特許 6600545 制御装置、機械システム、制御方法、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6600545

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】制御装置、機械システム、制御方法、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/00 20060101AFI20191021BHJP

   B66C 13/18 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   B66C13/00 D

   B66C13/18

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-240905(P2015-240905)

(22)【出願日】2015年12月10日

(65)【公開番号】特開2017-105595(P2017-105595A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2018年11月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000165974

【氏名又は名称】古河機械金属株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】506002823

【氏名又は名称】古河ユニック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】三田 一登

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 俊彦

【審査官】 羽月 竜治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０４２８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４３３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４１５４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６６Ｃ １３／００−１５／０６

Ｂ６６Ｃ ２３／００−２３／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置であって、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析部と、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付部と、
前記画像解析部が検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付部が受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換部と、
前記変換部による変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御部と、
を有し、
前記移動部は、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームの所定部分であり、前記移動部が向く方向は前記ブームの伸長方向に基づき定められる制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置において、
前記画像解析部は、上方から前記作業員を含むように撮影した前記画像を解析する制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の制御装置において、
前記画像解析部は、前記ブームに取り付けられたカメラが前記作業員を含むように前記作業員の上方から撮影した前記画像を解析する制御装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の制御装置において、
前記画像解析部は、前記作業員が被るヘルメットに付された所定のマークを前記画像内から抽出し、前記マークの向く方向に基づき、前記作業員が向く方向を特定する制御装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置と、
伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームを備える機械装置と、
を有する機械システム。

【請求項6】

水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置が、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析ステップと、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付ステップと、
前記画像解析ステップで検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付ステップで受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換ステップと、
前記変換ステップによる変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御ステップと、
を実行し、
前記移動部は、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームの所定部分であり、前記移動部が向く方向は前記ブームの伸長方向に基づき定められる制御方法。

【請求項7】

水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置を、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析手段、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付手段、
前記画像解析手段が検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付手段が受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換手段、
前記変換手段による変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御手段、
として機能させ、
前記移動部は、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームの所定部分であり、前記移動部が向く方向は前記ブームの伸長方向に基づき定められるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、機械システム、制御方法、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に関連する技術が開示されている。特許文献１には、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なクレーンが開示されている。クレーンのオペレータは、クレーンが備える手動レバーや遠隔操作端末等を操作し、クレーンに所望の動作を行わせる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１９３８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者らは、上述のようなクレーンを利用した作業を検討した結果、以下のような課題を見出した。

【0005】

クレーンを用いた作業の一例として、クレーンで物体を持ち上げ、当該クレーンを動作させることで当該物体を移動させ、そして、当該物体を移動後の所望の位置に配置する作業が考えられる。

【0006】

図１に当該作業のイメージ図を示す。車両４０にクレーン３０が搭載されている。そして、当該クレーン３０が、物体６０を持ち上げている。図は、所望の配置位置付近まで物体６０を移動した後、かつ、配置前の状態を示す。所望の配置位置付近には、作業員５０が存在する。当該物体を所望の位置に配置するため、作業員５０は、物体６０を地面に下ろす前に位置の微調整を行う。

【0007】

作業員５０は、例えば口頭で、物体６０を所定の方向に移動させる指示をクレーン３０のオペレータ（不図示）に伝える。クレーン３０のオペレータは、作業員５０からの指示に従いクレーン３０を動作させる。これにより、物体６０が所望の方向に移動する。例えばこのようにして、物体６０の位置の微調整が行われる。

【0008】

このような作業においては、以下のような問題がある。作業員５０は、「（自分から見て）右に移動」、「（自分から見て）左に移動」、「（自分から）遠ざける」、「（自分に）近づける」等、自分を基準にした方向（自分から見た方向）で移動方向を伝えるのが容易である。このような指示の場合、クレーン３０のオペレータは、作業員５０の向く方向を視認した後、視認結果と指示内容とに基づき、物体６０を移動させるべき方向を解釈する必要がある。かかる場合、クレーン３０のオペレータの負担が大きくなる。また、クレーン３０のオペレータが、物体６０を移動させる方向を誤って解釈し得る。そして、作業員５０の意図する方向とは異なる方向に物体６０を移動させてしまう事態が発生し得る。結果、作業効率が悪くなる。

