JP6017782B2 - 吊荷周辺の物体の高さ情報通知システム - Google Patents

Description

本発明は、ブームを備えた作業機に使用される吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムに関する。

従来、ブームを備えたクレーン等の作業機は、ブーム先端にワイヤを介してフックブロックが取り付けられ、このフックブロックの下側にフックが取り付けられている。そして、このフックに吊荷が掛けられる。このような作業機においては、ブーム先端から対象物までの距離を測定するシステムが使用されている（例えば特許文献１参照）。

しかし、上記のシステムでは、ブーム先端から吊荷周辺の物体までの距離は測定できても、吊荷および吊荷周辺の物体の位置情報と高さ情報をオペレータに伝えることはできない。そこで、吊荷周辺に作業員を配置し、この作業員が吊荷周辺の物体の高さを視認してオペレータに無線等で伝えている。

特開２００６−２０１０３０号公報

しかしながら、上記の方法では、吊荷および吊荷周辺の物体の位置情報と高さ情報が吊荷周辺の作業員の目測によるのでオペレータには的確に伝わらず、吊荷が周辺の物体に接触するのを確実に防ぐことができない。そこで、吊荷が周辺の物体に接触するのを確実に防ぐことができる吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムが要求されている。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、吊荷が周辺の物体に接触するのを確実に防ぐことができる吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムを提供することを目的とする。

本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のような吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムを採用した。

本発明の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムは、
ブーム先端からロープを介して吊荷を吊り上げ移動する作業機に用いられる吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムであって、
前記ブーム先端から前記吊荷および前記吊荷周辺を撮像してその撮像画像を取得するカメラと、
前記ブーム先端から前記吊荷周辺までの距離を計測する距離計測手段と、
前記ブーム先端から前記吊荷周辺までの距離を用いて前記吊荷周辺の物体の位置を検出するとともに高さを算出する物体高さ算出手段と、
前記撮像画像に前記吊荷周辺の物体の位置および高さを対応させた処理画像を作成する画像処理手段と、
当該処理画像を前記作業機のオペレータに表示するモニタと
を備えることを特徴とする。

ここで、画像処理手段は、吊荷周辺の物体の位置および高さを用いて撮像画像に吊荷周辺の物体の位置情報および高さ情報を報知する処理画像を別に作成し、モニタは、当該処理画像と前記撮像画像を対応させて表示するようにしても良い。

また、本発明の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムは、ブーム先端から吊荷周辺までの距離を用いて吊荷の底面の高さを算出する吊荷底面高さ算出手段をさらに備え、画像処理手段は、処理画像中に吊荷の底面の高さ情報を組み込むようにしても良い。

ここで、作業機が、ブーム先端にワイヤを介してフックブロックが取り付けられ、このフックブロックの下側にフックが取り付けられ、このフックにロープを介して吊荷が掛けられるように構成されている場合には、距離計測手段は、地切り時のブーム先端から吊荷周辺の地面までの距離およびフックブロックまでの距離と、吊り上げ時のブーム先端から吊荷周辺の地面までの距離およびフックブロックまでの距離とを計測することが好ましい。

この場合に吊荷底面高さ算出手段は、地切り時のブーム先端から吊荷周辺の地面までの距離を用いて地切り時のブーム先端から吊荷の底面までの距離を算出し、吊り上げ時のブーム先端から吊荷周辺の地面までの距離を用いて吊り上げ時のブーム先端から吊荷の下側の地面までの距離を算出し、吊荷の底面の高さを以下の式で算出することが好ましい。
{（吊り上げ時の前記ブーム先端から前記吊荷の下側にある地面までの距離）−（吊り上げ時の前記ブーム先端から前記フックブロックまでの距離）}−{（地切り時の前記ブーム先端から前記吊荷の底面までの距離）−（地切り時の前記ブーム先端から前記フックブロックまでの距離）}

また、本発明の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムでは、吊荷を移動する際には、カメラは、ブーム先端から吊荷および吊荷の移動方向側の周辺を撮像してその撮像画像を取得し、距離計測手段は、ブーム先端から吊荷の移動方向側の周辺までの距離を計測し、物体高さ算出手段は、ブーム先端から吊荷の移動方向側の周辺までの距離を用いて移動方向側の物体の位置を検出するとともに高さを算出することが好ましい。

