| 【発明の名称】 |
機器搬入出システム |
| 【発明者】 |
【氏名】水野 公元
【氏名】亀井 克之
【氏名】宮田 亮
【氏名】酒井 満治
|
| 【要約】 |
【課題】設置が容易でしかも安価な移動クレーンによる機器、制御盤の搬入、搬出システムを提供する。
【解決手段】搬入、搬出建物近傍の固定位置に既知寸法の基準構造物（基準直方体、基準正方形、基準ポール）を設置し、既知寸法を持つクレーンにより吊り上げられた搬入、搬出品の各座標軸に関連した既知寸度とともに撮像する。取得された画像データに対して搬入或いは搬出位置、搬入或いは搬出品を画像上でマウス、ライトペン、キーボード等により指示することにより演算処理を施し、基準構造物および既知寸度の３次元の位置関係、即ち基準構造物と搬入、搬出位置の３次元距離、基準構造物と搬入、搬出品の３次元距離とを求めることにより、搬入、搬出品の目標値である搬入、搬出位置との３次元偏差を計測する。この偏差により、移動クレーンの各駆動部を制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定位置に設けられて、少なくとも１軸の寸法が既知の直交３軸を有する基準構造物と、ブームの旋回およびブーム起伏機能を持つ移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも１軸の既知寸法を有し、かつその既知寸法部が上記基準構造物の直交３軸の少なくとも１面に平行な搬入出品、または、該移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも直交２軸の既知寸法を有する搬入出品とを同時に撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により取得された画像データを記憶する記憶手段と、
上記基準構造物の直交３軸とその既知寸法および上記搬入出品の既知寸法に基づいて上記画像データの２次元座標を３次元座標に変換する演算処理手段と、
上記画像データを表示する表示装置とを備え、
上記演算処理手段により変換された上記３次元座標に基づいて、上記基準構造物と上記搬入出品の既知寸法部との３次元の位置関係を求め、上記基準構造物の直交３軸を基準座標とした上記搬入出品の搬入出位置と上記搬入出品の現在位置とを上記表示装置に表示することにより、上記移動クレーンの運転支援を行うことを特徴とした機器搬入出システム。
【請求項２】
固定位置に設けられて、少なくとも１軸の寸法が既知の直交３軸を有する基準構造物と、ブームの旋回およびブーム起伏機能を持つ移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも１軸の既知寸法を有し、かつその既知寸法部が上記基準構造物の直交３軸の少なくとも１面に平行な搬入出品、または、該移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも直交２軸の既知寸法を有する搬入出品とを同時に撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により取得された画像データを記憶する記憶手段と、
上記基準構造物の直交３軸とその既知寸法および上記搬入出品の既知寸法に基づいて上記画像データの２次元座標を３次元座標に変換する演算処理手段と、
上記画像データを表示する表示装置とを備え、
上記演算処理手段により変換された上記３次元座標に基づいて、上記基準構造物と上記搬入出品の既知寸度部との３次元の位置関係を求め、上記搬入出品の搬入出位置に対応する上記移動クレーンの駆動要素の目標値と上記搬入出品の現在位置に対応する上記移動クレーンの駆動要素の現在値とを求め、上記移動クレーンの駆動要素の目標値と現在値とを上記表示装置に表示することにより、前記移動クレーンの運転支援を行うことを特徴とした機器搬入出システム。
【請求項３】
固定位置に設けられて、少なくとも１軸の寸法が既知の直交３軸を有する基準構造物と、ブームの旋回およびブーム起伏機能を持つ移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも１軸の既知寸法を有し、かつその既知寸法部が上記基準構造物の直交３軸の少なくとも１面に平行な搬入出品、または、該移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも直交２軸の既知寸法を有する搬入出品とを同時に撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により取得された画像データを記憶する記憶手段と、
上記基準構造物の直交３軸とその既知寸法および上記搬入出品の既知寸法に基づいて上記画像データの２次元座標を３次元座標に変換する演算処理手段と、
上記画像データを表示する表示装置とを備え、
上記演算処理手段により変換された上記３次元座標に基づいて、上記基準構造物と上記搬入出品の既知寸度部との３次元の位置関係を求め、上記搬入出品の搬入出位置に対応する上記移動クレーンの駆動要素の目標値と上記搬入出品の現在位置に対応する上記移動クレーンの駆動要素の現在値とを求め、上記駆動要素の目標値と現在値との偏差がゼロとなるように前記移動クレーンの駆動軸の制御を行うことを特徴とした機器搬入出システム。
【請求項４】
上記画像データが表示された上記表示装置の２次元画像上にて上記搬入出位置の指定を行う手段を有することを特徴とした請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の機器搬入出システム。
【請求項５】
上記画像データが表示された上記表示装置の２次元画像上にて上記搬入出品の移動禁止領域の指定を行う手段を有することを特徴とした請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の機器搬入出システム。
【請求項６】
上記搬入出品が指定された移動禁止領域に移動した場合、上記移動クレーンの駆動を停止させ、警報を鳴らすことを特徴とした請求項５記載の機器搬入出システム。
【請求項７】
上記画像データが表示された上記表示装置の２次元画像上にて上記ブームの旋回中心および旋回平面位置の指定を行う手段を有することを特徴とした請求項２又は請求項３記載の機器搬入出システム。
【請求項８】
上記搬入出位置の手前の所定位置から該搬入出位置までの上記搬入出品の移動は地上面と平行に移動させることを特徴とした請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の機器搬入出システム。
【請求項９】
上記移動クレーンはウェートバランサーを利用して上記搬入出品を吊り上げていることを特徴とした請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の機器搬入出システム。
【請求項１０】
上記移動クレーンは大気に対して推力を生じる機器を利用して、上記搬入出品の所定の辺又は面が搬入出建物と平行、或いは所定の一定角度になるように該搬入出品を吊り上げていることを特徴とした請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の機器搬入出システム。
【請求項１１】
システムの起動時、上記画像データの２次元座標から上記基準構造物および上記搬入出品の搬入出位置の３次元座標への変換が実行され、変換された上記基準構造物および上記搬入出品の搬入出位置の３次元座標が上記記憶手段に格納され、
システムの起動後、所定のサンプリング時間毎に上記画像データの２次元座標から上記搬入出品の現在位置の３次元座標への変換が実行されることを特徴とした請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の機器搬入出システム。
|
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理技術を応用してトラッククレーン、ラフタークレーン等の移動クレーンにより、他の工場等により製造された制御盤等の機器を建屋内の電気室に搬入したり、或いは不用となった制御盤等の機器を建屋外に搬出するシステムに関し、特に搬入、搬出の対象物である機器（例えば、各種制御盤、操作盤、各種機械装置、部品）及び搬入、搬出場所の近傍にＩＴＶカメラ或いはビデオカメラ等を設置して、収得されたデジタル画像を演算処理することにより、搬入、搬出の為の移動クレーン等の操作支援システム或いは自動化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の機器搬入方法は、移動クレーンのロープに取り付けられたフックに搬入機器を掛けて吊り上げ、移動クレーンのブームを起伏、旋回させて例えば搬入位置である搬入バルコニーに吊り降ろしていた。この時、クレーン操作員は、搬入位置である搬入バルコニーの裏面しか見えない為、或いは吊り荷である搬入機器の水平、垂直位置を見難い為、地上側および搬入バルコニー側で搬入機器と搬入バルコニーとの位置関係を合図する作業員の助けを借りて、クレーン作業を行っていた。
【０００３】
しかしながら、このような移動クレーンを利用した従来の機器搬入出方法では、次ぎの不具合が生じていた。
（ａ）搬入バルコニー上で合図する作業員は地上側のクレーン操作員に判るように合図を行う必要があり、搬入バルコニー上の安全柵を外した端に立って合図をすることになり、作業に夢中になり油断すると地上へ落下する危険があった。
（ｂ）また、地上側の作業員はクレーン操作員に吊り荷の水平位置、揺れ状態、判る範囲での垂直位置等を合図する必要があり、しばしば、禁止されている作業行為ではあるが、吊り荷の下部の位置に入ったりして合図をすることもあり、ロープ切れ等の場合には非常に危険が伴う作業を行っていた。
