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WO2018105742A1 - クレーン - Google Patents

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WO2018105742A1
WO2018105742A1 PCT/JP2017/044235 JP2017044235W WO2018105742A1 WO 2018105742 A1 WO2018105742 A1 WO 2018105742A1 JP 2017044235 W JP2017044235 W JP 2017044235W WO 2018105742 A1 WO2018105742 A1 WO 2018105742A1
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WO
WIPO (PCT)
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measurement
crane
map
dimensional information
boom
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/044235
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English (en)
French (fr)
Inventor
巖 石川
啓資 玉木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tadano Ltd
Original Assignee
Tadano Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tadano Ltd filed Critical Tadano Ltd
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Priority to EP17877886.6A priority patent/EP3553460B1/en
Priority to US16/464,144 priority patent/US11407621B2/en
Publication of WO2018105742A1 publication Critical patent/WO2018105742A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/002—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles specially adapted for covering the peripheral part of the vehicle, e.g. for viewing tyres, bumpers or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/88—Safety gear
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045—Correction of measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10—Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106—Processing image signals
    • H04N13/128—Adjusting depth or disparity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a crane in which a suspended load monitoring camera is provided at the tip of a boom. The operator can safely lift or suspend a suspended load by operating the crane while monitoring the image from the suspended load monitoring camera, even in a place where the suspended load cannot be seen directly. it can.
  • a 3D map of the work area can be created using the 3D information measured by the laser scanner.
  • a delay may occur in the creation of the 3D map.
  • the crane of this invention aims at providing the crane which can produce 3D map in real time.
  • the crane according to the present invention is a crane that creates a 3D map based on the 3D information acquired by the 3D information acquisition means provided on the boom, and the 3D information acquisition means stores the acquired 3D information.
  • the 3D map is created by superimposing on the already accumulated three-dimensional information, which is configured to be able to change the measurement direction, the measurement range, and the measurement density.
  • the measurement direction is corrected based on the operation amount.
  • a 3D map can be created in real time, so that a crane can be safely operated.
  • the side view showing the whole crane composition concerning one embodiment of the present invention The figure which shows the structure of the control block of the crane which concerns on one Embodiment of this invention.
  • A The plane schematic diagram which shows the measurement direction and measurement range of the laser scanner in the turning operation
  • (b) The measurement direction of the laser scanner in the undulation operation of the crane which concerns on one Embodiment of this invention
  • C Side schematic diagram showing the measurement direction and measurement range of the laser scanner in the expansion and contraction operation of the crane according to one embodiment of the present invention.
  • the flowchart figure represented about 3D map creation control of the crane which concerns on one Embodiment of this invention.
  • the crane 1 is a mobile crane that can move to an unspecified location.
  • the crane 1 has a vehicle 2 and a crane device 6.
  • the crane device 6 hangs the conveyed product W on a hook and lifts it with a wire rope.
  • the crane device 6 includes a swivel base 7, a telescopic boom 8, a jib 9, a main hook block 10, a sub hook block 11, a hoisting cylinder 12, a main winch 13, a main wire rope 14, a sub winch 15, a sub wire rope 16, a laser scanner. 17, a cabin 19, a control device 39 (see FIG. 2) and the like.
  • the swivel base 7 is configured to allow the crane device 6 to turn.
  • the swivel base 7 is provided on the frame of the vehicle 2 via an annular bearing.
  • the annular bearing is arranged so that the center of rotation is perpendicular to the installation surface of the vehicle 2.
  • the swivel base 7 is configured to be rotatable in one direction and the other direction with the center of the annular bearing as the center of rotation.
  • the swivel base 7 is configured to be rotated by a hydraulic swivel motor.
  • the swivel base 7 is provided with a swivel position detection sensor 40 (see FIG. 2) for detecting the swivel position.
  • the telescopic boom 8 supports the wire rope so that the transported object W can be lifted.
  • the telescopic boom 8 includes a base boom member 8a, a second boom member 8b, a third boom member 8c, a force boom member 8d, a fifth boom member 8e, and a top boom member 8f, which are a plurality of boom members. Each boom member is inserted in a nested manner in the order of the cross-sectional area.
  • the telescopic boom 8 is configured to be telescopic in the axial direction by moving each boom member with an unillustrated telescopic cylinder.
  • the telescopic boom 8 is provided so that the base end of the base boom member 8 a can swing on the swivel base 7.
  • the telescopic boom 8 is configured to be horizontally rotatable and swingable on the frame of the vehicle 2.
  • the telescopic boom 8 is provided with an telescopic boom length detection sensor 41 (see FIG. 2) for detecting the boom length and a hoisting angle detection sensor 42 (see FIG. 2) for detecting the hoisting angle.
  • the main hook block 10 is used to suspend the conveyed product W.
  • the main hook block 10 is provided with a plurality of hook sheaves around which the main wire rope 14 is wound and a main hook that suspends the conveyed product W.
  • the sub hook block 11 suspends the conveyed product W.
  • the sub hook block 11 is provided with a sub hook for hanging the conveyed product W.
  • the raising / lowering cylinder 12 raises and lowers the telescopic boom 8 to hold the posture of the telescopic boom 8.
  • the hoisting cylinder 12 is composed of a hydraulic cylinder composed of a cylinder part and a rod part.
  • the end of the cylinder portion is swingably connected to the swivel base 7, and the end of the rod portion is swingably connected to the base boom member 8 a of the telescopic boom 8.
  • the hoisting cylinder 12 elevates the base boom member 8a by supplying hydraulic oil so that the rod portion is pushed out of the cylinder portion, and the hydraulic oil is supplied so that the rod portion is pushed back to the cylinder portion.
  • the boom member 8a is configured to fall down.
  • the hoisting cylinder 12 is provided with a moment detector 12a (see FIG. 2) that detects the moment acting on the telescopic boom 8 by detecting the pressure in the cylinder.
  • the main winch 13 which is a hydraulic winch is for carrying in (winding up) and feeding out (winding down) the main wire rope 14.
  • the main wire rope 14 is provided with a tension detector 14a (see FIG. 2) for detecting the tension value.
  • the sub-winch 15 that is a hydraulic winch is used to feed (wind up) and feed (wind down) the sub-wire rope 16.
  • the sub-wire rope 16 is provided with a tension detector 16a (see FIG. 2) that detects the tension value.
