JP2023003182A - クレーン - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で物体の位置を検知することができるクレーンを提供する。【解決手段】 走行可能なクレーン１であって、進行方向にある物体Ｇとの距離を検知する距離検知手段４１と、距離検知手段４１が検知する検知範囲Ｓを含めた範囲を撮影する単眼カメラ５１と、距離検知手段４１が検知した距離に基づいて、検知範囲Ｓを算出する検知範囲算出部６３と、検知範囲算出部６３が算出した検知範囲Ｓを、単眼カメラ５１のカメラ画像Ｐ１に重畳して重畳画像Ｐ２を生成する重畳画像生成部６４と、重畳画像Ｐ２を表示する表示部７１と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、走行可能なクレーンに関する。

従来、カメラによって撮影されたカメラ画像に含まれる物体を、枠等によって強調表示することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、撮像画像に含まれる歩行者が包含される最小の矩形形状の検出枠を表示する構成が開示されている。

特開２０１９－２１５２３８号公報

しかし、特許文献１の発明は、撮像情報処理部によって、撮像画像に含まれる移動体を検知して、移動体の占める領域を矩形状の枠内の領域として検出する構成である。そのため、撮像画像から移動体を検知する処理をする必要があり、簡易な構成で物体の位置を検知することができない、という問題がある。

そこで、本発明は、簡易な構成で物体の位置を検知することができるクレーンを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のクレーンは、走行可能なクレーンであって、進行方向にある物体との距離を検知する距離検知手段と、前記距離検知手段が検知する前記検知範囲を含めた範囲を撮影する単眼カメラと、前記距離検知手段が検知した前記距離に基づいて、前記検知範囲を算出する検知範囲算出部と、前記検知範囲算出部が算出した前記検知範囲を、前記単眼カメラのカメラ画像に重畳して重畳画像を生成する重畳画像生成部と、前記重畳画像を表示する表示部と、を備えることを特徴とする。

このように構成された本発明のクレーンは、簡易な構成で物体の位置を検知することができる。

実施例１のクレーンを示す側面図である。 実施例１のクレーンを示す平面図である。 実施例１のクレーンの機能構成を示すブロック図である。 実施例１のカメラ画像を示す図である。 実施例１の重畳画像を示す図であり、物体が遠くにある状態を示す図である。 実施例１の重畳画像を示す図であり、物体が近づいた状態を示す図である。 実施例１の制御部による処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明によるクレーンを実現する実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

実施例１におけるクレーンは、クレーンとしてのラフテレーンクレーン（以下、単にクレーンという）に適用される。

［クレーンの構成］
図１は、実施例１のクレーンを示す側面図である。図２は、実施例１のクレーンを示す平面図である。以下、実施例１のクレーンの構成を説明する。なお、クレーンの前後方向を前後方向Ｄとする。

図１及び図２に示すように、クレーン１は、車体（走行体）１０と、旋回体２０と、ブーム３０とを備えている。

車体１０は、アウトリガー１１と、道路や作業現場を自走するための走行装置等を備えている。

アウトリガー１１は、作業時に、水平方向及び垂直方向に張り出し、車体１０全体を持ち上げて、姿勢を安定させる。

旋回体２０は、車体１０の上方に設けられ、車体１０に対して、鉛直軸Ｃ１回りに回転可能となっている。旋回体２０は、キャビン２１を備えている。

キャビン２１は、クレーン１の進行方向を向いて、ブーム３０の右側に設けられている。すなわち、キャビン２１は、旋回体２０が前方を向いた姿勢において、ブーム３０の右側に設けられている。なお、キャビン２１は、クレーン１の進行方向を向いて、ブーム３０の左側に設けられてもよい。

キャビン２１は、車体１０の走行を制御するための操作部（例えば、ステアリング、シフトレバー、アクセルペダル、及びブレーキペダル等）を有している。また、キャビン２１は、旋回体２０やブーム３０やウィンチ２４等を操作する操作部を有する。キャビン２１に搭乗した運転者Ｍは、操作部を操作して、旋回体２０を旋回させ、ブーム３０を起伏及び伸縮させ、ウィンチ２４を回転させて作業を行う。

図１に示すように、ブーム３０は、基端側の基端ブーム３１と、中間ブーム３２と、先端側の先端ブーム３３と、を備えている。中間ブーム３２と先端ブーム３３は、順次、基端ブーム３１の内部に格納される入れ子式になっている。

基端ブーム３１は、旋回体２０に設けられた起伏シリンダ（不図示）に支持されている。起伏シリンダが伸縮することで、ブーム３０は起伏し、伸縮シリンダ（不図示）が伸縮することによって、ブーム３０が伸縮するようになっている。

