JP7351231B2 - Hanging load monitoring device, crane, hanging load monitoring method and program - Google Patents
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Description
本発明は、吊荷監視装置、クレーン、吊荷監視方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a suspended load monitoring device, a crane, a suspended load monitoring method, and a program.
クレーンには、吊荷を監視するために、吊荷監視装置が装備されたものがある。 Some cranes are equipped with a suspended load monitoring device to monitor suspended loads.
例えば、特許文献1には、吊荷を掛けるフックとの距離に応じて倍率が変更されるズームレンズを有するカメラと、クレーンのキャビン内に設けられ、カメラが撮像した画像を表示部と、を備える吊荷監視装置が開示されている。
For example,
また、特許文献2には、吊荷の、ブームの先端に対する振れ幅を検出する振れ幅センサと、クレーン装置の操作レバーの操作位置を検出する操作レバーセンサと、振れ幅センサが検出した振れ幅と操作レバーセンサが検出した操作位置を表示する表示部と、を備える吊荷監視装置が開示されている。 Furthermore, Patent Document 2 describes a swing width sensor that detects the swing width of a suspended load relative to the tip of a boom, a control lever sensor that detects the operation position of a control lever of a crane device, and a swing width detected by the swing width sensor. A suspended load monitoring device is disclosed, which includes: and a display unit that displays an operating position detected by an operating lever sensor.
クレーンでは、吊荷が障害物に接触したり衝突したりすることを防ぐ必要がある。そこで、オペレータに将来の吊荷の移動先を知らせて、接触、衝突を防止できる吊荷監視装置が望まれている。 Cranes need to prevent suspended loads from coming into contact with or colliding with obstacles. Therefore, there is a need for a suspended load monitoring device that can inform the operator of the future destination of the suspended load and prevent contact and collision.
しかし、特許文献1に記載の吊荷監視装置は、表示部に一定の大きさの、吊荷の画像が表示されるだけである。このため、クレーンのオペレータ自身が、障害物への接触、衝突を防ぐために、吊荷の移動先を予測して、その移動先を監視する必要がある。
However, the hanging load monitoring device described in
特許文献2に記載の吊荷監視装置は、吊荷の振れ幅と操作レバーの操作位置が、棒グラフ状に表示されるだけである。このため、特許文献2に記載の吊荷監視装置でも、オペレータ自身が、吊荷の移動先を予測して、その移動先を監視する必要がある。 The suspended load monitoring device described in Patent Document 2 only displays the swing width of the suspended load and the operating position of the operating lever in the form of a bar graph. Therefore, even in the suspended load monitoring device described in Patent Document 2, the operator himself needs to predict the destination of the suspended load and monitor the destination.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、オペレータに吊荷の移動先を知らせて、クレーン作業の安全性を高めることができる吊荷監視装置、クレーン、吊荷監視方法及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and includes a suspended load monitoring device, a crane, a suspended load monitoring method, and a program that can notify an operator of the destination of a suspended load and improve the safety of crane work. The purpose is to provide
上記の目的を達成するため、本発明の第一の観点に係る吊荷監視装置は、
クレーン装置のブーム先端部の位置を取得するブーム位置取得部と、
前記ブーム先端部に吊り下げられた吊荷の位置を取得する吊荷位置取得部と、
前記ブーム位置取得部が取得した前記ブーム先端部の位置及び、前記吊荷位置取得部が取得した前記吊荷の位置に基づいて、前記クレーン装置を操作するための操作レバーが第一位置にあると仮定した場合の、一定期間の前記吊荷の第一軌跡と、前記操作レバーが前記第一位置とは別の第二位置にあると仮定した場合の、前記一定期間の前記吊荷の第二軌跡とを予測する軌跡予測部と、
前記軌跡予測部が予測した前記第一軌跡と前記第二軌跡に基づいて吊荷移動領域を決定する吊荷移動領域決定部と、
前記吊荷移動領域決定部が決定した前記吊荷移動領域に基づいて吊荷移動情報を報知する報知部と、
を備える。
In order to achieve the above object, the suspended load monitoring device according to the first aspect of the present invention includes:
a boom position acquisition unit that acquires the position of the boom tip of the crane device;
a suspended load position acquisition unit that acquires the position of the suspended load suspended from the boom tip;
An operating lever for operating the crane device is in a first position based on the position of the boom tip acquired by the boom position acquisition unit and the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit. the first locus of the suspended load over a certain period of time, assuming that the operation lever is in a second position different from the first position; a trajectory prediction unit that predicts two trajectories;
a suspended load movement area determination unit that determines a suspended load movement area based on the first trajectory and the second trajectory predicted by the trajectory prediction unit;
a notification unit that notifies suspended load movement information based on the suspended load movement area determined by the suspended load movement area determination unit;
Equipped with
前記軌跡予測部は、前記ブーム位置取得部が取得した前記ブーム先端部の位置及び、前記吊荷位置取得部が取得した前記吊荷の位置に基づいて、前記操作レバーが前記第一位置にあると仮定した場合の、前記一定期間よりも短期間に前記吊荷がたどる第一短期間軌跡と、前記操作レバーが前記第二位置にあると仮定した場合の、前記短期間に前記吊荷がたどる第二短期間軌跡とを予測し、
前記吊荷移動領域決定部は、前記軌跡予測部が予測した前記第一短期間軌跡及び、前記第二短期間軌跡に基づいて、監視領域を決定し、
前記報知部は、前記監視領域の情報を報知すると良い。
The trajectory prediction unit is configured such that the operating lever is at the first position based on the position of the boom tip acquired by the boom position acquisition unit and the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit. a first short-term trajectory that the suspended load follows in a shorter period of time than the certain period, assuming that the suspended load is in the second position; predicting a second short-term trajectory to be followed;
The suspended load movement area determination unit determines a monitoring area based on the first short-term trajectory and the second short-term trajectory predicted by the trajectory prediction unit,
It is preferable that the notification unit notifies information of the monitoring area.
さらに、前記軌跡予測部は、前記ブーム先端部の位置、前記吊荷の位置及び、前記操作レバーの操作量に対する前記吊荷の将来位置を学習した学習済みモデルを用いて、前記ブーム位置取得部が取得した前記ブーム先端部の位置、前記吊荷位置取得部が取得した前記吊荷の位置及び、前記操作レバーの位置から、前記一定期間又は前記一定期間よりも短期間の、前記吊荷の軌跡を予測すると良い。 Furthermore, the trajectory prediction unit uses a learned model that has learned the position of the boom tip, the position of the suspended load, and the future position of the suspended load with respect to the operation amount of the control lever, and the boom position acquisition unit From the position of the boom tip acquired by the operator, the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit, and the position of the operating lever, determine the position of the suspended load during the certain period or a shorter period of time than the certain period. It is good to predict the trajectory.
前記吊荷位置取得部が取得した前記吊荷の位置の変化から、前記吊荷の移動方向を算出する移動方向算出部をさらに備え、
前記吊荷移動領域決定部は、前記移動方向算出部が算出した前記移動方向に基づいて、前記吊荷移動領域を決定すると良い。
further comprising a moving direction calculation unit that calculates a moving direction of the suspended load from a change in the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit,
It is preferable that the suspended load movement area determination section determines the suspended load movement area based on the movement direction calculated by the movement direction calculation section.
前記吊荷を撮像するカメラをさらに備え、
前記報知部は、前記カメラが撮像した画像に、前記吊荷移動領域決定部が決定した前記吊荷移動領域を示す画像を重畳して表示する表示部を有すると良い。
Further comprising a camera that images the hanging load,
The notification unit may include a display unit that displays an image showing the suspended load movement area determined by the suspended load movement area determining unit, superimposed on the image captured by the camera.