（ｃ）更には、作業コストを安く抑える為、作業人員削減等の要求も日々大きいものであった。
【０００４】
このような状況を鑑み、クレーン作業の自動化にＩＴＶカメラを利用し画像処理を応用したシステムが種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
しかし、それらは、工場内を横行、走行する天井クレーン、港等のガントリークレーン、自動倉庫等、移動範囲が固定され、画像の利用も２次元の濃淡画像を扱うものがほとんどであった。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３１１０１３号公報
【特許文献２】特開平１１−００２５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＩＴＶカメラ等を利用した画像処理装置を応用した従来のシステムでは、工場内を横行、走行する天井クレーン、港等のガントリークレーン、自動倉庫等、移動範囲が固定されたクレーンに適用するものであり、トラッククレーン、ラフタークレーン等の移動クレーンに適用できるものではなかった。
しかも、従来のシステムでは、画像の利用も２次元の濃淡画像を扱うものがほとんどであり、精度の面で十分なものではなかった。
【０００７】
この発明は、新たな設備を設けることなく、ＩＴＶカメラ或いはビデオカメラ等を利用して、設置が容易で、安価で、且つ簡単な基準構造物を撮像し、パーソナルコンピュータおよび専用画像処理ソフトウェアを追加することのみで、立体的な基準構造物の３次元変換座標を計測基準とすることにより、トラッククレーン等の移動クレーンにより、各種機械装置や制御盤等の機器を地上から階上の電気室等への搬入する場合、搬入バルコニー等に搬入する場合、或いは逆に搬出する場合の高い信頼性で移動クレーンの操作支援、或いは自動化運転をする機器搬入出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明においては、固定位置に設けられて、少なくとも１軸の寸法が既知の直交３軸を有する基準構造物と、ブームの旋回およびブーム起伏機能を持つ移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも１軸の既知寸法を有し、かつその既知寸法部が上記基準構造物の直交３軸の少なくとも１面に平行な搬入出品、または、該移動クレーンにより吊り上げられた少なくとも直交２軸の既知寸法を有する搬入出品とを同時に撮像する撮像手段と、上記撮像手段により取得された画像データを記憶する記憶手段と、上記基準構造物の直交３軸とその既知寸法および上記搬入出品の既知寸法に基づいて上記画像データの２次元座標を３次元座標に変換する演算処理手段と、上記画像データを表示する表示装置とを備え、上記演算処理手段により変換された上記３次元座標に基づいて、上記基準構造物と上記搬入出品の既知寸法部との３次元の位置関係を求め、上記基準構造物の直交３軸を基準座標とした上記搬入出品の搬入出位置と上記搬入出品の現在位置とを上記表示装置に表示することにより、上記移動クレーンの運転支援を行う。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、機器を外部から建物内の電気室等に搬入、搬出時の作業員の省力化、さらにはトラッククレーン等の移動クレーン操作の支援、或いは自動化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１による機器搬入出システムの適用例および動作原理について図１乃至図８を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１はこの発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムの一適用例を示す斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムの他の適用例を示す斜視図、図３は図２における搬出作業をＩＴＶカメラにより異なる角度から撮像する様子を示す斜視図である。
図１では、移動クレーン１２が、地上に置かれた搬入出品（搬入出機器）である制御盤８を吊り上げて、搬入出建物３の搬入位置である２階バルコニー９に搬入する様子を示している。この移動クレーン１２による制御盤８の搬入動作がＩＴＶカメラ４により撮像されている。
図２では、移動クレーン１２が、搬入出建物３の２階バルコニー９に置かれた制御盤８を吊り上げて、搬出位置である地上に搬出する様子を示している。また、図３では、２階バルコニー９の底の部分がＩＴＶカメラ４により撮像されていることを示している。
【００１２】
そして、クレーン操作員１２Ａが、後述するように、ＩＴＶカメラ４による撮像画像を画像処理して得られる情報を利用して、移動クレーン１２のブーム１１の起伏、旋回、伸縮等の操作を行い、搬入出機器を搬入位置或いは搬出位置に搬入出することになる。
【００１３】
なお、図１乃至図３において、搬入出建物３には、窓１，２や今回利用していない１階搬入出口７が設けられている。そして、２階搬入出口５の２階バルコニー９には、安全柵６が設置されている。また、各図中、２階バルコニー９に搬入された制御盤８、あるいは地上に搬出された制御盤８を、便宜的に制御盤８Ａとして示している。また、移動クレーン１２は、伸縮自在に構成されたブーム１１、ブーム１１の起伏駆動する駆動シリンダー１１Ａ、搬入出機器を吊り上げるためのロープ１０およびフック１３等を備えている。
【００１４】
つぎに、本発明を実施する為の基本要素である座標系基準および搬入出機器の目印である基準寸法の取り方について図４乃至図６を参照しつつ説明する。
図４乃至図６はそれぞれこの発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムを利用して制御盤８を２階バルコニー９に搬入する様子を示す斜視図である。各図において、搬入位置として２階搬入出口５および２階バルコニー９を利用している。
【００１５】
まず、図４では、既知寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを持つ直交３軸の座標基準（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を搬入位置の点Ｏ１０を原点とするようにとり、座標基準の高さ方向（Ｘ軸）に平行な制御盤８の辺１４（既知寸法Ｌｎを持つ）を制御盤８（搬入出機器）の基準寸法にとっている。そして、座標基準と制御盤８の基準寸法とに基づいて、ＩＴＶカメラ４により撮像された２次元画像を演算により３次元画像に変換することにより搬入位置と制御盤８の３次元位置との偏差を計算するようにしている。ここで、２階搬入出口５および２階バルコニー９が既知寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの直交３軸をもつ基準構造物となる。
【００１６】
図５は、２階搬入出口５および２階バルコニー９の寸法が未知であったり、これらの構造物から直交３軸の座標基準を抽出することが困難な場合に対応するものである。この場合、既知寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを持つ基準構造物としての基準直方体（或いは立方体）２１を２階バルコニー９に設置し、この基準直方体２１により座標基準を取得している。この時、座標基準の原点は基準直方体（或いは立方体）２１の点Ｏとなる。また、制御盤８の高さ方向（Ｘ軸）に平行な辺１４（既知寸法Ｌｎを持つ）を搬入出機器の基準寸法とすることは図４と同じである。
なお、基準直方体２１が搬入出作業の障害となる場合には、基準座標を取得した後、撤去も可能である。
【００１７】
図６は、図５と同様に、２階搬入出口５および２階バルコニー９の寸法が未知であったり、これらの構造物から直交３軸の座標基準を抽出することが困難な場合に対応するものである。この場合、既知寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを持つ基準直方体（或いは立方体）２１を地上に設置し、この基準直方体２１により座標基準を取得している。この時、座標基準の原点は基準直方体（或いは立方体）２１の点Ｏとなる。また、制御盤８の高さ方向（Ｘ軸）の辺１４（既知寸法Ｌｎを持つ）を搬入出機器の基準寸法とすることは図４と同じである。
【００１８】
つぎに、この発明におけるＩＴＶカメラ４により取得した２次元画像から３次元距離を計算する基本原理について図７および図８を参照しつつ説明する。
【００１９】
（計算原理）
まず、直交３軸の座標基準は、搬入出建物３の２階バルコニー９、あるいは搬入出建物３の近傍の地上面に設置されている基準直方体２１の既知寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを有する３辺とする。なお、前述したように、２階搬入出口５および２階バルコニー９の構造物から直交３軸の座標基準を抽出できれば、２階搬入出口５および２階バルコニー９の建物の一部の構造物から座標基準を抽出してもよい。また、基準直方体２１は、Ｌａ＝Ｌｂ＝Ｌｃを満たす基準立方体であってもよいが、ここでは、直方体のうちの特殊形状に立方体が含まれるものと見なして、以下、代表的に基準直方体２１と総称する。
一方、移動クレーン１２により吊り上げられた制御盤８のＸ軸と平行となる高さ方向の辺１４を既知の基準寸法Ｌｎとする。Ｌｎは通常、地上面に対して垂直になる。