先端ブーム３３の先端に設けられたブームヘッド３３ａには、シーブ３４が配置されている。旋回体２０に設けられたウィンチ２４には、吊り荷用のワイヤロープ３５が巻かれている。ワイヤロープ３５は、ウィンチ２４からシーブ３４までブーム３０に沿って配置されている。シーブ３４に掛け回されたワイヤロープ３５は、シーブ３４から鉛直方向の下方に吊り下げられている。ワイヤロープ３５の最下部には、フック３６が設けられている。

フック３６には、荷物を引っ掛けて吊ることができる。ウィンチ２４によってワイヤロープ３５が繰り出されることで、フック３６が降下し、ワイヤロープ３５が巻き上げられることで、フック３６が上昇するようになっている。

図１及び図２に示すように、距離検知手段４１は、車体１０の前側（前部）に、前方を向いた姿勢で設けられている。距離検知手段４１は、ブーム３０に対して、車体１０のキャビン２１が設けられていない側に取り付けられている。本実施形態の距離検知手段４１は、クレーン１から遠ざかるにしたがって検知範囲Ｓが広がるようになっている。距離検知手段４１は、例えば、ミリ波レーダや、超音波センサや、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等にすることができる。

なお、本発明における距離検知手段は、距離検知手段から遠ざかる（距離検知手段からの距離が遠くなる）にしたがって検知範囲が広がるものに限定されない。すなわち、本発明における距離検知手段は、距離検知手段から遠ざかるにしたがって検知範囲が例えば円錐状に広がるものであってもよいし、距離検知手段から遠ざかるにしたがって検知範囲が狭くなるものであってもよいし、距離検知手段から遠ざかっても検知範囲が広くも狭くもならずに一定であるものであってもよい。

距離検知手段４１は、クレーン１の走行時や発進前等の静止時に、クレーン１の進行方向の前方の物体との距離を検知する。物体としては、自動車や、自転車や、人物や、建設物や、工事現場に置かれている建設資材等があげられる。物体は、静止している静止体であっても、移動している移動体であってもよい。

旋回体２０には、単眼カメラ５１が、前方を向いた姿勢で設けられている。単眼カメラ５１は、ブーム３０に対して、車体１０のキャビン２１が設けられていない側(本例では、キャビン２１の左側)に取り付けられている。単眼カメラ５１は、距離検知手段４１が検知する検知範囲Ｓを含めた範囲を撮影可能となっている。

キャビン２１には、表示部７１と報知部７２が設けられている。表示部７１は、画像を表示する画像表示装置としてのモニタとすることができる。報知部７２は、音声を発する音声出力装置としてのスピーカとすることができる。

このように構成されたクレーン１は、ウィンチ２４によるワイヤロープ３５の繰り出し・巻き上げ、ブーム３０の起伏及び伸縮、並びに旋回体２０の旋回により、フック３６に吊られた荷物を所定の位置に移動させる作業を行うことができる。

また、クレーン１は、格納された状態で伏した姿勢のブーム３０の先端が車体１０から前方に突き出した状態で、走行可能とする。

［クレーンの機能構成］
図３は、実施例１のクレーン１の機能構成を示すブロック図である。図４は、実施例１のカメラ画像を示す図である。図５は、実施例１の重畳画像を示す図であり、物体が遠くにある状態を示す図である。図６は、実施例１の重畳画像を示す図であり、物体が近づいた状態を示す図である。以下、実施例１のクレーン１の機能構成を説明する。

図３に示すように、クレーン１は、距離検知手段４１が検知した検知情報と、単眼カメラ５１が撮影したカメラ画像とが制御部６０に入力され、制御部６０で処理された処理情報が、表示部７１と報知部７２に入力される。

距離検知手段４１は、クレーン１の走行時に使用され、クレーン１の進行方向の前方の物体との距離を検知する。距離検知手段４１が検知した検知情報は、制御部６０に入力される。

単眼カメラ５１は、クレーン１の走行時や発進前等の静止時に使用され、クレーン１の進行方向の前方を撮影する。単眼カメラ５１は、距離検知手段４１が検知する検知範囲Ｓを少なくとも一部含む範囲を撮影する。単眼カメラ５１が撮影したカメラ画像は、制御部６０に入力される。

