JPH07179290A - クレーンの荷振れ検知装置 - Google Patents
クレーンの荷振れ検知装置Info
- Publication number
- JPH07179290A JPH07179290A JP5327833A JP32783393A JPH07179290A JP H07179290 A JPH07179290 A JP H07179290A JP 5327833 A JP5327833 A JP 5327833A JP 32783393 A JP32783393 A JP 32783393A JP H07179290 A JPH07179290 A JP H07179290A
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- JP
- Japan
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- hook
- identification pattern
- crane
- detecting
- pattern
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Abstract
(57)【要約】
【目的】吊り荷の位置を正確に検出してクレーンの荷振
れを高精度に検出し得るクレーンの荷振れ検知装置を提
供することを目的とする。 【構成】この発明では、ブーム1の頂部付近に配設さ
れ、視野が鉛直下方に向くように姿勢制御される撮像手
段2と、ロープ先端に配設されたフック4の上面に描画
される識別パターンIPと、前記撮像手段2で撮像した
前記識別パターンIPを画像処理して前記識別パターン
の図心位置を求めることによりブーム頂部に対するフッ
クの相対位置を検出するフック位置検出手段16とを具
えるようにする。
れを高精度に検出し得るクレーンの荷振れ検知装置を提
供することを目的とする。 【構成】この発明では、ブーム1の頂部付近に配設さ
れ、視野が鉛直下方に向くように姿勢制御される撮像手
段2と、ロープ先端に配設されたフック4の上面に描画
される識別パターンIPと、前記撮像手段2で撮像した
前記識別パターンIPを画像処理して前記識別パターン
の図心位置を求めることによりブーム頂部に対するフッ
クの相対位置を検出するフック位置検出手段16とを具
えるようにする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はフックに設けた識別用
パターンを撮像カメラによって撮像することによりクレ
ーンの荷振れを検出するクレーンの荷振れ検知装置に関
する。
パターンを撮像カメラによって撮像することによりクレ
ーンの荷振れを検出するクレーンの荷振れ検知装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】クレーンの荷振れ検知に関する従来技術
として、例えば実開昭50−150967号公報があ
る。
として、例えば実開昭50−150967号公報があ
る。
【0003】この従来技術では、ブームの先端にロープ
の振れにより揺動されるケースを配設するとともに、こ
のケース内に自重により常に鉛直姿勢に保持される振子
体を設け、これらケースと振子体の間の相対変位を検出
することにより、ワイヤ先端にある荷の振れを検出する
ようにしている。
の振れにより揺動されるケースを配設するとともに、こ
のケース内に自重により常に鉛直姿勢に保持される振子
体を設け、これらケースと振子体の間の相対変位を検出
することにより、ワイヤ先端にある荷の振れを検出する
ようにしている。
【0004】しかしこの従来技術では、吊り荷を支える
ロープの振れを振れの根元であるブーム先端付近で検知
するようにしているので、その先のロープは直線である
ことを仮定している。しかし、実際には、荷振れの際、
ロープは図10に示すように、曲線状態となっているの
で、上記従来技術では、吊り荷の位置を正確に検知でき
ないという問題がある。
ロープの振れを振れの根元であるブーム先端付近で検知
するようにしているので、その先のロープは直線である
ことを仮定している。しかし、実際には、荷振れの際、
ロープは図10に示すように、曲線状態となっているの
で、上記従来技術では、吊り荷の位置を正確に検知でき
ないという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来技術で
は、吊り荷を支えるロープの振れを振れの根元であるブ
ーム先端付近で検知するようにしているので、その先の
ロープは直線であることを仮定している。しかし、実際
