JP2019064814A - Target-position specifying device and suspension member guiding method and system for crane using target-position specifying device - Google Patents

Target-position specifying device and suspension member guiding method and system for crane using target-position specifying device Download PDF

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Abstract

To provide a target-position specifying device that is able to accurately specify a target position and able to shorten a construction period by efficiently aligning a suspension member and to provide a suspension member guiding method and system for a crane using this target-position specifying device.SOLUTION: A target-position specifying device 10 comprises: a GPS receiver 11 that calculates a spatial coordinate (x, y, z) for a reference position A on the basis of a signal from a satellite; a six-axis inertia sensor 12 that measures a posture angle at the spatial coordinate of the reference position A based on the spatial coordinate, speed, acceleration, angle, angular velocity and angular acceleration at the reference position A; a laser pointer 13 that emits a laser toward a target position G from the spatial coordinate of the reference position A; a laser distance meter 14 that measures a distance L from the spatial coordinate of the reference position A to the target position G by means of the laser emitted from the laser pointer 13; and a spatial-coordinate calculating unit 15 that calculates a spatial coordinate (x, y, z) for the target position G on the basis of the spatial coordinate, posture angle and distance L at the reference position A.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、目標位置特定装置、該目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムに関するものである。   The present invention relates to a target position specifying device, and a method and system for guiding a load carrying member of a crane using the target position specifying device.

一般に、クレーンの吊荷部材を建設物の目標位置に吊り降ろす作業は、玉掛作業者との無線による通話や玉掛作業者からの身振り手振りによる合図等をクレーンオペレータが受けてクレーンを操作することによって行われている。   In general, the operation of lifting the load carrying member of the crane to the target position of the construction is performed by the crane operator receiving a call by radio with the pooling operator or a signal by gesture from the pooling operator and operating the crane. It has been done.

前記玉掛作業者は、吊荷部材を建設物の目標位置に位置合わせして接合した後、吊荷部材から吊荷ワイヤを取り外すようになっている。   The sling worker is adapted to remove the hanging wire from the lifting member after aligning and joining the lifting member to the target position of the construction.

尚、クレーンの吊荷部材の組付けと関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。   In addition, there exists patent document 1 as what shows the general technical level relevant to the attachment of the suspension load member of a crane, for example.

特開平１１−１１８９７９号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 11-118979 gazette

しかしながら、従来、玉掛作業者とクレーンオペレータとの間で連携がうまく取れないような場合、吊荷部材の位置合わせに時間を要し、工期に影響を及ぼす虞があった。   However, conventionally, when cooperation between the sling worker and the crane operator can not be achieved well, positioning of the hanging load members takes time, which may affect the construction period.

又、特許文献１に開示されているもののように、映像情報及び音声情報を共有するだけで吊荷部材の位置合わせをすることは、クレーンオペレータの熟練性が要求され、改善の余地が残されていた。   Also, as disclosed in Patent Document 1, the alignment of the hanging load members only by sharing video information and audio information requires skill of the crane operator, leaving room for improvement. It was

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、目標位置を正確に特定し得、又、吊荷部材の位置合わせを効率良く行って工期短縮を図り得る目標位置特定装置、該目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムを提供しようとするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and can accurately specify a target position, and can efficiently shorten the installation period by efficiently aligning the load members, It is an object of the present invention to provide a method and system for guiding a load carrying member of a crane using a target position specifying device.

上記目的を達成するために、本発明の目標位置特定装置は、衛星からの信号に基づき基準位置の空間座標を演算するＧＰＳ受信機と、
該ＧＰＳ受信機で演算された基準位置の空間座標、速度、加速度、角度、角速度及び角加速度に基づき前記基準位置の空間座標における姿勢角を計測する６軸慣性センサと、
前記基準位置の空間座標から目標位置に向けレーザを照射するレーザポインタと、
該レーザポインタから照射されたレーザにより前記基準位置の空間座標から目標位置までの距離を計測するレーザ距離計と、
前記基準位置の空間座標、姿勢角及び距離に基づき目標位置の空間座標を演算する空間座標演算器と
を備えることができる。 In order to achieve the above object, a target position specifying device of the present invention comprises a GPS receiver which calculates spatial coordinates of a reference position based on signals from satellites;
A six-axis inertial sensor that measures an attitude angle at space coordinates of the reference position based on space coordinates, speed, acceleration, angle, angular velocity, and angular acceleration of the reference position calculated by the GPS receiver;
A laser pointer for irradiating a laser from a space coordinate of the reference position to a target position;
A laser rangefinder which measures a distance from a space coordinate of the reference position to a target position by a laser irradiated from the laser pointer;
A space coordinate calculator for calculating space coordinates of the target position based on the space coordinates of the reference position, the attitude angle and the distance.

前記目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法は、吊荷部材を組み付ける目標位置の空間座標を前記目標位置特定装置によって特定する目標位置特定工程と、
該目標位置特定工程で特定された目標位置の空間座標に基づき運搬経路を求める誘導情報演算工程と、
該誘導情報演算工程で求められた運搬経路に沿ってクレーンを駆動し吊荷部材を目標位置へ導くクレーン誘導工程と
を有することができる。 The method for guiding a load loading member of a crane using the target position identifying device includes: a target position identifying step of identifying space coordinates of a target position at which the load loading member is to be assembled by the target position identifying device;
A guidance information calculation step of obtaining a transport route based on the space coordinates of the target position identified in the target position identification step;
And a crane guiding step of driving the crane along the transport path obtained in the guiding information calculation step and guiding the hanging load member to a target position.

