷役対象としてのコンテナ49の荷役を行う岸壁クレーンが例示されている。
図2に示すように、クレーン1の運転支援システム27は、位置取得部29、映像表示部31、制御部33、及び撮像範囲表示部35を備える。
撮像装置19、21、23は一対の脚構造体3を連結する梁であるポータルタイ25に固定されており、クレーン1に対して相対移動しないので、必ずしも位置取得部29として位置センサ等を設ける必要はない。例えばこれらの撮像装置の位置を予め図示しない記憶部等に記憶し、必要に応じて制御部33が記憶部から位置を取得してもよい。この場合、制御部33が位置取得部29を兼ねる。
位置取得部29を設ける位置や取得方式はこれらに限定しない。また、位置取得部29は、撮像装置17、19、21、23毎に設けてもよいし、1つの位置取得部29で撮像装置17、19、21、23のうちの複数の位置を検出してもよい。
図1及び図2では映像表示部31は1つのみ図示している。この構成では、1つの映像表示部31の画面を分割して、撮像装置17、19、21、23の映像を表示する領域を割り当てることで、いずれの装置が撮影した映像も表示できる。しかしながら映像表示部31の数は1つに限定されない。撮像装置17、19、21、23の表示用に4つの異なる映像表示装置を用いてもよい。
撮像装置17が撮像した映像を映像表示部31に表示させた場合の例を図3に示す。
撮像装置17はスプレッダ13及びスプレッダ13の着床目標である着床目標面10aを撮像する装置である。そのため、撮像装置17が撮像した映像は、トロリ11の側方からスプレッダ13及び着床目標面10aを見下ろす映像となる。
制御部33は、撮像範囲画像39とクレーン画像40を重ねて処理画像41を生成する装置でもある。
なお、ここでいう撮像範囲とは、正確には映像表示部31に表示される映像の範囲を意味する。例えば撮像装置17、19、21、23のレンズが光軸方向から見て円形の場合、撮像可能な範囲は、本来は円錐状になる。しかしながら映像表示部31の表示領域は通常は矩形であるため、映像表示部31に表示される映像の範囲は円錐の底面を矩形に切り取った領域を底面とする4角錐状になる。
撮像範囲画像39に加えて位置画像37も生成することで、クレーン1における撮像装置17、19、21、23の位置を運転手がより正確に把握できる。
岸壁画像45、コンテナ船画像47、コンテナ画像51は、例えばクレーン1の周辺にある地形及び構造物の形状を示す情報を図2に示すTOS(Terminal Operation System)32から制御部33が取得して、取得した情報を基に、制御部33が画像化することで得られる。海面画像53は、例えばクレーン1に設けた図示しないレーザ変位計で潮位を測定することで得られる。
クレーン画像40はクレーン1の外形を示す画像である。クレーン画像40の表示の際は、トロリ11等の可動部が移動中の場合、移動に応じて逐次トロリ11の位置を変更した画像がクレーン画像40として用いられる。図4にクレーン画像40の例を示す。クレーン画像40はクレーン1の外形を視認できる画像であれば、具体的な表示態様は限定しない。例えば図4ではクレーン画像40として、クレーン1の全体図を示しているが、クレーン1と位置画像37及び撮像範囲画像39の位置関係が分かれば、必ずしもクレーン1全体の外形を表示しなくてもよい。
処理画像41の例を図4に示す。処理画像41には位置画像37、撮像範囲画像39、クレーン画像40及び周辺画像43が重ねて表示されている。
そのため、処理画像41におけるクレーン画像40と撮像範囲画像39の位置関係を見れば、対応する撮像装置の現在の撮像範囲を運転手が正確に把握できる。
また、処理画像41におけるクレーン画像40と位置画像37の位置関係を見れば、対応する撮像装置のクレーン1における現在位置を運転手が正確に把握できる。
さらに、撮像範囲画像39と周辺画像43の位置関係を見れば、撮像蔵置の撮像範囲外にある地形や構造物も運転手が把握できる。