には、荷振れの際、ロープは図10に示すように、曲線
状態となっているので、上記従来技術では、吊り荷の位
置を正確に検知できないという問題がある。
は、吊り荷を支えるロープの振れを振れの根元であるブ
ーム先端付近で検知するようにしているので、その先の
ロープは直線であることを仮定している。しかし、実際
には、荷振れの際、ロープは図10に示すように、曲線
状態となっているので、上記従来技術では、吊り荷の位
置を正確に検知できないという問題がある。
【0006】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、吊り荷の位置を正確に検出してクレーンの荷
振れを高精度に検出し得るクレーンの荷振れ検知装置を
提供することを目的とする。
たもので、吊り荷の位置を正確に検出してクレーンの荷
振れを高精度に検出し得るクレーンの荷振れ検知装置を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明では、ブームの
頂部付近に配設され、視野が鉛直下方に向くように姿勢
制御される撮像手段と、ロープ先端に配設されたフック
の上面に描画される識別パターンと、前記撮像手段で撮
像した前記識別パターンを画像処理して前記識別パター
ンの図心位置を求めることによりブーム頂部に対するフ
ックの相対位置を検出するフック位置検出手段とを具え
るようにする。
頂部付近に配設され、視野が鉛直下方に向くように姿勢
制御される撮像手段と、ロープ先端に配設されたフック
の上面に描画される識別パターンと、前記撮像手段で撮
像した前記識別パターンを画像処理して前記識別パター
ンの図心位置を求めることによりブーム頂部に対するフ
ックの相対位置を検出するフック位置検出手段とを具え
るようにする。
【0008】
【作用】かかる本発明によれば、吊り荷を懸垂するフッ
クの位置を撮像手段の出力を用いて視覚によって検出す
る。
クの位置を撮像手段の出力を用いて視覚によって検出す
る。
【0009】すなわち、撮像手段で撮像した前記識別パ
ターンにテンプレートパターンマッチングなどの画像処
理を加えて前記識別パターンの図心位置を求めることに
よりブーム頂部に対するフックの相対位置を検出する。
ターンにテンプレートパターンマッチングなどの画像処
理を加えて前記識別パターンの図心位置を求めることに
よりブーム頂部に対するフックの相対位置を検出する。
【0010】
【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例に従っ
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【0011】図2にこの発明を適用したクレーンの外観
的構成を示す。
的構成を示す。
【0012】図2において、ブーム1の頂部にはビデオ
カメラ2が配設されており、このカメラ2は後述する姿
勢保持装置によってその視野が常に鉛直下方を向くよう
になっている。
カメラ2が配設されており、このカメラ2は後述する姿
勢保持装置によってその視野が常に鉛直下方を向くよう
になっている。
【0013】また、ワイヤロープ3によって吊持された
フックブロック4の上面には、例えば図3に示すよう
な、識別パターンIP(この場合は4つの黒丸図形が同
じ円周上に等間隔に配置されている)が描画されてい
る。
フックブロック4の上面には、例えば図3に示すよう
な、識別パターンIP(この場合は4つの黒丸図形が同
じ円周上に等間隔に配置されている)が描画されてい
る。
【0014】すなわち本装置においては、ビデオカメラ
2によってフック上面の識別パターンIPを撮像し、こ
の撮像データに基づいて荷振れを検出するようにしてい
る。なお、図2において、5はロープ長センサ、6は吊
り荷、7は制御ボックス、8は運転席内に配置されたフ
ック位置表示装置である。
2によってフック上面の識別パターンIPを撮像し、こ
の撮像データに基づいて荷振れを検出するようにしてい
る。なお、図2において、5はロープ長センサ、6は吊
り荷、7は制御ボックス、8は運転席内に配置されたフ
ック位置表示装置である。
【0015】図4は、ビデオカメラ2が配設されたブー
ム頂部付近に設けられた姿勢保持装置の構成を示すもの
で、同図(b)は同図(a)の矢印X方向から見た図である。
ム頂部付近に設けられた姿勢保持装置の構成を示すもの
で、同図(b)は同図(a)の矢印X方向から見た図である。
【0016】すなわち、ブーム1の頂部には、電動モー
タ9が固定され、その出力軸9aに回転テーブル10が
固定されている。そして、この回転テーブル10の表面