又、前記目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法は、吊荷部材を組み付ける目標位置の空間座標を前記目標位置特定装置によって特定する目標位置特定工程と、
該目標位置特定工程で特定された目標位置の空間座標に基づき運搬経路を求める誘導情報演算工程と、
該誘導情報演算工程で求められた運搬経路に沿って吊荷部材を目標位置へ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援工程と
を有することもできる。 Further, in the method of guiding a load loading member of a crane using the target position identifying device, a target position identifying step of identifying, with the target position identifying device, space coordinates of a target position at which the load loading member is assembled.
A guidance information calculation step of obtaining a transport route based on the space coordinates of the target position identified in the target position identification step;
It is also possible to have a guidance support process for transmitting guidance support information for guiding the hanging load member to a target position along the transport path obtained in the guidance information calculation process to the crane operator.

一方、前記目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システムは、前記目標位置特定装置と、
クレーンの吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
少なくとも吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材が移動するよう、クレーンの駆動装置へ制御信号を出力するクレーン制御器と
を備えることができる。 On the other hand, a hanging load member guiding system of a crane using the target position specifying device includes the target position specifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which the load carrying member of the crane may come in contact and outputs obstacle information;
A crane sensor that measures crane information including at least the position of the load member;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to the target position of the loading load member based on the space coordinate of the target position, the obstacle information and the crane information;
And a crane controller for outputting a control signal to a drive of the crane to move the loading member along the transport path.

又、前記目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システムは、前記目標位置特定装置と、
クレーンのジブ、吊荷ワイヤ及び吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
前記吊荷部材の部材・施工情報が記録されたＢＩＭと、
クレーンのジブの起伏角度、起伏速度、旋回角度、旋回速度、吊荷ワイヤの巻上下速度及び吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報、部材・施工情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材が移動するよう、ジブの起伏駆動装置、ジブの旋回駆動装置及び吊荷ワイヤの巻上下駆動装置へ制御信号を出力するクレーン制御器と
を備えることもできる。 Further, a hoisting load member guiding system for a crane using the target position specifying device includes the target position specifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which a jib of a crane, a load wire and a load member may come in contact and outputs obstacle information;
BIM in which the member and construction information of the hanging load member is recorded,
A crane sensor for measuring crane information including a jib elevation angle, elevation speed, turning angle, turning speed, hoisting speed of the hanging wire, and position of the hanging load member of the crane;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to a target position of the hanging load member based on the space coordinate of the target position, obstacle information, member / construction information and crane information;
In order to move the hanging load member along the transport path, it is also possible to provide a jib's relief drive, a jib's turning drive, and a crane controller that outputs control signals to the lifting wire's lifting drive.

又、前記目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システムは、前記目標位置特定装置と、
クレーンの吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
少なくとも吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材を目標位置へ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援情報伝達器と
を備えることができる。 Further, a hoisting load member guiding system for a crane using the target position specifying device includes the target position specifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which the load carrying member of the crane may come in contact and outputs obstacle information;
A crane sensor that measures crane information including at least the position of the load member;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to the target position of the loading load member based on the space coordinate of the target position, the obstacle information and the crane information;
And a guidance support information transmitter for transmitting guidance support information for guiding a load carrying member to a target position along the transport path to a crane operator.

更に又、前記目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システムは、前記目標位置特定装置と、
クレーンのジブ、吊荷ワイヤ及び吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
前記吊荷部材の部材・施工情報が記録されたＢＩＭと、
クレーンのジブの起伏角度、起伏速度、旋回角度、旋回速度、吊荷ワイヤの巻上下速度及び吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報、部材・施工情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材を目標位置へ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援情報伝達器と
を備えることもできる。 Furthermore, a hoist load member guiding system of a crane using the target position specifying device includes the target position specifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which a jib of a crane, a load wire and a load member may come in contact and outputs obstacle information;
BIM in which the member and construction information of the hanging load member is recorded,
A crane sensor for measuring crane information including a jib elevation angle, elevation speed, turning angle, turning speed, hoisting speed of the hanging wire, and position of the hanging load member of the crane;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to a target position of the hanging load member based on the space coordinate of the target position, obstacle information, member / construction information and crane information;
And a guidance support information transmitter for transmitting guidance support information for guiding a load carrying member to a target position along the transport path to a crane operator.

本発明の目標位置特定装置、該目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムによれば、目標位置を正確に特定し得、又、吊荷部材の位置合わせを効率良く行って工期短縮を図り得るという優れた効果を奏し得る。   According to the target position specifying device of the present invention, and the method and system for guiding a load carrying member of a crane using the target position specifying device, the target position can be accurately specified, and the load carrying member can be efficiently aligned. Thus, the excellent effect of shortening the construction period can be achieved.

本発明の目標位置特定装置の実施例を示す概要構成図である。It is a schematic block diagram which shows the Example of the target position identification apparatus of this invention. 本発明の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムの実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the Example of the hanging load member guidance method and system of a crane using the target position identification apparatus of this invention. 本発明の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムの実施例を示す全体図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a general view which shows the Example of the hanging load member guidance method and system of a crane using the target position identification apparatus of this invention. 本発明の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムの実施例を示す要部拡大図であって、図３のＩＶ部相当図である。It is a principal part enlarged view which shows the Example of the hanging load member guidance method and system of a crane using the target position identification apparatus of this invention, Comprising: It is an IV part equivalent view of FIG. 本発明の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムの実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the Example of the hanging load member guidance method and system of a crane using the target position identification apparatus of this invention.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.