制御部６０は、距離情報取得部６１と、カメラ画像取得部６２と、検知範囲算出部６３と、重畳画像生成部６４と、色決定部６５と、を備えている。

距離情報取得部６１は、距離検知手段４１が検知した物体との距離の情報を取得する。カメラ画像取得部６２は、単眼カメラ５１が撮影したカメラ画像を取得する。図４に示すように、カメラ画像Ｐ１には、クレーン１の進行方向の前方が表示されている。また、カメラ画像Ｐ１には、車体１０の前部とブーム３０の先端部分が映り込んでいる。

検知範囲算出部６３は、距離検知手段４１が検知した距離に対応した検知範囲Ｓを算出する。

具体的には、図５に示すように、物体Ｇ（例えば、自動二輪車及びライダー）がクレーン１から遠く離れた前方にいる場合、検知範囲算出部６３は、距離検知手段４１から物体Ｇまでの距離に対応した、距離検知手段４１の検知範囲Ｓ１を算出する。

図６に示すように、物体Ｇがクレーン１に近づいた場合、検知範囲算出部６３は、距離検知手段４１から物体Ｇまでの距離に対応した、距離検知手段４１の検知範囲Ｓ２（検知範囲Ｓ１よりも狭い範囲）を算出する。物体Ｇがクレーン１にさらに近づいた場合、検知範囲算出部６３は、距離検知手段４１から物体Ｇまでの距離に対応した、距離検知手段４１の検知範囲Ｓ３（検知範囲Ｓ２よりも狭い範囲）を算出する。

すなわち、検知範囲算出部６３は、距離検知手段４１が検知した距離検知手段４１からの距離に基づいて、検知範囲Ｓを算出する。

検知範囲算出部６３が算出した検知範囲Ｓは、距離検知手段４１の検知方向に対して垂直な断面が例えば矩形状である場合、検知範囲Ｓは矩形状となり、距離検知手段４１の検知方向に対して垂直な断面が例えば楕円形状である場合、検知範囲Ｓは楕円形状となる。検知範囲算出部６３が算出した検知範囲Ｓは、周縁を枠として表しても良いし、透明色で塗りつぶした領域としてもよい。

なお、検知範囲算出部６３が算出する検知範囲Ｓは、距離検知手段４１の検知方向に対して垂直な断面の形状に対応させたものでなくてもよい。すなわち、検知範囲算出部６３が算出する検知範囲Ｓを、例えば、距離検知手段４１の検知方向（検出の中心軸）に対して、検出状況に応じて角度を変化させて形成される形状の範囲としてもよく、地表面に対して常に垂直となる面での検出範囲に限定するものではない。

重畳画像生成部６４は、図４に示す単眼カメラ５１のカメラ画像Ｐ１に、検知範囲算出部６３が算出した検知範囲Ｓの外周縁に対応した枠を重畳して、図５及び図６に示す重畳画像Ｐ２を生成する。

色決定部６５は、距離検知手段４１が検知した距離に基づいて、検知範囲Ｓの枠を表示する色を決定する。

具体的には、図５に示すように、物体Ｇがクレーン１から遠く離れた位置にあり、物体Ｇとの距離が遠い場合、検知範囲Ｓ１の枠の色を、注意喚起の低い色を連想させる色（例えば、青色）にすることができる。

図６に示すように、物体Ｇがクレーン１に近づいて、距離が近くなった場合、検知範囲Ｓ２の枠の色を、注意喚起のやや高い色を連想させる色（例えば、黄色）にすることができる。物体Ｇがクレーン１にさらに近づいて、距離がさらに近くなった場合、検知範囲Ｓ３の枠の色を、注意喚起の高い色を連想させる色（例えば、赤色）にすることができる。

図５及び図６に示すように、表示部７１は、制御部６０から入力された指示に従って、重畳画像Ｐ２が表示される。なお、表示部７１には、運転者Ｍの操作によって、図４に示すように、カメラ画像Ｐ１を表示させることもできる。

表示部７１には、重畳画像Ｐ２に映り込んだクレーン１の領域Ｆに、クレーン１に関する情報Ｅを表示することができる。クレーン１に関する情報Ｅは、クレーン１の走行の際に、表示部７１に常に表示することができる。

クレーン１に関する情報Ｅは、例えば、クレーン１を俯瞰した状態を模式的に表した図に、距離検知手段４１が検知した物体Ｇとの距離に応じて、警告をするインジケータ８１を表示したものとすることができる。

具体的には、物体Ｇがクレーン１から遠く離れた位置にあり、距離検知手段４１から物体Ｇまでの距離が遠い場合、インジケータ８１の色を、注意喚起の低い色を連想させる色（例えば、青色）にして、インジケータ８１を点灯することができる。

