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JP7009691B2 - Crane work area safety confirmation device - Google Patents
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JP7009691B2 - Crane work area safety confirmation device - Google Patents

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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

本発明は、クレーン作業エリアにおける作業者と取扱物や周辺物体との挟まれや衝突を防止する装置に関するものである。 The present invention relates to a device for preventing a worker from being pinched or colliding with a handling object or a peripheral object in a crane working area.

従来、クレーン作業エリア安全確認装置として、クレーン上方からカメラでクレーン周辺領域を撮像し、作業者のヘルメットを認識する認識部で危険領域を設定してモニターに表示して安全確認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 crane work area safety confirmation device, a device that captures the area around the crane with a camera from above the crane, sets a dangerous area with the recognition unit that recognizes the operator's helmet, and displays it on the monitor to confirm safety has been proposed. (See, for example, Patent Document 1).

特開2010-241548号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-241548

ところで、特許文献1において開示された技術では、カメラを使用して作業者のヘルメットを認識するようにしているため、クレーンの作業環境によっては、太陽光が外乱光となり認識範囲から目的のヘルメットを切り出すことが、また、背景が明るい場合はその背景の中に対象物も埋もれてしまい、非常に困難になることがあった。さらに、クレーンの周辺領域内には、取り扱う品物や保管物品があり、安全を確保するためには、それらの品物と作業者との間隔が充分取れているか確認する必要があったが、作業者と品物との識別も困難であった。 By the way, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the helmet of the worker is recognized by using the camera, depending on the working environment of the crane, the sunlight becomes ambient light and the target helmet is selected from the recognition range. It was sometimes very difficult to cut out, and if the background was bright, the object would be buried in the background. Furthermore, there are items to be handled and stored items in the area around the crane, and in order to ensure safety, it was necessary to confirm that there was a sufficient distance between these items and the worker, but the worker. It was also difficult to distinguish between the item and the item.

本発明は、上記従来のクレーン作業エリア安全確認装置の有する問題点に鑑み、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を提供することを目的とする。 In view of the problems of the conventional crane work area safety confirmation device, the present invention implements measures against ambient light with a simple equipment configuration, and reliably extracts workers without being affected by the working environment of the crane. By doing so, the purpose is to provide a device that can confirm the safety of the crane work area.

上記目的を達成するため、本発明のクレーン作業エリア安全確認装置は、クレーンの作業エリアを撮像するカメラと、該カメラの近傍位置に設けた赤外線投光器と、作業者のヘルメットに取り付けた再帰性反射材からなるマークと、カメラで撮影した画像を取り込んで処理する演算装置とを備え、該演算装置で得た作業者の座標をクレーンコントローラに送信して、クレーンの作業エリアにおける作業者の安全を確保するようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the crane work area safety confirmation device of the present invention includes a camera that images the work area of the crane, an infrared floodlight provided near the camera, and retroreflective attachment attached to the helmet of the worker. It is equipped with a mark made of wood and an arithmetic device that captures and processes images taken by the camera, and transmits the worker's coordinates obtained by the arithmetic device to the crane controller to ensure the safety of the operator in the crane work area. The feature is that it is secured.

この場合において、前記画像を取り込んで処理する演算装置が、赤外線投光器のON/OFFの制御を行い、それに同期してカメラの画像を取り込み、ON時とOFF時の差を取り、ヘルメットに付けられた再帰性反射材からなるマークの入射した光の光源方向に戻る特性を利用して、外乱光の影響を除去するようにすることができる。 In this case, the arithmetic unit that captures and processes the image controls ON / OFF of the infrared light source, captures the image of the camera in synchronization with it, takes the difference between ON and OFF, and attaches it to the helmet. It is possible to eliminate the influence of ambient light by utilizing the property of the mark made of the retroreflective material returning to the light source direction of the incident light.