前記吊荷移動領域決定部が決定した前記吊荷移動領域に前記吊荷の移動の障害となる障害物があるか否かを検出する障害物検出部をさらに備え、
前記報知部は、前記障害物検出部が障害物を検出した場合に、障害物があることを報知すると良い。
further comprising an obstacle detection unit that detects whether or not there is an obstacle that obstructs movement of the suspended load in the suspended load movement area determined by the suspended load movement area determination unit,
The notification unit may notify that there is an obstacle when the obstacle detection unit detects an obstacle.
本発明の第二の観点に係るクレーンは、本発明の第一の観点に係る吊荷監視装置を備える。 The crane according to the second aspect of the present invention includes the suspended load monitoring device according to the first aspect of the present invention.
本発明の第三の観点に係る吊荷監視方法は、
クレーン装置のブーム先端部の位置を取得するブーム位置取得ステップと、
前記ブーム先端部に吊り下げられた吊荷の位置を取得する吊荷位置取得ステップと、
前記ブーム位置取得ステップで取得した前記ブーム先端部の位置及び、前記吊荷位置取得ステップで取得した前記吊荷の位置に基づいて、前記クレーン装置を操作するための操作レバーが第一位置にあると仮定した場合の、一定期間の前記吊荷の第一軌跡と、前記操作レバーが前記第一位置とは別の第二位置にあると仮定した場合の、前記一定期間の前記吊荷の第二軌跡とを予測する軌跡予測ステップと、
前記軌跡予測ステップで予測した前記第一軌跡と前記第二軌跡に基づいて吊荷移動領域を決定する吊荷移動領域決定ステップと、
前記吊荷移動領域決定ステップで決定した前記吊荷移動領域に基づいて吊荷移動情報を報知する報知ステップと、
を備える。
The suspended load monitoring method according to the third aspect of the present invention includes:
a boom position acquisition step of acquiring the position of the boom tip of the crane device;
a hanging load position acquisition step of acquiring the position of the hanging load suspended from the boom tip;
An operating lever for operating the crane device is in a first position based on the position of the boom tip obtained in the boom position acquisition step and the position of the suspended load obtained in the suspended load position acquisition step. the first locus of the suspended load over a certain period of time, assuming that the operation lever is in a second position different from the first position; a trajectory prediction step of predicting two trajectories;
a hanging load movement area determination step of determining a hanging load movement area based on the first trajectory and the second trajectory predicted in the trajectory prediction step;
a reporting step of reporting suspended load movement information based on the suspended load movement area determined in the suspended load movement area determining step;
Equipped with
本発明の第四の観点に係るプログラムは、本発明の第三の観点に係る吊荷監視方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。 The program according to the fourth aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute the suspended load monitoring method according to the third aspect of the present invention.
本発明の構成によれば、吊荷移動領域決定部が、操作レバーが第一位置にあると仮定した場合の吊荷の第一軌跡と、操作レバーが第一位置とは別の第二位置にあると仮定した場合の吊荷の第二軌跡とに基づいて吊荷移動領域を決定する。このため、吊荷移動領域決定部は、第一位置と第二位置の間で操作レバーが操作されたとしても、吊荷がとどまる領域を吊荷移動領域とすることができる。その結果、吊荷監視装置は、より正確な吊荷の移動先を予測することができる。さらに、報知部が吊荷移動領域に基づいて吊荷移動情報を報知するので、吊荷の移動先をオペレータに知らせることができる。その結果、クレーン作業の安全性が高まる。 According to the configuration of the present invention, the suspended load movement area determination unit determines the first locus of the suspended load when the operating lever is assumed to be in the first position, and the second position where the operating lever is different from the first position. The suspended load movement area is determined based on the second locus of the suspended load when it is assumed that the suspended load is located at Therefore, even if the operating lever is operated between the first position and the second position, the suspended load movement area determination unit can determine the area where the suspended load remains as the suspended load movement area. As a result, the suspended load monitoring device can more accurately predict the destination of the suspended load. Furthermore, since the notification unit notifies the suspended load movement information based on the suspended load movement area, the operator can be informed of the destination of the suspended load. As a result, crane work becomes safer.
以下、本発明の実施の形態に係る吊荷監視装置、クレーン、吊荷監視方法及びプログラムについて図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a suspended load monitoring device, a crane, a suspended load monitoring method, and a program according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the figures, the same or equivalent parts are given the same reference numerals.
実施の形態に係る吊荷監視装置は、ラフテレーンクレーンの吊荷を監視するカメラが撮像した画像を表示する表示部を備える。この吊荷監視装置は、ラフテレーンクレーンでのクレーン作業を容易にするため、この表示部に吊荷の移動先の情報である吊荷移動情報を表示する。 The suspended load monitoring device according to the embodiment includes a display unit that displays an image captured by a camera that monitors the suspended load of a rough terrain crane. This suspended load monitoring device displays suspended load movement information, which is information on the destination of the suspended load, on the display section in order to facilitate crane work with a rough terrain crane.
まず、図1を参照して、吊荷監視装置が装備されるラフテレーンクレーンの構成について説明する。続いて、図2-図7を参照して、吊荷監視装置の構成について説明する。次に、図8を参照して、吊荷監視装置が実施する吊荷監視処理について説明する。 First, with reference to FIG. 1, the configuration of a rough terrain crane equipped with a suspended load monitoring device will be described. Next, the configuration of the suspended load monitoring device will be described with reference to FIGS. 2 to 7. Next, with reference to FIG. 8, the suspended load monitoring process performed by the suspended load monitoring device will be described.
図1は、実施の形態に係る吊荷監視装置1が装備されるラフテレーンクレーン100の側面図である。
FIG. 1 is a side view of a
図1に示すように、ラフテレーンクレーン100は、旋回体110、ブーム120、ウインチ130及び、キャビン140を備えている。
As shown in FIG. 1, the
旋回体110は、走行体101の上に旋回可能に設けられている。また、旋回体110には、ブーム120が設けられている。これにより、旋回体110は、ブーム120を走行体101に対して旋回させる。
The revolving
一方、ブーム120は、旋回体110に対して起伏可能に設けられている。また、ブーム120は、テレスコピック式であり、伸縮可能である。その先端には、ブームヘッド121が設けられている。これにより、ブーム120は、旋回体110に対して起立すると共に、伸長して所望の位置にブームヘッド121を移動させる。
On the other hand, the
ブームヘッド121には、ロープ122が掛け回された、図示しないシーブを有する。ロープ122の先端には、吊荷を吊るためのフック123が接続されている。そして、フック123は、ブームヘッド121から垂下する。
The
ウインチ130は、旋回体110に設けられ、ロープ122を巻き上げ又は、巻き下げする。これにより、ウインチ130は、ロープ122の先端にあるフック123を昇降する。その結果、フック123に吊荷200が吊られると、吊荷200が昇降する。なお、本明細書では、ウインチ130、上述した旋回体110及び、ブーム120は、吊荷200を移動するための装置である。このため、これらをクレーン装置ともいう。
The
これに対して、キャビン140には、ラフテレーンクレーン100を操作するオペレータが搭乗する。キャビン140には、ラフテレーンクレーン100を操作するため、図示しない表示パネルと、複数の操作レバーと、が設けられている。
On the other hand, an operator who operates the
ここで、複数の操作レバーとは、旋回体110を旋回させる旋回レバー、ブーム120を起伏させる起伏レバー、ブーム120を伸縮させる伸縮レバー、ウインチ130に巻き上げ、巻き下げ動作をさせる巻き上げレバーのことである。以下、個別の機能を説明する場合を除いて、操作レバーというものとする。
Here, the plurality of operating levers include a turning lever that turns the
表示パネルには、各センサにより検出された旋回体110及び、ブーム120等の機械の状態が表示される。詳細には、ラフテレーンクレーン100は、旋回体110の旋回角度を検出する旋回角度検出センサ141と、ブーム120が起伏したときの、その角度を検出するブーム角度検出センサ142と、ブーム120が伸縮したときのブーム120の長さを検出するブーム長さ検出センサ143と、を備えている。これらセンサは、定期的に旋回体110の旋回角度、ブーム120の起伏角度、ブーム120の長さを検出して、その検出結果を表示パネルに送信する。また、後述する吊荷監視装置1に送信する。表示パネルは、受信した旋回体110の旋回角度、ブーム120の起伏角度、ブーム120の長さのデータを機械の状態として表示する。
The display panel displays the state of the
各操作レバーは、中立位置から倒されることにより、旋回体110、ブーム120及びウインチ130が旋回、起伏、伸縮、巻き上げ等の各動作を行わせる。そして、操作レバーが倒される方向により、各動作の方向を変化させる。例えば、旋回レバーであれば、操作レバーの倒される方向に応じて旋回の方向が切り替わる。起伏レバーであれば、操作レバーの倒される方向に応じてブーム120が起立又は倒伏する。
When each operating lever is pushed down from a neutral position, the
また、各操作レバーは、倒されたときのその位置に応じて旋回、起伏、伸縮、巻き上げ等の各動作の速度を変更させる。 Further, each operation lever changes the speed of each operation such as turning, undulation, extension/contraction, and winding depending on the position when it is pushed down.