【００２０】
ここで、基準直方体２１の底面（Ｏ、Ｆ、Ｇ、Ｅ）は、地上面に対して平行な位置関係を満たしているものとする。
また、基準直方体２１の各頂点間の辺の長さは、以下の３つの式を満たす関係にある。
ＯＡ＝ＢＥ＝ＤＦ＝ＣＧ＝Ｌａ
ＯＦ＝ＡＤ＝ＢＣ＝ＥＧ＝Ｌｂ
ＯＥ＝ＡＢ＝ＣＤ＝ＦＧ＝Ｌｃ
図７および図８に示される基準直方体２１において、各辺を実３次元（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標に変換すると、辺ＯＡはＸ軸、辺ＯＥはＺ軸、辺ＯＦはＹ軸となる。
【００２１】
このとき、搬入出機器である制御盤８の各辺を画像処理により抽出した基準寸法Ｌnと、基準直方体２１との３次元距離関係は、Ｘ軸距離Ｏ〜Ｘ１（＝Ｌｘ）、Ｙ軸距離Ｚ１〜Ｏ１（＝Ｌｙ）、Ｚ軸距離Ｘ１〜Ｚ１（＝Ｌｚ）で表すものとする。なお、制御盤８の各辺を画像処理して基準寸法Ｌnを抽出しているが、既知寸法Ｌｎを持つ基準物を制御盤８に貼り付け等により設置して基準寸法Ｌnとしてもよい。
基準直方体２１（基準構造物）の底面および上面は、地上面と平行な座標面に対して平行であり、基準直方体２１は、地上面（座標面）に対して垂直方向の既知寸法を有する。
また、後述するように、ＩＴＶカメラ４には、図４９、５０、５２に示したようにＰＣ（パソコン）１０２〜１０２Ｃが接続されており、ＰＣ１０２〜１０２Ｃは、ＩＴＶカメラ４により取得された画像データを記憶する記憶手段１２９，１２９Ａ，１３０，１３０Ａと、画像データに含まれる基準直方体２１（基準構造体）および制御盤８（搬入出機器）の基準寸法、設定された搬入出位置の撮像された２次元座標（基準直方体２１を基準として得られる）を３次元座標に変換する演算処理手段１２８，１２８Ａとを含み、得られた３次元座標に基づいて搬入出位置と制御盤８の現在値の３次元の座標位置を求めることにより、それらの偏差を計測する。
【００２２】
図７および図８には、搬入出建物３の近傍の地上面などの固定位置に設けられた基準直方体２１と、移動クレーン１２に吊り上げられて空中に浮かんだ基準寸法Ｌｎを持つ制御盤８を、デジタル式の１台のＩＴＶカメラ４（その他、一般のビデオカメラからなり、以下、単に「カメラ４」ともいう）で同時に撮影した場合に、基準画像において得られる２次元座標（ｕ，ｖ）と、実３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との関係が示されている。
図８において、ｕ、ｖ座標値は、カメラ画像の２次元座標を示している。周知のように、デジタルカメラの２次元座標は、画素数によって決定し、ｕ軸１０２４分解、ｖ軸１０２４分解とすると、総画素数は約百万画素となる。
図８においては、カメラ４で収得した２次元座標上において、基準直方体２１の点Ｏの座標を（ｕ２，ｖ８）とし、制御盤８と関係する点Ｘ１の座標を（ｕ２，ｖ９）とし、点Ｚ１の座標を（ｕ５，ｖ１２）としている。また、制御盤８の下部Ｏ１の座標を（ｕ６，ｖ１１）とし、制御盤８の上部Ｔ１の座標を（ｕ６，ｖ１０）としている。
つまり、図８に示す画像上において、制御盤８の基準寸法の上部Ｔ１から下部Ｏ１までのｖ軸方向の長さ（ｖ１０〜ｖ１１）は、実３次元座標上での長さＬｎとなる。
【００２３】
図７および図８では、基準直方体２１の画像（２次元座標）から実際の３次元座標への変換原理を示している。
図７において、基準直方体２１の各頂点Ｏ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの画像の２次元座標と実３次元座標とを対比させると、以下のように、各頂点の２次元画像座標（左側）と３次元実座標（右側）とを、それぞれ、並列に表記することができる。
Ｏ（ｕ２，ｖ８）（０，０，０）
Ａ（ｕ２，ｖ４）（Ｌａ，０，０）
Ｂ（ｕ１，ｖ２）（Ｌａ，０，Ｌｃ）
Ｃ（ｕ３，ｖ１）（Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ）
Ｄ（ｕ４，ｖ３）（Ｌａ，Ｌｂ，０）
Ｅ（ｕ１，ｖ６）（０，０，Ｌｃ）
Ｆ（ｕ４，ｖ７）（０，Ｌｂ，０）
Ｇ（ｕ３，ｖ５）（０，Ｌｂ，Ｌｃ）
【００２４】
図８には、基準直方体２１および空中に吊り上げられた制御盤８の基準寸法Ｌｎを含む画像（２次元座標）から実際の３次元座標への変換時の各座標位置が示されている。
図８においては、上記各頂点座標に加えて、制御盤８の基準寸法Ｌnの位置関係を示す各点Ｘ１、Ｚ１、Ｏ１、Ｔ１に対しても、以下のように、２次元座標（左側）と、実３次元座標（右側）とを対比させて、それぞれ、並列に表記することができる。
Ｘ１（ｕ２，ｖ９）（Ｌｘ，０，０）
Ｚ１（ｕ５，ｖ１２）（Ｌｘ，０，Ｌｚ）
Ｏ１（ｕ６，ｖ１１）（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）
Ｔ１（ｕ６，ｖ１０）（Ｌｘ＋Ｌｎ，Ｌｙ，Ｌｚ）
なお、各点Ｘ１、Ｚ１、Ｏ１、Ｔ１の表記座標において、各記号には、±符号が含まれる。
【００２５】
次に、既知の寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｎから、座標変換により、未知の寸法Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚを算出する方法の一例について、公知文献「３次元ビジョン」（徐剛および辻三郎、共立出版、１９９８年）を参考として説明する。
未知の寸法Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚの算出手順の要旨は、以下の（１ａ）〜（１ｄ）で表される。
（１ａ）３次元座標系から画像座標系への変換を、３×４の変換行列Ｐで表す。
（１ｂ）基準直方体の頂点（６点以上）の座標と、各頂点の画像上での座標を得る。
（１ｃ）各頂点の対応関係から、変換行列Ｐを求める。
（１ｄ）変換行列Ｐと基準寸法Ｌｎの画像上の座標とにより、制御盤の基準寸法の下部Ｏ１の３次元座標（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）を算出する。
【００２６】
（準備）
ついで、上記算出手順（１ａ）〜（１ｄ）について、具体的に説明する。
まず、座標系を設定する。
３次元座標系で、直方体の１頂点を原点として、辺をＸ、Ｙ、Ｚ軸にとると、８個の頂点の座標は、それぞれ、（０，０，０）、（Ｌａ，０，０）、（０，Ｌｂ，０）、（０，０，Ｌｃ）、（Ｌａ，Ｌｂ，０）、（Ｌａ，０，Ｌｃ）、（０，Ｌｂ，Ｌｃ）、（Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ）となる。
上記頂点座標のうち、ＩＴＶカメラ８から見えているｎ個の頂点座標を（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）と表す（ｉ＝１、２，・・・ｎ）。
また、画像座標系で、写真画像上にｕ軸、ｖ軸をとり、このとき、見えているｉ個目の頂点は、（ｕｉ，ｖｉ）に写るとする。
（１ａ）まず、３次元座標系から画像座標系への変換は、以下の式（１）のように、変換行列Ｐで表現することができる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
なお、式（１）において、αｕ、αｖは、焦点距離に画像のスケールファクタを乗じたものであり、θは画像座標系のｕ、ｖ軸のなす角（通常は９０度）、（ｕ０，ｖ０）は画像中心（以上、カメラの内部パラメータ）、Ｒは３次元の回転を表す３×３の行列、ｔは平行移動を表す３次元の縦ベクトル（以上は、外部パラメータ）である。また、ｓはスカラである。
【００２９】
（１ｂ）続いて、直方体のｉ個目の頂点の変換は、以下の式（２）のようになる。
【００３０】
【数２】
【００３１】
（１ｃ）また、変換行列Ｐを決定する。式（１）を展開してｓｉを消去すれば、以下の式（３）となる。
【００３２】
【数３】
【００３３】
ここで、ｎ個の頂点についてまとめると、以下の式（４）となる。
【００３４】
【数４】
【００３５】
このとき、変換行列Ｐの成分からなるベクトルｐは、ＢＴＢの最小の固有値に対応する固有ベクトルとして求められる。
さらに、｜｜（ｐ３１，ｐ３２，ｐ３３）｜｜で各要素を除し、スケールを調整して変換行列Ｐとする。以降、変換行列Ｐは既知となる。
【００３６】
（１ｄ）最後に、（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）を算出する。このとき、未知寸法の３次元座標を（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）、（Ｌｘ＋Ｌｎ，Ｌｙ，Ｌｚ）とし、これらの画像上の座標を（ｕＡ，ｖＡ）、（ｕＢ，ｖＢ）とすると、変換行列Ｐにより、以下の式（５）となる。
【００３７】
【数５】
【００３８】
式（５）を展開してｓＡ、ｓＢを消去し、さらに、（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）について整理すると、以下の式（６）が得られる。
【００３９】
【数６】
【００４０】
以下、式（６）を解いて、（Ｌｘ，Ｌｙ，Ｌｚ）を得る。
【００４１】
実施の形態２．
この実施の形態２は、上記の実施の形態１を拡張したものであり、その２つの適用例を図９および図１０に示し、その原理を図１１に従って説明する。
【００４２】
図９は、図４に示した搬入構成図の内、制御盤８の高さ方向を搬入出機器の基準寸法とする代わりに、地上面（ＹＺ面）に平行な制御盤８の幅、或いは奥行きの１辺１４Ａを搬入出機器の基準寸法Ｌｎとした構成図である。この場合、基準寸法Ｌｎの線分は必ずしも直交３軸の座標基準のＹ軸およびＺ軸とは必ずしも平行とならないが、ＹＺ面に平行な線分である必要がある。