また、前記クレーンの作業エリアを認識するための測域センサを設け、作業エリアにおける物体の座標、大きさを前記測域センサで計測してクレーンコントローラに送信し、該クレーンコントローラは物体の座標と作業者の座標を比較し、両者の距離が規定の距離以上離れているが否かを確認してクレーンの運転可否を判断するようにすることができる。
ここで、「測域センサ」(Laser Range Scanner 又は 3D Scanner)とは、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う。
Further, a range sensor for recognizing the work area of the crane is provided, and the coordinates and size of the object in the work area are measured by the range sensor and transmitted to the crane controller, and the crane controller is used as the coordinates of the object. It is possible to compare the coordinates of the workers and confirm whether or not the distance between the two is greater than or equal to the specified distance to determine whether or not the crane can be operated.
Here, the "range sensor" (Laser Range Scanner or 3D Scanner) refers to a scanning type laser rangefinder capable of outputting physical shape data of space.

また、前記作業者がクレーンの移動方向にいる場合に、クレーンコントローラは、前記距離が規定の距離以上離れている場合であってもクレーンの運転指示を受け付けないようにすることができる。 Further, when the worker is in the moving direction of the crane, the crane controller can prevent the crane controller from accepting the crane operation instruction even when the distance is more than a predetermined distance.

本発明のクレーン作業エリア安全確認装置によれば、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することができる。 According to the crane work area safety confirmation device of the present invention, the crane work area is implemented by taking measures against ambient light with a simple equipment configuration and reliably extracting workers without being affected by the work environment of the crane. You can check the safety of the crane.

本発明に係るクレーン作業エリア安全確認装置を適用した天井クレーンの一実施例を示す側面図(カメラ及び測域センサの取付図)である。It is a side view (installation drawing of a camera and a range sensor) which shows an embodiment of the overhead crane to which the crane work area safety confirmation device which concerns on this invention apply. 同クレーン作業エリア安全確認装置の制御装置の構成図である。It is a block diagram of the control device of the crane work area safety confirmation device. 作業者のヘルメットに付けた再帰性反射材からなるマークの一例を示し、(a-1)は平面図、(a-2)は側面図、(b-1)は他の例の平面図、(b-2)は同側面図である。An example of a mark made of a retroreflective material attached to a worker's helmet is shown, (a-1) is a plan view, (a-2) is a side view, and (b-1) is a plan view of another example. (B-2) is the same side view. 赤外線投光器のON/OFFとカメラの撮影タイミングを表したタイムチャートである。It is a time chart showing the ON / OFF of the infrared projector and the shooting timing of the camera. カメラで撮影した画像を示し、(a)は赤外線投光器がOFF時に撮影した画像例、(b)は赤外線投光器がON時に撮影した画像例、(c)は(a)の画像から(b)の画像の差を取った画像例を示す。An image taken by a camera is shown, (a) is an example of an image taken when the infrared projector is OFF, (b) is an example of an image taken when the infrared projector is ON, and (c) is an example of an image taken from the image of (a) to (b). An image example in which the difference between the images is taken is shown. 無線機子機の押釦スイッチ配置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the push button switch arrangement of a radio handset. 測域センサとステッピングモータの説明図で、(a)は取り付けた状態を示す平面図、(b)は測域センサをステッピングモータで首振りを行った側面図である。It is an explanatory view of a range sensor and a stepping motor, (a) is a plan view which shows the attached state, and (b) is a side view which shook the range sensor by a stepping motor. 測域センサから対象までの各角度における距離を測定する原理のイメージ図で、(a)は正面図、(b)は平面図である。It is an image diagram of the principle of measuring the distance from the range sensor to the object at each angle, (a) is a front view, and (b) is a plan view. ヘルメットの座標と取扱物の切片の頂点を表した説明図である。It is explanatory drawing which showed the coordinates of a helmet and the apex of the section of a handling object. 測域センサの計測原理の説明図で、(a)は平面図、(b)は平面図、(c)は側面図である。It is explanatory drawing of the measurement principle of a range sensor, (a) is a plan view, (b) is a plan view, (c) is a side view. キャリブレーションの原理の説明図である。It is explanatory drawing of the principle of calibration. キャリブレーションの原理の説明図で、(a)は形状検出パソコンのキャリブレーション時の映像、(b)は人検出パソコンのキャリブレーション時の映像、(c)はキャリブレーション補正後の映像である。In the explanatory diagram of the principle of calibration, (a) is an image at the time of calibration of a shape detection personal computer, (b) is an image at the time of calibration of a human detection personal computer, and (c) is an image after calibration correction.