各操作レバーには、その操作状態を表示パネルに表示するため、位置検出センサ、すなわち、旋回レバー位置検出センサ151、起伏レバー位置検出センサ152、伸縮レバー位置検出センサ153及び、巻き上げレバー位置検出センサ154が設けられている。各操作レバーは、これら位置検出センサによって、その位置が検出される。そして、検出された位置は、表示パネルに送信される。また、後述する吊荷監視装置1に送信される。
In order to display the operation status on the display panel, each operation lever has a position detection sensor, that is, a swing lever
一方、キャビン140は、旋回体110上の、ブーム120の末端近傍に配置されている。このため、キャビン140は、ブーム120の先端にある吊荷200から離れている。また、キャビン140には、上述したように、旋回体110及び、ブーム120等の機械の状態が表示される表示パネルが設けられている。
On the other hand, the
しかし、表示パネルには、吊荷200の詳細な状態は表示されない。このため、キャビン140にオペレータが搭乗したとき、そのオペレータが吊荷200の正確な位置を把握することが難しく、また、その移動方向を正確に予測することも難しい。その結果、操作レバーそれぞれを操作して、吊荷200を正確に移動させることは容易ではない。
However, the detailed state of the suspended
そこで、操作を容易にするため、ラフテレーンクレーン100には、吊荷移動情報を報知する吊荷監視装置1が装備されている。続いて、図2-図6を参照して、吊荷監視装置1の構成について説明する。
Therefore, in order to facilitate operation, the
図2は、実施の形態に係る吊荷監視装置1の構成を示すブロック図である。図3は、吊荷監視装置1が備えるカメラ10が撮像した画像の一例を示す図である。図4は、吊荷監視装置1が備える制御部20のハードウエアの構成の一例を示す概略図である。図5は、吊荷監視装置1が備える軌跡予測部25のニューラルネットワーク部250の概略図である。図6(a)は、吊荷監視装置1が備える記憶部30に記憶された第一位置情報テーブル255の構成を示す概略図である。図6(b)は、その記憶部30に記憶された第二位置情報テーブル256の構成を示す概略図である。図7は、吊荷監視装置1が算出する吊荷移動領域A1と監視領域A2の一例を示す図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the suspended
図2に示すように、吊荷監視装置1は、吊荷200を撮像するカメラ10と、吊荷200の軌跡を予測する処理、吊荷移動領域A1を決定する処理等の各種処理を行う制御部20と、制御部20の処理で使用されるデータ及びプログラム等が格納された記憶部30と、カメラ10が撮像した画像及び制御部20が決定した監視領域を表示する表示部40と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the suspended
カメラ10は、図1に示すように、ブームヘッド121に設置されている。カメラ10は、図示しないレンズを下に向け、ブームヘッド121から垂下するロープ122とフック123を撮像する。これにより、カメラ10は、図3に示すように、フック123に吊り下げられた吊荷200を撮像する。カメラ10は、撮像した画像を、図2に示す制御部20に送信する。
The
一方、吊荷監視装置1は、図4に示すように、吊荷監視プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)300と、吊荷監視プログラムを展開するメモリ310と、カメラ10及び旋回レバー位置検出センサ151、起伏レバー位置検出センサ152等の各種センサと接続するためのI/Oポート320と、を備えている。これらの構成のうち、制御部20は、CPU300が記憶部30に格納された吊荷監視プログラムを実行することにより実現されている。これにより、制御部20は、ソフトウエアとして構成される処理ブロックを有する。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the suspended
詳細には、制御部20は、図2に示すように、旋回レバー、起伏レバー、伸縮レバー及び巻き上げレバーの位置情報を取得する操作情報取得部21と、ブームヘッド121の位置を取得するブーム位置取得部22と、吊荷200の位置を取得する吊荷位置取得部23と、吊荷200の移動方向を算出する移動方向算出部24と、吊荷200の軌跡を予測する軌跡予測部25と、算出された吊荷200の移動方向及び予測された吊荷200の軌跡から吊荷移動領域A1を決定する吊荷移動領域決定部26と、決定された吊荷移動領域A1を示す画像を合成する画像合成部27と、吊荷移動領域A1に障害物があるか否かを検出する障害物検出部28と、を有している。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
操作情報取得部21には、上述した旋回レバー位置検出センサ151、起伏レバー位置検出センサ152、伸縮レバー位置検出センサ153及び、巻き上げレバー位置検出センサ154から、これらセンサが検出した、各操作レバーの座標が定期的に送信される。操作情報取得部21は、これら座標を受信して、各操作レバーの座標を取得する。操作情報取得部21は、座標を取得する毎に、取得した各操作レバーの座標をブーム位置取得部22と軌跡予測部25に送信する。
The operation
これに対して、ブーム位置取得部22には、上述した旋回角度検出センサ141、ブーム角度検出センサ142及び、ブーム長さ検出センサ143から、これらセンサが検出した角度、長さ等の各データが定期的に送信される。ブーム位置取得部22は、これらのデータを受信する。そして、ブーム位置取得部22は、これらのデータを受信する毎に、旋回体110の旋回中心を原点とし、走行体101の前後方向をX軸、走行体の左右方向をY軸、上下方向をZ軸とするXYZ座標系の、ブームヘッド121先端部の座標を算出する。これにより、ブーム位置取得部22は、ブームヘッド121先端部の座標を取得する。なお、この座標のことを、以下、単にブームヘッド121の座標という。
On the other hand, the boom
ブーム位置取得部22は、ブームヘッド121の座標を取得する毎に、その座標を、吊荷位置取得部23に送信する。また、軌跡予測部25に送信する。さらに、ブーム位置取得部22は、旋回角度検出センサ141の旋回角度データを画像合成部27に送信する。
Every time the boom
吊荷位置取得部23は、ブームヘッド121の座標を受信する毎に、吊荷200の座標を取得する。その座標は、カメラ10とブームヘッド121の座標から得る。
The suspended load
詳細には、吊荷位置取得部23は、ブームヘッド121の座標を受信する毎に、カメラ10が撮像した画像データをカメラ10から取得する。吊荷位置取得部23は、取得した画像に二値化、輪郭線抽出等の画像処理を施して、フック123が撮像された画像部分を抽出する。そして、抽出したフック123の画像部分から、その画像部分の重心Cと複数の特徴箇所を特定する。例えば、吊荷位置取得部23は、特徴箇所として図3に示す上面視略矩形状のフック123の四隅を特定する。吊荷位置取得部23は、画像部分の重心Cと特徴箇所の画像内座標を求める。ここで、画像内座標とは、カメラ10の撮像素子が有する画素を単位とする画像内での座標のことである。
Specifically, each time the suspended load
一方、上述した記憶部30には、測量データ231が記憶されている。ここで、測量データ231には、カメラ10のレンズの画角データ、撮像素子の画素数、画素大きさ等の画素データ及び、フック123の上記複数の特徴箇所の間の距離の実測値が含まれている。吊荷位置取得部23は、この測量データ231を読み出し、読み出した測量データ231と、求めた画像部分の重心Cと特徴箇所の画像内座標と、を用いて、三角測量の手法により、カメラ10の画像素子に対する実際のフック123の重心C、上記の特徴箇所の位置を求める。
On the other hand,
吊荷位置取得部23は、求めた位置と受信したブームヘッド121の座標から、フック123の座標を求める。吊荷位置取得部23は、求めたフック123の座標が吊荷200の座標と同じであると仮定して、フック123の座標を吊荷200の座標とする。これにより、吊荷位置取得部23は、吊荷200の座標を取得する。
The hanging load
吊荷位置取得部23は、吊荷200の座標を取得する毎に、その座標を記憶部30に格納する。さらに、その座標を移動方向算出部24、軌跡予測部25、吊荷移動領域決定部26及び画像合成部27に送信する。
