クレーンの制御装置及びクレーン
【課題】カメラの光軸方向を正確に算出できるクレーンの制御装置を提供する。
【解決手段】起伏自在のブームと、ブームの先端に取り付けられて下方を撮影するカメラ５と、撮影された画像に基づいてブームを移動させる制御部７と、を備えるクレーンの制御装置Ｄである。
そして、ブームの先端には、加速度計３１とジャイロ３２とを有する姿勢角基準装置３と、ブームに対するカメラの回転角度を計測する回転角度計４と、が設置されており、制御部７は、姿勢角基準装置３と回転角度計４とによって、重力方向を基準としたカメラ５の光軸方向を算出する。
【解決手段】起伏自在のブームと、ブームの先端に取り付けられて下方を撮影するカメラ５と、撮影された画像に基づいてブームを移動させる制御部７と、を備えるクレーンの制御装置Ｄである。
そして、ブームの先端には、加速度計３１とジャイロ３２とを有する姿勢角基準装置３と、ブームに対するカメラの回転角度を計測する回転角度計４と、が設置されており、制御部７は、姿勢角基準装置３と回転角度計４とによって、重力方向を基準としたカメラ５の光軸方向を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンの制御装置及びクレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、クレーン作業では、フックを荷の真上に位置させて作業を行う。
【０００３】
このため、クレーンのオペレータは、玉掛け者の合図のもと、目測によって荷の真上にフックを移動させるようにクレーンを操作している。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば特許文献１には、ブーム先端にカメラを取り付けたうえで、このカメラを重力方向に向くように制御するとともに、画像認識によってフックの位置を特定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１７９２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の構成では、カメラの光軸方向と鉛直方向とのなす角を検出するために傾斜計を用いているため、カメラの光軸方向を正確に鉛直方向に向けることができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、カメラの光軸方向と鉛直方向とのなす角を正確に算出できるクレーンの制御装置と、このクレーンの制御装置を備えたクレーンと、を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明のクレーンの制御装置は、起伏自在のブームと、前記ブームの先端に取り付けられて下方を撮影するカメラと、撮影された画像に基づいて前記ブームを移動させる制御部と、を備えるクレーンの制御装置であって、前記ブームの先端には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する姿勢角基準装置と、前記ブームに対する前記カメラの回転角度を計測する回転角度計と、が設置されており、前記制御部は、前記姿勢角基準装置と前記回転角度計とによって、重力方向を基準とした前記カメラの光軸方向を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明のクレーンの制御装置は、ブームと、カメラと、制御部と、を備えるクレーンの制御装置であって、ブームの先端には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する姿勢角基準装置と、ブームに対するカメラの回転角度を計測する回転角度計と、が設置されており、制御部は、姿勢角基準装置と回転角度計とによって、重力方向を基準としたカメラの光軸方向を算出する。
【００１０】
したがって、姿勢角基準装置を用いることで重力方向を正確に認識できるため、重力方向を基準としてカメラの光軸方向を正確に算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の構成を説明するブロック図である。
【図２】ラフテレーンクレーンの全体構成を説明する側面図である。
【図３】ブーム先端の構成を拡大して説明する説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図４】姿勢角とカメラ回転角度の関係を説明する説明図である。（ａ）はカメラ光軸を重力方向に制御する場合、（ｂ）はブーム先端を荷の真上に移動させる場合においてカメラ光軸が重力方向に向いていない場合である。
【図５】実施例１のカメラ回転駆動による作用を説明する画像図である。
【図６】実施例２の画像移動による作用を説明する画像図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
まず、図２を用いて本実施例のクレーンの制御装置Ｄを備えるクレーンとしてのラフテレーンクレーン１の機械的な構成を説明する。なお、以下の実施例１，２では、ラフテレーンクレーン１を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、オールテレーンクレーンなどの移動式クレーンに広く本発明を適用できる。
【００１４】
本実施例のラフテレーンクレーン１は、図２に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となる車体１０と、車体１０の四隅に設けられたアウトリガ１１，・・・と、車体１０に水平旋回可能に取り付けられた旋回台１２と、旋回台１２に立設されたブラケット１３に取り付けられたブーム１４と、を備えている。
【００１５】
この旋回台１２は、旋回用モータの動力を伝達されるピニオンギヤを有しており、このピニオンギヤが車体１０に設けた円形状のギヤに噛み合うことで旋回軸を中心に回動する。
【００１６】
さらに、ブーム１４は、基端ブーム１４１と中間ブーム１４２と先端ブーム１４３とによって入れ子式に構成されており、伸縮シリンダ（不図示）によって伸縮できるようになっている。
【００１７】
また、基端ブーム１４１は、付け根部がブラケット１３に水平に設置された支持軸に揺動自在に取り付けられており、支持軸を回転中心として上下に起伏できるようになっている。
【００１８】
また、ブラケット１３と基端ブーム１４１との間には、起伏シリンダ１５が架け渡されており、この起伏シリンダ１５を伸縮することでブーム１４全体を起伏することができる。
【００１９】
さらに、先端ブーム１４３の最先端のブームヘッド１４４にはシーブ１４５（図３参照）が配置されており、このシーブ１４５にはロープ１６が掛け回されてフック１７が吊下げられている。
【００２０】
加えて、図３の拡大図に示すように、本実施例のブームヘッド１４４には、カメラ駆動部２によって回転駆動されるカメラ５が設置されている。
【００２１】
このカメラ５は、先端ブーム１４３の最先端のブームヘッド１４４に下向きに取り付けられて下方を撮影するズーム機能をもつアナログムービーカメラ又はデジタルムービーカメラであり、連続的に動画を撮影する。