また、本発明の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムは、
ブーム先端からロープを介して吊荷を吊り上げ移動する作業機に用いられる吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムであって、
前記ブーム先端から前記吊荷および前記吊荷の移動方向側の周辺を撮像してその撮像画像を取得するカメラと、
前記ブーム先端から前記吊荷の移動方向側の周辺までの距離を計測する距離計測手段と、
前記ブーム先端から前記吊荷の移動方向側の周辺までの距離を用いて移動方向側の物体の位置を検出するとともに高さを算出する物体高さ算出手段と、
前記吊荷の移動方向側の周辺の物体の位置および高さを用いて前記吊荷の移動方向側の周辺の物体の位置を示す平面視画像および前記吊荷の移動方向側の周辺の物体の高さを示す側方視画像を作成する画像処理手段と、
前記平面視画像と前記側方視画像とを対比する形態で前記作業機のオペレータに表示するモニタとを備えることを特徴としている。

本発明の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムでは、ブーム先端から吊荷周辺までの距離を用いて吊荷周辺の物体の位置を検出するとともに高さを算出し、この位置および高さを撮像画像中の吊荷周辺の物体に対応させてオペレータに表示する、あるいは、オペレータに伝えるようにした。したがって、吊荷および吊荷周辺の物体の位置情報と高さ情報は作業員の目測によるものではないので、オペレータは正確な情報を得ることができる。よって、本発明の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムは、吊荷が周辺の物体に接触するのを確実に防ぐことができる。

本発明の第１の実施の形態のクレーンの側面図である。 同実施の形態の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムを示すブロック図である。 同実施の形態の吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムを用いた処理を示すフローチャートである。 同実施の形態で撮像画像に計測点を設定した図である。 同実施の形態で吊荷の底面の高さを算出するときの説明図である。 同実施の形態で吊り上げ時の撮像画像と処理画像を示す図である。 同実施の形態で吊荷の移動時の撮像画像と処理画像を示す図である。 図７において吊荷が物体に接近したときを示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。

図１は本発明の一実施の形態のクレーン１（作業車）の側面図である。最初にクレーン１の全体的な構成を簡単に説明する。このクレーン１は、走行機能を有する車両の本体部分となるキャリア２と、キャリア２の上部に水平旋回可能に取り付けられた旋回台３と、旋回台３に設けられたキャビン４とを備えている。

キャリア２の前側と後側には、それぞれ左右一対のアウトリガ５，５（一方のみ図示）が設けられている。旋回台３の上側にはブラケット６が固定されている。このブラケット６にはブーム７が取り付けられている。

ブーム７は、その基端部が支持軸（図示せず）を介してブラケット６に取り付けられ、この支持軸を中心にして起伏可能となっている。ブラケット６とブーム７との間には起伏用シリンダ８０が介装されている。ブーム７は、この起伏用シリンダ８０が伸縮することにより起伏する。

ブーム７は基端ブーム７ａと中間ブーム７ｂと先端ブーム７ｃとを有し、この順序で基端ブーム７ａ内に外側から内側へ入れ子式に組み合わされている。各ブーム７ａ〜７ｃは内部で伸縮シリンダ（図示せず）により連結され、各伸縮シリンダが伸縮することで伸縮する。

先端ブーム７ｃの先端部７ｄにはシーブ(図示せず)が設けられている。このシーブにはブラケット６に設けられたウインチ（図示せず）から延びたワイヤＷが掛けられている。このワイヤＷにはフックブロック８が吊り下げられており、フックブロック８の下側にはフック９が取り付けられている。このフック９にはワイヤロープＷＲ（ロープ）により吊荷１０が掛けられる。

キャビン４内には操作盤（図示せず）が設けられている。この操作盤は、操作レバー２３（図２参照）を備えている。この操作レバー２３は、オペレータがブーム７の旋回・起伏・伸縮、アウトリガ５の張出・格納、エンジン始動・停止等の操作を行うものである。

図２は、クレーン１に使用される吊荷１０周辺の物体の高さ情報通知システム１１を示すブロック図である。以下、単に通知システム１１と称する。この通知システム１１は、ブーム７の先端から撮像した吊荷１０周辺の撮像画像に吊荷１０周辺の物体Ｘ（図４参照）の位置および高さを対応させて表示するものである。

この通知システム１１は、各種の演算処理を行う演算手段１２を中心に構成されている。この演算手段１２はキャビン４内に設けられており、本発明の物体高さ算出手段、吊荷底面高さ算出手段、画像処理手段等を備えている。

演算手段１２の入力側には、カメラ１３、距離計測手段１４、吊荷移動方向検出手段１５、物体検知手段１６、ワイヤ張力検出手段１７、ブーム姿勢検出手段１８、入力手段１９が接続されている。

カメラ１３は、図１に示すように先端ブーム７ｃの先端部７ｄにレンズを下向きにして取り付けられている。このカメラ１３は、吊荷１０および吊荷１０周辺を撮像して、吊荷１０および吊荷１０周辺の撮像画像（静止画像または動画像）を取得するものである。

距離計測手段１４は、図１に示すように先端ブーム７ｃの先端部７ｄに取り付けられている。この距離計測手段１４は、ブーム７先端から前記撮像画像中の物体までの距離（フックブロック８や吊荷１０までの距離、ブーム７先端から吊荷１０周辺の物体や地面までの距離）を計測するものである。

この距離計測手段１４としては、レーザ距離センサ、マイクロ波距離センサ等が挙げられる。また、この距離計測手段１４は、先端部７ｄに取り付けられている部分を中心にして前後左右に回動可能に構成されている。なお、距離計測手段１４としてカメラをもう一台備え、ステレオカメラの原理で距離を測定しても良い。

吊荷移動方向検出手段１５は、キャビン４内に設けられている。この吊荷移動方向検出手段１５は操作レバー２３に接続しており、操作レバー２３の操作信号（ブーム７の旋回・起伏・伸縮）から吊荷１０の移動方向を検出するものである。

物体検知手段１６は、吊荷１０の周囲の物体Ｘを検知するものである。具体的には、物体検知手段１６は、その周囲に電磁波を発信し、物体Ｘに反射した電磁波を受信すると検知信号を発生する。なお、この物体検知手段は、後述する様に、距離計測手段１４でその機能を満たすことができるので、必ずしも必要ではない。

ワイヤ張力検出手段１７は、先端ブーム７ｃの先端部７ｄに設けられている。ワイヤ張力検出手段１７は、ワイヤＷの張力を検出するものである。

ブーム姿勢検出手段１８は、ブーム７の姿勢を検出するものである。このブーム姿勢検出手段１８は、図示しないが、歪検出器、起伏角度検出器、ブーム長さ検出器、旋回角検出器を備えている。歪検出器は起伏用シリンダ８０に取り付けられ、ブーム７にかかる負荷モーメント量を検出するものである。起伏角度検出器はブーム７に取り付けられ、ブーム７の起伏角度を検出するものである。ブーム長さ検出器はブーム７に取り付けられ、ブーム７の長さと伸長量を検出するものである。旋回角検出器は、旋回台３の旋回角を検出するものである。ブーム姿勢検出手段１８は、これらの検出器から検出されたブーム７の長さ、伸長量、旋回角、起伏角度、負荷モーメント量に基づき、ブーム７の撓みを考慮してブーム７先端の高さを算出するように構成されている。

入力手段１９は、キャビン４内に設けられている。この入力手段１９は、オペレータが演算手段１２に各種の入力作業を行うときや、距離計測手段１４の移動操作を行うときなどに使用するものである。

また、演算手段１２の出力側には、モニタ２１とスピーカ２２（警報手段）が接続されている。このモニタ２１とスピーカ２２は、キャビン４内に設けられている。

モニタ２１は、カメラ１３によって撮像された撮像画像や、演算手段１２で作成された処理画像をオペレータに表示するものである。さらに、このモニタ２１は、図６〜図８に示すように上下二つのモニタ画面２１ａ、２１ｂを備えている。スピーカ２２は、吊荷１０が物体に接近したときに音を鳴らしたり音声で知らせたりするものである。

以上のように構成されている通知システム１１において、図３のフローチャートにしたがって通知システム１１による処理を具体的に説明する。なお、このフローチャートは吊荷１０を地切りして、モニタ２１に吊荷１０周辺の物体の高さ情報を表示するまでの流れを示したものであり、演算手段による処理ルーチンを示すものではない。このため、フローチャート上、吊荷移動中の表示をし続ける様になっている。