物体Ｇがクレーン１に近づいて、距離検知手段４１からの距離が近くなった場合、インジケータ８１の色を、注意喚起のやや高い色を連想させる色（例えば、黄色）にすることができる。物体Ｇがクレーン１にさらに近づいて、距離検知手段４１から距離がさらに近くなった場合、インジケータ８１の色を、注意喚起の高い色を連想させる色（例えば、赤色）にすることができる。

なお、インジケータ８１の各色は、検知範囲Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にそれぞれ対応づけたものとするのが好ましい。すなわち、物体Ｇまでの距離が検知範囲Ｓ１のときは、インジケータ８１の色を例えば青色とし、物体Ｇまでの距離が検知範囲Ｓ２のときは、インジケータ８１の色を例えば黄色とし、物体Ｇまでの距離が検知範囲Ｓ３のときは、インジケータ８１の色を例えば赤色とすればよい。

報知部７２は、距離検知手段４１が検知した物体Ｇとの距離に基づいて、音声を発することで警告を報知する。具体的には、報知部７２は、距離検知手段４１が検知した物体Ｇとの距離を音声によって発することができる。

［制御部による処理］
図７は、実施例１の制御部６０による処理の流れを示すフローチャートである。以下、実施例１の制御部６０による処理の流れを説明する。

まず、制御部６０は、距離検知手段４１の検知情報を取得する（ステップＳ１０１）。すなわち、制御部６０は、物体Ｇとの距離を取得する。

次いで、カメラ画像取得部６２は、単眼カメラ５１が撮影したカメラ画像Ｐ１を取得する（ステップＳ１０２）。

次いで、検知範囲算出部６３は、距離検知手段４１が検知した距離に対応した検知範囲Ｓを算出する（ステップＳ１０３）。

次いで、色決定部６５は、距離検知手段４１が検知した距離に基づいて、重畳表示する検知範囲Ｓの枠の色を決定する（ステップＳ１０４）。

次いで、重畳画像生成部６４は、検知範囲算出部６３が算出した検知範囲Ｓの枠を、色決定部６５が決定した色に設定して、単眼カメラ５１のカメラ画像Ｐ１に重畳し、重畳画像Ｐ２を生成する（ステップＳ１０５）。

次いで、制御部６０は、重畳画像Ｐ２を表示部７１に表示する指示を与える（ステップＳ１０６）。

次いで、制御部６０は、距離検知手段４１が検知した物体Ｇまでの距離に基づいて、音声を発する指示を報知部７２に与え（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

［クレーンの作用］
以下、実施例１のクレーン１の作用を説明する。

実施例１のクレーン１は、走行可能なクレーン１であって、遠ざかるにしたがって検知範囲Ｓが広がる、進行方向にある物体Ｇとの距離を検知する距離検知手段４１と、距離検知手段４１が検知する検知範囲Ｓを含む範囲を撮影する単眼カメラ５１と、距離検知手段４１が検知した距離に基づいて、検知範囲Ｓを算出する検知範囲算出部６３と、検知範囲算出部６３が算出した検知範囲Ｓ（の枠）を、単眼カメラ５１のカメラ画像Ｐ１に重畳して重畳画像Ｐ２を生成する重畳画像生成部６４と、重畳画像Ｐ２を表示する表示部７１と、を備える（図３）。

これにより、カメラ画像Ｐ１の中から、物体Ｇとの距離に応じた検知範囲Ｓを、物体Ｇの存在する範囲として特定することができる。そのため、カメラ画像Ｐ１の中から物体Ｇを探し出すような面倒な手間をかけずに、物体Ｇの位置を特定することができる。その結果、簡易な構成で、物体Ｇに対するより正確な情報を取得することができる。

なお、距離検知手段４１が、遠ざかるにしたがって検知範囲が狭くなるものであっても、カメラ画像Ｐ１の中から物体Ｇとの距離に応じた検知範囲Ｓを、物体Ｇのいる範囲として特定することができる。また、距離検知手段４１が、距離検知手段４１からの距離に拘わらず検知範囲が一定であるものであっても、カメラ画像Ｐ１の中から物体Ｇとの距離に応じた検知範囲Ｓを、物体Ｇのいる範囲として特定することができる。

実施例１のクレーン１において、距離検知手段４１が検知した物体Ｇとの距離に基づいて、検知範囲Ｓの枠を重畳表示する色を決定する色決定部６５を備える（図３）。

これにより、物体Ｇとの距離が遠い場合、検知範囲Ｓの枠の色を、注意喚起の低い色を連想させる色（例えば、青色）にし、物体Ｇとの距離が近づいた場合、検知範囲Ｓの枠の色を、注意喚起の高い色を連想させる色（例えば、黄色や赤色）にすることができる。そのため、物体Ｇが近づいたことを視覚的に認識させることができる。

