JPWO2019163875A1 - カメラ装置、吊荷監視システム、及び、作業機 - Google Patents

Abstract

カメラ装置は、クレーンのブームの先端部に固定されるカメラ装置であって、ブームの先端部に固定された状態において、ブームが起伏可能な角度の全範囲で、ブームの先端部の鉛直方向下方を撮影可能な撮像部と、撮像部により撮像された第一画像データから、クレーンのフックを含む所定領域の第二画像データを抽出する画像抽出部と、抽出された第二画像データを、外部に伝送する伝送部と、を備える。

Description

本発明は、カメラ装置、吊荷監視システム、及び、作業機に関する。

特許文献１には、ブームの先端に、下向きのカメラを有するクレーンが開示されている。このようなクレーンは、カメラによりブーム先端の下方の様子（フックや、地面等の吊荷配置面の様子）を撮影する。そして、カメラにより撮影した画像をモニタに表示することにより、ブームの操作を補助する。

特許文献１に開示されたクレーンの場合、カメラは、下向きである必要である。ブームは、基端部を中心に回動することで起伏するため、ブームに対してカメラが固定されていると、カメラの向きは、ブームの起伏に基づくブームの傾斜角度の変化に応じて、下向きからずれる。

そこで、特許文献１に開示されたクレーンの場合、カメラは、ブームの回動軸と平行な軸回りに回動自在に、ブームに支持されている。具体的には、ブームが傾斜してもカメラが常に下向きとなるように、カメラを支持軸回りに回転させるモータを設けたり、カメラの自重で常に下を向かせるジンバル機構等の構造を設けたりしている。

特開２０１３−１４２０３７号公報

しかし、特許文献１に開示されたクレーンが備えるカメラ装置は、カメラを常に下向きとする機構等の機械的な可動部が故障の原因になり易い。また、そのような機械的な可動部は、ブームからのカメラの張り出し量を増大させたり、部品点数を増加させたりする。

本発明の目的はブームに対してカメラの向きを変えるための機械的な可動部を必要としないカメラ装置、吊荷監視システム、及び、作業機を提供することを目的とする。

本発明に係るカメラ装置の一態様は、クレーンのブームの先端部に固定されるカメラ装置であって、ブームの先端部に固定された状態において、ブームが起伏可能な角度の全範囲で、ブームの先端部の鉛直方向下方を撮影可能な撮像部と、撮像部により撮像された第一画像データから、クレーンのフックを含む所定領域の第二画像データを抽出する画像抽出部と、抽出された第二画像データを、外部に伝送する伝送部と、を備える。

本発明に係る吊荷監視システムの一態様は、上述のカメラ装置と、伝送部から伝送された第二画像データを受信する受信部と、受信部により受信した第二画像データを表示する表示部と、を備える。

本発明に係る作業機の一態様は、上記吊荷監視システムが搭載されている。

本発明によれば、ブームに対してカメラの向きを変えるための機械的な可動部を必要としないカメラ装置、吊荷監視システム、及び、作業機を提供できる。

図１は、本発明に係るカメラ装置を含む吊荷監視システムを備えた作業機の一実施形態としてのラフテレーンクレーンを示す側面図である。 図２は、図１に示した吊荷監視システムの構成を示すブロック図である。 図３は、ブームが最も倒伏した状態を示す模式図である。 図４は、図３に対応した起伏状態においてカメラにより撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。 図５は、ブームが最も倒伏した状態と最も起立した状態の略中間の起伏状態を示す模式図である。 図６は、図５に対応した起伏状態においてカメラにより撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。 図７は、ブームが最も起立した状態を示す模式図である。 図８は、図７に対応した起伏状態においてカメラにより撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。 図９は、ブームが図５に示した起伏状態において、ワイヤロープの繰り出し長さが、図５に示した繰り出し長さよりも長い状態を示す模式図である。 図１０は、図９に対応した起伏状態においてカメラにより撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。

以下、本発明に係るカメラ装置、吊荷監視システム、及び、作業機の実施形態について説明する。

＜ラフテレーンクレーンの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るカメラ装置１０、吊荷監視システム４０、及び、ラフテレーンクレーン１００を示す側面図である。ラフテレーンクレーン１００は、作業機の一例に該当する。また、図２は、図１に示した吊荷監視システム４０の構成を示すブロック図である。

図示のラフテレーンクレーン１００は、図１に示すように、走行体５０と、旋回体６０と、ブーム７０と、を備える。走行体５０は、道路や作業現場を自走するための走行装置やアウトリガ等を備える。旋回体６０は、走行体５０の上方に設けられ、走行体５０に対して、鉛直軸Ｃ１回りに回転可能（旋回可能）である。旋回体６０は、使用者が乗るキャビン６１を備える。

