JP7367406B2 - 移動式クレーンおよび遠隔端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動式クレーンおよび遠隔端末装置に関する。

ブームの先端部にフックを含む映像を撮影する吊り荷カメラが取り付けられているクレーンが知られている。前記クレーンでは、クレーンの操縦者は、操作室に設置されたモニタに映し出された前記映像を確認しながら、ブームの旋回、起伏および伸縮操作、並びに、ワイヤロープの巻上および巻下操作を行うことができる。

前記モニタには、吊り荷カメラが撮影した映像の他にフックの位置および移動方向に関する情報を、さらに表示させることができる。前記モニタに表示された情報により、操縦者は、フックに吊られた荷物の移動状況を確認することができる。

特許文献１には、吊り荷カメラが撮影した映像にフックの上下の移動方向を示す矢印を重畳させてモニタに表示する画像表示装置が開示されている。前記画像表示装置では、前記矢印は、水平面に対するフックの移動方向を示している。したがって、前記画像表示装置では、ブームの倒伏操作を行っているときでも、ワイヤロープの巻上げによるフックの上向きの移動量がブームの倒伏操作によるフックの下向きに移動量よりも大きければ、上向きの矢印が表示される。また、前記画像表示装置では、ブームの起立操作を行っているときでも、ワイヤロープの巻下げによるフックの下向きの移動量がブームの起立操作によるフックの上向きの移動量よりも大きければ、下向きの矢印が表示される。

特開２０１６－１６６０８７号公報

ところで、クレーンの操作において、荷物の高さ位置を一定の割合で変化させながら、荷物を移動させたい場合がある。このとき、操縦者は、モニタに表示される映像や、フックの位置等に関する情報を確認しながら、クレーンの操作を行う。特許文献１に開示の矢印の表示では、荷物の高さ位置の変化を把握することができるが、高さ位置の変化の割合は把握できない。したがって、従来のような映像や矢印の情報を用いて、荷物の高さ位置を一定の割合で変化させながら、荷物を水平に移動させるべくクレーンを操作することは難しかった。

本発明の目的は、荷物の高さ方向における位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動可能なクレーンを提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

第１の発明は、旋回、起伏および伸縮可能なブームと、前記ブームの先端部にウインチによって巻上および巻下可能なワイヤロープによって吊り下げられたフックと、前記ブームの長さ、前記ブームの起伏角度及び前記ワイヤロープの繰り出し長さから前記フックの位置情報を取得する位置取得部と、前記ブームの先端部に接続され且つ前記フックを含む映像を撮影する吊り荷カメラと、前記吊り荷カメラが撮影した映像を表示する表示部と、前記位置取得部が取得した位置情報から前記フックの高さ方向における位置の単位時間あたり変化量を算出し、前記変化量を前記表示部に表示する制御部と、を備える移動式クレーンである。

第２の発明は、前記変化量が所定値以上になると、前記変化量が前記所定値未満になるように、前記ブームおよび前記ウインチの少なくとも一つを制御する、制御部を備える移動式クレーンである。

第３の発明は、前記変化量が所定値以上になると、前記変化量を所定値未満にするための指示である、前記ブームの起伏、前記ブームの伸縮、ならびに、前記ワイヤロープの巻上および巻下に関する指示のうち少なくとも一つを前記表示部に表示する、制御部を備える移動式クレーンである。

第４の発明は、前記フックの高さ方向における移動方向および前記変化量によって異なる態様で、前記変化量を前記表示部に画像で表示する、制御部を備える移動式クレーンである。

第５の発明は、前記変化量を表示する前記画像は前記フックの水平方向の移動方向を示す、移動式クレーンである。

第６の発明は、旋回、起伏および伸縮可能なブームと、前記ブームの先端部にウインチによって巻上および巻下可能なワイヤロープによって吊り下げられたフックと、前記ブームの長さ、前記ブームの起伏角度及び前記ワイヤロープの繰り出し長さから前記フックの位置情報を取得する位置取得部と、前記ブームの先端部に接続され且つ前記フックを含む映像を撮影する吊り荷カメラと、を備える移動式クレーンの遠隔操作端末である。前記遠隔操作端末は、前記吊り荷カメラが撮影した映像を表示する表示部と、前記移動式クレーンの制御装置と通信可能に構成された制御部と、を備える。前記制御部は、前記位置取得部が取得した位置情報から前記フックの高さ方向における位置の単位時間あたり変化量を算出し、前記変化量を前記表示部に表示する。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明では、高さ方向におけるフックの位置の変化が表示部に表示される。これにより、操縦者は、フックに吊られた荷物の高さ方向における変化の割合を把握できるため、荷物の高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動させるようクレーンを操作することができる。

第２の発明では、フックの高さ位置の変化の割合が所定値未満に収まるようにブームまたはウインチの少なくとも一つが制御される。これにより、操縦者は、フックの高さ位置の予期しない変動を抑制し、荷物の高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動させるようクレーンを制御することができる。

第３の発明では、フックの高さ位置の変化の割合を所定値未満に収めるための適切な操作を操縦者に提示する。これにより、操縦者は、フックの高さ位置の予期しない変動を抑制し、荷物の高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動させるようクレーンを制御することができる。