【００２２】
また、カメラ駆動部２は、ブームヘッド１４４の側方に突き出したブラケット２１と、このブラケット２１に固定されて回動軸を支持する軸支持ブラケット２２と、この軸支持ブラケット２２に回動自在に支持されてカメラ５が取り付けられたカメラ支持ブラケット２４と、このカメラ支持ブラケット２４を軸支持ブラケット２２に相対的に回転させるモータ２３と、を備えている。
【００２３】
そして、このカメラ支持ブラケット２４の回動軸は、後述する制御部７での計算を単純化できるように、ブームヘッド１４４に配置された下側のシーブ１４５の回転軸と同一直線上に位置している。
【００２４】
さらに、この軸支持ブラケット２２のモータ２３が設置された側と反対側の軸には、軸支持ブラケット２２とカメラ支持ブラケット２４の相対的な回転角度を計測する回転角度計４が設置されている。
【００２５】
この回転角度計４は、ブームヘッド１４４とカメラ５の相対的な回転角度を計測するもので、３線式の可変抵抗器（いわゆるポテンショメータ（potentionmeter））である。
【００２６】
そして、本実施例では、ブームヘッド１４４の側方に突き出したブラケット２１に、先端ブーム１４３及びブームヘッド１４４の起伏方向の水平面に対する角度を検出する姿勢角基準装置３が設置されている。
【００２７】
この姿勢角基準装置３は、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出するもので、重力方向加速度を検出する加速度計３１と、起伏方向の角速度を検出するジャイロ３２と、ジャイロ３２の信号に含まれるドリフト成分を重力方向加速度を使って除去した信号を積分して傾斜角度を計算する計算機（不図示）と、を備える。なお、計算機は必須のものではなく、制御部７において前記計算をする場合には計算機はなくてもよい。
【００２８】
また、姿勢角基準装置３としては、クレーン作動中でも鉛直下向きを検出できるものであればよく、必ずしも加速度計３１とジャイロ３２とを備えるものでなくてもよい。
【００２９】
この加速度計３１は、重力加速度の影響を受けたブームヘッド１４４の加速度を検出するもので、コイルばねや板ばねを用いる機械式、光ファイバへの張力による波長の変化を検出する光学式、静電容量型、ピエゾ抵抗型、ガス温度分布型等の半導体式など、いずれの方式でもよい。
【００３０】
また、ジャイロ３２は、ブームヘッド１４４の起伏方向の回転角速度を検出する角速度検出器であり、コリオリの力を利用した振動ジャイロ、サニャック効果を用いた光学式ジャイロなど、いずれの方式でもよい。
【００３１】
つづいて、本実施例の姿勢角基準装置３の特徴について説明する。ジャイロ３２にはジャイロ特有のドリフトがあるため、積分すると誤差が増えるという欠点がある。一方、加速度計３１は重力加速度より三角関数を使って重力方向を基準とした傾斜角を得ることができるものの、加速度には振動成分や衝撃成分が重畳するため正しい傾斜角を検出できないという欠点がある。
【００３２】
そこで、地球の重力方向を基準とした傾斜角が検出できる加速度計３１の情報からカルマンフィルタを使ってジャイロ３２のドリフト分を推定し、ジャイロ３２の検出角速度からドリフト分を差し引いて積分した相対傾斜角を併用することにより、振動や衝撃を含まない地球の重力方向を基準とした傾斜角が得られる。
【００３３】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの制御系の構成について説明する。
【００３４】
本実施例のクレーンの制御装置Ｄは、図１に示すように、入力側として加速度計３１とジャイロ３２を有する姿勢角基準装置３、ロープ１６の長さを検出するロープ長計６１、旋回角、起伏角、ブーム長さを検出するクレーン姿勢検出手段６２、カメラ５、回転角度計４を備え、出力側としてカメラ駆動部２、ブーム１４を旋回、起伏、伸縮駆動する油圧制御弁であるクレーン駆動手段８１、キャビン内に配置された表示モニタとしてのタッチパネルモニタ８２を備え、入力側からの入力値に基づいて出力側に命令する制御部７を備えている。
【００３５】
この制御部７は、ＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどによって構成される汎用のマイクロコンピュータであり、撮影された画像に基づいてオペレータの指示により又は自動的にブーム１４を移動させる。
【００３６】
また、タッチパネルモニタ８２は、表示部と位置入力部とを組み合わせて構成されるもので、撮影された画像を表示する出力装置であると同時に、画像上の任意の位置を押すことで機器を操作する入力装置である。
【００３７】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの作用について、光軸方向演算処理、回転駆動制御、ブーム移動制御の順に説明する。なお、これらの演算や制御は前記した制御部７によって主に実行される。
【００３８】
（光軸方向演算処理）
光軸方向演算処理では、まず、姿勢角基準装置３を用いてブームヘッド１４４の水平面に対する起伏方向の相対角度θ１を検出する。すなわち、加速度計３１によって重力加速度及び移動加速度を検出し、カルマンフィルタによりジャイロ３２の信号に含まれるドリフト分を推定する。そして、ジャイロ３２の信号から推定したドリフト分を差し引いて積分して傾斜角度を計算する。
【００３９】
つづいて、カメラ５のブームヘッド１４４に対する相対角度θ２を、回転角度計４によって検出する。そうすると、制御部７は、カメラ５の光軸方向を、図４（ａ）（ｂ）に示すように、（θ１−θ２）と計算できる。
【００４０】
（回転駆動制御）
回転駆動制御では、制御部７は、計算されたカメラ５の光軸方向（θ１−θ２）が重力方向真下向きとなるように、すなわち、（θ１−θ２＝−９０°，θ２＝９０°＋θ１）となるように、カメラ５をモータ２３によって回転駆動させる。ただし、実際には、モータ２３の動作遅れや制御誤差などが生じるため、正確に回転駆動させることは困難である。
【００４１】
（ブーム移動制御）
ブーム移動制御では、前提として、図４（ｂ）に示すように、回転駆動制御によってはカメラ５が重力方向真下を向いていない状態を想定している。また、ブームヘッド１４４からロープを介して吊下げられたフック１７は、地面に置かれた荷物の近いところに位置していることを想定する。さらに、タッチパネルモニタ８２の画面では、フック１７と吊荷は図５（ｂ）のように表示されているとする。
【００４２】
このブーム移動制御は、以下の（１）〜（４）の手順で実行される。
【００４３】
（１）オペレータは、図５（ｂ）に示すように、カメラ５で撮影された画像中の荷物の位置を、タッチパネルモニタ８２で指示する。なお、タッチパネルモニタ８２で荷物の位置を指示した後は、後に続く演算で画像認識により荷物の位置を特定してもよい。
【００４４】