図１〜図５は本発明の目標位置特定装置、該目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムの実施例である。   1 to 5 show an embodiment of a target position specifying device according to the present invention and a method and system for guiding a load carrying member of a crane using the target position specifying device.

図１に示す如く、本実施例の目標位置特定装置１０は、ＧＰＳ受信機１１と、６軸慣性センサ１２と、レーザポインタ１３と、レーザ距離計１４と、空間座標演算器１５とを備えている。   As shown in FIG. 1, the target position specifying device 10 of this embodiment includes a GPS receiver 11, a six-axis inertial sensor 12, a laser pointer 13, a laser range finder 14, and a space coordinate calculator 15. There is.

前記ＧＰＳ受信機１１は、衛星からの信号に基づき基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）を演算するようになっている。 The GPS receiver 11 is adapted to calculate the spatial coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A based on the signals from the satellites.

前記６軸慣性センサ１２は、前記ＧＰＳ受信機１１で演算された基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、速度、加速度、角度、角速度及び角加速度に基づき前記基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）における姿勢角を計測するようになっている。 The six-axis inertial sensor 12 determines the reference position A based on the space coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A calculated by the GPS receiver 11, velocity, acceleration, angle, angular velocity and angular acceleration. The attitude angle at the space coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of is measured.

前記レーザポインタ１３は、前記基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）から目標位置Ｇに向けレーザを照射するようになっている。 The laser pointer 13 irradiates a laser from a space coordinate (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A to a target position G.

前記レーザ距離計１４は、前記レーザポインタ１３から照射されたレーザにより前記基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）から目標位置Ｇまでの距離Ｌを計測するようになっている。 The laser distance meter 14 is configured to measure the distance L from the space coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A to the target position G by the laser irradiated from the laser pointer 13 .

前記空間座標演算器１５は、前記基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、姿勢角及び距離Ｌに基づき目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を演算するようになっている。 The space coordinate calculator 15 calculates the space coordinates (x, y, z) of the target position G based on the space coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A, the attitude angle and the distance L. It has become.

本実施例のクレーンの吊荷部材誘導システムは、図２に示す如く、前記目標位置特定装置１０が用いられ、障害物検知センサ２０と、ＢＩＭ３０と、クレーンセンサ４０と、誘導情報演算器５０と、クレーン制御器６０とを備えている。   As shown in FIG. 2, the target position specifying device 10 is used for the load loading member guiding system of the crane of this embodiment, and the obstacle detection sensor 20, the BIM 30, the crane sensor 40, and the guidance information computing unit 50. , And a crane controller 60.

前記障害物検知センサ２０は、クレーン２００のジブ２０１、吊荷ワイヤ２０２及び吊荷部材２０３（図３参照）が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報２１を出力するようになっている。   The obstacle detection sensor 20 detects an obstacle to which the jib 201 of the crane 200, the load wire 202 and the load member 203 (see FIG. 3) may come in contact, and outputs the obstacle information 21. ing.

前記ＢＩＭ３０は、前記吊荷部材２０３の部材・施工情報３１が記録されている。因みに、ＢＩＭとは、Building Information Modeling（ビルディング インフォメーション モデリング）の略称であり、コンピュータ上に現実と同じ建設物の立体モデル（ＢＩＭモデル）を再現して、建設物の施工に活用していくためのものであって、建設現場特有のものである。前記ＢＩＭモデルは、オブジェクトの集合体であるため、建材パーツには幅や奥行き、高さに加え、素材や組み立てる工程（時間）等も盛り込むことができ、図面以外の多くのデータを引き出すことができる。構造体の入力、設備機器も再現可能であり、設備機器には品番、メーカ、価格等も詳しく入れられるため、メンテナンスや資材管理にも使うことができる。   In the BIM 30, the member / construction information 31 of the hanging load member 203 is recorded. By the way, BIM is an abbreviation of Building Information Modeling (Building Information Modeling), and reproduces a three-dimensional model (BIM model) of the same construction as real on a computer, and uses it for construction construction. It is unique to the construction site. Since the BIM model is a collection of objects, in addition to the width, depth, and height, building materials can incorporate materials, assembly processes (time), etc., and draw many data other than drawings. it can. Since the input of the structure and the equipment and equipment can be reproduced, and the equipment and equipment can be detailed with the part number, manufacturer, price, etc., it can be used for maintenance and material management.

前記クレーンセンサ４０は、前記クレーン２００のジブ２０１の起伏角度、起伏速度、旋回角度、旋回速度、吊荷ワイヤ２０２の巻上下速度及び吊荷部材２０３の位置を含むクレーン情報４１を計測するようになっている。   The crane sensor 40 measures the crane information 41 including the elevation angle of the jib 201 of the crane 200, the elevation speed, the turning angle, the turning speed, the winding speed of the lifting wire 202, and the position of the lifting member 203. It has become.

前記誘導情報演算器５０は、前記目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）、障害物情報２１、部材・施工情報３１及びクレーン情報４１に基づき吊荷部材２０３の目標位置Ｇまでの最適な運搬経路５１を求めるようになっている。   The guidance information computing unit 50 is optimum to the target position G of the hanging load member 203 based on the space coordinates (x, y, z) of the target position G, the obstacle information 21, the member / construction information 31 and the crane information 41. It is designed to require a proper transport route 51.

前記クレーン制御器６０は、前記運搬経路５１に沿って吊荷部材２０３が移動するよう、吊荷部材２０３の振れ止めを行いながら駆動されるジブ２０１の起伏駆動装置７０、ジブ２０１の旋回駆動装置８０及び吊荷ワイヤ２０２の巻上下駆動装置９０へ制御信号６１，６２，６３を出力するようになっている。尚、前記ジブ２０１の起伏駆動装置７０は、起伏インバータ７１と起伏モータ７２とによって構成されている。又、前記ジブ２０１の旋回駆動装置８０は、旋回インバータ８１と旋回モータ８２とによって構成されている。更に又、前記吊荷ワイヤ２０２の巻上下駆動装置９０は、巻上下インバータ９１と巻上下モータ９２とによって構成されている。   The crane controller 60 is configured to drive the hoisting drive unit 70 of the jib 201 and the swing drive unit of the jib 201 which are driven while the hoisting member 203 is shaken so that the loading load member 203 moves along the transport path 51. Control signals 61, 62, and 63 are output to the up and down drive device 90 for the wire 80 and the load wire 202. The undulation drive device 70 of the jib 201 is composed of a undulation inverter 71 and a undulation motor 72. Further, the swing drive device 80 of the jib 201 is configured by a swing inverter 81 and a swing motor 82. Furthermore, the winding up-and-down drive device 90 of the hanging load wire 202 is constituted by a winding up-and-down inverter 91 and a winding up-and-down motor 92.

図２に示す本実施例のクレーンの吊荷部材誘導システムは、前記運搬経路５１に沿って吊荷部材２０３を目標位置Ｇへ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援情報伝達器１００を備えることもできる。該誘導支援情報伝達器１００は、最適となる最短の運搬経路５１や障害物等を画面上に表示すると共に、音声によるガイダンスを行うようになっている。   The load carrying member guiding system of the crane according to the present embodiment shown in FIG. 2 includes a guidance support information transmitter 100 for transmitting guidance supporting information for guiding the load carrying member 203 to the target position G along the transport path 51 to the crane operator. It can also be provided. The guidance support information transfer device 100 is configured to display on the screen the shortest transport route 51 and obstacles and the like that are optimal, and to provide guidance by voice.

そして、本実施例のクレーンの吊荷部材誘導システムは、図３に示す如く、クレーン２００によって吊荷部材２０３を建設物３００の目標位置Ｇに運搬する際、図４に示す如く、玉掛作業者Ｗが前記目標位置特定装置１０を用いて前記建設物３００の目標位置Ｇに向けレーザを照射するようになっている。因みに、前記クレーン２００には、図３に示す如く、クレーンＧＰＳ受信機２０４が備えられ、該クレーンＧＰＳ受信機２０４によりクレーン２００自身のクレーン基準位置Ｏの空間座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を認識すると共に、該クレーン基準位置Ｏの空間座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と前記クレーン情報４１とに基づき吊荷部材２０３の運搬開始基準位置Ｐの空間座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を求めるようになっている。尚、図４に示す例では、前記吊荷部材２０３を建設物３００の目標位置Ｇに運搬した後、該建設物３００に対し吊荷部材２０３をボルト・ナット等の締結部材２０５により連結するようになっている。 And when the load carrying member guidance system of the crane of a present Example transports the load carrying member 203 to the target position G of the construction 300 by the crane 200, as shown in FIG. 3, as shown in FIG. W irradiates a laser toward the target position G of the construction 300 using the target position specifying device 10. Incidentally, as shown in FIG. 3, the crane 200 is provided with a crane GPS receiver 204, and the crane GPS receiver 204 makes space coordinates (x 1 , y 1 , z 1) of the crane reference position O of the crane 200 itself. ) And the space coordinates (x 2 , y of the conveyance start reference position P of the lifting load member 203 based on the space coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the crane reference position O and the crane information 41. 2 , z 2 ) is required. In the example shown in FIG. 4, after the lifting load member 203 is transported to the target position G of the construction 300, the lifting load member 203 is connected to the construction 300 by a fastening member 205 such as a bolt and a nut. It has become.

又、本実施例のクレーンの吊荷部材誘導方法は、図５に示す如く、目標位置特定工程（ステップＳ１０参照）と、誘導情報演算工程（ステップＳ２０参照）と、クレーン誘導工程（ステップＳ３０参照）とを有している。   Further, as shown in FIG. 5, in the method for guiding a load carrying member of a crane according to the present embodiment, a target position specifying step (see step S10), a guidance information calculation step (see step S20), and a crane guiding step (see step S30). And.

前記目標位置特定工程は、吊荷部材２０３を組み付ける目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）を前記目標位置特定装置１０によって特定する工程である。   The target position specifying step is a step of specifying the space coordinates (x, y, z) of the target position G at which the load carrying member 203 is assembled by the target position specifying device 10.

前記誘導情報演算工程は、前記目標位置特定工程で特定された目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき運搬経路５１を求める工程である。   The guidance information calculation step is a step of obtaining the transport path 51 based on the space coordinates (x, y, z) of the target position G identified in the target position identification step.