The suspended load
移動方向算出部24は、吊荷位置取得部23から吊荷200の座標を受信する。また、記憶部30から、吊荷200の前回座標を読み出す。そして、移動方向算出部24は、読み出した前回座標と受信した座標から吊荷200の移動方向を求める。また、移動速度を求める。移動方向算出部24は、求めた吊荷200の移動方向、移動速度のデータを吊荷移動領域決定部26に送信する。
The moving
軌跡予測部25は、吊荷位置取得部23から吊荷200の座標を受信し、また、ブーム位置取得部22からブームヘッド121の座標を受信する。軌跡予測部25は、受信した吊荷200の座標とブームヘッド121の座標を用いて、吊荷200が将来に取り得る軌跡を予測する。軌跡予測部25は、吊荷200の軌跡を予測するため、図5に示すニューラルネットワーク部250を有する。
The
ニューラルネットワーク部250は、ニューロンと呼ばれるノード251を複数個、有している。そして、そのノード251とノード251が結合している。これにより、ニューラルネットワーク部250は、入力層252、隠れ層253及び出力層254を有する。
The
記憶部30には、図2に示すように、ノード251間の結合の重みパラメータである重みθが記憶されている。この重みθは、ニューラルネットワーク部250に、実験により求めた教師データを学習させることにより、求められた重みである。
As shown in FIG. 2, the
詳細には、教師データであるブームヘッド121の座標、吊荷200の座標、及び、そのときの各操作レバーが操作されたときの操作レバー座標が入力層252に入力され、かつ、教師データの、これら座標に対する、その後の吊荷200の位置を示す座標群、すなわち、吊荷200の軌跡が出力層254から出力される状態に、ニューラルネットワーク部250を予め学習させておく。重みθは、そのときの学習済みニューラルネットワーク部250が有するノード251間の結合の重みである。
In detail, the coordinates of the
なお、重みθは、記憶部30とネットワークを経由して接続されたサーバーが有する、ニューラルネットワーク部250と同じ構成のニューラルネットワーク部を学習させることにより、得た重みであっても良い。
Note that the weight θ may be a weight obtained by learning a neural network unit having the same configuration as the
軌跡予測部25は、この重みθを記憶部30から読み出し、ニューラルネットワーク部250のノード251間を結合の重みを、読み出した重みθに設定する。これにより、軌跡予測部25は、ブームヘッド121の座標、吊荷200の座標、各操作レバーの座標に対して、その後の吊荷200の座標を予測する学習済みモデルを構築する。
The
軌跡予測部25は、構築された学習済みモデルを用いて、オペレータが操作レバーをある方向に倒しているときに、その直後、その方向に操作レバーを倒すことを想定した第一軌跡と、その直後にその方向と反対の方向に操作バーを戻すことを想定した第二軌跡と、を予測する。
Using the constructed learned model, the
軌跡予測部25は、まず、第一軌跡を予測する。軌跡予測部25は、第一軌跡を予測するため、ブーム位置取得部22から受信したブームヘッド121の座標と吊荷位置取得部23から受信した吊荷200の座標を、図5に示すニューラルネットワーク部250の入力層252に入力する。
The
さらに、軌跡予測部25は、図2に示す記憶部30から、吊荷200の第一軌跡を求めるときに想定する各操作レバーの座標を含む第一位置情報テーブル255を読み出して、各操作レバーの座標を入力層252に入力する。
Furthermore, the
ここで、第一位置情報テーブル255について説明する。第一位置情報テーブル255の構成を図6に示す。
なお、図6では、各操作レバーのプッシュ方向の座標を+、プル方向の座標を-で示している。さらに、中立位置にあるときの各操作レバーの座標を数値0、最もプッシュ方向又はプル方向にある最大操作量のときの、各操作レバーの座標を数値100としている。
Here, the first position information table 255 will be explained. The configuration of the first position information table 255 is shown in FIG.
In FIG. 6, the coordinates of each operating lever in the push direction are indicated by +, and the coordinates in the pull direction are indicated by -. Furthermore, the coordinates of each operating lever when in the neutral position are numerically 0, and the coordinates of each operating lever when the maximum operating amount is in the push direction or pull direction are numerically 100.
第一位置情報テーブル255は、図6に示すように、各操作レバーがその位置へ操作されると想定される想定座標と、その想定座標を適用する各操作レバーの現在位置座標範囲と、が対応付けられている。そして、第一位置情報テーブル255は、操作レバーがある位置から最大位置まで操作されることを想定するため、想定座標が各操作レバーの最大操作量である100に設定されている。また、操作レバーがある方向に操作された状態からその方向にさらに操作されることを想定するため、各操作レバーの現在座標と現在位置座標範囲の正負の符号が同じに設定されている。さらに、中立位置から操作されている操作レバーだけが、その直後、操作されることを想定しているため、現在位置座標範囲が中立位置以外の座標にある操作レバーについて、想定座標を100にしている。 As shown in FIG. 6, the first position information table 255 includes the assumed coordinates at which each operating lever is assumed to be operated to that position, and the current position coordinate range of each operating lever to which the assumed coordinates are applied. are associated. In the first position information table 255, the assumed coordinates are set to 100, which is the maximum operating amount of each operating lever, in order to assume that the operating lever is operated from a certain position to the maximum position. Furthermore, in order to assume that the operating lever is operated in a certain direction and then further operated in that direction, the current coordinates of each operating lever and the current position coordinate range are set to have the same positive and negative signs. Furthermore, since it is assumed that only the control levers that are operated from the neutral position will be operated immediately after that, the assumed coordinates are set to 100 for the control levers whose current position coordinate range is in coordinates other than the neutral position. There is.