以下、本発明のクレーン作業エリア安全確認装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the crane work area safety confirmation device 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作業エリア安全確認装置を適用した天井クレーンの一実施例を示す。 1 to 2 show an embodiment of an overhead crane to which the crane work area safety confirmation device according to the present invention is applied.

図1は、本発明に係るクレーン作業エリア安全確認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で監視している。また、取扱物09の形状を計測するためにクラブ02には測域センサ23が取り付けられている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram in which the crane work area safety confirmation device according to the present invention is applied to an overhead crane. Working. In order to confirm the safety of this state, the camera 21 installed in the club 02 of the crane 01 is monitoring. Further, a range sensor 23 is attached to the club 02 in order to measure the shape of the object to be handled 09.

図2は、このクレーン作業エリア安全確認装置の制御構成であるが、カメラ21と赤外線投光器22が、演算装置としての人検知パソコン26に接続されている。クレーンコントローラ30から人検知パソコン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、人検知パソコン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 a control configuration of the crane work area safety confirmation device. The camera 21 and the infrared projector 22 are connected to a human detection personal computer 26 as an arithmetic unit. When the crane controller 30 instructs the human detection personal computer 26 to detect the worker 13 in the crane work area, the human detection personal computer 26 turns on / off the infrared projector 22 and takes a picture of the camera 21 in synchronization with it. conduct.

ここで、クレーン作業エリア安全確認装置は、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27、横行位置を把握するための横行レーザ距離計28、巻上インバータ31、巻上モータ32、横行インバータ33、横行モータ34、走行インバータ35、走行モータ36等の機器を備えるようにしている。 Here, the crane work area safety confirmation device can be applied to a general-purpose overhead crane, and the overhead crane 01 is equipped with a general-purpose overhead crane, for example, a traveling laser for grasping the traveling position of the overhead crane 01. Equipment such as a distance meter 27, a traversing laser distance meter 28 for grasping a traversing position, a hoisting inverter 31, a hoisting motor 32, a traversing inverter 33, a traversing motor 34, a traveling inverter 35, and a traveling motor 36 is provided. There is.

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。人検知パソコン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。
FIG. 5A is an image example when the infrared projector 22 is OFF, and FIG. 5B is an image example when the infrared projector 22 is ON. The human detection personal computer 26 divides the image of the mark 12 made of the regressive reflective material attached to the helmet 11 into ON / OFF and captures the image from the camera 21 to take the difference between the image at ON and the image at OFF. As a result, an image example in which the mark as shown in FIG. 5C is extracted can be obtained.
Here, the rereflective reflective material uses a conventionally known glass bead 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.

以下、本発明に係るクレーン作業エリア安全確認装置を、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 crane work area safety confirmation device according to the present invention will be described based on the operation of the overhead crane 01.
In the overhead crane 01, the club 02 operates in the direction of the arrow in the drawing, and the overhead crane 01 provided with traveling wheels 06 in the direction perpendicular to the traverse travels on the traveling rail 07 and moves to a target position.

目的位置に移動が完了すると巻上装置03を動作させてワイヤロープ04を繰り出してフック05を巻き下げる。作業者13は取扱物09の玉掛け作業を行い、フック05に玉掛けワイヤ14を取り付ける。 When the movement to the target position is completed, the hoisting device 03 is operated to pay out the wire rope 04 and wind down the hook 05. The worker 13 performs the slinging work of the handling object 09, and attaches the slinging wire 14 to the hook 05.

人検知パソコン26は、クレーン01が目的位置への移動が完了したことを、横行及び走行の操作信号が所定時間ないことから判断し、その時点、好ましくは、フック05の巻下操作が行われる前に、フック05の周囲の作業者13の検知を行う。赤外線投光器22のON/OFFを行い、それに同期してカメラ21の撮影を行って画像を記録する。
図4はその動作のタイムチャートを表している。
ここで、赤外線投光器22は、可視光でない光を使用することによって、光のON/OFFで作業者13にストレスを与えないようにしている。
The human detection personal computer 26 determines that the movement of the crane 01 to the target position has been completed because there is no operation signal for traversing and traveling for a predetermined time, and at that time, preferably, the hook 05 is unwound. Before, the worker 13 around the hook 05 is detected. The infrared projector 22 is turned ON / OFF, and the camera 21 is photographed in synchronization with the ON / OFF of the infrared projector 22 to record an image.
FIG. 4 shows a time chart of the operation.
Here, the infrared projector 22 uses light that is not visible light so as not to give stress to the operator 13 by turning the light on and off.