図1に示すように、コンテナ船48は多数のコンテナ49を船倉及び甲板に蔵置している。そのため、撮像装置17がコンテナ船48の上方に位置する場合、撮像装置17が撮像した画像は図3に示すように、コンテナ船48に蔵置されたコンテナ49で画面が埋め尽くされた画像となる。この画像には、撮像装置17の位置を示す目印となる情報がないので、撮像装置17のクレーン1における現在位置及び撮像範囲を運転手が把握するのが困難な場合がある。
この場合でも、図4に示す処理画像41におけるクレーン画像40と撮像範囲画像39aの位置関係を見れば、撮像装置17のクレーン1における撮像範囲を運転手が把握できる。
また、位置画像37を含む処理画像41を表示することで、撮像装置17のクレーン1における現在位置を正確に把握できる。
処理画像41として、y方向からみた画像を生成することで、トロリ11のような可動部に撮像装置17がある場合に、トロリ11の可動に伴う撮像装置17の位置の変化が撮像範囲表示部35に表示される。よって、トロリ11の移動に伴う撮像装置17の撮像範囲の変化を正確に運転手が把握できる。
例えば、クレーン1の上面図(図5のz方向から見た図)を示す画像を処理画像41としてもよい。これらはクレーン1の走行方向に直交する方向から見た画像である。図5に、処理画像41としてクレーン1のz方向から見た図を示す画像を用いた例を示す。
図5では、クレーン1の移動に伴い、クレーン画像40の位置が変化するのを運転手が視認できる。図5ではクレーン1の移動に伴い、撮像装置17、19、21の撮像範囲画像39a、39c、39dの位置が変化するのも運転手が視認できる。撮像装置17、19、23の位置画像37a、37c、37dの位置が変化するのも運転手が視認できる。
例えば、クレーン1の走行時は、処理画像41として、図5に示すように、z方向から見た図を生成し、それ以外は、図4に示すように、y方向から見た図を生成してもよい。この構成とすることで、クレーン1の走行中は、処理画像41として、クレーン1の走行方向に直交する方向から見た画像が表示されるので、クレーン1がレール5に沿って走行していることがわかる。また、クレーン1の荷役中は、クレーン1は走行しないので、処理画像41としてクレーン1の走行方向から見た画像が表示される。そのため、トロリ11が移動中であることも分かる。
なお、クレーン1が走行中であるか否かは、例えば走行装置7の駆動の有無に係る情報をクレーン1に設けられたPLC30等から取得し、当該情報を基に制御部33が判断する。
映像と処理画像41を重ねて表示する場合は、処理画像41を表示する位置、大きさを運転手が調整できる構成が好ましく、必要なときのみ運転手の操作等で処理画像41を表示させる構成がより好ましい。
以上が本実施形態に係るクレーン1の運転支援システム27の概略構成の説明である。
次に制御部33は、撮像装置17、19、21、23のうち、映像表示部31に映像を表示中の装置の、クレーン1における現在の位置情報を位置取得部29から取得する(図6のS1)。
次に制御部33は、撮像装置17、19、21、23のうち、映像表示部31に映像を表示中の装置の現在の画角情報を取得する(図6のS2)。
次に制御部33は、必要に応じてTOS32等から周辺情報を取得する(図6のS3)。なお、S1〜S3は必ずしも図6に示す順番で行う必要はなく、順番を入れ替えてもよい。
さらに制御部33は必要に応じて、位置情報を基に位置画像37として、図4のz方向から見た画像を生成する(図6のS6−1)。
さらに制御部33は、S3を実施している場合、周辺情報を基に周辺画像43として、図4のz方向から見た画像を生成する(図6の7−1)。なお、S5−1、S6−1、S7−1は必ずしも図6に示す順番で行う必要はなく、順番を入れ替えてもよい。
さらに制御部33は必要に応じて、位置情報を基に位置画像37として、図4のy方向から見た画像を生成する(図6のS6−2)。
さらに制御部33は、S3を実施している場合、周辺情報を基に周辺画像43として、図4のy方向から見た画像を生成する(図6のS7−2)。なお、S5−2、S6−2、S7−2は必ずしも図6に示す順番で行う必要はなく、順番を入れ替えてもよい。
最後に制御部33は、処理画像41を撮像範囲表示部35に送信して、処理画像41を表示させ、S0に戻る(図6のS9)。