にビデオカメラ2及び傾斜計11が固定され、またその
裏面に電動モータ9を駆動するための回路(電動モータ
駆動装置12、演算装置13)が固定されている。
タ9が固定され、その出力軸9aに回転テーブル10が
固定されている。そして、この回転テーブル10の表面
にビデオカメラ2及び傾斜計11が固定され、またその
裏面に電動モータ9を駆動するための回路(電動モータ
駆動装置12、演算装置13)が固定されている。
【0017】図5は、電動モータ9の駆動系の構成を示
すもので、傾斜計11はビデオカメラ2の光軸方向と鉛
直方向のなす角θ(図4参照)を検出し、該検出値θを
演算装置13に入力する。演算装置13には指令値θ0
(この場合は0)が設定されており、演算装置13は指
令値θ0と検出角θとの偏差を求め、該偏差を電動モー
タ駆動装置12に入力する。電動モータ駆動装置12
は、該偏差に対応する指令電流iにしたがって電動モー
タ9を駆動する。
すもので、傾斜計11はビデオカメラ2の光軸方向と鉛
直方向のなす角θ(図4参照)を検出し、該検出値θを
演算装置13に入力する。演算装置13には指令値θ0
(この場合は0)が設定されており、演算装置13は指
令値θ0と検出角θとの偏差を求め、該偏差を電動モー
タ駆動装置12に入力する。電動モータ駆動装置12
は、該偏差に対応する指令電流iにしたがって電動モー
タ9を駆動する。
【0018】かかる構成によって、ビデオカメラ2の視
野は常に鉛直下方を向くように制御されている。
野は常に鉛直下方を向くように制御されている。
【0019】図6はフック上面に描画される識別パター
ンIPを示すもので、(a)に示すパターンはフック位置
のみならずフック自体の自転を検出できる例であり、
(b)に示す同心円パターンはフック位置のみを検出でき
る例である。
ンIPを示すもので、(a)に示すパターンはフック位置
のみならずフック自体の自転を検出できる例であり、
(b)に示す同心円パターンはフック位置のみを検出でき
る例である。
【0020】図7は、ビデオカメラ2の撮像データのデ
ータ処理系の構成を示すもので、ビデオカメラ2の撮像
データはA/D変換器14によってデジタルデータに変
換される。
ータ処理系の構成を示すもので、ビデオカメラ2の撮像
データはA/D変換器14によってデジタルデータに変
換される。
【0021】この場合、上記A/D変換後のデジタルデ
ータは、図8(a)に示すように、ビデオカメラ2の1画
面分のデータを512*512の画素に分け、各画素の濃淡デ
ータを8ビット(すなわち256階調)で表すようにし
ている。したがって、1画面の情報量としては8*512*51
2=2097152=256kbyteとなり、これらのデータは画像デー
タ記憶装置15に格納される。
ータは、図8(a)に示すように、ビデオカメラ2の1画
面分のデータを512*512の画素に分け、各画素の濃淡デ
ータを8ビット(すなわち256階調)で表すようにし
ている。したがって、1画面の情報量としては8*512*51
2=2097152=256kbyteとなり、これらのデータは画像デー
タ記憶装置15に格納される。
【0022】画像処理装置16は、上記記憶された画像
データに対し、図8(b)に示すように、32×32ビッ
トのサーチエリアを設定し、そのサーチエリアの中で1
6×16ビットのテンプレートを用いてパターンマッチ
ング処理を実行する。
データに対し、図8(b)に示すように、32×32ビッ
トのサーチエリアを設定し、そのサーチエリアの中で1
6×16ビットのテンプレートを用いてパターンマッチ
ング処理を実行する。
【0023】以下、画像処理装置16の処理について、
図1のフローチャートを参照して説明する。
図1のフローチャートを参照して説明する。
【0024】画像処理装置16内には、フック上面に描
かれた識別パターン図形を16×16ビットの画素より
成るテンプレートとして記憶しており、画像処理装置1
6は該記憶しているオリジナルテンプレートを読み出す
(ステップ100)。
かれた識別パターン図形を16×16ビットの画素より
成るテンプレートとして記憶しており、画像処理装置1
6は該記憶しているオリジナルテンプレートを読み出す
(ステップ100)。
【0025】次に、画像処理装置16は、ビデオカメラ
2とフック4の距離Lに応じてテンプレート図形の拡大
縮小処理を実行する。すなわち、ブーム頂部に装着され
るビデオカメラ2の視野角が固定である場合、上記距離
の長短に応じてビデオカメラ2の撮像データ中(512*51
2)での識別パターン図形の大きさが変化する。そこ
で、これを調整するために、テンプレート図形を上記距
