JP2021054585A - Collision prevention device in crane - Google Patents
Collision prevention device in crane Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021054585A JP2021054585A JP2019178893A JP2019178893A JP2021054585A JP 2021054585 A JP2021054585 A JP 2021054585A JP 2019178893 A JP2019178893 A JP 2019178893A JP 2019178893 A JP2019178893 A JP 2019178893A JP 2021054585 A JP2021054585 A JP 2021054585A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crane
- speed
- handled
- collision
- prevention device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、クレーンの運転時に、クレーンが荷役する取扱物（本明細書において、「取扱物」という。）とクレーンの周囲に存在する作業者を含む対象物（本明細書において、「対象物」という。）との衝突事故を防止するクレーンにおける衝突防止装置に関するものである。 The present invention relates to an object to be handled by the crane during operation of the crane (referred to as "handled object" in the present specification) and an object including an operator existing around the crane (in the present specification, the "object"). It relates to a collision prevention device in a crane that prevents a collision accident with (.).
従来、クレーンにおける衝突防止装置として、距離センサを用いて対象物までの距離を求め、距離の時間変化に基づいて物体の移動速度を演算するとともに、クレーンの相対速度を取得して衝突防止制御を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 Conventionally, as a collision prevention device in a crane, a distance sensor is used to obtain the distance to an object, the moving speed of an object is calculated based on the time change of the distance, and the relative speed of the crane is acquired to perform collision prevention control. What to do has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、特許文献１において開示された技術では、相対速度と対象物までの距離で衝突防止を図っていた。そして、衝突防止は、クレーンそのものと対象物の衝突を防ぐことを行うものであった。このためクレーンが吊っている取扱物については配慮されておらず、特に取扱物が大きいと対象物に衝突する問題を解消できないという課題があった。
By the way, in the technique disclosed in
ところで、本件出願人は、先に、測域センサ、すなわち、空間の物理的な形状データを出力することができる走査型の光波距離計をいい、「光検出と測距」又は「レーザ画像検出と測距」とも呼ばれる「ＬＩＤＡＲ」（Light Detection and Ranging 又は Laser Imaging Detection and Rangingの略語。光を用いたリモートセンシング技術の一つで、パルス状に発光するレーザ照射に対する散乱光を測定し、遠距離にある対象物までの距離やその対象物の形状や性質を分析する装置。）を使用して、以下の１〜３の装置を提案した。
１．クレーン作業エリアの３次元マップを作るときに、死角が発生しているか否か判断して、死角を補う位置で再度スキャニング動作を行い、死角のない３次元マップを作成する装置（特許文献２参照。）。
２．簡易な設備構成で、外乱光対策を実施し、クレーンの作業環境に影響されることなく、作業者を確実に抽出することによって、クレーン作業エリアの安全を確認できる装置（特許文献３参照。）。
３．簡易な設備構成で、クレーンの取扱物の大きさを吊上時に把握し、その情報に応じて減速距離を変えて、作業者などの対象物との衝突を防止する装置（特許文献４参照。）。
By the way, the applicant first refers to a range finder, that is, a scanning type light wave range finder capable of outputting physical shape data of space, and refers to "light detection and distance measurement" or "laser image detection". "LIDAR" (abbreviation for Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging), which is also called "rangefinder". It is one of the remote sensing technologies using light. Using a device that analyzes the distance to an object at a distance and the shape and properties of the object.), The
1. 1. A device that determines whether or not a blind spot has occurred when creating a three-dimensional map of a crane work area, performs a scanning operation again at a position that compensates for the blind spot, and creates a three-dimensional map without a blind spot (see Patent Document 2). .).
2. A device that can confirm the safety of the crane work area by implementing measures against ambient light with a simple equipment configuration and reliably extracting workers without being affected by the working environment of the crane (see Patent Document 3). ..
3. 3. A device that grasps the size of an object handled by a crane at the time of hoisting with a simple equipment configuration and changes the deceleration distance according to the information to prevent a collision with an object such as a worker (see Patent Document 4). ).
