JPS6114074B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はクレーン等の荷役設備によつて各種の
物体を荷役および運搬する場合に運転手の目視お
よび手動運転を援助するために備えられる荷役装
置の位置制御装置に関するものである。

〔発明の背景〕

一般にクレーン等の荷役設備には、その運転手
の操作を援助するための装置は具備されていな
い。このため運転手はもつぱら視覚と勘を頼り
に、作業を行なつているのが現状である。これに
対して、従来から各種機器の操作に視覚装置と画
像装置を設置することにより、クレーン運転を援
助する方式が採用されつつある。

従来の視覚装置と画像装置とからなる操作援助
方式は、常に現在の位置関係を画像装置に画像表
示するのみであり、クレーン運転手に最も必要な
情報、即ち、今後物体と荷役装置との位置関係が
どのように変化していくか、また、どのように荷
役装置を動かせばよいかといつたデータに表示さ
れていない。このため、画像装置があつてもクレ
ーン運転手にとつては十分に役に立つているとは
いい難い。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の事柄に基いてなされたもの
で、荷役装置および物体の現在の位置を表わす画
像以外に荷役装置の移動後の位置を表わす画像を
画像装置に表示することにより、運転手に有効な
情報を提供すると共に画像装置上のその画像の操
作により荷役装置の位置を所定の位置に自動的に
制御してクレーン運転手の援助を行なうことがで
きる荷役装置の位置制御装置を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、荷役すべき物体
およびこの物本を取扱う荷役装置を撮影する視覚
装置と、前記視覚装置からの情報信号と荷役装置
および物体の位置信号とによつて位置合せに伴な
つて移動する荷役装置と物体との相対位置関係を
表示する画像信号を生成する演算装置と、この演
算装置によつて生成された画像と視覚装置から得
られる画像とを重ね合せて表示する画像装置と、
前記の生成された画像を画像装置内で移動させる
操作装置と、その移動距離を荷役装置の移動距離
に換算し荷役装置の移動を制御する制御装置とか
ら成るものであり、画像装置に表示される物体と
荷役装置との相対的位置関係を示す実像の他に、
荷役装置の現在値および予測値によつて演算され
た荷役装置の虚像を刻々同じ画面上に前記実像と
関係づけて同じスケールで重ね合せて表示すると
ともに、その虚像を画面内で操作制御した量を実
際の荷役装置の移動として再現せしめるようにし
たものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は本発明の装置の一例を備えた荷役機械
を示すもので、この例では天井クレーン１に装備
したＣフツクなどの荷役装置２によつて荷役場３
上のコイルなどの物体４を取扱う作業を示してあ
る。５は荷役装置２を昇降させるワイヤロープ、
６はその巻取ドラム、７は天井クレーン１のガー
ダ１ａに設けた運転室である。前記天井クレーン
１のガーダ１ａには例えばテレビカメラなどの視
覚装置８ａ，８ｂが荷役場所に相対して設置され
ている。この視覚装置８ａ，８ｂの三次元的な取
付位置は予め明確であり、その倍率も分つている
ので、後述する画像装置内に表示される物体４の
大きさと実際の物体４の大きさＤとの対応および
画像装置内に表示される荷役装置２の昇降移動距
離と実際の荷役装置の移動距離Ｚとの対応は、容
易に関係付けられている。また、視覚装置８ａ，
８ｂの特性および取付位置もこのような対応が容
易なものに選定されている。