（２）タッチパネルモニタ８２の画像は、画像中心を原点とする座標を持ち、この座標はロープ長計６１によって検出されたブームヘッド１４４からフック１７までの距離Ｌとカメラ５の焦点距離より得られる。画像上に指示した荷物の位置は、カメラ５の光軸とレンズ中心の交点を原点とするカメラ座標系Σ１における荷物の位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｚ１＝Ｌ／ｃｏｓΔθ）として求める。ここで、Δθは後述する位置誤差である。
【００４５】
（３）指示された荷物の位置には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、撮影された画像に基づく荷物位置Ｐ１と、カメラ５が重力方向真下を向いていると仮定した画像に基づく荷物位置Ｐ２と、の位置誤差Δθが生じている。ここで、荷物位置Ｐ２は、図５（ａ）に示すように、カメラ５の光軸が重力方向真下を向き、カメラ５の光軸とレンズ中心の交点を原点とするカメラ座標系Σ２における荷物の位置に相当する。
【００４６】
この位置誤差Δθを、ブームヘッド１４４の水平面に対する起伏方向の相対角度θ１と、カメラ５のブームヘッド１４４に対する相対角度θ３とに基づいて計算する。
【００４７】
なお、この位置誤差Δθを計算する前提として、カメラ５を重力方向真下に向けるための角度θ４＝θ１＋９０°とすると、Δθ＝θ４−θ３である。なお、位置誤差Δθ＝０の場合、すなわち、カメラ５が重力方向真下を向いている場合はθ４＝θ３となる。
【００４８】
（４）荷物位置Ｐ１を位置誤差Δθによって補正し、補正後の荷物位置Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を求める。カメラ５の光軸とレンズ中心の交点を原点とするカメラ座標系Σ１をＸ軸回りにΔθだけ回転させる座標変換、すなわち、式（１）により求める。
【数１】
【００４９】
（５）制御部７は、求めた位置誤差Δθを考慮したうえで、フック高さ位置にあると仮定した荷物位置Ｐ２を座標変換により認識し、クレーン駆動手段８１によってブーム１４を旋回、起伏、伸縮してブームヘッド１４４を荷物の真上に移動する。
【００５０】
なお、本実施例では、荷物がフック高さ位置にあると仮定して、ロープ長を演算に利用したが、ブームの姿勢（起伏角、伸縮長さ）を用いて算出したカメラ５と地面との距離を演算に用いてもよい。
【００５１】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄが有する効果を列挙して説明する。
【００５２】
（１）このように、本実施例のクレーンの制御装置Ｄは、ブーム１４と、カメラ５と、制御部７と、を備えるクレーンの制御装置Ｄであって、ブーム１４の先端としてのブームヘッド１４４には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する−具体的には加速度計３１とジャイロ３２とを有する−姿勢角基準装置３と、ブーム１４に対するカメラ５の回転角度を計測する回転角度計４と、が設置されており、制御部７は、姿勢角基準装置３と回転角度計４とによって、重力方向を基準としたカメラの光軸方向を算出する。
【００５３】
したがって、姿勢角基準装置３を用いることで重力方向を正確に認識できるため、重力方向を基準としてカメラ５の光軸方向を正確に算出できる。
【００５４】
つまり、従来のような傾斜計を用いると、重力加速度に加えて移動加速度の影響を受けるためブーム１４の移動中などには正確に重力方向を検出できなかったが、加速度計３１とジャイロ３２を用いて、カルマンフィルタによりジャイロのドリフトを補正することで、より正確に重力方向を検出できるようになる。
【００５５】
（２）また、カメラ５を回転駆動するカメラ駆動部２をさらに備え、制御部７は、算出されたカメラ５の光軸方向が重力方向真下に一致するように、カメラ駆動部２によってカメラ５を回転駆動することで、ブーム１４の動きに応じて、カメラ５を重力方向真下に向けることができる。
【００５６】
しかも、加速度計３１とジャイロ３２を有する姿勢角基準装置３によって重力方向（鉛直方向）真下を正確に検出しているため、制御部７はカメラ駆動部２に正確な値を出力できる。
【００５７】
（３）さらに、制御部７は、撮影された画像上の荷物の位置から実際の荷物の方向を算出して、ブーム１４の先端が荷物の重力方向真上に来る方向にブーム１４を移動させることで、起伏角度等の計測値がたわみ等で誤差を含んでも、正確に荷物の方向を算出してブーム１４を移動できる。
【００５８】
この場合、ブーム１４の移動中にも「検出−位置指定−画像認識」のサイクルを繰り返し実行することで、少なくともブーム１４の移動方向がわかっていればブーム１４を移動させることが可能となる。
【００５９】
例えば、ブームヘッド１４４からみて第一象限に荷物が位置する場合には右前方に移動させ、第三象限に荷物が位置する場合には左後方に移動させることで荷物の真上に近づけることができる。
【００６０】
より好ましくは、ブーム１４を移動させている最中に、荷物との距離に応じてカメラ５を自動的にズームアップさせ、より詳細な荷物の位置を指示していくことがよい。
【００６１】
（４）そして、制御部７は、荷物を吊る前、荷物を地切りする際、荷物を吊った状態、又は、荷降ろしをする際の少なくともいずれかにおいて、ブーム１４の先端が荷物の重力方向真上に来る方向にブーム１４を移動させることで、負荷を検出しなくても、画像認識によって容易に移動方向を算出してブーム１４を移動できる。
【００６２】
さらに、このようにブーム１４の先端のブームヘッド１４４が荷物の真上に位置することで、荷物の横振れを抑制できるため安全に作業できる。
【００６３】
（５）また、表示モニタはタッチパネルモニタ８２として構成されており、制御部７は、タッチパネルモニタ８２内でオペレータによって指示された位置に基づいて荷物の位置を特定することで、特定の識別パターンを用いなくても、荷物の位置を正確に認識できる。
【００６４】
つまり、フック１７上面に特定の識別パターンを塗装などで形成し、この識別パターンをパターンマッチングなどで画像認識することなく、簡易な操作によって荷物の位置を特定できる。
【００６５】
この場合、ブームヘッド１４４とフック１７との距離に応じて、近づくにつれてカメラ５をズームアップしていくことで、より正確に荷物の位置を指示することができる。
【００６６】
（６）そして、本実施例のクレーンとしてのラフテレーンクレーン１は、上記したいずれかに記載のクレーンの制御装置Ｄを備えることで、荷物が振れることを抑制した安全なクレーンになる。
【実施例２】
【００６７】
以下、図１，６を用いて、前記実施例とは異なりカメラ５を回転駆動させない場合について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００６８】
まず構成について説明すると、本実施例のクレーンの制御装置Ｄは、図１に示すように、実施例１と同様に、姿勢角基準装置３、ロープ長計６１、クレーン姿勢検出手段６２、カメラ５、回転角度計４、カメラ駆動部２、クレーン駆動手段８１、タッチパネルモニタ８２、制御部７、などを備えている。
【００６９】
ただし、本実施例では、カメラ５を回転駆動させる必要がないため、カメラ駆動部２の構成のうち、回転駆動に関する構成であるモータ２３は必ずしも必要ではない。