以上が、本実施形態に係るクレーン1の運転支援システム27を用いた運転支援方法の例の説明である。
そのため、撮像装置17の撮像範囲の変化を運転手が容易に把握できる。
3 脚構造体
5 レール
7 走行装置
9 桁
10 岸壁
10a 着床目標面
11 トロリ
13 スプレッダ
15 運転室
17、19、21、23 撮像装置
25 ポータルタイ
27 運転支援システム
29 位置取得部
30 PLC
31 映像表示部
32 TOS
33 制御部
34 機械室
35 撮像範囲表示部
37、37a、37b、37c、37d 位置画像
39、39a、39b、39c、39d 撮像範囲画像
40 クレーン画像
41 処理画像
43 周辺画像
45 岸壁画像
47 コンテナ船画像
48 コンテナ船
49、49a、49b コンテナ
51 コンテナ画像
53 海面画像
Claims (5)
- 周囲の映像を逐次撮像する撮像装置を備えるクレーンの運転を支援するための、クレーンの運転支援システムであって、
前記撮像装置の前記クレーンにおける現在位置を位置情報として逐次取得する位置取得部と、
前記撮像装置に接続され、前記撮像装置が撮像した映像を取得して表示する映像表示部と、
前記撮像装置、前記位置取得部、及び前記映像表示部に接続され、
前記位置情報を前記位置取得部から逐次取得し、前記撮像装置の画角を示す画角情報を前記撮像装置から逐次取得し、
前記位置情報及び前記画角情報を基に、前記クレーンにおける前記撮像装置の撮像範囲を示す撮像範囲画像を生成し、
前記撮像範囲画像に前記クレーンの外形を示すクレーン画像を重ねて処理画像を生成する制御部と、
前記制御部に接続され、前記処理画像を表示する撮像範囲表示部と、
前記クレーンを走行させる走行装置と、を備え、
前記制御部は、前記クレーンが走行中であるか否かを前記走行装置の駆動の有無から判断し、
前記クレーンの走行時は、前記処理画像として前記クレーンの走行方向に直交する方向から見た画像を生成し、
走行中でない場合、前記処理画像として、前記クレーンの走行方向から見た図を生成することを特徴とするクレーンの運転支援システム。 - 前記制御部は、
前記位置情報を基に前記撮像装置の現在位置を示す画像である位置画像を生成し、
前記位置画像と、前記撮像範囲画像に前記クレーン画像を重ねて前記処理画像を生成して前記撮像範囲表示部に表示させる請求項1に記載のクレーンの運転支援システム。 - 前記制御部は、
前記クレーンの周辺にある地形及び構造物の形状を示す周辺情報を取得して、これらを図示する周辺画像を生成し、前記クレーン画像と、前記撮像範囲画像と、前記周辺画像を重ねて前記処理画像を生成し、前記撮像範囲表示部に表示させる請求項1に記載のクレーンの運転支援システム。 - 前記制御部は、
前記処理画像として、前記クレーンの走行方向に直交する方向か、又は前記クレーンの走行方向から見た画像を生成する請求項1〜3のいずれかに記載のクレーンの運転支援システム。 - 周囲の映像を逐次撮像する撮像装置を備えるクレーンの運転を支援するための、クレーンの運転支援方法であって、
前記撮像装置の前記クレーンにおける現在位置を位置情報として逐次取得し、
前記撮像装置が撮像した映像を取得して映像表示部に表示し、
前記位置情報を逐次取得し、前記撮像装置の画角を示す画角情報を前記撮像装置から逐次取得し、
前記位置情報及び前記画角情報を基に、前記クレーンにおける前記撮像装置の撮像範囲を示す撮像範囲画像を生成し、
前記撮像範囲画像に前記クレーンを示すクレーン画像を重ねて処理画像を生成して撮像範囲表示部に表示させ、
前記処理画像を生成する際に、
前記クレーンが走行中であるか否かを前記クレーンの走行装置の駆動の有無から判断し、
前記クレーンが走行中であると判断した場合は、前記処理画像として前記クレーンの走行方向に直交する方向から見た画像を生成し、
走行中でないと判断した場合は、前記処理画像として、前記クレーンの走行方向から見た図を生成することを特徴とするクレーンの運転支援方法。
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