キャビン６１は、走行体５０を走行させてラフテレーンクレーン１００を移動させる運転操作を行うための装置を備える。また、ラフテレーンクレーン１００は、キャビン６１に、ブーム７０の動作を操作するための操作装置等を備える。一例として、作業者は、キャビン６１内の操作装置により、ブーム７０の伸縮動作、起伏動作、及び、旋回動作を操作できる。

ブーム７０の基端部は、軸Ｃ２（フットピン）を介して旋回体６０に支持されている。このようなブーム７０は、軸Ｃ２を回転中心として、旋回体６０に対して回転可能である。ブーム７０のベースブーム７１と旋回体６０とにはそれぞれ、油圧で伸縮する起伏シリンダ８１が連結されている。ブーム７０は、起伏シリンダ８１の伸縮に基づいて、軸Ｃ２回りに回転する。

図３は、ブーム７０が最も倒伏した状態（ブームの第一状態ともいう。）を示す模式図である。図４は、図３に対応した起伏状態（つまり、ブームの第一状態）においてカメラ１１により撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。図５は、ブーム７０が最も倒伏した状態（つまり、ブームの第一状態）と最も起立した状態（ブームの第二状態ともいう。）の略中間の起伏状態（ブームの第三状態ともいう。）を示す模式図である。図６は、図５に対応した起伏状態（つまり、ブームの第三状態）においてカメラ１１により撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。図７は、ブーム７０が最も起立した状態（つまり、ブームの第二状態）を示す模式図である。図８は、図７に対応した起伏状態（つまり、ブームの第二状態）においてカメラ１１により撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。

ブーム７０は、例えば図３に示す第一状態（水平面Ｐ１に対して起伏角度θ１の状態）から、図７に示す第二状態（水平面Ｐ１に対して起伏角度θ３（＜９０［°］）の状態）の角度範囲で、旋回体６０に対して起伏する。なお、起伏角θ１及び起伏角θ３は、ブーム７０の中心軸Ｌｂと水平面Ｐ１とがなす角と捉えてよい。

ブーム７０は、基端側のベースブーム７１と先端側のトップブーム７６との間に、１つ以上の中間ブーム７２を備えてよい。ベースブーム７１、中間ブーム７２、及び、トップブーム７６は、伸縮可能な入れ子状に組み合わされている。中間ブーム７２は、ブームの収縮状態において、ベースブーム７１の内側に、ブーム７０の中心軸Ｌｂの方向（ブーム７０の軸方向ともいう。）に沿って格納される。

また、トップブーム７６は、ブームの収縮状態において、中間ブーム７２の内側に、ブーム７０の軸方向に沿って格納される。トップブーム７６及び／又は中間ブーム７２が、ベースブーム７１の先端側から軸方向に突出することにより、ブーム７０は伸長する。トップブーム７６及び中間ブーム７２がベースブーム７１に格納されることにより、ブーム７０は、収縮する。

トップブーム７６の先端に設けられたブームヘッド７８にはシーブ７９が設けられている。旋回体６０におけるブーム７０の基端部の近くに、ウインチ（不図示）が設けられている。ウインチには、吊荷用のワイヤロープ８２が巻かれている。ワイヤロープ８２は、ウインチからシーブ７９までブーム７０の軸方向に沿って配索されている。ワイヤロープ８２においてシーブ７９に掛け回された部分よりも先端側の部分は、シーブ７９から鉛直方向の下方に吊り下げられている。ワイヤロープ８２の先端部（最下部ともいう。）には、フックブロック８４が設けられている。

そして、吊荷は、フックブロック８４に設けられたフック８３により吊られる。フック８３は、ウインチに巻かれたワイヤロープ８２を繰り出すことにより降下する。また、フック８３は、ワイヤロープ８２をウインチに巻くことにより上昇する。

クレーン操作において、ウインチによるワイヤロープ８２の繰り出し及び巻き上げ、ブーム７０の起伏及び伸縮、並びに、旋回体６０の旋回により、フック８３に吊られた吊荷を所定の位置に移動させる。

＜吊荷監視システムの構成＞
ラフテレーンクレーン１００は、フック８３に吊られた吊荷を上方から撮影し、その撮影された画像を、キャビン６１内で見ることができる吊荷監視システム４０を備える。吊荷監視システム４０は、図２に示すように、カメラ装置１０と、表示装置２０と、伝送線３０と、を備える。

カメラ装置１０は、ブームヘッド７８に設けられている。ブームヘッド７８は、ブームの先端部の一例と捉えてよい。表示装置２０は、キャビン６１内に設けられている。表示装置２０は、表示部の一例と捉えてよい。伝送線３０は、ブーム７０に沿って設けられ、カメラ装置１０と表示装置２０とを接続している。伝送線３０は、ブーム７０の伸縮に対応して（換言すれば、カメラ装置１０と表示装置２０との距離の変化に応じて）、自身の長さを変えることができる。

カメラ装置１０は、カメラ１１と、カメラ制御部１２と、第一伝送部１３と、を備える。カメラ１１は、撮像部の一例に該当する。カメラ制御部１２は、画像抽出部、及び、制御部の一例に該当する。第一伝送部１３は、伝送部の一例に該当する。