第４の発明では、高さ方向におけるフックの位置の変化が画像で表示される。これにより、操縦者は、荷物の高さ位置の変化の割合を視覚的に容易に把握できるため荷物の高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動させるようクレーンを操作することができる。

第５の発明では、水平方向および高さ方向におけるフックの位置の変化が、一つの画像で表現される。これにより、操縦者は、荷物の高さ方向の位置の変化に併せて水平方向の移動方向を把握できるため荷物の高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動させるようクレーンを操作することができる。

第６の発明では、高さ方向におけるフックの位置の変化が遠隔操作端末の表示部に表示される。これにより、操縦者は、遠隔で、荷物の高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物が移動するようにクレーンを操作することができる。

図１は、クレーンの全体構成を示す側面図である。 図２は、実施形態１に係るクレーンの制御構成を示すブロック図である。 図３は、クレーンの操縦席を示す平面図である。 図４は、実施形態１に係る画像処理部の構成を示すブロック図である。 図５は、カメラモニタの表示内容を示す図である。 図６は、カメラモニタの表示内容を示す図である。 図７は、実施形態１に係る画像処理部の処理フロー図である。 図８は、実施形態２に係る画像処理部の構成を示すブロック図である。 図９は、カメラモニタの表示内容を示す図である。 図１０は、実施形態３に係るクレーンの制御構成を示すブロック図である。 図１１は、遠隔操作端末の概略構成を示す平面図である。 図１２は、実施形態３に係る画像処理部の構成を示すブロック図である。

（実施形態１）
以下に、図１から図３を用いて、本発明の実施形態１に係る移動式クレーンであるクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、ラフテレーンクレーンついて説明を行うが、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、積載型トラッククレーン、高所作業車等でもよい。

以下の説明において、高さ方向とは、鉛直方向を意味する。また、高さ位置とは、クレーン１を基準とした高さ方向の位置を言う。

図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、作業装置であるクレーン装置６および制御装置３１（図２参照）を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送する移動体である。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。

クレーン装置６は、荷物Ｗをワイヤロープによって吊り上げる装置である。クレーン装置６は、旋回台７、ブーム９、ジブ９ａ、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６およびキャビン１７等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６を旋回する装置である。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。

アクチュエータである旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ２３（図２参照）によって回転操作される。旋回用バルブ２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。旋回台７には、旋回台７の旋回位置（角度）と旋回速度とを検出する旋回用センサ２７（図２参照）が設けられている。

ブーム９は、荷物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持する梁部材である。ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。また、ブーム９には、ジブ９ａが設けられている。

アクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ２４（図２参照）によって伸縮操作される。ブーム９には、ブーム９の長さを検出する伸縮用センサ２８や荷物Ｗの重量を検出する重量センサ等が設けられている。

吊り荷カメラ９ｂ（図２参照）は、荷物Ｗおよび荷物Ｗ周辺の地物を撮影する撮影装置である。吊り荷カメラ９ｂは、ブーム９の先端部に設けられている。吊り荷カメラ９ｂは、荷物Ｗの鉛直上方から荷物Ｗおよびクレーン１周辺の地物や地形を撮影可能に構成されている。

メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、荷物Ｗを吊る部材である。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Ｗを吊るメインフック１０ａとが設けられている。サブフックブロック１１には、荷物Ｗを吊るサブフック１１ａが設けられている。

起伏用油圧シリンダ１２は、ブーム９を起立および倒伏させ、ブーム９の姿勢を保持するアクチュエータである。起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ２５（図２参照）によって起伏操作される。ブーム９には、ブーム９の起伏角度を検出する起伏用センサ２９（図２参照）が設けられている。

メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４の繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行う。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転されるように構成されている。

サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６の繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行う。サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。

メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ２６ｍ（図２参照）によって回転操作される。メインウインチ１３は、メイン用バルブ２６ｍによってメイン用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ２６ｓ（図２参照）によってサブ用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。

前記メインドラムには、メインワイヤロープ１４の繰り入れおよび繰り出し量を検出するメインワイヤロープ繰り出し用センサ３０ｍ（図２参照）が設けられている。前記サブドラムには、サブワイヤロープ１６の繰り入れおよび繰り出し量を検出するサブワイヤロープ繰り出し用センサ３０ｓ（図２参照）が設けられている。

キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。図３に示すように、キャビン１７の内部には、操縦席２２が設けられている。操縦席２２には、車両２を走行操作するための操作具や旋回台７の旋回操作およびブーム９の伸縮操作を行う旋回伸縮操作具１８、メインウインチ１３およびサブウインチ１５の繰り入れ繰り出し操作、ならびに、ブーム９の起伏操作を行う起伏操作具１９等が設けられている。

旋回伸縮操作具１８は、左右方向に傾倒することでクレーン装置６を旋回させる指示が入力され、前後方向に傾倒することでブーム９を伸縮させる指示が入力される操作具である。起伏操作具１９は、左右方向に傾倒することでメインウインチ１３またはサブウインチ１５を回転させる指示が入力され、前後方向に傾倒することでブーム９を起伏させる指示が入力される操作具である。