実施例１のクレーン１において、距離検知手段４１は、ブーム３０に対して、キャビン２１が設けられていない側に取り付けられている（図２）。

これにより、キャビン２１に搭乗した運転者Ｍから確認し難い位置の物体Ｇの位置を特定することができる。そのため、キャビン２１に搭乗した運転者Ｍから確認し難い位置の物体Ｇの情報を取得することができる。

実施例１のクレーン１において、距離検知手段４１が検知した物体Ｇとの距離に基づいて、報知する報知部７２を備える（図３）。

これにより、物体Ｇとの距離を把握することができる。そのため、物体Ｇに対するより正確な情報を取得することができる。

実施例１のクレーン１において、表示部７１には、重畳画像Ｐ２に映されたクレーン１の領域Ｆに、クレーン１に関する情報Ｅが表示される（図５及び図６）。

これにより、重畳画像Ｐ２のうち、重畳画像Ｐ２に映り込んだクレーン１の領域Ｆに、クレーン１に関する情報Ｅを表示することができる。そのため、重畳画像Ｐ２に映り込んだクレーン１の領域Ｆを有効活用することができる。

以上、本発明のクレーンを実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更等は許容される。

実施例１では、距離検知手段４１を、車体１０のキャビン２１が設けられていない側に取り付ける例を示した。しかし、距離検知手段は、車体１０のキャビン２１が設けられている側にも取り付けることができるし、左右方向における中央に取り付けることもできる。

実施例１では、距離検知手段４１は、旋回体２０に設けられている例を示した。しかし、距離検知手段は、車体１０やキャビン２１に設けられていてもよい。

実施例１では、単眼カメラ５１が、前方を向いた姿勢で設けられている例を示した。しかし、単眼カメラは、後方を向いた姿勢や、側方を向いた姿勢で設けられてもよい。

実施例１では、物体Ｇとの距離に応じて決定された色によって検知範囲Ｓを表示した重畳画像Ｐ２を表示部７１に表示する例を示した。しかし、重畳画像は、物体Ｇとの距離に関わらず、同色で表示されてもよい。

実施例１では、報知部７２は、音声を発する音声出力装置としてのスピーカとする例を示した。しかし、報知部は、表示部７１として、表示部７１に距離の情報を表示させるようにしてもよい。

実施例１では、距離検知手段４１を、ミリ波レーダとする例を示した。しかし、距離検知手段は、超音波センサや、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等の距離センサにすることもできる。

実施例１では、クレーン１に関する情報Ｅは、クレーン１を俯瞰した状態を模式的に表した図に、距離検知手段４１が検知した物体Ｇとの距離に応じて、警告をするインジケータ８１を表示したものとする例を示した。しかし、クレーン１に関する情報Ｅは、この態様に限定されず、クレーン１の走行の際に、表示部７１に常に表示することが好ましい情報とすることができる。

実施例１では、本発明をラフテレーンクレーンに適用する例を示した。しかし、本発明は、走行可能なクレーンに適用することができる。

１ クレーン
２１ キャビン
３０ ブーム
４１ 距離検知手段
５１ 単眼カメラ
６３ 検知範囲算出部
６４ 重畳画像生成部
６５ 色決定部
７１ 表示部
７２ 報知部
Ｇ 物体
Ｓ 検知範囲
Ｐ１ カメラ画像
Ｐ２ 重畳画像

Claims (5)

1. 走行可能なクレーンであって、
   進行方向にある物体との距離を検知する距離検知手段と、
   前記距離検知手段が検知する検知範囲を含めた範囲を撮影する単眼カメラと、
   前記距離検知手段が検知した前記距離に基づいて、前記検知範囲を算出する検知範囲算出部と、
   前記検知範囲算出部が算出した前記検知範囲を、前記単眼カメラのカメラ画像に重畳して重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
   前記重畳画像を表示する表示部と、を備えることを特徴とするクレーン。
2. 前記距離検知手段が検知した前記距離に基づいて、前記検知範囲を重畳表示する色を決定する色決定部を備えることを特徴とする請求項１に記載のクレーン。
3. 前記距離検知手段は、ブームに対して、キャビンが設けられていない側に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクレーン。
4. 前記距離検知手段が検知した前記距離に基づいて、報知する報知部を備えることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載のクレーン。
5. 前記表示部には、前記重畳画像に映されたクレーンの領域に、クレーンに関する情報が表示されることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載のクレーン。

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