図１０は、図６に示した構成図の内、搬出時の構成図を示す。搬入出建物３の地上の近傍に置かれた基準直方体（或いは立方体）２１を座標基準、２階バルコニー９上の制御盤８の高さ方向を搬入出機器の基準寸法Ｌｎとし、搬出位置１４Ｂを特定する為に地上面（ＹＺ面）のＯ２０の位置に既知寸法を持つ基準寸法Ｌｎ１をＹＺ面に平行な地面に置いた構成図である。この場合も、基準寸法Ｌｎ１の線分は必ずしも直交３軸の座標基準のＹ軸およびＺ軸とは必ずしも平行とならないが、ＹＺ面に平行な線分である必要がある。
【００４３】
以下、図１１に基づいて、実施の形態２におけるＩＴＶカメラ４で取得した２次元画像から３次元距離を計算する原理について説明する。
まず、上記実施の形態１で説明した方法により、基準直方体２１に設定したワールド座標系の任意の点Ｍ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を画像上の点m=(u，v)に投影する３×４の透視投影変換行列Ｐ＝［pij］が求まる。即ち、
【００４４】
【数７】
【００４５】
或いは
【００４６】
【数８】
【００４７】
ここで、式(８)を整理してｓを消去すると、式（９）となる。
【００４８】
【数９】
【００４９】
そして、式（９）において、Ｘ項および定数項を移項して、式（１０）となる。
【００５０】
【数１０】
【００５１】
そして、式（１０）において、ＹおよびＺについて解くことにより、ＹおよびＺは変数Ｘの一次式（式（１１））で表される。
【００５２】
【数１１】
【００５３】
（解法）
今、図１１においてＹＺ面上にある底辺の両端Ａ１およびＢ１の座標値を（ＸＡ，ＹＡ，ＺＡ）および（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）とすると（この時、Ｘ座標は等しい）、式（１２）が得られる。
【００５４】
【数１２】
【００５５】
ところで、辺Ａ１Ｂ１の長さはＬｎであるから、
【００５６】
【数１３】
【００５７】
となり、ＸＡについて２次方程式が得られ、これを解くことにより、（ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ）および（ＹＢ、ＺＢ）が求められる。
解は２通りあるが、両者は投影中心に関して点対象の関係にあり、基準直方体２１と同じ側にあるものが解となる。また、Ｌx、Ｌy、ＬzはＸＡ、ＹＡ、ＺＡに他ならない。
また、
【００５８】
【数１４】
【００５９】
である。
【００６０】
実施の形態３．
この実施の形態３は、上記実施の形態１を拡張したものであり、その適用例を図１２に示し、その原理を図１３に従って説明する。
【００６１】
図１２は、図４に示した搬入構成図の内、吊り上げた制御盤８或いは搬入機器（例えば図６６の８Ａ）が傾斜し、制御盤８の各辺の基準寸法の線分が基準座標系の３面（ＸＹ、ＹＺ、ＺＸ）のいずれとも平行とならない場合、図１４の（ａ）に示した直交２軸の既知寸法を有する画像を描いた紙或いは板１４Ｂを制御盤８に貼り付けて２軸の基準寸法Ｌｎとした場合の構成図である。また、図１４の（ｂ）に示されるように、１辺を寸法Ｌｎとする正方形の紙或いは板１４Ｃを制御盤に貼り付けて直交する２辺を基準寸法Ｌｎとするようにしてもよい。さらに、図１４の（ｃ）に示される基準直方体２１を搬入出建物３の地上階に設置して、直交３軸の座標基準を抽出するようにしてもよい。
【００６２】
以下、図１３に基づき本実施の形態３の場合のＩＴＶカメラ４により取得した２次元画像から３次元距離を計算する原理を述べる。
上記実施の形態１のケースで述べたように、透視投影変換行列Ｐ＝［pij］が求まっている場合に、ワールド座標系の任意の点Ｍ＝（Ｘ,Ｙ,Ｚ）とその投影像m=(u,v)との間には以下の関係式（式（１５））が成り立つ。
【００６３】
【数１５】
【００６４】
（解法）
図１３のＡＢＣワールド座標値とそれらの投影像の画像座標値を以下のようにおく。
(ＸＡ，ＹＡ，ＹＡ) → (ｕＡ，ｖＡ)
(ＸＢ，ＹＢ，ＹＢ) → (ｕＢ，ｖＢ)
(ＸＣ，ＹＣ，ＹＣ) → (ｕＣ，ｖＣ)
これらを式（１５）に代入して以下の連立方程式を得る。
【００６５】
【数１６】
【００６６】
また、辺Ａ１Ｂ１および辺Ａ１Ｃ１の長さがＬｎであり、両者が直交していることから
【００６７】
【数１７】
【００６８】
となり、これらを９個の式を連立して解くことにより、ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ、ＸＢ、ＹＢ、ＺＢ、ＸＣ、ＹＣ、ＺＣが求まる。
最終的に１２個の方程式を解くことになるので、解は１２通りある。投影中心に関して鏡像関係にあるものを除くと６通り、さらに、一部の点がカメラの後方に来るものを除けば限定できる。この条件で一意にならない場合、第４の点（例えばＤ１点）を用いれば一意に求めることができる。
【００６９】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、基準直方体の直交３軸が既知寸法Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを有するものとして計算しているが、この実施の形態４では、基準直方体の直交３軸の１軸のみが既知寸法Ｌａを有するものとして説明する。つまり、１軸（既知寸法Ｌａ）と２組の消失点（図１５のＰｘ、Ｐｙ、Ｐｚのいずれか２組）の位置座標が明確化すれば、基準直方体の未知寸法Ｌｂ、Ｌｃ、或いは図８におけるＬｎも計算することができる。
以下、その計算方法の一例を特開平９−２３７３３５５号公報（画像合成装置）等を参考として図１５に基づいて説明する。なお、図１５において、２１Ａは２次元画像座標、２１は１軸の寸法Ｌａのみ既知の直交３軸を有する基準直方体、焦点距離ｆは視点２１Ｂから画像２１Ａへの垂線との交点、即ち画像中心Ｏｉ（０，０）との距離である。
以下の解法では上方向にｖ軸をとって説明する。
【００７０】
（解法）
通常、取得画像は、
（１）画像中心（ｕ０，ｖ０）は一般に取得画像の中心である。取得画像の中心に画像座表系の原点Ｏｉ（０，０）をとる（ｕ０＝ｖ０＝０）。
（２）画像の縦方向、横方向の１画素当たりの単位長（αｕ＝αｖ）は同じである。
（３）画像の両軸（ｕ，ｖ）のなす角（θ）は９０°である。
の条件が成立するので、
原点Ｏ（０，０，０）、既知点Ａ（Ｌａ、０，０）が、それぞれＰｏ（ｕｏ，ｖｏ）、ＰＡ（ｕａ，ｖａ）に投影され、Ｘ軸消失点、Ｙ軸消失点が、それぞれＰｘ（ｕＸ，ｖＸ）、Ｐｙ（ｕＹ，ｖＹ）であるとする。
【００７１】
この場合、前述の式（１）は、以下の式（１８）となる。
【００７２】
【数１８】
【００７３】
まず、視点位置から画像平面状の消失点に向かうベクトルｅＸ，ｅＹ
【００７４】
【数１９】
【００７５】
を考えると、これらは、世界座標系のそれぞれＸ軸、Ｙ軸に平行で互いに直交するので、
【００７６】
【数２０】
【００７７】
であり、これにより焦点距離ｆを求めることができる。
さらに、世界座標系でのＸ軸方向のベクトルは、（１，０，０）と表現されるので、ｋをパラメータとして、
【００７８】
【数２１】
【００７９】
同様に、Ｙ軸方向のベクトル（０，１，０）について、
【００８０】
【数２２】
【００８１】
また、視点位置からＺ軸方向に向かうベクトルｅＺは、
【００８２】
【数２３】
【００８３】
になるので、
【００８４】
【数２４】
【００８５】
となり、回転行列Ｒが定まる。
つぎに、原点については、
【００８６】
【数２５】
【００８７】
より、ｓを消去して、
【００８８】
【数２６】
【００８９】
同様に、既知点Ａについては、
【００９０】
【数２７】
【００９１】
より、ｓを消去して、
【００９２】
【数２８】
【００９３】
式（２６）、式（２７）より、
【００９４】
【数２９】
【００９５】
となるので、この式によりｔを決定する。以上により、透視投影変換行列Ｐが定まる。
この透視投影変換行列Ｐを式（１８）に代入し、未知点Ｆ（０，Ｌｂ、０）がＰＢ（ｕｂ，ｖｂ）に投影されているときには
【００９６】
【数３０】
【００９７】
より、ｓを消去して、
【００９８】
【数３１】
【００９９】
により、Ｌｂが求まる。この時、Ｌｂは２組求まるが、異なる場合は平均をとるなどして平滑する。
以下同様な計算方法により、Ｌｃ、或いは搬入出品の基準寸法Ｌｎの３次元位置を計算できる。
また、基準直方体の直交３軸Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの２組の寸法が既知で、１つの消失点の座標が明確な場合も、同様にして計算できる。つまり、基準直方体の直交３軸のうちの１軸、或いは２軸の寸法が既知であり、消失点の画像座標が明確化できれば、上記実施の形態１〜３と同等の結果が得られる。この場合も、透視投影変換行列Ｐの計算は電源投入時１度計算するのみでよい。
また、以下の各実施の形態では、基準直方体の直交３軸の３軸の寸法Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃが既知として説明する。
【０１００】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜３を利用した実際の制御システム構成図の一例を図４９〜図５３に示し、その制御フローチャートの１例を図５４〜図６７に示し、またカメラ制御ＰＣ（パソコン）１０２の表示画面の一例、実際の座標基準、搬入、搬出位置等の設定、計測寸法の一例を図１６〜図２７に示す。
【０１０１】
（ＰＣ画面の実施例１：３次元ＸＹＺ軸表示）