【0009】

なお、作業員５０が、クレーン３０のオペレータを基準にした方向（クレーン３０のオペレータから見た方向）や、クレーン３０を基準にした方向で、物体６０を移動させる方向を伝える手段も考えられる。しかし、この場合には、作業員５０の負担が大きくなる。また、作業員５０が誤った方向を伝えてしまい、意図する方向とは異なる方向に移動させてしまう事態が発生し得る。結果、作業効率が悪くなる。

【0010】

同様の問題が、クレーン３０以外のその他の機械装置を用いた作業においても発生し得る。

【0011】

本発明は、機械装置を用いた作業の効率を向上させるための技術を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明によれば、
水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置であって、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析部と、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付部と、
前記画像解析部が検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付部が受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換部と、
前記変換部による変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御部と、
を有し、
前記移動部は、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームの所定部分であり、前記移動部が向く方向は前記ブームの伸長方向に基づき定められる制御装置が提供される。

【0013】

また、本発明によれば、上記制御装置と、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームを備える機械装置と、を有する機械システムが提供される。

【0014】

また、本発明によれば、
水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置が、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析ステップと、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付ステップと、
前記画像解析ステップで検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付ステップで受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換ステップと、
前記変換ステップによる変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御ステップと、
を実行し、
前記移動部は、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームの所定部分であり、前記移動部が向く方向は前記ブームの伸長方向に基づき定められる制御方法が提供される。

【0015】

また、本発明によれば、
水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置を、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析手段、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付手段、
前記画像解析手段が検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付手段が受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換手段、
前記変換手段による変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御手段、
として機能させ、
前記移動部は、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームの所定部分であり、前記移動部が向く方向は前記ブームの伸長方向に基づき定められるプログラムが提供される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、機械装置を用いた作業の効率を向上させるための技術が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】クレーン３０を用いた作業の一例を説明するための図である。

【図2】本実施形態の装置のハードウエア構成の一例を示す図である。

【図3】本実施形態の機械システム１の機能ブロック図の一例である。

【図4】本実施形態のクレーン３０の一例を示す図である。

【図5】本実施形態の制御装置１０の機能ブロック図の一例である。

【図6】本実施形態のクレーン３０とカメラ７０との関係の一例を説明するための図である。

【図7】本実施形態の画像解析部１１が解析するフレーム７１の一例を説明するための図である。

【図8】本実施形態の画像解析部１１が解析するフレーム７１の一例を説明するための図である。

【図9】本実施形態の変換部１３の処理の概念を説明するための図である。

【図10】本実施形態の変換部１３の処理の概念を説明するための図である。

【図11】本実施形態の制御部１４の処理の一例を説明するための図である。

【図12】本実施形態の機械装置の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

まず、本実施形態の装置（制御装置、移動部）のハードウエア構成の一例について説明する。図２は、本実施形態の装置のハードウエア構成を例示するブロック図である。図２に示すように、装置は、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、入出力インターフェイス３Ａ、周辺回路４Ａ、バス５Ａを有する。周辺回路には、様々なモジュールが含まれる。

【0019】

バス５Ａは、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、周辺回路４Ａ及び入出力インターフェイス３Ａが相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。プロセッサ１Ａは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit） やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ２Ａは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。入出力インターフェイス３Ａは、センサや遠隔操作端末等の装置と情報の送受信を行うためのインターフェイスなどを含む。プロセッサ１Ａは、各モジュールに指令を出し、それらの演算結果をもとに演算を行う。

【0020】

以下、本実施の形態について説明する。なお、以下の実施形態の説明において利用する機能ブロック図は、ハードウエア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。これらの図においては、各装置は１つの機器により実現されるよう記載されているが、その実現手段はこれに限定されない。すなわち、物理的に分かれた構成であっても、論理的に分かれた構成であっても構わない。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0021】

＜実施形態＞
まず、本実施形態の概要について説明する。本実施形態の機械システムは、移動部と、制御装置とを有する。

【0022】

移動部は、水平方向の移動が可能である。移動部の移動はコンピュータにより制御される。

【0023】

制御装置は、移動部の移動動作を制御する。制御装置は、移動部を所定方向に移動させる指示入力をオペレータから受付ける。そして、制御装置は、オペレータから受付けた指示に従い、移動部を所定方向に移動させる。制御装置は、移動部を用いた作業の効率を向上させるため、以下のような特徴を有する。

