JP7365738B1 - クレーン操作シミュレーションシステム、及び、クレーン操作シミュレーション方法 - Google Patents
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Abstract
Description
最初に、MR技術を用いない従来技術によりクレーン作業の計画・踏査を行う手順、及び、従来技術での懸念事項について図11~図15を参照して説明する。
資材や品物等の荷をクレーンで吊り、予定の場所に配置する計画を机上で立てる。まず例1として、推進工法において地中を掘進する掘進機の発進立坑付近の敷地に資材や品物等の荷をクレーンで吊って配置する作業を想定する。図11に敷地の配置計画図を示す。発進立坑Hから図の上方に向かって、推進工法により地中に鋼管が設置される。
http://www.suzuki-crane.co.jp/list/r_25.html
施工開始が近づくと、机上で選定したクレーンが現地に設置できるか(例えば、クレーンの使用にあたり障害になる建物や架空線などがないか)、机上で選定したクレーンで吊り上げたい荷が吊り上げられるか等、スタッフが現地に行って調査(現地踏査)する。
次に例2として、図15を参照し、クレーンの能力選定及び設置計画が困難なケースについて説明する。地形は、図の左下から中央部にかけて平坦な高台であり、図の中央部から右上にかけて下り斜面となっている。図の右下に記載された発進立坑Hから推進工法により、斜面の地下を通って鋼管が設置される。図の中央部に設置されたクレーン10から推進経路途中のP部に荷重1tの機材を吊り上げる計画である。
次に図1~図5を参照し、一実施形態のシミュレーションシステムの具体的な構成について説明する。図1に示すように、一実施形態のシミュレーションシステム30は、仮想データ作成部31、クラウド32、MRデバイス33、カメラ39を含む。MRデバイス33の装着者をこのシステムのユーザという。ユーザは、MRデバイス33を通して現実区間に仮想データが投影された複合空間を見ながら、クレーンの操作シミュレーションを行う。「操作シミュレーション」には「配置シミュレーション」及び「転倒防止シミュレーション」が含まれる。
図6を参照する。図6(a)にはクレーンが配置計画された場場所の周辺の現実空間を示し、図6(b)には、MRデバイス33を装着したユーザが見ている複合空間を示す。複合空間には仮想クレーン10V及び仮想吊荷20Vが投影されている。仮想クレーン10Vは能力表のデータを含んでおり、仮想吊荷20Vは重量データを含んでいるため、リアルで自由自在な操作シミュレーションが可能となる。
図7~図9を参照する。実施例1に比べて実施例2では、クレーン配置場所が狭いケースを想定する。クレーンの配置にあたって問題になるのは、アウトリガーの最大張り出しが可能であるかという点と、ブームの旋回に障害となる架空線や構造物などがないかという点である。
図10を参照する。MRデバイス33を装着したユーザは、複合空間において、仮想モデルであるレッカー10Vのブーム12Vの伸長(上の図)、起伏(下の図)及び旋回の操作を自由自在に行うことができる。VR技術を用いた仮想空間での操作シミュレーションは従来知られているが、本実施形態のシミュレーションシステム30では、現実空間での操作シミュレーションが可能となる。したがって、現地に存在する架空線や障害物等に合わせて、より実践的なシミュレーションが可能となる。
クレーンの荷吊り作業において、強風等の天候条件は転倒リスクを高める要因となる。そこで、仮想クレーン10Vに組み込まれる能力表のデータには、例えば風速、風向等に応じて安全率を変更するような補正機能が追加されてもよい。現地踏査を行うユーザは、標準の能力表を用いた操作シミュレーションに加え、より安全率の厳しい能力表を用いた操作シミュレーションを行うことで、計画したクレーンで、どの程度の風速、風向の条件まで安全に作業可能か検討することができる。よって、作業当日の天候条件によって変わる可能性のある転倒リスクに対し、より確実な転倒防止を図ることができる。
20V・・・仮想吊荷、
30・・・シミュレーションシステム、
31・・・仮想データ作成部、
32・・・クラウド(ストレージ)、
33・・・MRデバイス(ヘッドマウントディスプレイ、HMD)
34・・・画像表示部、
35・・・仮想クレーン操作部。
Claims (4)
- 荷吊り作業の現地において、MR技術を用いてクレーンの操作シミュレーションを行うシミュレーションシステムであって、
現実のクレーンに対応する一種類以上の仮想クレーン(10V)の3次元データ、及び、サイズデータに加えて重量データを含む一種類以上の仮想吊荷(20V)の3次元データを仮想データとして作成する仮想データ作成部(31)と、