  • the cabin 19 covers the cockpit.
  • the cabin 19 is provided on the side of the telescopic boom 8 in the swivel base 7.
  • a cockpit is provided inside the cabin 19.
  • a main operation tool for operating the main winch 13 a sub operation tool for operating the sub winch 15, a hoisting operation tool for operating the telescopic boom 8, and a crane 1 are moved.
  • the GNSS device 20 is provided as a satellite positioning system, receives a positioning signal broadcast by a positioning satellite, and measures (calculates) the position coordinates of the crane 1.
  • the GNSS device 20 is provided on the vehicle body frame of the vehicle 2.
  • a positioning satellite refers to a GNSS satellite including a GPS satellite.
  • the GNSS device 20 receives signals from a plurality of satellites, and outputs the current position of the crane 1 as coordinate data composed of latitude, longitude, and altitude.
  • the GNSS device 20 is connected to the control device 39 so that the position coordinates of the crane 1 can be transmitted.
  • control device 39 includes a 3D map generation unit 23 and an image display processing unit 24 that create a 3D map based on the three-dimensional information acquired by the laser scanner 17.
  • the 3D map generator 23 acquires 3D information (point cloud data) measured by the laser scanner 17 in the work area A (see FIG. 4) of the crane 1 and generates a 3D map. Specifically, the 3D map generation unit 23 acquires three-dimensional information represented by a laser scanner coordinate system measured by the laser scanner 17. Next, the 3D map generation unit 23 converts the three-dimensional information represented by the laser scanner coordinate system into the three-dimensional information represented by a predetermined reference coordinate system (for example, a global coordinate system). When the laser scanner 17 finishes acquiring the three-dimensional information, the 3D map generation unit 23 generates a 3D map based on the acquired three-dimensional information.
  • the three-dimensional information here refers to point cloud data represented by three-dimensional coordinate values of the object measured by the laser scanner 17.
  • the point cloud data includes color information.
  • the 3D map generation unit 23 is configured to be able to identify the point cloud data constituting the crane 1 by object recognition from the point cloud data represented by a predetermined reference coordinate system acquired using the laser scanner 17, and the laser scanner You may comprise so that the point cloud data which comprise the crane 1 may be excluded from the point cloud data acquired using FIG.
  • the object recognition method of the crane 1 may be appearance-based object recognition or model-based object recognition.
  • the image display processing unit 24 generates a 3D model of the crane 1 having the current attitude of the crane 1 and projects it on the 3D map created by the 3D map generation unit 23.
  • the 3D model of the crane 1 is based on the current attitude of the crane 1 calculated from the values detected by the turning position detection sensor 40, the telescopic boom length detection sensor 41, the undulation angle detection sensor 42, and the moment detector 12a. Generated. Further, the 3D model of the crane 1 is projected on the 3D map based on the current position of the crane 1 detected using the GNSS device 20.
  • the monitor 22 is connected to the control device 39 as an output device.
  • the monitor 22 is created on the basis of three-dimensional information acquired by the laser scanner 17 or displayed in real time by an image taken by a photographing unit such as a camera or a camera built in the laser scanner 17 provided separately.
  • a 3D map can be displayed from an arbitrary viewpoint.
  • the 3D map acquired by the laser scanner 17 is processed by the 3D map generation unit 23 and the image display processing unit 24, so that the 3D map can be displayed on the monitor 22. Therefore, for example, a 3D map from a desired viewpoint is displayed on the monitor 22 even if it is a blind spot (dead spot part) from the cockpit of the crane 1, and the blind spot part is checked on the monitor 22 while checking the dead spot part. Lifting work and the like can be performed safely.
  • the control device 39 determines the current posture of the crane 1 in consideration of the deflection of the telescopic boom 8 from the values detected by the turning position detection sensor 40, the telescopic boom length detection sensor 41, the undulation angle detection sensor 42, and the moment detector 12a. Can be calculated. Further, the control device 39 may calculate the weight of the conveyed product W based on the turning position detection sensor 40, the telescopic boom length detection sensor 41, the undulation angle detection sensor 42, and the moment detector 12a.
  • the crane 1 at the work site is configured to be able to acquire the three-dimensional information of the monitoring area B configured from the measurement direction and measurement range of the laser scanner 17 in the work area A.
  • the operator sequentially acquires the three-dimensional information of the monitoring area B that is changed in accordance with the turning operation of the swivel base 7, the raising / lowering operation of the telescopic boom 8, the telescopic operation of the telescopic boom 8, or the traveling operation of the crane 1.
  • Three-dimensional information of the entire work area A is acquired.
  • the laser scanner 17 is set so that the measurement range is wide and the measurement density is low when acquiring the three-dimensional information, and the sparse three-dimensional information can be quickly acquired (setting during normal operation). ).
  • the crane 1 sequentially accumulates the three-dimensional information measured by the laser scanner 17 in the control device 39. Then, a 3D map is created by superimposing newly acquired 3D information on the already accumulated 3D information. Therefore, even if sparse three-dimensional information is acquired in the work area A, dense three-dimensional information can be gradually acquired by superimposing newly acquired three-dimensional information. Creating a 3D map includes not only creating a new 3D map but also updating an existing 3D map.
  • the control device 39 determines whether or not there is a delay in creating the 3D map. When it is determined that a delay has occurred, the control device 39 is configured to reduce the amount of three-dimensional information acquisition per time by changing at least one of the measurement range and measurement density of the laser scanner 17.
  • the laser scanner 17 is set to narrow the measurement range and lower the measurement density.
  • the measurement range is limited to a peripheral range based on the own vehicle, and the measurement density is set to be low.
  • the measurement range it is possible to reduce the amount of three-dimensional information acquired by the laser scanner 17 per time.
  • the measurement range to the peripheral range based on the host vehicle, the situation around the crane 1 can be grasped, and safe crane work can be realized.
  • the measurement density low the amount of three-dimensional information acquired by the laser scanner 17 per time can be reduced.
  • the measurement delay can be eliminated by changing at least one of the measurement range and the measurement density, and the 3D map can be created in real time. Therefore, a safe crane operation can be realized while viewing the 3D map displayed on the monitor 22.
  • the control device 39 detects the moving direction of the telescopic boom 8 calculated from the detected value of the operation signal and Based on the moving speed, the measurement direction of the laser scanner 17 is changed.
  • the measurement direction is changed so that it becomes the movement destination of the projection position obtained by projecting the tip of the telescopic boom 8 vertically downward.
  • the measurement direction is the movement of the projection position of the tip of the telescopic boom 8 so that the three-dimensional information of the destination can be sequentially acquired and the 3D map can be created without delay. It is set to the previous predetermined position. Then, the control device 39 changes the measurement range to be narrower and the measurement density to be higher than when the operation signal is not detected.
  • the operation signal for the turning operation of the turntable 7 refers to a signal detected by the turning operation detection sensor 43.
  • the operation signal of the hoisting operation of the telescopic boom 8 refers to a signal detected by the hoisting operation detection sensor 44.
  • the operation signal for the expansion / contraction operation of the telescopic boom 8 refers to a signal detected by the expansion / contraction operation detection sensor 45.
  • the measurement direction is based on the turning direction and the turning speed of the telescopic boom 8 calculated from the detected value of the operation signal.
  • the turning destination is changed to the turning position at the projection position of the distal end portion of the telescopic boom 8 (in this embodiment, a predetermined position of the right turning destination).
  • the measurement range is set narrow with the measurement direction as the center.
  • the measurement density is set so that three-dimensional information can be obtained densely within the measurement range.
  • the measurement direction is based on the hoisting direction and hoisting speed of the telescopic boom 8 calculated from the detected value of the operation signal.
  • the projection position of the distal end portion of the telescopic boom 8 is changed to the undulation destination (in this embodiment, the predetermined position of the erection destination).
  • the measurement range is set narrow with the measurement direction as the center.
  • the measurement density is set so that three-dimensional information can be obtained densely within the measurement range.
  • Original information can be acquired.
  • the three-dimensional information can be obtained densely by limiting the location where the driver at the destination wants to watch. Can do. Therefore, it is possible to grasp the situation of the place watched by the operator while creating a 3D map in real time.
  • control device 39 detects when an operation signal for the turning operation of the swivel base 7, the raising / lowering operation of the telescopic boom 8 or the expansion / contraction operation of the telescopic boom 8 is detected, and when a delay occurs in the creation of the 3D map.
  • the measurement density is set to be low.
  • the control device 39 corrects the measurement direction based on the changed operation amount when the operation signal described above is detected and the operation amount is changed.
  • the operation amount here refers to the turning speed of the swivel base 7, the hoisting speed of the telescopic boom 8, and the telescopic speed of the telescopic boom 8. For example, when the turning speed increases during turning of the turntable 7, the measurement direction of the laser scanner 17 is corrected to a position closer to the turning destination. Further, when the turning speed becomes slow while the turntable 7 is turning, the measurement direction of the laser scanner 17 is corrected to a position closer to the turning source.
  • the control device 39 corrects only the measurement direction based on the changed operation amount when the operation signal is detected and the operation amount is changed.
  • the present invention is not limited to this. Instead, the measurement range and the measurement density may be corrected.
  • the control device 39 corrects the measurement direction in consideration of the vertical deflection of the telescopic boom 8 when the above-described operation signal is detected.
  • the vertical deflection of the telescopic boom 8 changes the position of the distal end portion of the telescopic boom 8 and the peripheral speed of the distal end portion of the telescopic boom 8. Therefore, the actual movement destination of the telescopic boom 8 can be set to be the measurement direction of the laser scanner 17 based on the moving direction and moving speed of the telescopic boom 8 in consideration of the vertical deflection.
  • the amount of vertical deflection of the telescopic boom 8 is calculated from the detected value of the turning position detection sensor 40, the telescopic boom length detection sensor 41, the undulation angle detection sensor 42, the moment detector 12a, and the weight of the conveyed product W. Further, the control device 39 corrects only the measurement direction in consideration of the vertical deflection of the telescopic boom 8, but is not limited thereto, and may be configured to correct the measurement range and measurement density. In addition, the control device 39 is configured to be able to calculate the amount of load swing of the conveyed product W. When the amount of load swing is larger than a predetermined value, the measurement range of the laser scanner 17 is widened regardless of the detected value of the operation signal. You may comprise.
  • step S100 when acquiring the three-dimensional information, the control device 39 compares the newly acquired three-dimensional information with the already acquired three-dimensional information, so that the building or the ground surface is covered by a shield or the like. It is determined whether there is a part that cannot be measured. When it is determined that there is a part that cannot be measured, the control device 39 proceeds to step S110. If the control device 39 determines that there is no part that cannot be measured, the control device 39 proceeds to step S120.