なお、ラフテレーンクレーン100では、通常、吊荷200を吊り上げ、移動するときに、ブーム120を伸縮動作させないことから、図6では、現在座標範囲が+100から-100にあるときの、伸縮レバーの想定座標を0としている。
Note that the
一方、軌跡予測部25には、上述した操作情報取得部21から各操作レバーの座標が送信される。軌跡予測部25は、その各操作レバーの座標を受信し、読み出した第一位置情報テーブル255から、その受信した座標に対応する、各操作レバーの想定座標を選び出す。これにより、第一位置情報テーブル255を用いることで、ニューラルネットワーク部250の入力層252に入力される各操作レバーの想定座標が決定される。
On the other hand, the
図5に戻って、ニューラルネットワーク部250の入力層252に各操作レバーの想定座標が入力され、かつ上述したブームヘッド121の座標と吊荷200の座標が入力されると、出力層254は、各操作レバーが入力層252に入力された想定座標に操作されたとした場合の、将来の吊荷200の位置を示す座標群、すなわち第一軌跡を出力する。このとき、軌跡予測部25は、出力層254から、一定期間、例えば10秒間の吊荷200の軌跡データを取得する。そして、取得した吊荷200の軌跡データを吊荷移動領域決定部26に送信する。
Returning to FIG. 5, when the assumed coordinates of each operating lever are input to the
さらに、軌跡予測部25は、第一軌跡を求めた後、第二軌跡を求める。
Further, the
詳細には、記憶部30には、第二軌跡を得るための第二位置情報テーブル256が記憶されている。第二位置情報テーブル256は、図6に示すように、第一位置情報テーブル255と同じく、想定座標と現在位置座標範囲とが対応付けられている。第二位置情報テーブル256では、操作レバーがある方向に操作された状態からその反対の方向に操作されることを想定するため、各操作レバーの想定座標と現在位置座標範囲の正負の符号が逆に設定されている。そして、その反対の方向に操作レバーが最大位置まで操作されることを想定するため、想定座標が数値100の大きさに設定されている。
Specifically, the
図2に戻って、軌跡予測部25は、記憶部30から第二位置情報テーブル256を読み出し、読み出した第二位置情報テーブル256から、操作情報取得部21から受信した各操作レバーの座標に対応する、各操作レバーの想定座標を選び出す。そして、軌跡予測部25は、選び出した各操作レバーの想定座標を、ブームヘッド121の座標、吊荷200の座標と共に、ニューラルネットワーク部250の入力層252に入力する。そして、軌跡予測部25は、出力層254から第二軌跡を取得する。このときも、軌跡予測部25は、出力層254から一定期間の軌跡データを取得する。軌跡予測部25は、その軌跡データを吊荷移動領域決定部26に送信する。
Returning to FIG. 2, the
軌跡予測部25は、より正確な軌跡を求めるため、同様の処理をもう一度繰り返して、出力層254から再度、第一軌跡、第二軌跡を取得する。このとき、軌跡予測部25は、上記一定期間よりも短い短期間、例えば、2秒間の軌跡データを出力層254から取得する。軌跡予測部25は、取得した第一軌跡と第二軌跡の短期間軌跡データを吊荷移動領域決定部26に送信する。なお、本明細書では、第一軌跡と第二軌跡の短期間軌跡のことを、第一短期間軌跡、第二短期間軌跡ともいう。
In order to obtain a more accurate trajectory, the
吊荷移動領域決定部26は、移動方向算出部24が送信する吊荷200の移動方向、移動速度のデータを受信する。さらに、吊荷位置取得部23が送信する吊荷200の座標を受信する。吊荷移動領域決定部26は、受信した吊荷200の座標を始点に、吊荷200が上記一定期間、受信した移動速度のまま、受信した移動方向に移動すると仮定して、その吊荷200の将来位置の座標を求める。そして、吊荷移動領域決定部26は、将来位置の座標を終点とする基準線Bを求める。
The suspended load movement
また、吊荷移動領域決定部26は、軌跡予測部25からの第一軌跡の軌跡データと、第二軌跡の軌跡データを受信する。そして、吊荷移動領域決定部26は、図7に示すように、第一軌跡、第一軌跡の始点と上記基準線Bの始点を結ぶ線分、基準線B及び、基準線Bの終点と第一軌跡の終点を結ぶ線分で囲まれる領域を吊荷移動領域A1とする。
Further, the hanging load movement
吊荷移動領域決定部26は、第二軌跡についても同様に、第二軌跡、第二軌跡の始点と上記基準線Bの始点を結ぶ線分、基準線B及び、基準線Bの終点と第二軌跡の終点を結ぶ線分で囲まれる領域を上記の吊荷移動領域A1に加え、新たな吊荷移動領域A1とする。
Similarly, for the second trajectory, the hanging load movement
吊荷移動領域決定部26は、決定した吊荷移動領域A1を特定するための座標データを求め、その座標データを、図2に示す画像合成部27と障害物検出部28に送信する。
The suspended load movement
吊荷移動領域決定部26は、さらに、軌跡予測部25から第一軌跡と第二軌跡の短期間軌跡データを受信し、受信した短期間軌跡データに対して同様の処理を行う。この処理では、基準線Bとして、短期間軌跡データと同じ期間、例えば2秒間に、吊荷200が移動方向算出部24から受信した移動方向、移動速度で移動したと仮定した線を用いる。これにより、吊荷移動領域決定部26は、図7に示す各操作レバーを操作中に監視すべき監視領域A2を決定する。吊荷移動領域決定部26は、監視領域A2を特定するための座標データを求め、その座標データを、図2に示す画像合成部27と障害物検出部28に送信する。
The suspended load movement
画像合成部27は、カメラ10から画像データを取得し、吊荷位置取得部23と同様の手法で、カメラ10が撮像した画像内のフック123の画像部分を抽出し、その画像部分の重心Cの画像内座標を求める。そして、画像合成部27は、上面から視たときのフック123の重心Cに吊荷200があると仮定する。画像合成部27は、フック123の画像部分の重心Cの画像内座標に吊荷200のXYZ座標系の座標を割り当てる。
The
一方、画像合成部27は、記憶部30から、測量データ231を読み出し、その測量データ231の画角データを用いて、フック123の高さでの、矩形状の撮像領域の長手方向、短手方向の長さが、上記XYZ座標系でいくらの長さになるのか、を換算する。また、画像合成部27は、ブーム位置取得部22から旋回角度を受信して、その旋回角度から、XYZ座標系のX軸、Y軸に対する撮像領域の長手方向、短手方向の傾斜を算出する。そして、画像合成部27は、フック123の画像部分の重心Cの画像内座標に対する撮像領域の四隅の画像内座標、フック123の画像部分の重心Cに割り当てられたXYZ座標系の座標、換算した撮像領域の長手方向及び短手方向のXYZ座標系での長さ、傾きを用いて、撮像領域の四隅にXYZ座標系の座標を割り当てる。画像合成部27は、この割り当てを用いて、XYZ座標系の座標を画素内座標に変換する変換テーブルを作成する。
On the other hand, the
画像合成部27は、作成した変換テーブルに基づいて、吊荷移動領域決定部26が決定した吊荷移動領域A1と監視領域A2を、カメラ10が撮像した画像に描画する。これにより、画像合成部27は、吊荷移動領域A1と監視領域A2の画像をカメラ10が撮像した画像に合成する。画像合成部27は、合成した画像を表示部40に送信する。また、画像合成部27は、作成した変換テーブルを障害物検出部28に送信する。
The
障害物検出部28は、画像合成部27から上記変換テーブルを受信する。また、カメラ10から画像データを受信する。さらに、障害物検出部28は、吊荷移動領域決定部26から監視領域A2の座標データを受信する。障害物検出部28は、受信した変換テーブルと監視領域A2の座標データから、カメラ10の画像での監視領域A2の画像内座標を求める。そして、受信したカメラ10の画像の、監視領域A2に相当する領域で明確な輪郭線があるか否かを判定する。障害物検出部28は、明確な輪郭線を検出した場合、監視領域A2に吊荷200の障害物となりうる物体があるとして、注意信号を表示部40に送信する。
The
表示部40は、図示しないが、液晶ディスプレイとブザーを備える。表示部40は、その液晶ディスプレイに、画像合成部27から送信された、吊荷移動領域A1と監視領域A2が描画された画像を表示する。これにより、表示部40は、オペレータに、吊荷200の移動方向を知らせる。なお、本明細書では、表示部40は、オペレータに報知する機器であることから、報知部ともいう。
Although not shown, the
また、表示部40は、障害物検出部28から送信された注意信号を受信したときに、ブザーから警告音を発生させる。これにより、表示部40は、オペレータに注意を促す。
Further, when the