カメラ１１、カメラ制御部１２、及び、第一伝送部１３は、一体にモジュール化されている。カメラ１１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子（イメージセンサ）及びレンズ（光学系）を有するデジタルカメラである。レンズは、広角のレンズであってよい。レンズは、一枚のレンズによって構成されてもよいし、複数枚のレンズにより構成されてもよい。被写体から出た光は、カメラ１１のレンズを通過してカメラ１１の結像面（例えば、イメージセンサ）に結像する。ここで、カメラ装置１０の光軸は、カメラ１１のレンズの中心を通り、かつ、レンズ面に垂直な直線と捉えてよい。図３、図５、及び、図７の矢印Ｐで示す光軸の第一方向は、結像面からレンズに向かう方向を意味する。以下、光軸の第一方向を、単に光軸Ｐの方向と称する。

カメラ１１は、ブーム７０が起伏可能な全ての角度範囲（起伏角度θ１から起伏角度θ３までの角度範囲）のうち、所定の起伏角度θ_ａにおいて、鉛直方向の下方を向いた姿勢で、ブームヘッド７８に固定されている。カメラ１１が鉛直方向の下方を向いている状態とは、カメラ１１の光軸Ｐの方向が鉛直方向の下方を向いた状態を意味する。所定の起伏角度θ_ａは、カメラ装置１０の光軸Ｐが鉛直方向の下方を向いた状態のブームの起伏角度と捉えてよい。所定の起伏角度θ_ａは、例えば、図５に示す略中間の起伏角度θ２（≒（θ１＋θ３）／２）であってよい。なお、所定の起伏角度θ_ａは、起伏角度θ２に限定されない。一例として、所定の起伏角度θ_ａは、起伏角度θ２よりも大きく、起伏角度θ３（図７参照）よりも小さい起伏角度であってもよい。また、一例として、所定の起伏角度θ_ａは、起伏角度θ２よりも小さく、起伏角度θ１（図３参照）よりも大きい起伏角度であってもよい。

図３、図５、及び、図７に示すように、ブーム７０の中心軸Ｌｂと、カメラ１１の光軸Ｐとが成す角度は、ブーム７０の起伏角度θが変化しても、一定である。ブーム７０は上述した角度範囲で起伏するため、ブームヘッド７８に固定されたカメラ１１の光軸Ｐの方向は、ブーム７０の起伏角度に応じて変化する。つまり、図３に示すブーム７０の第一状態（起伏角度θ１）においては、光軸Ｐの方向は、鉛直方向の下方よりも、ブーム７０に近い側に偏った方向である。一方、図７に示すブーム７０の第二状態（起伏角度θ３）においては、光軸Ｐの方向は、鉛直方向の下方よりも、ブーム７０から遠い側に偏った方向である。このように、カメラ１１の光軸Ｐの方向は、常に真下を向いていない。換言すれば、カメラ１１の光軸Ｐの方向は、ブーム７０の起伏角度θの変化とともに、変わる。

しかし、カメラ１１の広角レンズは、ブーム７０が起伏可能な全ての角度範囲（起伏角度θ１から起伏角度θ３の範囲）において、ブーム７０の先端部の鉛直方向下方を撮像装置に結像する広角の画角αを有する。換言すれば、カメラ１１の広角レンズは、ブーム７０が起伏可能な全ての角度範囲において、シーブ７９からワイヤロープ８２により鉛直方向の下方に吊り下げられたフック８３を含む所定領域を撮像素子に結像する広角の画角αを有している。

なお、カメラ１１の撮像素子は、例えば、図４に示す画像Ｇ１から分かるように、ブーム７０の起伏方向については、画角αに対応したサイズＬ０で、ブーム７０の旋回方向については、画角αよりも小さい画角に対応したサイズＫ０（Ｋ０＜Ｌ０）で、形成されている。換言すれば、カメラ１１は、ブーム７０の起伏方向に対応する横方向（第一方向ともいう。）のサイズＬ０、及び、ブーム７０の旋回方向に対応する縦方向（第二方向ともいう。）のサイズＫ０（Ｋ０＜Ｌ０）を有する画像データ（第一画像データともいう。）を生成可能である。なお、図４に示す画像Ｇ１において、縦方向が第一方向であり、横方向が第二方向であってもよい。撮像素子のサイズは、撮像素子の画素数に依存しているため、起伏方向に対応した画素数は旋回方向に対応した画素数に比べて多い。

このように、カメラ１１は、ブーム７０が起伏可能な全角度範囲において、シーブ７９の鉛直方向の下方に配置されたフック８３に吊られた吊荷を、その撮影範囲に含めることができる。なお、所定領域は、例えば、フック８３に吊られた吊荷の部分と、その吊荷の部分の少なくとも近傍の周辺を含む領域（吊荷が上げ降ろしされる地面等）であってよい。

