固定映像表示システム
【課題】吊荷と干渉物の位置関係を明確にした画像を生成することができる固定映像生成システムを提供することを目的としている。
【解決手段】本発明の固定映像表示システム１０は、吊荷下方に設置され前記吊荷下方の画像を撮像する撮像手段３０と、前記吊荷下方の撮像画像に吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に障害物の距離又は／及び位置情報を組み込んだ処理画像を生成する画像処理ユニット６０と、前記処理画像をモニターに表示する表示手段７０と、を備えたことを特徴としている。
【解決手段】本発明の固定映像表示システム１０は、吊荷下方に設置され前記吊荷下方の画像を撮像する撮像手段３０と、前記吊荷下方の撮像画像に吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に障害物の距離又は／及び位置情報を組み込んだ処理画像を生成する画像処理ユニット６０と、前記処理画像をモニターに表示する表示手段７０と、を備えたことを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に搬送する吊荷下方を撮像した合成画像を生成し表示する固定映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高所かつ狭隘な架構内へ吊荷を吊り込む作業がある。このような架構は、複数の柱及び梁を多段に組み上げた構造物であり、柱又は梁には設備機器部品などの干渉物が取り付けられているため内部は狭隘な構造物となる。従来、このような架構内へ吊荷を吊り込む場合、クレーンなどの搬入手段を操縦する操縦者と、架構内で吊荷位置や干渉物を監視する作業員と、操縦者及び作業員に吊荷を吊り込む指示を送る指揮者の共同作業によって行われている。具体的に吊り込み作業は、搬入手段の操縦者が吊荷を吊り降ろす際に、架構内の各階に干渉物を監視する作業員、及び吊荷の旋回を調整する作業員が指揮者との間で声を掛け合いながら指揮者が操縦者に指示を出し吊荷が架構又は干渉物と接触しないように行っている。
【０００３】
従来このような搬入手段を用いた吊荷を吊り込む作業の際、吊荷監視装置を用いる特許文献１及び２が開示されている。
特許文献１は、クレーンのトップブームに取り付けられた吊荷監視カメラが吊荷の移動に応じて吊荷を自動的に追従、すなわちブームの起伏角度の変化に対応してカメラの吊荷監視角度を可変制御できるようにしたクレーンの吊荷監視装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２は、ブームの先端部から吊り下げられた吊荷を監視するカメラのズーム倍率を調整するスイッチを設けて、フックの昇降によるカメラと吊荷との間の距離の変化に係らず、モニターに映し出される吊荷の映像の大きさを一定に保持することができるクレーンの吊荷監視装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５３２９０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の吊荷搬入作業は、高所となる狭隘な架構内の各階層に干渉物の監視と、吊荷を旋回させるため、複数の作業員を配置させなければならず危険な作業を伴っていた。また指揮者は搬入手段から吊り下げられた吊荷を撮像した映像が表示された手元のモニターを見ながら、作業者、操縦者に吊り込みの指示を出しているが、モニターに映し出された画像は、吊荷の周辺の状況がわかり難い場合があった。従って吊り込み作業の作業効率が悪く、高所作業者の安全性を十分に確保することができず、吊荷周辺の状況をわかりやすくモニターに表示することが求められていた。
【０００７】
また特許文献１及び２は、クレーンにカメラを取り付け吊荷の上方から撮像する構成であり、吊荷下方の干渉物は死角となってしまう。またモニターに表示される画像はカメラの撮像画像をそのまま表示するのみであり、画像上で干渉物を特定するなどの処理は全くなされていない。
【０００８】
そこで上記従来技術の問題点を解決するため、本発明は吊荷と障害物の位置関係を明確にした画像を生成することができる固定映像表示システム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】
【０００９】
本発明の固定映像表示システムは、吊荷下方に設置され前記吊荷下方の画像を撮像する撮像手段と、前記吊荷下方の撮像画像に吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に障害物の距離又は／及び位置情報を組み込んだ処理画像を生成する画像処理ユニットと、前記処理画像をモニターに表示する表示手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
この場合において、前記画像処理ユニットは、吊荷と前記障害物までの距離の測定値に基づいて衝突の危険度を判定するとよい。
また前記画像処理ユニットは、前記吊荷の旋回に伴う旋回角度に基づいて、背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定し、前記吊荷モデルを前記旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成するとよい。
【００１１】
また前記表示手段は、前記吊荷下方の背景画像に前記吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に前記障害物の距離又は位置情報を組み込んだ前記処理画像の処理画像領域を表示させるとよい。
【００１２】
また前記表示手段は、前記画像処理ユニットの危険度の判定に基づいて、前記処理画像領域に前記吊荷モデル上に前記吊荷と前記障害物の距離別に警告を表示し、又はアラームを発生させるとよい。
【００１３】
また前記表示手段は、前記障害物の距離又は／及び位置情報を測定する測域センサーと前記画像処理ユニットの通信状況を判別する通信状況領域を表示させるとよい。
また前記表示手段は、前記背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定する処理画像を表示するジャイロ選択ボタン領域を表示させるとよい。
【００１４】
また前記表示手段は、前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件設定領域を表示させるとよい。
また前記表示手段は、前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件領域を選択する条件設定ボタン領域を表示させるとよい。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成による本発明の固定画像表示システムによれば、吊荷搬入作業における作業者及び操縦者に指示を出す指揮者が吊荷下方の障害物の状況を手元のモニターに映し出された吊荷と障害物の位置関係が明確な処理画像によって容易に視認することが可能となる。
【００１６】
また吊り込み作業の際、吊荷の障害となる障害物に対して、吊荷と障害物との距離別に画面上に警告表示又はアラームを発生させているので、指揮者は吊荷と障害物との位置関係を示す処理画像をモニターで容易に把握することができる。
【００１７】
さらに撮像手段が吊荷下方に設置され、吊荷の回転とともに撮像画像も回転してしまうにも係らず、背景画像が固定されて、吊荷モデルのみが旋回することにより、吊荷からの目線でなく、架構周辺で作業するクレーン作業者の目線で処理画像を生成することができ、指揮者が作業者又は操縦者へ吊荷の吊り込みの指示を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】吊荷を架構へ吊り込む説明図である。