図１６はこの発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるカメラ制御パソコンのメニュー画面の実施例１を示す図である。このメニュー画面には、搬入出建物３の近傍の固定位置に設置されたＩＴＶカメラ４で撮像されたライブ画像１６と、画像メニュー５０とが表示されている。そして、画像メニュー５０には、「ＸＹＺ座標系設定」、「搬入位置設定」、「搬出位置設定」、「搬入搬出品設定」、「クレーン旋回位置設定」、「クレーン選択」、「定数設定」、「計測寸法表示」、「搬入搬出支援画面表示」等のメニューが準備されている。それらのメニューをマウス１０８、或いはキーボード、ライトペン等により指定することにより、各々のメニューに対応する画面に切り替わるようにプログラムが構成されている。このプログラムのフローチャートを図５４のステップ２００〜ステップ２２７に示す。
【０１０２】
（ＸＹＺ座標系設定画面）
まず、マウス１０８により図１６の画像メニュー５０から「ＸＹＺ座標系設定」を指定すると、カメラ制御ＰＣ１０２の画面は図１７に示されるＸＹＺ座標系設定画面に切り替わる。そして、図１７の画像メニュー５１から「ＸＹＺ座標系設定」を選択すると、ＩＴＶカメラ４にて撮像されたライブ画像１６Ａ上にＸＹＺポインター１７が現れる。このＸＹＺポインター１７をマウス１０８等でクリックアンドドロップによりＸＹＺ座標系の基準となる構造物、例えば、２階搬入出口５および２階バルコニー９の部分に移動し、図１７中「１７Ａ」の如く、既知寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃに合わせる。この合わせ作業が終了した後、画像メニュー５１から「基準寸法設定」を選択し、既知寸法Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃを入力する。入力後、誤りがなければ、画像メニュー５１から「ＸＹＺ座標系確立」を選択する。また、誤りがあれば、画像メニュー５１から「ＸＹＺ座標系取消」を選択し、再設定を行なう。
【０１０３】
このシステムでは、図６に示した基準直方体２１を利用していないが、基準直方体２１を利用するシステムでは、基準直方体２１をＸＹＺポインター１７で指示をすることになる。これらの操作により、実施の形態１〜３に示した解法、或いは図１５に示した消失点Ｐx、Ｐy、Ｐzを利用した実施の形態４に示した解法の適用が可能となり、取得画像の３次元座標基準がもとまる。この場合、消失点は既知の直交関係にある６頂点が確定しておれば求めることができる。図４および図１８ではＰ１、Ｐ２、Ｏ１０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３点が相当する。この演算により、例えば、図４のＰ５、Ｐ６が求まる。
つまり、２階搬入出口５および２階バルコニー９により構成された搬入出建物３の構造物の一部は、基準直方体２１と等価になる。
【０１０４】
（搬入位置設定画面）
ついで、マウス１０８により図１７の画像メニュー５１から「次画面へ」を指定すると、カメラ制御ＰＣ１０２の画面は図１８に示される搬入位置設定画面に切り替わる。そして、図１８の画像メニュー５４から「搬入位置形状選択」を選択し、ライブ画像１６Ｃの下部のメニューバー５３の「ＹＺ面」を選択し、さらに方形「５３Ｂ」を選択することにより、ライブ画像１６ＣにＹＺ面長方形画像１９が現れる。ついで、このＹＺ面長方形画像１９をマウス１０８等でクリックアンドドロップにより搬入場所を画像上で指定する。図１８では、搬入位置１９Ａを２階バルコニー９のＯ１０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３としている。そして、画像メニュー５４から「搬入位置寸法設定」を選択し、Ｏ１０〜Ｍ３、Ｏ１０〜Ｍ１の寸法をＬy、Ｌzとして入力する。その時、Ｌxは設定不要である。この画面では、Ｌy＝Ｌb、Ｌz＝Ｌcとなる。ついで、画面をチェックし問題なければ、画像メニュー５４から「搬入位置確立」を選択し、誤りがあれば、「搬入位置取消」を選択し、再設定を行なう。
【０１０５】
また、画像メニュー５４から「座標位置表示」を選択すれば、座標系原点Ｏ１０に対する搬入位置の３次元座標が上記実施の形態１，２にて説明した方式により計算、表示される。ここで、図１８では座標系原点Ｏ１０と搬入位置は同じ位置の為、搬入位置の３次元座標は（０，０，０）である。なお、基準直方体２１を地上に置いた場合には、搬入位置の３次元座標は所定の値が表示される。
【０１０６】
（搬出位置設定画面）
ここで、搬出モードの時は、図１６に示されるメニュー画面に戻り、画像メニュー５０から「搬出位置設定」を選択する。これにより、カメラ制御ＰＣ１０２の画面は、図１９に示される搬出位置設定画面に切り替わる。そして、図１９において、画像メニュー５４Ａから「搬出位置形状選択」を選択し、ライブ画像１６Ｄの下部のメニューバー５３の「ＹＺ面」を選択し、ついで「方形」５３Ｂの方形を選択することにより、ＹＺ面長方形画像１９がライブ画像１６Ｄに現れる。搬出位置は通常、地上面であったり、トラックの荷台上であったりするので、その目印として、所定の寸法Ｌｎ1を持つポール２１Ａ、或いはＹＺ面に平行な画像１４Ｂが地面に置いてある。そして、メニューバー５３の「Ｘ軸」を選択することによりＸ軸直線１８がライブ画像１６Ｄ中に現れ、また「ＹＺ面」を選択し、さらに「方形」５３Ｂを選択することによりＹＺ面長方形画像１９がライブ画像１６Ｄ中に現れる。
【０１０７】
ついで、マウス１０８等でクリックアンドドロップにより、Ｘ軸直線１８をポール２１Ａに移動し、或いはＹＺ面長方形画像１９を画像１４Ｂに移動して、搬出場所を画像上で特定する。そして、画像メニュー５４Ａから「搬出位置寸法設定」を選択し、Ｌｎの寸法をＬｎx（Ｘ軸平行）、ＬｎyまたはＬｎz（ＹＺ面平行）として入力する。その時は寸法が不明な軸の設定は不要である。また、前述したように画面をチェックし問題なければ、画像メニュー５４Ａから「搬出位置確立」を選択する。もし、誤りがあれば、画像メニュー５４Ａから「搬出位置取消」を選択し、再設定を行なう。さらに、画像メニュー５４Ａから「座標位置表示」を選択すれば、座標系原点Ｏ１０に対する搬出位置の３次元座標を上記の実施の形態１，２にて説明した方式により計算し、Ｏ２０表示（Ｌx2、Ｌy2、Ｌz2）を行なう。
【０１０８】
（搬入搬出品設定画面）
ついで、図１９の画像メニュー５４Ａから「次画面へ」を選択し、或いは画像メニュー５４Ａから「メニュー画面」を選択し、さらに図１６の画像メニュー５０から「搬入搬出品設定」を選択する。これにより、カメラ制御ＰＣ１０２の画面は、図２０に示される搬入搬出品設定画面に切り替わる。
そして、図２０の画像メニュー５４Ｂから「搬出位置形状選択」を選択し、ライブ画像１６Ｂの下部のメニューバー５３から「Ｘ軸」を選択し、さらに「直線」５３Ａを選択することにより、直線画像１８がライブ画像１６Ｂ中に現れる。また、メニューバー５３から「ＹＺ面」を選択し、さらに「方形」５３Ｂを選択することにより、ＹＺ面長方形画像１９がライブ画像１６Ｂ中に現れる。それらの画像１８，１９を制御盤８の画像上に貼り付ける。図２０中、画像１８，１９の貼り付け画像を１８Ａ，１９Ｃとして示している。ついで、画像メニュー５４Ｂから「搬入出品寸法設定」を選択し、Ｌn、或いはＷ，Ｄを入力する。そして、搬入出品が制御盤８等の直方体の場合で、かつ、底面がＹＺ面と平行な場合には、前述の実施の形態１，２によりＬn、或いはＷ，Ｄの１軸の寸法を入力するのみでＯnの３次元座標を特定することができる。
また、図２０では、搬入出品としてメニューバー５３の直方体５３Ｃを選択し、貼り付けてもよい。
【０１０９】
次に、画像メニュ−５４Ｂから「吊り位置オフセット設定」を選択し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のオフセット値を入力する。ここで、吊り位置オフセットについて図２１および図２２を用いて説明する。
【０１１０】
制御盤８を搬入位置基準（図２１および図２２ではＯ１０）に搬入する場合、Ｏ１０と制御盤８の高さ方向の辺ＬｎのＯｎ点座標との距離を計算して目標値との偏差にしているが、実際には２階バルコニー９上のＬｎを所定値ずらしたＬｎ１点を目標値にする必要がある。これを吊り位置オフセットという。その値がＹ軸のオフセット値Ｏｎ１〜Ｙ１=Ｌy4およびＺ軸のオフセット値Ｏn１〜Ｚ1=Ｌz4である。Ｘ軸のオフセット値は記載していないが、２階バルコニー９のＹ軸およびＺ軸オフセット値を考慮した搬入位置１９ＢのＸ軸上方の所定位置（Ｘ軸オフセット）を目標値として移動クレーン１２を操作し、制御盤８がその所定位置に移動された後、ロープ１０を下げ、制御盤８を搬入位置１９Ｂに下ろす。従って、搬入する場合は座標軸基準Ｏ１０と制御盤８の原点Ｏｎのオフセットを考慮したＸ１軸原点Ｏｎ１点との偏差を零になるように移動クレーン１２を操作、或いは自動運転すれば良い。Ｏｎ１点の３次元座標は図２２に示すように（−Ｌｘn，Ｌｙｎ-Ｌy4，−Ｌｚｎ+Ｌz4）となる。
【０１１１】
また、座標系基準の直方体２１を地上に設置した場合の搬入位置原点Ｏ１０、搬入品基準Ｏｎ、２階バルコニー９のＹ軸およびＺ軸オフセット値（Ｌy4、Ｌz4）の関係を図２３および図２４に示す。移動クレーン１２の制御をする為には、Ｏ１０(Ｌｘ1，Ｌy1、Ｌz1)を目標値、Ｏn1(Ｌxn，Ｌyn−Ｌy４、−Ｌzｎ＋Ｌy４)（但し、Ｌxnの初期値は０）を制御対象の現在値として制御すれば良いことになる。