例えば、図４は、ブーム７０が最も倒伏した起伏角度θ１の第一状態（図３参照）において、カメラ１１が撮像した画像Ｇ１を示す。画像Ｇ１において、ブーム７０の起伏方向（以下、単に起伏方向という。）におけるカメラ１１の画角αは、画像Ｇ１の横方向のサイズＬ０に対応する。

画像Ｇ１の横方向は、ブーム７０の起伏方向に対応すると捉えてよい。図３に示す起伏方向の画角αのうち最もブーム７０に近い側の端縁は、起伏方向の画角αの第一端に該当する。一方、図３に示す起伏方向の画角αのうち最もブーム７０から遠い側の端縁は、起伏方向の画角αの第二端に該当する。画像Ｇ１における第一端（図４中の左端）は、画角αの第一端に対応する。

また、画像Ｇ１において、第二端（図４中の右端）は、画角αの第二端に対応する。画像Ｇ１において、フック８３の画像は、画像Ｇ１の第二端寄り部分（画像Ｇ１の範囲Ｌ１）に偏って結像されている。

画像Ｇ１において、少なくともフック８３を含む所定領域が、第一領域であってよい。第一領域は、画像Ｇ１において、少なくとも、フック８３及びフック８３に吊られた吊荷の全体を含む領域であってもよい。第一領域は、ワイヤロープ８２を含んでもよい。

第一領域は、画像Ｇ１の横方向の範囲Ｌ１と、縦方向のサイズＫ０で画定される領域であってよい。範囲Ｌ１は、画像Ｇ１の横方向において、第二端と、第二端から所定距離だけ離れた位置（第一位置ともいう。）との間の範囲である。カメラ制御部１２は、吊荷の揺れの範囲を考慮して、第一領域を決定すると好ましい。

また、範囲Ｌ１は、起伏方向の画角αにおける範囲Ａ１（図３参照）に対応してよい。なお、範囲Ａ１は、画角αの第二端からθ_ａ（不図示、範囲Ａ１の角度に相当）の範囲（第二端を含む）である。θ_ａは、一例として、３０°であってよい。

範囲Ｌ１は、クレーン作業に必要とする範囲（画角）である。範囲Ｌ１は、吊荷が揺れる範囲や吊荷を移動させるために作業者が把握しておくべき範囲によって定められるべき範囲（画角）である。作業者は、作業状況に応じて、範囲Ｌ１を手動で設定してもよい。あるいは、カメラ制御部１２は、作業状況に応じて、範囲Ｌ１の設定を自動的に調整してもよい。カメラ制御部１２は、作業状況に関する情報を、ラフテレーンクレーン１００の制御部（不図示）から取得してよい。作業状況に関する情報は、例えば、吊荷の揺れに関する情報、及び／又は、吊荷の揺れに影響する要因に関する情報（風速など）であってよい。また、作業状況に関する情報は、吊荷に関する情報（吊り荷の大きさなど）を含んでもよい。

第一領域に相当する画像は、クレーン操作において、重要度が高い画像と捉えてよい。一方、画像Ｇ１において第一領域以外の第二領域には、フック８３から上方に離れたフック８３以外の画像が結像されている。このため、画像Ｇ１において第二領域に相当する画像は、クレーン操作において、重要度が低い画像と捉えてよい。

一例として、第二領域は、画像Ｇ１において、フック８３、及び、ワイヤロープ８２を含まない領域と捉えてよい。なお、画像Ｇ１に吊荷が含まれている場合、第二領域は、画像Ｇ１において、フック８３、ワイヤロープ８２、及び、吊荷を含まない領域と捉えてよい。

また、図８は、ブーム７０が最も起立した起伏角度θ３の第二状態（図７参照）において、カメラ１１が撮像した画像Ｇ３を示す。画像Ｇ３とカメラ１１の起伏方向の画角αとの関係は、画像Ｇ１とカメラ１１の起伏方向の画角αとの関係と同様である。

画像Ｇ３において、フック８３の画像は、画像Ｇ３の第一端寄り部分（画像Ｇ３の範囲Ｌ３）に偏って結像されている。画像Ｇ３において、少なくともフック８３を含む所定領域を、第一領域と定義する。第一領域は、画像Ｇ３において、少なくとも、フック８３及びフック８３に吊られた吊荷の全体を含む領域であってよい。第一領域は、ワイヤロープ８２を含んでもよい。

第一領域は、画像Ｇ３の横方向の範囲Ｌ３と、縦方向のサイズＫ０で画定される領域であってよい。範囲Ｌ３は、画像Ｇ３の横方向において、第一端（図８中の左端）と、第一端から所定距離だけ離れた位置（第二位置ともいう。）との間の範囲である。カメラ制御部１２は、吊荷の揺れの範囲を考慮して、第一領域を決定すると好ましい。