【図２】本発明の固定画像表示システムのブロック図である。
【図３】測域センサーの計測範囲の説明図である。
【図４】表示手段による初期画面の説明図である。
【図５】表示手段による条件設定画面の説明図である。
【図６】固定画像表示システムの処理フロー図である。
【図７】吊荷と架構の説明図である。
【図８】処理画像領域で表示された旋回を伴う処理画像の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の固定画像表示システムの実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の固定画像表示システムを用いた吊荷を架構へ吊り込む説明図である。
【００２０】
本実施形態の固定画像表示システムは、一例として吊荷１２を架構１４の上部開口１５から搬送用モノレールや天井クレーン等の搬入手段１６を用いて搬入する際に適用する場合について以下説明する。架構１４は複数の柱及び梁を多段に積み上げて複数の階層を形成した構造物であり、梁には後工程で用いる配管等の複数の干渉物１７が固定又は仮止めされた狭隘な構造物である。
【００２１】
吊荷１２は建設工期を短縮化するために予め設備機器部品を設置位置に取り付けたモジュール構造物である。本実施形態の吊荷１２は一例として箱状フレームに複数の設備機器部品を取り付けた構成で以下説明する。なお吊荷１２は、底面の形状が矩形（箱状フレームの場合）のほか、多角形、楕円、円などの場合もある。ここで本実施形態の吊荷１２の吊り込み作業は、搬入手段１６の操縦者と、架構の各階層で吊荷１２の吊上げ位置を微調整する作業者と、操縦者と作業者に指示を出し吊荷１２の吊り込みを監督する指揮者によって行われる。吊荷１２には作業員が牽引する介錯ロープ１８が取り付けられている。介錯ロープ１８は、作業員が吊荷１２の下方から指揮者の誘導により吊荷１２を旋回、移動、停止させる際に用いられるものである。なお本実施形態では吊荷１２を吊り込む際に障害となる干渉物１７及び架構１４を障害物として以下説明する。
【００２２】
図２は本発明の固定画像表示システムのブロック図である。図示のように本発明の固定画像表示システム１０は、撮像手段３０と、画像処理ユニット６０と、表示手段７０を主な構成要件としている。また固定画像表示システム１０は、測域センサー２０と、ジャイロセンサー４０と、センサー制御ユニット５０と電気的に接続している。
【００２３】
測域センサー２０は、一例としてラインレーザースキャナーを用いることができ、受光面からレーザーを照射して干渉物１７や架構１４などの障害物に当たって跳ね返った光を検出して測距するものである。図１に示すように本実施形態の測域センサー２０は、具体的に箱状フレームの吊荷１２の矩形底面の４つの側辺となる東西南北の位置に取り付けている。測域センサー２０は吊荷１２の底面に対して鉛直方向の障害物を検出する鉛直センサー２４と、吊荷１２の底面に対して水平方向の干渉物１７又は架構１４を検出する水平センサー２２から構成することができる。なお測域センサー２０は吊荷１２の下方の障害物を認識することができる鉛直センサー２４を少なくとも備える構成であれば良い。鉛直センサー２４は各側面に必要となる。一方、水平センサー２２は、各側面に取り付ける構成のほかに、少なくとも吊荷１２の底面に１つ取り付け、３６０°旋回させることにより底面の水平方向をセンシングする構成とすることもできる。また測域センサー２０は、底面矩形の場合、各側面から突出した設備機器部品がある場合には、この突出部品の先端部分に設けることが望ましい。さらに測域センサー２０は、吊荷１２の底面の形状に合わせて設置箇所を変更することができ、多角形の場合には、各側面に設ける構成とし、楕円又は円の場合には、吊荷１２の底面を下方に投影した領域を少なくともカバーできる位置に設けることが望ましい。測域センサー２０は後述するセンサー制御ユニット５０と電気的に接続しており、測定データを出力するように構成されている。
【００２４】
撮像手段３０は、吊荷１２の下方状況を撮像するカメラである。撮像手段３０は、吊荷１２の下方の架構１４及び干渉物１７などの障害物を撮像できればよく、一例として吊荷１２の底面の中心に撮像範囲が広域となる広角カメラを取り付けた構成とすることができる。この他撮像手段３０は、吊荷１２の底面に複数、例えば、対向する側面に一対など互いの死角領域を補間できる関係に取り付けて撮像された複数の撮像画像、又は複数の撮像画像を合成した合成画像とすることもできる。
【００２５】
ジャイロセンサー４０は、吊荷１２に取り付けられ、搬入手段１６のクレーンフックから吊り下げられた吊荷１２を作業員が介錯ロープ１８を用いて旋回させたときなど、吊荷１２が旋回したときの旋回角度を測定するものである。なおジャイロセンサー４０の取り付け位置は、搬入手段１６のクレーンフックの直下など、少なくとも搬入手段１６の吊り下げ点を通る鉛直方向上に設けることが望ましい。ジャイロセンサー４０は、後述する画像処理ユニット６０と電気的に接続しており、測定データ（旋回角度データ）を出力するように構成されている。
【００２６】
センサー制御ユニット５０は、測域センサー２０と電気的に接続している。具体的にセンサー制御ユニット５０は、吊荷１２の４つの側面に設置した複数の測域センサー２０の測定領域から障害物を認識する領域（認識領域）を設定制御するユニットである。
【００２７】
図３は測域センサーによる障害物の認識領域の説明図である。通常、測域センサー２０は、吊荷１２の底面に対して水平方向又は鉛直方向に存在する障害物までの直線距離を測定することができ、受光面からレーザーを任意の角度で旋回させながら照射した場合、受光面を中心とした扇状の範囲が測定領域となる。センサー制御ユニット５０は、測域センサー２０の測定領域に対して、障害物を認識する認識領域を設定している。
【００２８】
測域センサー２０を構成する水平センサー２２及び鉛直センサー２４は、それぞれ演算処理で求めた認識領域により、図示のような領域として表すことができる。水平センサー２２による認識領域ｓは吊荷１２の底面の４つの側辺となる東西南北（ＥＷＳＮ）の位置から水平方向（ＸＹ面）に展開された領域となり、各領域はそれぞれ高さ（認識領域の幅）を任意の設定箇所からの距離別にａ，ｂ，ｃと区分けすることができる。ａ，ｂ，ｃは一例としてそれぞれ吊り込みに十分な距離を確保できている安全領域、吊り込みに注意を要する注意領域、吊荷が障害物と接触する可能性がある危険領域と区分することができる。
【００２９】
鉛直センサー２４の認識領域ｌは吊荷１２の底面の４つの側辺から下方へ鉛直方向（ＹＺ面）に投影されて囲まれた領域となり、各領域は、水平センサー２２の認識領域ｓと同様に、それぞれ高さを底面からの距離別にａ，ｂ，ｃと区分けすることができる。
【００３０】
画像処理ユニット６０は、撮像手段３０と、ジャイロセンサー４０と、センサー制御ユニット５０と電気的に接続している。画像処理ユニット６０は、撮像手段３０で撮像された撮像画像と、測域センサー２０の測定値を組み合わせた画像処理を行うユニットである。具体的に画像処理ユニット６０は、撮像画像上に、吊荷１２の仮想モデルとなる吊荷モデルを形成している。吊荷モデルは吊荷１２の底面形状に沿って枠体で囲った形状であり、吊荷モデル上に干渉物１７又は架構１４などの障害物の位置又は距離情報を生成している。画像処理ユニット６０は、測域センサー２０の吊荷１２と障害物との距離の測定値に基づいて、障害物の距離別に衝突の危険度を判定している。なお障害物の距離別の区分けは、前述のａ（安全領域），ｂ（注意領域），ｃ（危険領域）に分けることができ、画像処理ユニット６０は、吊荷１２と障害物との距離の測定値がａ，ｂ，ｃのどの領域に属するかで危険度を判定している。
【００３１】