特許文献２〜４において開示した上記１〜３の装置、特に、上記３の装置は、特許文献１において開示された技術の問題を解消できるものであった。
The above 1 to 3 devices disclosed in
ところで、上記１〜３の装置で使用されているＬＩＤＡＲ（例えば、北陽電機社製の「ＵＴＭ−３０ＬＸ−ＥＷ」）は、２次元ＬＩＤＡＲ（以下、「２Ｄ−ＬＩＤＡＲ」という。）と呼ばれるもので、半円状に光を照射して反射光が戻ってくるまでの時間を測定し、２Ｄ−ＬＩＤＡＲから対象物までの各角度における距離を測定するとともに、モータコントローラによって制御されるステッピングモータを用いて２Ｄ−ＬＩＤＡＲを回転させ、スキャニングの角度を変えることによって、対象物に対して３次元の計測を行い、立体的な形状の検出を行うようにしていた。
By the way, the LIDAR used in the
このため、この２Ｄ−ＬＩＤＡＲは、対象物の３次元の計測をリアルタイムで行うことができないことから、２Ｄ−ＬＩＤＡＲに対して相対的に移動している対象物に対する３次元の計測を行うのに数秒以上の時間を要し、実質的にリアルタイムで行うことができず、また、相対的に移動していない対象物に対しても、立体的な形状の検出に時間を要することから、特に、特許文献３において開示した上記３の装置において、クレーンの運転中の対象物の３次元の計測や２Ｄ−ＬＩＤＡＲに対して相対的に移動している対象物の３次元の計測検出をリアルタイムで正確に行えないという課題があった。 Therefore, since this 2D-LIDAR cannot perform three-dimensional measurement of an object in real time, it is possible to perform three-dimensional measurement of an object moving relative to 2D-LIDAR. In particular, it takes several seconds or more, cannot be performed in real time, and it takes time to detect a three-dimensional shape even for an object that is not relatively moving. In the device of the above 3 disclosed in Patent Document 3, the three-dimensional measurement of the object while the crane is operating and the three-dimensional measurement detection of the object moving relative to the 2D-LIDER are accurately performed in real time. There was a problem that it could not be done.
本発明は、上記２Ｄ−ＬＩＤＡＲを用いる従来のクレーンにおける衝突防止装置の有する課題に鑑み、簡易な設備構成で、取扱物及び対象物の３次元の計測をリアルタイムで行うことを可能とすることによって、取扱物の大きさをクレーンの吊上時に把握し、その情報に応じて減速、停止を行うことで、作業者などの移動している対象物を含む対象物との衝突を防止する装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the collision prevention device in the conventional crane using the above 2D-LIDAR, the present invention makes it possible to perform three-dimensional measurement of the object to be handled and the object in real time with a simple equipment configuration. A device that prevents collisions with objects including moving objects such as workers by grasping the size of the object to be handled when the crane is hoisted and decelerating and stopping according to the information. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明のクレーンにおける衝突防止装置は、クレーンの運転時に、クレーンが荷役する取扱物とクレーンの周囲に存在する対象物との衝突事故を防止するクレーンにおける衝突防止装置において、クレーンに搭載した３次元測域センサを用いてクレーンが荷役する取扱物の荷姿情報及び対象物の情報をリアルタイムで取得し、取扱物と対象物の衝突を防止する速度を空荷時の速度に取扱物の荷姿情報及び対象物の情報を加えて算出し、該速度に基づいてクレーンの運転を行うようにしたことを特徴とする。
ここで、「３次元測域センサ」（Laser Range Scanner 又は 3D Scanner）とは、空間の物理的な３次元の形状データを同時に出力することができる走査型の光波距離計をいう。
In order to achieve the above object, the collision prevention device in the crane of the present invention is a collision prevention device in a crane that prevents a collision accident between a handling object handled by the crane and an object existing around the crane during operation of the crane. , The 3D range sensor mounted on the crane is used to acquire the packing shape information and the object information of the handling object handled by the crane in real time, and the speed to prevent the collision between the handling object and the object is set when the load is empty. It is characterized in that the crane is operated based on the speed calculated by adding the packing style information of the handled object and the information of the object.
Here, the "three-dimensional range finder" (Laser Range Scanner or 3D Scanner) refers to a scanning type light wave range finder capable of simultaneously outputting physical three-dimensional shape data of space.
この場合において、前記対象物との移動時の衝突を防止する速度を、走行及び横行の同時操作時においては、走行速度と横行速度の合成速度に基づいてクレーンの運転を行うようにすることができる。 In this case, the speed at which the collision with the object during movement is prevented may be set to operate the crane based on the combined speed of the traveling speed and the traversing speed at the time of simultaneous operation of traveling and traversing. it can.
また、前記走行及び横行の同時操作時においては、走行と横行の速度比を変えずにクレーンの運転を行うようにすることができる。 Further, during the simultaneous operation of traveling and traversing, the crane can be operated without changing the speed ratio of traveling and traversing.
また、前記取扱物の荷姿情報に基づいて、該取扱物を所定の高さまで吊り上げたときの死角に入る範囲を算出するようにすることができる。 Further, based on the packing style information of the handled object, the range within the blind spot when the handled object is lifted to a predetermined height can be calculated.
前記取扱物の荷姿情報と、カメラを用いてリアルタイムで取得した作業者の情報とを、人・形状認識パソコンに取り込んで、取扱物と作業者の衝突防止を図るようにすることができる。 It is possible to take the package information of the handled object and the worker information acquired in real time by using a camera into a person / shape recognition personal computer to prevent a collision between the handled object and the worker.
本発明のクレーンにおける衝突防止装置によれば、簡易な設備構成で、取扱物及び対象物の３次元の計測をリアルタイムで行うことを可能とすることによって、取扱物の大きさをクレーンの吊上時に把握し、その情報に応じて減速、停止を行うことで、作業者などの移動している対象物を含む対象物との衝突を防止することができる。 According to the collision prevention device in the crane of the present invention, the size of the object to be handled can be lifted by raising the size of the object to be handled by making it possible to perform three-dimensional measurement of the object to be handled and the object in real time with a simple equipment configuration. By grasping the situation at times and decelerating and stopping according to the information, it is possible to prevent a collision with an object including a moving object such as a worker.
