特開 2023-136555 天井クレーン監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023136555

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】天井クレーン監視システム

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/00 20060101AFI20230922BHJP

【ＦＩ】

B66C13/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022042289

(22)【出願日】2022-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000203977

【氏名又は名称】日鉄テックスエンジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】師岡 清和

(72)【発明者】

【氏名】松本 弘幸

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 伸吾

(72)【発明者】

【氏名】稲澤 藍

(72)【発明者】

【氏名】阪本 湧哉

(57)【要約】

【課題】天井クレーンを遠隔操作するのに好適な映像をオペレータに提供できるようにする。
【解決手段】軌条４に沿って走行する走行体２と、走行体２に沿って、走行体２の走行方向と直交する方向に走行する横行台車３と、横行台車３に搭載された巻上装置５とを備えた天井クレーン１を監視するための天井クレーン監視システムであって、走行体２の一方の端部に、俯瞰する姿勢で撮影を行うパノラマカメラ６が設置される。パノラマカメラ６で撮影した映像は、遠隔操作室に設置されたワイドディスプレイ２１に表示される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌条に沿って走行する走行体と、前記走行体に沿って、前記走行体の走行方向と直交する方向に走行する横行台車と、前記横行台車に搭載された巻上装置とを備えた天井クレーンを監視するための天井クレーン監視システムであって、
前記走行体の一方の端部に、俯瞰する姿勢で撮影を行うパノラマカメラが設置されることを特徴とする天井クレーン監視システム。

【請求項2】

前記パノラマカメラで撮影する映像には、前記天井クレーンの下方の置き場と、前記走行体の他方の端部の端面位置における、前記横行台車の走行方向である横行方向に対して垂直な仮想垂直面とが写ることを特徴とする請求項１に記載の天井クレーン監視システム。

【請求項3】

前記パノラマカメラで撮影する映像には、前記走行方向の両エンド位置における、前記走行方向に対して垂直な仮想垂直面が写ることを特徴とする請求項２に記載の天井クレーン監視システム。

【請求項4】

前記パノラマカメラは、１８０°以上の水平視野角を有するものであり、前記横行台車の走行方向である横行方向を水平視野角の中心とするように配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の天井クレーン監視システム。

【請求項5】

遠隔操作室に、前記パノラマカメラで撮影した映像を表示するワイドディスプレイが設置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の天井クレーン監視システム。

【請求項6】

前記走行体の走行位置を計測する走行位置計測手段と、
前記横行台車の横行位置を計測する横行位置計測手段と、
前記巻上装置による吊具の高さ位置を計測する高さ位置計測手段と、
前記走行位置計測手段で計測した前記走行体の走行位置と、前記横行位置計測手段で計測した前記横行台車の横行位置と、前記高さ位置計測手段で計測した前記吊具の高さ位置とを、監視用画像を用いて、遠隔操作室に設置されたディスプレイに表示するように制御する表示制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の天井クレーン監視システム。

【請求項7】

前記表示制御手段は、
前記監視用画像に、前記走行体を表す第１の表示パーツ、及び、前記横行台車を表す第２の表示パーツを表示し、
前記走行位置計測手段で計測した前記走行体の走行位置と、前記横行位置計測手段で計測した前記横行台車の横行位置とに基づいて、前記監視用画像上で第１の表示パーツ及び前記第２の表示パーツを移動させることを特徴とする請求項６に記載の天井クレーン監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天井クレーン監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

資材の置き場等に対して、天井クレーンが設置される。天井クレーンの遠隔操作の実用化のためには、遠隔操作室から天井クレーン及び天井クレーンの周辺を監視できるようにする天井クレーン監視システムを構築することが求められる。
特許文献１には、天井クレーン操作装置であって、天井クレーンの作業状態を写すビデオカメラを設ける構成が開示されている。
特許文献２には、コンテナクレーン・トランスファクレーン・アンローダ等の運転方法であって、トロリーに取付けたカメラで置荷及び吊荷の姿を撮影して、その映像を地上に設けたディスプレイ装置に送信し、該ディスプレイ装置に表示された映像に基づいて運転者は地上又は地上近くに設けた操作盤から置荷の吊り上げ操作または吊荷の着床操作を行うようにすることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－２７４７７９号公報

【特許文献2】特開平５－２４６６８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、地上に設置したカメラで天井クレーンを撮影しているが、天井クレーンの遠隔操作の実用化に際しては、地上部への人の立入、資材や設備の状態を把握する必要があり、天井クレーン上（機上）の運転室目線での映像が必要である。
また、特許文献２では、トロリーに取付けた３台のカメラで置荷及び吊荷の姿を撮影しているが、これを見るオペレータは、複数の異なる方向から撮影された映像を頭の中で組み合わせる必要があり、オペレータへの負担が大きくなり、咄嗟の判断が鈍るおそれもある。

【0005】

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、天井クレーンを遠隔操作するのに好適な映像をオペレータに提供できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の天井クレーン監視システムは、軌条に沿って走行する走行体と、前記走行体に沿って、前記走行体の走行方向と直交する方向に走行する横行台車と、前記横行台車に搭載された巻上装置とを備えた天井クレーンを監視するための天井クレーン監視システムであって、前記走行体の一方の端部に、俯瞰する姿勢で撮影を行うパノラマカメラが設置されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、天井クレーンを遠隔操作するのに好適な映像をオペレータに提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】天井クレーンの概略構成を示す図である。

【図2】天井クレーンの概略構成を示す図である。

【図3】走行体の構成例を示す図である。

【図4】パノラマカメラで撮影する映像を模式的に示す図である。

【図5】天井クレーン監視システムのネットワーク構成例を示す図である。

【図6】監視用画像の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１及び図２に、天井クレーン１の概略構成を示す。図１は、天井クレーン１を模式的に示す平面図、図２は、天井クレーン１を模式的に示す斜視図である。
天井クレーン１は、建屋内の置き場７に対して設置され、置き場７に置かれた資材を吊り下げて搬送する。
天井クレーン１は、建屋に設置された一対の軌条（レール）４と、軌条４に沿って走行する走行体２と、走行体２に沿って走行する横行台車３と、横行台車３に搭載された巻上装置５とを備える。横行台車３は、走行体２の走行方向と直交する方向に走行する。巻上装置５は、フック等の吊具５ａを巻上げたり、巻下げたりして、置き場７に置かれた吊荷（資材）を吊り下げる。本願においては、走行方向（軌条４の延伸方向）をｘ方向、横行台車３の走行方向である横行方向をｙ方向、高さ方向をｚ方向と定義する。

【0010】

図３に、走行体２の構成例を示す。図３（ａ）は走行体２の正面図（横行台車３は省略する）、（ｂ）は走行体２の平面図である。
走行体２は、クレーンガーダ等と呼ばれるものであり、ｙ方向に延伸する長尺材で、その両端部のサドル２ｃが軌条４で支持される。
図３（ａ）に示すように、走行体２の一方の端部２ａの下部に、パノラマカメラ６が設置される。パノラマカメラ６は、矢印Ａに示すように、撮影方向を例えば機上の運転室から人が吊荷を見下ろす目線方向のように下向きにするように配置され、俯瞰する姿勢で撮影を行う。パノラマカメラ６は、１８０°の水平視野角を有するものであり、走行体２の一方の端部２ａにおいて、横行方向（ｙ方向）を水平視野角の中心とするように配置される。

【0011】

ここで、図４を参照して、パノラマカメラ６で撮影する映像を説明する。図４は、パノラマカメラ６で撮影する映像を模式的に示す図である。図４に示すように、パノラマカメラ６で撮影する映像には、天井クレーン１の下方の置き場（建屋の床）７が写る。また、パノラマカメラ６で撮影する映像には、走行体２の他方の端部２ｂ側の壁８及び軌条４が写る。また、パノラマカメラ６で撮影する映像には、走行方向（ｘ方向）の両方の壁９、１０が写る。また、パノラマカメラ６で撮影する映像には、その奥方向に向かって延伸するかたちで、パノラマカメラ６が設置された走行体２が写る。走行体２の走行位置が変わると、パノラマカメラ６で撮影する映像も変化するが、ここで述べたものが写ることに変わりはない。

【0012】

なお、パノラマカメラ６に加えて、走行体２や横行台車３、或いは地上に、他のカメラを設置してもよい。本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、横行台車３にカメラ１１が設置され、吊具５ａ及び吊荷の様子を撮影するようにしている。

【0013】

また、図１、図３（ｂ）に示すように、走行体２にはレーザ距離計１２が設置され、軌条４の端部付近にはレーザ距離計１２に対向するように反射板１３が設置される。これらレーザ距離計１２及び反射板１３により、走行体２の走行位置を計測することができる。本実施形態では、レーザ距離計１２及び反射板１３が、本発明でいう走行位置計測手段として機能する。なお、レーザ距離計以外にも、例えばＩＲケーブルやＩＣタグ等を用いて、走行位置計測手段を構成するようにしてもよい。

【0014】

また、図３（ｂ）に示すように、走行体２にはレーザ距離計１４が設置され、横行台車３にはレーザ距離計１４に対向するように反射板１５が設置される。これらレーザ距離計１４及び反射板１５により、横行台車３の横行位置を計測することができる。本実施形態では、レーザ距離計１４及び反射板１５が、本発明でいう横行位置計測手段として機能する。なお、レーザ距離計以外にも、例えばＩＲケーブルやＩＣタグ等を用いて、横行位置計測手段を構成するようにしてもよい。

【0015】

また、図３（ｂ）に示すように、巻上装置５には、吊具５ａの巻上げや巻下げ時に相対回転する部位の一方に回転検出器１６が、他方に反射マーク１７が設置される。これら回転検出器１６及び反射マーク１７により、巻上装置５による吊具５ａの高さ位置を計測することができる。本実施形態では、回転検出器１６及び反射マーク１７が、本発明でいう高さ位置計測手段として機能する。なお、回転検出器以外にも、例えばパルスジェネレータ等を用いて、高さ位置計測手段を構成するようにしてもよい。

【0016】

図５に、天井クレーン監視システムのネットワーク構成例を示す。
上述したように、天井クレーン１には、パノラマカメラ６が設置される。パノラマカメラ６は、ハブ２９及び通信装置３０を介して、遠隔操作室側の構成要素と無線通信を行う。
また、天井クレーン１には、カメラ１１が設置される。カメラ１１は、エンコーダ２０、ハブ２９及び通信装置３０を介して、遠隔操作室側の構成要素と無線通信を行う。
また、天井クレーン１には、走行位置計測手段として機能するレーザ距離計１２及び反射板１３、横行位置計測手段として機能するレーザ距離計１４及び反射板１５、高さ位置計測手段として機能する回転検出器１６及び反射マーク１７が設置される。レーザ距離計１２、レーザ距離計１４、回転検出器１６は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）１８、ハブ２９及び通信装置３０を介して、遠隔操作室側の構成要素と無線通信を行う。

【0017】

一方、遠隔操作室には、パノラマカメラ６で撮影した映像を表示するディスプレイ２１が設置される。パノラマカメラ６で撮影した映像を表示するディスプレイ２１としては、ウルトラワイドモニタ等と呼ばれるワイドディスプレイが用いられる。ディスプレイ２１は、デコーダ２６、ハブ３１及び通信装置３２を介して、天井クレーン１側の構成要素と無線通信を行う。
また、遠隔操作室には、カメラ１１で撮影した映像を表示するディスプレイ２２が設置される。ディスプレイ２２は、デコーダ２５、ハブ３１及び通信装置３２を介して、天井クレーン１側の構成要素と無線通信を行う。
また、遠隔操作室には、走行体２の走行位置、横行台車３の横行位置、吊具５ａの高さ位置等の情報を表示するディスプレイ２３が設置される。ディスプレイ２３は、コンピュータ２７、ハブ３１及び通信装置３２を介して、天井クレーン１側の構成要素と無線通信を行う。
また、遠隔操作室には、遠隔操作のためのペンダントスイッチ等の操作器具２４が設置される。操作器具２４は、ＰＬＣ２８、ハブ３１及び通信装置３２を介して、天井クレーン１側の構成要素と無線通信を行う。現場である天井クレーン１側には、既設のペンダントスイッチ等の操作器具（不図示）があり、例えばＰＬＣヘルシーチェックによる無線切断時等は、クレーン動作を停止し、現場での既設の操作器具による操作に自動で切り替えるようにする。

【0018】

なお、図５に示すネットワーク構成は一例であり、図示したもの以外のカメラが設置されてもよい。複数台のカメラを使用する場合、遠隔操作室では、カメラ毎にディスプレイを設置するのが好ましい。
また、天井クレーン１にスピーカを設置し、遠隔操作室に設置されたマイクから拡声放送を行えるようにしてもよい。これにより、現場作業員への注意喚起等を行うことが可能になる。また、天井クレーン１に集音マイクを設置し、遠隔操作室に設置されたスピーカで再生するようにしてもよい。これにより、遠隔操作室で現場の雰囲気を確認することが可能になる。

【0019】

ここで、図６を参照して、ディスプレイ２３の表示例を説明する。図６は、ディスプレイ２３に表示する監視用画像６０の例を示す図である。
図６に示すように、ディスプレイ２３には、表示制御手段として機能するコンピュータ２７の制御下で監視用画像６０が表示される。
監視用画像６０は、その中央部に、走行位置・横行位置を表示する表示領域６１が配置される。また、表示領域６１の左側に、主回路状況を表示する表示領域６２が配置され、右側に、高さ位置を表示する表示領域６３が配置される。

【0020】

主幹電源状態表示部６４は、主幹電源のＯＮ／ＯＦＦ状態を表示する。主幹電源状態表示部６４は、例えばＯＮの場合に点灯し、ＯＦＦの場合に消灯する。
操作場所状態表示部６５は、操作場所切替スイッチの状態を表示する。操作場所状態表示部６５は、例えば操作場所が地上の場合に点灯し、機上の場合に消灯する。
ＰＬＣ通信状態表示部６６は、地上と機上ＰＬＣ間の通信状態を表示する。ＰＬＣ通信状態表示部６６は、例えば通信状態が正常に消灯し、異常の場合に点灯する。

【0021】

表示領域６１において、平面視した建屋のレイアウトを模式的に表したマップ６７が表示され、マップ６７上に、走行体２を表す第１の表示パーツ６８と、横行台車３を表す第２の表示パーツ６９とが表示される。監視用画像６０の上下方向が走行方向（ｘ方向）に対応し、左右方向が横行方向（ｙ方向）に対応する。レーザ距離計１２、１４及び反射板１３、１５により計測した走行体２の走行位置及び横行台車３の横行位置に基づいて、マップ６７上で表示パーツ６８、６９が移動する。このように走行体２の走行位置及び横行台車３の横行位置をグラフィカルに表示する。

【0022】

マップ６７の左隣には、走行位置表示部７０が配置される。走行位置表示部７０では、数値及びインジケータ表示により、走行体２の走行位置を表示する。走行体２の走行位置は、例えば走行方向のいずれか一方のエンド位置をスタート地点とした距離で表されるようにすればよい。走行体２の走行位置は、レーザ距離計１２及び反射板１３により計測され、その計測値が走行位置表示部７０に反映される。
マップ６７の下方には、横行位置表示部７１が配置される。横行位置表示部７１では、数値及びインジケータ表示により、横行台車３の横行位置を表示する。横行台車３の横行位置は、例えば横行方向のいずれか一方のエンド位置をスタート地点とした距離で表されるようにすればよい。横行台車３の走行位置は、レーザ距離計１４及び反射板１５により計測され、その計測値が横行位置表示部７１に反映される。
なお、点線は、走行位置表示部７０及び横行位置表示部７１それぞれを構成する表示領域を示すための仮想線であり、監視用画像６０に表示されるものではない。

【0023】

表示領域６２において、主回路電流値表示部７２では、数値及びメータ表示により、天井クレーン１の主回路電源の電流値を表示する。主回路電源の電流値は、不図示の電流計により計測され、その計測値が主回路電流値表示部７２に反映される。
また、主回路電圧値表示部７３では、数値及びメータ表示により、天井クレーン１の主回路電源の電圧値を表示する。主回路電源の電圧値は、不図示の電圧計により計測され、その計測値が主回路電圧値表示部７３に反映される。
なお、点線は、主回路電流値表示部７２及び主回路電圧値表示部７３それぞれを構成する表示領域を示すための仮想線であり、監視用画像６０に表示されるものではない。

【0024】

表示領域６３において、フック高さ表示部７４では、数値及びインジケータ表示により、吊具５ａの高さ位置を表示する。巻上装置５よる吊具５ａの高さ位置は、回転検出器１６及び反射マーク１７により計測され、その計測値がフック高さ表示部７４に反映される。
なお、点線は、フック高さ表示部７４を構成する表示領域を示すための仮想線であり、監視用画像６０に表示されるものではない。
また、吊荷高さ表示部７５では、数値表示により、吊荷の底辺の地上からの高さを表示する。吊荷の玉掛後、地切り確認完了時にボタン７６が押されると、吊荷高さ表示部７５の表示がセットされる。吊荷高さ表示部７５に表示する数値は、例えばセンサ類に基づく数値としてよいし、ユーザが入力する数値としてもよい。
また、吊荷荷重表示部７７では、数値表示により、吊荷荷重を表示する。吊荷荷重表示部７７に表示する数値は、例えばセンサ類に基づく数値としてよいし、ユーザが入力する数値としてもよい。

