JP2000255978A - クレーン位置検出システム - Google Patents
クレーン位置検出システムInfo
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- JP2000255978A JP2000255978A JP11057664A JP5766499A JP2000255978A JP 2000255978 A JP2000255978 A JP 2000255978A JP 11057664 A JP11057664 A JP 11057664A JP 5766499 A JP5766499 A JP 5766499A JP 2000255978 A JP2000255978 A JP 2000255978A
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Abstract
一切、行うことなく、トロリ装置のX,Y座標値を正確
に、かつリアルタイムで検知して、自動運転、半自動運
転を図る。 【解決手段】 操縦室12内のオペレータによって、コ
ントローラ14が操作されたとき、カメラ11によって
得られた映像信号の解析処理を開始して、各走行目印1
0の映像と、ガーダ装置4の映像と、トロリ装置6の映
像と、フック8の映像と、カメラ11の視野中心との位
置関係などに基づき、トロリ装置6の座標値(X,
Y)、フック8の上下座標値などを計算して、オペレー
タに提示するとともに、オペレータの操作内容に応じ
て、ガーダ装置4、トロリ装置6、巻き上げ装置9など
を制御して、荷物16の積み降ろし、移動などを行う。
Description
れる天上クレーン設備などで使用されるクレーン位置検
出システムに係わり、特にカメラを使用してクレーン設
備を構成するトロリ装置の位置などを計測し、位置決め
精度を飛躍的に向上させるクレーン位置検出システムに
関する。
などでは、ガーダ装置、トロリ装置などの各限界位置に
設けられるリミットスイッチ、各運転用電動機、車輪な
どに取り付けられる複数のエンコーダ、これら各リミッ
トスイッチ、各エンコーダの検出結果に基づき、トロリ
装置の位置などを判定してオペレータに提示する処理装
置などで構成されるクレーン位置検出システムを備えて
いる。そして、このクレーン位置検出システムによっ
て、前記ガーダ装置、トロリ装置の現在位置などを検知
し、ガーダ装置、トロリ装置などが限界位置に来たと
き、それ以上、ガーダ装置、トロリ装置などが移動しな
いようにして、作業の安全を確保しながら、オペレータ
に、ガーダ装置、トロリ装置などの現在位置などを提示
して、ガーダ速度、ガーダ位置、トロリ速度、トロリ位
置などを調整させ、荷物の積み降ろしなどを行わせてい
る。
ム以外では、超音波センサ、レーザセンサなどを使用し
て、2つのクレーンの接近距離を測定し、この測定結果
に基づき、オペレータにクレーン間距離を知らせ、安全
性をさらに高めたものも開発されている。
行う荷役用クレーン設備やゴミ処理場などで使用される
ゴミ処理クレーン設備など、高い作業効率が求められる
クレーン設備では、クレーン位置検出システムを構成す
るエンコーダとして、高速で、かつ精密な検知を行うこ
とができるエンコーダを使用し、走行位置、横行位置、
巻き上げ位置などをリアルタイムで検知して、これをオ
ペレータに提示するのみならず、検知結果を使用して、
振れ止め制御、自動制御などを加味した最適な運転制御
方式で、海運用コンテナ、ゴミなどの積み降ろしを行っ
ている。
倉庫、ストックヤードなどで使用されるクレーン設備な
どでも、自動運転、あるいは半自動運転、さらに移動作
業対象となる荷物の管理や省力化を行うことが強く求め
られている。
ックヤードなどで使用されている既存のクレーン設備で
は、要求される設備コスト、要求される運転精度などの
関係上、海運用コンテナなどの積み降ろしを行う荷役用
クレーン設備やゴミ処理場などで使用されるゴミ処理ク
レーン設備などで使用されているエンコーダ、すなわち
高い応答速度、高い検知精度などを持つエンコーダを使
用していないことが多いことから、処理装置内にインス
トールされているプログラムを改修しただけでは、自動
運転、半自動運転、移動作業対象となる荷物の管理や省
力化を実現することが難しいという問題があった。
して、このような保管倉庫、ストックヤードなどで使用
される各クレーン設備に、高速で、かつ精密な検知を行
うことができるエンコーダを追加して、巻き上げ位置、
横行位置などを瞬時に、かつ精密に検知し得るように
し、自動運転、半自動運転、移動作業対象となる荷物の
管理や省力化を実現する方法が提案されている。
特に天上クレーン設備では、設備全体の軽量化、設備全
体の省スペース化を目的にした設計思想の下で設計さ
れ、エンコーダを追加する余裕を持っていないことが多
い。このため、モータ、ギア、あるいはその周りなどの
設計を変更するなどの大がかりな改造工事を行わなけれ
ばならず、設備全体を容易に自動化、半自動化させるこ
とが難しいという問題があった。
は、既存のクレーン設備についても、エンコーダなどを
追加するときなどのように、モータやギア部分の設計変