また、範囲Ｌ３は、起伏方向の画角αにおける範囲Ａ２（図７参照）に対応してよい。なお、範囲Ａ２は、画角αの第一端からθ_ｂ（不図示、範囲Ａ２の角度に相当）の範囲（第一端を含む）である。θ_ｂは、一例として、３０°であってよい。

一方、画像Ｇ３において第一領域以外の第二領域には、フック８３から上方に離れたフック８３以外の画像が結像されている。このため、画像Ｇ３において第二領域に相当する画像は、クレーン操作において、重要度が低い画像と捉えてよい。

一例として、第二領域は、画像Ｇ３において、フック８３及びワイヤロープ８２を含まない領域と捉えてよい。なお、画像Ｇ３に吊荷が含まれている場合、第二領域は、画像Ｇ３において、フック８３、ワイヤロープ８２、及び、吊荷を含まない領域と捉えてよい。

また、図６は、ブーム７０の起伏角度θ２の第三状態（図５参照）においては、カメラ１１が撮像した画像Ｇ２を示す。画像Ｇ２とカメラ１１の起伏方向の画角αとの関係は、画像Ｇ１とカメラ１１の起伏方向の画角αとの関係と同様である。

画像Ｇ２において、フック８３の画像は、画像Ｇ２の中央部（画像Ｇ２の範囲Ｌ２）に結像されている。画像Ｇ２において、少なくともフック８３を含む所定領域を、第一領域と定義する。第一領域は、画像Ｇ２において、少なくとも、フック８３及びフック８３に吊られた吊荷の全体を含む領域であってよい。

第一領域は、画像Ｇ２の横方向の範囲Ｌ２と、縦方向のサイズＫ０で画定される領域であってよい。範囲Ｌ２は、画像Ｇ２の横方向において、画像Ｇ２の中央位置を含む所定範囲であってよい。カメラ制御部１２は、吊荷の揺れの範囲を考慮して、第一領域を決定すると好ましい。

また、範囲Ｌ２は、起伏方向の画角αにおける範囲Ａ３（図５参照）に対応してよい。なお、範囲Ａ３は、画角αの中央値を中心としてθ_ｃ（不図示、範囲Ａ３の角度に相当）の範囲に対応してよい。θ_ｃは、一例として、３０°であってよい。このような第一領域に相当する画像は、クレーン操作において、重要度が高い画像と捉えてよい。

一方、画像Ｇ２において第一領域以外の第二領域には、フック８３から離れたフック８３以外の画像が結像されている。このため、画像Ｇ２において第二領域に相当する画像は、クレーン操作において、重要度が低い画像と捉えてよい。

一例として、第二領域は、画像Ｇ２において、フック８３、及び、ワイヤロープ８２を含まない領域と捉えてよい。なお、画像Ｇ２に吊荷が含まれている場合、第二領域は、画像Ｇ２において、フック８３、ワイヤロープ８２、及び、吊荷を含まない領域と捉えてよい。

カメラ制御部１２は、カメラ１１で撮影された広角の画像（例えば、画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）のうち、ブーム７０の起伏角度に対応した、フック８３を含む下方の領域の一部分（例えば、画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の第一領域）のみを切り出す（抽出する）。また、カメラ制御部１２は、画像抽出を行うとともに、抽出した画像に対応するデータを圧縮してデータ量を少なくする。

カメラ１１で撮影された画像（例えば、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）は、第一画像データの一例に該当する。また、カメラ制御部１２により第一画像データから抽出された画像データは、第二画像データの一例に該当する。そして、カメラ制御部１２により第二画像データを圧縮して得られる画像データは、第三画像データの一例に該当する。

カメラ制御部１２は、フック８３の起伏角度を、ラフテレーンクレーン１００に設けられた過負荷防止装置等から、伝送線３０及び第一伝送部１３を介して取得する。また、カメラ制御部１２が抽出する領域の一部分は、例えば、上述した所定領域に対応した画像部分である。

カメラ制御部１２は、ブーム７０の起伏方向についてはサイズＬ０のうち、重要度の低い画像部分を排除して、フック８３を含む下方の領域の一部分のみを抽出する。具体的には、カメラ制御部１２は、図３の起伏状態（起伏角度）に対応して、図４に示す画像Ｇ１（第一画像データ）のサイズＬ０のうち、図４において範囲Ｌ１で示される部分（第二画像データ）を抽出する。

また、カメラ制御部１２は、図５の起伏状態（起伏角度）に対応して、図６に示す画像Ｇ２（第一画像データ）のサイズＬ０のうち、図６において範囲Ｌ２で示される部分（第二画像データ）を抽出する。さらに、カメラ制御部１２は、図７の起伏状態（起伏角度）に対応して、図８に示す画像Ｇ３（第一画像データ）のサイズＬ０のうち、図８において範囲Ｌ３で示される部分（第二画像データ）を抽出する。