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Abstract

リアルタイムで３Ｄマップを作成することができるクレーンを提供する。　ブームに設けられる三次元情報取得手段によって取得される三次元情報に基づいて３Ｄマップを作成するクレーンであって、前記三次元情報取得手段は、取得した三次元情報を蓄積可能に、かつ、計測方向及び計測範囲及び計測密度を変更可能に構成され、既に蓄積された三次元情報に重畳させて３Ｄマップを作成し、旋回台の旋回操作又は前記ブームの起伏操作又は前記ブームの伸縮操作の操作信号が検出される場合、前記操作信号の検出値から算出される前記ブームの移動方向及び移動速度に基づいて、前記計測方向を変更するとともに、前記操作信号の非検出時に比べて前記計測範囲を狭くし、前記計測密度を高くする。

Description

クレーン
　本発明は、クレーンに関する。
　特許文献１に記載のクレーンは、ブームの先端に吊荷監視カメラが設けられるクレーンが開示されている。操縦者は、吊荷監視カメラからの映像を監視しながら、クレーンの操作を行うことで、直接吊り荷を視認できない場所であっても、安全に吊り荷を吊り上げたり、吊り下げたりすることができる。
特開平８－５３２９０号公報
　ブームの先端にレーザスキャナ等の三次元情報取得手段を設けることで、レーザスキャナによって計測される三次元情報を用いて作業エリアの３Ｄマップを作成することができる。３Ｄマップを作成する際に、レーザスキャナの計測範囲及び計測密度の設定によっては３Ｄマップの作成において遅延が発生してしまい、３Ｄマップを目視しながら作業をしている操縦者にとっては現在の状況を把握することができず、作業が困難となることがあった。
　そこで、本発明のクレーンは、リアルタイムに３Ｄマップを作成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。
　本発明のクレーンは、ブームに設けられる三次元情報取得手段によって取得される三次元情報に基づいて３Ｄマップを作成するクレーンであって、前記三次元情報取得手段は、取得した三次元情報を蓄積可能に、かつ、計測方向及び計測範囲及び計測密度を変更可能に構成され、既に蓄積された三次元情報に重畳させて３Ｄマップを作成する。
　旋回台の旋回操作又は前記ブームの起伏操作又は前記ブームの伸縮操作の操作信号が検出される場合、前記操作信号の検出値から算出される前記ブームの移動方向及び移動速度に基づいて、前記計測方向を変更するとともに、前記操作信号の非検出時に比べて前記計測範囲を狭くし、前記計測密度を高くする。
　前記旋回操作又は前記起伏操作又は前記伸縮操作の操作量が変更される場合、前記操作量に基づいて前記計測方向を補正する。
　前記３Ｄマップの作成に遅延が発生する場合、前記三次元情報取得手段の計測範囲及び計測密度のうち少なくとも一つを変更することで、時間当たりの三次元情報取得量を減らす。
　本発明によれば、リアルタイムに３Ｄマップを作成可能とすることで安全にクレーンでの作業を行うことができる。
本発明の一実施形態に係るクレーンの全体構成を示す側面図。 本発明の一実施形態に係るクレーンの制御ブロックの構成を示す図。 （ａ）本発明の一実施形態に係るクレーンにおけるレーザスキャナの計測方向を示す側面模式図（ｂ）本発明の一実施形態に係るクレーンにおけるレーザスキャナの計測範囲を示す側面模式図（ｃ）本発明の一実施形態に係るクレーンにおけるレーザスキャナの計測密度を示す側面模式図。 本発明の一実施形態に係るクレーンの生成する３Ｄマップのエリア及びレーザスキャナが計測するエリアを示す図。 （ａ）本発明の一実施形態に係るクレーンの旋回動作におけるレーザスキャナの計測方向及び計測範囲を示す平面模式図（ｂ）本発明の一実施形態に係るクレーンの起伏動作におけるレーザスキャナの計測方向及び計測範囲を示す側面模式図（ｃ）本発明の一実施形態に係るクレーンの伸縮動作におけるレーザスキャナの計測方向及び計測範囲を示す側面模式図。 本発明の一実施形態に係るクレーンの３Ｄマップ作成制御について表すフローチャート図。 本発明の一実施形態に係るクレーンの３Ｄマップ作成時のレーザスキャナの制御について表すフローチャート図。
　以下に、図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係るクレーン１の全体構成について説明する。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、クレーン装置６を有する。
　図１に示すように、車両２は、クレーン装置６を搬送するものである。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン（図示しない）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。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。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の搬送物Ｗの搬送作業を可能としている。車両２には、ＧＮＳＳ装置２０（図２参照）が設けられる。
　クレーン装置６は、搬送物Ｗをフックにかけてワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置６は、旋回台７、伸縮ブーム８、ジブ９、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏シリンダ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、レーザスキャナ１７、キャビン１９、制御装置３９（図２参照）等を具備する。
　旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成するものである。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。円環状の軸受は、その回転中心が車両２の設置面に対して垂直になるように配置されている。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として一方向と他方向とに回転自在に構成されている。また、旋回台７は、油圧式の旋回モータによって回転されるように構成されている。旋回台７には、その旋回位置を検出する旋回位置検出センサ４０（図２参照）が設けられている。
　伸縮ブーム８は、搬送物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。伸縮ブーム８は、複数のブーム部材であるベースブーム部材８ａ、セカンドブーム部材８ｂ、サードブーム部材８ｃ、フォースブーム部材８ｄ、フィフスブーム部材８ｅ、トップブーム部材８ｆから構成されている。各ブーム部材は、断面積の大きさの順に入れ子式に挿入されている。伸縮ブーム８は、各ブーム部材を図示しない伸縮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。伸縮ブーム８は、ベースブーム部材８ａの基端が旋回台７上に揺動可能に設けられている。これにより、伸縮ブーム８は、車両２のフレーム上で水平回転可能かつ揺動自在に構成されている。伸縮ブーム８には、そのブーム長さを検出する伸縮ブーム長さ検出センサ４１（図２参照）と起伏角度を検出する起伏角度検出センサ４２（図２参照）とが設けられている。
　図１に示すように、ジブ９は、クレーン装置６の揚程や作業半径を拡大するものである。ジブ９の基端は、トップブーム部材８ｆのジブ支持部８ｇに図示しないピンを打ち込むことにより連結可能に構成されている。ジブ９は、トップブーム部材８ｆの先端から揚程や作業半径を拡大する方向に突出した姿勢で保持される。
　メインフックブロック１０は、搬送物Ｗを吊るものである。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、搬送物Ｗを吊るメインフックと、が設けられている。サブフックブロック１１は、搬送物Ｗを吊るものである。サブフックブロック１１には、搬送物Ｗを吊るサブフックが設けられている。
　起伏シリンダ１２は、伸縮ブーム８を起立および倒伏させ、伸縮ブーム８の姿勢を保持するものである。起伏シリンダ１２はシリンダ部とロッド部とからなる油圧シリンダから構成されている。起伏シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部が伸縮ブーム８のベースブーム部材８ａに揺動自在に連結されている。起伏シリンダ１２は、ロッド部がシリンダ部から押し出されるように作動油が供給されることでベースブーム部材８ａを起立させ、ロッド部がシリンダ部に押し戻されるように作動油が供給されることでベースブーム部材８ａを倒伏させるように構成されている。起伏シリンダ１２には、シリンダ内の圧力を検出することで伸縮ブーム８に作用するモーメントを検出するモーメント検出器１２ａ（図２参照）が設けられる。
　油圧ウインチであるメインウインチ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）を行うものである。メインワイヤロープ１４に、張力の値を検出する張力検出器１４ａ（図２参照）が設けられる。油圧ウインチであるサブウインチ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）を行うものである。サブワイヤロープ１６に、張力の値を検出する張力検出器１６ａ（図２参照）が設けられる。
　レーザスキャナ１７は、三次元情報取得手段として設けられ、レーザ光が対象物に反射して帰ってくるまでの時間から計測距離を算出することで、三次元情報を取得するものである。レーザスキャナ１７は、伸縮ブーム８のトップブーム部材８ｆの先端または、ジブ９の先端（本実施形態では、トップブーム部材８ｆの先端）に設けられている。レーザスキャナ１７は、伸縮ブーム８の揺動軸と平行な軸を揺動中心としてアクチュエータを介して揺動可能に構成されている。レーザスキャナ１７は、伸縮ブーム８の倒伏角度またはジブ９の倒伏角度に関わらず設置位置から鉛直下向きのエリアを計測可能に構成されており、任意の状況下においてその姿勢を鉛直下向きから変更可能に構成されている。レーザスキャナ１７は、制御装置３９と接続され、測定した三次元情報を制御装置３９に送信可能にしている。
　キャビン１９は、操縦席を覆うものである。キャビン１９は、旋回台７における伸縮ブーム８の側方に設けられている。キャビン１９の内部には、操縦席が設けられている。操縦席には、メインウインチ１３を操作するためのメイン用操作具、サブウインチ１５を操作するためのサブ用操作具、伸縮ブーム８を操作するための起伏用操作具、クレーン１を移動させるためのハンドル、モニタ２２（図２参照）等が設けられている。
　ＧＮＳＳ装置２０は、衛星測位システムとして設けられ、測位衛星が放送する測位信号を受信して、クレーン１の位置座標を計測（算出）するものである。ＧＮＳＳ装置２０は、車両２の車体フレームに設けられる。測位衛星とは、ＧＰＳ衛星を含むＧＮＳＳ衛星を示す。ＧＮＳＳ装置２０は、複数の衛星からの信号を受信することで、クレーン１の現在位置を緯度、経度及び高度から構成される座標データとして出力する。ＧＮＳＳ装置２０は、制御装置３９に接続され、クレーン１の位置座標を送信可能にしている。
　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、起伏シリンダ１２で伸縮ブーム８を任意の起伏角度に起立させて、伸縮ブーム８を任意のブーム長さに延伸させたりジブ９を連結させたりす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。
　図２に示すように、制御装置３９は、レーザスキャナ１７が取得する三次元情報に基づいて３Ｄマップを作成する３Ｄマップ生成部２３及び画像表示処理部２４を備える。
　３Ｄマップ生成部２３は、クレーン１の作業エリアＡ（図４参照）においてレーザスキャナ１７が計測する三次元情報（点群データ）を取得して３Ｄマップを生成するものである。具体的には、３Ｄマップ生成部２３は、レーザスキャナ１７が計測するレーザスキャナ座標系で表される三次元情報を取得する。３Ｄマップ生成部２３は、次に、レーザスキャナ座標系で表される三次元情報を所定の基準座標系（例えば、グローバル座標系）で表される三次元情報に変換する。３Ｄマップ生成部２３は、レーザスキャナ１７が三次元情報を取得し終えると、取得した三次元情報に基づいて３Ｄマップを生成する。ここでの三次元情報とは、レーザスキャナ１７によって測定される対象物の三次元座標値で表される点群データを指す。点群データは、色情報を含んで構成される。
　３Ｄマップ生成部２３は、レーザスキャナ１７を用いて取得される所定の基準座標系で表される点群データから、物体認識によりクレーン１を構成する点群データを識別可能に構成し、レーザスキャナ１７を用いて取得される点群データからクレーン１を構成する点群データを除外するように構成してもよい。クレーン１の物体認識方法は、アピアランスベースによる物体認識でもよいし、モデルベースによる物体認識でもよい。
　以上の構成において、三次元情報取得手段として、対象物に反射して帰ってくるまでの時間から計測距離を算出するレーザスキャナ１７を用いているが、これに限定されることなく、例えば、複数のレーザ波長の位相差から計測距離を算出するレーザスキャナであってもよいし、視差を利用して距離情報を得るステレオカメラ等であってもよい。