次に、図8を参照して、吊荷監視装置1が実施する吊荷監視装置処理について説明する。以下の説明では、吊荷監視装置1に図示しない起動ボタンが設けられているものとする。また、実験により、ある時間でのブームヘッド121の座標、吊荷200の座標、及び、そのときの各操作レバーが操作されたときの操作レバー座標に対する、その後の吊荷200の座標を計測して、教師データを作成しておくものとする。さらに、その教師データを用いてニューラルネットワーク部250を学習させ、重みθを得ておくものとする。また、得た重みθを記憶部30に格納しておくものとする。
Next, with reference to FIG. 8, the suspended load monitoring device processing performed by the suspended
図8は、実施の形態に係る吊荷監視装置1が実施する吊荷監視処理のフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart of the suspended load monitoring process performed by the suspended
まず、ラフテレーンクレーン100のオペレータは、吊荷監視装置1の起動ボタンを押して、吊荷監視装置1を起動させる。これにより、CPU300によって吊荷監視プログラムが実行される。これにより、吊荷監視処理のフローが開始される。
First, the operator of the
吊荷監視処理のフローが開始されると、制御部20は、図8に示すように、操作レバーとブームヘッドの座標を取得する(ステップS1)。
When the flow of the hanging load monitoring process is started, the
詳細には、制御部20は、旋回レバー位置検出センサ151、起伏レバー位置検出センサ152、伸縮レバー位置検出センサ153及び、巻き上げレバー位置検出センサ154の出力データを受信して、各操作レバーの座標を取得する。また、制御部20は、旋回角度検出センサ141、ブーム角度検出センサ142、ブーム長さ検出センサ143の出力データを受信し、受信した出力データから、ブームヘッド121の座標を算出する。これにより、その座標を取得する。なお、本明細書では、この工程のことをブーム位置取得ステップという。
Specifically, the
次に、制御部20は、吊荷200の座標を取得する(ステップS2)。詳細には、制御部20は、上述した三角測量の手法により、ブームヘッド121に設けられたカメラ10に対するフック123の位置を求める。続いて、制御部20は、ブームヘッド121の座標がカメラ10の撮像素子の座標であると仮定して、ステップS1で取得したブームヘッド121の座標からフック123の座標を求める。制御部20は、フック123の座標が吊荷200の座標であると仮定して、フック123の座標を吊荷200の座標とする。これにより、吊荷200の座標を取得する。制御部20は、取得した吊荷200の座標を記憶部30に記憶させる。なお、本明細書では、この工程のことを吊荷位置取得ステップという。
Next, the
次に、制御部20は、クレーン作業が行われることにより吊荷200の監視が必要であるか否かを判定するため、操作レバーが中立位置以外の座標にあるか否かを判定する(ステップS3)。
Next, the
制御部20は、操作レバーが中立位置の座標にあると判定した場合(ステップS3のNo)、ステップS1に戻り、旋回レバー位置検出センサ151、起伏レバー位置検出センサ152等からの次回検出結果の出力があるまで待機する。
If the
一方、制御部20は、操作レバーが中立位置の座標にないと判定した場合ステップS3のYes)、吊荷の移動方向を算出する(ステップS4)。この算出では、制御部20は、記憶部30から前回の吊荷200の座標を読み出し、ステップS2の吊荷200の座標と比較することにより、移動方向を得る。
On the other hand, if the
続いて、制御部20は、一定期間の吊荷200軌跡を予測する(ステップS5)。この予測では、制御部20は、まず、記憶部30に記憶されている重みθを読み出し、読み出した重みθを、ニューラルネットワーク部250のノード251間の結合に適用することにより、吊荷200の軌跡を予測する学習済みモデルを構築する。次に、制御部20は、その学習済みモデルを用いて、吊荷200の上述した第一軌跡と第二軌跡の2つの軌跡を求める。
Subsequently, the
第一軌跡の予測について説明すると、制御部20は、記憶部30から第一位置情報テーブル255を読み出し、ステップS1で取得した各操作レバーの座標に対応する各操作レバーの、直後に操作される可能性のある想定座標を選択する。
To explain the prediction of the first trajectory, the
続いて、制御部20は、選択した想定座標、ステップS1で取得したブームヘッドの座標及び、ステップS2で取得した吊荷200の座標を、ニューラルネットワーク部250の入力層252に入力する。出力層254は、各操作レバーが入力層252に入力された想定座標に操作されたとした場合の、その後の吊荷200の軌跡、すなわち、第一軌跡を出力する。制御部20は、出力層254から、一定期間、の吊荷200の軌跡データを取得する。
Subsequently, the
第二軌跡の予測では、制御部20は、記憶部30から第二位置情報テーブル256を読み出す。その後の、第二軌跡をニューラルネットワーク部250の出力層254から取得するまでの処理は、第二位置情報テーブル256を用いることを除いて、第一軌跡の場合と同じである。制御部20は、第二位置情報テーブル256を用いることにより、第二軌跡の軌跡データを取得する。なお、本明細書では、第一軌跡、第二軌跡を予測する工程のことを、軌跡予測ステップという。
In predicting the second trajectory, the
続いて、制御部20は、短期間の吊荷200軌跡を予測する(ステップS6)。この予測では、ステップS5と同様の処理で、ステップS5の一定期間よりも短い期間の吊荷200の軌跡を予測する。例えば、一定期間が10秒の場合、短期間は、2秒とする。また、ステップS5と同様に、第一位置情報テーブル255、第二位置情報テーブル256それぞれを用いて、第一軌跡、第二軌跡に対応する2つの短期間軌跡を求める。
Subsequently, the
次に、制御部20は、吊荷移動領域A1と監視領域A2を決定する(ステップS7)。この決定では、ステップS2で取得した吊荷200の座標を始点に、ステップS4で求めた吊荷200の移動方向へ延在する直線を基準線Bとする。そして、制御部20は、その基準線BとステップS5で取得した第一軌跡又は第二軌跡との間の領域を、吊荷移動領域A1とする。また、制御部20は、基準線BとステップS6で取得した短期間軌跡それぞれとの間の領域を、監視領域A2とする。なお、本明細書では、監視領域A2を決定する工程のことを、吊荷移動領域決定ステップという。
Next, the
吊荷移動領域A1と監視領域A2を決定すると、制御部20は、その吊荷移動領域A1と監視領域A2を表示部40に表示する。また、制御部20は、監視領域A2を監視する(ステップS8)。
After determining the suspended load movement area A1 and the monitoring area A2, the
詳細には、制御部20は、カメラ10で撮像した画像に、吊荷移動領域A1と監視領域A2を示す画像を合成し、合成した画像を表示部40に表示する。また、制御部20は、吊荷200と同様の高さにある物体を検出するため、画像処理を用いて、監視領域A2に明確な輪郭線がないか監視する。制御部20は、明確な輪郭線があると判定した場合、吊荷200に干渉する物体があるおそれがあるとして、ブザーに警告音を発生させる。
Specifically, the
この監視は、新たな監視領域A2が決定されるまで続ける。なお、本明細書では、吊荷移動領域A1を表示部40に表示させる工程のことを、オペレータに報知する工程であることから、報知ステップという。
This monitoring continues until a new monitoring area A2 is determined. Note that in this specification, the process of displaying the suspended load movement area A1 on the
制御部20は、吊荷移動領域A1と監視領域A2を表示部40に表示した後、起動ボタンが再度押されていないかを確認する(ステップS9)。起動ボタンが再度押されてない場合(ステップS9のNo)、ステップS1に戻る。そして、再び旋回レバー位置検出センサ151、起伏レバー位置検出センサ152等からの出力があるまで待機する。これにより、吊荷監視処理を続ける。
After displaying the hanging load movement area A1 and the monitoring area A2 on the
一方、起動ボタンが再度押されている場合(ステップS9のYes)、吊荷監視処理を終了させる。 On the other hand, if the start button is pressed again (Yes in step S9), the hanging load monitoring process is ended.