そこで、図３３の搬入、搬出支援画面に移行し、そのＸＹＺ表示５７に、目標値の座標値にＯ１０の座標(Ｌｘ1，Ｌy1、Ｌz1)を表示し、現在値の座標値にＯn1の座標(Ｌxn，Ｌyn−Ｌy４、−Ｌzｎ＋Ｌy４)を表示し、ＸＹＺ座標値の目標値と現在値とを比較し、その偏差が０になるようにクレーンの駆動を制御したり、手動運転時の支援を行なう。
【０１１２】
（移動禁止領域設定画面）
次に、図２０の画像メニュー５４Ｂから「次画面へ」を選択し、或いは「メニュー画面へ」を選択し、さらに図１６の画像メニュー５０から「移動禁止領域設定」を選択する。これにより、カメラ制御ＰＣ１０２の画面は、図２５に示される移動禁止領域設定画面に切り替わる。この移動禁止領域設定画面は、制御盤８（搬入出品）が搬入出建物３や２階バルコニー９と干渉しないように、吊り荷である制御盤８の位置を監視する為のものである。そして、移動クレーン１２等の操作ミス等により、制御盤８と移動禁止領域との距離が所定値以下となった場合に異常警報を鳴らすと共に、移動クレーン１２の駆動を緊急停止する。
【０１１３】
図２５の画像メニュー５５から「移動禁止領域形状選択」を選択し、ライブ画像１６Ｅの下部のメニューバー５３から「ＸＹ面」或いは「ＸＺ面」を選択した後、「方形」５３Ｂを選択する。これにより、ライブ画像１６ＥにＸＹ面長方形画像或いはＸＺ面長方形２０が現れる。このＸＹ面長方形画像を２階バルコニー９の下部の移動禁止領域（Ｏ１０、Ｎ２、Ｎ３、Ｍ１）および（Ｍ２、Ｍ３、Ｎ５、Ｎ４）に貼り付ける。また、ＸＺ面長方形画像２０を２階バルコニー９の下部の移動禁止領域（Ｍ1、Ｍ２、Ｎ４、Ｎ３）および搬入出建物３の壁面（Ｐ３、Ｐ４、Ｎ７、Ｎ６）に貼り付ける。なお、図２５中、画像２０の貼り付け画像を２０Ａ，２０Ｂとして示している。
そして、前述したように画面をチェックし問題なければ、画像メニュー５５から「移動禁止領域確立」を選択する。もし、誤りがあれば、画像メニュー５５から「移動禁止領域取消」を選択し、再設定を行なう。
【０１１４】
図２６は、図２３に示した搬入出建物３の近傍に基準直方体２１を置いて座標系基準とした状態の２階バルコニー９の下部を移動禁止領域に設定した場合の三次元座標値を示す。また、図２７は、図２６に示した２階バルコニー９の下部を移動禁止領域に設定した画像に更に、搬入出建物３の壁面（Ｐ３、Ｐ４、Ｎ７、Ｎ６）も移動禁止領域に設定した場合の三次元座標値を示す。また、図２５の画像メニュー５５の「移動禁止領域寸法設定」には、Ｘ＝、Ｙ＝、Ｚ＝が記載されているが、設定した面が３次元座標原点からメニューバー５３のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の直線５３Ａ、および、ＸＹ面、ＹＺ面、ＺＸ面の方形５３Ｂで連続して設定されておれば、それらの設定は不要となり、演算により座標値を計算することが出来る。
【０１１５】
なお、これらの設定或いは計測した３次元座標値は、図１６に示されるメニュー画面の画像メニュー５０から「計測寸法表示」を選択することにより、図２２、図２４、図２６および図２７に示されるように、画面表示することができる。
【０１１６】
（ＰＣ画面の実施例２：搬入出バルコニーがない場合の画面例）
ここでは、上記実施の形態１を利用し、２階バルコニー９がない搬入出口に制御盤８を搬入、搬出する場合における座標基準、搬入・搬出位置の設定、計測寸法の一例を図２８乃至図３２を用いて説明する。
【０１１７】
図２８および図２９は、制御盤８を「特許第3066821号」（物品の揚重装置）の図３および図４等に示されたウェートバランサー２２を介して移動クレーン１２により吊り下げ搬入作業を行なう場合の搬入動作図を示している。このウェートバランサー２２には制御盤８とその重量に対して、平行バランスをとるようにアーム長が変化する釣り合い錘２３が取り付けられている。このウェートバランサー２２を利用した場合、吊り中心にあるロープ１０およびフック１３は制御盤８のＹＺ面の座標位置は異なる為、図２９に示したように２階バルコニーの無い搬入出口５Ａにも搬入出することができる。この場合は２階バルコニーが無い為、構造物を座標基準とすることは出来ない。そこで、搬入出建物３の近傍に図６，２３，２４と同じように基準直方体２１を設置する必要がある。その時の座標系の一例を図３０に示す。搬入位置基準Ｏ１０を２階搬入出口５Ａの１辺としている。又、制御盤８の基準既知寸法Ｌnを図６、２３、２４の基準既知寸法Ｌnとは異なった辺としている。その時の制御盤８の原点Ｏｎのオフセット（Ly4,Ｌz4）を考慮した各要素の３次元座標寸法の関係を図３１に示す。また、移動禁止領域Ｐ３−Ｐ４−Ｎ７−Ｎ６を追加した図を図３２に示す。
【０１１８】
このよう各要素の３次元座標寸法をとれば、上述のＰＣ画面の実施例１と同様に移動クレーン１２を制御できる。
なお、これらの設定或いは計測した３次元座標値は、ＰＣ画面の実施例１で述べたように、図１６に示されるメニュー画面の画像メニュー５０から「計測寸法表示」を選択することにより、図３１および図３２に示されるように、画面表示することが出来る。
【０１１９】
（ＰＣ画面の実施例３：クレーン駆動系表示）
図３３は移動クレーンを運転する場合の搬入、搬出支援画面（ＸＹＺ表示）の一例を説明する図、図３４はクレーン駆動系表示の搬入出支援画面を表示する為に必要なクレーン旋回位置設定定画面を説明する図、図３５はクレーン駆動系表示の搬入出支援画面を説明する図である。
【０１２０】
図３３および図３５に示される搬入、搬出支援画面は、図１６に示されるメニュー画面の画像メニュー５０から「搬入搬出支援画面表示」を選択することにより表示される。「ＸＹＺ表示」と「クレーン駆動系表示」との切り替えは、図３３および図３５における表示選択メニュー５６により、切り替え可能となる。また、図３３および図３５における目標値選択メニュー５６Ａにより「搬入、搬出品上部」、「搬入、搬出位置前方」、「搬入、搬出位置上部」および「搬入、搬出位置」の表示を切り替えることができる。これらの位置の詳細は図３９に示す。図３９における「８Ａ１」の位置が「搬入、搬出品上部」、「８Ａ２」の位置が「搬入、搬出位置前方」、「８Ａ３」の位置（図省略）が「搬入、搬出位置上部」、「８Ａ４」の位置が「搬入、搬出位置」となる。自動運転の場合はそれらの目標値は搬入、搬出品が目標値の所定範囲内に入った時、次の目標値に自動的に変更される。
【０１２１】
（クレーン旋回位置設定、クレーン選択、定数選択、クレーン旋回面設定）
図３５に示される搬入、搬出支援画面（クレーン駆動系表示）は、図１６のメニュー画面の画像メニュー５０における「クレーン旋回位置設定」および「クレーン選択、定数選択」が既に選択・設定されている必要がある。また、図３４における画像メニュー５８に示された各メニューを設定する必要がある。
【０１２２】
まず、図３４のクレーン旋回位置設定画面において、画像メニュー５８から「クレーン旋回面設定」を選択すると、ライブ画像１６ＦにＹＺ面に平行な長方形５９が表われる。そして、その長方形５９をドラッグアンドドロップにより画面中の移動クレーン１２の旋回面５９Ａにあわせ、その１辺Ｌdの長さを設定する。また、画像メニュー５８から「クレーン旋回中心設定」を選択することにより、ライブ画像１６ＦにＸ軸と平行な直線６０が表われ、その直線６０をドラッグアンドドロップにより画面中の移動クレーン１２の旋回面上の旋回中心に合わせる。ライブ画像１６Ｆ中、直線６０Ａが旋回中心に合わせられた直線である。その時、旋回中心Ｏ３０は自動的に旋回面として設定した長方形５９Ａ上に設定されることになる。これらの設定により、旋回中心の３次元座標は上記実施の形態２に示した計算方法により特定される。
なお、画面中のクレーン画像上の旋回中心にＸＹ面、ＸＺ面或いはＸＹ面と平行な既知寸法を有する部材が写っている場合には旋回面の設定は不要であり、その既知寸法を有する部材の画像に直線６０を合わせ、既知寸法Ｌｄを設定するのみでも良い。
【０１２３】
ここで、移動クレーン１２の構造により、移動クレーン１２の旋回中心とブーム１１の下端の位置が異なるものがある。この場合、図３４の画像メニュー５８から「クレーン旋回中心〜ブーム間長さ設定」を選択し、移動クレーン１２の旋回中心とブーム１１の下端の位置との間の長さＬb1を設定する必要がある。図３８におけるＯ３０〜Ｑ５の長さがＬb1に相当する。
これらの設定終了後、画面をチェックし問題なければ、画像メニュー５８から「クレーン旋回位置確立」を選択し、誤りがあれば「クレーン旋回位置取消」を選択し、再設定を行なう。さらに、画像メニュー５８から「座標位置表示」を選択することにより、原点Ｏ１０に対する、制御盤８（搬入出品）の現在地Ｏｎ、クレーン旋回中心位置Ｏ３０等の３次元座標値を表示する。その１例を図３７および図３８に示す。図３７はクレーン旋回中心とブーム１１の下端が同一点Ｏ３０にある場合の３次元座標値を示している。この場合はＬｂ１＝０である。また、図３８はクレーンの旋回中心とブーム１１の下端の位置が異なる場合の３次元座標値を示している。
【０１２４】
次に、図３９〜図４８に従って、制御盤８の搬入出位置１９Ａ、現在値３次元座標８、８Ａ１、８Ａ２の時点のクレーンの駆動系要素に変換する方法を説明する。
図３９は制御盤８を２階バルコニー９に移設する場合の移動順序を示す斜視図、図４０はその時のクレーンのブーム１１の動きを示した斜視図である。図４１および図４２は図４０の上面図である。ここで、図３９〜図４８は搬入動作の例を示しているので、これら図の説明では制御盤８（搬入出品）は搬入品、２階バルコニー９は搬入バルコニーと呼ぶ。
【０１２５】