前記クレーン誘導工程は、前記誘導情報演算工程で求められた運搬経路５１に沿ってクレーン２００を駆動し吊荷部材２０３を目標位置Ｇへ導く工程である。   The crane guiding step is a step of driving the crane 200 along the transport path 51 obtained in the guidance information calculating step and guiding the hanging load member 203 to the target position G.

図５に示す本実施例のクレーンの吊荷部材誘導方法は、前記誘導情報演算工程で求められた運搬経路５１に沿って吊荷部材２０３を目標位置Ｇへ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援工程（ステップＳ３１参照）を有することもできる。   The method for guiding a load carrying member of a crane according to the present embodiment shown in FIG. 5 transmits guidance support information for guiding the load carrying member 203 to a target position G along the transport path 51 obtained in the guidance information calculating step to the crane operator. Can have a guidance support process (see step S31).

次に、上記実施例の作用を説明する。   Next, the operation of the above embodiment will be described.

先ず、目標位置特定装置１０においては、図１に示す如く、前記目標位置特定装置１０のＧＰＳ受信機１１において、衛星からの信号に基づき基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）が演算され、前記ＧＰＳ受信機１１で演算された基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、速度、加速度、角度、角速度及び角加速度に基づき６軸慣性センサ１２において前記基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）における姿勢角が計測される。この状態で、前記目標位置特定装置１０のレーザポインタ１３から目標位置Ｇに向けレーザが照射されると、前記基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）から目標位置Ｇまでの距離Ｌがレーザ距離計１４において計測され、前記基準位置Ａの空間座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、姿勢角及び距離Ｌに基づき目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）が空間座標演算器１５において演算される。図３に示すような実際の現場において上記の操作は、図４に示す如く、玉掛作業者Ｗが前記目標位置特定装置１０を用いて前記建設物３００の目標位置Ｇに向けレーザを照射することによって行われる。尚、前記目標位置特定装置１０を用いて前記建設物３００の目標位置Ｇに向けレーザを照射する操作は、必ずしも玉掛作業者Ｗが行う必要はなく、一般の建設作業者であっても良い。 First, at the target position determination device 10, as shown in FIG. 1, the GPS receiver 11 of the target position identifying apparatus 10, the spatial coordinates of the reference position A on the basis of a signal from a satellite (x 0, y 0, z 0 In the six-axis inertial sensor 12 based on the spatial coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ), velocity, acceleration, angle, angular velocity and angular acceleration of the reference position A calculated by the GPS receiver 11 The attitude angle at the space coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A is measured. In this state, when the laser is irradiated from the laser pointer 13 of the target position specifying device 10 toward the target position G, the space coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A to the target position G The distance L is measured by the laser range finder 14 and the spatial coordinates (x, y, z) of the target position G are calculated based on the spatial coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the reference position A, the attitude angle and the distance L It is calculated by the space coordinate calculator 15. In the actual site as shown in FIG. 3, the above-described operation is performed by irradiating the laser toward the target position G of the construction 300 using the target position specifying device 10, as shown in FIG. Done by The operation of irradiating the laser toward the target position G of the construction 300 using the target position specifying device 10 does not necessarily have to be performed by the sling worker W, and a general construction worker may be used.

前述の如く吊荷部材２０３を組み付ける目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）が目標位置特定装置１０によって特定される工程は、目標位置特定工程（図５のステップＳ１０参照）となる。   As described above, the process in which the space coordinates (x, y, z) of the target position G at which the hanging load member 203 is assembled is specified by the target position specifying device 10 is the target position specifying process (see step S10 in FIG. 5).

続いて、前記目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、図２に示す如く、前記目標位置特定装置１０から誘導情報演算器５０へ入力される。又、障害物検知センサ２０においては、クレーン２００のジブ２０１、吊荷ワイヤ２０２及び吊荷部材２０３（図３参照）が接触する可能性のある障害物が検知され、障害物情報２１が誘導情報演算器５０へ出力される。又、ＢＩＭ３０からは、前記吊荷部材２０３の部材・施工情報３１が誘導情報演算器５０へ出力される。更に又、クレーンセンサ４０においては、前記クレーン２００のジブ２０１の起伏角度、起伏速度、旋回角度、旋回速度、吊荷ワイヤ２０２の巻上下速度及び吊荷部材２０３の位置を含むクレーン情報４１が計測され、誘導情報演算器５０へ出力される。尚、クレーンＧＰＳ受信機２０４によりクレーン２００自身のクレーン基準位置Ｏの空間座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）は認識されると共に、該クレーン基準位置Ｏの空間座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）と前記クレーン情報４１とに基づき吊荷部材２０３の運搬開始基準位置Ｐの空間座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）は求められている。そして、前記誘導情報演算器５０において、前記目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）、障害物情報２１、部材・施工情報３１及びクレーン情報４１に基づき吊荷部材２０３の目標位置Ｇまでの最適な運搬経路５１が求められる。 Subsequently, the space coordinates (x, y, z) of the target position G are input from the target position specifying device 10 to the guidance information calculator 50 as shown in FIG. Also, in the obstacle detection sensor 20, an obstacle to which the jib 201 of the crane 200, the hanging load wire 202 and the hanging load member 203 (see FIG. 3) may come in contact is detected, and the obstacle information 21 is guidance information. It is output to the computing unit 50. Further, from the BIM 30, the member / construction information 31 of the hanging load member 203 is output to the guidance information calculator 50. Furthermore, in the crane sensor 40, crane information 41 including the elevation angle of the jib 201 of the crane 200, the elevation speed, the turning angle, the turning speed, the winding speed of the load wire 202 and the position of the load member 203 are measured. And is output to the guidance information computing unit 50. The space coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the crane reference position O of the crane 200 itself are recognized by the crane GPS receiver 204 and the space coordinates (x 1 , y 1 , The space coordinates (x 2 , y 2 , z 2 ) of the transport start reference position P of the suspension load member 203 are obtained based on z 1 ) and the crane information 41. Then, in the guidance information computing unit 50, up to the target position G of the hanging load member 203 based on the space coordinate (x, y, z) of the target position G, the obstacle information 21, the member construction information 31 and the crane information 41. The optimal transport route 51 of is required.