また画像処理ユニット６０は、撮像画像と、ジャイロセンサー４０の測定データに基づいて吊荷を旋回させたときの処理画像を生成することができる。画像処理ユニット６０は、吊荷１２を旋回させた旋回角度が入力されると、背景画像を旋回角度に対して逆回転させて画面上に固定映像として固定し、吊荷モデルを旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成する。すなわち、画像処理ユニット６０は、吊荷１２を旋回させる直前の前記ジャイロセンサー４０で検出した旋回角度θ１、前記吊荷１２を旋回させた後の旋回角度θ２としたとき、相対角度Δθは次のように表すことができる。
【数１】
【００３２】
前記相対角度Δθが入力されると、旋回後の前記旋回角度θ２のときの背景画像の中心部を軸に−Δθだけ回転させることによって固定映像を生成し、前記背景画像に重畳させた吊荷モデルは前記吊荷モデルの中心部を軸にΔθだけ回転させて表示させる。
【００３３】
なお本実施形態ではジャイロセンサー４０とセンサー制御ユニット５０と画像処理ユニット６０を制御盤６２内に取り付け、制御盤６２を搬入手段１６のクレーンフックから吊荷１２と共に吊り下げた構成としている。
【００３４】
表示手段７０は、センサー制御ユニット５０と画像処理ユニット６０と無線を介して接続した、少なくともモニターを備え、一例としてパーソナルコンピューター（ＰＣ）を用いることができる。表示手段７０は、画像処理ユニット６０で生成した処理画像をモニター上に表示する構成としている。また表示手段７０は、センサー制御ユニット５０による測域センサー２０の認識領域を設定する指令信号をセンサー制御ユニット５０へ出力することができる。
【００３５】
表示手段７０によるモニターの表示画面は主に、初期画面８１と、条件設定画面９０である。
図４は表示手段による初期画面の説明図である。図示のように初期画面８１には、処理画像領域８２と、通信状況領域８３と、距離別警告表示領域８４と、条件設定ボタン領域８５と、ジャイロ選択ボタン領域８６と、終了ボタン領域８７が表示されている。
【００３６】
処理画像領域８２は、吊荷１２下方の背景画像８２ａに吊荷モデル８０と、吊荷モデル８０上に前記障害物の距離８２ｂ又は／及び位置情報８２ｃを組み込んだ画像領域である。具体的に障害物の距離は、測域センサー２０によって測定された吊荷１２と障害物との距離を表示している。また障害物の位置情報は、測域センサー２０の測定値に基づいて、障害物のある方向を吊荷モデルに表示するものである。例えば図４では鉛直方向の干渉物が吊荷の北西方向の隅部と、東方向の中心に存在する場合、吊荷モデル８０の吊荷１２と対応する箇所に丸印で表示している。このとき干渉物との距離は吊荷モデルの中心から西方向と東方向の位置に表示している。同様に水平方向の障害物の位置情報は矢印で表示し、矢印付近に障害物までの距離を表示している。
【００３７】
通信状況領域８３は、測域センサー２０と画像処理ユニット６０の通信状況を判別する信号領域である。鉛直方向センサー通信状況８３ａは、東西南北（ＥＷＳＮ）に設置した鉛直センサー２４の通信状況が良好であればＯＫ、又は通信状況に不具合が生じていればＮＧと表示するものである。なお水平方向センサー通信状況８３ｂについても同様に水平センサー２２の通信状況が良好であればＯＫ、又は通信状況に不具合が生じていればＮＧと表示する。
【００３８】
距離別警告表示領域８４は、水平方向の警告表示（矢印）と、鉛直方向の警告表示（丸印）と、計測範囲を距離ごと、すなわち測域センサー２０の認識領域を区分けした領域ａ，ｂ，ｃごとに表示している領域である。図４では一例として安全領域ａを白抜き矢印及び丸印、計測範囲１０００〜１５００ｍｍで示し、注意領域ｂを斜線矢印及び丸印、計測範囲５００〜１０００ｍｍで示し、危険領域を黒矢印及び丸印、計測範囲０〜５００ｍｍで示している。この他、モニター上で識別できれば色別にカラーで表示することもできる。
【００３９】
条件設定ボタン領域８５は、後述する測域センサー計測条件設定領域を選択するボタン領域である。
ジャイロ選択ボタン領域８６は、処理画像領域８２の背景画像８２ａを旋回角度に対して逆回転させて固定する処理画像の表示を選択するボタン領域である。ジャイロ選択ボタン領域８６を選択しない場合には、吊荷１２の旋回に伴って背景画像８２ａ及び吊荷モデル８０のいずれも旋回する処理画像が表示される。
【００４０】
終了ボタン領域８７は、画像表示の終了を選択するボタン領域である。
図５は表示手段による条件設定画面の説明図である。条件設定画面９０は初期画面８１の条件設定ボタン領域８５を選択することにより切り替わる画面である。条件設定画面９０には、測域センサー計測条件設定領域となる鉛直センサー条件設定領域９１及び水平センサー条件設定領域９２と、鉛直センサーの認識モデル領域９３と、水平センサーの認識モデル領域９４と、バックボタン領域９５が表示されている。
【００４１】
鉛直センサーの認識モデル領域９３は、吊荷１２の東西南北（ＥＷＳＮ）に設置した鉛直センサー２４と認識領域ｌの位置関係を表示した領域である。一例として各鉛直センサー２４の認識領域ｌは、Ｘ方向（吊荷底面の一側辺の長さ）と、Ｚ方向（吊荷底面から鉛直方向）で表すことができる。そして南北西東の鉛直センサー２４の各Ｘ方向は吊荷１２の取り付け位置によりそれぞれＬ１とＬ２、Ｌ３とＬ４、Ｌ５とＬ６、Ｌ７とＬ８の和で表すことができる。
【００４２】
水平センサーの認識モデル領域９４は、吊荷１２の東西南北に設置した水平センサー２２と認識領域ｓの位置関係を表示した領域である。一例として各水平センサー２２の認識領域ｓは、Ｘ方向と、Ｙ方向（吊荷底面から水平方向に離れる方向）で表すことができる。そして南北西東の水平センサー２２の各Ｘ方向は吊荷１２の取り付け位置によりそれぞれＬ１とＬ２、Ｌ３とＬ４、Ｌ５とＬ６、Ｌ７とＬ８の和で表すことができる。
【００４３】
測域センサー計測条件設定領域は、障害物の距離又は／及び位置情報を測定する測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う画面である。一例として鉛直センサー条件設定領域９１は、鉛直センサーの認識モデル領域９３に示すように吊荷１２の東西南北に設置した各鉛直センサー２４のＸ方向及びＺ方向の認識領域ｌを設定変更する領域である。Ｘ方向は吊荷１２の測辺に取り付けた鉛直センサー２４の取り付け位置により、例えば南方向の鉛直センサー２４の取り付け位置が吊荷底面の位置側辺の中心の場合、一側辺の半分の距離をＬ１、Ｌ２へ入力する。またＺ方向は、認識領域の高さｈ１を入力する。
【００４４】
水平センサー条件設定領域９２は、鉛直センサー条件設定領域９１と同様に、水平センサーの認識モデル領域９４に示すように吊荷１２の東西南北に設置した鉛直センサーのＸ方向（吊荷底面の一側辺の長さ）及びＹ方向の認識領域ｓを設定変更する領域である。Ｘ方向は吊荷１２の測辺に取り付けた鉛直センサー２４の取り付け位置により、例えば南方向の鉛直センサー２４の取り付け位置が吊荷底面の位置側辺の中心の場合、一側辺の半分の距離をＬ１、Ｌ２へ入力する。またＹ方向は、認識領域の高さｈ２を入力する。
【００４５】
バックボタン領域９５は、条件設定画面９０から初期画面８１への切り替えを選択するボタン領域である。
上記構成による本発明の固定画像表示システムの作用について以下説明する。
図６は固定画像表示システムの処理フロー図である。図７は吊荷と架構の説明図である。図８は処理画像領域で表示された旋回を伴う処理画像の説明図である。
【００４６】
まずセンサー制御ユニット５０による測域センサー２０の障害物を認識する領域を設定する。具体的には表示手段７０のモニターに表示されている初期画面８１から条件設定ボタン領域８５を選択して条件設定画面９０に切り替えてモニターに表示させる。
【００４７】
条件設定画面９０の画面上で認識領域の高さ（Ｚ方向又はＹ方向）及びＸ方向について任意に設定した設定値を入力する（ステップ１００）。この設定値が入力されたセンサー制御ユニット５０では、測域センサー２０を構成する鉛直センサー２４又は水平センサー２２の測定領域から認識領域（ｌとｓ）を設定する。