（ステップＳ１）
最初に、吊荷１０が地切り時であるか否かを判断する。この判断は、演算手段１２が、ワイヤ張力検出手段１７から検出されたワイヤＷの張力の変化をみて、その変化が一定になったとき（あるいは一定になる前に振動したとき）に吊荷１０が地切り時であると判断する。

（ステップＳ２）
吊荷１０が地切り時であると判断した場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、撮像処理を行う。この撮像処理は、カメラ１３を用いて吊荷１０および吊荷１０周辺を撮像して、吊荷１０および吊荷１０周辺の撮像画像Ｐａを取得する。撮像画像Ｐａは演算手段１２に送られて上側のモニタ画面２１ａに表示される（図４参照）。

（ステップＳ３）
次に、距離計測処理を行う。この処理は、最初にオペレータが、モニタ画面２１ａに表示された撮像画像Ｐａに対して入力手段１９を用いて、図４に示すように吊荷１０周辺の地面Ｇに計測点Ａを設定する。

モニタ２１がタッチパネル式の場合には、オペレータがモニタ画面２１ａの撮像画像Ｐａに指で計測点Ａとなる箇所を押して計測点Ａを設定しても良い。距離計測手段１４は、計測点Ａが設定されたときに計測点Ａの座標を設定する。この計測点Ａの座標の原点はブーム７先端である。

続いて、距離計測手段１４を用いて、図５の（ａ）に示すように、地切り時のブーム７先端からフックブロック８までの距離Ｈ１とおよび計測点Ａまでの距離Ｈ２を計測する。さらに、距離計測手段１４を用いて、ブーム７先端から吊荷１０周辺をトレースして、ブーム７先端から吊荷１０周辺の物体Ｘまでの距離（図示せず）を計測する。これらの距離は演算手段１２に送られ、演算手段１２は、これらの距離から吊荷１０周辺の物体Ｘの位置を判断する。具体的には、ブーム７先端から地面Ｇまでの距離よりも短い距離が検出されたら、その距離の計測位置（計測点）が物体Ｘの位置となる。なお、この距離計測手段１４による距離の計測は、作業中に繰り返し行われる。

（ステップＳ４）
次に、吊荷１０が吊り上げられたか否かを判断する。この判断は、ステップＳ１と同様に演算手段１２が、ワイヤ張力検出手段１７から検出されたワイヤＷの張力の変化をみて行う。具体的には、ワイヤＷの張力が地切り時の張力から上昇したときに吊荷１０が持ち上げられたときに吊荷１０が持ち上げられたと判断する。

（ステップＳ５）
次に、距離計測処理を行う。この処理では、距離計測手段１４を用いて、図５の（ｂ）に示すように、吊り上げ時のブーム７先端からフックブロック８までの距離Ｈ１１および計測点Ａまでの距離Ｈ１２を計測する。これらの距離Ｈ１１、Ｈ１２は演算手段１２に送られる。

（ステップＳ６）
次に、高さ算出処理を行う。この処理では、演算手段１２を用いて吊荷１０の底面１０ａの高さＨ１０（図５の（ｂ）参照）と、吊荷１０周辺の物体Ｘの高さとを算出する。

最初に、吊荷１０の底面１０ａの高さＨ１０の算出方法を説明する。この高さＨ１０は以下の式を用いて算出する。

{（吊り上げ時のブーム７先端から吊荷の下側の地面Ｇまでの距離Ｈ１３）−（吊り上げ時のブーム７先端からフックブロック８での距離Ｈ１１）}−{（地切り時のブーム７先端から吊荷１０の底面１０ａまでの距離Ｈ３）−（地切り時のブーム７先端からフックブロック８までの距離Ｈ１）}

上記の式を簡単に説明すると、吊り上げ時のフックブロック８から地面Ｇまでの距離Ｈ１４から、地切り時のフックブロック８から地面Ｇまでの距離Ｈ４を引くことである。

上記の式の中で、地切り時のブーム７先端から吊荷１０の底面１０ａまでの距離Ｈ３は、地切り時のブーム７先端から計測点Ａまでの距離Ｈ２を用いて算出する。

この算出方法を具体的に説明すると、距離Ｈ２は距離計測手段１４を傾けて計測したので斜め方向の距離である。そのため、垂直方向の距離である距離Ｈ３は、距離Ｈ２と、この距離Ｈ２の計測時の距離計測手段１４の傾き角度とから算出する。