操縦席の前方には、操作盤が配置されている。前記操作盤には、メインモニタ４０、および表示部であるカメラモニタ４１が備えられている。メインモニタ４０およびカメラモニタ４１は、液晶画面等の表示装置から構成されている。メインモニタ４０には、クレーン１の姿勢情報や荷物Ｗの情報等の様々な情報が表示される。

表示部であるカメラモニタ４１には、吊り荷カメラ９ｂが撮影した映像Ｇが表示される。カメラモニタ４１には、さらに、後述する画像処理部３３から出力される情報が、映像Ｇに重畳されて表示される。カメラモニタ４１の表示内容の詳細については後述する。

図２に示すように、制御装置３１は、各操作弁を介してクレーン１のアクチュエータを制御する装置である。制御装置３１は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３１は、各アクチュエータや切換え弁、センサ等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

制御装置３１は、吊り荷カメラ９ｂ、旋回伸縮操作具１８および起伏操作具１９に接続され、吊り荷カメラ９ｂの映像Ｇを取得し、旋回伸縮操作具１８および起伏操作具１９のそれぞれの操作量を取得することができる。

制御装置３１は、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに接続され、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに制御信号を伝達することができる。

制御装置３１は、旋回用センサ２７、伸縮用センサ２８、起伏用センサ２９、メインワイヤロープ繰り出し用センサ３０ｍ、およびサブワイヤロープ繰り出し用センサ３０ｓに接続され、旋回台７の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度等の姿勢情報、荷物Ｗの重量、メインワイヤロープの繰り出し長さ、およびサブワイヤロープの繰り出し長さを取得することができる。

制御装置３１は、旋回伸縮操作具１８および起伏操作具１９の傾倒方向および傾倒量に基づいて各操作具に対応した制御信号を生成する。

制御装置３１は、位置取得部３２および画像処理部３３を有する。位置取得部３２は、旋回用センサ２７、伸縮用センサ２８、起伏用センサ２９、メインワイヤロープ繰り出し用センサ３０ｍ、およびサブワイヤロープ繰り出し用センサ３０ｓが取得した、旋回台７の旋回位置、ブーム９の長さおよび起伏角度、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の繰り出し長さから、ブーム９の基端部に対するメインフック１０ａおよびサブフック１１ａの位置である位置情報を取得する。

画像処理部３３は、メインフック１０ａおよびサブフック１１ａの高さ方向における位置の単位時間あたりの変化量をカメラモニタ４１に表示する。画像処理部３３の詳細な構成については後述する。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の前後方向の傾倒操作によって起伏用油圧シリンダ１２でブーム９を任意の起伏角度に起立させて、旋回伸縮操作具１８の前後方向の傾倒操作によってブーム９を任意のブーム長さに延伸させることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の左右方向の傾倒操作によって荷物Ｗを吊り上げて、旋回伸縮操作具１８の左右方向の傾倒操作によって旋回台７を旋回させることで荷物Ｗを搬送することができる。なお、クレーン１は、搬送物の重量および所望する吊り上げ速度に応じてメインウインチ１３を使用するかサブウインチ１５を使用するか選択することができる。

（画像処理部）
次に、図４から図６を用いて制御部である画像処理部３３について、詳細に説明する。画像処理部３３は、クレーン１に吊られた荷物Ｗの高さ方向における位置の単位時間あたり変化量を算出して、前記変化量をカメラモニタ４１に表示する。以下の説明では、画像処理部３３が、サブフック１１ａに吊られた荷物Ｗの前記変化量を算出する場合について説明する。なお、画像処理部３３は、同様に、メインフック１０ａに吊られた荷物Ｗの前記変化量を算出することもできる。メインフック１０ａに荷物Ｗが吊られる場合の画像処理部３３の構成は、サブフック１１ａに荷物Ｗが吊られる場合の画像処理部３３の構成と同様であるため、説明を省略する。

画像処理部３３は、図４に示すように、移動方向取得部３４、変化量算出部３５、判定部３６、制御指示生成部３７、図形生成部３８、および設定部３９を有する。

移動方向取得部３４は、旋回伸縮操作具１８および起伏操作具１９の各操作信号から、サブフック１１ａの水平方向の移動方向を取得して、図形生成部３８に前記移動方向を出力する。

変化量算出部３５は、位置取得部３２が取得したサブフック１１ａに関する位置情報から、サブフック１１ａの高さ方向における位置の単位時間あたり変化量を算出する。つまり、変化量算出部３５は、高さ方向における、サブフック１１ａに吊られた荷物Ｗの移動速度を算出できる。以下の説明では、サブフック１１ａの高さ方向における位置の単位時間あたり変化量を、単に変化量Ｖと呼ぶ。

変化量Ｖには、サブフック１１ａの高さ方向（上下方向）の移動方向を示す「＋」または「－」の符号が付加される。例えば、高さ方向において、上方向に移動するサブフック１１ａの変化量Ｖを示す値には、＋の符号が付加され、下方向に移動するサブフック１１ａの変化量Ｖを示す値には、－の符号が付加される。変化量算出部３５は、判定部３６および図形生成部３８に変化量Ｖを出力する。