【００４８】
次に図７に示すように搬入手段１６によって吊荷１２を架構１４の上部開口１５上まで移動して停止させる。この状態で撮像手段３０によって吊荷１２の下方の架構１４及び干渉物１７を撮像する。撮像画像は画像処理ユニット６０へ入力される（ステップ１１０）。
【００４９】
また測域センサー２０を構成する鉛直センサー２４又は水平センサー２２の測定データがセンサー制御ユニット５０を介して画像処理ユニット６０へ入力される（ステップ１２０）。
【００５０】
画像処理ユニット６０では、撮像手段３０の撮像画像と、測域センサー２０の測定データに基づいて、画像処理を行う。具体的には、図８（Ａ）に示すように撮像画像上に、吊荷１２の仮想モデルとなる吊荷モデル８０を形成する。吊荷モデル８０は吊荷１２の底面形状に沿って形成した枠体であり、吊荷の底面形状又は大きさに応じて、枠の形状又は大きさを任意に設定変更することができる。そして吊荷モデル８０上に干渉物１７又は架構１４などの障害物の位置又は距離情報を組み合わせた処理画像を生成する画像処理を行う（ステップ１３０）。
【００５１】
画像処理ユニット６０で生成した処理画像を表示手段７０の処理画像領域８２に画像表示する（ステップ１４０）。
次に処理画像上に障害物があるか否かを判断する（ステップ１５０）。
【００５２】
障害物がある場合、処理画像上に障害物の距離および位置が表示される。このとき画面上には、画像処理ユニット６０による吊荷と障害物の距離別に衝突の危険度を判定した判定結果に基づいて、底面から障害物までの距離別に色分又は点滅など識別可能な位置表示がなされ、又はアラーム（警告音）が発生する（ステップ１６０）。図８（Ａ）では吊荷モデル８０上に２つの障害物の距離および位置情報が表示されている。すなわち障害物の位置情報として吊荷１２の東西の２箇所に干渉物１７が存在し、また吊荷１２から干渉物１７までの距離はそれぞれ８５０ｍｍであると表示されている。障害物の位置情報及び距離は、測域センサー２０の測定データに基づいて、センサー制御ユニット５０による認識領域のどの範囲に属するデータであるかを認定することにより特定することができる。
【００５３】
図８（Ａ）に示すように処理画像上に障害物がある場合には、障害物との衝突を回避するように吊荷１２を旋回させる。例えば、図７の矢印ａに示すように吊荷１２を反時計周りに９０°旋回させる場合には、ジャイロセンサー４０による吊荷１２の旋回角度の旋回データを画像処理ユニット６０へ入力する（ステップ１７０）。
【００５４】
画像処理ユニット６０では旋回画像処理を行う（ステップ１８０）。具体的には初期画面８１のジャイロ選択ボタン８６を選択する。画像処理ユニット６０は、図８（Ｂ）に示すように、吊荷１２を旋回させた旋回角度が入力されると、吊荷１２の背景画像となる架構１４や干渉物１７を旋回角度に対して逆回転させて画面上に固定映像として固定させて、吊荷モデル８０を旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成する。図８（Ｂ）では吊荷１２を旋回させる途中において、停止位置では測定されなかった、架構１４の柱の先端部１９が水平センサー２２により検出される。このとき吊荷モデル８０には４つの側面となる東西南北の位置に距離３００ｍｍが表示される。
【００５５】
旋回画像処理を行い、処理画像をモニターに表示させて、再度ステップ１５０の障害物の有無の判断を行う。図８（Ｃ）に示すように吊荷１２の停止位置から９０°旋回させて、吊荷１２の吊り込み作業で障害となる障害物が存在しないと表示され、障害物がないと判断した場合には、処理を終了する。
【００５６】
このような本発明の固定映像表示システムによれば、吊荷搬入作業における作業者及び操縦者に指示を出す指揮者が吊荷下方の障害物の状況を手元のモニターに映し出された映像によって容易に視認することが可能とり、吊荷搬入作業の安全性を格段に向上させることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０………固定映像表示システム、１２………吊荷、１４………架構、１５………上部開口、１６………搬入手段、１７………干渉物、１８………介錯ロープ、２０………測域センサー、２２………水平センサー、２４………鉛直センサー、３０………撮像手段、４０………ジャイロセンサー、５０………センサー制御ユニット、６０………画像処理ユニット、６２………制御盤、７０………表示手段、８０………吊荷モデル、８１………初期画面、８２………処理画像領域、８３………通信状況領域、８４………距離別警告表示領域、８５………条件設定ボタン領域、８６………ジャイロ選択ボタン領域、８７………終了ボタン領域、９０………条件設定画面、９１………鉛直センサー条件設定領域、９２………水平センサー条件設定領域、９３………鉛直センサーの認識モデル領域、９４………水平センサーの認識モデル領域、９５………バックボタン領域。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に搬送する吊荷下方を撮像した合成画像を生成し表示する固定映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高所かつ狭隘な架構内へ吊荷を吊り込む作業がある。このような架構は、複数の柱及び梁を多段に組み上げた構造物であり、柱又は梁には設備機器部品などの干渉物が取り付けられているため内部は狭隘な構造物となる。従来、このような架構内へ吊荷を吊り込む場合、クレーンなどの搬入手段を操縦する操縦者と、架構内で吊荷位置や干渉物を監視する作業員と、操縦者及び作業員に吊荷を吊り込む指示を送る指揮者の共同作業によって行われている。具体的に吊り込み作業は、搬入手段の操縦者が吊荷を吊り降ろす際に、架構内の各階に干渉物を監視する作業員、及び吊荷の旋回を調整する作業員が指揮者との間で声を掛け合いながら指揮者が操縦者に指示を出し吊荷が架構又は干渉物と接触しないように行っている。
【０００３】
従来このような搬入手段を用いた吊荷を吊り込む作業の際、吊荷監視装置を用いる特許文献１及び２が開示されている。
特許文献１は、クレーンのトップブームに取り付けられた吊荷監視カメラが吊荷の移動に応じて吊荷を自動的に追従、すなわちブームの起伏角度の変化に対応してカメラの吊荷監視角度を可変制御できるようにしたクレーンの吊荷監視装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２は、ブームの先端部から吊り下げられた吊荷を監視するカメラのズーム倍率を調整するスイッチを設けて、フックの昇降によるカメラと吊荷との間の距離の変化に係らず、モニターに映し出される吊荷の映像の大きさを一定に保持することができるクレーンの吊荷監視装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５３２９０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来の吊荷搬入作業は、高所となる狭隘な架構内の各階層に干渉物の監視と、吊荷を旋回させるため、複数の作業員を配置させなければならず危険な作業を伴っていた。また指揮者は搬入手段から吊り下げられた吊荷を撮像した映像が表示された手元のモニターを見ながら、作業者、操縦者に吊り込みの指示を出しているが、モニターに映し出された画像は、吊荷の周辺の状況がわかり難い場合があった。従って吊り込み作業の作業効率が悪く、高所作業者の安全性を十分に確保することができず、吊荷周辺の状況をわかりやすくモニターに表示することが求められていた。
【０００７】
