JPH07165387A - 移動体の衝突防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 天井走行クレーンなどの移動体が、予め定め
られる経路から逸脱したり相互に衝突したりすることを
未然に防止し安全を確保する。 【構成】 工場の建屋などの天井走行クレーンＣ１，Ｃ
２は、同一の軌道１２ａ，１２ｂ上を走行する。建屋壁
面１０および一方のクレーンＣ１のガーダー２１には、
撮像装置３１ａ，３１ｂがそれぞれ設けられる。撮像装
置３１ａはクレーンＣ１を撮像し、その画素数に従って
距離ｄ１を算出する。撮像装置３１ｂは、クレーンＣ１
とクレーンＣ２との相対距離ｄ２を求めるために使用さ
れる。距離ｄ１が予め定める距離よりも小さくなると、
クレーンＣ１の接近速度Ｖ０を減速する。距離ｄ１がさ
らに小さくなるとクレーンＣ１を停止する。相互間の距
離ｄ２についても同様に、予め定める距離よりも小さく
なると速度Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ減速し、さらに接近す
るとクレーンＣ１，Ｃ２を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クレーンや運搬装置な
ど、予め定められた経路を巡って走行する移動体が、移
動体同士間で干渉したり、走行経路から逸脱したりして
衝突するのを防止するための移動体の衝突防止装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの、移動体の衝突防止装置につ
いての典型的な先行技術を図８に示す。一般に重量物を
取扱う工場、たとえばステンレス鋼帯などのような金属
帯の製造工場などでは、重量物を運搬するための天井走
行クレーンＣａ，Ｃｂなどが用いられている。金属帯の
製造工場では、コイル状の金属帯を所定の位置の間で運
搬する工程が少なからず存在する。このための運搬装置
としてのクレーンＣａ，Ｃｂは、工場内では同一軌道上
に複数台設置されることも多い。複数の運搬装置は、互
いに干渉しないように、運搬装置管理用コンピュータに
よって搬送エリアと搬送状態が管理されている。

【０００３】天井走行クレーンＣａ，Ｃｂは、重量物を
運搬しているので、信号の入出力エラーや人為的なミス
によってクレーンＣａ，Ｃｂ同士が誤って衝突したりす
ると非常に危険である。このため管理用コンピュータと
は別系統で、安全機構が設けられる。安全機構として
は、クレーンＣａ，Ｃｂが所定の搬送エリア外に出たこ
とを検出するリミットスイッチや、クレーンＣａ，Ｃｂ
同士が予め定めた距離以内に接近したことを検出するレ
ーザ式接近検出装置などが用いられる。

【０００４】レーザ式接近検出装置は、一方のクレーン
Ｃａ上に投光器１と受光器２とを設け、相手側のクレー
ンＣｂ上に反射板３を取付ける。投光器１から発生され
る１点鎖線で表すレーザビームは、反射板３によって反
射され、２点鎖線で表す反射光として受光器２に戻る。
相手方のクレーンＣｂが検知領域Ｄにあるときには、反
射光が受光器２によって検出される。相手方のクレーン
Ｃｂが接近して不感領域Ｕに入ると、反射光が受光器２
には検出されなくなる。相手方のクレーンＣｂが検知領
域Ｄよりも遠方になるときも反射光が受光器２によって
は検出されなくなる。すなわち、受光器２によって反射
光が検出されるときには、相手方のクレーンＣｂとの相
対距離が検知領域Ｄ以内に接近していることが判る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような先行技術
では、リミットスイッチやレーザ式接近検出装置を用い
るので、運搬装置がリミットスイッチを作動させた後あ
るいは運搬装置同士が予め定めた距離以内に接近した後
でなければ検出することができない。また、一旦検出し
た後での移動量を検知することができない。このため、
運搬装置の衝突を防止し安全を確保するためには急停止
させる必要がある。図８に示すような天井走行クレーン
Ｃａ，Ｃｂを急停止させると、重量物が吊下げられてい
るようなときには慣性によって大きく振れてかえって危
険である。

【０００６】本発明の目的は、移動体の逸脱や移動体同
士の衝突を未然に防止し安全を確保することができる移
動体の衝突防止装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め定められ
た経路を巡って走行する移動体を駆動する駆動源と、移
動体または固定位置に設けられ、移動体の走行に従って
相対距離が変化する対象物を撮像する撮像手段と、撮像
手段によって撮像された画像の画素数を検出し、画素数
が予め定める減速基準数以上になるとき駆動源を減速
し、画素数が減速基準数よりも大きい停止基準数以上に
なるとき駆動源を停止する制御手段とを含むことを特徴
とする移動体の衝突防止装置である。