以下、本発明のクレーンにおける衝突防止装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the collision prevention device in the crane of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１〜図２に、本発明に係るクレーンにおける衝突防止装置を適用した天井クレーンの一実施例を示す。 1 and 2 show an embodiment of an overhead crane to which the collision prevention device in the crane according to the present invention is applied.
図１は、本発明に係るクレーンにおける衝突防止装置を天井クレーンに適用した概略構成図で、天井クレーン０１下の作業者１３は、取扱物０９を他の場所に移動させるためフック０５に玉掛け作業を行っている。この状態の安全確認を実施するためにクレーン０１のクラブ０２に設置したカメラ２１（ここで、カメラは、死角をなくすために、クラブ０２の横行方向の前後に２台のカメラ２１ａ、２１ｂを設けることもできる。）で監視している。また、取扱物０９の形状を計測するために、天井クレーン０１上のクラブ０２に測域センサ２３を設置するようにしている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram in which the collision prevention device in the crane according to the present invention is applied to an overhead crane, and a
図２に、このクレーンにおける衝突防止装置の制御構成を示す。
カメラ２１と赤外線投光器２２が、演算装置としての人・形状認識パソコン２６に接続されている。クレーンコントローラ３０から人・形状認識パソコン２６にクレーン作業エリアの作業者１３を検出するように指示が来ると、人・形状認識パソコン２６は赤外線投光器２２のＯＮ／ＯＦＦを行い、それに同期してカメラ２１の撮影を行う。
FIG. 2 shows the control configuration of the collision prevention device in this crane.
The
このクレーンにおける衝突防止装置は、汎用の天井クレーンに適用することができ、天井クレーン０１には、汎用の天井クレーンが備える、例えば、天井クレーン０１の走行位置を把握するための走行レーザ距離計２４、横行位置を把握するための横行レーザ距離計２５等の機器を備えるようにしている。
天井クレーン０１は３方向の動作が可能となっており、巻上下動作を行う巻上モータ３２、巻上モータの速度制御を行う巻上インバータ３１、横行動作を行う横行モータ３４、横行モータの速度制御を行う横行インバータ３３、走行動作を行う走行モータ３６、走行モータの速度制御を行う走行インバータ３５からなる。
The collision prevention device in this crane can be applied to a general-purpose overhead crane, and the
The
測域センサ２３は、演算手段としての人・形状認識パソコン２６に接続されている。
ここで、測域センサ２３は、空間の物理的な形状データを出力することができる走査型の光波距離計をいい、ここでは、「光検出と測距」又は「レーザ画像検出と測距」とも呼ばれる「ＬＩＤＡＲ」（Light Detection and Ranging 又は Laser Imaging Detection and Rangingの略語。光を用いたリモートセンシング技術の一つで、パルス状に発光するレーザ照射に対する散乱光を測定し、遠距離にある対象までの距離やその対象の形状や性質を分析する装置。）、より具体的には、３次元ＬＩＤＡＲ（以下、「３Ｄ−ＬＩＤＡＲ」という。）、例えば、Velodyne Lidar, Inc.製の「Puck」や「Puck-Hi-Res」を使用するようにしている。
この測域センサ２３としての３Ｄ−ＬＩＤＡＲは、２次元（平面）状に光を照射して反射光が戻ってくるまでの時間を測定することで、取扱物０９のように床面より高い物体について計測を行いその座標を求める。
測域センサ２３の視野内にあるすべての高さを持つ物体、すなわち、取扱物０９や対象物の計測を行い、その座標を算出する。
これにより、取扱物０９や対象物に対して３次元の計測をリアルタイムで行い、立体的な形状の検出を行うようにする。
The
Here, the
The 3D-LIDAR as the
An object having all heights within the field of view of the
As a result, three-dimensional measurement is performed in real time on the
以下、本発明に係るクレーンにおける衝突防止装置を、この天井クレーン０１の動作に基づいて説明する。
天井クレーン０１は、クラブ０２が図面の矢印方向に動作し、横行と直角方向に走行車輪０６を備えた天井クレーン０１が走行レール０７上を走行して目的位置に移動する。
Hereinafter, the collision prevention device in the crane according to the present invention will be described based on the operation of the
In the
天井クレーン０１が目的位置へ移動完了後、フック０５下の取扱物０９の検知を行う。
人・形状認識パソコン２６は、取扱物０９の形状を測域センサ２３を使用して計測する。
測域センサ２３は、２次元（平面）状に光を照射して反射光が戻ってくるまでの時間を測定し、測域センサ２３から対象までの距離を測定する。
図７は、そのイメージ図で２次元（平面）状に光をスキャンし、取扱物０９からの距離を測定する。
これにより、取扱物０９に対して３次元の計測をリアルタイムで行い、人・形状認識パソコン２６はその立体的な形状を求める。
After the
The person / shape recognition
The
FIG. 7 is an image diagram of which the light is scanned in a two-dimensional (planar) manner to measure the distance from the object to be handled 09.