なお、吊荷監視処理では、ステップS4の吊荷200の移動方向の算出の後に、ステップS5の吊荷200の軌跡の予測を行っているが、吊荷200の移動方向の算出の前に吊荷200の軌跡の予測を行っても良い。
In the suspended load monitoring process, the trajectory of the suspended
また、ステップS5の吊荷200の軌跡の予測で、第一軌跡を第二軌跡の前に求めているが、第一軌跡を第二軌跡の後に求めても良い。短期間軌跡の予測も、同様の順序であっても良い。
Furthermore, in the prediction of the trajectory of the suspended
一定期間が10秒、短期間が2秒の例を挙げているが、一定期間よりも短期間が短いことを示す例示であり、この関係を満たす限りにおいて、具体的時間は任意である。 Although an example is given in which the fixed period is 10 seconds and the short period is 2 seconds, this is an example showing that the short period is shorter than the fixed period, and the specific time is arbitrary as long as this relationship is satisfied.
以上のように、実施の形態に係る吊荷監視装置1では、吊荷移動領域決定部26が、操作レバーが特定の方向に操作されると仮定した場合の吊荷200の第一軌跡と、操作レバーが特定の方向と反対の方向に操作されると仮定した場合の吊荷200の第二軌跡とに基づいて吊荷移動領域A1を決定する。このため、吊荷移動領域決定部26は、操作レバーが特定の方向とその反対の方向の両方向に操作された場合でも、吊荷200が移動する領域を予測することができる。その結果、吊荷監視装置1は、より正確な吊荷200の移動先を予測できる。
As described above, in the suspended
また、吊荷移動領域決定部26が決定した吊荷移動領域A1の画像を表示部40が表示するので、吊荷200の移動先をオペレータが容易に知ることができる。オペレータによる吊荷200の移動先の予測を補助することができるので、クレーン作業の安全性が高い。
Further, since the
吊荷移動領域決定部26が、より短期間の軌跡に基づいて監視領域A2を決定し、障害物検出部28が、監視領域A2の障害物の有無を監視するので、障害物があったとしても、その回避が容易である。
The hanging load movement
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、第一位置情報テーブル255、第二位置情報テーブル256は、中立位置から倒されている操作レバーだけが、その直後、操作されることを想定した設定である。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明では、中立位置から倒されている操作レバーだけが第一軌跡、第二軌跡の予測対象ではない。中立位置にある操作レバーが操作されることを想定して、第一軌跡、第二軌跡を予測しても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the embodiment described above, the first position information table 255 and the second position information table 256 are set on the assumption that only the operating lever that has been pushed down from the neutral position is operated immediately after that. However, the present invention is not limited thereto. In the present invention, the first trajectory and the second trajectory are not only predicted for the operating lever that is tilted from the neutral position. The first trajectory and the second trajectory may be predicted assuming that the operating lever in the neutral position is operated.
また、実施の形態では、第一位置情報テーブル255、第二位置情報テーブル256の想定座標が+100又は-100である。換言すると、操作レバーの操作方向に最大、又は反対方向に最大の想定座標である。しかし、本発明はこれに限定されない。想定座標は、操作レバーが操作される可能性のある範囲であれば良く、第一位置情報テーブル255の想定座標と第二位置情報テーブル256の想定座標の間に予測時現在の操作レバーの座標が位置することが望ましい。さらに、第一位置情報テーブル255の想定座標と第二位置情報テーブル256の想定座標の間、中央に、予測時現在の操作レバーの座標が位置することがより望ましい。 Further, in the embodiment, the assumed coordinates of the first position information table 255 and the second position information table 256 are +100 or -100. In other words, it is the maximum assumed coordinate in the operating direction of the operating lever or the maximum in the opposite direction. However, the present invention is not limited thereto. The assumed coordinates may be any range within which the operating lever may be operated, and the current operating lever coordinates at the time of prediction are between the assumed coordinates of the first position information table 255 and the assumed coordinates of the second position information table 256. It is desirable that the Furthermore, it is more desirable that the current coordinates of the operating lever at the time of prediction be located in the center between the assumed coordinates of the first position information table 255 and the assumed coordinates of the second position information table 256.
実施の形態では、ラフテレーンクレーン100に装備されていることから、旋回レバー、起伏レバー、巻き上げレバーが吊荷200の軌跡予測で操作されると仮定される操作レバーである。しかし、本発明はこれに限定されない。トラッククレーン等、装備されるクレーンの種類に応じて、軌跡予測で操作されると仮定される操作レバーが実施の形態と異なっていても良い。例えば、伸縮レバーが軌跡予測で操作されると仮定される操作レバーであっても良い。また、旋回レバー、起伏レバー、巻き上げレバー、伸縮レバーのうち、特定の操作レバーだけが、軌跡予測で操作されると仮定される操作レバーであっても良い。この場合、特手の操作レバーは1つだけでも良いし、複数であっても良い。
In the embodiment, since the
上記実施の形態では、軌跡予測部25が、第一位置情報テーブル255、第二位置情報テーブル256に基づいて、各操作レバーが操作されると想定する座標を決めているが、第一位置情報テーブル255、第二位置情報テーブル256に基づくか否かは任意である。各操作レバーが操作される想定位置を決めることができれば良いので、例えば、予測時現在の各操作レバーの中立位置からの操作量に対する割合で、各操作レバーの想定位置を決めても良い。
In the embodiment described above, the
上記の実施の形態では、軌跡予測部25が、短期間の吊荷200の軌跡を予測している。また、吊荷移動領域決定部26がその短期間の吊荷200の軌跡に基づいて、監視領域A2を決定している。しかし、本発明はこれに限定されない。吊荷監視装置1では、短期間の吊荷200の軌跡の予測と監視領域A2の決定は任意である。吊荷監視装置1では、軌跡予測部25が、少なくとも一定期間の吊荷200の第一軌跡と第二軌跡が予測すれば良い。この場合、吊荷移動領域決定部26が、少なくとも第一軌跡と第二軌跡に基づいて吊荷移動領域A1を決定し、かつ、表示部40が、吊荷移動領域A1に基づいて吊荷移動情報を報知すれば良い。ここで、吊荷移動情報とは、吊荷200の移動方向、移動先の位置、領域等の移動に関する情報のことである。このような形態であっても、吊荷200の移動先をオペレータに知らせることができる。
In the embodiment described above, the
上記の実施の形態では、表示部40が液晶ディスプレイとブザーを備えている。しかし、本発明はこれに限定されない。液晶ディスプレイとブザーは、吊荷移動領域A1に基づいて吊荷移動情報を報知する、或いは、監視領域A2の情報を報知すると良い。このため、液晶ディスプレイとブザーは、例えば、光を点灯、点滅させるランプに置き換えられても良い。なお、監視領域A2の情報とは、監視領域A2の位置、監視領域A2内の物体の有無等、監視領域A2に関する情報のことである。
In the embodiment described above, the
上記実施の形態では、吊荷位置取得部23が、画像処理、三角測量の手法により、吊荷200の座標を求めているが、吊荷200の座標の具体的な取得手段は任意である。例えば、吊荷監視装置1が変位計又は距離計を備え、それら変位計又は距離計が吊荷200の座標を求めても良い。吊荷監視装置1が高度計を含む測位計を備え、高度計が吊荷200のZ座標、測位計が吊荷200のX座標、Y座標を求めても良い。
In the embodiment described above, the suspended load
上記実施の形態では、制御部20が障害物検出部28を備えるが、障害物検出部28の有無は任意である。また、障害物検出部28が輪郭線を検出することで、障害物を検出するが、レーザー変位計により、障害物を検出しても良い。
In the embodiment described above, the
上記実施の形態では、吊荷監視装置1がラフテレーンクレーン100に装備されているが、吊荷監視装置1はクレーン装置を備える装置、機器全般に適用可能である。例えば、トラッククレーン等の移動式クレーン、タワークレーン、門型クレーン、ケーブルクレーンにも適用可能である。
In the above embodiment, the suspended
1…吊荷監視装置、10…カメラ、20…制御部、21…操作情報取得部、22…ブーム位置取得部、23…吊荷位置取得部、24…移動方向算出部、25…軌跡予測部、26…吊荷移動領域決定部、27…画像合成部、28…障害物検出部、30…記憶部、40…表示部、50…警報部、100…ラフテレーンクレーン、101…走行体、110…旋回体、120…ブーム、121…ブームヘッド、122…ロープ、123…フック、130…ウインチ、140…キャビン、141…旋回角度検出センサ、142…ブーム角度検出センサ、143…ブーム長さ検出センサ、151…旋回レバー位置検出センサ、152…起伏レバー位置検出センサ、153…伸縮レバー位置検出センサ、154…巻き上げレバー位置検出センサ、200…吊荷、231…測量データ、250…ニューラルネットワーク部、251…ノード、252…入力層、253…隠れ層、254…出力層、255…第一位置情報テーブル、256…第二位置情報テーブル、300…CPU、310…メモリ、320…I/Oポート、A1…吊荷移動領域、A2…監視領域、B…基準線、C…重心、θ…重み
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ブーム先端部に吊り下げられた吊荷の位置を取得する吊荷位置取得部と、
前記ブーム位置取得部が取得した前記ブーム先端部の位置及び、前記吊荷位置取得部が取得した前記吊荷の位置に基づいて、前記クレーン装置を操作するための操作レバーが第一位置にあると仮定した場合の、一定期間の前記吊荷の第一軌跡と、前記操作レバーが前記第一位置とは別の第二位置にあると仮定した場合の、前記一定期間の前記吊荷の第二軌跡とを予測する軌跡予測部と、