カメラ制御部１２は、ブーム７０の起伏角度に応じて、第一画像データ（画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）における第一領域（第二画像データ）の位置、大きさ、及び、範囲のうちの少なくとも一つのパラメータを設定すると捉えてよい。

本実施形態の場合、第一画像データ（画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）における第一領域の位置は、ブーム７０の起伏角が大きくなるほど、第一画像データ（画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）の第二端側から第一端側（例えば、図４中の右側から左側）に向かって連続的に移動する。

つまり、図３、図５、及び、図７は、ブーム７０の起伏状態のうち代表的な起伏角度においてカメラ１１が撮像した画像（画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）を示したものであり、図３の起伏状態と図５の起伏状態との間の起伏角度においては、カメラ制御部１２は、その起伏角度に対応する、図４の抽出範囲と図６の抽出範囲との間の範囲を抽出してよい。同様に、図７の起伏状態と図５の起伏状態との間の起伏角度においては、カメラ制御部１２は、その起伏角度に対応する、図８の抽出範囲と図６の抽出範囲との間の範囲を抽出してよい。

なお、第一領域の大きさに関して、ブーム７０の起伏角度に対応して抽出する画像の範囲Ｌ１と、範囲Ｌ２と、範囲Ｌ３の横方向寸法、及び／又は、縦方向寸法は、同じであってもよいし、ブーム７０の起伏角度（鉛直方向の下方に対する光軸Ｐの傾斜角度でもある。）に応じて変化させてもよい。

なお、カメラ１１の広角レンズは、光軸Ｐから離れる（光軸Ｐとの傾斜角度が大きくなる）にしたがって、撮像素子に結像する像が歪み、被写体と像との誤差が大きくなる。このため、像をモニタ２１に表示したときの見た目の違和感を減らすために、光軸Ｐに近い像となる範囲Ｌ２よりも、光軸Ｐから遠い像となる範囲Ｌ１や範囲Ｌ３を小さくしてもよい。

カメラ制御部１２は、カメラ１１で撮影された画像のうち、ブーム７０の旋回方向についてはサイズＫ０のままとして、一部分だけを抽出することはしない。ただし、カメラ制御部１２は、ブーム７０の旋回方向のサイズを変化させるような抽出を行ってもよい。また、後述するように、カメラ制御部１２は、ワイヤロープ８２の繰り出し長さに対応して、ブーム７０の起伏方向のサイズとともに、ブーム７０の旋回方向のサイズを変化させるような抽出を行ってもよい。

ここで、ワイヤロープ８２の繰り出し長さＬ（ｍ）に基づいて、カメラ制御部１２が、カメラ１１で撮影された画像から抽出する画像の範囲を設定する方法の一例について説明する。カメラ制御部１２は、下記式１を満たすΔαを設定する。Δαは、カメラ１１の起伏方向における画角αのうち、画像を抽出したい部分に対応する画角である。下記式１において、Ｌは、ワイヤロープ８２の繰り出し長さ（ｍ）である。また、ΔＳは、作業者が作業時に確認したい作業範囲（ｍ）である。ΔＳは、吊荷の揺れなどを考慮して決定されてよい。一例として、吊荷が±２（ｍ）で揺れている場合、ΔＳは、４（ｍ）以上とした量である。

Δα［ｄｅｇ］＝ａｒｃｔａｎ（ΔＳ／Ｌ） ・・・ （１）

カメラ制御部１２は、カメラ１１の起伏方向における画角αのうち、フック８３を中心としてΔαの範囲に対応する部分を第二画像データとして、カメラ１１が撮影した画像データ（第一画像データ）から抽出する。なお、カメラ１１の起伏方向における画角αは、下記式（２）を満たす必要がある。θ_７０は、ブーム７０が起伏可能な角度である。

α≧θ_７０＋ΔＳ ・・・ （２）

第一伝送部１３は、カメラ制御部１２で抽出され圧縮された画像のデータ（第三画像データ）を、伝送線３０を通じて、表示装置２０の第二伝送部２３に伝送する。第一伝送部１３が伝送線３０を通じて第二伝送部２３に伝送する画像のデータは、カメラ１１が撮影した広角の画像の全範囲に対応した画像のデータではなく、カメラ制御部１２で抽出された一部の画像に対応したデータである。このようなデータは、圧縮されているため、広角の画像の全範囲に対応した画像のデータに比べてそのデータ量が少ない。

本実施形態の場合、カメラ制御部１２が、第一画像データ（例えば、画像Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）から抽出した画像データ（第二画像データ）のサイズは、ブーム７０の起伏角に拘わらず、一定である。従って、カメラ制御部１２が第二画像データを圧縮して得られる第三画像データのサイズも、ブーム７０の起伏角に拘わらず、一定である。ただし、第二画像データ及び第三画像データのサイズは、ブーム７０の起伏角に応じて変わってもよい。

したがって、第一伝送部１３が伝送線３０を通じて第二伝送部２３にその画像のデータを伝送する際、広角の画像の全範囲に対応した画像のデータを伝送する場合と比べて、伝送に要する時間（伝送時間）を短くできる。また、伝送の処理に要する負荷（伝送負荷）を低減できる。