また特許文献１及び２は、クレーンにカメラを取り付け吊荷の上方から撮像する構成であり、吊荷下方の干渉物は死角となってしまう。またモニターに表示される画像はカメラの撮像画像をそのまま表示するのみであり、画像上で干渉物を特定するなどの処理は全くなされていない。
【０００８】
そこで上記従来技術の問題点を解決するため、本発明は吊荷と障害物の位置関係を明確にした画像を生成することができる固定映像表示システム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】
【０００９】
本発明の固定映像表示システムは、吊荷下方に設置され前記吊荷下方の画像を撮像する撮像手段と、前記吊荷下方の撮像画像に吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に障害物の距離又は／及び位置情報を組み込んだ処理画像を生成する画像処理ユニットと、前記処理画像をモニターに表示する表示手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
この場合において、前記画像処理ユニットは、吊荷と前記障害物までの距離の測定値に基づいて衝突の危険度を判定するとよい。
また前記画像処理ユニットは、前記吊荷の旋回に伴う旋回角度に基づいて、背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定し、前記吊荷モデルを前記旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成するとよい。
【００１１】
また前記表示手段は、前記吊荷下方の背景画像に前記吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に前記障害物の距離又は位置情報を組み込んだ前記処理画像の処理画像領域を表示させるとよい。
【００１２】
また前記表示手段は、前記画像処理ユニットの危険度の判定に基づいて、前記処理画像領域に前記吊荷モデル上に前記吊荷と前記障害物の距離別に警告を表示し、又はアラームを発生させるとよい。
【００１３】
また前記表示手段は、前記障害物の距離又は／及び位置情報を測定する測域センサーと前記画像処理ユニットの通信状況を判別する通信状況領域を表示させるとよい。
また前記表示手段は、前記背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定する処理画像を表示するジャイロ選択ボタン領域を表示させるとよい。
【００１４】
また前記表示手段は、前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件設定領域を表示させるとよい。
また前記表示手段は、前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件領域を選択する条件設定ボタン領域を表示させるとよい。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成による本発明の固定画像表示システムによれば、吊荷搬入作業における作業者及び操縦者に指示を出す指揮者が吊荷下方の障害物の状況を手元のモニターに映し出された吊荷と障害物の位置関係が明確な処理画像によって容易に視認することが可能となる。
【００１６】
また吊り込み作業の際、吊荷の障害となる障害物に対して、吊荷と障害物との距離別に画面上に警告表示又はアラームを発生させているので、指揮者は吊荷と障害物との位置関係を示す処理画像をモニターで容易に把握することができる。
【００１７】
さらに撮像手段が吊荷下方に設置され、吊荷の回転とともに撮像画像も回転してしまうにも係らず、背景画像が固定されて、吊荷モデルのみが旋回することにより、吊荷からの目線でなく、架構周辺で作業するクレーン作業者の目線で処理画像を生成することができ、指揮者が作業者又は操縦者へ吊荷の吊り込みの指示を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】吊荷を架構へ吊り込む説明図である。
【図２】本発明の固定画像表示システムのブロック図である。
【図３】測域センサーの計測範囲の説明図である。
【図４】表示手段による初期画面の説明図である。
【図５】表示手段による条件設定画面の説明図である。
【図６】固定画像表示システムの処理フロー図である。
【図７】吊荷と架構の説明図である。
【図８】処理画像領域で表示された旋回を伴う処理画像の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の固定画像表示システムの実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明の固定画像表示システムを用いた吊荷を架構へ吊り込む説明図である。
【００２０】
本実施形態の固定画像表示システムは、一例として吊荷１２を架構１４の上部開口１５から搬送用モノレールや天井クレーン等の搬入手段１６を用いて搬入する際に適用する場合について以下説明する。架構１４は複数の柱及び梁を多段に積み上げて複数の階層を形成した構造物であり、梁には後工程で用いる配管等の複数の干渉物１７が固定又は仮止めされた狭隘な構造物である。
【００２１】
吊荷１２は建設工期を短縮化するために予め設備機器部品を設置位置に取り付けたモジュール構造物である。本実施形態の吊荷１２は一例として箱状フレームに複数の設備機器部品を取り付けた構成で以下説明する。なお吊荷１２は、底面の形状が矩形（箱状フレームの場合）のほか、多角形、楕円、円などの場合もある。ここで本実施形態の吊荷１２の吊り込み作業は、搬入手段１６の操縦者と、架構の各階層で吊荷１２の吊上げ位置を微調整する作業者と、操縦者と作業者に指示を出し吊荷１２の吊り込みを監督する指揮者によって行われる。吊荷１２には作業員が牽引する介錯ロープ１８が取り付けられている。介錯ロープ１８は、作業員が吊荷１２の下方から指揮者の誘導により吊荷１２を旋回、移動、停止させる際に用いられるものである。なお本実施形態では吊荷１２を吊り込む際に障害となる干渉物１７及び架構１４を障害物として以下説明する。
【００２２】
図２は本発明の固定画像表示システムのブロック図である。図示のように本発明の固定画像表示システム１０は、撮像手段３０と、画像処理ユニット６０と、表示手段７０を主な構成要件としている。また固定画像表示システム１０は、測域センサー２０と、ジャイロセンサー４０と、センサー制御ユニット５０と電気的に接続している。
【００２３】
測域センサー２０は、一例としてラインレーザースキャナーを用いることができ、受光面からレーザーを照射して干渉物１７や架構１４などの障害物に当たって跳ね返った光を検出して測距するものである。図１に示すように本実施形態の測域センサー２０は、具体的に箱状フレームの吊荷１２の矩形底面の４つの側辺となる東西南北の位置に取り付けている。測域センサー２０は吊荷１２の底面に対して鉛直方向の障害物を検出する鉛直センサー２４と、吊荷１２の底面に対して水平方向の干渉物１７又は架構１４を検出する水平センサー２２から構成することができる。なお測域センサー２０は吊荷１２の下方の障害物を認識することができる鉛直センサー２４を少なくとも備える構成であれば良い。鉛直センサー２４は各側面に必要となる。一方、水平センサー２２は、各側面に取り付ける構成のほかに、少なくとも吊荷１２の底面に１つ取り付け、３６０°旋回させることにより底面の水平方向をセンシングする構成とすることもできる。また測域センサー２０は、底面矩形の場合、各側面から突出した設備機器部品がある場合には、この突出部品の先端部分に設けることが望ましい。さらに測域センサー２０は、吊荷１２の底面の形状に合わせて設置箇所を変更することができ、多角形の場合には、各側面に設ける構成とし、楕円又は円の場合には、吊荷１２の底面を下方に投影した領域を少なくともカバーできる位置に設けることが望ましい。測域センサー２０は後述するセンサー制御ユニット５０と電気的に接続しており、測定データを出力するように構成されている。