第２図は本発明の装置の一例の構成を示すもの
で、図において第１図と同符号のものは同一部分
である。画像装置９ａ，９ｂは運転室７に設置さ
れており、視覚装置８ａ，８ｂで撮影された荷役
装置２および物体４の像をそれぞれ表示する。即
ち、前記画像装置９ａの面図１０には視覚装置８
ａによつて撮影される荷役装置２と物体４との相
対位置関係を側方から見た状態が表示され、また
画像装置９ｂの画面１０には視覚装置８ｂによつ
て撮影される荷役装置２と物体４との相対位置関
係を上方から見た状態が表示される。演算装置１
１は第３図に示すように視覚装置８ａ，８ｂから
の画像情報信号を画像メモリ１１に記憶したのち
前述したように画像装置９ａ，９ｂに加えると共
に、この画像情報信号と運転室７に設置されたデ
ータ入力装置１２からの荷役装置２および物本４
の寸法や形状に関する情報信号とにより、物体画
像抽出手段１１Ｂ、物体の移動方向画像作成手段
１１Ｃによつて、画像装置９ａ，９ｂに表示され
かつ物体４に対する荷役装置２の位置関係および
荷役装置２が移動した場合、その移動後の物体と
荷役装置２との相対位置関係を示す線画像１３、
面画像１４の信号を生成し、画像装置９ａ，９ｂ
に表示する。更に詳述すると、演算装置１１の物
体画像抽出手段１１Ｂは図に示すように、荷役装
置２によつて物体４を吊り下げている場合には、
吊り下げられた物体４の画像の外側かつ下方に伸
びる線画像１３および外形を示す面画像１４の信
号を生成し画像装置９ａ，９ｂに表示する。これ
によつて荷役装置２の巻き下げ時に、物体４の将
来の巻下位置を知ることができる。また、荷役装
置２によつて地上の物体４を掴みに行く場合に
は、その荷役装置２の画像の外側から下方に伸び
る線画像１３および外形を示す面画像１４の信号
を生成し、画像装置９ａ，９ｂに表示する。これ
により荷役装置２の将来の巻下位置を知ることが
できる。さらに運転室７に設置された操作装置１
５は演算装置１１の物体の移動方向画像作成手段
１１Ｃに接続されており、上記の演算装置１１の
物体の移動方向画像作成手段１１Ｃによつて生成
された画像を画面１０上で操作装置１５からの情
報信号により位置制御し物体４に対する荷役装置
２の相対的位置が運転手が適切と判断できる位置
関係になるように模擬し画像装置９ａ，９ｂに表
示することができる。例えば、第２図において、
操作装置１５のハンドルを左方に倒すことによつ
て、物体の移動方向画像作成手段１１Ｃにより画
面１０上に破線で示された線画像１３を二点鎖線
で示す位置まで移させ画面１０に模擬的に表示す
ることができる。この操作装置１５の操作量即ち
画面１０内の画像の移動距離は演算装置１１の物
体の移動の方向画像作成手段１１Ｃに加えられ
る。そして演算装置１１は前述した機能の他に荷
役装置の移動距離換算手段１１Ｄにより画像の移
動距離に対応して実際の荷役装置２の移動距離を
換算し、運転手からの指令信号によりこの換算さ
れた移動距離に応ずるように天井クレーン１の制
御装置１６に駆動信号を加える機能も備えてい
る。

前述した物体画像抽出手段１１Ｂの詳細な構成
を第４図を用いて説明する。画面内における物体
４あるいは荷役装置２の位置、すなわち走行方
向、横行方向、昇降方向の画面内基準位置からの
相対的距離はそれぞれ検出器を設けておくことに
よつて容易に測定することができデータ入力装置
１２から入力される。物体中心位置演算器４０で
は、入力装置１２からの相対的距離情報Ａにもと
づいて画面内の物体４あるいは荷役装置２の中心
位置を演算する。画面内物体中心位置決定器４１
では、この演算結果にもとづいて、画面内に物体
４あるいは荷役装置２の中心位置を求める。また
物体４あるいは荷役装置２の寸法、形状、姿勢な
どの情報は予め準備しておくことができデータ入
力装置１２から入力される。物本情報演算器４２
では、この情報Ｂにもとづいて、予めわかつてい
る実物と画像の位置及び寸法の縮尺関係に従つて
画面内の物体４あるいは荷役装置２の寸法、形
状、姿勢を演算する。画面内物体画像切り出し器
４３では、先に決めた画面内における物体４ある
いは荷役装置２の中心位置に、寸法等の情報から
得られた画面内から物体４あるいは荷役装置２の
画像を想定して重ね合せ、この部分を物体４ある
いは荷役装置２として切り出す。画面内画面像作
成器４４では、この物体画像を荷役方向として予
め決つている方向、例えば物体４を降す途中であ
れば下方に重かして、その途中の全画像を連続し
て重ね合せることによつて、物体４あるいは荷役
装置２の面画像を作成する。また画面内、線画像
作成器４５では、画面像の最も外側の輪郭をとり
出すことによつて線画像を作成する。

次に前述した移動方向画像作成手段１１Ｃの構
成を第５図を用いて説明する。物体４あるいは荷
役装置２の仮の移動方向、移動距離は、操作装置
１５から模擬的に入力する。荷役装置移動量演算
器５１では、この入力情報にもとづいて、予めわ
かつている実物と画像の位置及び寸法の縮尺関係
に従つて画面内の物体４あるいは荷役装置２の移
動方向、移動距離を演算する。画面内物体画像移
動器５２では、物体画像抽出手段１１Ｂによつて
切り出された物体４あるいは荷役装置２の画像
を、画面内においてこの移動方向、移動距離だけ
移動させる。画面内、画面像作成器５３でこの移
動された画像全部を連続して重ね合せることによ
つて、物体４あるいは荷役装置２の画面像を作成
する。次に画面内、線画像作成器５４で、この画
面像の外側の輪郭を取り出すことによつて線画像
を作成する。