　画像表示処理部２４は、現在のクレーン１の姿勢からなるクレーン１の３Ｄモデルを生成し、３Ｄマップ生成部２３において作成される３Ｄマップ上に投影するものである。クレーン１の３Ｄモデルは、旋回位置検出センサ４０及び伸縮ブーム長さ検出センサ４１及び起伏角度検出センサ４２及びモーメント検出器１２ａにおいて検出される各値から算出される現在のクレーン１の姿勢に基づいて生成される。また、クレーン１の３Ｄモデルは、ＧＮＳＳ装置２０を用いて検出されるクレーン１の現在位置に基づいて３Ｄマップ上に投影される。
　画像表示処理部２４は、レーザスキャナ１７が取得する点群データを物体表面の３Ｄ構造を表すデータに変換して３Ｄマップを生成することができる。また、画像表示処理部２４は、レーザスキャナ１７を用いて取得される所定の基準座標系で表される点群データに、別途設けられるカメラもしくはレーザスキャナ１７に内蔵して構成されるカメラ等の撮影手段によって撮影される画像データを表示領域毎に区切った画像データをそれぞれ貼りつけることで３Ｄマップを生成してもよい。
　制御装置３９には、出力器としてモニタ２２が接続される。モニタ２２は、別途設けられるカメラもしくはレーザスキャナ１７に内蔵して構成されるカメラ等の撮影手段が撮影した画像をリアルタイムに表示したり、レーザスキャナ１７が取得する三次元情報に基づいて作成される３Ｄマップを任意の視点から表示したりすることができる。
　以上の構成において、レーザスキャナ１７が取得する三次元情報を３Ｄマップ生成部２３及び画像表示処理部２４において処理することで、３Ｄマップをモニタ２２に表示することができる。そのため、例えば、クレーン１の操縦席から死角となる箇所（死角部位）であっても、所望の視点からの３Ｄマップをモニタ２２に表示させ、死角部位をモニタ２２で確認しながら搬送物Ｗの吊り上げ作業等を安全に行うことができる。
　制御装置３９は、張力検出器１４ａに接続され、張力検出器１４ａが検出したメインワイヤロープ１４の張力からメインワイヤロープ１４を介して吊り上げられる搬送物Ｗの重量（フック等の重量を含む）を算出可能に構成される。また、制御装置３９は、張力検出器１６ａが検出したサブワイヤロープ１６の張力からサブワイヤロープ１６を介して吊り上げられる搬送物Ｗの重量（フック等の重量を含む）を算出可能に構成される。
　制御装置３９は、モーメント検出器１２ａに接続され、伸縮ブーム８に係るモーメントを取得することができる。制御装置３９は、旋回台７の旋回位置検出センサ４０に接続され、旋回位置検出センサ４０が検出した旋回台７の旋回方向および旋回角度を取得することができる。制御装置３９は、伸縮ブーム８の伸縮ブーム長さ検出センサ４１と起伏角度検出センサ４２とに接続され、伸縮ブーム長さ検出センサ４１が検出した伸縮ブーム８のブーム長さおよび起伏角度検出センサ４２が検出した伸縮ブーム８の起伏角度を取得することができる。
　制御装置３９は、旋回位置検出センサ４０及び伸縮ブーム長さ検出センサ４１及び起伏角度検出センサ４２及びモーメント検出器１２ａにおいて検出される各値から伸縮ブーム８のたわみを考慮した現在のクレーン１の姿勢を算出することができる。また、制御装置３９は、旋回位置検出センサ４０及び伸縮ブーム長さ検出センサ４１及び起伏角度検出センサ４２及びモーメント検出器１２ａに基づいて搬送物Ｗの重量を算出してもよい。
　制御装置３９は、旋回台７を旋回させる旋回操作検出センサ４３に接続され、旋回操作具の入力方向及び入力角度を取得することができる。制御装置３９は、伸縮ブーム８の起伏操作検出センサ４４に接続され、起伏操作具の入力方向及び入力角度を取得することができる。制御装置３９は、伸縮ブーム８の伸縮操作検出センサ４５に接続され、伸縮操作具の入力方向及び入力角度を取得することができる。
　図３に示すように、レーザスキャナ１７は、その計測方向及び計測範囲及び計測密度を変更することができる。図３（ａ）に示すように、計測方向は、アクチュエータによってレーザスキャナ１７を揺動させることで変更できる。図３（ｂ）に示すように、計測範囲は、レーザスキャナ１７の計測方向を中心に設定されるスキャン角度θを調節することで変更できる。図３（ｃ）に示すように、計測密度は、任意に定められる範囲内に発射されるレーザスキャナ１７のレーザ光の数を調節することで変更できる。
　図４に示すように、作業現場にいるクレーン１は、作業エリアＡにおいてレーザスキャナ１７の計測方向及び計測範囲から構成される監視エリアＢの三次元情報を取得可能に構成される。操縦者は、旋回台７の旋回操作又は伸縮ブーム８の起伏操作又は伸縮ブーム８の伸縮操作又はクレーン１の走行操作に伴って変更される監視エリアＢの三次元情報を順次取得することで、作業エリアＡ全域の三次元情報を取得している。レーザスキャナ１７は、三次元情報を取得する際に、計測範囲を広く、計測密度が低くなるように設定されており、疎な三次元情報を素早く取得可能に構成されている（通常時の設定）。
　クレーン１は、レーザスキャナ１７が計測する三次元情報を制御装置３９に順次蓄積している。そして、既に蓄積された三次元情報に、新たに取得した三次元情報を重畳させて３Ｄマップを作成する。そのため、作業エリアＡにおいて疎な三次元情報を取得していたとしても、新たに取得される三次元情報を重畳していくことで、密な三次元情報を徐々に取得することができる。３Ｄマップの作成とは、新たに３Ｄマップを作成するだけでなく、既存の３Ｄマップを更新することを含む。
　以上のように、既に蓄積された三次元情報に、新たに取得した三次元情報を重畳させて３Ｄマップを作成することで、密な三次元情報に基づいた３Ｄマップを作成することができる。そのため、操縦者は周辺の状況が精度よく表される３Ｄマップを目視しながらクレーン１による作業を行うことができる。また、予めレーザスキャナ１７は計測範囲を広く、計測密度が低くなるように設定して、三次元情報を取得することで、作業エリアＡ全域の三次元情報を素早く取得することができるため、クレーン１による作業前に多大な時間を要することなく、３Ｄマップを作成することができる。
　制御装置３９は、レーザスキャナ１７によって新たに取得される三次元情報と既に蓄積している三次元情報を比較することで、遮蔽物等により建造物や地表面が覆われており、計測できない箇所があるか否かを判定する。計測できない箇所がある場合、制御装置３９は、過去に取得した三次元情報を用いることで新たに取得される三次元情報を補完して、３Ｄマップを作成している。
　制御装置３９は、レーザスキャナ１７によって新たに取得される三次元情報に抜け領域があるか否かを判定する。抜け領域とは、レーザ光を反射しにくい水溜りやガラス等の領域を指す。抜け領域がある場合、制御装置３９は、過去に取得した三次元情報又は近傍の三次元情報を用いて新たに取得される三次元情報を補完して、３Ｄマップを作成している。