【００２４】
撮像手段３０は、吊荷１２の下方状況を撮像するカメラである。撮像手段３０は、吊荷１２の下方の架構１４及び干渉物１７などの障害物を撮像できればよく、一例として吊荷１２の底面の中心に撮像範囲が広域となる広角カメラを取り付けた構成とすることができる。この他撮像手段３０は、吊荷１２の底面に複数、例えば、対向する側面に一対など互いの死角領域を補間できる関係に取り付けて撮像された複数の撮像画像、又は複数の撮像画像を合成した合成画像とすることもできる。
【００２５】
ジャイロセンサー４０は、吊荷１２に取り付けられ、搬入手段１６のクレーンフックから吊り下げられた吊荷１２を作業員が介錯ロープ１８を用いて旋回させたときなど、吊荷１２が旋回したときの旋回角度を測定するものである。なおジャイロセンサー４０の取り付け位置は、搬入手段１６のクレーンフックの直下など、少なくとも搬入手段１６の吊り下げ点を通る鉛直方向上に設けることが望ましい。ジャイロセンサー４０は、後述する画像処理ユニット６０と電気的に接続しており、測定データ（旋回角度データ）を出力するように構成されている。
【００２６】
センサー制御ユニット５０は、測域センサー２０と電気的に接続している。具体的にセンサー制御ユニット５０は、吊荷１２の４つの側面に設置した複数の測域センサー２０の測定領域から障害物を認識する領域（認識領域）を設定制御するユニットである。
【００２７】
図３は測域センサーによる障害物の認識領域の説明図である。通常、測域センサー２０は、吊荷１２の底面に対して水平方向又は鉛直方向に存在する障害物までの直線距離を測定することができ、受光面からレーザーを任意の角度で旋回させながら照射した場合、受光面を中心とした扇状の範囲が測定領域となる。センサー制御ユニット５０は、測域センサー２０の測定領域に対して、障害物を認識する認識領域を設定している。
【００２８】
測域センサー２０を構成する水平センサー２２及び鉛直センサー２４は、それぞれ演算処理で求めた認識領域により、図示のような領域として表すことができる。水平センサー２２による認識領域ｓは吊荷１２の底面の４つの側辺となる東西南北（ＥＷＳＮ）の位置から水平方向（ＸＹ面）に展開された領域となり、各領域はそれぞれ高さ（認識領域の幅）を任意の設定箇所からの距離別にａ，ｂ，ｃと区分けすることができる。ａ，ｂ，ｃは一例としてそれぞれ吊り込みに十分な距離を確保できている安全領域、吊り込みに注意を要する注意領域、吊荷が障害物と接触する可能性がある危険領域と区分することができる。
【００２９】
鉛直センサー２４の認識領域ｌは吊荷１２の底面の４つの側辺から下方へ鉛直方向（ＹＺ面）に投影されて囲まれた領域となり、各領域は、水平センサー２２の認識領域ｓと同様に、それぞれ高さを底面からの距離別にａ，ｂ，ｃと区分けすることができる。
【００３０】
画像処理ユニット６０は、撮像手段３０と、ジャイロセンサー４０と、センサー制御ユニット５０と電気的に接続している。画像処理ユニット６０は、撮像手段３０で撮像された撮像画像と、測域センサー２０の測定値を組み合わせた画像処理を行うユニットである。具体的に画像処理ユニット６０は、撮像画像上に、吊荷１２の仮想モデルとなる吊荷モデルを形成している。吊荷モデルは吊荷１２の底面形状に沿って枠体で囲った形状であり、吊荷モデル上に干渉物１７又は架構１４などの障害物の位置又は距離情報を生成している。画像処理ユニット６０は、測域センサー２０の吊荷１２と障害物との距離の測定値に基づいて、障害物の距離別に衝突の危険度を判定している。なお障害物の距離別の区分けは、前述のａ（安全領域），ｂ（注意領域），ｃ（危険領域）に分けることができ、画像処理ユニット６０は、吊荷１２と障害物との距離の測定値がａ，ｂ，ｃのどの領域に属するかで危険度を判定している。
【００３１】
また画像処理ユニット６０は、撮像画像と、ジャイロセンサー４０の測定データに基づいて吊荷を旋回させたときの処理画像を生成することができる。画像処理ユニット６０は、吊荷１２を旋回させた旋回角度が入力されると、背景画像を旋回角度に対して逆回転させて画面上に固定映像として固定し、吊荷モデルを旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成する。すなわち、画像処理ユニット６０は、吊荷１２を旋回させる直前の前記ジャイロセンサー４０で検出した旋回角度θ１、前記吊荷１２を旋回させた後の旋回角度θ２としたとき、相対角度Δθは次のように表すことができる。
【数１】
【００３２】
前記相対角度Δθが入力されると、旋回後の前記旋回角度θ２のときの背景画像の中心部を軸に−Δθだけ回転させることによって固定映像を生成し、前記背景画像に重畳させた吊荷モデルは前記吊荷モデルの中心部を軸にΔθだけ回転させて表示させる。
【００３３】
なお本実施形態ではジャイロセンサー４０とセンサー制御ユニット５０と画像処理ユニット６０を制御盤６２内に取り付け、制御盤６２を搬入手段１６のクレーンフックから吊荷１２と共に吊り下げた構成としている。
【００３４】
表示手段７０は、センサー制御ユニット５０と画像処理ユニット６０と無線を介して接続した、少なくともモニターを備え、一例としてパーソナルコンピューター（ＰＣ）を用いることができる。表示手段７０は、画像処理ユニット６０で生成した処理画像をモニター上に表示する構成としている。また表示手段７０は、センサー制御ユニット５０による測域センサー２０の認識領域を設定する指令信号をセンサー制御ユニット５０へ出力することができる。
【００３５】
表示手段７０によるモニターの表示画面は主に、初期画面８１と、条件設定画面９０である。
図４は表示手段による初期画面の説明図である。図示のように初期画面８１には、処理画像領域８２と、通信状況領域８３と、距離別警告表示領域８４と、条件設定ボタン領域８５と、ジャイロ選択ボタン領域８６と、終了ボタン領域８７が表示されている。
【００３６】
処理画像領域８２は、吊荷１２下方の背景画像８２ａに吊荷モデル８０と、吊荷モデル８０上に前記障害物の距離８２ｂ又は／及び位置情報８２ｃを組み込んだ画像領域である。具体的に障害物の距離は、測域センサー２０によって測定された吊荷１２と障害物との距離を表示している。また障害物の位置情報は、測域センサー２０の測定値に基づいて、障害物のある方向を吊荷モデルに表示するものである。例えば図４では鉛直方向の干渉物が吊荷の北西方向の隅部と、東方向の中心に存在する場合、吊荷モデル８０の吊荷１２と対応する箇所に丸印で表示している。このとき干渉物との距離は吊荷モデルの中心から西方向と東方向の位置に表示している。同様に水平方向の障害物の位置情報は矢印で表示し、矢印付近に障害物までの距離を表示している。
【００３７】
通信状況領域８３は、測域センサー２０と画像処理ユニット６０の通信状況を判別する信号領域である。鉛直方向センサー通信状況８３ａは、東西南北（ＥＷＳＮ）に設置した鉛直センサー２４の通信状況が良好であればＯＫ、又は通信状況に不具合が生じていればＮＧと表示するものである。なお水平方向センサー通信状況８３ｂについても同様に水平センサー２２の通信状況が良好であればＯＫ、又は通信状況に不具合が生じていればＮＧと表示する。
【００３８】
距離別警告表示領域８４は、水平方向の警告表示（矢印）と、鉛直方向の警告表示（丸印）と、計測範囲を距離ごと、すなわち測域センサー２０の認識領域を区分けした領域ａ，ｂ，ｃごとに表示している領域である。図４では一例として安全領域ａを白抜き矢印及び丸印、計測範囲１０００〜１５００ｍｍで示し、注意領域ｂを斜線矢印及び丸印、計測範囲５００〜１０００ｍｍで示し、危険領域を黒矢印及び丸印、計測範囲０〜５００ｍｍで示している。この他、モニター上で識別できれば色別にカラーで表示することもできる。
【００３９】