【0024】

（１）現場の作業員５０を基準にした相対的な方向により、移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける。
「現場の作業員５０を基準にした相対的な方向」は、例えば、「（作業員５０から見て）右方向」、「（作業員５０から見て）左方向」、「（作業員５０から）遠ざける方向」、「（作業員５０に）近づける方向」等が考えられるが、これらに限定されない。
（２）現場の作業員５０を所定の方向から撮影した画像を解析し、現場の作業員５０が向く方向と移動部が向く方向との相対的な関係を検出する。
（３）検出した上記相対的な関係に基づき、入力された「現場の作業員５０を基準にした相対的な方向」を、「移動部を基準にした方向」に変換する。
（４）変換の結果に基づき、移動部を所定方向に移動させる。

【0025】

次に、本実施形態の機械システムの構成について詳細に説明する。図３に、本実施形態の機械システム１の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、機械システム１は、制御装置１０と、移動部２０とを有する。

【0026】

移動部２０は、水平方向の移動が可能である。移動部の移動はコンピュータにより制御される。移動部は、機械装置の一部又は全部である。

【0027】

本実施形態の機械装置は、クレーンである。そして、クレーンのブームのトップが移動部となる。ブームの旋回動作、伸縮動作及び起伏動作を組み合わせることで、ブームのトップを水平方向に移動させることができる。結果、ブームのトップから吊り下げられたフックを介して持ち上げられている物体６０を、水平方向に移動させることができる。

【0028】

図４に、クレーン３０の一例を示す。図示するように、クレーン３０は、左右自在に回転する旋回体の上にコラム３２を取り付けている。そして、そのコラム３２にブーム３４をブームフートピンと起伏シリンダ３３で固定している。起伏シリンダ３３の伸縮でブーム３４の起伏動作を可能としている。また、ブーム３４に内蔵されている伸縮シリンダ３５を伸縮させることでブーム３４を伸縮させることができる。

【0029】

さらに、フック３７がワイヤロープ３６を用いて吊り下げられている。ブーム３４のトップが支点となっている。すなわち、ブーム３４のトップからフック３７が吊り下げられている。巻き上げ装置でワイヤロープ３６を巻き取ったり、巻き戻したりすることで、フック３７の位置が上下する。

【0030】

このようなクレーン３０の動作を、本体に設置されている手動レバー３１や遠隔操作端末（不図示）等を用いて制御することができる。クレーン３０は、例えば図１に示すように、トラックなどの車両４０に搭載されてもよい。

【0031】

次に、図５に、本実施形態の制御装置１０の機能ブロック図の一例を示す。制御装置１０は、移動部２０の移動動作を制御する。本実施形態の制御装置１０は、クレーン３０のブーム３４の動作（旋回動作、伸縮動作及び起伏動作）を制御する。図示するように、制御装置１０は、画像解析部１１と、指示受付部１２と、変換部１３と、制御部１４とを有する。

【0032】

画像解析部１１は、現場の作業員５０を含む画像を解析し、移動部２０が向く方向と作業員５０が向く方向との相対的な関係を検出する。

【0033】

本実施形態では、クレーン３０のブーム３４にカメラが取り付けられる。カメラは鉛直下方向を撮影する。このようにすれば、作業員５０を上方から撮影できる。カメラは動画像を撮影してもよいし、静止画像を連続的に撮影してもよい。画像解析部１１は、当該カメラが撮影した画像（フレーム）を解析する。

【0034】

図６を用いて、クレーン３０、カメラ７０及び作業員５０の関係の一例を説明する。図は、上空から地面を見下ろした様子を示す。当該図では、説明に支障のない範囲で、車両４０、クレーン３０及びカメラ７０等を簡易的に示している。車両４０に搭載されたクレーン３０が、ブーム３４のトップから吊り下げられたフック３７（不図示）を介して物体６０を持ち上げている。そして、物体６０の近くで作業員５０が位置調整等の作業をしている。

【0035】

例えば図示するように、ブーム３４のトップ（先端付近）やその近辺にカメラ７０が取り付けられる。カメラ７０は、姿勢調整機構を介してブーム３４に取り付けるのが好ましい。姿勢調整機構は、ブーム３４の状態（伸縮状態、起伏状態、旋回状態）に関わらず、カメラ７０の撮影方向（光軸方向）を略鉛直下向きに保つ。姿勢調整機構は、従来技術に準じて実現できるので、ここでの説明は省略する。

【0036】

カメラ７０は、所定の向きでブーム３４に取り付けられる。図では、カメラ７０は、ブーム３４の伸長方向を水平面に投影した方向（以下、「投影伸長方向」という）が上となるように取り付けられている。このようなカメラ７０で撮影されたフレーム７１の上下左右方向は、図示するようになる。ブーム３４の伸長方向は、その状態（伸縮状態、起伏状態、旋回状態）からブーム３４を伸長させた時にブーム３４のトップが移動する方向である。

【0037】

なお、カメラ７０をブーム３４に取り付ける向きは、図６を用いて説明したものに限定されない。例えば、ブーム３４の投影伸長方向から水平方向にＸ°（０°＜Ｘ°＜３６０°）傾いた方向が上となるようにカメラ７０が取り付けられてもよい。

【0038】

以上説明したように取り付けられるカメラ７０によれば、ブーム３４のトップから吊り下げられているフック３７を画像に含むように撮影することができる。結果、図６のフレーム７１に示すように、フック３７（不図示）を介して持ち上げられている物体６０や、当該物体６０の近くで作業する作業員５０を画像に含むように撮影することができる。

【0039】

画像解析部１１は、上述のようなカメラ７０が撮影した画像を解析し、「作業員５０を検出する処理」、「画像内で作業員５０が向く方向を検出する処理」、「画像内で作業員５０が向く方向と、画像内で移動部２０が向く方向との相対的な関係を検出する処理」を実行する。なお、画像解析部１１は、全てのフレームに対してこれらの処理を行ってもよいし、所定フレームおきにこれらの処理を行ってもよい。以下、これらの処理を順に説明する。

【0040】

「作業員５０を検出する処理」
画像解析部１１は、予め、作業員５０の外観の特徴を示す特徴量を保持しておく。そして、画像解析部１１は、当該特徴量をキーとして画像を検索することで、画像から作業員５０を検出する。

【0041】

例えば、作業員５０が被るヘルメットの所定位置（鉛直上方向から見て視認できる位置。例えば、ヘルメットの頂上付近。）に所定のマークを付しておく。そして、画像解析部１１は、当該マークの特徴量をキーとして画像を検索することで、当該ヘルメットを被った作業員５０を検出する。図６に示す例の場合、作業員５０は、矢印マークを付されたヘルメットを被っている。なお、作業員５０が着用するその他の物に所定のマークを付してもよい。また、矢印マーク以外のマークを付してもよい。

【0042】

「画像内で作業員５０が向く方向を検出する処理」
「作業員５０が向く方向」は、「作業員５０の顔が向く方向」、「作業員５０の顔が正対する方向」等と同義である。

【0043】

画像解析部１１は、作業員５０の外観の特徴に基づき、画像内で作業員５０が向く方向を検出する。

【0044】

例えば、画像解析部１１は、作業員５０が被るヘルメットに付された所定のマークの向く方向に基づき、作業員５０が向く方向を検出してもよい。図６に示す例の場合、矢印マークがヘルメットに付されている。当該矢印マークは、ヘルメットが正しく着用された状態において、作業員５０の前方（顔が向く方向）を指し示す。当該例の場合、画像解析部１１は、矢印マークが指し示す方向を、作業員５０が向く方向として検出することができる。

【0045】

画像解析部１１は、当該処理の検出結果として、画像内で作業員５０が向く方向を出力する。当該向く方向の表し方は設計的事項であるが、例えば、図７に示すように、フレーム７１の上方向を０°、右方向を９０°、下方向を１８０°、左方向を２７０°とした角度情報で表してもよい。