人検知パソコン26が取り込んだヘルメット11の再帰性反射材からなるマーク12の画像は、赤外線投光器22がOFF時の画像は図5(a)に示すようになり、ON時の画像は図5(b)に示すようになる。これは再帰性反射材からなるマーク12に、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使用し、カメラ21の近くに設置された赤外線投光器22側に戻ることを利用したものである。 The image of the mark 12 made of the retroreflective material of the helmet 11 captured by the human detection personal computer 26 is shown in FIG. 5A when the infrared projector 22 is OFF, and FIG. 5 (a) when the infrared projector 22 is ON. As shown in b). This is based on the fact that the mark 12 made of a retroreflective material uses a material having a characteristic that the incident light is reflected toward the light source, and returns to the infrared projector 22 side installed near the camera 21. Is.

人検知パソコン26は、取り込んだ画像の図5(a)と図5(b)の差を取り、図5(c)に示すような画像を得る。
得られた画像の認識方法は予め十字のパターンを登録しておいてパターンマッチングで行う方式や機械学習で求める方式などが使用できる。
ここで、ヘルメットに付けた再帰性反射材からなるマーク12の形状は、図3に示すような形状(十字や楕円のパターン)がヘルメットに取り付けやすく、形状認識もやりやすい。
The human detection personal computer 26 takes the difference between FIGS. 5 (a) and 5 (b) of the captured image, and obtains an image as shown in FIG. 5 (c).
As the recognition method of the obtained image, a method of registering a cross pattern in advance and performing pattern matching or a method of obtaining by machine learning can be used.
Here, as for the shape of the mark 12 made of the retroreflective material attached to the helmet, the shape (cross or elliptical pattern) as shown in FIG. 3 is easy to attach to the helmet, and the shape recognition is also easy.

人検知パソコン26は再帰性反射材からなるマーク12を検出した場合は、その位置の座標をクレーンコントローラ30に送る。 When the human detection personal computer 26 detects the mark 12 made of the retroreflective material, it sends the coordinates of the position to the crane controller 30.

演算装置としての形状認識パソコン29は、クレーンが目的位置へ移動完了後、すなわち、クレーン01が目的位置への移動が完了したことを、横行及び走行の操作信号が所定時間ないことから判断し、その時点、好ましくは、フック05の巻下操作が行われる前に、フック05の周囲の物体の検知を行う。取扱物09の形状を測域センサ23を使用して求める。
ここで、測域センサ23は、Laser Range Scanner 又は 3D Scannerとも呼ばれ、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、遠距離にある対象までの距離やその対象の形状や性質を分析する装置。)、例えば、北陽電機社製の「UTM-30LX-EW」を好適に使用することができる。
この測域センサ23は、半円状に光を出して反射光が戻ってくるまでの時間を測定し、測域センサから対象までの各角度における距離を測定する。
そして、測域センサ23は、図7に示すように、モータコントローラ25によって制御されるステッピングモータ24を用いてスキャニングの角度が変えられるようになっている。
図8(a)はそのイメージ図で半円方向に光をスキャンし、取扱物09からの距離を測定する。しかし、これだけでは取扱物09の一部分を捉えただけであるので半円方向と直角方向に測域センサ23を回転させて距離を測定する。図8(b)はその動作を行った場合の取扱物09の上方から見た図である。このようにして取扱物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について計測を行い、その座標を算出する。
The shape recognition personal computer 29 as an arithmetic unit determines that the crane has completed the movement to the target position, that is, the crane 01 has completed the movement to the target position, because there is no operation signal for traversing and traveling for a predetermined time. At that time, preferably, the object around the hook 05 is detected before the unwinding operation of the hook 05 is performed. The shape of the object to be handled 09 is obtained by using the range sensor 23.
Here, the range finder 23 is also called a Laser Range Scanner or a 3D Scanner, and refers to a scanning type laser rangefinder capable of outputting physical shape data of space, and refers to "light detection and distance measurement" or "distance measurement". "LIDAR" (abbreviation for Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging), also known as "laser image detection and distance measurement". One of the remote sensing technologies using light, which measures scattered light for laser irradiation that emits in a pulse shape. A device for analyzing the distance to an object at a long distance and the shape and properties of the object.) For example, "UTM-30LX-EW" manufactured by Hokuyo Denki Co., Ltd. can be preferably used.
The range sensor 23 measures the time required to emit light in a semicircle and return the reflected light, and measures the distance from the range sensor to the target at each angle.
Then, as shown in FIG. 7, the range sensor 23 can change the scanning angle by using the stepping motor 24 controlled by the motor controller 25.
FIG. 8A is an image diagram of which scans light in the semicircular direction and measures the distance from the object to be handled 09. However, since this alone captures only a part of the handling object 09, the range sensor 23 is rotated in the direction perpendicular to the semicircular direction to measure the distance. FIG. 8B is a view from above of the handling object 09 when the operation is performed. In this way, an object higher than the floor surface, such as the handling object 09, is measured and its coordinates are obtained.
Measurement is performed on an object having all heights in the field of view of the range sensor 23, and the coordinates thereof are calculated.