まず、搬入品８は、図３９および図４０に示したように、搬入品８の上部にブーム１１の先端を位置決めし、ロープ１０により「８Ａ１」の位置に搬入品８を吊り上げる。そして、搬入品８を搬入位置１９Ａの前方位置１９Ｅに、ブーム延長、旋回、起伏したりしながら移動させる。そして、ブーム延長、旋回駆動軸をクリープ速度にて搬入位置１９Ａの上部へ搬入品８を移動させ、ロープ１０を下げ、搬入位置１９Ａへ搬入品８を下ろす。この動作状態を図４０ではＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５と変化させる。Ｓ２１→Ｓ２２の移動ではロープ吊り上げ動作、Ｓ２２→Ｓ２３の移動ではブーム伸縮、旋回、起伏動作、Ｓ２３→Ｓ２４の移動はブーム旋回、伸縮、Ｓ２４→Ｓ２５ではロープ吊り下げ動作となる。また、ブーム長は（Ｏ３０〜Ｓ１）→（Ｏ３０〜Ｓ２）→（Ｏ３０〜Ｓ３）となる。搬入品８の基準線分はＬｎ→Ｌｎ2→Ｌｎ3→Ｌｎ4→Ｌｎ1のごとく刻々と移動する。その場合、Ｌｎ、Ｌｎ2、Ｌｎ3、Ｌｎ4、Ｌｎ1は、３次元画像ではＸ軸に平行で長さの等しい既知寸法であるが、搬入品８は初期値として設定した座標状態から刻々と変化するので、設定した基準線分の取得画像上で抽出する必要がある。その一般的な抽出方法としては、たとえば、カラー画像を収得し、フィルタにより濃淡画像に変換し、濃淡画像から濃度値のｕ軸、ｖ軸方向の１次微分（または、２次微分）によってエッジを強調させる方法、勾配ベクトルを用いて勾配ベクトルの大きさおよび方向の各値を抽出する方法、ハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換により線分長さＬｎを抽出する方法、ならびに、パターンマッチング法などが利用される。これにより、線分長さＬｎが２値線分化されて抽出される。
【０１２６】
これらの線分抽出処理においては、前述した図１４（ａ）および図１４（ｂ）等の画像を周囲画像と比較して濃淡の明確な色を利用して描いた紙１４Ｂ，１４Ｃ等を搬入品８に貼り付けるとかすることにより、刻々の基準線分Ｌｎ＊の抽出を容易にすることができる。この基準線分の抽出方法により既述の計算方法により搬入品８の刻々の３次元現在位置を計算することが出来る。
ここで利用される抽出方法については、公知の既刊参考書、例えば画像処理工学基礎編（谷口慶冶編、共立出版、２００１年）に記載された画像処理を適用することができるうえ、この発明に直接関連しないので、詳述を省略する。
【０１２７】
図４０に示した搬入品８および移動クレーン１２のブーム１１，１１Ａ，１１Ｂの変化の斜視図の上面図を図４１および図４２に示す。図４０と図４１の正面図は基本的に同じものであるが、図４１は搬入品８を置く搬入バルコニー（Ｏ１０，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）のオフセットの設定値を、Ｙ軸をＬy4とし、Ｚ軸をＬz4としたものである。その時、搬入位置は原点Ｏ１０からＹ軸をＬy4およびＺ軸をＬz4の位置である。つまり、搬入品８の現在値を計算する場合、搬入品基準線分Ｌｎ＊の位置ＯｎをＳ２点ではＹ軸はＬy4、Ｚ軸はＬc＋Ｌz4だけずらした位置を目標値とし、Ｓ３点ではＹ軸はＬy4、Ｚ軸Ｌz4の位置を目標値として、搬入品８の中心位置Ｓ１をＳ１→Ｓ２→Ｓ３の如く移動させるように制御する。
【０１２８】
図４２は搬入品８を置く搬入位置の中心を搬入バルコニー（Ｏ１０，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）の中心位置としたものである。その時、搬入位置基準は原点Ｏ１０からＹ軸をＬb/2、Ｚ軸をＬc/2とした位置である。つまり、搬入品８の現在値を計算する場合、搬入品基準線分Ｌｎ＊の位置からｄ／２，ｗ／２の位置、即ち、搬入品８のＹＺ面のセンターＳ１をＳ２点ではＹ軸はＬb/2、Ｚ軸はＬc＋Ｌc/2=3Ｌc/2だけ移動した位置を目標値とし、Ｓ３点ではＹ軸をＬb/2、Ｚ軸をＬc/2の位置を目標値として、搬入品８の中心位置Ｓ１をＳ１→Ｓ２→Ｓ３の如く移動させるように制御するようにしたものである。
【０１２９】
図４１ではクレーンのブーム長のＹＺ面への投影は１１（ブーム長=BL1）→１１Ａ（ブーム長=BL2）→１１Ｂ（ブーム長=BL3）の如く変化する。図４２ではクレーンのブーム長のＹＺ面への投影は１１（ブーム長=BL1）→１１Ｃ（ブーム長=BL４）→１１Ｄ（ブーム長=BL５）の如く変化する。なお、図４１および図４２では、搬入物８の１辺は搬入出建物３、或いは搬入位置に対して平行として記載してあるが、実際はＳ２、Ｓ３位置では平行とならない為、搬入位置の大きさは搬入品８に対して大きくする必要がある。（厳密には搬入品８のＸ軸中心の回転を考慮すると搬入位置の１辺は搬入品８のＹＺ面対角線の長さ以上にする必要がある）。
【０１３０】
（ブームの旋回中心とブームの下端が一致する場合）
次に、ブーム１１の旋回中心とブーム１１の下端が一致する場合、図４１に旋回角θ、起伏角Φ、搬入品８の高さＬｘ*を追加した斜視図を図４３に示す。図４３のＳ２０位置は図２１〜図２４等のＯｎに相当する。また、Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２はＩＴＶカメラ画像から計算により、また、クレーン旋回中心Ｏ３０、搬入位置前方Ｓ２３、搬入位置上部Ｓ２４、搬入位置Ｓ２５はＩＴＶカメラ画像、及び、初期設定により３次元座標原点Ｏ１０（０，０，０）に対する３次元座標値を特定できる。そこで、これらのＸＹＺ座標値を利用して、移動クレーン１２の駆動要素であるブーム長、旋回角および起伏角に変換することができる。
図４４は、図４３におけるクレーン駆動要素に変換する為の計算要素のみを記載した図であり、座標原点をＯ３０としている。この時、搬入品８のＳ１０１位置の３次元座標を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）（ＩＴＶカメラ画像より計算）、ロープ長をＬ０（クレーン取付の検出器により測定）、ブーム長ＢＬ、旋回角θ、起伏角Φとした時、
【０１３１】
【数３２】
【０１３２】
となる。この式（３２）を所定のサンプリング速度にて刻々と計算することによりにより、図３５の搬入、搬出支援画面におけるクレーン駆動系表示５７Ａに、駆動要素の目標値Ｓ２０〜Ｓ２５を表示することができる。さらに、クレーン駆動系表示５７Ａに、クレーンの駆動要素の現在値（クレーン取り付けの専用検出器により検出）を表示し、駆動要素の目標値と現在値とを比較し、偏差が０になるようにクレーンの駆動系を制御したり、手動運転時の支援を行なう。
また、搬入位置前方Ｓ２３（高さLX6）から搬入位置上部Ｓ２４（高さLX6）への移動時、Ｘ，Ｙ軸はそのままでＺ軸目標値を刻々と
（−LC−LZ4−w/2 ＋△Z・t） （ｔ：サンプリング周期）
のように（−LZ4−w/2）まで変化させるように、ブーム長ＢL、旋回角θを制御することにより、図４１および図４２に示したように搬入品８、又はブーム１１の先端のＳ２→Ｓ３とＺ軸に平行に移動させることができる。
なお、Ｓ２→Ｓ３の移動をＺ軸に平行に移動させる理由は、搬入出バルコニーの幅が狭い場合に効果を奏する。即ち、搬入位置の前方位置からブーム長を変化させないとブーム先端が図４１および図４２のＳ４点に移動し、安全柵６に接触したり、搬入品８が搬入バルコニー９からはみ出したりする場合がある為である。
【０１３３】
（ブームの旋回中心とブームの下端の位置が異なる場合）
次に、ブーム１１の旋回中心とブーム１１の下端が異なる場合、図４１にブーム旋回角θ、起伏角Φ、搬入品の高さLx*を追加した斜視図を図４５に示す。図４５のＳ２０位置は図２1〜図２４等のＯnに相当する。この場合も搬入位置の目標値、搬入品の現在値等も図４３および図４４と同様にＸＹＺ座標値を利用して、クレーンの駆動要素であるブーム長、旋回角、起伏角に変換することができる。
図４６は、図４５におけるクレーン駆動要素に変換する為の計算要素のみを記載した図であり、座標原点をＯ３０としている。但し、ブーム旋回中心とブーム下端の距離をＬｂ１としている。この時、搬入品８のＳ１０１位置の３次元座標を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）（ＩＴＶカメラ画像より計算）、ロープ長をＬ０（クレーン取付の検出器により測定）、ブーム長ＢＬ、旋回角θ、起伏角Φとした時、
【０１３４】
【数３３】
【０１３５】
となる。以下、前述の図４３および図４４と同じとなる。
【０１３６】
（ブームの旋回中心とブームの下端が一致し、ブーム先端に定寸のジグを取り付けた場合）
次に、ブーム１１の旋回中心とブーム１１の下端が一致し、ブーム先端に定寸J0のジグ１１Ｃを取り付けた場合、図４１にブーム旋回角θ、起伏角Φ、搬入品の高さLx*、ジグ１１Ｃの起伏角Φjを追加した斜視図を図４７および図４８に示す。図４７のＳ２０位置は図２1〜図２４等のＯnに相当する。この場合も搬入位置の目標値、搬入品の現在値等も図４３，４４、４５、４６と同様にＸＹＺ座標値を利用して、クレーンの駆動要素であるブーム長、旋回角、起伏角に変換することができる。
図４８は、図４７におけるクレーン駆動要素に変換する為の計算要素のみを記載した図であり、座標原点をＯ３０としている。但し、ブーム１１の先端には定寸J0のジグ１１Ｃがついている。この時、搬入品８のＳ１０１位置の３次元座標を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）（ＩＴＶカメラ画像より計算）、ロープ長をＬ０（クレーン取付の検出器により測定）、ブーム長ＢＬ、旋回角θ、起伏角Φとした時、
【０１３７】
【数３４】
【０１３８】
となる。以下、前述の図４３，４４、４５、４６と同じとなる。