As a result, three-dimensional measurement is performed on the handled
天井クレーン０１の移動路上に居る作業者１３の検知は、測域センサ２３によって行うこともできるが、本実施例においては、作業者１３と他の物体とを区別して識別するために、作業者１３のヘルメット１１に、図３に示す再帰性反射材からなるマーク１２を取り付け、カメラ２１の近くに投光器２２を設けて、図４に示す投光器２２のＯＮ／ＯＦＦに同期してクレーン周辺を撮像する。撮像した投光器のＯＮ時の映像とＯＦＦ時の映像の差分を取って、図５に示すヘルメット１１に取り付けた再帰性反射材のマーク映像を抽出し、作業者１３の認識を行う。
なお、作業者１３の検知は、このカメラ２１を用いて行う方法と、測域センサ２３を用いて行う方法とを併用して行うこともできる。
図５（ａ）は、赤外線投光器２２がＯＦＦ時の画像例で、図５（ｂ）は、赤外線投光器２２がＯＮ時の画像例である。人・形状認識パソコン２６はヘルメット１１に付けられた再回帰性反射材からなるマーク１２の映像をＯＮ／ＯＦＦ時に分けてカメラ２１から画像を取り込んで、ＯＮ時の画像からＯＦＦ時の画像の差を取ることにより図５（ｃ）に示すようなマークを抽出した画像例を得ることができる。
ここで、再回帰性反射材には、従来公知のガラスビーズ等を用いたあらゆる方向から入射した光に対して常に入射した方向に光を反射させる、具体的には、入射した光が光源に向けて反射する特性を備えた素材を用いることができる。
The detection of the
The detection of the
FIG. 5A is an example of an image when the
Here, the rereflective reflector uses conventionally known glass beads or the like to constantly reflect light in the incident direction with respect to light incident from all directions. Specifically, the incident light is used as a light source. A material having the property of reflecting toward can be used.
巻上動作を行ったときに、取扱物０９の大きさ情報（Ｗｍ、Ｗｓ）を人・形状認識パソコン２６は、クレーンコントローラ３０に送る。
When the hoisting operation is performed, the person / shape recognition
ここでは、図８に示すように、クレーンコントローラ３０は、天井クレーン０１が取扱物０９を持った場合の減速距離Ｌｍ、Ｌｓは、空荷のときの減速距離に取扱物０９の大きさの１／２の長さを加えたものとして算出する。
Here, as shown in FIG. 8, the
天井クレーン０１は、取扱物０９を巻き上げた後に、移動（走行及び／又は横行）動作に移る。
After winding up the
人・形状認識パソコン２６は、移動（走行及び／又は横行）動作時にカメラ２１を用いて進行方向に作業者１３が居ないかチェックしながら走行する。
作業者１３の検出は、カメラ２１、投光器２２及び人・形状認識パソコン２６を用いて行う。
The person / shape recognition
The detection of the
人・形状認識パソコン２６が、作業者１３を発見したときは、「空荷時の減速距離＋取扱物０９の大きさの１／２の長さ」の距離で減速処理を行うようにクレーンコントローラ３０に送信する。同時に作業者１３に対して音声ガイダンス装置６３から警告を発報するようにクレーンコントローラ３０に送信する。
When the person / shape recognition
警告を発報しても作業者１３が居続けた場合は、「空荷時の停止距離＋取扱物０９の大きさの１／２の長さ」の距離で停止処理を行うように人・形状認識パソコン２６はクレーンコントローラ３０に送信する。
If the
このようにして人・形状認識パソコン２６はクレーンコントローラ３０と連動して衝突防止を実現する。
In this way, the person / shape recognition
ここで、上記説明は、対象物を作業者１３として説明したが、対象物が床面に置かれた物体の場合にも同様に衝突防止の機能を持たせるようにすることができる。
具体的には、操業に入って、図９に示すように、天井クレーン０１が、ワイヤロープ０４に取り付けたフック０５で取扱物０９を吊って目的地まで移動する場合は、測域センサ２３によって床面に置かれた物体１７を検知するようにする。
Here, in the above description, the object is described as the
Specifically, when the
移動（走行及び／又は横行）を開始して点線のような位置で測域センサ２３は物体１７を検知する。
移動を続けて、２点鎖線の位置で取扱物０９の搬送位置より背の高い物体との判断を人・形状認識パソコン２６は行い、クレーンコントローラ３０に減速を指示する。
このとき、図８に示した場合と同様に、「空荷時の減速距離＋取扱物０９の大きさの１／２の長さ」の距離、すなわち、減速距離Ｌｍ、Ｌｓで減速処理を行うようにする。
The
Continuing the movement, the person / shape recognition
At this time, as in the case shown in FIG. 8, the deceleration process is performed at the distance of "deceleration distance when empty + 1/2 length of the size of the
クレーンコントローラ３０は走行インバータ３５に減速を指示する。同時に衝突警報ランプ６１を点灯させる。
The
さらに移動が継続された場合は、人・形状認識パソコン２６は、クレーンコントローラ３０に停止指示を行う。
このとき、「空荷時の停止距離＋取扱物０９の大きさの１／２の長さ」の距離で停止処理を行うようにする。
If the movement is continued, the person / shape recognition