このように、前記目標位置特定工程で特定された目標位置Ｇの空間座標（ｘ，ｙ，ｚ）に基づき運搬経路５１が求められる工程は、誘導情報演算工程（図５のステップＳ２０参照）となる。   As described above, the process of obtaining the transport path 51 based on the space coordinates (x, y, z) of the target position G specified in the target position specifying process includes a guidance information calculation process (see step S20 in FIG. 5) Become.

この後、図２に示すクレーン制御器６０においては、前記運搬経路５１に沿って吊荷部材２０３が移動するよう、吊荷部材２０３の振れ止めを行いながら駆動されるジブ２０１の起伏駆動装置７０の起伏インバータ７１、ジブ２０１の旋回駆動装置８０の旋回インバータ８１及び吊荷ワイヤ２０２の巻上下駆動装置９０の巻上下インバータ９１へ制御信号６１，６２，６３が出力され、前記ジブ２０１の起伏駆動装置７０の起伏モータ７２と、前記ジブ２０１の旋回駆動装置８０の旋回モータ８２と、前記吊荷ワイヤ２０２の巻上下駆動装置９０の巻上下モータ９２とが駆動される。これにより、前記吊荷部材２０３は目標位置Ｇへ導かれる。   Thereafter, in the crane controller 60 shown in FIG. 2, the relief driving device 70 of the jib 201 driven while the suspension load member 203 is shaken so as to move the suspension load member 203 along the transport path 51. Control signals 61, 62, and 63 are output to the up and down inverters 71, the swing inverter 81 of the swing drive device 80 of the jib 201, and the winding up and down inverters 91 of the winding up and down drive device 90 of the hanging load wire 202. A hoisting motor 72 of the apparatus 70, a swing motor 82 of the swing drive device 80 of the jib 201, and a winding up-and-down motor 92 of the winding up-and-down drive device 90 of the hanging wire 202 are driven. Thereby, the hanging load member 203 is guided to the target position G.

前記誘導情報演算工程で求められた運搬経路５１に沿ってクレーン２００が駆動され吊荷部材２０３が目標位置Ｇへ導かれる工程は、クレーン誘導工程（図５のステップＳ３０参照）となる。   The process in which the crane 200 is driven along the transport path 51 determined in the guidance information calculation process and the lifting load member 203 is guided to the target position G is a crane guidance process (see step S30 in FIG. 5).

又、図２に示す誘導支援情報伝達器１００には、最適となる最短の運搬経路５１や障害物等が画面上に表示されると共に、音声によるガイダンスが行われ、前記運搬経路５１に沿って吊荷部材２０３を目標位置Ｇへ導く誘導支援情報がクレーンオペレータに伝達される。クレーンオペレータは、前記クレーン制御器６０による自動運転の代わりに、前記誘導支援情報伝達器１００からの誘導支援情報を参考にしながらクレーン２００を操作することもできる。   Further, in the guidance support information transmitter 100 shown in FIG. 2, the shortest transport route 51 and obstacles and the like which are optimum are displayed on the screen, and guidance by voice is performed, and along the transport route 51. Guidance information for guiding the load carrying member 203 to the target position G is transmitted to the crane operator. The crane operator can operate the crane 200 while referring to the guidance assistance information from the guidance assistance information transmitter 100 instead of the automatic operation by the crane controller 60.

前記誘導情報演算工程で求められた運搬経路５１に沿って吊荷部材２０３を目標位置Ｇへ導く誘導支援情報がクレーンオペレータに伝達される工程は、誘導支援工程（図５のステップＳ３１参照）となる。   In the process of transmitting guidance support information for guiding the loading member 203 to the target position G along the transport path 51 obtained in the guidance information calculation process to the crane operator, there is a guidance support process (see step S31 in FIG. 5) Become.

本実施例の場合、クレーン２００の吊荷部材２０３を建設物３００の目標位置Ｇに吊り降ろす作業時、玉掛作業者Ｗとの無線による通話や玉掛作業者Ｗからの身振り手振りによる合図等をクレーンオペレータが受けてクレーンを操作する必要がなくなり、玉掛作業者Ｗとクレーンオペレータとの間での連携に左右されず、吊荷部材２０３の位置合わせに要する時間が短縮され、工期の遅れが避けられる。   In the case of the present embodiment, at the time of lifting the load carrying member 203 of the crane 200 to the target position G of the construction 300, the wireless communication with the sling worker W, the gesture signaling from the sling worker W, etc. It is not necessary for the operator to receive and operate the crane, and it is not influenced by the cooperation between the sling worker W and the crane operator, the time required for the alignment of the hanging load member 203 is shortened, and the delay of the construction period is avoided. .