また、距離Ｈ３は、地切り時のブーム７先端の高さに相当する。したがって、演算手段１２は、ブーム姿勢検出手段１８で検出されたブーム７にかかる検出値（ブーム７の長さ、伸長量、旋回角、起伏角度、負荷モーメント量）と、ブーム７の撓みとから地切り時のブーム７先端の高さを算出し、これを距離Ｈ３としても良い。

その他には、ブーム姿勢検出手段１８を用いて算出したブーム７先端の高さと、距離計測手段１４を用いて算出したブーム７先端の高さとを比較して、距離Ｈ３に使用するブーム７先端の高さをオペレータが計測点Ａを設定することなしに自動的に判定するようにしても良い。

この場合、距離計測手段１４は、あらかじめ地面の位置となる様な複数の計測点を想定してブーム７から地面となるであろう位置までの距離を複数計測し、演算手段１２によりブーム７先端の高さを複数算出する。演算手段１２は、距離計測手段１４を用いて算出した複数のブーム７先端の高さと、ブーム姿勢検出手段１８を用いて算出したブーム７先端の高さとを比較する。このときに、距離計測手段１４を用いて算出した複数のブーム７先端の高さの中で、ブーム姿勢検出手段１８を用いて算出したブーム７先端の高さに近いものが複数存在する場合に、その複数のブーム高さを、距離Ｈ３に使用するブーム７先端の高さとしても良い。これにより、地面上の他の荷物等の物体を排除してブーム７先端の高さを自動的に判定することができる。

また、上記の式の中で、吊り上げ時のブーム７先端から吊荷の下側の地面Ｇまでの距離Ｈ１３は、吊り上げ時のブーム７先端から計測点Ａまでの距離Ｈ１２を用いて算出する。

この算出方法を具体的に説明すると、距離Ｈ１２は距離計測手段１４を傾けて計測したので斜め方向の距離である。そのため、地切り時で距離Ｈ３を算出した場合と同様に、垂直方向の距離である距離Ｈ１３は、距離Ｈ１２と、この距離Ｈ１２の計測時の距離計測手段１４の傾き角度とから算出する。

また、距離Ｈ１３は、吊り上げ時のブーム７先端の高さに相当する。したがって、演算手段１２は、ブーム姿勢検出手段１８から検出されたブームにかかる検出値から吊り上げ時のブーム７先端の高さを算出し、これを距離Ｈ１３としても良い。

その他の方法としては、上記で説明したように、距離計測手段１４が、あらかじめ地面の位置となる様な複数の計測点を想定してブーム７から地面となるであろう位置までの距離を複数計測し、演算手段１２によりブーム７先端の高さを複数算出する。演算手段１２は、距離計測手段１４で算出した複数のブーム７先端の高さと、ブーム姿勢検出手段１８で算出したブーム７先端の高さとを比較し、距離計測手段１４で算出した複数のブーム７先端の高さの中で、ブーム姿勢検出手段１８で算出したブーム７先端の高さに近いものが複数存在する場合に、その複数のブーム高さを、距離Ｈ１３に使用するブーム７先端の高さとしても良い。これにより、オペレータが計測点Ａを設定しなくても地面上の他の荷物等の物体を排除してブーム７先端の高さを自動的に判定することができる。

続いて演算手段１２は、ブーム７先端から吊荷１０周辺までの距離を用いて、吊荷１０周辺の物体Ｘの高さを算出する。

（ステップＳ７〜ステップＳ８）
続いて画像処理と表示処理を行う。この一連の処理では、演算手段１２が、撮像画像Ｐａ中の吊荷１０周辺の物体Ｘに、ステップＳ３とステップＳ６で得られた物体Ｘの位置および高さを対応させた処理画像を作成して、その処理画像をモニタ２１で表示する。

具体的には、図示しないが、例えば、図４に示した上側のモニタ画面２１ａの撮像画像Ｐａ中の各物体Ｘの近傍に高さを数値として組み込み、これを処理画像とする。また、撮像画像Ｐａ中の吊荷１０周辺の各物体Ｘに高さを対応させる方法としては、例えば、撮像画像Ｐａ中の座標に、距離計測手段１４を用いて検出した各物体Ｘの位置を対応させることで行う。