表示装置２０は、モニタ２１（表示装置）と、表示制御部２２と、第二伝送部２３（受信部）と、を備える。表示制御部２２は、第二伝送部２３が伝送線３０から受け取った一部の画像（抽出された一部の領域の画像）に対応したデータを展開して、可視画像としてモニタ２１に表示する。モニタ２１は、表示制御部２２で処理されたデータに対応した可視画像を表示する。

以上のように構成された本実施形態の吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０によれば、カメラ装置１０はブーム７０に固定されているが、広角の光学系（例えばレンズ）を有しているため、ブーム７０に対して動かなくても、ブーム７０の起伏角度に拘わらず、フック８３を含む鉛直方向の下方の所定の範囲を撮影範囲に含むことができる。

したがって、吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０は、カメラ装置１０のカメラ１１をブーム７０に対して動かす必要がなく、カメラ１１をブーム７０に対して動かすための可動部を有するカメラ装置に比べて、可動部の故障を無くし、メンテナンス性の向上（故障修理の手間を削減）及び耐久性の向上を図ることができる。

また、本実施形態の吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０は、カメラ１１で撮影された画像の全体を第一伝送部１３が外部に送出するのではなく、カメラ制御部１２によって抽出された一部の画像部分だけを第一伝送部１３が外部に送出する。これにより、カメラ１１で撮影された画像の全体を第一伝送部１３が外部に送出する場合に比べて、第一伝送部１３による送出の動作の負荷を減らし、及び／又は送出の時間を短縮できる。

また、本実施形態の吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０は、カメラ制御部１２が、カメラ制御部１２に入力されたブーム７０の起伏角度（例えば図３，５，７の起伏状態）に応じて、カメラ１１で撮影された広角の全体の画像のうち切り出す画像の一部分を、例えば図４、図６、及び図８に示すように変化させる。したがって、吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０は、起伏角度に応じて変化するフック８３及び吊荷が写る画像範囲を、起伏角度に対応した一部の画像として抽出できる。

なお、本実施形態の吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０は、カメラ制御部１２が、ブーム７０の起伏角度に応じて抽出する一部の画像のサイズ（起伏方向のサイズ）を、起伏角度に拘わらず同じとすることにより、第一伝送部１３から伝送線３０及び第二伝送部２３を通じて表示制御部２２に入力された画像のサイズが、起伏角度に拘わらず一定のサイズとなる。

したがって、吊荷監視システム４０は、入力された画像をモニタ２１に出力するに際して、表示制御部２２が、起伏角度に応じたリサイズ処理（モニタ２１に表示させる画像の大きさを変化させる処理）を行う必要がない。つまり、吊荷監視システム４０は、リサイズ処理を一切行わずにモニタ２１に出力し、又は起伏角度に拘わらず同じリサイズ処理を行うだけでよいため、表示制御部２２の負荷を低減することができる。

同様に、カメラ装置１０は、出力した画像を外部のモニタに出力させるに際して、そのモニタの表示を制御する制御装置に、起伏角度に応じたリサイズ処理（モニタに表示させる画像の大きさを変化させる処理）を行わせる必要がない。

図９は、ブーム７０が図５に示した起伏状態において、ワイヤロープ８２の繰り出し長さが、図５に示した繰り出し長さよりも長い状態を示す模式図である。図１０は、図９に対応した起伏状態においてカメラ１１により撮影される画像の範囲及び抽出される画像の範囲を示す模式図である。

例えば、本実施形態の吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０において、カメラ制御部１２は、例えば過負荷防止装置等からカメラ装置１０に入力されたワイヤロープ８２の繰り出し長さに応じて、カメラ１１で撮影された広角の画像のうち切り出す（抽出する）画像の一部分の大きさを変化させてもよい。すなわち、カメラ制御部１２は、ブーム７０の起伏角度に応じて、抽出する画像の一部を変化させるとともに、ウインチから繰り出されたワイヤロープ８２の長さに応じて、抽出する画像の大きさを変化させてもよい。

具体的には、吊荷監視システム４０及びカメラ装置１０は、繰り出されたワイヤロープ８２の長さが長くなるにしたがって、抽出する画像の大きさを、例えば小さくすることができる。

つまり、例えば図５に示した例では、ブームヘッド７８から鉛直方向の下方に吊り下げられたフックブロック８４までの長さ（ワイヤロープ８２の長さに対応）Ｍ１のときは、カメラ制御部１２が抽出する画像は、ブーム７０の起伏方向については範囲Ｌ２であり、ブーム７０の旋回方向についてはサイズＫ０である。