又、特許文献１に開示されているものとは異なり、映像情報及び音声情報を共有するだけで吊荷部材２０３の位置合わせをするのではないため、クレーンオペレータの熟練性も要求されなくて済む。   In addition, unlike the one disclosed in Patent Document 1, since the lifting load member 203 is not aligned only by sharing the video information and the audio information, the skill of the crane operator may not be required. .

こうして、目標位置Ｇを正確に特定し得、又、吊荷部材２０３の位置合わせを効率良く行って工期短縮を図り得る。   Thus, the target position G can be accurately identified, and positioning of the hanging load member 203 can be efficiently performed to shorten the construction period.

上述の実施例では、ジブ２０１の起伏駆動装置７０、ジブ２０１の旋回駆動装置８０及び吊荷ワイヤ２０２の巻上下駆動装置９０を備えたクレーン２００に適用した例を示したが、例えば、天井クレーン、各種ジブクレーン、橋形クレーン、アンローダといったクレーンにも適用できることは言うまでもない。因みに、前記アンローダの場合、吊荷ワイヤを備えていないものもあるが、クレーンとしてのアンローダでは、バラ物を搬送するバケットが吊荷部材となる。又、前記ＢＩＭは建設現場特有のものであるため、建設現場以外で用いられるアンローダのようなクレーンでは、ＢＩＭ以外の情報が利用される。   Although the above-mentioned embodiment showed the example applied to the crane 200 provided with the relief drive 70 of the jib 201, the turning drive 80 of the jib 201, and the winding up-and-down drive 90 of the suspension load wire 202, for example, an overhead crane Needless to say, the present invention can be applied to various jib cranes, bridge cranes, and unloaders. Incidentally, in the case of the said unloader, although there is a thing which is not equipped with a suspension load wire, in the unloader as a crane, the bucket which conveys loose materials becomes a suspension load member. In addition, since the BIM is unique to a construction site, a crane such as an unloader used outside of the construction site uses information other than the BIM.

尚、本発明の目標位置特定装置、該目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法及びシステムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、目標位置特定装置はクレーンに限らず、例えば、橋梁の検査やドローンの飛行着陸位置設定といった用途にも適用可能なこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The target position specifying device according to the present invention, and the method and system for guiding a load carrying member of a crane using the target position specifying device are not limited to the above-described embodiments, and the target position specifying device is limited to a crane. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention, such as being applicable to applications such as inspection of bridges and flight landing position setting of drones.

１０ 目標位置特定装置
１１ ＧＰＳ受信機
１２ ６軸慣性センサ
１３ レーザポインタ
１４ レーザ距離計
１５ 空間座標演算器
２０ 障害物検知センサ
２１ 障害物情報
３０ ＢＩＭ
３１ 部材・施工情報
４０ クレーンセンサ
４１ クレーン情報
５０ 誘導情報演算器
５１ 運搬経路
６０ クレーン制御器
６１ 制御信号
６２ 制御信号
６３ 制御信号
７０ 起伏駆動装置
８０ 旋回駆動装置
９０ 巻上下駆動装置
１００ 誘導支援情報伝達器
２００ クレーン
２０１ ジブ
２０２ 吊荷ワイヤ
２０３ 吊荷部材
Ａ 基準位置
Ｇ 目標位置
Ｌ 距離 10 Target Positioning Device 11 GPS Receiver 12 6-Axis Inertial Sensor 13 Laser Pointer 14 Laser Rangefinder 15 Space Coordinate Calculator 20 Obstacle Detection Sensor 21 Obstacle Information 30 BIM
31 member / construction information 40 crane sensor 41 crane information 50 guidance information computing unit 51 transport route 60 crane controller 61 control signal 62 control signal 63 control signal 70 relief drive unit 80 swing drive unit 90 winding up and down drive unit 100 guidance support information transfer 200 Crane 201 Jib 202 Hanging wire 203 Hanging member A Reference position G Target position L Distance

Claims (7)