条件設定ボタン領域８５は、後述する測域センサー計測条件設定領域を選択するボタン領域である。
ジャイロ選択ボタン領域８６は、処理画像領域８２の背景画像８２ａを旋回角度に対して逆回転させて固定する処理画像の表示を選択するボタン領域である。ジャイロ選択ボタン領域８６を選択しない場合には、吊荷１２の旋回に伴って背景画像８２ａ及び吊荷モデル８０のいずれも旋回する処理画像が表示される。
【００４０】
終了ボタン領域８７は、画像表示の終了を選択するボタン領域である。
図５は表示手段による条件設定画面の説明図である。条件設定画面９０は初期画面８１の条件設定ボタン領域８５を選択することにより切り替わる画面である。条件設定画面９０には、測域センサー計測条件設定領域となる鉛直センサー条件設定領域９１及び水平センサー条件設定領域９２と、鉛直センサーの認識モデル領域９３と、水平センサーの認識モデル領域９４と、バックボタン領域９５が表示されている。
【００４１】
鉛直センサーの認識モデル領域９３は、吊荷１２の東西南北（ＥＷＳＮ）に設置した鉛直センサー２４と認識領域ｌの位置関係を表示した領域である。一例として各鉛直センサー２４の認識領域ｌは、Ｘ方向（吊荷底面の一側辺の長さ）と、Ｚ方向（吊荷底面から鉛直方向）で表すことができる。そして南北西東の鉛直センサー２４の各Ｘ方向は吊荷１２の取り付け位置によりそれぞれＬ１とＬ２、Ｌ３とＬ４、Ｌ５とＬ６、Ｌ７とＬ８の和で表すことができる。
【００４２】
水平センサーの認識モデル領域９４は、吊荷１２の東西南北に設置した水平センサー２２と認識領域ｓの位置関係を表示した領域である。一例として各水平センサー２２の認識領域ｓは、Ｘ方向と、Ｙ方向（吊荷底面から水平方向に離れる方向）で表すことができる。そして南北西東の水平センサー２２の各Ｘ方向は吊荷１２の取り付け位置によりそれぞれＬ１とＬ２、Ｌ３とＬ４、Ｌ５とＬ６、Ｌ７とＬ８の和で表すことができる。
【００４３】
測域センサー計測条件設定領域は、障害物の距離又は／及び位置情報を測定する測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う画面である。一例として鉛直センサー条件設定領域９１は、鉛直センサーの認識モデル領域９３に示すように吊荷１２の東西南北に設置した各鉛直センサー２４のＸ方向及びＺ方向の認識領域ｌを設定変更する領域である。Ｘ方向は吊荷１２の測辺に取り付けた鉛直センサー２４の取り付け位置により、例えば南方向の鉛直センサー２４の取り付け位置が吊荷底面の位置側辺の中心の場合、一側辺の半分の距離をＬ１、Ｌ２へ入力する。またＺ方向は、認識領域の高さｈ１を入力する。
【００４４】
水平センサー条件設定領域９２は、鉛直センサー条件設定領域９１と同様に、水平センサーの認識モデル領域９４に示すように吊荷１２の東西南北に設置した鉛直センサーのＸ方向（吊荷底面の一側辺の長さ）及びＹ方向の認識領域ｓを設定変更する領域である。Ｘ方向は吊荷１２の測辺に取り付けた鉛直センサー２４の取り付け位置により、例えば南方向の鉛直センサー２４の取り付け位置が吊荷底面の位置側辺の中心の場合、一側辺の半分の距離をＬ１、Ｌ２へ入力する。またＹ方向は、認識領域の高さｈ２を入力する。
【００４５】
バックボタン領域９５は、条件設定画面９０から初期画面８１への切り替えを選択するボタン領域である。
上記構成による本発明の固定画像表示システムの作用について以下説明する。
図６は固定画像表示システムの処理フロー図である。図７は吊荷と架構の説明図である。図８は処理画像領域で表示された旋回を伴う処理画像の説明図である。
【００４６】
まずセンサー制御ユニット５０による測域センサー２０の障害物を認識する領域を設定する。具体的には表示手段７０のモニターに表示されている初期画面８１から条件設定ボタン領域８５を選択して条件設定画面９０に切り替えてモニターに表示させる。
【００４７】
条件設定画面９０の画面上で認識領域の高さ（Ｚ方向又はＹ方向）及びＸ方向について任意に設定した設定値を入力する（ステップ１００）。この設定値が入力されたセンサー制御ユニット５０では、測域センサー２０を構成する鉛直センサー２４又は水平センサー２２の測定領域から認識領域（ｌとｓ）を設定する。
【００４８】
次に図７に示すように搬入手段１６によって吊荷１２を架構１４の上部開口１５上まで移動して停止させる。この状態で撮像手段３０によって吊荷１２の下方の架構１４及び干渉物１７を撮像する。撮像画像は画像処理ユニット６０へ入力される（ステップ１１０）。
【００４９】
また測域センサー２０を構成する鉛直センサー２４又は水平センサー２２の測定データがセンサー制御ユニット５０を介して画像処理ユニット６０へ入力される（ステップ１２０）。
【００５０】
画像処理ユニット６０では、撮像手段３０の撮像画像と、測域センサー２０の測定データに基づいて、画像処理を行う。具体的には、図８（Ａ）に示すように撮像画像上に、吊荷１２の仮想モデルとなる吊荷モデル８０を形成する。吊荷モデル８０は吊荷１２の底面形状に沿って形成した枠体であり、吊荷の底面形状又は大きさに応じて、枠の形状又は大きさを任意に設定変更することができる。そして吊荷モデル８０上に干渉物１７又は架構１４などの障害物の位置又は距離情報を組み合わせた処理画像を生成する画像処理を行う（ステップ１３０）。
【００５１】
画像処理ユニット６０で生成した処理画像を表示手段７０の処理画像領域８２に画像表示する（ステップ１４０）。
次に処理画像上に障害物があるか否かを判断する（ステップ１５０）。
【００５２】
障害物がある場合、処理画像上に障害物の距離および位置が表示される。このとき画面上には、画像処理ユニット６０による吊荷と障害物の距離別に衝突の危険度を判定した判定結果に基づいて、底面から障害物までの距離別に色分又は点滅など識別可能な位置表示がなされ、又はアラーム（警告音）が発生する（ステップ１６０）。図８（Ａ）では吊荷モデル８０上に２つの障害物の距離および位置情報が表示されている。すなわち障害物の位置情報として吊荷１２の東西の２箇所に干渉物１７が存在し、また吊荷１２から干渉物１７までの距離はそれぞれ８５０ｍｍであると表示されている。障害物の位置情報及び距離は、測域センサー２０の測定データに基づいて、センサー制御ユニット５０による認識領域のどの範囲に属するデータであるかを認定することにより特定することができる。
【００５３】
図８（Ａ）に示すように処理画像上に障害物がある場合には、障害物との衝突を回避するように吊荷１２を旋回させる。例えば、図７の矢印ａに示すように吊荷１２を反時計周りに９０°旋回させる場合には、ジャイロセンサー４０による吊荷１２の旋回角度の旋回データを画像処理ユニット６０へ入力する（ステップ１７０）。
【００５４】
画像処理ユニット６０では旋回画像処理を行う（ステップ１８０）。具体的には初期画面８１のジャイロ選択ボタン８６を選択する。画像処理ユニット６０は、図８（Ｂ）に示すように、吊荷１２を旋回させた旋回角度が入力されると、吊荷１２の背景画像となる架構１４や干渉物１７を旋回角度に対して逆回転させて画面上に固定映像として固定させて、吊荷モデル８０を旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成する。図８（Ｂ）では吊荷１２を旋回させる途中において、停止位置では測定されなかった、架構１４の柱の先端部１９が水平センサー２２により検出される。このとき吊荷モデル８０には４つの側面となる東西南北の位置に距離３００ｍｍが表示される。
【００５５】
旋回画像処理を行い、処理画像をモニターに表示させて、再度ステップ１５０の障害物の有無の判断を行う。図８（Ｃ）に示すように吊荷１２の停止位置から９０°旋回させて、吊荷１２の吊り込み作業で障害となる障害物が存在しないと表示され、障害物がないと判断した場合には、処理を終了する。
【００５６】