その他には、図６のように上側のモニタ画面２１ａに撮像画像Ｐａを表示し、下側のモニタ画面２１ｂに処理画像を対応して表示する。この処理画像Ｐｂには、各物体Ｘの高さを用いて作成された各物体Ｘの高さ情報を報知するための高さ方向の画像が含まれる。この高さ方向の画像は、物体Ｘを横から視たと仮定した画像、または、図７に示すような物体Ｘが吊荷の移動方向にある場合に物体Ｘを縦に切断したと仮定した画像である。

このように本実施の形態の通知システム１１では、ブーム７先端から吊荷１０周辺までの距離を用いて吊荷１０周辺の物体Ｘの位置を検出するとともに高さを算出し、この位置および高さを撮像画像Ｐａ中の物体Ｘに対応させてオペレータに表示するようにした。

したがって、吊荷１０および吊荷１０周辺の物体Ｘの位置情報と高さ情報は、従来のように吊荷の周辺に配置した作業員の目測によるものではないので、オペレータはこれらの情報を正確に知ることができる。よって、吊荷１０が周辺の物体Ｘに接触するのを確実に防ぐことができる。

また、本実施の形態の通知システム１１では、吊荷１０および吊荷１０周辺の物体Ｘの撮像画像Ｐａと、各物体Ｘの高さ方向の画像が入った処理画像Ｐｂとを対応して表示するようにした。これにより、吊荷１０および吊荷１０周辺の物体Ｘの位置と高さが視覚的に表示される。したがって、オペレータはこれらの情報を正確に且つ容易に知ることができ、吊荷１０が周辺の物体Ｘに接触するのをより確実に防ぐことができる。具体的には、吊荷１０を目視できず、カメラ１３の撮像画像を使用して作業する環境（ビルの屋上や壁越しの作業）において効果的である。

さらに本実施の形態の通知システム１１では、下側のモニタ画面２１ｂの処理画像Ｐｂ中に、吊荷１０の高さ方向（吊荷１０を横から視たと仮定した）の画像が組み込まれている。この画像は、吊荷１０の底面１０ａの高さＨ１０と、予め演算手段１２に記憶された吊荷１０の大きさとから作成している。

したがって、吊荷１０と周辺の物体Ｘとの高さ関係がより明瞭に表示されるので、オペレータは、吊荷１０と吊荷１０周辺の物体Ｘとの高さ関係を正確に且つさらに容易に知ることができる。よって、吊荷１０が周辺の物体Ｘに接触するのをより確実に防ぐことができる。

なお、吊荷１０の底面１０ａの高さを数値として表示しても良い。この場合は、各物体Ｘの高さも数値として表示することが好ましい。これによりオペレータは、吊荷１０と周辺の物体Ｘとの高さ関係を正確に且つ容易に知ることができ、吊荷１０が周辺の物体Ｘに接触するのを確実に防ぐことができる。

また、本実施の形態の通知システム１１では、地切り時のブーム７先端からフックブロック８までの距離Ｈ１および計測点Ａまでの距離Ｈ２と、吊り上げ時のブーム７先端からフックブロック８までの距離Ｈ１１および計測点Ａまでの距離Ｈ１２と用いて、吊荷１０の底面１０ａの高さＨ１０を算出するようにした。よって、吊荷１０の底面１０ａの高さＨ１０を算出する際に複雑な演算処理を行う必要がないので、通知システム１１の最適化や高速化、および通知システム１１の低コスト化を図ることもできる。

さらに、計測点Ａはオペレータが撮像画像Ｐａを見て設定するので、吊荷１０の周辺に物体Ｘが散乱していても確実に設定できる。したがって、ブーム７先端から吊荷１０の底面１０ａの高さＨ１０を容易に算出することができる。

なお、ブーム７先端からフックブロック８までの距離を計測する際に、距離計測手段１４によらずにフックブロック８の位置を指定する方法としては、オペレータがタッチパネルまたは入力手段１９を用いてモニタ２１上のフックブロック８を指し示したり、撮像画像から自動的にフックブロック８の位置を検出するようにしても良い。

さらに、本実施の形態の通知システム１１では、処理画像Ｐｂ中に、ワイヤロープＷＲ、フック９、ワイヤＷの高さ方向の画像を組み込んでいる。これらの画像は、それぞれ予め演算手段１２に記憶されたワイヤロープＷＲ、フック９、ワイヤＷの大きさから作成される。