形状認識パソコン29は算出した物体の座標、物体の切片の頂点の位置をクレーンコントローラ30に送り、クレーン作業エリアの三次元マップを作成する。 The shape recognition personal computer 29 sends the calculated coordinates of the object and the positions of the vertices of the sections of the object to the crane controller 30 to create a three-dimensional map of the crane work area.

ここで、測域センサ23による計測原理を説明すると、図10に示すように、測域センサ23から直下に投光された光80は距離Hを測定結果として出力する。同様に測域センサ23の直下からX軸方向にXmm、Y軸方向にYmmずれておかれた取扱物09のP点の高さをZmmとする。
測域センサ23が半円状のスキャンを行うのと同時に測域センサ23をステッピングモータ24を用いて半円方向と直角方向に回転させて取扱物09との距離Lを測定する。この時、測域センサ23から投光された光81を半円方向でスキャンしたときの取扱物09との角度をθとし、半円方向と直角方向に回転させたときの角度をφとすると、各位置の長さは下記の式で表すことができる。
X=L×tanθ/(1+(tanθ)+(tanφ)1/2
Y=L×tanφ/(1+(tanθ)+(tanφ)1/2
Z=H-(L-(X+Y))
上記の角度θ及びφを連続的に変化させることにより測域センサ23の下方にある物体、例えば、取扱物09を三次元として捉えることができ、これにより、クレーンの作業エリアに存在する物体の位置と大きさを知ることができる。
Here, to explain the measurement principle by the range sensor 23, as shown in FIG. 10, the light 80 projected directly below the range sensor 23 outputs the distance H as the measurement result. Similarly, the height of the point P of the handling object 09, which is displaced by X mm in the X-axis direction and Y mm in the Y-axis direction from directly below the range sensor 23, is defined as Z mm.
At the same time that the range sensor 23 performs a semicircular scan, the range sensor 23 is rotated in a direction perpendicular to the semicircular direction using a stepping motor 24 to measure the distance L from the object to be handled 09. At this time, let θ be the angle with the object to be handled 09 when the light 81 projected from the range sensor 23 is scanned in the semicircular direction, and let φ be the angle when rotated in the direction perpendicular to the semicircular direction. , The length of each position can be expressed by the following formula.
X = L × tanθ / (1 + (tanθ) 2 + (tanφ) 2 ) 1/2
Y = L × tanφ / (1 + (tanθ) 2 + (tanφ) 2 ) 1/2
Z = H- (L 2- (X 2 + Y 2 ))
By continuously changing the above angles θ and φ, an object below the range sensor 23, for example, the handling object 09 can be grasped as three-dimensional, whereby the object existing in the working area of the crane can be grasped. You can know the position and size.