離Lに応じて拡大縮小する。
2とフック4の距離Lに応じてテンプレート図形の拡大
縮小処理を実行する。すなわち、ブーム頂部に装着され
るビデオカメラ2の視野角が固定である場合、上記距離
の長短に応じてビデオカメラ2の撮像データ中(512*51
2)での識別パターン図形の大きさが変化する。そこ
で、これを調整するために、テンプレート図形を上記距
離Lに応じて拡大縮小する。
【0026】まず、画像処理装置16は、ロープ長セン
サ5の出力に基づいて上記距離Lを演算し、さらに下式
に従って拡大縮小率Sを算出する(ステップ110)。
サ5の出力に基づいて上記距離Lを演算し、さらに下式
に従って拡大縮小率Sを算出する(ステップ110)。
【0027】S=L0/L L0:S=1のときのLの長さ つぎに、該算出した拡大縮小率Sを用い、テンプレート
画像をS倍する(ステップ120)。
画像をS倍する(ステップ120)。
【0028】次に、画像処理装置16は、前回検出した
フック位置を中心位置として上記32×32ビットから
成るサーチエリアを設定する(ステップ130)。な
お、最初のサーチの場合は、ロープが荷振れなく鉛直に
吊持された状態に対応する適宜の初期サーチエリアに設
定するようにする。
フック位置を中心位置として上記32×32ビットから
成るサーチエリアを設定する(ステップ130)。な
お、最初のサーチの場合は、ロープが荷振れなく鉛直に
吊持された状態に対応する適宜の初期サーチエリアに設
定するようにする。
【0029】そして、該設定したサーチエリアの中の各
位置で上記16×16のテンプレートとの相関を順次調
べる(ステップ140)。すなわち、サーチエリアの中
で16×16のテンプレートのとり得る位置の数は16
×16=256通りあるが、画像処理装置16はこれら
256通りの全てのテンプレート位置において、サーチ
エリアの画像データとテンプレートとの相関を調べる。
相関の高さの指標としては、 が用いられる。
位置で上記16×16のテンプレートとの相関を順次調
べる(ステップ140)。すなわち、サーチエリアの中
で16×16のテンプレートのとり得る位置の数は16
×16=256通りあるが、画像処理装置16はこれら
256通りの全てのテンプレート位置において、サーチ
エリアの画像データとテンプレートとの相関を調べる。
相関の高さの指標としては、 が用いられる。
【0030】 gs(i,j):サーチエリアのi行j列の画素の階調 gt(i,j):サーチエリアのi行j列の画素と対応するテ
ンプレートのの階調 上式相関式によれば、相関が高いときZの値は小さくな
るから、256通りのテンプレートの位置のうちZが最
も小さくなる位置が識別パターンが存在する位置として
最も可能性の高い位置となる。
ンプレートのの階調 上式相関式によれば、相関が高いときZの値は小さくな
るから、256通りのテンプレートの位置のうちZが最
も小さくなる位置が識別パターンが存在する位置として
最も可能性の高い位置となる。
【0031】したがって、画像処理装置16は、上記2
56の相関データZのうちで最小の相関データZminを
求める(ステップ150)。そして、このZmin値を予
め設定した所定の閾値Zrefと比較し(ステップ16
0)、Zmin<Zrefである場合は、Zminに対応するテ
ンプレート位置をフック位置として決定する(ステップ
170)。そして、該決定したフック位置はクレーン制
御装置18に出力される。また、このフック位置はフッ
ク位置表示部8に出力されてその位置が適宜表示され
る。
56の相関データZのうちで最小の相関データZminを
求める(ステップ150)。そして、このZmin値を予
め設定した所定の閾値Zrefと比較し(ステップ16
0)、Zmin<Zrefである場合は、Zminに対応するテ
ンプレート位置をフック位置として決定する(ステップ
170)。そして、該決定したフック位置はクレーン制
御装置18に出力される。また、このフック位置はフッ
ク位置表示部8に出力されてその位置が適宜表示され
る。
【0032】また、先の比較でZmin≧Zrefである場合
は、このサーチエリアの中にはフックは存在しないと判
定し、他の位置にサーチエリアを設定する(ステップ1
80)。そして、該再設定したサーチエリアで前記同様
の処理を実行する。
は、このサーチエリアの中にはフックは存在しないと判
定し、他の位置にサーチエリアを設定する(ステップ1
80)。そして、該再設定したサーチエリアで前記同様
の処理を実行する。
【0033】上記実施例において、サーチエリアは、前
回の処理で認識されたテンプレートの位置を中心点とし