更を行うことなく、高い応答速度、高い検知精度で、ガ
ーダ装置、トロリ装置などの位置を連続的に検知するこ
とができ、これによって運転の自動化、半自動化を達成
することができるクレーン位置検出システムを提供する
ことを目的としている。
像信号を画像処理して、トロリ装置などの走行位置、横
行位置などを求めるときの処理手順を簡素化して、リア
ルタイムで、トロリ装置の走行位置、横行位置などを求
めることができ、これによって運転の自動化、半自動化
を達成することができるクレーン位置検出システムを提
供することを目的としている。
像信号を画像処理して得られたトロリ装置などの走行位
置、横行位置などに基づき、移動作業対象となる荷物の
管理を簡素化して、保管業務などの省力化を達成するこ
とができるクレーン位置検出システムを提供することを
目的としている。
像信号を画像処理してトロリ装置などの走行位置、横行
位置を検知することができるのみならず、フックの上下
位置などを検知することができ、これによって荷物の三
次元管理を可能にして、移動作業対象となる荷物の管理
や省力化を飛躍的に高めることができるクレーン位置検
出システムを提供することを目的としている。
めに本発明は、請求項1では、クレーン設備を構成する
トロリ装置のX軸座標値、Y軸座標値を測定するクレー
ン位置検出システムにおいて、前記クレーン設備の固定
部側に取り付けられる走行目印と、前記クレーン設備を
構成するガーダ装置に取り付けられ、前記走行目印、前
記トロリ装置を撮影する撮像装置と、この撮像装置から
出力される映像信号を画像解析して、前記トロリ装置の
X軸座標値、Y軸座標値を求める画像解析装置とを備え
たことを特徴としている。
位置検出システムにおいて、前記画像解析装置は、前記
撮像装置から出力される映像信号中に含まれる走行目印
の映像と前記撮像装置の視野中心との相対位置関係に基
づき、前記トロリ装置のX軸座標値を求めるとともに、
前記撮像装置から出力される映像信号中に含まれるトロ
リ装置の映像と前記撮像装置の視野中心との相対位置関
係に基づき、前記トロリ装置のY軸座標値を求めること
を特徴としている。
記載のクレーン位置検出システムにおいて、前記画像解
析装置は、前記撮像装置から出力される映像信号を画像
解析して得られたトロリ装置のX座標値、Y座標値を荷
役作業に関連する荷物の保管位置情報として出力するこ
とを特徴としている。
かに記載のクレーン位置検出システムにおいて、前記撮
像装置は、前記トロリ装置に設けられた巻き上げ装置の
フック部分を撮影し、前記画像解析装置は、前記トロリ
装置のY座標値を参照しながら、前記撮像装置から出力
される映像信号中に含まれる前記フックの映像と前記撮
像装置の視野中心との相対位置関係に基づき、前記フッ
クの上下座標値を求め、これを荷役作業に関連する荷物
の保管位置情報として出力することを特徴としている。
ン設備を構成するガーダ装置に取り付けられた撮像装置
によって、クレーン設備の固定部側に取り付けられる1
つ以上の走行目印、トロリ装置を撮影するとともに、画
像解析装置によって、撮像装置から出力される映像信号
を画像解析して、トロリ装置のX軸座標値、Y軸座標値
を求めることにより、既存のクレーン設備についても、
エンコーダなどを追加するときなどのように、モータや
ギア部分の設計変更を行うことなく、高い応答速度、高
い検知精度で、ガーダ装置、トロリ装置などの位置を連
続的に検知し、これによって運転の自動化、半自動化を
達成する。
像装置から出力される映像信号中に含まれる走行目印の
映像と、撮像装置の視野中心との相対位置関係に基づ
き、トロリ装置のX軸座標値を求めるとともに、撮像装
置から出力される映像信号中に含まれるトロリ装置の映
像と、撮像装置の視野中心との相対位置関係に基づき、
トロリ装置のY軸座標値を求めることにより、撮像装置
から出力される映像信号を画像処理して、トロリ装置な
どの走行位置、横行位置などを求めるときの処理手順を
簡素化して、リアルタイムで、トロリ装置の走行位置、
横行位置などを求め、これによって運転の自動化、半自
動化を達成する。
像装置から出力される映像信号を画像解析して得られた
トロリ装置のX座標値、Y座標値を荷役作業に関連する
荷物の保管位置情報として出力することにより、撮像装
置から出力される映像信号を画像処理して得られたトロ
リ装置などの走行位置、横行位置などに基づき、移動作
業対象となる荷物の管理を簡素化して、保管業務などの
省力化を達成する。
ロリ装置のY座標値を参照しながら、撮像装置から出力
される映像信号中に含まれるフックの映像と、撮像装置
の視野中心との相対位置関係に基づき、フックの上下座
標値を求め、必要に応じて、これを荷役作業に関連する
荷物の保管位置情報として出力することにより、撮像装
置から出力される映像信号を画像処理して、トロリ装置
などの走行位置、横行位置を検知するのみならず、フッ
クの上下位置などを検知し、これによって荷物の三次元
管理を可能にして、移動作業対象となる荷物の管理や省
力化を飛躍的に高める。
明によるクレーン位置検出システムの一実施の形態を使
用した天上クレーン設備の一例を示す斜視図である。
倉庫などの壁2などに固定される1対のガイドレール3