図9に、ヘルメットの座標と取扱物09の切片の頂点とを表した図を示す。
クレーンコントローラ30は、人検知パソコン26及び形状認識パソコン29から送られてきたヘルメット11の座標及び取扱物09の切片の頂点の位置から、ヘルメットの座標(Xh,Yh)と取扱物09の切片の頂点座標(X1,Y1)~(X4,Y4)の差を求め、作業者13の取扱物09との間隔が規定値以上、例えば、1.5m以上離れていることを確認して巻上動作許可を出す判断をする。
FIG. 9 shows a diagram showing the coordinates of the helmet and the vertices of the section of the handling object 09.
The crane controller 30 uses the coordinates of the helmet 11 and the position of the apex of the intercept of the handling object 09 sent from the human detection personal computer 26 and the shape recognition personal computer 29 to the coordinates of the helmet (Xh, Yh) and the intercept of the handling object 09. Find the difference between the apex coordinates (X1, Y1) to (X4, Y4), and confirm that the distance between the worker 13 and the handling object 09 is at least the specified value, for example, 1.5 m or more, and then perform the hoisting operation. Make a decision to give permission.

作業者13は、取扱物09から規定値以上離れた状態で、無線機親機37に操作信号を送信する、図6に示すような無線機子機38を使用して『上』押釦を押して取扱物09を巻き上げる。この場合、規定値以上離れていないとクレーンコントローラ30が判断した場合は巻上指示の押釦の指示を受け付けない。 The operator 13 presses the "up" push button using the wireless device slave unit 38 as shown in FIG. 6, which transmits an operation signal to the wireless device master unit 37 in a state of being separated from the handling object 09 by a specified value or more. Wind up the handling item 09. In this case, if the crane controller 30 determines that the distance is not greater than or equal to the specified value, the push button instruction for hoisting is not accepted.

作業者13は、巻上後、目的の移動方向の押釦『東』『西』『南』『北』のいずれかを押して移動を指示する。クレーンコントローラ30は移動を指示された方向、すなわち、移動方向の延長線上に作業者13が存在する場合は移動指示を受け付けない。 After winding up, the worker 13 presses any of the push buttons "east", "west", "south", and "north" in the desired movement direction to instruct the movement. The crane controller 30 does not accept the movement instruction when the operator 13 is present in the direction instructed to move, that is, on the extension line of the movement direction.

このクレーン作業エリア安全確認装置によれば、簡易な設備構成で、外乱光対策を実施し、天井クレーン01の作業環境に影響されることなく、作業者13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することができる。 According to this crane work area safety confirmation device, the crane work is carried out by implementing measures against ambient light with a simple equipment configuration and reliably extracting the worker 13 without being affected by the work environment of the overhead crane 01. You can check the safety of the area.

ところで、カメラ21と測域センサ23とは、同じエリアを見るように設置されているが、例えば、取扱物09までの距離が10m程度になると角度のずれによって見ている範囲が大幅に変わることになる。このため、必要に応じて、カメラ21と測域センサ23装置を設置した段階で互いの視野を合わせる動作のキャリブレーションを行うようにすることで、クレーン作業エリア安全確認装置の精度を高めることができる。 By the way, the camera 21 and the range sensor 23 are installed so as to look at the same area, but for example, when the distance to the handling object 09 is about 10 m, the viewing range changes significantly due to the difference in angle. become. Therefore, if necessary, the accuracy of the crane work area safety confirmation device can be improved by calibrating the operation of aligning the fields of view with each other at the stage when the camera 21 and the range sensor 23 device are installed. can.

図11はキャリブレーションを行う場合の配置図であるが、カメラ21及び測域センサ23の概略視野中心に標準認識対象物08を設置して行う。標準認識対象物08には平面形状が正四角形の直方体を用いる。 FIG. 11 is a layout diagram when calibration is performed, but the standard recognition object 08 is installed at the center of the schematic field of view of the camera 21 and the range sensor 23. For the standard recognition object 08, a rectangular parallelepiped whose plane shape is a regular quadrangle is used.

図12(a)は、測域センサ23で標準認識対象物08を捉えた映像を示す。図12(b)は、カメラ21で標準認識対象物08を捉えた映像を示す。 FIG. 12A shows an image in which the standard recognition object 08 is captured by the range sensor 23. FIG. 12B shows an image in which the standard recognition object 08 is captured by the camera 21.