【００７０】
また、カメラ５によって撮影された画像範囲は、その画像範囲の全体がタッチパネルモニタ８２に表示されているのではなく、一部分を抜き出して表示されている。つまり、カメラ５はタッチパネルモニタ８２に表示された領域より広い範囲を撮影している。
【００７１】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの画像移動制御について、図６を用いて説明する。
【００７２】
（画像移動制御）
前記実施例１と同様に、あらかじめ光軸方向演算処理によってカメラ５の光軸方向を（θ１−θ２）と計算する。
【００７３】
そして、画像移動制御では、カメラ５を重力方向真下に向けるための角度θ４＝θ１＋９０°と、カメラ５のブームヘッド１４４に対する相対角度θ３と、に基づいてタッチパネルモニタ８２の表示される範囲を移動する。
【００７４】
すなわち、図６（ａ）（ｂ）に示すように、実施例１と略同様の演算方法でブームヘッド１４４の重力方向真下位置を演算し、この点がタッチパネルモニタ８２の中心と一致するように、表示範囲をずらす。そして、本実施例では、座標変換した後の画像上の荷物の位置を指示することで、ブームヘッド１４４の移動方向と距離を算出できる。
【００７５】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの有する効果について説明する。
【００７６】
（１）このように、本実施例のクレーンの制御装置Ｄでは、制御部７は、撮影された画像を表示する表示モニタとしてのタッチパネルモニタ８２の画面内で、ブーム１４の先端の重力方向真下が画像の中心に位置するように画像を移動する。
【００７７】
したがって、カメラ駆動部２が制御誤差などによってブーム１４の動きに十分に追従しなくても、正確にブーム先端としてのブームヘッド１４４の真下を認識できる。
【００７８】
逆にいうと、画像認識によってブームヘッド１４４の真下を認識できることで、カメラ５を真下に向ける必要がなくなるため、カメラ駆動部２は不要になる。
【００７９】
そして、このように画面上でブームヘッド１４４の真下を認識できれば、オペレータは、ブーム１４をどの方向に移動させればよいか理解できるため、荷物の真上にブームヘッド１４４を移動させやすくなる。
【００８０】
（２）また、制御部７は、撮影された画像上の荷物の位置から実際の荷物の方向を算出して、ブーム１４の先端が荷物の重力方向真上に来る方向にブーム１４を移動させることで、起伏角度等の計測値がたわみ等で誤差を含んでも、正確に荷物の方向を算出してブーム１４を移動できる。
【００８１】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【００８２】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８３】
例えば、実施例１では、ロープ長計６１を用いて荷物までの距離を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、画像上で距離を検出することもできる。
【００８４】
また、実施例１では、ロープ長計６１を用いて座標変換によりブームヘッド１４４の移動距離を演算する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロープ長計６１がなくても移動方向は算出できるため、フィードバック制御によってブームヘッド１４４を荷物の真上に移動させることはできる。
【００８５】
すなわち、ロープ長計６１がない場合には、荷物までの距離は不明であるが移動方向は明らかなので、少量の移動−計測を繰り返すことで、荷物の真上までブームヘッド１４４を移動させることができる。
【００８６】
この場合、例えば、まず、カメラ５の光軸方向の重力方向に対する誤差Δθが検出できているため、撮影した画像のうち、Δθ分だけずらした画像を選択してタッチパネルモニタ８２に表示する。つづいて、タッチパネルモニタ８２で荷物の位置を指示することにより、画像上でブームヘッド真下位置に対する荷物位置の方向が特定できるので、荷物の方向にブームヘッド１４４を動かす。次に、ブームヘッド真下位置と荷物位置の間の画素数が減少するようにブーム１４を移動させれば、ブームヘッド１４４を荷物の真上に位置させることができる。
【００８７】
さらに、実施例１，２では、主として荷物を吊る前にブームヘッド１４４を荷物の真上に移動させる例について説明したが、これに限定されるものではなく、荷物を地切りする際や、荷物を吊った状態のクレーン作業や、荷物を地面に降ろす際にも、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００８８】
Ｄ クレーンの制御装置
１ ラフテレーンクレーン（クレーン）
１４ ブーム
１４４ ブームヘッド
２ カメラ駆動部
３ 姿勢角基準装置
３１ 加速度計
３２ ジャイロ
４ 回転角度計
５ カメラ
７ 制御部
８１ クレーン駆動手段
８２ タッチパネルモニタ（表示モニタ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンの制御装置及びクレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、クレーン作業では、フックを荷の真上に位置させて作業を行う。
【０００３】
このため、クレーンのオペレータは、玉掛け者の合図のもと、目測によって荷の真上にフックを移動させるようにクレーンを操作している。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば特許文献１には、ブーム先端にカメラを取り付けたうえで、このカメラを重力方向に向くように制御するとともに、画像認識によってフックの位置を特定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１７９２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の構成では、カメラの光軸方向と鉛直方向とのなす角を検出するために傾斜計を用いているため、カメラの光軸方向を正確に鉛直方向に向けることができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、カメラの光軸方向と鉛直方向とのなす角を正確に算出できるクレーンの制御装置と、このクレーンの制御装置を備えたクレーンと、を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明のクレーンの制御装置は、起伏自在のブームと、前記ブームの先端に取り付けられて下方を撮影するカメラと、撮影された画像に基づいて前記ブームを移動させる制御部と、を備えるクレーンの制御装置であって、前記ブームの先端には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する姿勢角基準装置と、前記ブームに対する前記カメラの回転角度を計測する回転角度計と、が設置されており、前記制御部は、前記姿勢角基準装置と前記回転角度計とによって、重力方向を基準とした前記カメラの光軸方向を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明のクレーンの制御装置は、ブームと、カメラと、制御部と、を備えるクレーンの制御装置であって、ブームの先端には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する姿勢角基準装置と、ブームに対するカメラの回転角度を計測する回転角度計と、が設置されており、制御部は、姿勢角基準装置と回転角度計とによって、重力方向を基準としたカメラの光軸方向を算出する。