と、各ガイドレール3上に載置され、オペレータからの
指示に基づき、X軸方向に走行するガーダ装置4と、こ
のガーダ装置4の上部に設けられた1対のガイドレール
5上に載置され、オペレータからの指示に基づき、Y軸
方向に走行するトロリ装置6と、このトロリ装置6の上
部に設けられ、ワイヤ7の巻き取り、繰り出しなどを行
って、ワイヤ7の先端に取り付けられたフック8を上下
させる巻き上げ装置9と、ガーダ装置4の下面側に取り
付けられ、一方の壁2に描かれた複数の走行目印10、
トロリ装置6、フック8などを撮影するカメラ11と、
ガーダ装置4の下面に設けられる操縦室12と、図2に
示すように、操縦室12内に配置され、カメラ11で得
られた映像信号を解析して、トロリ装置6の位置、フッ
ク8の位置などをオペレータに提示するパーソナルコン
ピュータ13、ガーダ装置4の走行制御、トロリ装置6
の走行制御、巻き上げ装置9の巻き上げ制御などを行う
とき、オペレータによって操作されるコントローラ14
と、このコントローラ14から出力される制御信号に基
づき、パーソナルコンピュータ13を動作させながら、
ガーダ装置4、トロリ装置6、巻き上げ装置9などの動
作を制御するシーケンサ15とを備えている。
て、コントローラ14、パーソナルコンピュータ13、
シーケンサ15などの電源が投入されて、コントローラ
14が操作されたとき、カメラ11によって得られた映
像信号の解析処理を開始して、各走行目印10の映像
と、ガーダ装置4の映像と、カメラ11の視野中心との
位置関係、トロリ装置6の映像と、フック8の映像と、
カメラ11の視野中心との位置関係などに基づき、トロ
リ装置6の座標値(X,Y)、フック8の上下座標値な
どを計算して、オペレータに提示するとともに、オペレ
ータの操作内容に応じて、ガーダ装置4、トロリ装置
6、巻き上げ装置9などを制御して、荷物16の積み降
ろし、移動などを行うとともに、荷役・保管管理部(図
示は省略する)からの要求に応じて、荷物16に対する
積み降ろし、移動などを行ったときの座標値(X,
Y)、フック8の上下座標値などを荷役・保管管理部に
供給し、保管倉庫内にある荷物16の管理などを行わせ
る。
する各壁のうち、X軸方向に配置された壁2などの上
部、あるいは天上を構成する梁のうち、X軸方向に配置
された梁などの上部などに各々、配置されており、ガー
ダ装置4の各端部をX軸方向に走行自在に支持する。
本体部17と、このガーダ本体部17の一端側下面に回
転自在に設けられ、その外周面が一方のガイドレール3
上に接して、ガーダ本体部17の一端側を支持する複数
の走行輪18と、ガーダ本体部17の他端側下面に回転
自在に設けられ、その外周面が他方のガイドレール3上
に接して、ガーダ本体部17の他端側を支持する複数の
走行輪19と、シーケンサ15からの指示に基づき、各
走行輪18、19を回転駆動して、ガーダ本体部17を
X軸方向に走行させる複数のモータ20と、ガーダ本体
部17の上部に、Y軸方向に沿うように配置される1対
のガイドレール5とを備えており、シーケンサ15から
の指示に基づき、各モータ20を動作させて、一方のガ
イドレール3上に載せられている一方の走行輪18と、
他方のガイドレール3に載せられている他方の走行輪1
9とを回転駆動させ、ガーダ本体部17をX軸方向に走
行させる。
本体21と、このトロリ本体21に描かれる横行目印2
2と、トロリ本体21の一側部下面に回転自在に設けら
れ、その外周面が一方のガイドレール5上に接して、ト
ロリ本体21の一側部を支持する複数の走行輪23と、
トロリ本体21の他側部下面に回転自在に設けられ、そ
の外周面が他方のガイドレール5上に接して、トロリ本
体21の他側部を支持する複数の走行輪24と、シーケ
ンサ15からの指示に基づき、各走行輪23、24を回
転駆動して、トロリ本体21をY軸方向に走行させるモ
ータ49とを備えており、シーケンサ15からの指示に
基づき、モータ49を動作させて、一方のガイドレール
5に載せられている一方の各走行輪23と、他方のガイ
ドレール5に載せられている他方の各走行輪24を回転
駆動させ、トロリ本体21をY軸方向に走行させる。
に配置される巻き上げ枠25と、この巻き上げ枠25内
に回転自在に取り付けられる巻取部26と、巻き上げ枠
25に固定され、シーケンサ15からの指示に基づき、
巻取部26を正転方向または逆転方向に回転駆動して、
巻取部26に巻付けられているワイヤ7を上下方向に走
行させる巻き上げモータ27と、ワイヤ7の先端部分に
設けられ、荷物16を釣上げるフック8とを備えてお
り、シーケンス装置15からの指示に基づき、巻き上げ
モータ27を回転駆動させて、巻取部26を正転方向ま
たは逆転方向に回転させ、ワイヤ7に先端に取り付けら
れているフック8を上下させる。
分のうち、壁2に描かれた各走行目印10、トロリ装置
6に描かれた横行目印22、およびワイヤ7の先端に取
り付けられたフック8などを撮影し得る部分に垂設され
る支持部28と、この支持部28の下端に固定され、水
平方向を中心にして、壁2に描かれた各走行目印10、
トロリ装置6に描かれた横行目印22、およびワイヤ7
の先端に取り付けられたフック8などを撮影するテレビ