これに対して、例えば図９に示した例のように、ブームヘッド７８から鉛直方向の下方に吊り下げられたフックブロック８４までの長さ（ワイヤロープ８２の長さに対応）Ｍ２が長さＭ１よりも長いとき（Ｍ１＜Ｍ２）のときは、カメラ制御部１２が、図１０に示す画像Ｇ４（第一画像データ）から抽出する画像（第二画像データ）は、ブーム７０の起伏方向において、サイズＬ２よりも小さいサイズＬ４（＜Ｌ２）であり、ブーム７０の旋回方向において、サイズＫ０より小さいサイズＫ１である。

このように、ワイヤロープ８２の繰り出し長さが長くなるにしたがって、カメラ制御部１２が抽出する画像は小さくなってよい。つまり、ワイヤロープ８２の繰り出し長さが長くなるにしたがって、カメラ１１からフック８３までの距離が長くなる。

この距離が長くなると、カメラ１１により撮影されるフック８３及びフック８３に吊られた吊荷は、撮影された画像における大きさが相対的に小さくなる。このようにして、カメラ制御部１２が抽出する画像のサイズを小さくすることにより、抽出された画像のサイズに対する、フック８３及びフック８３に吊られた吊荷の画像の大きさを拡大できる。

そして、カメラ制御部１２で抽出された画像は、第一伝送部１３、伝送線３０、及び、第二伝送部２３を介して表示制御部２２に入力される。表示制御部２２は、入力された画像（抽出された画像）をモニタ２１のサイズに対応する大きさに調整する。

すなわち、表示制御部２２は、抽出された画像をモニタ２１の大きさに適合して表示させる（抽出された画像がモニタ２１の表示面の全体表示される）ように、抽出された画像の画素を間引いたり（抽出された画像の画素数がモニタ２１の表示面の画素数よりも多いとき）、補間する（抽出された画像の画素数がモニタ２１の表示面の画素数よりも少ないとき）等の表示処理を行う。これにより、モニタ２１には、抽出された画像が、モニタ２１の表示面の全体に表示される。

このように、表示制御部２２は、抽出された画像がモニタ２１の表示面の全体に表示されるように、画像のサイズの調整を行う。このため、画像サイズが小さい画像をモニタ２１に表示した場合でも、フック８３及び吊荷の画像の大きさが小さくなることを防止できる。

なお、ワイヤロープ８２の繰り出し長さが長くなるにしたがって、カメラ制御部１２が抽出する画像は小さくなるが、その小さくする画像の範囲は、フック８３及び吊荷が撮影されている範囲であることは言うまでもない。

２０１８年２月２２日出願の特願２０１８−０２９４７３の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明に係るカメラ装置は、ラフテレーンクレーンに限らず、たとえば、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、あるいは積載形トラッククレーン（カーゴクレーンともいう。）などの種々のクレーンに適用できる。

１０ カメラ装置
１１ カメラ
１２ カメラ制御部
１３ 第一伝送部
２０ 表示装置
２１ モニタ
２２ 表示制御部
２３ 第二伝送部
３０ 伝送線
４０ 吊荷監視システム
５０ 走行体
６０ 旋回体
６１ キャビン
７０ ブーム
７１ ベースブーム
７２ 中間ブーム
７６ トップブーム
７８ ブームヘッド
７９ シーブ
８１ 起伏シリンダ
８２ ワイヤロープ
８３ フック
８４ フックブロック
１００ ラフテレーンクレーン
Ｃ１、Ｃ２ 軸
Ｐ 光軸
Ｐ１ 水平面
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 画像

Claims (7)

1. クレーンのブームの先端部に固定されるカメラ装置であって、
   前記ブームの先端部に固定された状態において、前記ブームが起伏可能な角度の全範囲で、前記ブームの先端部の鉛直方向下方を撮影可能な撮像部と、
   前記撮像部により撮像された第一画像データから、前記クレーンのフックを含む所定領域の第二画像データを抽出する画像抽出部と、
   抽出された前記第二画像データを、外部に伝送する伝送部と、を備える、
   カメラ装置。
2. 前記固定された状態において、前記撮像部の光軸の方向と前記ブームの中心軸とのなす角は、前記ブームの起伏に応じて変化しない、請求項１に記載のカメラ装置。
3. 前記ブームの起伏角に関する情報に基づいて、前記第一画像データにおける前記所定領域の位置、大きさ、及び、範囲のうちの少なくとも一つを設定する制御部を、さらに備える、請求項１又は２に記載のカメラ装置。
4. 前記制御部は、前記クレーンのワイヤロープの繰り出し長さに関する情報に基づいて、前記所定領域の範囲を設定する、請求項３に記載のカメラ装置。
5. 前記第二画像データのサイズは、前記起伏角に関する情報に拘わらず一定である、請求項３又は４に記載のカメラ装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のカメラ装置と、
   前記伝送部から伝送された前記第二画像データを受信する受信部と、
   前記受信部により受信した前記第二画像データを表示する表示部と、を備えた吊荷監視システム。
7. 請求項６に記載の吊荷監視システムが搭載された、
   作業機。

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