At this time, the stop processing is performed at a distance of "stop distance when empty + 1/2 length of the size of the handled
クレーンコントローラ３０は走行インバータ３５に停止を指示する。同時に停止ランプ６２を点灯させる。
The
ところで、本実施例の装置においては、図１０に示すように、取扱物０９を巻上時の運搬高さがクレーン協会出典（２００３年９月）クレーン誌に掲載の安全のすすめ「玉掛け作業者の再教育について」の荷の巻上時の留意点に記載されている、取扱物０９を床面から原則として人に当たらない２ｍの高さまで巻き上げた段階で、無線機子機３８を操作している作業者１３（以下、「オペレータ」という。）に音声ガイダンス装置６３からアナウンスを行うとともに、巻上停止を行うようにしている。
By the way, in the apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 10, the transport height at the time of hoisting the
さらに、本実施例の装置においては、作業者１３に対する安全性を高めるため、取扱物０９の荷姿情報に基づいて、取扱物０９を所定の高さまで吊り上げたときの死角に入る範囲を人・形状認識パソコン２６を用いて算出するようにしている。
具体的には、測域センサ２３としての３Ｄ−ＬＩＤＡＲにより計測した取扱物０９の高さ方向の情報と水平方向の情報から、取扱物０９を作業者１３（オペレータを含む取扱物０９の周囲に居る作業者）に当たらない２ｍ巻き上げた場合に、カメラ２１（２１ａ、２１ｂ）から死角とならない範囲の算出を人・形状認識パソコン２６を用いて行う。
以下、カメラ２１の視野における取扱物０９が床にある場合と２ｍ巻き上げた場合の人検知範囲の具体的な事例について、図１１〜図１３を用いて説明する。
Further, in the device of the present embodiment, in order to enhance the safety for the
Specifically, from the height information and the horizontal information of the
Hereinafter, specific examples of the human detection range when the handling
［図１１］
１．カメラ視野（床面） ２００００ｍｍ×高さ１００００ｍｍ
２．取扱物サイズ 高さ２０００ｍｍ×幅４０００ｍｍ
３．人高さ １７００ｍｍ
４．クレーン走行定格速度 １ｍ／ｓ
５．クレーン走行減速時間 ６ｓ
６．クレーン停止距離 １／２×１×６＝３ｍ＝３０００ｍｍ
７．床に取扱物がある場合の死角とならない視野端（Ｘ１：取扱物の中心からの距離）は、相似の関係から、
２０００：８０００＝Ｘ１：１００００
Ｘ１＝２５００ｍｍ
となる。
８．取扱物を２ｍ巻き上げた場合の死角とならない視野端（Ｘ２：取扱物の中心からの距離）は、相似の関係から、
２０００：６０００＝Ｘ２：１００００
Ｘ２＝３３３３ｍｍ
となる。
９．人高さを１７００ｍｍとすると、カメラ視野端における人検知可能位置は、
１００００−１７００＝８３００ｍｍ
１０．取扱物を運ぶ高さとして、２ｍまで巻き上げるとすると、取扱物の死角とならない位置とクレーンの走行定格速度から停止した場合、カメラ視野端の人を検知してから停止するまでの距離は、
８３００−１／２×１０００×６−３３３３
＝１９６７ｍｍ＞０
となる。
１１．この場合、カメラ視野端で人を検知した場合、１９６７ｍｍ手前で取扱物が人にぶつからずに停止することが可能となる。
[Fig. 11]
1. 1. Camera field of view (floor surface) 20000 mm x
2.
3. 3.
4. Crane running rated speed 1m / s
5. Crane running deceleration time 6s
6.
7. The field of view edge (X1: distance from the center of the object to be handled), which does not become a blind spot when there is an object to be handled on the floor, is similar to each other.
2000: 8000 = X1: 10000
X1 = 2500mm
Will be.
8. The visual field edge (X2: distance from the center of the handled object), which does not become a blind spot when the handled object is wound up by 2 m, is similar to each other.
2000: 6000 = X2: 10000
X2 = 3333mm
Will be.
9. Assuming that the person height is 1700 mm, the position where the person can be detected at the field edge of the camera is
10000-1700 = 8300mm
10. Assuming that the height to carry the object to be handled is 2 m, the distance from the detection of the person at the end of the field of view of the camera to the stop when the crane is stopped from the position that does not become a blind spot and the rated traveling speed of the crane is
8300-1 / 2 x 1000 x 6-3333
= 1967mm> 0
Will be.
11. In this case, when a person is detected at the field of view of the camera, the object to be handled can be stopped 1967 mm before the person without hitting the person.