処理画像Ｐｂ中にこれらの画像を組み込むことにより、吊荷１０の周囲が現実的に表示されるので、オペレータは、吊荷１０と周辺の物体Ｘとの高さ関係を正確に且つさらに容易に得ることができる。よって、吊荷１０が周辺の物体Ｘに接触するのをより確実に防ぐことができる。

次に、吊荷１０を移動するときの処理について以下に説明する。

（ステップＳ９）
最初に吊荷１０が移動したか否かを判断する。この判断は、吊荷移動方向検出手段１５を用いて行う。具体的には、吊荷移動方向検出手段１５によって操作レバー２３の操作信号が検出されたときに演算手段１２は吊荷１０が移動したと判断する。

（ステップＳ１０）
演算手段１２は、吊荷１０が移動したと判断した場合は（ステップＳ９でＹＥＳ）、移動方向側の撮像処理を行う。本実施の形態では、図６の状態から矢印方向（左方向）に移動した場合について説明する。この処理では、カメラ１３により吊荷１０および吊荷１０の移動方向側を撮像して、その撮像画像を取得する。撮像画像は演算手段１２に送られて図７に示す上側のモニタ画面２１ａに表示される。また、このときに演算手段１２は、上側のモニタ画面２１ａに吊荷１０の移動方向を矢印で表示する。

（ステップＳ１１）
次に、距離計測処理を行う。この処理では、距離計測手段１４が、図７の撮像画像Ｐａにおいて、吊荷１０の移動方向に沿った吊荷１０の幅分の領域Ｓ（斜線で示した領域）をスキャンして、ブーム７先端からこの領域Ｓまでの距離を計測し、演算手段１２はこの距離から領域Ｓにおける物体Ｘの位置を検出する。なお、領域Ｓの確定方法は、例えば、距離計測手段１４で吊荷１０をトレースして、ブーム７先端から吊荷１０までの距離が、ブーム７先端から地面Ｇまでの距離に急変したときの距離計測手段１４の角度で領域Ｓを確定する。

（ステップＳ１２）
次に、高さ算出処理を行う。この処理では、演算手段１２により、ブーム７先端から領域Ｓまでの距離を用いて、吊荷１０の移動方向側の物体の高さを算出する。具体的に説明すると、領域Ｓにおける物体Ｘの高さを算出する。

（ステップＳ１３〜ステップＳ１４）
続いて、画像処理と表示処理を行う。この一連の処理では、図７に示すように、演算手段１２が、ステップＳ１１とステップＳ１２で得られた物体Ｘの位置と高さを用いて処理画像Ｐｂを作成し、その処理画像Ｐｂを下側のモニタ画面２１ｂに表示する。この処理画像Ｐｂには、前記検出した物体の高さから作成された各物体Ｘの高さ方向の画像が含まれる。この高さ方向の画像は、結果的に各物体Ｘを切断線Ｌで縦に切断したのに近似した画像になる。

このように本実施の形態の通知システム１１では、吊荷１０が移動する際の移動方向側の物体Ｘの高さを算出し、この高さを撮像画像Ｐａ中の物体Ｘと対応してオペレータに表示するようにした。したがって、オペレータは移動方向側の物体Ｘの高さ情報を正確に知ることができる。よって、吊荷１０が移動する際に周辺の物体Ｘに接触するのを確実に防ぐことができる。

また、本実施の形態の通知システム１１では、吊荷１０の移動に際して距離計測処理を行うときに吊荷１０の周辺で吊荷１０の幅分の領域Ｓを指定して距離を計測するようにした。したがって、計測処理を効率良く行うことができ、通知システム１１の最適化や高速化、および通知システム１１の低コスト化を図ることもできる。

次に、吊荷１０が物体に接近するときの処理について以下に説明する。

（ステップＳ１５）
演算手段１２は、ステップＳ１５において物体検知手段１６から吊荷１０が物体Ｘに接近したか否かを判断する。なお、前述した様に吊荷１０が物体Ｘに接近したか否かを判断する方法は、物体検知手段１６によらなくても良い。例えば、距離計測手段１４で計測した物体Ｘの高さが吊荷１０の底面１０ａの高さ以上の場合であって、距離計測手段１４で計測した物体Ｘの位置が吊荷１０の移動方向に存在し、吊荷１０が物体Ｘと所定距離以内にあるか否かをもって吊荷１０が物体Ｘに接近するか否かを判断するようにしても良い。