カメラ本体29とを備えており、パーソナルコンピュー
タ13からの指示に基づき、図3に示すように、壁2に
描かれた各走行目印10、トロリ装置6に描かれた横行
目印22、およびワイヤ7の先端に取り付けられたフッ
ク8などを撮影し、これによって得られた映像信号をパ
ーソナルコンピュータ13に供給する。
固定され、このガーダ本体部17とともにX軸方向に移
動する箱状の操縦室本体30と、この操縦室本体30の
前面、側面に形成される複数の窓31とを備えており、
出入り口から操縦室本体30内に乗り込んだオペレータ
に操縦空間を提供し、天上クレーン設備1の運転を行わ
せる。
されるコントローラ筐体の上部などに配置され、オペレ
ータによって操作される複数の操縦レバー33と、コン
トローラ筐体内に配置され、各操縦レバー33の操作内
容に応じてガーダ装置4の各モータ20、トロリ装置6
のモータ49、および巻き上げ装置9の巻き上げモータ
27をそれぞれ動作させるのに必要な制御信号を生成す
る処理部34とを備えており、操縦室12内のオペレー
タによって各操縦レバー33が操作されたとき、ガーダ
装置4の各モータ20、トロリ装置6のモータ49、巻
き上げ装置9の巻き上げモータ27を動作させるのに必
要な制御信号を生成し、これをシーケンサ15に供給す
る。
れるシーケンサ筐体内に配置され、アナログ信号を処理
する複数のアナログボード36と、シーケンサ筐体の裏
面などに設けられ、各アナログボード36に対してアナ
ログ信号の入出力を行う複数のアナログ入出力端子37
と、シーケンサ筐体内に配置され、デジタル信号を処理
する複数のデジタルボード38と、シーケンサ筐体の裏
面などに設けられ、各デジタルボード38に対してデジ
タル信号の入出力を行う複数のデジタル入出力端子39
と、シーケンサ筐体内に配置され、各アナログボード3
6と各デジタルボード38とを連携させる処理ボード4
0とを備えており、コントローラ14から制御信号が出
力されたとき、トリガー信号を生成して、これをパーソ
ナルコンピュータ13に供給するとともに、各制御信号
に応じて、駆動電流を出力し、ガーダ装置4の走行制
御、トロリ装置6の走行制御、巻き上げ装置9の巻き上
げ制御などを行う。
2内に配置され、電源が投入されたときカメラ11の動
作を開始させ、このカメラ11から出力される映像信号
の取り込み処理を開始した後、シーケンサ15からトリ
ガー信号が出力される毎に、画像を解析して、各走行目
印10と視野中心との位置関係、トロリ装置6と視野中
心との位置関係、およびフック8と視野中心との位置関
係などを求めるとともに、これらの各位置関係に基づ
き、トロリ装置6の座標値(X,Y)、フック7の上下
座標値などの位置データを求めるパソコン本体41と、
このパソコン本体41で得られた位置データを予め設定
されている表示形式で、画面表示する表示器42と、複
数の文字キー、テンキーなどを有し、オペレータによっ
て各文字キー、テンキーなどが操作されたとき、操作さ
れたキーに応じた各種指令、各種データを生成してパソ
コン本体41に供給するキーボード43とを備えてい
る。
源が投入されたときカメラ11を動作させ、このカメラ
11から出力される映像信号の取り込み処理を開始し、
シーケンサ15からトリガー信号が出力されたとき、カ
メラ11から出力される映像信号を画像処理して各走行
目印10と視野中心との位置関係、トロリ装置6と視野
中心との位置関係、およびフック8と視野中心との位置
関係などを求め、さらにこれらの各位置関係に基づき、
トロリ装置6の座標値(X,Y)、フック8の上下座標
値などの位置データを求めて、これを記憶するととも
に、予め設定されている表示形式で、表示器42上に表
示し、また荷役・保管管理部からデータ要求が出力され
る毎に、記憶している位置データのうち、要求された位
置データを読み出し、これを荷役・保管管理部に転送す
る。
すように、パソコン本体41の動作を規定するプログラ
ム、画像解析処理で得られた各位置データなどを記憶す
るハードディスク機構45と、キーボード43から出力
される各種指令、各種データの取込み処理、シーケンサ
15から出力されるトリガー信号などの取込み処理、荷
役・保管管理部から出力されるデータ要求の取込み処
理、荷物16を保管した場所などを示す位置データ、各
種信号の出力処理などを行う入出力ボード46と、カメ
ラ11から出力される映像信号の取込み処理、表示デー
タの出力処理などを行うビデオボード47と、入出力ボ
ード46によって取り込まれた各種指令、各種データ、
トリガー信号、データ要求などの処理、入出力ボード4
6を介して、カメラ11の動作を制御する処理、ビデオ
ボード47によって取り込まれた映像信号を解析してト
ロリ装置6の座標値(X,Y)、フック8の上下座標値
などの位置データを求める処理、この処理で得られた位
置データに基づき、表示データを生成する処理、この処
理で得られた表示データをビデオボード47を介し、表
示器42に供給する処理、位置データをハードディスク
機構45に記憶させる処理、このハードディスク機構4
5に記憶されている位置データを入出力ボード46に転
送して、荷役・保管部(図示は省略する)などに供給す
る処理などを行うマザーボード48とを備えている。