［図１２］
上記関係を一般的な数値とすると、３Ｄ−ＬＩＤＡＲで取扱物の形状を検出した場合の取扱物の移動方向に対する幅の半分をＷ［ｍｍ］、取扱物の高さをＨ２［ｍｍ］、フック中心から床面までの距離をＨ１［ｍｍ］、フック中心からカメラ視野端までの距離の半分をＬ１［ｍｍ］、人高さを１７００［ｍｍ］、取扱物を２ｍ巻き上げた位置における取扱物から死角とならない人の位置をＬ２［ｍｍ］、クレーンの移動速度をＶ［ｍ／ｓ］、インバータの減速時間をｔ［ｓ］、取扱物の振れに対する人までの距離の余裕をＬ３［ｍｍ］とすると、
（Ｌ１−１７００）−Ｌ２−（１／２×Ｖ×ｔ×１０００）−Ｌ３＞０
Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３−１７００＞１／２×Ｖ×ｔ×１０００
（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３−１７００）／５００＞Ｖ×ｔ ・・・（１）
となる。
取扱物を２ｍ巻き上げた場合に人が死角とならない位置Ｌ２は、フック位置Ｈ１との相似の関係から、
Ｗ：（Ｈ１−Ｈ２−２０００）＝Ｌ２：Ｈ１
（Ｈ１−Ｈ２−２０００）×Ｌ２＝（Ｗ×Ｈ１）
Ｌ２＝（Ｗ×Ｈ１）／（Ｈ１−Ｈ２−２０００） ・・・（２）
となる。
（２）を（１）に代入して、
（Ｌ１−{（Ｗ×Ｈ１）／（Ｈ１−Ｈ２−２０００）}―Ｌ３−１７００）／５００＞Ｖ×ｔ
となる。
上記関係を満たすようにクレーンの移動速度と減速時間を制御することで、人と取扱物がぶつからない速度に制御可能となる。
[Fig. 12]
Assuming that the above relationship is a general numerical value, when the shape of the handled object is detected by 3D-LIDER, half the width of the handled object in the moving direction is W [mm], the height of the handled object is H2 [mm], and the hook. The distance from the center to the floor is H1 [mm], the distance from the center of the hook to the end of the camera field is L1 [mm], the height of the person is 1700 [mm], and the object to be handled is rolled up by 2 m. The position of the person who does not become a blind spot is L2 [mm], the moving speed of the crane is V [m / s], the deceleration time of the inverter is t [s], and the margin of distance to the person with respect to the runout of the handled object is L3 [mm]. Then
(L1-1700) -L2- (1/2 x V x t x 1000) -L3> 0
L1-L2-L3-1700> 1/2 x V x t x 1000
(L1-L2-L3-1700) / 500> V × t ・ ・ ・ (1)
Will be.
The position L2, which does not cause a blind spot when the object to be handled is wound up by 2 m, is similar to the hook position H1.
W: (H1-H2-2000) = L2: H1
(H1-H2-2000) x L2 = (W x H1)
L2 = (W × H1) / (H1-H2-2000) ・ ・ ・ (2)
Will be.
Substituting (2) into (1),
(L1-{(W × H1) / (H1-H2-2000)} -L3-1700) / 500> V × t
Will be.
By controlling the moving speed and deceleration time of the crane so as to satisfy the above relationship, it is possible to control the speed so that a person and an object to be handled do not collide with each other.
［図１３］
１．床に取扱物がある場合の死角とならない視野端（Ｘ１：取扱物の中心からの距離）は、相似の関係から、
２０００：８０００＝Ｘ１：１００００
Ｘ１＝２５００ｍｍ
となる。
２．取扱物を４ｍ巻き上げた場合の死角とならない視野端（Ｘ２：取扱物の中心からの距離）は、相似の関係から、
２０００：４０００＝Ｘ２：１００００
Ｘ２＝５０００ｍｍ
となる。
３．クレーン走行定格速度１ｍ／ｓ、減速時間６ｓの場合、停止距離が１／２×１×６＝３ｍ＝３０００ｍｍのため、カメラ視野端から取扱物を４ｍ巻き上げて死角とならない視野端は、３３００ｍｍしかなく、人を検知してから停止するまでの距離３０００ｍｍを引くと、３００ｍｍしかないため、巻き上げ過ぎた場合も安全を確保できない。
[Fig. 13]
1. 1. The field of view edge (X1: distance from the center of the object to be handled), which does not become a blind spot when there is an object to be handled on the floor, is similar to each other.
2000: 8000 = X1: 10000
X1 = 2500mm
Will be.
2. The visual field edge (X2: distance from the center of the handled object), which does not become a blind spot when the handled object is wound up by 4 m, is similar to each other.
2000: 4000 = X2: 10000
X2 = 5000mm
Will be.