【0046】

図７のフレーム７１は、作業員５０が着用するヘルメットのみを抽出した状態を示している。当該例の場合、画像解析部１１は、「２７０°」という検出結果を出力する。

【0047】

「画像内で作業員５０が向く方向と、画像内で移動部２０が向く方向との相対的な関係を検出する処理」
まず、画像内で移動部２０が向く方向について説明する。「移動部２０が向く方向」は、任意に定義できる。例えば、「ブーム３４の投影伸長方向」を、「移動部２０（ブーム３４のトップ）が向く方向」と定義してもよい。その他、投影伸長方向から水平方向にＹ°（０°＜Ｙ°＜３６０°）傾いた方向を、「移動部２０（ブーム３４のトップ）が向く方向」と定義してもよい。

【0048】

上述のように、移動部２０が向く方向を、ブーム３４を基準にした方向で定義した場合、画像内で移動部２０が向く方向は、ブーム３４に取り付けられたカメラ７０の向きに基づき特定できる。

【0049】

ブーム３４の投影伸長方向が上となるようにカメラ７０が取り付けられている場合、図７に示すフレーム７１の上方向が、画像内でのブーム３４の投影伸長方向となる。ブーム３４の投影伸長方向から水平方向にＸ°（０°＜Ｘ°＜３６０°）傾いた方向が上となるようにカメラ７０が取り付けられている場合、フレーム７１の上方向からＸ°傾いた方向が、画像内でのブーム３４の投影伸長方向となる。

【0050】

このように、画像内でのブーム３４の投影伸長方向は、ブーム３４に取り付けられたカメラ７０の向きに基づき予め特定できる。そして上述のように定義された移動部２０が向く方向は、画像内で特定されたブーム３４の投影伸長方向に基づき特定できる。

【0051】

画像内で移動部２０が向く方向は、画像内で作業員５０が向く方向と同様に表すことができる。例えば図７に示すように、フレーム７１の上方向を０°、右方向を９０°、下方向を１８０°、左方向を２７０°とした角度情報で表すことができる。

【0052】

画像解析部１１は、予め、画像内で移動部２０が向く方向を示す情報を保持している。例えば、オペレータは、ブーム３４取り付けられているカメラ７０の向きや、移動部２０が向く方向の定義等に基づき、画像内で移動部２０が向く方向（例：上述のような角度情報）を算出する。そして、オペレータは、算出結果を、画像内で移動部２０が向く方向を示す情報として、画像解析部１１に登録する。

【0053】

次に、画像内で作業員５０が向く方向と、画像内で移動部２０が向く方向との相対的な関係を検出する処理について説明する。

【0054】

画像解析部１１は、画像解析により画像内で作業員５０が向く方向を検出すると、「検出した作業員５０が向く方向」と、予め登録されている「画像内で移動部２０が向く方向」との相対的な関係を算出する。

【0055】

相対的な関係の表し方は設計的事項であるが、例えば、画像解析部１１は、一方の向く方向を基準とし、そこから他方の向く方向までの変位で、相対的な関係を表してもよい。例えば、「画像内で移動部２０が向く方向」を基準とし、そこから「画像内で作業員５０が向く方向」までの変位により、それらの相対的な関係を示してもよい。変位は、例えば、時計回りの回転角度により表すことができるが、これに限定されない。

【0056】

図７に示す例においては、画像内で移動部２０が向く方向（フレーム７１の上方向。０°。）から画像内で作業員５０が向く方向（フレーム７１の左方向。２７０°。）までの変位は、「２７０°」と表される。

【0057】

同様に、図８に示す例においては、画像内で移動部２０が向く方向（フレーム７１の上方向。０°。）から画像内で作業員５０が向く方向（フレーム７１の左上方向。３１５°。）までの変位は、「３１５°」と表される。

【0058】

図５に戻り、指示受付部１２は、作業員５０を基準にした相対的な方向により、移動部２０を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける。

【0059】

「作業員５０を基準にした相対的な方向」は、例えば、「（作業員５０から見て）右方向」、「（作業員５０から見て）左方向」、「（作業員５０から）遠ざける方向」、「（作業員５０に）近づける方向」等が考えられる。ここでは４つのバリエーションを示したが、その他のバリエーションが存在してもよい。また、指示入力のバリエーションの数はその他であってもよい。

【0060】

指示受付部１２は、例えば、図４を用いて説明した手動レバー３１や遠隔操作端末を介して、上述のような指示入力を受付けることができる。

【0061】

この例の場合、複数の手動レバー３１の各々や、遠隔操作端末の複数の操作対象（操作ボタン、操作レバー、タッチパネルディスプレイに表示されたアイコン等）の各々に、上記「作業員５０を基準にした相対的な方向のバリエーション」の各々が対応付けられる。各手動レバー３１や各操作対象を操作することで、各々に対応した方向（作業員５０を基準にした相対的な方向）に移動部２０を移動させる指示入力がなされる。

【0062】

例えば、作業員５０は、上記指示入力のバリエーションの表現を用いて、移動部２０を移動させる方向をクレーン３０のオペレータに伝える。クレーン３０のオペレータは、作業員５０から聞いた内容通りに、指示入力を行う。

【0063】

その他の例として、指示受付部１２は、作業員５０による指示入力を可能とする入力手段を備えてもよい。物体６０の近くで作業する作業員５０は、図１に示すように、両手がふさがっている可能性がある。そこで、手での操作なしで、入力を可能とする手段が好ましい。

【0064】

例えば、指示受付部１２は、作業員５０が発した音声を検出するマイクや、作業員５０の体を伝搬する振動（発話内容に応じて変化する振動）を検出する振動センサ等を備えてもよい。そして、指示受付部１２は、これらで検出した信号を解析し、解析結果を指示入力として受付けてもよい。当該例の場合、作業員５０が上記指示入力のバリエーションを発話すると、それに応じた音声や振動の信号が指示受付部１２に入力される。指示受付部１２は、入力された信号を解析し、解析結果（上記指示入力のバリエーションのいずれか）を指示入力として受付ける。

【0065】

図５に戻り、変換部１３は、画像解析部１１が検出した相対的な関係に基づき、指示受付部１２が受付けた方向（作業員５０を基準にした方向）を、移動部２０を基準にした方向に変換する。

【0066】

ここで、当該変換処理の概念を説明する。なお、変換のアルゴリズムは設計的事項である。

【0067】

画像解析部１１が検出した相対的な関係により、図９（１）に示すような関係が得られる。図では、移動部２０の向く方向と、作業員５０の向く方向との相対的な関係を示している。

【0068】

また、指示受付部１２が受付けた「作業員５０を基準にした相対的な方向（指示入力）」は、図９（２）に示すように、作業員５０が向く方向を基準とした情報に変換される。図では、「作業員５０を基準にした相対的な方向（指示入力）」として、「（作業員５０から）遠ざける方向」、「（作業員５０から見て）右方向」、「（作業員５０に）近づける方向」及び「（作業員５０から見て）左方向」が示されている。

【0069】

図示するように、「作業員５０が向く方向」と、「（作業員５０から）遠ざける方向」とが一致する。そして、「（作業員５０から見て）右方向」は、「作業員５０が向く方向」から時計回りに９０°回転させた方向となる。「（作業員５０に）近づける方向」は、「作業員５０が向く方向」から時計回りに１８０°回転させた方向となる。「（作業員５０から見て）左方向」は、「作業員５０が向く方向」から時計回りに２７０°回転させた方向となる。

【0070】

そして、図９（３）に示すように、作業員５０の向く方向を基準にすることで、指示受付部１２が受付けた指示入力、すなわち作業員５０を基準にした相対的な方向と、移動部２０の向く方向との相対的な関係が特定される。結果、指示受付部１２が受付けた指示入力を、移動部２０を基準にした方向に変換できる。図９の例の場合、例えば、以下のように変換される。

【0071】

指示入力が「（作業員５０から）遠ざける方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）から水平方向に時計回りに２７０°回転した方向に変換される。

【0072】

指示入力が「（作業員５０から見て）右方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）に変換される。

【0073】

指示入力が「（作業員５０に）近づける方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）から水平方向に時計回りに９０°回転した方向に変換される。

【0074】

指示入力が「（作業員５０から見て）左方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）から水平方向に時計回りに１８０°回転した方向に変換される。

【0075】

図１０に、他の例を示す。当該例の場合、以下のように変換される。

【0076】

指示入力が「（作業員５０から）遠ざける方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）から水平方向に時計回りに３１５°回転した方向に変換される。

【0077】

指示入力が「（作業員５０から見て）右方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）から水平方向に時計回りに４５°回転した方向に変換される。

【0078】

指示入力が「（作業員５０に）近づける方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）から水平方向に時計回りに１３５°回転した方向に変換される。