前記仮想データが保存されるストレージ(32)と、
ソフトウェアがインストールされたヘッドマウントディスプレイで構成され、装着したユーザが、表示された画像を視認可能であるMRデバイス(33)と、
を備え、
前記MRデバイスは、
前記ストレージから読み出した前記仮想データを現実空間の画像に投影して複合空間の画像を表示する画像表示部(34)と、
複合空間において、前記仮想クレーンの構成要素のうち少なくとも一部をユーザの指示により動かして操作シミュレーションを行う仮想クレーン操作部(35)と、
を有し、
前記仮想クレーンは、サイズデータに加えて、定格総荷重表及び作業範囲表を含む能力表のデータが組み込まれており、前記能力表に基づく範囲でブーム(12V)の長さ及び角度を変更可能に作成されており、
前記仮想吊荷の前記仮想データは、吊荷が分解された状態でのデータを含み、
前記仮想クレーン操作部は、複合空間において、前記仮想クレーンのブームを操作し、前記仮想クレーンが前記能力表による最大荷重以下の前記仮想吊荷を吊り上げて目的場所に吊り下ろすように操作可能であり、さらに、分解された前記仮想吊荷のデータを用いて吊荷重を変更可能であるクレーン操作シミュレーションシステム。 - 前記仮想クレーンは、さらにアウトリガー(13V)の張り出し量を変更可能に作成されており、
前記仮想クレーン操作部は、複合空間において、前記仮想クレーンのアウトリガーを操作可能である請求項1に記載のクレーン操作シミュレーションシステム。 - 現実空間の画像を撮影するカメラ(39)をさらに備え、
前記MRデバイスは、前記カメラが撮影した画像データを記憶する画像データ記憶部(37)をさらに有する請求項1または2に記載のクレーン操作シミュレーションシステム。 - 荷吊り作業の現地において、MR技術を用いてクレーンの操作シミュレーションを行うシミュレーション方法であって、
サイズデータに加えて、定格総荷重表及び作業範囲表を含む能力表のデータが組み込まれており、前記能力表に基づく範囲でブーム(12V)の長さ及び角度を変更可能に作成された、現実のクレーンに対応する一種類以上の仮想クレーン(10V)の3次元データ、及び、サイズデータに加えて重量データを含み、且つ吊荷が分解された状態でのデータを含む一種類以上の仮想吊荷(20V)の3次元データが仮想データとして作成される仮想データ作成ステップ(S1)と、
前記仮想データがストレージ(32)に保存される仮想データ保存ステップ(S2)と、
ソフトウェアがインストールされたヘッドマウントディスプレイで構成されたMRデバイス(33)が、前記ストレージから読み出した仮想データを現実空間の画像に投影して複合空間の画像を表示し、当該MRデバイスを装着したユーザに視認させる複合空間画像表示ステップ(S3)と、
複合空間において、少なくとも前記仮想クレーンのブームがユーザの指示により操作され、前記仮想クレーンが前記能力表による最大荷重以下の前記仮想吊荷を吊り上げて目的場所に吊り下ろすように操作される操作シミュレーションステップ(S4)と、
前記仮想クレーンの選定、配置が適切であるか否か判断される判断ステップ(S5)と、
前記判断ステップで前記仮想クレーンの選定、配置が適切でないと判断された場合、前記仮想クレーンの選定、配置を変更するか、分解された前記仮想吊荷のデータを用いて吊荷重を変更し、前記複合空間画像表示ステップに戻る計画変更ステップ(S6)と、
を含むクレーン操作シミュレーション方法。
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WO2020204007A1 (ja) * | 2019-03-30 | 2020-10-08 | 住友建機株式会社 | ショベル及び施工システム |
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JP2021051519A (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | サン・シールド株式会社 | 作業支援システム |
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JP2022133929A (ja) * | 2021-03-02 | 2022-09-14 | 株式会社タダノ | 設置位置表示システムおよび作業車両 |
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- 2023-04-12 JP JP2023064786A patent/JP7365738B1/ja active Active
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