判定部３６は、変化量Ｖが設定部３９に設定された変化量閾値Ｔｈ以上であるかを判定する。判定部３６は、判定結果を、制御指示生成部３７に出力する。

制御指示生成部３７は、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上であるとき、変化量Ｖを変化量閾値Ｔｈ未満にするためのクレーン１の操作に関する指示を生成する。具体的には、制御指示生成部３７は、ブーム９を起立または倒伏する指示、ブーム９を短縮または延伸する指示、サブワイヤロープ１６を繰り入れまたは繰り出す指示のうち少なくとも一つを生成する。例えば、変化量Ｖに＋の符号が付加されている場合、制御指示生成部３７は、荷物Ｗの高さ位置を下方向に移動させる指示である、ブーム９を倒伏する指示、ブーム９を短縮する指示、サブワイヤロープ１６を繰り入れているときは、繰り入れの操作量を小さくする指示、サブワイヤロープ１６を繰り出しているときは、繰り出しの操作量を大きくする指示のうち少なくとも一つを生成する。制御指示生成部３７は、前記生成した指示を指示信号として図形生成部３８に出力する。

図形生成部３８は、カメラモニタ４１に表示する画像である図形Ｓを生成する。図形Ｓは、本実施形態では、幅のある矢印の図形である。図形Ｓにおいて、矢印の先端は、移動方向取得部３４が取得したサブフック１１ａの水平方向の移動方向を指し示す。なお、図形Ｓの形状は、サブフック１１ａの水平方向の移動方向を認識可能であれば、矢印でなくてもよい。

図形Ｓは、本実施形態では、変化量算出部３５が算出した変化量Ｖに応じて異なる色で表現される。例えば、図形Ｓは、＋の変化量Ｖが任意に定めた色変更値よりも大きいときは赤色、＋の変化量Ｖが前記色変更値よりも小さく且つ０よりも大きいときはピンク、変化量Ｖが０のときは白色で表現される。また、図形Ｓは、－の変化量Ｖが任意に定めた色変更値よりも大きいときは青色、－の変化量Ｖが前記色変更値よりも小さく且つ０よりも大きいときは水色で表現される。このように、図形Ｓは、任意に定めた色変更値を基準として、変化量Ｖの方向と大きさにより複数の段階（本実施形態において５段階）で表示される。また、図形Ｓは、変化量Ｖの方向と大きさに比例して赤色から青色の間で無段階に変化するようにしてもよい。これにより、図形生成部３８は、一つの図形で、水平方向の移動方向を示すとともに、変化量Ｖを多段階または無段階の色の変化で表示することができる。なお、図形Ｓの表示の態様を異ならせる手段は、異なる色を使用するものに限られず、例えば、異なる大きさの矢印を使用するものでもよいし、単一の色を異なる濃度で表示するものであってもよい。あるいは、点滅パターンによるものであってもよい。

図形生成部３８は、生成した図形Ｓをカメラモニタ４１に出力する。また、図形生成部３８は、制御指示生成部３７からの指示信号があるときは、指示内容をカメラモニタ４１に出力する。

設定部３９は、色変更値や変化量閾値Ｔｈが設定される。設定部３９は、図示しない入力装置から入力された色変更値や変化量閾値Ｔｈの値を取得し、保持する。また、設定部３９は、図形生成部３８が生成する図形の形状や、図形の表示態様を保持してもよい。

次に、画像処理部３３からの出力が表示されたカメラモニタ４１の表示内容について説明する。

図５は、カメラモニタ４１の表示内容の一例を示す図である。カメラモニタ４１には、吊り荷カメラ９ｂが撮影している映像Ｇが表示される。カメラモニタ４１は、画面の中央にサブフック１１ａに吊り下げられている荷物Ｗが表示されるように制御装置３１によって出力位置が調整されている。

カメラモニタ４１には、画像処理部３３から出力された図形Ｓが、吊り荷カメラ９ｂが取得した映像Ｇに重畳して表示される。

図５（Ａ）は、一例として、サブフック１１ａに吊られている荷物Ｗが前方に移動し、荷物Ｗの高さ位置が変動していないときのカメラモニタ４１の表示である。図５（Ａ）に示すように、カメラモニタ４１には、荷物Ｗの移動方向である前方を示す矢印が、荷物Ｗの高さ位置が変動していないことを示す白色（白塗矢印参照）で表示される。図５（Ｂ）は、一例として、荷物Ｗが前方に移動し、高さ方向において、荷物Ｗが設定部３９に設定された変化量閾値Ｔｈよりも小さい速度で、且つ色変更値よりも大きい－の変化量Ｖで移動しているときのカメラモニタ４１の表示である。図５（Ｂ）に示すように、カメラモニタ４１には、荷物Ｗの移動方向である前方を示す矢印が、荷物Ｗが色変更値よりも大きい－の変化量Ｖで移動していることを示す青色（黒塗矢印参照）で表示される。

このように、上述の構成を有する画像処理部３３は、吊り荷カメラ９ｂが撮影した映像Ｇが表示されるカメラモニタ４１に、サブフック１１ａの移動方向を示す矢印の図形Ｓを重畳して表示させる。また、画像処理部３３は、図形Ｓをサブフック１１ａの変化量Ｖの方向と値に応じて異なる色で表示する。