【0079】

指示入力が「（作業員５０から見て）左方向」である場合、当該指示入力は、移動部２０の向く方向（例：投影伸長方向）から水平方向に時計回りに２２５°回転した方向に変換される。

【0080】

図５に戻り、制御部１４は、変換部１３による変換結果に基づき、移動部２０を所定の方向に移動させる制御信号を出力する。変換部１３は、移動部２０（ブーム３４のトップ）を基準にした移動方向（例：投影伸長方向を基準にした移動方向）を、制御部１４に入力する。制御部１４は、入力された移動方向に移動部２０を移動させる制御信号を出力する。結果、移動部２０がその移動方向に移動する。

【0081】

以下、制御部１４の処理例を説明するが、これに限定されない。

【0082】

例えば、クレーン３０の所定位置に設置されたセンサが、ブーム３４の長さＬ、ブーム３４の起伏角度θ及びブーム３４の旋回角度φを検出する。検出された値は、制御部１４に入力される。制御部１４は、ブーム３４のトップの位置を、ブーム３４の長さＬ、ブーム３４の起伏角度θ及びブーム３４の旋回角度φを用いて所定の直交座標系で管理する。

【0083】

図１１に示すように、ブーム３４のトップの座標は、ブーム３４の長さＬ、ブーム３４の起伏角度θ及びブーム３４の旋回角度φを用いて表すことができる。図示する例は、図１に示すように車両４０に搭載されたクレーン３０において、旋回中心軸（Ｚ軸）の直下の地面を原点（０、０、０）とし、車両４０の幅方向をｘ軸方向、車両４０の長さ方向をｙ軸方向、車両４０の高さ方向をｚ軸方向とした直交座標系でブーム３４のトップの座標（ｘ、ｙ、ｚ）を示している。

【0084】

図示する可変要素は値が可変な要素であり、固定要素は値が固定な要素である。予め、固定要素の値が制御部１４に登録されている。なお、直交座標系の設定の仕方（原点位置、軸方向等）は設計的事項であり、ここで例示したものに限定されない。

【0085】

制御部１４は、ブーム３４のトップの現在の座標点（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を管理している。この点（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と、点（０、０、ｚ１）とを結ぶベクトルを、これらの点間の距離で割ることで、投影伸長方向の単位ベクトルが求まる。

【0086】

制御部１４は、変換部１３から、移動部２０（ブーム３４のトップ）を基準にした移動方向（例：投影伸長方向を基準にした移動方向）の入力を受付けると、上記投影伸長方向の単位ベクトルに基づき、移動方向の単位ベクトルを算出する。その後、移動方向の単位ベクトルに所定の移動量を乗じたベクトルを、現在の座標点（ｘ１、ｙ１、ｚ１）に加えることで、移動後の座標点が求まる。なお、移動量は、予め制御部１４に与えられていてもよい。

【0087】

移動後のブーム３４のトップの座標点を算出した後、制御部１４は、図１１に示すブーム３４のトップの座標と、ブーム３４の長さＬ、ブーム３４の起伏角度θ及びブーム３４の旋回角度φとの関係式に基づき、ブーム３４のトップを移動後の座標点に位置させるためのブーム３４の長さＬ、ブーム３４の起伏角度θ及びブーム３４の旋回角度φを算出する。

【0088】

その後、制御部１４は、ブーム３４の長さＬ、ブーム３４の起伏角度θ及びブーム３４の旋回角度φを算出した状態にさせる制御信号を出力する。クレーン３０のブーム３４の状態（伸縮状態、起伏状態、旋回状態）が、制御信号で示される状態となる。

【0089】

以上説明した本実施形態の制御装置１０は、現場の作業員５０を基準にした相対的な方向により、移動部２０を所定の方向に移動させる指示入力を受付けることができる。このため、クレーン３０のオペレータは、現場の作業員５０を基準にした相対的な方向を、そのまま、移動部２０を移動させる方向として制御装置１０に入力することができる。すなわち、クレーン３０のオペレータは、現場の作業員５０を基準にした相対的な方向を、例えば移動部２０や自分を基準にした方向に解釈し直すという面倒な作業を行う必要がない。このため、クレーン３０のオペレータの負担が軽減される。また、作業員５０が意図する方向と、実際に移動させる方向とが異なるという、不都合が発生し難い。このため、作業効率が向上する。