【００１０】
したがって、姿勢角基準装置を用いることで重力方向を正確に認識できるため、重力方向を基準としてカメラの光軸方向を正確に算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の構成を説明するブロック図である。
【図２】ラフテレーンクレーンの全体構成を説明する側面図である。
【図３】ブーム先端の構成を拡大して説明する説明図である。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図４】姿勢角とカメラ回転角度の関係を説明する説明図である。（ａ）はカメラ光軸を重力方向に制御する場合、（ｂ）はブーム先端を荷の真上に移動させる場合においてカメラ光軸が重力方向に向いていない場合である。
【図５】実施例１のカメラ回転駆動による作用を説明する画像図である。
【図６】実施例２の画像移動による作用を説明する画像図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
まず、図２を用いて本実施例のクレーンの制御装置Ｄを備えるクレーンとしてのラフテレーンクレーン１の機械的な構成を説明する。なお、以下の実施例１，２では、ラフテレーンクレーン１を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、オールテレーンクレーンなどの移動式クレーンに広く本発明を適用できる。
【００１４】
本実施例のラフテレーンクレーン１は、図２に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となる車体１０と、車体１０の四隅に設けられたアウトリガ１１，・・・と、車体１０に水平旋回可能に取り付けられた旋回台１２と、旋回台１２に立設されたブラケット１３に取り付けられたブーム１４と、を備えている。
【００１５】
この旋回台１２は、旋回用モータの動力を伝達されるピニオンギヤを有しており、このピニオンギヤが車体１０に設けた円形状のギヤに噛み合うことで旋回軸を中心に回動する。
【００１６】
さらに、ブーム１４は、基端ブーム１４１と中間ブーム１４２と先端ブーム１４３とによって入れ子式に構成されており、伸縮シリンダ（不図示）によって伸縮できるようになっている。
【００１７】
また、基端ブーム１４１は、付け根部がブラケット１３に水平に設置された支持軸に揺動自在に取り付けられており、支持軸を回転中心として上下に起伏できるようになっている。
【００１８】
また、ブラケット１３と基端ブーム１４１との間には、起伏シリンダ１５が架け渡されており、この起伏シリンダ１５を伸縮することでブーム１４全体を起伏することができる。
【００１９】
さらに、先端ブーム１４３の最先端のブームヘッド１４４にはシーブ１４５（図３参照）が配置されており、このシーブ１４５にはロープ１６が掛け回されてフック１７が吊下げられている。
【００２０】
加えて、図３の拡大図に示すように、本実施例のブームヘッド１４４には、カメラ駆動部２によって回転駆動されるカメラ５が設置されている。
【００２１】
このカメラ５は、先端ブーム１４３の最先端のブームヘッド１４４に下向きに取り付けられて下方を撮影するズーム機能をもつアナログムービーカメラ又はデジタルムービーカメラであり、連続的に動画を撮影する。
【００２２】
また、カメラ駆動部２は、ブームヘッド１４４の側方に突き出したブラケット２１と、このブラケット２１に固定されて回動軸を支持する軸支持ブラケット２２と、この軸支持ブラケット２２に回動自在に支持されてカメラ５が取り付けられたカメラ支持ブラケット２４と、このカメラ支持ブラケット２４を軸支持ブラケット２２に相対的に回転させるモータ２３と、を備えている。
【００２３】
そして、このカメラ支持ブラケット２４の回動軸は、後述する制御部７での計算を単純化できるように、ブームヘッド１４４に配置された下側のシーブ１４５の回転軸と同一直線上に位置している。
【００２４】
さらに、この軸支持ブラケット２２のモータ２３が設置された側と反対側の軸には、軸支持ブラケット２２とカメラ支持ブラケット２４の相対的な回転角度を計測する回転角度計４が設置されている。
【００２５】
この回転角度計４は、ブームヘッド１４４とカメラ５の相対的な回転角度を計測するもので、３線式の可変抵抗器（いわゆるポテンショメータ（potentionmeter））である。
【００２６】
そして、本実施例では、ブームヘッド１４４の側方に突き出したブラケット２１に、先端ブーム１４３及びブームヘッド１４４の起伏方向の水平面に対する角度を検出する姿勢角基準装置３が設置されている。
【００２７】
この姿勢角基準装置３は、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出するもので、重力方向加速度を検出する加速度計３１と、起伏方向の角速度を検出するジャイロ３２と、ジャイロ３２の信号に含まれるドリフト成分を重力方向加速度を使って除去した信号を積分して傾斜角度を計算する計算機（不図示）と、を備える。なお、計算機は必須のものではなく、制御部７において前記計算をする場合には計算機はなくてもよい。
【００２８】
また、姿勢角基準装置３としては、クレーン作動中でも鉛直下向きを検出できるものであればよく、必ずしも加速度計３１とジャイロ３２とを備えるものでなくてもよい。
【００２９】
この加速度計３１は、重力加速度の影響を受けたブームヘッド１４４の加速度を検出するもので、コイルばねや板ばねを用いる機械式、光ファイバへの張力による波長の変化を検出する光学式、静電容量型、ピエゾ抵抗型、ガス温度分布型等の半導体式など、いずれの方式でもよい。
【００３０】
また、ジャイロ３２は、ブームヘッド１４４の起伏方向の回転角速度を検出する角速度検出器であり、コリオリの力を利用した振動ジャイロ、サニャック効果を用いた光学式ジャイロなど、いずれの方式でもよい。
【００３１】
つづいて、本実施例の姿勢角基準装置３の特徴について説明する。ジャイロ３２にはジャイロ特有のドリフトがあるため、積分すると誤差が増えるという欠点がある。一方、加速度計３１は重力加速度より三角関数を使って重力方向を基準とした傾斜角を得ることができるものの、加速度には振動成分や衝撃成分が重畳するため正しい傾斜角を検出できないという欠点がある。
【００３２】