前記軌跡予測部が予測した前記第一軌跡と前記第二軌跡に基づいて吊荷移動領域を決定する吊荷移動領域決定部と、
前記吊荷移動領域決定部が決定した前記吊荷移動領域に基づいて吊荷移動情報を報知する報知部と、
を備える吊荷監視装置。 a boom position acquisition unit that acquires the position of the boom tip of the crane device;
a suspended load position acquisition unit that acquires the position of the suspended load suspended from the boom tip;
An operating lever for operating the crane device is in a first position based on the position of the boom tip acquired by the boom position acquisition unit and the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit. the first locus of the suspended load over a certain period of time, assuming that the operation lever is in a second position different from the first position; a trajectory prediction unit that predicts two trajectories;
a suspended load movement area determination unit that determines a suspended load movement area based on the first trajectory and the second trajectory predicted by the trajectory prediction unit;
a notification unit that notifies suspended load movement information based on the suspended load movement area determined by the suspended load movement area determination unit;
A hanging load monitoring device equipped with
前記吊荷移動領域決定部は、前記軌跡予測部が予測した前記第一短期間軌跡及び、前記第二短期間軌跡に基づいて、監視領域を決定し、
前記報知部は、前記監視領域の情報を報知する、
請求項1に記載の吊荷監視装置。 The trajectory prediction unit is configured such that the operating lever is at the first position based on the position of the boom tip acquired by the boom position acquisition unit and the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit. a first short-term trajectory that the suspended load follows in a shorter period of time than the certain period, assuming that the suspended load is in the second position; predicting a second short-term trajectory to be followed;
The suspended load movement area determination unit determines a monitoring area based on the first short-term trajectory and the second short-term trajectory predicted by the trajectory prediction unit,
The notification unit notifies information of the monitoring area,
The hanging load monitoring device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の吊荷監視装置。 The trajectory prediction unit uses a learned model that has learned the position of the boom tip, the position of the suspended load, and the future position of the suspended load with respect to the operation amount of the control lever, and the boom position acquisition unit acquires the position. From the position of the boom tip, the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit, and the position of the operating lever, determine the trajectory of the suspended load for the certain period or for a shorter period of time than the certain period. Predict,
The suspended load monitoring device according to claim 1 or 2.
前記吊荷移動領域決定部は、前記移動方向算出部が算出した前記移動方向に基づいて、前記吊荷移動領域を決定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の吊荷監視装置。 further comprising a moving direction calculation unit that calculates a moving direction of the suspended load from a change in the position of the suspended load acquired by the suspended load position acquisition unit,
The suspended load movement area determination unit determines the suspended load movement area based on the movement direction calculated by the movement direction calculation unit.
The hanging load monitoring device according to any one of claims 1 to 3.
前記報知部は、前記カメラが撮像した画像に、前記吊荷移動領域決定部が決定した前記吊荷移動領域を示す画像を重畳して表示する表示部を有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の吊荷監視装置。 Further comprising a camera that images the hanging load,
The notification unit includes a display unit that displays an image showing the suspended load movement area determined by the suspended load movement area determination unit superimposed on the image captured by the camera.
The suspended load monitoring device according to any one of claims 1 to 4.
前記報知部は、前記障害物検出部が障害物を検出した場合に、障害物があることを報知する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の吊荷監視装置。 further comprising an obstacle detection unit that detects whether or not there is an obstacle that obstructs movement of the suspended load in the suspended load movement area determined by the suspended load movement area determination unit,
The notification unit notifies that there is an obstacle when the obstacle detection unit detects an obstacle.
The hanging load monitoring device according to any one of claims 1 to 5.
前記ブーム先端部に吊り下げられた吊荷の位置を取得する吊荷位置取得ステップと、
前記ブーム位置取得ステップで取得した前記ブーム先端部の位置及び、前記吊荷位置取得ステップで取得した前記吊荷の位置に基づいて、前記クレーン装置を操作するための操作レバーが第一位置にあると仮定した場合の、一定期間の前記吊荷の第一軌跡と、前記操作レバーが前記第一位置とは別の第二位置にあると仮定した場合の、前記一定期間の前記吊荷の第二軌跡とを予測する軌跡予測ステップと、
前記軌跡予測ステップで予測した前記第一軌跡と前記第二軌跡に基づいて吊荷移動領域を決定する吊荷移動領域決定ステップと、
前記吊荷移動領域決定ステップで決定した前記吊荷移動領域に基づいて吊荷移動情報を報知する報知ステップと、
を備える吊荷監視方法。 a boom position acquisition step of acquiring the position of the boom tip of the crane device;
a hanging load position acquisition step of acquiring the position of the hanging load suspended from the boom tip;
An operating lever for operating the crane device is in a first position based on the position of the boom tip obtained in the boom position acquisition step and the position of the suspended load obtained in the suspended load position acquisition step. the first locus of the suspended load over a certain period of time, assuming that the operation lever is in a second position different from the first position; a trajectory prediction step of predicting two trajectories;
a hanging load movement area determination step of determining a hanging load movement area based on the first trajectory and the second trajectory predicted in the trajectory prediction step;
a reporting step of reporting suspended load movement information based on the suspended load movement area determined in the suspended load movement area determining step;
A suspended load monitoring method comprising:
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