されたとき、ハードディスク機構45に記憶されている
プログラムに基づき、入出力ボード46、ビデオボード
47、マザーボード48を起動させて、カメラ11を動
作させ、シーケンサ15からトリガー信号が出力された
とき、このカメラ11から出力される映像信号を画像処
理して、各走行目印10と視野中心との位置関係、トロ
リ装置6と視野中心との位置関係、フック8と視野中心
との位置関係などを求めるとともに、これら各位置関係
に基づき、トロリ装置6の座標値(X,Y)、フック8
の上下座標値などの位置データを求め、これを表示器4
2上に表示して、オペレータに提示しながら、ハードデ
ィスク機構45に記憶する。また、この動作と並行し、
荷役・保管管理部からデータ要求が出力される毎に、ハ
ードディスク機構45に記憶されている各位置データの
うち、指定された位置データを読み出して、荷役・保管
管理部に転送し、荷物16の管理などを行わせる。
視図、図2に示す正面図、図3に示す斜視図、図4に示
すブロック図を参照しながら、この実施の形態の動作に
ついて詳細に説明する。
て、コントローラ14、シーケンス装置15、パーソナ
ルコンピュータ13の電源が投入されると、パーソナル
コンピュータ13内のバードディスク機構45に記憶さ
れたプログラムに基づき、マザーボード48内のメモリ
上に、図5に示すように、画像処理目印判別部49、走
行目印選別部50、走行位置演算部51、走行位置メモ
リ部52、横行位置演算部53、横行位置メモリ部5
4、巻き上げ位置演算部55、巻き上げ位置メモリ部5
6が形成されるとともに、カメラ11が動作して、壁2
に形成された複数の走行目印10の映像と、トロリ装置
6の映像と、フック8の映像とを含む映像信号の出力が
開始される。
ラ14の操作が開始されて、このコントローラ14から
制御信号の出力が開始され、シーケンス装置15からト
リガー信号が出力されると、パーソナルコンピュータ1
3内に形成された画像処理目印判別部49によって、カ
メラ11から出力される映像信号が取り込まれるととも
に、この映像信号中に含まれている各走行目印10の映
像(走行目印映像)、横行目印22の映像(横行目印映
像)、フック8の映像(フック映像)が判別されて、抽
出される。
像処理目印判別部49で抽出された各走行目印映像のう
ち、カメラ11の視野中心に近い走行目印映像が選択さ
れるとともに、走行位置演算部51によって、走行目印
選別部50で選択された走行目印映像と、予め登録され
ている各走行目印登録映像とが比較されて、走行目印映
像と形状や色が一致する走行目印登録映像が選択された
後、この走行目印登録映像の番号に基づき、ガーダ装置
4の大まかな走行位置(X座標値)が判定され、さらに
走行目印映像がカメラ11の視野中心から左方向、右方
向のどちらに、どの程度ずれているかが判定され、この
判定結果に基づき、ガーダ装置4の細かな走行位置(X
座標値)が求められる。
れる調整時点で、何点か実測して得られた値に基づき、
カメラ11に設けられているレンズ57の特性に応じ
た、画像上の相対距離と、実際の距離とが解析されて、
演算上の倍率(定数)、標準レンズの視野、広角レンズ
の視野、その曲率関数f(x)などを示す各関数が一義
的に決めらていることから、カメラ11に取り付けられ
ているレンズ57が図6に示すような標準レンズである
とき、次式に示す演算が行われて、ガーダ装置4の細か
な走行位置(X座標値)が求められるとともに、これが
ガーダ装置4の大まかな走行位置(X座標値)に加算さ
れて、ガーダ装置4の正確な走行位置(X座標値)が求
められ、これが走行位置メモリ部52と、ハードディス
ク機構45とに記憶される。
離 S:カメラ11のレンズ57と、壁2との距離 L’:カメラ11のレンズ57による投影面の中心と、
投影面上にある走行目印10との距離 S’:カメラ11のレンズ57と、このレンズ57によ
る投影面との距離 また、カメラ11に取り付けられているレンズ57が図
7に示すような広角レンズであるときには、カメラ11
に取り付けられているレンズ57のレンズ面曲率を示す
曲率関数f(x)に基づき、レンズ57による投影面の
中心と、投影面上の走行目印10との距離L’が補正さ
れた後、補正済みの距離L’が(1)式に代入されて、
ガーダ装置4の細かな走行位置(X座標値)が求められ
るとともに、これがガーダ装置4の大まかな走行位置
(X座標値)に加算されて、ガーダ装置4の正確な走行
位置(X座標値)が求められ、これが走行位置メモリ部
52と、ハードディスク機構45とに記憶される。
算部53によって、画像処理目印判別部49で抽出され
た横行目印映像が視野中心から、どの程度、上方にずれ
ているかが判定され、この判定結果に基づき、トロリ装
置6の細かな横行位置(X座標値)が求められる。
れる調整時点で、何点か実測して得られた値に基づき、
カメラ11に取り付けられているレンズ57の特性に応
じた、画像上の相対距離と、実際の距離とが解析され
て、演算上の倍率(定数)、標準レンズの視野、広角レ
ンズの視野、その曲率関数f(x)などを示す各関数が
一義的に決めらていることから、カメラ11に取り付け
られているレンズ57が図8に示すような標準レンズで