そこで、地球の重力方向を基準とした傾斜角が検出できる加速度計３１の情報からカルマンフィルタを使ってジャイロ３２のドリフト分を推定し、ジャイロ３２の検出角速度からドリフト分を差し引いて積分した相対傾斜角を併用することにより、振動や衝撃を含まない地球の重力方向を基準とした傾斜角が得られる。
【００３３】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの制御系の構成について説明する。
【００３４】
本実施例のクレーンの制御装置Ｄは、図１に示すように、入力側として加速度計３１とジャイロ３２を有する姿勢角基準装置３、ロープ１６の長さを検出するロープ長計６１、旋回角、起伏角、ブーム長さを検出するクレーン姿勢検出手段６２、カメラ５、回転角度計４を備え、出力側としてカメラ駆動部２、ブーム１４を旋回、起伏、伸縮駆動する油圧制御弁であるクレーン駆動手段８１、キャビン内に配置された表示モニタとしてのタッチパネルモニタ８２を備え、入力側からの入力値に基づいて出力側に命令する制御部７を備えている。
【００３５】
この制御部７は、ＣＰＵ、メモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどによって構成される汎用のマイクロコンピュータであり、撮影された画像に基づいてオペレータの指示により又は自動的にブーム１４を移動させる。
【００３６】
また、タッチパネルモニタ８２は、表示部と位置入力部とを組み合わせて構成されるもので、撮影された画像を表示する出力装置であると同時に、画像上の任意の位置を押すことで機器を操作する入力装置である。
【００３７】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの作用について、光軸方向演算処理、回転駆動制御、ブーム移動制御の順に説明する。なお、これらの演算や制御は前記した制御部７によって主に実行される。
【００３８】
（光軸方向演算処理）
光軸方向演算処理では、まず、姿勢角基準装置３を用いてブームヘッド１４４の水平面に対する起伏方向の相対角度θ１を検出する。すなわち、加速度計３１によって重力加速度及び移動加速度を検出し、カルマンフィルタによりジャイロ３２の信号に含まれるドリフト分を推定する。そして、ジャイロ３２の信号から推定したドリフト分を差し引いて積分して傾斜角度を計算する。
【００３９】
つづいて、カメラ５のブームヘッド１４４に対する相対角度θ２を、回転角度計４によって検出する。そうすると、制御部７は、カメラ５の光軸方向を、図４（ａ）（ｂ）に示すように、（θ１−θ２）と計算できる。
【００４０】
（回転駆動制御）
回転駆動制御では、制御部７は、計算されたカメラ５の光軸方向（θ１−θ２）が重力方向真下向きとなるように、すなわち、（θ１−θ２＝−９０°，θ２＝９０°＋θ１）となるように、カメラ５をモータ２３によって回転駆動させる。ただし、実際には、モータ２３の動作遅れや制御誤差などが生じるため、正確に回転駆動させることは困難である。
【００４１】
（ブーム移動制御）
ブーム移動制御では、前提として、図４（ｂ）に示すように、回転駆動制御によってはカメラ５が重力方向真下を向いていない状態を想定している。また、ブームヘッド１４４からロープを介して吊下げられたフック１７は、地面に置かれた荷物の近いところに位置していることを想定する。さらに、タッチパネルモニタ８２の画面では、フック１７と吊荷は図５（ｂ）のように表示されているとする。
【００４２】
このブーム移動制御は、以下の（１）〜（４）の手順で実行される。
【００４３】
（１）オペレータは、図５（ｂ）に示すように、カメラ５で撮影された画像中の荷物の位置を、タッチパネルモニタ８２で指示する。なお、タッチパネルモニタ８２で荷物の位置を指示した後は、後に続く演算で画像認識により荷物の位置を特定してもよい。
【００４４】
（２）タッチパネルモニタ８２の画像は、画像中心を原点とする座標を持ち、この座標はロープ長計６１によって検出されたブームヘッド１４４からフック１７までの距離Ｌとカメラ５の焦点距離より得られる。画像上に指示した荷物の位置は、カメラ５の光軸とレンズ中心の交点を原点とするカメラ座標系Σ１における荷物の位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１），（Ｚ１＝Ｌ／ｃｏｓΔθ）として求める。ここで、Δθは後述する位置誤差である。
【００４５】
（３）指示された荷物の位置には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、撮影された画像に基づく荷物位置Ｐ１と、カメラ５が重力方向真下を向いていると仮定した画像に基づく荷物位置Ｐ２と、の位置誤差Δθが生じている。ここで、荷物位置Ｐ２は、図５（ａ）に示すように、カメラ５の光軸が重力方向真下を向き、カメラ５の光軸とレンズ中心の交点を原点とするカメラ座標系Σ２における荷物の位置に相当する。
【００４６】
この位置誤差Δθを、ブームヘッド１４４の水平面に対する起伏方向の相対角度θ１と、カメラ５のブームヘッド１４４に対する相対角度θ３とに基づいて計算する。
【００４７】
なお、この位置誤差Δθを計算する前提として、カメラ５を重力方向真下に向けるための角度θ４＝θ１＋９０°とすると、Δθ＝θ４−θ３である。なお、位置誤差Δθ＝０の場合、すなわち、カメラ５が重力方向真下を向いている場合はθ４＝θ３となる。
【００４８】
（４）荷物位置Ｐ１を位置誤差Δθによって補正し、補正後の荷物位置Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を求める。カメラ５の光軸とレンズ中心の交点を原点とするカメラ座標系Σ１をＸ軸回りにΔθだけ回転させる座標変換、すなわち、式（１）により求める。
【数１】
【００４９】
（５）制御部７は、求めた位置誤差Δθを考慮したうえで、フック高さ位置にあると仮定した荷物位置Ｐ２を座標変換により認識し、クレーン駆動手段８１によってブーム１４を旋回、起伏、伸縮してブームヘッド１４４を荷物の真上に移動する。
【００５０】
なお、本実施例では、荷物がフック高さ位置にあると仮定して、ロープ長を演算に利用したが、ブームの姿勢（起伏角、伸縮長さ）を用いて算出したカメラ５と地面との距離を演算に用いてもよい。
【００５１】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄが有する効果を列挙して説明する。
【００５２】
（１）このように、本実施例のクレーンの制御装置Ｄは、ブーム１４と、カメラ５と、制御部７と、を備えるクレーンの制御装置Ｄであって、ブーム１４の先端としてのブームヘッド１４４には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する−具体的には加速度計３１とジャイロ３２とを有する−姿勢角基準装置３と、ブーム１４に対するカメラ５の回転角度を計測する回転角度計４と、が設置されており、制御部７は、姿勢角基準装置３と回転角度計４とによって、重力方向を基準としたカメラの光軸方向を算出する。
【００５３】
したがって、姿勢角基準装置３を用いることで重力方向を正確に認識できるため、重力方向を基準としてカメラ５の光軸方向を正確に算出できる。