【０００８】また本発明の前記移動体は、同一の軌道上
を走行する複数のクレーンであることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、移動体は駆動源によって駆動
されて予め定められた経路を巡って走行する。移動体ま
たは固定位置には撮像手段が設けられ、移動体の走行に
従って相対距離が変化する対象物を撮像する。撮像され
た画像は、対象物との相対距離が大きいときに小さく、
相対距離が小さくなると大きくなる。画像の大きさは撮
像手段の画素数として検出される。画素数が予め定める
減速基準数以上になるとき駆動源は減速され、画素数が
さらに減速基準数よりも大きい停止基準数以上になると
き駆動源が停止される。このような制御手段による制御
によって移動体が減速から停止に至るので、急停止する
ことはなく、移動体の逸脱や移動体同士の衝突を未然に
防止し、しかも安全を確保することができる。

【００１０】また本発明に従えば、特にクレーンの安全
性を高めることができる。たとえば重量物を運搬中であ
っても、クレーンは減速してから停止するので、急停止
に伴う危険性を除去することができる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例による天井走行ク
レーンの衝突防止装置を示す。ステンレス鋼帯などの重
量物を取扱う製造工場に、天井走行クレーンＣ１，Ｃ２
が設けられる。天井走行クレーンＣ１，Ｃ２は、一方の
建屋壁面１０と、他方の建屋壁面との間に設けられる天
井はり１１ａ，１１ｂに形成される軌道１２ａ，１２ｂ
上を走行する。一方のクレーンＣ１には、荷重昇降装置
１３が設けられ、走行ローラ１６ａ，１６ｂによって軌
道１２ａ，１２ｂ上を走行する。クレーンＣ１，Ｃ２の
本体は、軌道１２ａ，１２ｂ間に張り渡されるガーダー
２１，２２上に形成される。図においては、他方のクレ
ーンＣ２の荷重昇降装置２３に、コイルリフタ２４によ
って保持されるステンレス鋼帯のコイル２５が吊下げら
れる状態が示されている。クレーンＣ２は走行ローラ２
６ａ，２６ｂによって軌道１２ａ，１２ｂ上を移動可能
である。

【００１２】工場内で使われる運搬装置であるクレーン
Ｃ１は、軌道１２ａ，１２ｂ上を走行するけれども、走
行範囲を逸脱すると建屋壁面１０に衝突するおそれがあ
る。またクレーンＣ１，Ｃ２同士が衝突するおそれもあ
る。走行範囲からの逸脱や衝突を防止するため、撮像装
置３１ａ，３１ｂが設けられる。撮像装置３１ａ，３１
ｂとしては、たとえばＣＣＤ素子を撮像素子として含む
テレビカメラなどが好適に用いられる。

【００１３】建屋壁面１０に設けられる撮像装置３１ａ
は、クレーンＣ１を対象物として撮像する。撮像された
画像に基づいて、撮像装置３１ａの設置位置とクレーン
Ｃ１との間の距離ｄ１が算出される。クレーンＣ１のガ
ーダー２１に設けられる撮像装置３１ｂは、クレーンＣ
２を撮像してクレーンＣ１とクレーンＣ２との相互間の
距離ｄ２を検出する。すなわち、クレーンＣ１が速度Ｖ
０で建屋壁面１０に近付くときであっても、あるいはク
レーンＣ１が速度Ｖ１でクレーンＣ２側に近付き、クレ
ーンＣ２が速度Ｖ２でクレーンＣ１側に近付き、相互に
接近するときにおいても、これらの撮像装置３１ａ，３
１ｂからの画像によって走行範囲からの逸脱や衝突を防
止することができる。

【００１４】図２は、撮像装置３１ａ，３１ｂからの画
像出力によって、距離を求めて走行動作を監視するため
の構成を示す。撮像装置３１ａは、建屋壁面１０とクレ
ーンＣ１との間の距離ｄ１を求めるために使用される。
撮像装置３１ｂは、クレーンＣ１とクレーンＣ２との間
の距離ｄ２を求めるために使用される。撮像装置３１
ａ，３１ｂからの画像出力は、表示装置ＣＲＴ１，ＣＲ
Ｔ２によって画面表示される。表示装置ＣＲＴ１，ＣＲ
Ｔ２からの画像データは、距離算出装置Ｐ１，Ｐ２によ
って距離ｄ１，ｄ２に変換される。距離算出装置Ｐ１，
Ｐ２によって算出された距離は、距離比較演算器ＣＭ
１，ＣＭ２にそれぞれ入力され、予め定める基準距離と
比較される。距離ｄ１，ｄ２が基準値よりも小さくなる
と、距離比較演算器ＣＭ１，ＣＭ２からの出力によって
走行動作停止装置ＳＴＰ１，ＳＴＰ２が駆動され、各ク
レーンＣ１，Ｃ２に対する減速または停止のための制御
が行われる。