　制御装置３９は、３Ｄマップの作成において遅延が発生しているか否かを判定する。遅延が発生していると判定すると、制御装置３９は、レーザスキャナ１７の計測範囲及び計測密度のうち、少なくとも一つを変更することで、時間当たりの三次元情報取得量を減らすように構成される。
　３Ｄマップの作成において遅延が発生した場合、レーザスキャナ１７は、計測範囲を狭くし、計測密度を低くするように設定される。この際、計測範囲は、自車両を基準とする周辺の範囲に限定され、計測密度は低くなるように設定される。以上のように、計測範囲を限定することで、レーザスキャナ１７によって取得される時間当たりの三次元情報量を少なくすることができる。また、自車両を基準とする周辺の範囲に計測範囲を限定することで、クレーン１周辺の状況を把握することができ、安全なクレーン作業を実現することができる。さらに、計測密度を低く設定することで、レーザスキャナ１７によって取得される時間当たりの三次元情報量を少なくすることができる。以上のように、レーザスキャナ１７によって取得される時間当たりの三次元情報量を少なくすることで３Ｄマップの作成における遅延を抑制することができる。３Ｄマップの作成における遅延の判定には、レーザスキャナ１７が監視エリアＢにおいて計測を開始してから３Ｄマップ上に反映されるまでの時間で判定してもよいし、制御装置３９に係る負荷等から判定してもよい。
　以上のように、３Ｄマップの作成において遅延が発生すると、計測範囲及び計測密度のうち少なくとも一つを変更することで計測遅延を解消することができ、リアルタイムで３Ｄマップを作成することができる。そのため、モニタ２２に表示される３Ｄマップを目視しながら安全なクレーン作業を実現できる。
　制御装置３９は、旋回台７の旋回操作又は伸縮ブーム８の起伏操作又は伸縮ブーム８の伸縮操作の操作信号が検出された場合、操作信号の検出値から算出される伸縮ブーム８の移動方向及び移動速度に基づいて、レーザスキャナ１７の計測方向を変更する。計測方向は、伸縮ブーム８の先端部を鉛直下方に投影した投影位置の移動先となるように変更される。この際、伸縮ブーム８の移動に伴って、順次移動先の三次元情報を取得して３Ｄマップを滞りなく作成することができるように、計測方向は伸縮ブーム８の先端部の投影位置の移動先の所定の位置に設定される。そして、制御装置３９は、操作信号の非検出時と比べて、計測範囲を狭く、計測密度を高くなるように変更する。
　旋回台７の旋回操作の操作信号とは、旋回操作検出センサ４３が検出する信号のことを指す。伸縮ブーム８の起伏操作の操作信号とは、起伏操作検出センサ４４が検出する信号のことを指す。伸縮ブーム８の伸縮操作の操作信号とは、伸縮操作検出センサ４５が検出する信号のことを指す。
　図５（ａ）に示すように、旋回台７の旋回操作の操作信号が検出された場合、計測方向は、操作信号の検出値から算出される伸縮ブーム８の旋回方向及び旋回速度に基づいて伸縮ブーム８の先端部の投影位置における旋回先（本実施形態では、右旋回先の所定の位置）に変更される。また、計測範囲は、計測方向を中心として狭く設定される。また、計測密度は計測範囲内において三次元情報を密に取得することができるように設定される。
　図５（ｂ）に示すように、伸縮ブーム８の起伏操作の操作信号が検出された場合、計測方向は、操作信号の検出値から算出される伸縮ブーム８の起伏方向及び起伏速度に基づいて伸縮ブーム８の先端部の投影位置の起伏先（本実施形態では、起立先の所定の位置）に変更される。また、計測範囲は、計測方向を中心として狭く設定される。また、計測密度は計測範囲内において三次元情報を密に取得することができるように設定される。
　図５（ｃ）に示すように、伸縮ブーム８の伸縮操作の操作信号が検出された場合、計測方向は、操作信号の検出値から算出される伸縮ブーム８の伸縮方向及び伸縮速度に基づいて伸縮ブーム８の先端部の投影位置の伸縮先（本実施形態では、伸長先の所定の位置）に変更される。また、計測範囲は、計測方向を中心として狭く設定される。また、計測密度は計測範囲内において三次元情報を密に取得することができるように設定される。
　以上の構成において、伸縮ブーム８の移動方向及び移動速度に基づいてレーザスキャナ１７の計測方向を変更することで、伸縮ブーム８の移動動作に先立って、移動先の操縦者が注視したい箇所の三次元情報を取得することができる。また、操作信号の非検出時と比べて計測範囲を狭く、計測密度を高くなるように変更することで、移動先の操縦者が注視したい箇所を限定して密に三次元情報を取得することができる。そのため、リアルタイムに３Ｄマップを作成しながら、操縦者の注視した箇所の状況を把握することができる。
　また、制御装置３９は、旋回台７の旋回操作又は伸縮ブーム８の起伏操作又は伸縮ブーム８の伸縮操作の操作信号が検出された場合で、かつ、３Ｄマップの作成において遅延が発生する場合に、計測範囲及び計測密度のうち少なくとも一つを変更することで、レーザスキャナ１７によって取得される時間当たりの三次元情報量を少なくしている。本実施形態では、計測密度が低くなるように設定される。
　制御装置３９は、上述の操作信号が検出された場合で、かつ、操作量が変更された場合に、変更される操作量に基づいて計測方向を補正する。ここでの操作量とは、旋回台７の旋回速度、伸縮ブーム８の起伏速度、伸縮ブーム８の伸縮速度を指す。例えば、旋回台７の旋回中に旋回速度が速くなった場合、レーザスキャナ１７の計測方向は、旋回先寄りの位置に補正される。また、旋回台７の旋回中に旋回速度が遅くなった場合、レーザスキャナ１７の計測方向は、旋回元寄りの位置に補正される。
　以上のように、操作量が変更された場合、変更された操作量に基づいて計測方向を変更することで、伸縮ブーム８の移動速度が変更されたとしても、移動速度に基づいて計測方向を補正することで、伸縮ブーム８の移動に伴って、順次移動先の三次元情報を取得して３Ｄマップを滞りなく作成することができる。また、制御装置３９は、上述の操作信号が検出された場合で、かつ、操作量が変更された場合に、変更される操作量に基づいて計測方向のみを補正しているが、これに限定されず、計測範囲及び計測密度を補正するように構成してもよい。
　制御装置３９は、上述の操作信号が検出された場合に、伸縮ブーム８に縦たわみを考慮して計測方向の補正を行う。伸縮ブーム８に縦たわみが生じることで、伸縮ブーム８の先端部の位置及び伸縮ブーム８の先端部の周速度が変更される。そのため、縦たわみを考慮した伸縮ブーム８の移動方向及び移動速度に基づいて、伸縮ブーム８の実際の移動先をレーザスキャナ１７の計測方向となるように設定することができる。伸縮ブーム８の縦たわみ量は、旋回位置検出センサ４０及び伸縮ブーム長さ検出センサ４１及び起伏角度検出センサ４２及びモーメント検出器１２ａの検出値及び搬送物Ｗの重量から算出される。また、制御装置３９は、伸縮ブーム８の縦たわみを考慮して計測方向のみを補正しているが、これに限定されず、計測範囲及び計測密度を補正するように構成してもよい。また、制御装置３９は、搬送物Ｗの荷揺れ量を算出可能に構成され、荷揺れ量が所定の値よりも大きい場合、操作信号の検出値に関わらず、レーザスキャナ１７の計測範囲を広くするように構成してもよい。