あるとき、次式に示す演算が行われて、トロリ装置6の
正確な横行位置(Y座標値)が求められ、これが横行位
置メモリ部54と、ハードディスク機構45とに記憶さ
れる。
の水平距離 a:トロリ装置6の下面から、カメラ11のレンズ57
までの垂直距離 b:カメラ11のレンズ57と、このレンズ57による
投影面との水平距離 t’:カメラ11のレンズ57による投影面の中心と、
投影面上にある横行目印22との垂直距離 また、カメラ11に取り付けられているレンズ57が広
角レンズであるときには、カメラ11に取り付けられて
いるレンズ57のレンズ面曲率を示す曲率関数f(x)
に基づき、レンズ57による投影面の中心と、投影面上
の横行目印22との垂直距離t’が補正された後、補正
済みの垂直距離t’が(2)式に代入されて、トロリ装
置6の正確な横行位置(Y座標値)が求められ、これが
横行位置メモリ部54と、ハードディスク機構45とに
記憶される。
置演算部55によって、横行位置メモリ部54に記憶さ
れているトロリ装置6の正確な横行位置(Y座標値)が
参照されて、画像処理目印判別部49で抽出されたフッ
ク映像が視野中心から、どの程度、下方または上方にず
れているかが判定され、この判定結果に基づき、フック
8の細かな上下位置(上下座標値)が求められる。
れる調整時点で、何点か実測して得られた値に基づき、
カメラ11に取り付けられているレンズ57の特性に応
じた、画像上の相対距離と、実際の距離とが解析され
て、演算上の倍率(定数)、標準レンズの視野、広角レ
ンズの視野、その曲率関数f(x)などを示す各関数が
一義的に決めらていることから、カメラ11に取り付け
られているレンズ57が図8に示すような標準レンズで
あるとき、次式に示す演算が行われて、フック8の正確
な上下位置(上下座標値)が求められ、これが巻き上げ
位置メモリ部56と、ハードディスク機構45とに記憶
される。
距離 b:カメラ11のレンズ57と、このレンズ57による
投影面との水平距離 d’:カメラ11のレンズ57による投影面の中心と、
投影面上にあるフック映像との垂直距離 また、カメラ11に取り付けられているレンズ57が広
角レンズであるときには、カメラ11に取り付けられて
いるレンズ57のレンズ面曲率を示す曲率関数f(x)
に基づき、レンズ57による投影面の中心と、投影面上
のフック映像との垂直距離d’が補正された後、補正済
みの垂直距離d’が(3)式に代入されて、フック8の
正確な上下位置(上下座標値)が求められ、これが巻き
上げ位置メモリ部56と、ハードディスク機構45とに
記憶される。
て、走行位置メモリ部52に記憶されているX座標値、
横行位置メモリ部54に記憶されているY座標値、巻き
上げ位置メモリ部56に記憶されている上下座標値に基
づき、表示データが作成されて、表示器42上に、トロ
リ装置6の座標値(X,Y)、フック8の上下座標値が
表示され、オペレータに提示される。
返されて、ガーダ装置4の移動、トロリ装置6の移動、
フック8の移動に伴い、表示器42上に表示されている
トロリ装置6の座標値(X,Y)、フック8の上下座標
値がリアルタイムで更新される。
内のオペレータによって、コントローラ14の操縦レバ
ー33が操作されて、このコントローラ14から操縦レ
バー33の操作内容に応じた制御信号が出力される毎
に、シーケンサ15から制御信号に応じた駆動電流が出
力されて、ガーダ装置4に設けられた各モータ20、ト
ロリ装置6に設けられたモータ49、巻き上げ装置9に
設けられた巻き上げモータ27が駆動される。
がX軸方向、Y軸方向に各々、走行して、トロリ装置6
のX座標、Y座標が調整されるとともに、ワイヤ7の繰
り出し、巻き戻しが行われて、フック8の上下座標が調
整され、荷物16の積み降ろしが行われる。
値、Y座標値、上下座標値を予め設定し、自動モード、
半自動モードを設定しておけば、シーケンス装置13に
よって、パーソナルコンピュータ13によって得られた
トロリ装置6のX座標値、Y座標値と、作業対象となる
荷物16のX座標値、Y座標値とが比較され、これらが
一致した時点で、ガーダ装置4、トロリ装置6が停止状
態にされた後、フックの上下座標値と、作業対象となる
荷物16の上下座標値とが比較され、これらが一致した
時点で、巻き上げ装置9が停止状態にされて、荷物16
の積み降ろしが行われる。
部(図示は省略する)からデータ要求が出されたとき、
マザーボード48によって、ハードディスク機構45に
記憶されている各積み降ろし時の位置データのうち、要
求された位置データが読み出されて、これが荷役・保管
管理部に供給されて、保管倉庫内にある荷物16の管理
などが行われる。
縦室12内のオペレータによって、コントローラ14、
パーソナルコンピュータ13、シーケンサ15などの電
源が投入されて、コントローラ14が操作されたとき、
カメラ11によって得られた映像信号の解析処理を開始
して、各走行目印10の映像と、ガーダ装置4の映像
と、カメラ11の視野中心との位置関係、トロリ装置6
の映像と、フック8の映像と、カメラ11の視野中心と
の位置関係などに基づき、トロリ装置6の座標値(X,
Y)、フック8の上下座標値などを計算して、オペレー