3. 3. When the crane travel rated speed is 1 m / s and the deceleration time is 6 s, the stopping distance is 1/2 x 1 x 6 = 3 m = 3000 mm, so the field of view edge that does not become a blind spot by winding the object to be handled 4 m from the camera field view end is only 3300 mm. If the distance of 3000 mm from the detection of a person to the stop is subtracted, the distance is only 300 mm, so safety cannot be ensured even if the crane is wound up too much.
そして、取扱物０９の荷姿情報に基づいて、取扱物０９を所定の高さまで吊り上げたときの死角に入る範囲（及びその周囲）に作業者１３（オペレータを含む取扱物０９の周囲に居る作業者）が存在する場合は、自動的に巻き上げを停止し、オペレータに音声ガイダンス装置６３から音声アナウンスにより注意喚起を行うようにする。
Then, based on the packing style information of the handling
ところで、天井クレーン０１が、ワイヤロープ０４に取り付けたフック０５で取扱物０９を吊って目的地まで移動する場合、走行及び横行の同時操作をする場合がある。
この走行及び横行の同時操作時において、本実施例の装置においては、走行速度と横行速度の合成速度に基づいて、さらに、走行と横行の速度比を変えずに天井クレーン０１の運転を行うようにする。
By the way, when the
At the time of simultaneous operation of traveling and traversing, in the device of this embodiment, the
具体的には、図６に示すように、例えば、走行速度６０［ｍ／ｍｉｎ］、横行速度４０［ｍ／ｍｉｎ］で移動する場合、合成速度は、
（６０２＋４０２）１／２≒７２［ｍ／ｍｉｎ］
となり、走行若しくは横行の単独操作時よりも速度が上がってしまい、カメラ視野との関係で、取扱物と対象物との衝突事故を防止できないおそれがあった。
これに対処するために、走行速度と横行速度の合成速度に基づいて、さらに、走行と横行の速度比を変えずに天井クレーン０１の運転を行うようにすることで、取扱物と対象物との衝突事故を防止するとともに、取扱物の軌跡を定格速度で移動した軌跡と合わせることが可能となる。
具体的には、取扱物と対象物とが衝突しないように、例えば、速度を６０％に制限する場合は、走行速度を６０×０．６＝３６［ｍ／ｍｉｎ］、横行速度を４０×０．６＝２４［ｍ／ｍｉｎ］とすることで、合成速度は、
（３６２＋２４２）１／２≒４３［ｍ／ｍｉｎ］
となる。
Specifically, as shown in FIG. 6, for example, when moving at a traveling speed of 60 [m / min] and a traversing speed of 40 [m / min], the combined speed is
(60 2 +40 2) 1/2 ≒ 72 [m / min]
As a result, the speed is higher than when the vehicle is running or traversing alone, and there is a risk that it will not be possible to prevent a collision between the object to be handled and the object due to the relationship with the camera field of view.
In order to deal with this, the
Specifically, in order to prevent the object to be handled and the object from colliding with each other, for example, when the speed is limited to 60%, the traveling speed is 60 × 0.6 = 36 [m / min] and the traversing speed is 40 ×. By setting 0.6 = 24 [m / min], the synthesis rate is
(36 2 +24 2) 1/2 ≒ 43 [m / min]
Will be.
以上、本発明のクレーンにおける衝突防止装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。 The collision prevention device for the crane of the present invention has been described above based on the embodiment thereof, but the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the configuration thereof is appropriately provided within a range not deviating from the gist thereof. Can be changed.
本発明のクレーンにおける衝突防止装置は、簡易な設備構成で、取扱物及び対象物の３次元の計測をリアルタイムで行うことを可能とすることによって、取扱物の大きさをクレーンの吊上時に把握し、その情報に応じて減速、停止を行うことで、作業者などの移動している対象物を含む対象物との衝突を防止することができることから、天井クレーンの用途に好適に用いることができるほか、例えば、クレーンを用いる建設機械等の用途にも用いることができる。 The collision prevention device in the crane of the present invention enables the three-dimensional measurement of the object to be handled and the object to be performed in real time with a simple equipment configuration, so that the size of the object to be handled can be grasped when the crane is lifted. However, by decelerating and stopping according to the information, it is possible to prevent collision with objects including moving objects such as workers, so it can be suitably used for overhead crane applications. In addition, it can also be used, for example, for construction machinery using a crane.