【００１５】図３は、図２に示す距離算出装置Ｐ１，Ｐ
２の動作原理を示す。表示装置ＣＲＴ１，ＣＲＴ２上の
画像を、図３（１）に示す表示画面４０上の画像４１〜
４３として簡略化して示す。画像４１〜４３は、たとえ
ば横方向に配列される画素４４の位置を表すＸ座標に対
して、図３（２）に示すような２値レベルに変換され
る。画像４１〜４３の大きさは、レベル「１」を有する
画素４４の数によって表される。

【００１６】図４は、画像の画素数Ｎと相互間の距離ｄ
との関係を示す。画素数Ｎがｎ１，ｎ２，ｎ３の順で小
さくなるときには、相互間の距離ｄはＤ１，Ｄ２，Ｄ３
の順に大きくなる。

【００１７】図５は、図１に示す撮像装置３１ａからの
出力によってクレーンＣ１の建屋壁面１０への接近速度
Ｖ０を制御する動作を示す。ステップａ１から動作を開
始し、ステップａ２では画素数が減速基準数Ｎ１以上に
なったか否かが判断される。画素数が減速基準数Ｎ１未
満であるときには走行状態は変化しない。画素数がＮ１
以上となるときには、ステップａ３でクレーンＣ１の駆
動源である走行ローラ１６ａ，１６ｂの駆動を減速させ
る。

【００１８】次にステップａ４で、画素数が停止基準数
Ｎ２以上になっているか否かが判断される。停止基準数
Ｎ２は減速基準数Ｎ１よりも大きな値に設定される。画
素数がＮ２未満であるときには減速状態が継続される。
画素数がＮ２以上となるときには、ステップａ５でクレ
ーンＣ１の走行が停止され、ステップａ６で動作を終了
する。

【００１９】図６は、図１に示す撮像装置３１ｂからの
画像に従う動作を示す。ステップｂ１から動作を開始
し、ステップｂ２では画素数が減速基準数Ｎ１以上であ
るか否かが判断される。画素数がＮ１未満であるときに
は減速は行わない。画素数がＮ１以上であるときには、
ステップｂ３に移り、クレーンＣ１が移動中であるか否
かが判断される。クレーンＣ１が移動中であるときに
は、ステップｂ４でクレーンＣ１の走行速度を減速させ
る。次にステップｂ５で、クレーンＣ２が移動中である
か否かが判断される。クレーンＣ２が移動中であるとき
には、ステップｂ６でクレーンＣ２を減速させる。

【００２０】次にステップｂ７で、画素数が停止基準数
Ｎ２以上であるか否かが判断される。停止基準数Ｎ２
は、減速基準数Ｎ１よりも大きな値に設定される。画素
数がＮ２未満であるときには、減速状態が継続される。
画素数がＮ２以上となるときには、ステップｂ８でクレ
ーンＣ１が減速中であるか否かが判断される。クレーン
Ｃ１が減速中であるときには、ステップｂ９でクレーン
Ｃ１を停止させる。次にステップｂ１０でクレーンＣ２
が減速中であるか否かが判断される。クレーンＣ２が減
速中であるときには、ステップｂ１１でクレーンＣ２を
停止させる。このようにして、クレーンＣ１およびＣ２
を停止し、ステップｂ１２で処理を終了する。

【００２１】図５および図６に示す動作では、対象物と
してクレーンＣ１，Ｃ２の画像を撮像しているけれど
も、たとえばガーダー２１，２２上に張付けた標識を撮
像の対象物とするようにしてもよい。