【００５４】
つまり、従来のような傾斜計を用いると、重力加速度に加えて移動加速度の影響を受けるためブーム１４の移動中などには正確に重力方向を検出できなかったが、加速度計３１とジャイロ３２を用いて、カルマンフィルタによりジャイロのドリフトを補正することで、より正確に重力方向を検出できるようになる。
【００５５】
（２）また、カメラ５を回転駆動するカメラ駆動部２をさらに備え、制御部７は、算出されたカメラ５の光軸方向が重力方向真下に一致するように、カメラ駆動部２によってカメラ５を回転駆動することで、ブーム１４の動きに応じて、カメラ５を重力方向真下に向けることができる。
【００５６】
しかも、加速度計３１とジャイロ３２を有する姿勢角基準装置３によって重力方向（鉛直方向）真下を正確に検出しているため、制御部７はカメラ駆動部２に正確な値を出力できる。
【００５７】
（３）さらに、制御部７は、撮影された画像上の荷物の位置から実際の荷物の方向を算出して、ブーム１４の先端が荷物の重力方向真上に来る方向にブーム１４を移動させることで、起伏角度等の計測値がたわみ等で誤差を含んでも、正確に荷物の方向を算出してブーム１４を移動できる。
【００５８】
この場合、ブーム１４の移動中にも「検出−位置指定−画像認識」のサイクルを繰り返し実行することで、少なくともブーム１４の移動方向がわかっていればブーム１４を移動させることが可能となる。
【００５９】
例えば、ブームヘッド１４４からみて第一象限に荷物が位置する場合には右前方に移動させ、第三象限に荷物が位置する場合には左後方に移動させることで荷物の真上に近づけることができる。
【００６０】
より好ましくは、ブーム１４を移動させている最中に、荷物との距離に応じてカメラ５を自動的にズームアップさせ、より詳細な荷物の位置を指示していくことがよい。
【００６１】
（４）そして、制御部７は、荷物を吊る前、荷物を地切りする際、荷物を吊った状態、又は、荷降ろしをする際の少なくともいずれかにおいて、ブーム１４の先端が荷物の重力方向真上に来る方向にブーム１４を移動させることで、負荷を検出しなくても、画像認識によって容易に移動方向を算出してブーム１４を移動できる。
【００６２】
さらに、このようにブーム１４の先端のブームヘッド１４４が荷物の真上に位置することで、荷物の横振れを抑制できるため安全に作業できる。
【００６３】
（５）また、表示モニタはタッチパネルモニタ８２として構成されており、制御部７は、タッチパネルモニタ８２内でオペレータによって指示された位置に基づいて荷物の位置を特定することで、特定の識別パターンを用いなくても、荷物の位置を正確に認識できる。
【００６４】
つまり、フック１７上面に特定の識別パターンを塗装などで形成し、この識別パターンをパターンマッチングなどで画像認識することなく、簡易な操作によって荷物の位置を特定できる。
【００６５】
この場合、ブームヘッド１４４とフック１７との距離に応じて、近づくにつれてカメラ５をズームアップしていくことで、より正確に荷物の位置を指示することができる。
【００６６】
（６）そして、本実施例のクレーンとしてのラフテレーンクレーン１は、上記したいずれかに記載のクレーンの制御装置Ｄを備えることで、荷物が振れることを抑制した安全なクレーンになる。
【実施例２】
【００６７】
以下、図１，６を用いて、前記実施例とは異なりカメラ５を回転駆動させない場合について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００６８】
まず構成について説明すると、本実施例のクレーンの制御装置Ｄは、図１に示すように、実施例１と同様に、姿勢角基準装置３、ロープ長計６１、クレーン姿勢検出手段６２、カメラ５、回転角度計４、カメラ駆動部２、クレーン駆動手段８１、タッチパネルモニタ８２、制御部７、などを備えている。
【００６９】
ただし、本実施例では、カメラ５を回転駆動させる必要がないため、カメラ駆動部２の構成のうち、回転駆動に関する構成であるモータ２３は必ずしも必要ではない。
【００７０】
また、カメラ５によって撮影された画像範囲は、その画像範囲の全体がタッチパネルモニタ８２に表示されているのではなく、一部分を抜き出して表示されている。つまり、カメラ５はタッチパネルモニタ８２に表示された領域より広い範囲を撮影している。
【００７１】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの画像移動制御について、図６を用いて説明する。
【００７２】
（画像移動制御）
前記実施例１と同様に、あらかじめ光軸方向演算処理によってカメラ５の光軸方向を（θ１−θ２）と計算する。
【００７３】
そして、画像移動制御では、カメラ５を重力方向真下に向けるための角度θ４＝θ１＋９０°と、カメラ５のブームヘッド１４４に対する相対角度θ３と、に基づいてタッチパネルモニタ８２の表示される範囲を移動する。
【００７４】
すなわち、図６（ａ）（ｂ）に示すように、実施例１と略同様の演算方法でブームヘッド１４４の重力方向真下位置を演算し、この点がタッチパネルモニタ８２の中心と一致するように、表示範囲をずらす。そして、本実施例では、座標変換した後の画像上の荷物の位置を指示することで、ブームヘッド１４４の移動方向と距離を算出できる。
【００７５】
次に、本実施例のクレーンの制御装置Ｄの有する効果について説明する。
【００７６】
（１）このように、本実施例のクレーンの制御装置Ｄでは、制御部７は、撮影された画像を表示する表示モニタとしてのタッチパネルモニタ８２の画面内で、ブーム１４の先端の重力方向真下が画像の中心に位置するように画像を移動する。
【００７７】
したがって、カメラ駆動部２が制御誤差などによってブーム１４の動きに十分に追従しなくても、正確にブーム先端としてのブームヘッド１４４の真下を認識できる。
【００７８】
逆にいうと、画像認識によってブームヘッド１４４の真下を認識できることで、カメラ５を真下に向ける必要がなくなるため、カメラ駆動部２は不要になる。
【００７９】
そして、このように画面上でブームヘッド１４４の真下を認識できれば、オペレータは、ブーム１４をどの方向に移動させればよいか理解できるため、荷物の真上にブームヘッド１４４を移動させやすくなる。
【００８０】
（２）また、制御部７は、撮影された画像上の荷物の位置から実際の荷物の方向を算出して、ブーム１４の先端が荷物の重力方向真上に来る方向にブーム１４を移動させることで、起伏角度等の計測値がたわみ等で誤差を含んでも、正確に荷物の方向を算出してブーム１４を移動できる。
【００８１】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【００８２】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８３】
例えば、実施例１では、ロープ長計６１を用いて荷物までの距離を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、画像上で距離を検出することもできる。
【００８４】