て設定するとともに、通常の吊り荷の振れ速度ではパタ
ーンマッチング処理の間にフック上面の映像がサーチエ
リア外に出てしまうことのない大きさに設定するように
しているので、フック上面の映像がサーチエリア外に出
てしまうことはない。すなわち、サーチエリア内に必ず
目的とするフック位置が存在することが保証されている
ので、Zが最小となるテンプレートの位置を常にフック
位置として決定することができる。
回の処理で認識されたテンプレートの位置を中心点とし
て設定するとともに、通常の吊り荷の振れ速度ではパタ
ーンマッチング処理の間にフック上面の映像がサーチエ
リア外に出てしまうことのない大きさに設定するように
しているので、フック上面の映像がサーチエリア外に出
てしまうことはない。すなわち、サーチエリア内に必ず
目的とするフック位置が存在することが保証されている
ので、Zが最小となるテンプレートの位置を常にフック
位置として決定することができる。
【0034】以上の実施例は、例えば、図6(b)に示す
ような、識別パターンを用いてフックの重心位置のみを
求める場合であるが、図6(a)に示す様な識別パターン
を用いてフックの自転角をも求める場合は、テンプレー
トとして、図9に示すように、複数の回転角に対応して
それぞれ異なるテンプレートを用意しておき、これら全
てのテンプレートに対してそれぞれパターンマッチング
処理を実施し、その中で最も小さい相関データZを与え
るテンプレートの種類および位置が求めるフックの自転
角及び位置であると決定するようにすればよい。
ような、識別パターンを用いてフックの重心位置のみを
求める場合であるが、図6(a)に示す様な識別パターン
を用いてフックの自転角をも求める場合は、テンプレー
トとして、図9に示すように、複数の回転角に対応して
それぞれ異なるテンプレートを用意しておき、これら全
てのテンプレートに対してそれぞれパターンマッチング
処理を実施し、その中で最も小さい相関データZを与え
るテンプレートの種類および位置が求めるフックの自転
角及び位置であると決定するようにすればよい。
【0035】なお、実施例で用いた識別パターンの図形
内容は一例を示しただけで、他の任意の識別パターンを
用いるようにしてもよい。
内容は一例を示しただけで、他の任意の識別パターンを
用いるようにしてもよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
クレーンのフック上面に所定の識別パターンを描画し、
撮像手段で撮像した識別パターンの画像データにテンプ
レートパターンマッチングなどの画像処理を加えて前記
識別パターンの図心位置を求めることによりブーム頂部
に対するフックの相対位置を検出するようにしたので、
フック位置を正確かつ高速に検出できるようになり、ク
レーンの荷振れを高精度に検出できるようになる。
クレーンのフック上面に所定の識別パターンを描画し、
撮像手段で撮像した識別パターンの画像データにテンプ
レートパターンマッチングなどの画像処理を加えて前記
識別パターンの図心位置を求めることによりブーム頂部
に対するフックの相対位置を検出するようにしたので、
フック位置を正確かつ高速に検出できるようになり、ク
レーンの荷振れを高精度に検出できるようになる。
【図1】この発明の実施例を示すフローチャート。
【図2】この発明を適用するクレーンの外観図。
【図3】識別パターンが描画されたフックを示す図。
【図4】ビデオカメラの姿勢保持装置の構成を示す図。
【図5】姿勢保持の制御系の構成を示すブロック図。
【図6】識別パターンを例示する図。
【図7】画像処理系の構成を示すブロック図。
【図8】サーチエリア及びテンプレートを示す図。
【図9】フック自転角を検出するためのテンプレートを
例示する図。
例示する図。
【図10】従来の不具合を説明する図。
1…ブーム 2…ビデオカメラ 3…ワイヤロープ 4…フックブロック 5…ロープ長センサ 6…吊り荷 7…制御ボックス 8…フック位置表示装置 9…電動モータ 11…傾斜計 12…電動モータ駆動装置 13…演算装置 14…A/D変換器 15…画像データ記憶装置 16…画像処理装置 IP…識別パターン
Claims (6)
- 【請求項1】ブームの頂部付近に配設され、視野が鉛直
下方に向くように姿勢制御される撮像手段と、 ロープ先端に配設されたフックの上面に描画される識別
パターンと、 前記撮像手段で撮像した前記識別パターンを画像処理し
て前記識別パターンの図心位置を求めることによりブー
ム頂部に対するフックの相対位置を検出するフック位置
検出手段と、 を具えるクレーンの荷振れ検知装置。 - 【請求項2】前記識別パターンは、該識別パターンの図