次に上述した本発明の装置の動作を説明する。

まずクレーン運転手は天井クレーン１を荷役対
象となる物体４と対応する位置に停止させる。次
に視覚装置８ａ，８ｂによつて荷役場所を撮影し
その位置関係を画像装置９ａ，９ｂの画面１０に
表示させると共に画面１０内の適当な位置におい
て荷役装置２もしくは吊り下げている物体４が衝
突や接触などを行なわない位置まで巻き下げを行
なう。この時点で、画像装置９ａ，９ｂの画面１
０には第２図に示すように実際の荷役装置２およ
び物体４の像が撮し出されるとともに吊り下げて
いる物体４および荷役装置２の巻下げ位置を示す
線画像１３が合せて表示される。このため運転手
は画面１０を見れば、巻き下げを再開した場合に
吊り下げている物体４が、下方に予め置かれてい
る物体４に衝突するのかどうかが判定できる。ま
た、荷役装置２をどのようにまたどの程度動かせ
ば正確な荷役作業ができるかを読み取ることがで
きる。

次に、運転手は操作装置１５を操作することに
よつて、演算装置１１によつて生成された画像の
みを動かせば、物体４に対する荷役装置２の横
行、走行、旋回方向等の位置合せを画面１０の中
で行なうことができる。

この画像移動操作が完了した時点では、演算装
置１１は操作装置１５から入力された画面１０内
での画像の移動方向および距離に関する信号によ
り実際の荷役装置２の移動方向および距離量を換
算している。そして演算装置１１に作動指令を入
力すれば、演算装置１１は前記の換算信号を天井
クレーン１の制御装置１６に加えるので荷役装置
２は安全に巻き下げが可能な位置まで移動するこ
とができる。従つて、荷役装置２が演算装置１１
からの指令に基いて移動し終つた段階では、第２
図に示すように画像装置９ａ，９ｂの画面１０上
には視覚装置８ａ，８ｂおよび演算装置１１によ
つて線画像１２が表示される。そして運転手は画
面１０上の新しい線画像１２を観察してこの画面
１０上での位置合せが確実であることを確認する
ことによつて、物体４を吊り下げた荷役装置２を
巻き下げれば、物体４を荷役場３上の物体４間に
降ろすことができる。

上述の動作は吊り下げられた物体４を荷役場３
に降ろす場合であるが、物体４を荷役装置２によ
つて吊り上げる場合も上述と同様な動作によつて
位置合せすることができる。

なお上述の実施例においては、操作装置１５に
よる画像装置９ａ，９ｂの画像操作後、演算装置
１１に作動指令を入力することにより天井クレー
ン１の荷役装置２を移動制御せしめるようにした
が、操作装置１５の操作と同期して荷役装置２を
移動制御するように構成することも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明の装置は視覚装置が
とらえた現時点における荷役装置と物体の相対的
位置関係のみならず、将来の荷役装置の移動すべ
き方向および位置を画像装置の画面上の現在位置
に重ね合せて表示することができ、また運転手は
実物の移動を監視することにとらわれることなく
単に画面の中での位置合せ作業を実行するだけで
実物の位置合せ作業として正確に再現することが
できるので、従来の画像装置をみながら手動運転
により位置合せする作業に比べると位置合せ作業
を正確で効率的な手動操作によつて可能にするこ
とができると共に、作業の安全性を著しく向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一例を備えた荷役機械
を示す正面図、第２図は本発明の装置の一例の構
成を示す図、第３図は本発明の装置を構成する演
算装置の構成を示す図、第４図は第３図に示す演
算装置に用いられる物体画像抽出手段の構成を示
す図、第５図は第３図に示す演算装置に用いられ
る物体の移動方向画像作成手段の構成を示す図で
ある。 ２……荷役装置、４……物体、８ａ，８ｂ……
視覚装置、９ａ，９ｂ……画像装置、１０……画
面、１１……演算装置、１３，１４……画像、１
５……操作装置、１６……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 荷役機械から吊り下げられた荷役装置によつ
   て荷役すべき物体を取扱うものにおいて、荷役す
   べき物体およびこの物体を取扱う荷役装置を撮影
   する視覚装置と、前記視覚装置からの情報信号と
   荷役装置および物体の相対的位置に関する信号と
   によつて位置合せに伴なつて移動する荷役装置と
   物体との位置関係を表わす画像信号を生成する演
   算装置と、この演算装置によつて生成された画像
   と前記視覚装置から得られる画像と重ね合せて表
   示する画像装置と、前記の生成された画像を画像
   装置内で移動させる操作装置と、その移動距離を
   荷役装置の移動距離に換算し、荷役装置の移動を
   制御する制御装置とから成ることを特徴とする荷
   役装置の位置制御装置。