また、実施例１では、ロープ長計６１を用いて座標変換によりブームヘッド１４４の移動距離を演算する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロープ長計６１がなくても移動方向は算出できるため、フィードバック制御によってブームヘッド１４４を荷物の真上に移動させることはできる。
【００８５】
すなわち、ロープ長計６１がない場合には、荷物までの距離は不明であるが移動方向は明らかなので、少量の移動−計測を繰り返すことで、荷物の真上までブームヘッド１４４を移動させることができる。
【００８６】
この場合、例えば、まず、カメラ５の光軸方向の重力方向に対する誤差Δθが検出できているため、撮影した画像のうち、Δθ分だけずらした画像を選択してタッチパネルモニタ８２に表示する。つづいて、タッチパネルモニタ８２で荷物の位置を指示することにより、画像上でブームヘッド真下位置に対する荷物位置の方向が特定できるので、荷物の方向にブームヘッド１４４を動かす。次に、ブームヘッド真下位置と荷物位置の間の画素数が減少するようにブーム１４を移動させれば、ブームヘッド１４４を荷物の真上に位置させることができる。
【００８７】
さらに、実施例１，２では、主として荷物を吊る前にブームヘッド１４４を荷物の真上に移動させる例について説明したが、これに限定されるものではなく、荷物を地切りする際や、荷物を吊った状態のクレーン作業や、荷物を地面に降ろす際にも、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００８８】
Ｄ クレーンの制御装置
１ ラフテレーンクレーン（クレーン）
１４ ブーム
１４４ ブームヘッド
２ カメラ駆動部
３ 姿勢角基準装置
３１ 加速度計
３２ ジャイロ
４ 回転角度計
５ カメラ
７ 制御部
８１ クレーン駆動手段
８２ タッチパネルモニタ（表示モニタ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起伏自在のブームと、前記ブームの先端に取り付けられて下方を撮影するカメラと、撮影された画像に基づいて前記ブームを移動させる制御部と、を備えるクレーンの制御装置であって、
前記ブームの先端には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する姿勢角基準装置と、前記ブームに対する前記カメラの回転角度を計測する回転角度計と、が設置されており、
前記制御部は、前記姿勢角基準装置と前記回転角度計とによって、重力方向を基準とした前記カメラの光軸方向を算出することを特徴とするクレーンの制御装置。
【請求項２】
前記カメラを回転駆動するカメラ駆動部をさらに備え、前記制御部は、算出されたカメラの光軸方向が重力方向真下に一致するように、前記カメラ駆動部によって前記カメラを回転駆動することを特徴とする請求項１に記載のクレーンの制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、撮影された画像を表示する表示モニタの画面内で、前記ブームの先端の重力方向真下が画像の中心に位置するように前記画像を移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクレーンの制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、撮影された画像上の荷物の位置から実際の荷物の方向を算出して、前記ブームの先端が荷物の重力方向真上に来る方向に前記ブームを移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、荷物を吊る前、荷物を地切りする際、荷物を吊った状態、又は、荷物を地面に降ろす際、の少なくともいずれかにおいて、前記ブームの先端が荷物の重力方向真上に来る方向に前記ブームを移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置。
【請求項６】
前記表示モニタはタッチパネルとして構成されており、前記制御部は、前記タッチパネル内で指示された位置に基づいて荷物の位置を特定することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置を備えるクレーン。
【請求項１】
起伏自在のブームと、前記ブームの先端に取り付けられて下方を撮影するカメラと、撮影された画像に基づいて前記ブームを移動させる制御部と、を備えるクレーンの制御装置であって、
前記ブームの先端には、クレーン作動中であっても常時鉛直下向きを検出する姿勢角基準装置と、前記ブームに対する前記カメラの回転角度を計測する回転角度計と、が設置されており、
前記制御部は、前記姿勢角基準装置と前記回転角度計とによって、重力方向を基準とした前記カメラの光軸方向を算出することを特徴とするクレーンの制御装置。
【請求項２】
前記カメラを回転駆動するカメラ駆動部をさらに備え、前記制御部は、算出されたカメラの光軸方向が重力方向真下に一致するように、前記カメラ駆動部によって前記カメラを回転駆動することを特徴とする請求項１に記載のクレーンの制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、撮影された画像を表示する表示モニタの画面内で、前記ブームの先端の重力方向真下が画像の中心に位置するように前記画像を移動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクレーンの制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、撮影された画像上の荷物の位置から実際の荷物の方向を算出して、前記ブームの先端が荷物の重力方向真上に来る方向に前記ブームを移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、荷物を吊る前、荷物を地切りする際、荷物を吊った状態、又は、荷物を地面に降ろす際、の少なくともいずれかにおいて、前記ブームの先端が荷物の重力方向真上に来る方向に前記ブームを移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置。
【請求項６】
前記表示モニタはタッチパネルとして構成されており、前記制御部は、前記タッチパネル内で指示された位置に基づいて荷物の位置を特定することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のクレーンの制御装置を備えるクレーン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２０７５７１（Ｐ２０１１−２０７５７１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６５９３（Ｐ２０１０−７６５９３）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００１４８７５９）株式会社タダノ (419)
[ Back to top ]