（ステップＳ１６）
演算手段１２は、吊荷１０が物体Ｘに接近したと判断した場合は（ステップＳ１５でＹＥＳ）、報知処理を行う。

具体的には、例えば図８に示すように、上側のモニタ画面２１ａや下側のモニタ画面２１ｂに危険を知らせるマークＢを表示したり、下側のモニタ画面２１ｂに巻き上げの指示Ｃ、Ｄを表示する。その他には吊荷１０に接近する物体Ｘの表示色を濃くする等により表示色を変えても良い。

その他には、吊荷１０が物体Ｘに接近したときにスピーカ２２で音を鳴らしたり、音声で知らせても良い。また、その他の警報手段としてスピーカ２２の代わりにランプを用い、吊荷１０が物体に接近したときに点灯または点滅するようにしても良い。これらの方法は１つを使用したり組み合わせて使用しても良い。

このような報知処理を行うことにより、オペレータは、吊荷１０が吊荷１０周辺の物体Ｘに接触するのをより確実に防ぐことができる。また、報知処理後に吊荷１０が物体Ｘに接近する場合は、オペレータがブーム７の動作を停止する。あるいは、演算手段１２により自動的にブーム７の動作が停止するようにしても良い。その後はステップＳ９の処理に戻る。

以上、本発明に係る実施の形態を例示したが、この実施の形態は本発明の内容を限定するものではない。また、本発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。

例えば、本実施の形態の通知システム１１では、撮像画像Ｐａを使用して物体Ｘの高さをオペレータに知らせるようにしたが、必ずしも撮像画像Ｐａを使用する必要はない。

つまり、ブーム７先端から吊荷１０周辺までの距離を計測し、この距離を用いて吊荷１０周辺の物体Ｘの高さを算出し、この物体Ｘの高さをモニタ２１やスピーカ（通知手段）でオペレータに知らせるようにしても良い。具体的な構成としては、例えば、図示しないが、図２のブロック図からカメラ１３を除いて通知システムを構成し、図３のフローチャートから撮像処理と画像処理を除いた処理を行う。

このような通知システムであっても、吊荷１０および吊荷１０周辺の物体Ｘの位置情報と高さ情報は作業員の目測によるものではないので、オペレータは正確な情報を得ることができ、吊荷１０が周辺の物体Ｘに接触するのを確実に防ぐことができる。

１ クレーン（作業機）
７ ブーム
８ フックブロック
９ フック
１０ 吊荷
１２ 演算手段（物体高さ算出手段、吊荷底面高さ算出手段、画像処理手段）
１３ カメラ
１４ 距離計測手段
２１ モニタ
Ｈ１ 地切り時のブーム先端からフックブロックまでの距離
Ｈ２ 地切り時のブーム先端から吊荷周辺の地面までの距離
Ｈ１０ 吊荷の底面の高さ
Ｈ１１ 吊り上げ時のブーム先端からフックブロックまでの距離
Ｈ１２ 吊り上げ時のブーム先端から吊荷周辺の地面までの距離
Ｐａ 撮像画像
Ｗ ワイヤ
ＷＲ ワイヤロープ（ロープ）
Ｘ 吊荷周辺の物体

Claims (1)

1. ブーム先端からロープを介して吊荷を吊り上げ移動する作業機に用いられる吊荷周辺の物体の高さ情報通知システムであって、
   前記ブーム先端から前記吊荷および前記吊荷の移動方向側の周辺を撮像してその撮像画像を取得するカメラと、
   前記ブーム先端から前記吊荷の移動方向側の周辺までの距離を計測する距離計測手段と、
   前記ブーム先端から前記吊荷の移動方向側の周辺までの距離を用いて移動方向側の物体の位置を検出するとともに高さを算出する物体高さ算出手段と、
   前記吊荷の移動方向側の周辺の物体の位置および高さを用いて前記吊荷の移動方向側の周辺の物体の位置を示す平面視画像および前記吊荷の移動方向側の周辺の物体の高さを示す側方視画像を作成する画像処理手段と、
   前記平面視画像と前記側方視画像とを対比する形態で前記作業機のオペレータに表示するモニタとを備えることを特徴とする吊荷周辺の物体の高さ情報通知システム。