　制御装置３９は、上述の操作信号が検出された場合に、伸縮ブーム８の横たわみを考慮して計測方向の補正を行ってもよい。例えば、旋回中に伸縮ブーム８に横たわみが生じると、伸縮ブーム８の先端部が旋回方向に流れる場合がある。そこで、横たわみを考慮した伸縮ブーム８の移動方向に基づいて、伸縮ブーム８の旋回流れ先をレーザスキャナ１７の計測方向となるように変更する。伸縮ブーム８の横たわみ量は、旋回位置検出センサ４０及び伸縮ブーム長さ検出センサ４１及び起伏角度検出センサ４２及びモーメント検出器１２ａの検出値及び搬送物Ｗの重量から算出される。また、制御装置３９は、伸縮ブーム８の横たわみを考慮して計測方向のみを補正しているが、これに限定されず、計測範囲及び計測密度を補正するように構成してもよい。
　以下では、図６を用いて３Ｄマップ作成制御について説明する。
　ステップＳ１００において、制御装置３９は、三次元情報を取得すると、新たに取得される三次元情報と既に取得している三次元情報を比較することで、遮蔽物等により建造物や地表面が覆われており、計測できない箇所があるか否かを判定する。制御装置３９は、計測できない箇所があると判定した場合、ステップＳ１１０に移行させる。制御装置３９は、計測できない箇所がないと判定した場合、ステップＳ１２０に移行させる。
　ステップＳ１１０において、制御装置３９は、過去に取得した三次元情報を用いて新たに取得される三次元情報を補完し、ステップＳ１２０に移行させる。
　ステップＳ１２０において、制御装置３９は、新たに取得される三次元情報に抜け領域があるか否かを判定する。制御装置３９は、抜け領域があると判定した場合、ステップＳ１３０に移行させる。制御装置３９は、抜け領域がないと判定した場合、ステップＳ１４０に移行させる。
　ステップＳ１３０において、制御装置３９は、過去に取得した三次元情報又は近傍の三次元情報を用いて新たに取得される三次元情報を補完し、ステップＳ１４０に移行させる。
　ステップＳ１４０において、制御装置３９は、３Ｄマップの作成において遅延が発生しているか否かを判定する。制御装置３９は、遅延が発生していると判定する場合、ステップＳ１５０に移行させる。制御装置３９は、遅延が発生していないと判定する場合、ステップＳ１６０に移行させる。
　ステップＳ１５０において、制御装置３９は、レーザスキャナ１７によって取得される時間当たりの三次元情報取得量を少なくなるように、レーザスキャナ１７の計測範囲及び計測密度のうち少なくとも一つを変更して、ステップＳ１６０に移行させる。
　ステップＳ１６０において、制御装置３９は、既に蓄積された三次元情報に、新たに取得した三次元情報を重畳させて３Ｄマップを作成してリターンとなる。
　以下では、図７を用いて、３Ｄマップの作成時におけるレーザスキャナ１７の制御について説明する。
　ステップＳ２００において、制御装置３９は、レーザスキャナ１７の計測範囲を広く、計測密度を低くなるよう設定し、ステップＳ２１０に移行させる。
　ステップＳ２１０において、制御装置３９は、クレーン１の操作信号を検出したか否かを判定する。制御装置３９は、操作信号を検出したと判定した場合、ステップＳ２２０に移行させる。制御装置３９は、操作信号を検出していないと判定した場合、ステップＳ２６０に移行させる。
　ステップＳ２２０において、制御装置３９は、操作信号の検出値から算出される伸縮ブーム８の移動方向及び移動速度に基づいて、レーザスキャナ１７の計測方向を変更するとともに、操作信号の非検出時と比べて、計測範囲を狭く、計測密度を高くなるように変更して、ステップＳ２３０に移行させる。
　ステップＳ２３０において、制御装置３９は、操作量が変更されたか否かを判定する。制御装置３９は、操作量を変更したと判定した場合、ステップＳ２４０に移行させる。制御装置３９は、操作量を変更していないと判定した場合、ステップＳ２５０に移行させる。
　ステップＳ２４０において、制御装置３９は、変更された操作量に基づいてレーザスキャナ１７の計測方向を補正して、ステップＳ２５０に移行させる。
　ステップＳ２５０において、制御装置３９は、伸縮ブーム８の縦たわみ量に基づいてレーザスキャナ１７の計測方向を補正して、ステップＳ２６０に移行させる。
　ステップＳ２６０において、制御装置３９は、既に蓄積された三次元情報に、新たに取得した三次元情報を重畳させて３Ｄマップを作成してリターンとなる。
　以上の構成において、レーザスキャナ１７に赤外線カメラを組み合わせてもよい。この場合、赤外線カメラによって熱源情報を検出することができ、搬送物Ｗや障害物によって隠れている作業者や他の作業機を検出することで、より安全なクレーン作業を実現できる。また、作業現場における作業者や他の作業機を検出することで、作業現場における防犯にも役立てることができる。
　本発明は、クレーンに利用可能である。
　１：クレーン、８：伸縮ブーム、１７：レーザスキャナ、４３：旋回操作検出センサ、４４：起伏操作検出センサ、４５：伸縮操作検出センサ、Ｗ：搬送物

Claims (4)

  1. 　ブームに設けられる三次元情報取得手段によって取得される三次元情報に基づいて３Ｄマップを作成するクレーンであって、
    　前記三次元情報取得手段は、取得した三次元情報を蓄積可能に、かつ、計測方向及び計測範囲及び計測密度を変更可能に構成され、
    　既に蓄積された三次元情報に重畳させて３Ｄマップを作成するクレーン。
  2. 　旋回台の旋回操作又は前記ブームの起伏操作又は前記ブームの伸縮操作の操作信号が検出される場合、前記操作信号の検出値から算出される前記ブームの移動方向及び移動速度に基づいて、前記計測方向を変更するとともに、前記操作信号の非検出時に比べて前記計測範囲を狭くし、前記計測密度を高くする請求項１に記載のクレーン。
  3. 　前記旋回操作又は前記起伏操作又は前記伸縮操作の操作量が変更される場合、前記操作量に基づいて前記計測方向を補正する請求項２に記載のクレーン。
  4. 　前記３Ｄマップの作成に遅延が発生する場合、前記三次元情報取得手段の計測範囲及び計測密度のうち少なくとも一つを変更することで、時間当たりの三次元情報取得量を減らす請求項１から請求項３の何れか一項に記載のクレーン。
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