【0090】

また、本実施形態の制御装置１０の一例によれば、現場の作業員５０が自ら、移動部２０を所定の方向に移動させる指示入力を行うこともできる。かかる場合、作業効率が向上するとともに、作業に関わる人員を減らすことが可能となる。

【0091】

＜変形例＞
上記実施形態では、クレーン３０のトップを移動部２０とした。変形例として、クレーン３０からワイヤロープ３６やフック３７を取り外し、ブーム３４のトップに所定の装置を取り付けた機械装置の一部を、移動部２０としてもよい。

【0092】

図１２に、このような機械装置の一例を示す。図４のクレーン３０と比較すると、ワイヤロープ３６及びフック３７が取り外されていることが分かる。そして、ブーム３４のトップに、姿勢調整機構３９を介して、装置３８が取り付けられている。姿勢調整機構３９は、ブーム３４の状態（伸縮状態、起伏状態、旋回状態）に関わらず、装置３８の姿勢を一定（鉛直上向き）に保つ。

【0093】

装置３８は、例えば、被検査物に打撃を加える打撃部、及び、打撃に応じた音を収集するマイクを備える打音検査装置であってもよい。その他、マーキング、塗装、打撃等の任意の機能を備える装置であってもよい。

【0094】

当該例の場合、ブーム３４のトップに取り付けられた装置３８を用いて、例えば、橋梁の裏等、高所の対象物に所定の処理が行われる。作業員５０は、地上から装置３８を見上げ、対象物と装置３８との位置関係を確認しながら、装置３８を所定の方向に移動させる指示入力を行う。

【0095】

当該変形例においても、上記実施形態と同様な作用効果を実現できる。

【0096】

以下、参考形態の例を付記する。
１． 水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置であって、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析部と、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付部と、
前記画像解析部が検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付部が受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換部と、
前記変換部による変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御部と、
を有する制御装置。
２． １に記載の制御装置において、
前記画像解析部は、上方から前記作業員を含むように撮影した前記画像を解析する制御装置。
３． ２に記載の制御装置において、
前記移動部は、伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームの所定部分であり、
前記画像解析部は、前記ブームに取り付けられたカメラが前記作業員を含むように前記作業員の上方から撮影した前記画像を解析する制御装置。
４． ２又は３に記載の制御装置において、
前記画像解析部は、前記作業員が被るヘルメットに付された所定のマークを前記画像内から抽出し、前記マークの向く方向に基づき、前記作業員が向く方向を特定する制御装置。
５． １から４のいずれかに記載の制御装置と、
伸縮動作、起伏動作及び旋回動作が可能なブームを備える機械装置と、
を有する機械システム。
６． 水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置が、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析ステップと、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付ステップと、
前記画像解析ステップで検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付ステップで受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換ステップと、
前記変換ステップによる変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御ステップと、
を実行する制御方法。
７． 水平方向に移動可能な移動部を制御する制御装置を、
作業員を含む画像を解析し、前記移動部が向く方向と前記作業員が向く方向との相対的な関係を検出する画像解析手段、
前記作業員を基準にした相対的な方向により、前記移動部を所定の方向に移動させる指示入力を受付ける指示受付手段、
前記画像解析手段が検出した前記相対的な関係に基づき、前記指示受付手段が受付けた方向を、前記移動部を基準にした方向に変換する変換手段、
前記変換手段による変換結果に基づき、前記移動部を所定の方向に移動させる制御信号を出力する制御手段、
として機能させるプログラム。

【符号の説明】

【0097】

１Ａ プロセッサ
２Ａ メモリ
３Ａ 入出力Ｉ／Ｆ
４Ａ 周辺回路
５Ａ バス
１ 機械システム
１０ 制御装置
１１ 画像解析部
１２ 指示受付部
１３ 変換部
１４ 制御部
２０ 移動部
３０ クレーン
３１
３２ コラム
３３ 起伏シリンダ
３４ ブーム
３５ 伸縮シリンダ
３６ ワイヤロープ
３７ フック
３８ 装置
３９ 姿勢調整機構
４０ 車両
５０ 作業員
６０ 物体
７０ カメラ
７１ フレーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】