０１ クレーン（天井クレーン）
０２ クラブ
０３ 巻上装置
０４ ワイヤロープ
０５ フック
０６ 走行車輪
０７ 走行レール
０９ 取扱物
１１ ヘルメット
１２ 再帰性反射材からなるマーク
１３ 作業者（対象物）
１４ 玉掛けワイヤ
１７ 物体（対象物）
２１ カメラ
２１ａ カメラ
２１ｂ カメラ
２２ 赤外線投光器
２３ 測域センサ
２４ 走行レーザ距離計
２５ 横行レーザ距離計
２６ 演算装置（人・形状認識パソコン）
３０ クレーンコントローラ
３１ 巻上インバータ
３２ 巻上モータ
３３ 横行インバータ
３４ 横行モータ
３５ 走行インバータ
３６ 走行モータ
３７ 無線機親機
３８ 無線機子機
６１ 衝突警報ランプ
６２ 停止ランプ
６３ 音声ガイダンス装置
Ｌｍ 減速距離
Ｌｓ 減速距離
01 Crane (overhead crane)
02
14
21
30
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019178893A JP7130901B2 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Anti-collision device for cranes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019178893A JP7130901B2 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Anti-collision device for cranes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021054585A true JP2021054585A (en) | 2021-04-08 |
| JP7130901B2 JP7130901B2 (en) | 2022-09-06 |
Family
ID=75272166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019178893A Active JP7130901B2 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Anti-collision device for cranes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7130901B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102420506B1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-07-14 | 주식회사 제이에스솔루션 | Intelligent Vision Sensor For Crane Collision Prevention |
| CN114933243A (en) * | 2022-05-25 | 2022-08-23 | 山东大学 | Bridge crane safety control method and system based on multilayer perceptron network |
| WO2023162201A1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 株式会社エムエムアイ | Crane equipment control system and crane equipment control method |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63247297A (en) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | 株式会社安川電機 | Method of controlling overhead travelling crane |
| JPH10254545A (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Yaskawa Electric Corp | Control method and simulation method |
| JP5983762B2 (en) * | 2012-11-27 | 2016-09-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Crane operation support device |
| JP2017071455A (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Collision prevention device of cargo crane |
| JP2019089612A (en) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | 株式会社日立産機システム | Crane system and control method of crane |
| JP2019127375A (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | 株式会社日立プラントメカニクス | Crane collision prevention device |
| US20190241408A1 (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | Tulsa Winch, Inc. | Work area monitoring system for lifting machines |
| JP2019156532A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 株式会社タダノ | Work vehicle and information display method in work vehicle |
-
2019
- 2019-09-30 JP JP2019178893A patent/JP7130901B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63247297A (en) * | 1987-03-31 | 1988-10-13 | 株式会社安川電機 | Method of controlling overhead travelling crane |
| JPH10254545A (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Yaskawa Electric Corp | Control method and simulation method |
| JP5983762B2 (en) * | 2012-11-27 | 2016-09-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Crane operation support device |
| JP2017071455A (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Collision prevention device of cargo crane |
| JP2019089612A (en) * | 2017-11-13 | 2019-06-13 | 株式会社日立産機システム | Crane system and control method of crane |
| JP2019127375A (en) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | 株式会社日立プラントメカニクス | Crane collision prevention device |
| US20190241408A1 (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | Tulsa Winch, Inc. | Work area monitoring system for lifting machines |
| JP2019156532A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 株式会社タダノ | Work vehicle and information display method in work vehicle |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102420506B1 (en) * | 2021-09-17 | 2022-07-14 | 주식회사 제이에스솔루션 | Intelligent Vision Sensor For Crane Collision Prevention |
| WO2023162201A1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 株式会社エムエムアイ | Crane equipment control system and crane equipment control method |
| CN114933243A (en) * | 2022-05-25 | 2022-08-23 | 山东大学 | Bridge crane safety control method and system based on multilayer perceptron network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7130901B2 (en) | 2022-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7130901B2 (en) | Anti-collision device for cranes | |
| ES2634684T3 (en) | Device to aid the operation of a crane | |
| EP2855332B1 (en) | Determining movement distance of lifting device | |
| CN107055326B (en) | More sling bridge crane panning angle measuring devices and the method measured using the device | |
| JP6342705B2 (en) | Boom collision avoidance device for work equipment | |
| JP2016056006A (en) | Collision avoidance device of boom for working machine | |
| JP6897075B2 (en) | Overwinding detector | |
| JP2009162709A (en) | Surveillance device for mobile robot and surveillance method | |
| JP6513544B2 (en) | Collision prevention device for cargo handling crane | |
| JP7009691B2 (en) | Crane work area safety confirmation device | |
| JP7003353B2 (en) | Crane collision prevention device | |
| CN109502484B (en) | Control method and system for crane operation area | |
| JP6844508B2 (en) | Safety device | |
| KR20150110884A (en) | crane | |
| US20220119229A1 (en) | Crane anti-collision system, method, program, and manufacturing method | |
| JP2831110B2 (en) | Container position detection device | |
| JP7013627B2 (en) | Crane work area registration device | |
| JP5915322B2 (en) | Robot device | |
| JP7081067B2 (en) | Safety device in a crane | |
| KR101362421B1 (en) | Apparatus and Method for Controlling Mevement of Crane | |
| JPH085196Y2 (en) | Container position detector | |
| JP2023031940A (en) | Method of operating overhead crane equipped with human detection system | |
| JP6984080B2 (en) | Pendulum length measuring device used for steady rest control of cranes | |
| KR20110008567A (en) | System and method for controlling crane movement using laser scanner | |
| US11091356B2 (en) | Alignment apparatus of container |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210225 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20210225 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220210 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220301 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220401 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20220401 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220607 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220704 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220712 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220714 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220726 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220727 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7130901 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |