特開 2023-152333 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】P2023152333

(43)【公開日】2023-10-17

(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 20060101AFI20231010BHJP

【ＦＩ】

B66C13/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062255

(22)【出願日】2022-04-04

(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】天井クレーンにおける吊具や吊荷の状態を把握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に設置され、撮影方向の変更及びズーム可能な撮像装置（カメラ）６と、撮像装置６で撮影する映像に基づいて、巻上装置５で昇降される吊具５ａを追従撮影するように撮像装置６を制御する制御装置１００とを備える。
【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、
前記走行体に設置され、撮影方向の変更及びズーム可能な撮像装置と、
前記撮像装置で撮影する映像に基づいて、前記巻上装置で昇降される吊具を追従撮影するように前記撮像装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする天井クレーン監視システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記撮像装置で撮影する映像内の前記吊具の位置及びサイズを検出して、前記吊具を追従撮影するように前記撮像装置を制御す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】

前記吊具を追従撮影する前記撮像装置で撮影する映像を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の天井クレーン監視システム。

【請求項4】

前記吊具を追従撮影する前記撮像装置で撮影する映像には、置き場のうちの前記吊具の下方の領域が写ることを特徴とする請求項１又は２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、天井クレーンの状態を把握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。例えば、天井クレーンにおいて、吊具や吊具で吊り下げた吊荷の状態を正確に把握することが重要になる。
特許文献１には、クレーンの吊荷監視装置であって、ブームのトップブーム先端に回動可能に設けられた吊荷監視カメラを備え、ブーム状態検出手段の検出値に対応して吊荷監視カメラが常に吊荷を追うように吊荷監視カメラ駆動手段の駆動量を制御する構成が開示されている。ブーム状態検出手段としては、ブーム起伏角検出手段と、荷重検出手段とが備えられる。
特許文献２には、ブームを備えたクレーンであって、ブームに取り付けられたカメラが撮影した画像における被写体（例えばフック又はフックに吊り下げられた荷物）を追従し、当該被写体を含んだ箇所を切り出して表示装置に表示する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－５３２９０号公報

【特許文献2】特開２０１９－１５６５３３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、ブーム起伏角検出手段や荷重検出手段といった各種センサを設置する必要があり、構成が複雑になってしまう。
特許文献２では、撮影した画像から被写体を含んだ箇所を切り出す構成になっているため、画像が粗くなるおそれがある。
そして、特許文献１及び２のいずれも、車両に搭載されたブーム式のクレーンを対象としており、天井クレーンにおける吊具や吊荷を対象とするものではない。

【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、天井クレーンにおける吊具や吊荷の状態を把握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、前記走行体に設置され、撮影方向の変更及びズーム可能な撮像装置と、前記撮像装置で撮影する映像に基づいて、前記巻上装置で昇降される吊具を追従撮影するように前記撮像装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、天井クレーンにおける吊具や吊荷の状態を把握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】制御装置の機能構成例を示す図である。

【図5】カメラで撮影する映像を模式的に示す図である。

【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、ワイヤ１１を介してフック等の吊具５ａを昇降させて、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、撮像装置であるデジタルカメラ（以下、カメラと略す）６が設置される。カメラ６は、パン・チルトによる撮影方向の変更、及びズーム可能なＰＴＺ（パン・チルト・ズーム）カメラであり、詳細は後述するが、制御装置１００の制御下で、巻上装置５で昇降される吊具５ａを追従撮影する。

【0011】

なお、具体例は省略するが、カメラ６に加えて、走行体２や横行台車３、或いは地上に、天井クレーン１の状態を把握するのに利用される他のカメラを設置してもよい。

【0012】

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。レーザ距離計１２及び反射板１３により計測した走行体２の走行位置の情報は、例えば無線通信を介して、遠隔操作室に設置された表示装置に表示される。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。

【0013】

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。レーザ距離計１４及び反射板１５により計測した横行台車３の横行位置の情報は、例えば無線通信を介して、遠隔操作室に設置された表示装置に表示される。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。

【0014】

また、図３（ｂ）に示すように、巻上装置５には、吊具５ａの昇降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。回転検出器１６及び反射マーク１７により計測した吊具５ａの高さ位置の情報は、例えば無線通信を介して、遠隔操作室に設置された表示装置に表示される。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。

【0015】

ここで、図４に、カメラ６を制御する制御装置１００の機能構成を示す。
制御装置１００は、カメラ６で撮影する映像に基づいて、巻上装置５で昇降される吊具５ａを追従撮影するようにカメラ６を制御する。この制御を実現するために、制御装置１００は、入力部１０１と、画像解析部１０２と、ＰＴＺ指示生成部１０３と、出力部１０４とを備える。制御装置１００は、例えばＣＰＵ、メモリやストレージ等を備えたコンピュータ装置により構成され、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより各部１０１～１０４の機能が実現される。

【0016】

入力部１０１は、カメラ６で撮影する映像のデータを入力する。
画像解析部１０２は、入力部１０１で入力した映像に対して画像解析を行い、映像内の吊具５ａの位置及びサイズを検出する。
ＰＴＺ指示生成部１０３は、画像解析部１０２で検出した映像内の吊具５ａの位置及びサイズに基づいて、カメラ６で撮影する映像の画角内で、吊具５ａが所定の位置（例えばセンター付近の位置）に略一定の大きさで写るように追従撮影するためのＰＴＺ指示を生成する。
出力部１０４は、ＰＴＺ指示生成部１０３で生成したＰＴＺ指示をカメラ６に送信する。これを受けて、カメラ６は、撮影する映像の画角内で、吊具５ａが所定の位置（例えばセンター付近の位置）に略一定の大きさで写るように追従撮影を実行する。