変化量Ｖが所定の変化量閾値Ｔｈ以上の場合、画像処理部３３は、変化量Ｖが前記所定の変化量閾値Ｔｈ未満になるようにサブフック１１ａの高さ位置を変えるための指示をカメラモニタ４１に表示する。図６は、一例として、荷物Ｗが前方向に移動し、高さ方向において、荷物Ｗが設定部３９に設定された変化量閾値Ｔｈ以上の速度で下方向に移動しているときのカメラモニタ４１の表示である。図６に示すように、カメラモニタ４１には、荷物Ｗの移動方向である前方を示す矢印の図形Ｓが、色変更値よりも大きい－の変化量Ｖで下方向に移動していることを示す青色（黒塗矢印参照）で表示される。また、カメラモニタ４１には、操縦者に対するワイヤロープの操作に関する指示が提示される。

（画像処理）
次に、図７を用いて、画像処理部３３による画像処理について説明する。図７は、画像処理部３３による処理を示すフロー図である。

図７に示すフローがスタートすると、移動方向取得部３４は、旋回伸縮操作具１８および起伏操作具１９の操作信号から、サブフック１１ａの水平方向の移動方向を取得する（ステップＳ１）。図形生成部３８は、移動方向取得部３４が取得した前記移動方向を指し示す矢印の図形Ｓを生成する（ステップＳ２）。

次に、変化量算出部３５は、位置取得部３２が取得したサブフック１１ａの位置情報から、サブフック１１ａの変化量Ｖを算出する（ステップＳ３）。

図形生成部３８は、設定部３９に設定された色変更値を参照して、変化量Ｖに応じた色を取得する（ステップＳ４）。図形生成部３８は、図形Ｓの色を前記取得した色に変更する（ステップＳ５）。

次に、判定部３６は、取得した変化量Ｖが設定部３９に設定された変化量閾値Ｔｈ以上か否かを判定する（ステップＳ６）。

ステップＳ６での判定結果がＹＥＳのとき、制御指示生成部３７は、変化量Ｖを小さくするためのクレーン１の操作に関する操作指示を生成し（ステップＳ７）、前記操作指示を図形生成部３８に出力する（ステップＳ８）。

ステップＳ６での判定結果がＮＯのとき、および、ステップＳ８の処理の後に、図形生成部３８は、図形Ｓをカメラモニタ４１に出力して（ステップＳ９）、フローを終了する。

以上の構成を有する画像処理部３３を備えたクレーン１では、サブフック１１ａの変化量Ｖに応じて異なる態様の図形Ｓがカメラモニタ４１に表示される。よって、操縦者は、図形Ｓの態様によって、サブフック１１ａに吊られた荷物Ｗの高さ方向における変化の方向および変化の割合を把握できるため、容易に荷物Ｗの高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動させることができる。

例えば、操縦者は、カメラモニタ４１に前方を指し示す白色の矢印が表示されていることを確認しながら、クレーン１を操縦することで、高さ位置を変えずに荷物Ｗを水平に移動させることができる。また、操縦者は、荷物Ｗの高さ方向の移動速度（変化量Ｖ）を速度Ｖ１よりも小さい速度で下方向に移動させたい場合、図形Ｓが水色で表示される範囲を設定する色変更値を速度Ｖ１に設定する。操縦者は、カメラモニタ４１に前方を指し示す水色の矢印が表示されていることを確認しながら、クレーン１を操縦することで、高さ位置を速度Ｖ１よりも小さい速度で変化させながら荷物を移動させることができる。なお、本実施形態において、変化量Ｖは、図形Ｓの色で表示されているが、カメラモニタ４１における画面の少なくとも一部を変化量Ｖに対応する色で表示したり、図形Ｓと別の図形で表示したりする構成であってもよい。

また、荷物Ｗの高さ位置の変化の割合が変化量閾値Ｔｈ以上になるような操作を操縦者が行ったとき、画像処理部３３は、サブフック１１ａの変化量Ｖを小さくさせるための適切な操作を操縦者に提示する。これにより、操縦者は、フックの高さ位置の予期しない変動を抑制し、荷物Ｗの高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物を移動させるようクレーン１を制御することができる。

また、本実施形態では、クレーン１は、サブフック１１ａの水平方向の移動方向および高さ方向における位置の変化の割合を、一つの図形Ｓで表現することができる。よって、操縦者は、荷物Ｗの水平方向の位置の変化に併せて高さ位置の変化の割合を視覚的に把握することができため、荷物の位置の変動を容易に制御することができる。したがって、荷物Ｗの高さ方向における位置を、容易に任意の割合で変化させながら荷物を移動することができるクレーンを提供することができる。

（実施形態２）
次に、図８および図９を用いて、本発明の実施形態２に係るクレーン１について説明する。本実施形態では、クレーン１の制御装置３１が有する画像処理部１３３の制御指示生成部１３７は、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上になると、ブーム９、および、メインウインチ１３またはサブウインチ１５の少なくとも一つを自動で制御する点で、実施形態１の構成とは異なる。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については、実施形態１と同一の符号を付して、説明を省略する。