衛星からの信号に基づき基準位置の空間座標を演算するＧＰＳ受信機と、
該ＧＰＳ受信機で演算された基準位置の空間座標、速度、加速度、角度、角速度及び角加速度に基づき前記基準位置の空間座標における姿勢角を計測する６軸慣性センサと、
前記基準位置の空間座標から目標位置に向けレーザを照射するレーザポインタと、
該レーザポインタから照射されたレーザにより前記基準位置の空間座標から目標位置までの距離を計測するレーザ距離計と、
前記基準位置の空間座標、姿勢角及び距離に基づき目標位置の空間座標を演算する空間座標演算器と
を備えた目標位置特定装置。 A GPS receiver that calculates spatial coordinates of a reference position based on signals from satellites;
A six-axis inertial sensor that measures an attitude angle at space coordinates of the reference position based on space coordinates, speed, acceleration, angle, angular velocity, and angular acceleration of the reference position calculated by the GPS receiver;
A laser pointer for irradiating a laser from a space coordinate of the reference position to a target position;
A laser rangefinder which measures a distance from a space coordinate of the reference position to a target position by a laser irradiated from the laser pointer;
And a space coordinate calculator for calculating space coordinates of a target position based on space coordinates, attitude angle and distance of the reference position. 吊荷部材を組み付ける目標位置の空間座標を前記目標位置特定装置によって特定する目標位置特定工程と、
該目標位置特定工程で特定された目標位置の空間座標に基づき運搬経路を求める誘導情報演算工程と、
該誘導情報演算工程で求められた運搬経路に沿ってクレーンを駆動し吊荷部材を目標位置へ導くクレーン誘導工程と
を有する請求項１記載の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法。 A target position specifying step of specifying space coordinates of a target position at which the load carrying member is assembled by the target position specifying device;
A guidance information calculation step of obtaining a transport route based on the space coordinates of the target position identified in the target position identification step;
And a crane guiding step of driving the crane along the transport path obtained in the guidance information calculating step and guiding the hanging load member to the target position. Method. 吊荷部材を組み付ける目標位置の空間座標を前記目標位置特定装置によって特定する目標位置特定工程と、
該目標位置特定工程で特定された目標位置の空間座標に基づき運搬経路を求める誘導情報演算工程と、
該誘導情報演算工程で求められた運搬経路に沿って吊荷部材を目標位置へ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援工程と
を有する請求項１記載の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導方法。 A target position specifying step of specifying space coordinates of a target position at which the load carrying member is assembled by the target position specifying device;
A guidance information calculation step of obtaining a transport route based on the space coordinates of the target position identified in the target position identification step;
The crane using the target position specifying apparatus according to claim 1, further comprising: a guidance support process for transmitting guidance support information for guiding the loading load member to the target position along the transport route obtained in the guidance information calculation process to the crane operator. Load member guiding method. 前記目標位置特定装置と、
クレーンの吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
少なくとも吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材が移動するよう、クレーンの駆動装置へ制御信号を出力するクレーン制御器と
を備えた請求項１記載の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システム。 The target position identifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which the load carrying member of the crane may come in contact and outputs obstacle information;
A crane sensor that measures crane information including at least the position of the load member;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to the target position of the loading load member based on the space coordinate of the target position, the obstacle information and the crane information;
And a crane controller for outputting a control signal to a driving device of the crane so that the loading member moves along the transport path, the hoisting member guidance system for a crane using the target position specifying device according to claim 1. . 前記目標位置特定装置と、
クレーンのジブ、吊荷ワイヤ及び吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
前記吊荷部材の部材・施工情報が記録されたＢＩＭと、
クレーンのジブの起伏角度、起伏速度、旋回角度、旋回速度、吊荷ワイヤの巻上下速度及び吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報、部材・施工情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材が移動するよう、吊荷部材の振れ止めを行いながら駆動されるジブの起伏駆動装置、ジブの旋回駆動装置及び吊荷ワイヤの巻上下駆動装置へ制御信号を出力するクレーン制御器と
を備えた請求項１記載の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システム。 The target position identifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which a jib of a crane, a load wire and a load member may come in contact and outputs obstacle information;
BIM in which the member and construction information of the hanging load member is recorded,
A crane sensor for measuring crane information including a jib elevation angle, elevation speed, turning angle, turning speed, hoisting speed of the hanging wire, and position of the hanging load member of the crane;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to a target position of the hanging load member based on the space coordinate of the target position, obstacle information, member / construction information and crane information;
Control signals are sent to the jib's hoisting drive, the jib's swing drive and the hoisting wire's hoisting and lowering drive, which are driven while the hoisting member is moved so that the hanging load moves along the transport path. The hoisting load member guidance system of the crane using the target position identification apparatus of Claim 1 provided with the crane controller which outputs. 前記目標位置特定装置と、
クレーンの吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
少なくとも吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材を目標位置へ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援情報伝達器と
を備えた請求項１記載の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システム。 The target position identifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which the load carrying member of the crane may come in contact and outputs obstacle information;
A crane sensor that measures crane information including at least the position of the load member;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to the target position of the loading load member based on the space coordinate of the target position, the obstacle information and the crane information;
And a guidance support information transmitter for transmitting guidance support information for guiding the loading load member to the target position along the transport path to the crane operator. system. 前記目標位置特定装置と、
クレーンのジブ、吊荷ワイヤ及び吊荷部材が接触する可能性のある障害物を検知し障害物情報を出力する障害物検知センサと、
前記吊荷部材の部材・施工情報が記録されたＢＩＭと、
クレーンのジブの起伏角度、起伏速度、旋回角度、旋回速度、吊荷ワイヤの巻上下速度及び吊荷部材の位置を含むクレーン情報を計測するクレーンセンサと、
前記目標位置の空間座標、障害物情報、部材・施工情報及びクレーン情報に基づき吊荷部材の目標位置までの運搬経路を求める誘導情報演算器と、
前記運搬経路に沿って吊荷部材を目標位置へ導く誘導支援情報をクレーンオペレータに伝達する誘導支援情報伝達器と
を備えた請求項１記載の目標位置特定装置を用いたクレーンの吊荷部材誘導システム。 The target position identifying device;
An obstacle detection sensor that detects an obstacle to which a jib of a crane, a load wire and a load member may come in contact and outputs obstacle information;
BIM in which the member and construction information of the hanging load member is recorded,
A crane sensor for measuring crane information including a jib elevation angle, elevation speed, turning angle, turning speed, hoisting speed of the hanging wire, and position of the hanging load member of the crane;
A guidance information computing unit for obtaining a transport route to a target position of the hanging load member based on the space coordinate of the target position, obstacle information, member / construction information and crane information;
And a guidance support information transmitter for transmitting guidance support information for guiding the loading load member to the target position along the transport path to the crane operator. system.
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