図12(a)に示す測域センサ23で標準認識対象物08を認識した映像08aは、中心座標が(x1,y1)ずれており、角度がθ1,θ2ずれている。このため、形状認識パソコン29は、図12(c)に示すように、映像08aが画面中央に来るように座標及び角度のオフセット値を与える。また、標準認識対象物08の大きさが既知であるので大きさを測定した結果が対象物の大きさと合致するように距離計数値の補正乗率を決定する。 In the image 08a in which the standard recognition object 08 is recognized by the range sensor 23 shown in FIG. 12A, the center coordinates are deviated by (x1, y1) and the angles are deviated by θ1 and θ2. Therefore, as shown in FIG. 12 (c), the shape recognition personal computer 29 gives the offset values of the coordinates and the angle so that the image 08a comes to the center of the screen. Further, since the size of the standard recognition object 08 is known, the correction multiplier of the distance count value is determined so that the result of measuring the size matches the size of the object.

図12(b)に示すカメラ21で標準認識対象物08を認識した映像08bは、一般的にカメラで撮影した場合と同様に、像が歪んでいる。このため、人検知パソコン26は、取り込んだカメラ21の映像08bを、例えば、アフィン変換を用いて正方形に変換し、形状認識パソコン29と同様に、座標及び角度のオフセット値を与え、距離計数値の補正乗率を決定する。
ここで、「アフィン変換」とは、平行移動と線形変換(拡大や縮小、回転など)を組み合わせた変換方式をいう。
The image 08b in which the standard recognition object 08 is recognized by the camera 21 shown in FIG. 12B is generally distorted as in the case of being photographed by the camera. Therefore, the human detection personal computer 26 converts the captured image 08b of the camera 21 into a square using, for example, an affine transformation, gives offset values of coordinates and angles, and gives a distance count value, as in the shape recognition personal computer 29. Determine the correction multiplier for.
Here, the "affine transformation" refers to a transformation method that combines translation and linear transformation (enlargement, reduction, rotation, etc.).

このキャリブレーション作業により形状認識パソコン29及び人検知パソコン26が見ている座標及びスケールが一致して両者の認識結果を共有することができる。 By this calibration work, the coordinates and scales seen by the shape recognition personal computer 29 and the human detection personal computer 26 can be matched and the recognition results of both can be shared.

以上、本発明のクレーン作業エリア安全確認装置について、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 crane work area safety confirmation device 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 is appropriately used as long as it does not deviate from the gist thereof. The configuration can be changed.

本発明のクレーン作業エリア安全確認装置は、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 crane work area safety confirmation device of the present invention has a simple equipment configuration, implements measures against ambient light, and reliably extracts workers without being affected by the work environment of the crane, thereby ensuring the safety of the crane work area. Therefore, it can be suitably used for an overhead crane, and can also be used, for example, for a construction machine 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
08 標準認識対象物
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
14 玉掛けワイヤ
21 カメラ
22 赤外線投光器
23 測域センサ
24 ステッピングモータ
25 モータコントローラ
26 演算装置(人検知パソコン)
27 走行レーザ距離計
28 横行レーザ距離計
29 演算装置(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
80 測域センサから投光された光
81 測域センサから投光された光
01 Crane (overhead crane)
02 Club 03 Hoisting device 04 Wire rope 05 Hook 06 Travel wheel 07 Travel rail 08 Standard recognition target 09 Handling item 11 Helmet 12 Mark made of retroreflective material 13 Worker 14 Sling wire 21 Camera 22 Infrared floodlight 23 Range sensor 24 Stepping motor 25 Motor controller 26 Computing device (human detection personal computer)
27 Traveling laser rangefinder 28 Traverse laser rangefinder 29 Arithmetic logic unit (shape recognition personal computer)
30 Crane controller 31 Hoisting inverter 32 Hoisting motor 33 Traverse inverter 34 Traverse motor 35 Traveling inverter 36 Traveling motor 37 Radio master unit 38 Radio slave unit 80 Light projected from the range sensor 81 Light projected from the range sensor 81 Light

Claims (3)