画像処理部１３３は、図８に示すように、移動方向取得部３４、変化量算出部３５、判定部３６、制御指示生成部１３７、図形生成部１３８、および設定部３９を有する。

制御指示生成部１３７は、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上であるとき、変化量Ｖを変化量閾値Ｔｈ未満にするためのブーム９、および、メインウインチ１３またはサブウインチ１５の少なくとも一つを制御する制御信号をクレーン１の制御装置３１に出力する。具体的には、制御指示生成部１３７は、ブーム９を起立または倒伏する制御信号、ブーム９を短縮または延伸する制御信号、および、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６を繰り入れまたは繰り出す制御信号を、クレーン１の制御装置３１に出力する。また、制御指示生成部１３７は、前記制御信号を制御装置３１に出力しているとき、出力中の制御信号の内容を制御内容信号として図形生成部１３８に出力する。

図形生成部１３８は、実施形態１と同様の図形Ｓを生成するとともに、制御指示生成部１３７からの制御内容信号があるときは、図形Ｓを点滅させる。図形生成部１３８は、生成した図形Ｓをカメラモニタ４１に出力する。また、図形生成部１３８は、制御指示生成部１３７からの制御内容信号があるときは、制御内容をカメラモニタ４１に出力する。なお、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上であるときに図形生成部１３８がカメラモニタ４１に出力する図形の態様等は、クレーン１が自動で制御されていることを操縦者に認識させることができれば、上記以外の手段であってもよい。図９に、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上であるときのカメラモニタ４１の表示内容の一例を示す。

上記以外の画像処理部１３３の構成は、実施形態１の画像処理部３３の構成と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態の構成によると、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上になるような操作を操縦者が行ったとき、メインフック１０ａまたはサブフック１１ａの変化量Ｖが所定値未満に収まるようにブーム９、および、メインウインチ１３またはサブウインチ１５の少なくとも一つが制御される。これにより、操縦者は、メインフック１０ａまたはサブフック１１ａの高さ位置の予期しない変動を抑制し、荷物Ｗの高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物Ｗを移動させるようクレーン１を制御することができる。

本実施形態では、制御指示生成部１３７は、クレーン１の制御装置３１に制御信号を出力するとともに、図形生成部１３８に制御内容信号を出力する。しかしながら、制御指示生成部１３７は、実施形態１と同様に、クレーン１の操作に関する指示を生成し、前記制御内容信号に変えて、前記生成した指示を指示信号として図形生成部１３８に出力する構成であってもよい。すなわち、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上の場合、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ未満になるようにクレーン１が自動で制御されるとともに、カメラモニタ４１に操縦者に対するクレーン１の操作指示が提示される構成であってもよい。

（実施形態３）
次に、図１０から図１２を用いて、本発明の実施形態３に係るクレーン１について説明する。クレーン１は、車両２、作業装置であるクレーン装置６、通信機２２２、制御装置２３１およびクレーン装置６を遠隔操作可能な遠隔操作端末２５０を有する。本実施形態では、クレーン装置６は、遠隔操作端末２５０で遠隔操作可能である点で、実施形態１の構成とは異なる。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については、実施形態１と同一の符号を付して、説明を省略する。

図１０は、クレーン１の制御構成を示すブロック図である。通信機２２２は、遠隔操作端末２５０からの制御信号を広域情報通信網等を介して受信し、クレーン装置６からの制御情報等を広域情報通信網等を介して送信する装置である。通信機２２２は、キャビン１７内に設けられている。通信機２２２は、遠隔操作端末２５０からの制御信号等を受信するとクレーン１の制御装置２３１に転送するように構成されている。また、通信機２２２は、制御装置２３１からの制御情報や吊り荷カメラ９ｂからの映像Ｇを遠隔操作端末２５０に転送するように構成されている。

制御装置２３１は、通信機２２２に接続され、遠隔操作端末２５０からの制御信号を取得し、クレーン装置６からの制御情報や吊り荷カメラ９ｂからの映像Ｇ等を送信することができる。制御装置２３１のその他の構成は実施形態１における制御装置３１と同様であるため、その他の構成についての説明は省略する。

図１１は、クレーン１を遠隔操作する遠隔操作端末２５０の平面図である。図１１に示すように、遠隔操作端末２５０は、クレーン１を遠隔操作する際に使用する装置である。遠隔操作端末２５０は、筐体２５１、筐体２５１の操作面に設けられる吊り荷移動操作具２５２、端末側旋回操作具２５３、端末側伸縮操作具２５４、端末側メインドラム操作具２５５ｍ、端末側サブドラム操作具２５５ｓ、端末側起伏操作具２５６、表示部である端末側表示部２５７、端末側通信機２６１および端末側制御装置２６２等を具備する。遠隔操作端末２５０は、吊り荷移動操作具２５２または各種操作具の操作により荷物Ｗを移動させる各アクチュエータの操作バルブの制御信号を広域情報通信網（インターネット等）を介してクレーン装置６に送信する。

筐体２５１は、遠隔操作端末２５０の主たる構成部材である。筐体２５１は、操縦者が手で保持可能な大きさに構成されている。筐体２５１には、操作面に吊り荷移動操作具２５２、端末側旋回操作具２５３、端末側伸縮操作具２５４、端末側メインドラム操作具２５５ｍ、端末側サブドラム操作具２５５ｓ、端末側起伏操作具２５６、端末側表示部２５７および端末側通信機２６１が設けられている。

吊り荷移動操作具２５２は、荷物Ｗを移動させる指示が入力される操作具である。端末側旋回操作具２５３は、クレーン装置６を旋回させる指示が入力される操作具である。端末側伸縮操作具２５４は、ブーム９を伸縮させる指示が入力される操作具である。端末側メインドラム操作具２５５ｍは、メインウインチ１３を回転させる指示が入力される操作具である。端末側サブドラム操作具２５５ｓは、サブウインチ１５を回転させる指示が入力される操作具である。端末側起伏操作具２５６は、ブーム９を起伏させる指示が入力される操作具である。各操作具は、筐体２５１の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。

表示部である端末側表示部２５７は、クレーン１の姿勢情報や荷物Ｗの情報等の様々な情報を表示する表示部である。端末側表示部２５７は、液晶画面等の表示装置から構成されている。端末側表示部２５７は筐体２５１の操作面に設けられている。端末側表示部２５７には、吊り荷カメラ９ｂからの映像Ｇに、後述する画像処理部２３３から出力された図形Ｓおよび操作指示が重畳して表示される。なお、本実施形態において、端末側表示部２５７は、遠隔操作端末２５０に設けられているが、遠隔操作端末２５０と分離したモニタでもよい。

図１０に示すように、端末側通信機２６１は、広域情報通信網等を介してクレーン装置６の制御情報等を受信し、遠隔操作端末２５０からの制御情報等をクレーン装置６に送信する装置である。端末側通信機２６１は、筐体２５１の内部に設けられている。端末側通信機２６１は、クレーン装置６の吊り荷カメラ９ｂからの映像Ｇや制御信号等を受信すると端末側制御装置２６２に伝達するように構成されている。また、端末側通信機２６１は、端末側制御装置２６２からの制御情報を広域情報通信網等からクレーン１の通信機２２２を介してクレーン装置６に送信するように構成されている。

端末側制御装置２６２は、遠隔操作端末２５０を制御する装置である。端末側制御装置２６２は、遠隔操作端末２５０の筐体２５１の内部に設けられている。端末側制御装置２６２は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

端末側制御装置２６２は、吊り荷移動操作具２５２、端末側旋回操作具２５３、端末側伸縮操作具２５４、端末側メインドラム操作具２５５ｍ、端末側サブドラム操作具２５５ｓ、端末側起伏操作具２５６、端末側表示部２５７、端末側通信機２６１等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

端末側制御装置２６２は、吊り荷移動操作具２５２、端末側旋回操作具２５３、端末側伸縮操作具２５４、端末側メインドラム操作具２５５ｍ、端末側サブドラム操作具２５５ｓおよび端末側起伏操作具２５６に接続され、各操作具の操作スティックの傾倒方向および傾倒量からなる操作信号を取得することができる。

端末側制御装置２６２は、端末側通信機２６１に接続され、広域情報通信網を介して接続されるクレーン装置６の通信機２２２を通じて制御装置２３１との間で各種情報を送受信することができる。具体的には、端末側制御装置２６２の映像取得部２６３は、吊り荷カメラ９ｂが撮影した映像Ｇを取得することができる。

端末側制御装置２６２は、端末側旋回操作具２５３、端末側伸縮操作具２５４、端末側メインドラム操作具２５５ｍ、端末側サブドラム操作具２５５ｓおよび端末側起伏操作具２５６の各センサから取得した各操作スティックの操作信号から、対応する旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成することができる。

端末側制御装置２６２は、端末側表示部２５７に接続され、端末側表示部２５７に現在のクレーン１の姿勢におけるクレーン１の模式画像、吊り荷カメラ９ｂからの映像Ｇおよび後述する画像処理部２３３から出力された図形Ｓや指示内容を表示させることができる。

端末側制御装置２６２は、位置取得部２３２および制御部である画像処理部２３３を有する。位置取得部２３２は、吊り荷移動操作具２５２、端末側旋回操作具２５３、端末側伸縮操作具２５４、端末側メインドラム操作具２５５ｍ、端末側サブドラム操作具２５５ｓおよび端末側起伏操作具２５６の各センサから取得した操作信号から、旋回台７の旋回位置、ブーム９の長さおよび起伏角度、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の繰り出し長さを算出し、ブーム９の基端部に対するメインフック１０ａおよびサブフック１１ａの位置である位置情報を取得する。

制御部である画像処理部２３３は、図１２に示すように、移動方向取得部２３４、変化量算出部３５、判定部３６、制御指示生成部３７、図形生成部３８、および設定部３９を有する。

移動方向取得部２３４は、遠隔操作端末２５０が具備する端末側旋回操作具２５３、端末側伸縮操作具２５４および端末側起伏操作具２５６の各操作信号から、メインフック１０ａまたはサブフック１１ａの水平方向の移動方向を取得して、図形生成部３８に出力する。変化量算出部３５は、位置取得部２３２が取得したメインフック１０ａまたはサブフック１１ａに関する位置情報から、メインフック１０ａまたはサブフック１１ａの変化量Ｖを算出する。