心を中心とした回転によって図形が変化しないことを特
徴とする請求項1記載のクレーンの荷振れ検知装置。 - 【請求項3】前記識別パターンは同心円図形である請求
項2記載のクレーンの荷振れ検知装置。 - 【請求項4】前記識別パターンは、該識別パターンの図
心を中心とした回転によって図形が変化するものであ
り、 前記識別パターンの回転角を検出することにより前記フ
ックの自転角を検出するフック自転角検出手段をさらに
具える請求項1記載のクレーンの荷振れ検知装置。 - 【請求項5】前記フック位置検出手段は、前記識別パタ
ーンのテンプレート画像を有し、該テンプレートとのパ
ターンマッチングにより識別パターンの図心位置を求め
る請求項1記載のクレーンの荷振れ検知装置。 - 【請求項6】ブーム頂部からフックの上面までの距離を
検出する距離検出手段を更に具え、 前記フック位置検出手段は、前記距離検出手段の検出距
離に応じて前記テンプレート画像を拡大縮小してパター
ンマッチングを行う請求項5記載のクレーンの荷振れ検
知装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5327833A JPH07179290A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | クレーンの荷振れ検知装置 |
PCT/JP1995/000548 WO1996030294A1 (fr) | 1993-12-24 | 1995-03-24 | Dispositif de detection d'amplitude de charge pour grues |
EP95918736A EP0710715A4 (en) | 1993-12-24 | 1995-05-18 | MIXED SOLVENT COMPOSITION |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5327833A JPH07179290A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | クレーンの荷振れ検知装置 |
PCT/JP1995/000948 WO1995032274A1 (fr) | 1994-05-19 | 1995-05-18 | Composition solvante mixte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07179290A true JPH07179290A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18203497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5327833A Pending JPH07179290A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | クレーンの荷振れ検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07179290A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102485632A (zh) * | 2011-11-11 | 2012-06-06 | 林汉丁 | 吊车吊钩偏角激光动态显示设置 |
CN103332603A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-10-02 | 无锡国电华新起重运输设备有限公司 | 起重机数字控制系统 |
KR102126063B1 (ko) * | 2019-01-16 | 2020-06-23 | 주식회사 넥트라 | 크레인 붐대에 설치된 무선카메라의 각도를 하중물 끝을 향하도록 자동 추적하는 제어장치 및 방법 |
JP2020200179A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 株式会社タダノ | クレーン |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5327833A patent/JPH07179290A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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