【0017】

このようにした制御装置１００では、各部１０１～１０４が繰り返し処理を実行することで、カメラ６で撮影する映像に基づいて、巻上装置５で昇降される吊具５ａを追従撮影するようにカメラ６を制御する。このように、カメラ６で撮影する映像に対する画像解析により追従撮影を行うので、各種センサを設置する必要がなく、構成の簡素化を図ることができる。

【0018】

制御装置１００は、例えば遠隔操作室に設置されてもよいし、天井クレーン１の適所に設置されてもよい。この場合、制御装置１００とカメラ６とが無線通信又は有線通信を行うように構成される。また、カメラ６が各部１０１～１０４を備え、カメラ６自体が制御装置１００として機能するようにしてもよい。

【0019】

図５を参照して、吊具５ａを追従撮影するカメラ６で撮影する映像を説明する。図５は、カメラ６で撮影する映像を模式的に示す図である。
図５（ａ）は横行台車３がある横行位置にあるときの映像を示し、（ｂ）は（ａ）の位置で吊具５ａを降ろしたときの映像を示す。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、吊具５ａを追従撮影することにより、カメラ６で撮影する映像の画角内で、吊具５ａが所定の位置（例えばセンター付近の位置）に略一定の大きさで写る。

【0020】

ここで、実際の吊具５ａの高さ位置によらず、カメラ６で撮影する映像には、置き場７のうちの吊具５ａの下方の領域が写るように設定される。すなわち、実際の吊具５ａが最も高い位置にあるときにも、置き場７のうちの吊具５ａの下方の領域が写るように設定される。したがって、吊具５ａで吊り下げた吊荷、或いは、吊具５ａの作業対象とする、置き場７に置かれた吊荷が映像に写ることになる（図５では、吊荷の図示を省略する）。なお、図５において、吊具５ａの下方の点線は吊具５ａの昇降方向を示し、×は置き場７のうちの吊具５ａの真下の位置を示すが、説明の便宜上記載したものであり、映像に実際に写るものではない。

【0021】

なお、図５では、横行台車３がある横行位置にあるときの映像を示したが、横行位置が変化するとき、すなわち横行台車３がカメラ６に近づく方向に走行するとき、及び、離れる方向に走行するときにも、カメラ６で撮影する映像の画角内で、吊具５ａが所定の位置（例えばセンター付近の位置）に略一定の大きさで写ることになる。

【0022】

以上のようにしてカメラ６で撮影する映像は、例えば無線通信を介して、遠隔操作室に設置された表示装置１８に表示される（図３（ａ）を参照）。これにより、遠隔操作室で、天井クレーン１における吊具５ａや吊荷の状態を把握することができる。
なお、カメラ６で撮影する映像が、遠隔操作室に設置された表示装置１８に表示されるとしたが、これに限定されるものではない。例えばカメラ６で撮影する映像が、天井クレーン１上（機上）の運転室に設置された表示装置に表示されるようにしてもよい。また、カメラ６で撮影する映像が、現場でペンダントスイッチ等の操作器具（不図示）を操作するオペレータが見ることのできる表示装置に表示されるようにしてもよい。

【0023】

また、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、カメラ６で撮影する映像に重畳表示するかたちで表示装置に表示するようにしてもよい。

【0024】

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における吊具５ａや吊荷の状態を把握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、ひいては天井クレーン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。

【0025】

詳細には、カメラ６が走行体２に設置されるので、斜め上方から俯瞰するかたちで吊具５ａを見るような映像を得ることができる。そして、吊具５ａを追従撮影することにより、カメラ６で撮影する映像の画角内で、吊具５ａが所定の位置（例えばセンター付近の位置）に略一定の大きさで写る。これにより、オペレータは、あたかも吊具５ａの傍で吊具５ａや吊荷を見るかのようにして、吊具５ａや吊荷を視認して、その状態を把握することができる。具体的には、吊具５ａや吊荷の位置関係を視認することができる。また、吊具５ａで吊り下げた吊荷の揺れを確認したり、地切の正確なタイミングを確認したりすることができる。

【0026】

ここで、例えばカメラ６が横行台車３に設置されるとした場合は、吊具５ａの真上あたりからの撮影になり、その映像では、吊具５ａや吊荷と置き場との関係を把握しにくく、例えば地切の正確なタイミングを確認するのが難しくなるおそれがある。また、カメラ６が建屋に固定されるとした場合、吊具５ａを追従撮影するためにカメラ６のパン・チルト・ズームの作動範囲を大きくする必要があり、吊具５ａをスムースに追従撮影するのが難しくなったり、場合によっては画像が粗くなったりするおそれがある。それに対して、実施形態のようにカメラ６を走行体２に設置することにより、吊具５ａや吊荷と置き場との関係を把握しやすく、また、スムースで画像が粗くなりにくい追従撮影が可能になる。

【0027】

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。
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。

【符号の説明】

【0028】

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：カメラ、７：置き場、１１：ワイヤ、１８：表示装置、１００：制御装置、１０１：入力部、１０２：画像解析部、１０３：ＰＴＺ指示生成部、１０４：出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】