上記以外の画像処理部２３３の構成は、実施形態１の画像処理部３３の構成と同様であるため、説明を省略する。

以上の構成を有する遠隔操作端末２５０によって遠隔操作されるクレーン１においても、荷物Ｗの高さ方向における位置の変化の割合が端末側表示部２５７に表示される。よって、操縦者は、遠隔で、荷物Ｗの高さ位置を任意の割合で変化させながら荷物Ｗが移動するようにクレーン１を操作することができる。

したがって、荷物Ｗの高さ方向における位置を、容易に一定の割合で変化させながら荷物を移動可能なクレーンを提供することができる。

本実施形態では、制御指示生成部３７は、実施形態１と同様、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上の場合、クレーン１の操作に関する指示を生成し、前記生成した指示を指示信号として図形生成部３８に出力する。しかしながら、制御指示生成部３７は、実施形態２と同様、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上の場合、クレーン１の制御装置２３１に制御信号を出力する構成であってもよい。また、制御指示生成部３７は、前記指示信号を図形生成部３８に出力するとともに、前記制御信号を制御装置２３１に出力する構成であってもよい。

（その他の実施形態）
前記各実施形態では、カメラモニタ４１および端末側表示部２５７には、吊り荷カメラ９ｂからの映像Ｇが表示されている。しかしながら、カメラモニタおよび端末側表示部には、荷物Ｗと地物および地表面の位置関係を認識することができれば、レーザースキャナ等の装置によって取得された画像が表示される構成であってもよい。

前記実施形態２では、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上の場合、クレーン１は自動で制御される。しかしながら、変化量Ｖが変化量閾値Ｔｈ以上の場合、クレーンが自動で制御されるようにするか否かをあらかじめ操縦者が設定することができる構成であってもよい。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ クレーン
７ 旋回台
９ ブーム
９ｂ 吊り荷カメラ
１０ メインフックブロック
１０ａ メインフック（フック）
１１ サブフックブロック
１１ａ サブフック（フック）
１３ メインウインチ
１４ メインワイヤロープ
１５ サブウインチ
１６ サブワイヤロープ
１８ 旋回伸縮操作具
１９ 起伏操作具
３１、２３１ 制御装置
３２、２３２ 位置取得部
３３、１３３、２３３ 画像処理部（制御部）
３４、２３４ 移動方向取得部
３５ 変化量算出部
３６ 判定部
３７、１３７ 制御指示生成部
３８、１３８ 図形生成部
３９ 設定部
４１ カメラモニタ（表示部）
２２２ 通信機
２５０ 遠隔操作端末
２５７ 端末側表示部（表示部）
２６２ 端末側制御装置

Claims (6)

1. 旋回、起伏および伸縮可能なブームと、
   前記ブームの先端部にウインチによって巻上および巻下可能なワイヤロープによって吊り下げられたフックと、
   前記ブームの長さ、前記ブームの起伏角度及び前記ワイヤロープの繰り出し長さから前記フックの位置情報を取得する位置取得部と、
   前記ブームの先端部に接続され且つ前記フックを含む映像を撮影する吊り荷カメラと、
   前記吊り荷カメラが撮影した映像を表示する表示部と、
   前記位置取得部が取得した位置情報から前記フックの高さ方向における位置の単位時間あたり変化量を算出し、前記変化量を前記表示部に表示する制御部と、
   を備える、
   移動式クレーン。
2. 請求項１に記載の移動式クレーンにおいて、
   前記制御部は、
   前記変化量が所定値以上になると、前記変化量が前記所定値未満になるように、前記ブームおよび前記ウインチの少なくとも一つを制御する、
   移動式クレーン。
3. 請求項１または請求項２に記載の移動式クレーンにおいて、
   前記制御部は、
   前記変化量が所定値以上になると、前記変化量を前記所定値未満にするための指示である、前記ブームの起伏、前記ブームの伸縮、ならびに、前記ワイヤロープの巻上および巻下に関する指示のうち少なくとも一つを前記表示部に表示する、
   移動式クレーン。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の移動式クレーンにおいて、
   前記制御部は、
   前記フックの高さ方向における移動方向および前記変化量によって異なる態様で、前記変化量を前記表示部に画像で表示する、
   移動式クレーン。
5. 請求項４に記載の移動式クレーンにおいて、
   前記画像は前記フックの水平方向の移動方向を示す図形である、
   移動式クレーン。
6. 旋回、起伏および伸縮可能なブームと、前記ブームの先端部にウインチによって巻上および巻下可能なワイヤロープによって吊り下げられたフックと、前記ブームの長さ、前記ブームの起伏角度及び前記ワイヤロープの繰り出し長さから前記フックの位置情報を取得する位置取得部と、前記ブームの先端部に接続され且つ前記フックを含む映像を撮影する吊り荷カメラと、を備える移動式クレーンの遠隔操作端末であって、
   前記吊り荷カメラが撮影した映像を表示する表示部と、
   前記移動式クレーンの制御装置と通信可能に構成された制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記位置取得部が取得した位置情報から前記フックの高さ方向における位置の単位時間あたり変化量を算出し、前記変化量を前記表示部に表示する、
   遠隔操作端末。
   

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