タに提示するとともに、オペレータの操作内容に応じ
て、ガーダ装置4、トロリ装置6、巻き上げ装置9など
を制御して、荷物16の積み降ろし、移動などを行うよ
うにしているので、ガーダ装置4の下面側に1台のカメ
ラ11を取付け、簡単な配線作業を行うだけで、機械的
な改造を一切、行うことなく、トロリ装置6のX座標
値、Y座標値を正確に、かつリアルタイムで検知するこ
とができ、これによってクレーン設備を新設するとき、
少なくとも3つのエンコーダを省略して、その分だけ設
備コストを低減させることができるとともに、横行方向
に移動するトロリ装置6と、操縦室12との間の配線を
省略して、スマートな機械設計を行わせることができ
る。
持ち、かつ精密な検知を行う高価なエンコーダを使用す
ることなく、トロリ装置6のX座標値、Y座標値、フッ
ク8の上下座標値を正確に、かつリアルタイムで検知す
ることができることから、これまで、エンコーダを取り
付けることができなかった既存のクレーン設備に1台の
カメラ11を取付け、簡単な配線作業を行うだけで、エ
ンコーダなどを追加するときなどのように、モータやギ
ア部分の設計変更を行うことなく、高い応答速度、高い
検知精度で、ガーダ装置4、トロリ装置6などの位置を
連続的に検知することができ、これによって運転の自動
化、半自動化を達成することができる(請求項1の効
果)。
を処理して、トロリ装置6の座標値(X,Y)、フック
8の上下座標値などを計算するとき、各走行目印10と
視野中心との位置関係、トロリ装置6と視野中心との位
置関係、フック8と視野中心との位置関係などを求める
とともに、これら各位置関係に基づき、トロリ装置6の
座標値(X,Y)、フック8の上下座標値などの位置デ
ータを求めるようにしているので、カメラ11から出力
される映像信号を画像処理する際の手順を簡素化して、
リアルタイムで、トロリ装置6の走行位置、横行位置な
どを求めることができ、これによって運転の自動化、半
自動化を達成することができる(請求項2の効果)。
ら出力される映像信号を画像処理して得られたトロリ装
置6の座標値(X,Y)、フック8の上下座標値などの
位置データをハードディスク機構45に記憶しておき、
荷役・保管管理部(図示は省略する)から要求があった
とき、ハードディスク機構45をアクセスして、荷物1
6に対する積み降ろし、移動などを行ったときの座標値
(X,Y)、フック8の上下座標値などを荷役・保管管
理部に供給し、保管倉庫内にある荷物16の管理などを
行わせるようにしているので、移動作業対象となる荷物
16の管理を簡素化して、保管業務などの省力化を達成
することができる(請求項3の効果)。
ら出力される映像信号を画像処理してフック8の上下座
標値を求め、この上下座標値を保管管理業務に使用する
ようにしているので、荷物16の三次元管理を可能にし
て、移動作業対象となる荷物16の管理や省力化を飛躍
的に高めることができる(請求項4の効果)。
形態では、壁2に複数の走行目印10を設けるととも
に、トロリ装置6に横行目印22を設け、これら各走行
目印10の映像、横行目印22の映像を抽出して、トロ
リ装置6のX座標値、Y座標値を求めるようにしている
が、実際のクレーン設備、または保管倉庫内などの各部
位に、画像処理技術を使用して、判別可能な部位などが
あれば、これら部位の映像を抽出して、トロリ装置6の
X座標値、Y座標値を求めるようにしても良い。
走行目印10を描くことなく、かつトロリ装置6に横行
目印22を描くことなく、トロリ装置6のX座標値、Y
座標値を求めることができ、その分だけ、初期コストを
低減させることができる。
の映像を処理して、フック8の上下座標を求めるように
しているが、荷物16の上下座標を必要としないときに
は、このようなフック8の映像処理を省略するようにし
ても良い。
ンピュータ13の処理負担を軽くし、その分だけCPU
の処理速度を下げるとともに、メモリ使用量を低減さ
せ、パーソナルコンピュータ13のコストを下げること
ができる。
メラ11によって、壁2に描かれた各走行目印10、ト
ロリ装置6に描かれた横行目印22、ワイヤ7の先端に
設けられたフック8などを撮影して、トロリ装置6のX
座標値、Y座標値、フック8の上下座標値を求めるよう
にしているが、1台のカメラ11によって、各走行目印
10、横行目印22、フック8などを撮影することが難
しいとき、複数のカメラによって、これら各走行目印1
0、横行目印22、フック8などを分担して撮影し、こ
れによって得られた各映像信号を画像処理して、トロリ
装置6のX座標値、Y座標値、フック8の上下座標値を
求めたり、複数のカメラによって、複数の方向を撮影
し、これによって得られた各映像信号のうち、各走行目
印10、横行目印22、フック8などを含む1つの映像
信号を選択して、トロリ装置6のX座標値、Y座標値、
フック8の上下座標値を求めるようにしても良い。
野角を小さくして、画像処理の精度を高くし、トロリ装
置6のX座標値、Y座標値、フック8の上下座標値を求
めるときの精度をさらに向上させることができる。
メラ11によって、壁2に描かれた各走行目印10、ト
ロリ装置6に描かれた横行目印22、ワイヤ7の先端に
設けられたフック8などを撮影して、トロリ装置6のX