クレーンの作業エリアを撮像するカメラと、該カメラの近傍位置に設けた赤外線投光器と、作業者のヘルメットに取り付けた再帰性反射材からなるマークと、カメラで撮影した画像を取り込んで処理する演算装置とを備え、該演算装置で得た作業者の座標をクレーンコントローラに送信して、クレーンの作業エリアにおける作業者の安全を確保するようにするとともに、前記クレーンの作業エリアを認識するための測域センサを設け、作業エリアにおける物体の座標、大きさを前記測域センサで計測してクレーンコントローラに送信し、該クレーンコントローラは物体の座標と作業者の座標を比較し、両者の距離が規定の距離以上離れているが否かを確認してクレーンの運転可否を判断するようにしたクレーン作業エリア安全確認装置であって、前記カメラと測域センサの互いの視野を合わせるキャリブレーションを行うようにすることで、カメラと測域センサとが同じエリアを見るように設置されるようにしたことを特徴とするクレーン作業エリア安全確認装置。 A camera that captures the work area of a crane, an infrared floodlight installed near the camera, a mark consisting of a retroreflective material attached to the worker's helmet, and a computing device that captures and processes images taken by the camera. And, the coordinates of the worker obtained by the calculation device are transmitted to the crane controller to ensure the safety of the worker in the work area of the crane, and the measurement for recognizing the work area of the crane. A range sensor is provided, the coordinates and size of the object in the work area are measured by the range sensor and transmitted to the crane controller, and the crane controller compares the coordinates of the object with the coordinates of the worker, and the distance between the two is specified. It is a crane work area safety confirmation device that checks whether the crane is operable or not by checking whether it is more than the distance away from the camera, and calibrates the camera and the range sensor to match each other's fields of view. This is a crane work area safety confirmation device that is characterized by the fact that the camera and the range sensor are installed so that they can see the same area . 前記画像を取り込んで処理する演算装置が、赤外線投光器のON/OFFの制御を行い、それに同期してカメラの画像を取り込み、ON時とOFF時の差を取り、ヘルメットに付けられた再帰性反射材からなるマークの入射した光の光源方向に戻る特性を利用して、外乱光の影響を除去するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のクレーン作業エリア安全確認装置。 The arithmetic unit that captures and processes the image controls ON / OFF of the infrared light source, captures the image of the camera in synchronization with it, takes the difference between ON and OFF, and retroreflects attached to the helmet. The crane work area safety confirmation device according to claim 1, wherein the influence of ambient light is eliminated by utilizing the characteristic that the incident light of the mark made of a material returns to the light source direction. 前記作業者がクレーンの移動方向にいる場合に、クレーンコントローラは、前記距離が規定の距離以上離れている場合であってもクレーンの運転指示を受け付けないようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載のクレーン作業エリア安全確認装置。 Claim 1 is characterized in that when the worker is in the moving direction of the crane, the crane controller does not accept the crane operation instruction even when the distance is more than a specified distance. Or the crane work area safety confirmation device according to 2 .
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112256019A (en) * 2020-09-07 2021-01-22 北京京东乾石科技有限公司 Automatic guided vehicle control method and device, warehousing system, electronic equipment and medium
CN114291734B (en) * 2021-12-30 2023-04-07 咸阳唐安昌科技有限公司 Intelligent electric hoist control system
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
JP7830782B2 (en) * 2022-11-29 2026-03-17 株式会社日立プラントメカニクス Human detection coordinate output device
CN116309849B (en) * 2023-05-17 2023-08-25 新乡学院 Crane positioning method based on visual radar
US12567294B1 (en) * 2025-09-16 2026-03-03 DaVinci Lock LLC System and method for customized premises access control

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005032141A (en) 2003-07-10 2005-02-03 Azuma Systems:Kk Circumference monitoring system for work vehicles
JP2007235416A (en) 2006-02-28 2007-09-13 Sony Corp Surveillance camera
JP2010164509A (en) 2009-01-19 2010-07-29 Nikon Corp Shape measuring device
JP2016193473A (en) 2015-04-01 2016-11-17 富士電機株式会社 Drive control device and safety control system
JP2017019647A (en) 2015-07-14 2017-01-26 株式会社五合 Notification device and moving system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005032141A (en) 2003-07-10 2005-02-03 Azuma Systems:Kk Circumference monitoring system for work vehicles
JP2007235416A (en) 2006-02-28 2007-09-13 Sony Corp Surveillance camera
JP2010164509A (en) 2009-01-19 2010-07-29 Nikon Corp Shape measuring device
JP2016193473A (en) 2015-04-01 2016-11-17 富士電機株式会社 Drive control device and safety control system
JP2017019647A (en) 2015-07-14 2017-01-26 株式会社五合 Notification device and moving system

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