【００２２】図７は、図１〜図６に示す実施例の動作を
一般化し、運搬装置と他物体との間の距離によって運搬
装置の走行動作を制御する動作を示す。まずステップｓ
１で制御動作を開始する。ステップｓ２では、図２に関
連して述べたように、撮像装置３１ａ，３１ｂからの出
力によって、表示装置ＣＲＴ１，ＣＲＴ２に表示された
画面データから、距離算出装置Ｐ１，Ｐ２によって算出
された運搬装置と他物体との距離ｄをもとに、運搬装置
が他の物体に対して接近中か否かが判断される。すなわ
ち、接近中であれば運搬装置と他の物体とが衝突する可
能性があると判断し、ステップｓ３に移る。ステップｓ
３では、運搬装置と他物体との距離ｄが、減速距離ｄｓ
に到達したか否かが判断される。このことは、図５およ
び図６の動作で、画素数Ｎが減速基準数Ｎ１以上になっ
ているか否かを判断していることに相当する。運搬装置
と他物体との距離ｄが減速距離ｄｓに到達すれば、両者
間に衝突の危険性が高まったと判断され、ステップｓ４
に移る。ステップｓ４では、運搬装置が既に減速中か否
かが判断される。運搬装置と他物体との距離ｄが減速距
離ｄｓに到達すると、両者間の衝突を防止するためには
運搬装置の走行速度を減速させる必要があり、減速中で
なければ、ステップｓ５に移って運搬装置の走行速度を
減速させる。

【００２３】次にステップｓ６では、運搬装置と他物体
との距離ｄが停止距離ｄｍｉｎに到達しているか否かが
判断される。この段階は、図５および図６の動作では、
画素数Ｎが停止基準数Ｎ２以上となることに相当する。
距離ｄが停止距離ｄｍｉｎに到達するとステップｓ７に
移り、運搬装置と他物体とが極端に接近したと判断して
衝突を防止するために、運搬装置および他物体の予め定
める走行動作を徐々に停止させ、ステップｓ８で動作を
終了する。

【００２４】本実施例によれば、画像の大きさから相互
間の距離が求められるので、相互間の距離が近付くにつ
れて減速の程度を大きくし、停止距離ｄｍｉｎで直ちに
停止させることもできる。また撮像装置３１ａ，３１ｂ
からの画像出力を距離算出装置Ｐ１，Ｐ２に直接入力し
て処理するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、予め定め
られた経路を巡って走行する移動体を、相対距離に従っ
て大きさが変化する画像の画素数を検出して減速したり
停止したりするので、経路からの逸脱や衝突を未然に防
ぎ、しかも安全を確保することができる。衝突防止を確
実に行うことができるので、複数台の移動体を用いるよ
うなときには、各移動体の走行速度を高め、移動体を用
いる作業の効率を向上することができる。

【００２６】また、移動体がクレーンであるときには、
減速してから停止するので、重量物を運搬中であっても
円滑かつ安全に停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す簡略化した斜視
図である。

【図２】図１に示す実施例の概略的な電気的構成を示す
ブロック図である。

【図３】図１に示す実施例の動作原理を示す簡略化した
正面図とグラフである。

【図４】図１に示す実施例の動作原理を示すグラフであ
る。

【図５】図１の実施例における撮像装置３１ａからの出
力による制御動作を示すフローチャートである。

【図６】図１の撮像装置３１ｂの出力による制御動作を
示すフローチャートである。

【図７】本発明に従う運搬装置の制御動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図８】従来からのクレーン相互間の衝突防止装置を示
す簡略化した平面図である。

【符号の説明】

１０ 建屋壁面 １１ａ，１１ｂ 天井はり １２ａ，１２ｂ 軌道 １６ａ，１６ｂ；２６ａ，２６ｂ 走行ローラ ２５ コイル ３１ａ，３１ｂ 撮像装置 ４０ 表示画面 ４１〜４３ 画像 ４４ 画素 Ｃ１，Ｃ２ クレーン ＣＭ１，ＣＭ２ 距離比較演算装置 Ｐ１，Ｐ２ 距離算出装置 ＳＴＰ１，ＳＴＰ２ 走行動作停止装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定められた経路を巡って走行する移
   動体を駆動する駆動源と、 移動体または固定位置に設けられ、移動体の走行に従っ
   て相対距離が変化する対象物を撮像する撮像手段と、 撮像手段によって撮像された画像の画素数を検出し、画
   素数が予め定める減速基準数以上になるとき駆動源を減
   速し、画素数が減速基準数よりも大きい停止基準数以上
   になるとき駆動源を停止する制御手段とを含むことを特
   徴とする移動体の衝突防止装置。
2. 【請求項２】 前記移動体は、同一の軌道上を走行する
   複数のクレーンであることを特徴とする請求項１記載の
   移動体の衝突防止装置。