このような本発明の固定映像表示システムによれば、吊荷搬入作業における作業者及び操縦者に指示を出す指揮者が吊荷下方の障害物の状況を手元のモニターに映し出された映像によって容易に視認することが可能とり、吊荷搬入作業の安全性を格段に向上させることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０………固定映像表示システム、１２………吊荷、１４………架構、１５………上部開口、１６………搬入手段、１７………干渉物、１８………介錯ロープ、２０………測域センサー、２２………水平センサー、２４………鉛直センサー、３０………撮像手段、４０………ジャイロセンサー、５０………センサー制御ユニット、６０………画像処理ユニット、６２………制御盤、７０………表示手段、８０………吊荷モデル、８１………初期画面、８２………処理画像領域、８３………通信状況領域、８４………距離別警告表示領域、８５………条件設定ボタン領域、８６………ジャイロ選択ボタン領域、８７………終了ボタン領域、９０………条件設定画面、９１………鉛直センサー条件設定領域、９２………水平センサー条件設定領域、９３………鉛直センサーの認識モデル領域、９４………水平センサーの認識モデル領域、９５………バックボタン領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊荷下方に設置され前記吊荷下方の画像を撮像する撮像手段と、
前記吊荷下方の撮像画像に吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に障害物の距離又は／及び位置情報を組み込んだ処理画像を生成する画像処理ユニットと、
前記処理画像をモニターに表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする固定映像表示システム。
【請求項２】
前記画像処理ユニットは、吊荷と前記障害物までの距離の測定値に基づいて衝突の危険度を判定することを特徴とする請求項１に記載の固定映像表示システム。
【請求項３】
前記画像処理ユニットは、前記吊荷の旋回に伴う旋回角度に基づいて、背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定し、前記吊荷モデルを前記旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固定映像表示システム。
【請求項４】
前記表示手段は、
前記吊荷下方の背景画像に前記吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に前記障害物の距離又は位置情報を組み込んだ処理画像領域を表示させたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【請求項５】
前記表示手段は、
前記画像処理ユニットの危険度の判定に基づいて、前記処理画像領域に前記吊荷モデル上に前記吊荷と前記障害物の距離別に警告を表示し、又はアラームを発生させることを特徴とする請求項４に記載の固定映像表示システム。
【請求項６】
前記表示手段は、
前記障害物の距離又は／及び位置情報を測定する測域センサーと前記画像処理ユニットの通信状況を判別する通信状況領域を表示させたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の固定映像表示システム。
【請求項７】
前記表示手段は、
前記背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定する処理画像を表示するジャイロ選択ボタン領域を表示させたことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【請求項８】
前記表示手段は、
前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件設定領域を表示させたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【請求項９】
前記表示手段は、
前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件設定領域を選択する条件設定ボタン領域を表示させたことを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【請求項１】
吊荷下方に設置され前記吊荷下方の画像を撮像する撮像手段と、
前記吊荷下方の撮像画像に吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に障害物の距離又は／及び位置情報を組み込んだ処理画像を生成する画像処理ユニットと、
前記処理画像をモニターに表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする固定映像表示システム。
【請求項２】
前記画像処理ユニットは、吊荷と前記障害物までの距離の測定値に基づいて衝突の危険度を判定することを特徴とする請求項１に記載の固定映像表示システム。
【請求項３】
前記画像処理ユニットは、前記吊荷の旋回に伴う旋回角度に基づいて、背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定し、前記吊荷モデルを前記旋回角度に基づいて回転させる処理画像を生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固定映像表示システム。
【請求項４】
前記表示手段は、
前記吊荷下方の背景画像に前記吊荷モデルと、前記吊荷モデル上に前記障害物の距離又は位置情報を組み込んだ処理画像領域を表示させたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【請求項５】
前記表示手段は、
前記画像処理ユニットの危険度の判定に基づいて、前記処理画像領域に前記吊荷モデル上に前記吊荷と前記障害物の距離別に警告を表示し、又はアラームを発生させることを特徴とする請求項４に記載の固定映像表示システム。
【請求項６】
前記表示手段は、
前記障害物の距離又は／及び位置情報を測定する測域センサーと前記画像処理ユニットの通信状況を判別する通信状況領域を表示させたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の固定映像表示システム。
【請求項７】
前記表示手段は、
前記背景画像を前記旋回角度に対して逆回転させて固定する処理画像を表示するジャイロ選択ボタン領域を表示させたことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【請求項８】
前記表示手段は、
前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件設定領域を表示させたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【請求項９】
前記表示手段は、
前記測域センサーの認識領域の設定又は変更を行う測域センサー計測条件設定領域を選択する条件設定ボタン領域を表示させたことを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の固定映像表示システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−７９６４８（Ｐ２０１１−７９６４８Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３４５０１（Ｐ２００９−２３４５０１）
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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