【0025】

このように、天井クレーン１の状態を数値化して表示することにより、オペレータは、天井クレーン１の状態を正確に把握することができ、インチング等の精密な遠隔操作が可能となる。しかも、マップ６７及び表示パーツ６８、６９を用いて、走行体２の走行位置、横行台車３の横行位置をグラフィカルに表示することにより、オペレータは、天井クレーン１の状態を視覚的、直感的に把握することができる。

【0026】

以上のようにした天井クレーン監視システムでは、天井クレーン１を遠隔操作するのに好適な映像をオペレータに提供することができる。
図４に示すように、パノラマカメラ６で撮影する映像は、機上の運転室目線での映像と同等であり、これを遠隔操作室にいるオペレータに提供することで、オペレータは、機上から肉眼で見るのに近いかたちで、天井クレーン１の状態、地上部への人の立入、資材や設備の状態を把握し、天井クレーン１及び天井クレーン１の周辺を監視することができる。

【0027】

しかも、パノラマカメラ６で撮影した映像を一台のワイドディスプレイ２１に表示することで、シームレスな映像表示が可能である。例えばパノラマカメラ６で撮影した映像を複数台のディスプレイに分割して表示するのでは、ディスプレイ間の映像の重複箇所等の関係性を把握する必要があり、オペレータの思考処理に時間を要するおそれがある。それに対して、パノラマカメラ６で撮影した映像を一台のワイドディスプレイ２１に表示することで、ディスプレイ間の映像の重複箇所等の関係性を把握する必要がなく、オペレータの負担を軽減させることができる。

【0028】

このように、遠隔操作室からも広範囲に見渡せることができ、天井クレーン１の状態、地上部への人の立入、資材や設備の状態について的確な状況判断ができ、機上の運転室からの操作と同等の操作性を確保して、遠隔操作の実用化が可能となる。

【0029】

なお、パノラマカメラ６としては、１８０°以上の水平視野角を有するものが好ましいが、１８０°未満の水平視野角を有するものでもよい。この場合、パノラマカメラ６で撮影する映像には、走行方向（ｘ方向）の壁９、１０の一方のみが写る、或いはいずれも写らないこともありえるが、それで足りるのであれば、１８０°未満の水平視野角を有するパノラマカメラ６でもよい。

【0030】

また、図６に示すように、レーザ距離計１２、１４及び反射板１３、１５により計測した走行体２の走行位置の数値や横行台車３の横行位置の数値、回転検出器１６及び反射マーク１７により計測した吊具５ａの高さ位置の数値を、例えばワイドディスプレイ２１において、パノラマカメラ６で撮影した映像に重畳表示するかたちで表示するようにしてもよい。

【0031】

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【0032】

実施形態では、天井クレーン１が屋内（建屋内）に設置される例を述べたが、天井クレーン１が屋外に設置される場合にも本発明は適用可能である。パノラマカメラ６で撮影する映像には、走行体２の他方の端部２ｂ側の壁８が写ると述べたが、天井クレーン１が屋外に設置される場合、壁は存在しない。そこで、次のようにパノラマカメラ６で撮影する映像を設定すればよい。すなわち、天井クレーン１が屋内及び屋外いずれに設置される場合でも、パノラマカメラ６で撮影する映像に、天井クレーン１の下方の置き場（屋内であれば床、屋外であれば地面）と、走行体２の他方の端部２ｂの端面位置における、横行方向（ｙ方向）に対して垂直な仮想垂直面３３（図３（ａ）に示すｘｚ平面３３）とが写るように設定する。

【0033】

同様に、パノラマカメラ６で撮影する映像には、走行方向（ｘ方向）の両方の壁９、１０が写ると述べたが、天井クレーン１が屋外に設置される場合、壁は存在しない。そこで、次のようにパノラマカメラ６で撮影する映像を設定するのがよい。すなわち、天井クレーン１が屋内及び屋外いずれに設置される場合でも、パノラマカメラ６で撮影する映像に、走行方向の両エンド位置における、走行方向（ｘ方向）に対して垂直な仮想垂直面３４（図１に示すｙｚ平面３４）が写るようにするがのよい。

【符号の説明】

【0034】

１：天井クレーン、２：走行体、３：横行台車、４：軌条、５：巻上装置、６：パノラマカメラ、７：置き場、１２、１４：レーザ距離計、１３、１５：反射板、１６：回転検出器、１７：反射マーク、２１：ワイドディスプレイ、２３：ディスプレイ、２７：コンピュータ、６０：監視用画像、６８：第１の表示パーツ、６９：第２の表示パーツ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】