座標値、Y座標値、フック8の上下座標値を求めるよう
にしているが、ガーダ装置4、トロリ装置6、巻き上げ
装置9などに、1つ以上のエンコーダを設け、これらの
エンコーダによって、トロリ装置6のX座標値、Y座標
値、フック8の上下座標値のいずれか1つ以上を検知し
ているときには、この検知結果と、カメラ11から出力
される映像信号を画像処理して得られた検知結果とを組
み合わせて、総合的な位置データを求めるようにしても
良い。
求項1のクレーン位置検出システムでは、既存のクレー
ン設備についても、エンコーダなどを追加するときなど
のように、モータやギア部分の設計変更を行うことな
く、高い応答速度、高い検知精度で、ガーダ装置、トロ
リ装置などの位置を連続的に検知することができ、これ
によって運転の自動化、半自動化を達成することができ
る。
は、撮像装置から出力される映像信号を画像処理して、
トロリ装置などの走行位置、横行位置などを求めるとき
の処理手順を簡素化して、リアルタイムで、トロリ装置
の走行位置、横行位置などを求めることができ、これに
よって運転の自動化、半自動化を達成することができ
る。
は、撮像装置から出力される映像信号を画像処理して得
られたトロリ装置などの走行位置、横行位置などに基づ
き、移動作業対象となる荷物の管理を簡素化して、保管
業務などの省力化を達成することができる。
は、撮像装置から出力される映像信号を画像処理して、
トロリ装置などの走行位置、横行位置を検知することが
できるのみならず、フックの上下位置などを検知するこ
とができ、これによって荷物の三次元管理を可能にし
て、移動作業対象となる荷物の管理や省力化を飛躍的に
高めることができる。
施の形態を示す斜視図である。
ラ、シーケンサ、パーソナルコンピュータの詳細な構成
例を示す正面図である。
視図である。
示すブロック図である。
る各処理部の一例を示す説明図である。
た状態で、トロリ装置のX軸座標値を求めるときの動作
を示す説明図である。
た状態で、トロリ装置のX軸座標値を求めるときの動作
を示す説明図である。
た状態で、トロリ装置のY軸座標値、フックの上下座標
値を求めるときの動作を示す説明図である。
…ガーダ装置、5…ガイドレール、6…トロリ装置、7
…ワイヤ、8…フック、9…巻き上げ装置、10…走行
目印、11…カメラ(撮像装置)、12…操縦室、13
…パーソナルコンピュータ(画像解析装置)、14…コ
ントローラ、15…シーケンサ、16…荷物、17…ガ
ーダ本体部、18…走行輪、19…走行輪、20…モー
タ、21…トロリ本体、22…横行目印、23…走行
輪、24…走行輪、25…巻き上げ枠、26…巻取部、
27…巻き上げモータ、28…支持部、29…テレビカ
メラ本体、30…操縦室本体、31…窓、33…操縦レ
バー、34…処理部、36…アナログボード、37…ア
ナログ入出力端子、38…デジタルボード、39…デジ
タル入出力端子、40…処理ボード、41…パソコン本
体、42…表示器、43…キーボード、45…ハードデ
ィスク機構、46…入出力ボード、47…ビデオボー
ド、48…マザーボード、49…モータ
Claims (4)
- 【請求項1】 クレーン設備を構成するトロリ装置のX
軸座標値、Y軸座標値を測定するクレーン位置検出シス
テムにおいて、 前記クレーン設備の固定部側に取り付けられる走行目印
と、 前記クレーン設備を構成するガーダ装置に取り付けら
れ、前記走行目印、前記トロリ装置を撮影する撮像装置
と、 この撮像装置から出力される映像信号を画像解析して、
前記トロリ装置のX軸座標値、Y軸座標値を求める画像
解析装置と、 を備えたことを特徴とするクレーン位置検出システム。 - 【請求項2】 請求項1に記載のクレーン位置検出シス
テムにおいて、 前記画像解析装置は、前記撮像装置から出力される映像
信号中に含まれる走行目印の映像と前記撮像装置の視野
中心との相対位置関係に基づき、前記トロリ装置のX軸
座標値を求めるとともに、前記撮像装置から出力される
映像信号中に含まれるトロリ装置の映像と前記撮像装置
の視野中心との相対位置関係に基づき、前記トロリ装置
のY軸座標値を求める、 ことを特徴とするクレーン位置検出システム。 - 【請求項3】 請求項1、2のいずれかに記載のクレー
ン位置検出システムにおいて、 前記画像解析装置は、前記撮像装置から出力される映像
信号を画像解析して得られたトロリ装置のX座標値、Y
座標値を荷役作業に関連する荷物の保管位置情報として
出力する、 ことを特徴とするクレーン位置検出システム。 - 【請求項4】 請求項1、2、3のいずれかに記載のク
レーン位置検出システムにおいて、 前記撮像装置は、前記トロリ装置に設けられた巻き上げ
装置のフック部分を撮影し、 前記画像解析装置は、前記トロリ装置のY座標値を参照
しながら、前記撮像装置から出力される映像信号中に含
まれる前記フックの映像と前記撮像装置の視野中心との
相対位置関係に基づき、前記フックの上下座標値を求
め、これを荷役作業に関連する荷物の保管位置情報とし
て出力する、 ことを特徴とするクレーン位置検出システム。
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