なお、Ｊ0、図４３，４４，４５，４６，４７等のクレーンの型式の選択、或いはブームの起伏角、ブーム長の過重による制限、その他機構による制限等は、図１６のメニュー画面における画像メニユー５０から「クレーン選択、定数設定」（画面省略）を選択することにより、設定、選択することができる。
以上、搬入動作について説明したが、搬出動作は目標値の刻々の変化を搬入動作の逆とすれば良い為、その説明は省略する。
【０１３９】
（システムの構成の１例）
図４９および図５０に本発明のシステムを実現する為のハードウェアー構成の一例を示し、図５１にクレーン操作箱の一例を示し、また図５２に図５０のハードウェアー構成の詳細図を示し、図５３に制御対象である移動クレーンの制御対象である駆動系の概要を示す。
【０１４０】
図４９において、ＩＴＶカメラ４は三脚１０３に取り付けられて搬入出品の搬入出状況を撮影するように設置されている。このＩＴＶカメラ４は信号ケーブル１０１を介してカメラ制御パソコン１０２に接続され、クレーン操作箱１０６およびマウス１０８が制御ケーブル１０４，１０７を介してカメラ制御パソコン１０２に接続されている。また、通信パソコン１０２Ａがクレーンの運転席１１４に設置されている。マウス１０８Ａおよびクレーン駆動部１１０が制御ケーブル１０７Ｆ，１１２により通信パソコン１０２Ａに接続されている。
そして、ＩＴＶカメラ４で撮像された画像は信号ケーブル１０１を介してカメラ制御パソコン１０２に取り込まれる。そして、カメラ制御パソコン１０２にて、各種設定、２次元画像から３次元画像への変換を行い、クレーン操作箱１０６にて、自動、手動運転操作を行う。そして、得られたクレーン駆動部１１０の各駆動軸の指令値が、カメラ制御パソコン１０２から通信制御部１０５，１０５Ａを介して無線にて通信パソコン１０２Ａに送られる。さらに、クレーン駆動部１１０の各駆動軸の指令値は、制御ケーブル１１２を介してクレーン駆動部１１０に伝送され、移動クレーン１２が制御される。
【０１４１】
また、図５０は他のハードウェアー構成の一例を示している。このシステムでは、図４９に示したクレーン操作箱１０６をクレーン運転室１１４、或いはクレーン近傍に取り付け、ＩＴＶカメラ４の近傍に取り付けられたカメラ通信パソコン１０２Ｂから取得した画像を無線、或いは光ケーブル等にてクレーン制御バソコン１０２Ｃへ伝送する。この時、伝送時間を短縮する為に、所定時間毎に所得する画像の前回取得画像データと今回取得画像データの差分を伝送する。伝送されたデータにより、クレーン制御パソコン１０２Ｃで各種設定、２次元画像から３次元画像への変換を行い、クレーン操作箱１０６にて自動、手動運転操作を行い、クレーン駆動部１１０の各駆動軸の指令値を制御ケーブル１１２，１１３を介してクレーン駆動部１１０に伝送して移動クレーンを制御する。
【０１４２】
クレーン操作箱１０６は、図５１に示されるように、自動／手動切換スイッチ１２３を手動に切り換えることにより、クレーンのブーム旋回１１５、ブーム伸縮１１６、ブーム起伏１１７、巻上げ１１８の各レバーにより駆動することが出来る。また、自動／手動切換スイッチ１２３を自動に切り換え、自動起動スイッチ１２０を押すことにより、取得した２次元画像から３次元画像への変換、クレーン駆動部１１０の各駆動軸の指令値をクレーン駆動部１１０に伝送して移動クレーンを制御する。また、移動クレーン１２の駆動を停止するための停止ボタン１１９や非常停止ボタン１２１が備えられている。さらに、異常表示１２２が備えられている。
【０１４３】
ついで、図５０に示されるシステムのハードウェアー構成について図５２を参照しつつ説明する。
カメラ通信パソコン１０２Ｂは、ＣＰＵ１２８、ハードディスク１２９、ＲＡＭ１３０、通信制御部１０５、キーボード／マウスインターフェース１３１、画像インターフェイス／メモリ１３２、モニタ制御部１３３を備え、これらは内部バス１０７Ｂに接続されている。そして、マウス１０８がケーブル１０７を介してキーボード／マウスインターフェース１３１に接続され、キーボード１３５がケーブル１０７Ａを介してキーボード／マウスインターフェース１３１に接続されている。また、モニタ１３４が制御ケーブル１０７Ｃを介してモニタ制御部１３３に接続されている。さらに、搬入出画像１４０を撮像するＩＴＶカメラ４が、通信ケーブル１０７Ｅを介して画像信号処理部１３９に接続され、画像信号処理部１３９がケーブル１０７Ｄを介して画像インターフェイス／メモリ１３２に接続されている。
【０１４４】
クレーン制御パソコン１０２Ｃは、ＣＰＵ１２８Ａ、ハードディスク１２９Ａ、ＲＡＭ１３０Ａ、通信制御部１０５Ａ、キーボード／マウスインターフェース１３１Ａ、モニタ制御部１３３Ａ、操作スイッチインターフェイス１３６、駆動部インターフェイス１３８を備え、これらは内部バス１０７Ｊに接続されている。そして、マウス１０８Ａがケーブル１０７Ｆを介してキーボード／マウスインターフェース１３１Ａに接続され、キーボード１３５Ａがケーブル１０７Ｋを介してキーボード／マウスインターフェース１３１Ａに接続されている。また、モニタ１３４Ａが制御ケーブル１０７Ｌを介してモニタ制御部１３３Ａに接続されている。さらに、操作スイッチインターフェイス１３６が、通信ケーブル１０４を介してクレーン操作箱１０６に接続されている。また、駆動部インターフェイス１３８が、制御ケーブル１１２を介してクレーン駆動部１１０に接続されている。
【０１４５】
ここで、ＩＴＶカメラ４が撮像手段に相当し、ＣＰＵ１２８，１２８Ａが演算処理手段に相当し、ハードディスク１２９，１２９ＡおよびＲＡＭ１３０，１３０Ａが記憶手段に相当し、モニタ１３４，１３４Ａが表示装置に相当する。
そして、各種の演算処理プロフラムが図示しないＲＯＭやハードディスク１２９，１２９ＡおよびＲＡＭ１３０，１３０Ａの記憶手段に格納されており、演算処理プログラムに用いられる各種データが上述の記憶手段に格納されている。
そして、ＣＰＵ１２８，１２８Ａはマウス１０８により選択された指令に基づいて、記憶手段に格納されているデータを読み出し、所望の演算処理プログラムを実行する。この演算処理プログラムの実行により得られたデータは、記憶手段に格納される。
【０１４６】
駆動部１１０は、図５３に示したクレーンの駆動系の巻上げ油圧モータ１４２を制御する巻き上げ駆動制御部１２４、ブーム旋回油圧モータ１４３を制御するブーム旋回駆動制御部１２５、ブーム起伏油圧シリンダー１４４を制御するブーム起伏駆動制御部１２６、ブーム伸縮油圧シリンダー１４５を制御するブーム伸縮駆動制御部１２７から構成されている。これらの制御要素の一例は、図４４および図４６におけるＬ０，θ，Φ，ＢLに相当する。図５３中、発電機１４１は油圧モータ１４２，１４３および油圧シリンダー１４４，１４５へ油圧を供給する油圧モータを駆動する。また、図５３には詳細は記載していないが、各駆動部の機構には駆動要素Ｌ０，θ，Φ，ＢLを検出するエンコーダ等の検出器が組み込まれている。また図には記載していないが、巻上げ油圧モータ１４２の近傍には荷過重等を検出するロードメータ等が取り付けられている。これらの検出器の値は各駆動制御部にて、指令値と突き合わされ、その偏差を０にするように各駆動要素が制御される。
【０１４７】
（フローチャートの構成図）
つぎに、図５０、図５２および図５３に示した実施の形態５のシステム構成に適用する本発明を実現する為のフローチャートについて説明する。
まず、図５４は図１６のメニュー画面のフローチャートの一例である。そして、マウス１０８により画面上の画像メニュー５０からメニューを選択(ステップ２０２〜２１０)することにより、各メニューの設定画面（ステップ２１１〜２１９）に切り替わり、各々の設定（ステップ２２０〜２２６）を実行する。
ついで、図５５は、カメラ画像から、ＸＹＺの三次元座標系へ変換する変換行列Ｐを求め、所定のメモリー、例えばハードディスク１２９やＲＡＭ１３０に記憶する為のフローチャートである。ここで、変換行列Ｐを求める計算原理は上記実施の形態１に詳細に述べられている方法に基づく（ステップ２２８〜２３０，２３０Ａ，２３１〜２３８）。なお、このフローチャートは３次元座標基準設定時、例えばシステム起動時に一度実行するのみで良い。
【０１４８】
そして、図５６は、画面から設定された搬入位置を抽出し、もとめられた変換行列Ｐにより搬入位置（Lx1,Ly1,Lz1）の３次元座標を求める為のフローチャート（ステップ２３９〜２５３）である。もし、搬入位置が画面上にみつからない場合は計測範囲外異常（ステップ２５１）となり、異常表示（図省略）を点燈させるとともに異常ブザー（図省略）で鳴動させる（ステップ２５２）。なお、このフローチャートは目標値設定時、例えばシステム起動時に一度実行するのみで良い。
そして、図５７は、画面から設定された搬出位置を抽出し、求められた変換行列Ｐにより搬出位置（Lx2,Ly2,Lz2）の３次元座標を求める為のフローチャート（ステップ２５５〜２6９）である。もし、搬入位置が画面上にみつからない場合は計測範囲外異常（ステップ２６７）となり、異常表示（図省略）を点燈させるとともに異常ブザー（図省略）で鳴動させる（ステップ２６８）。なお、このフローチャートは目標値設定時、例えばシステム起動時に一度実行するのみで良い。
【０１４９】
そして、図５８は、画面から設定された搬入、搬出品現在値を抽出し、求められた変換行列Ｐにより搬出位置（Lxn,Lyn,Lzn）の３次元座標を求める為のフローチャート（ステップ２７０〜２８２）である。もし、搬入位置が画面上にみつからない場合は計測範囲外異常（ステップ２８０）となり、異常表示（図省略）を点燈させるとともに異常ブザー（図省略）で鳴動させる（ステップ２８１）。なお、このフローチャートは通常、移動時には所定の高速サンプリング周期（一般に数ｍｓ）毎、実行する必要がある。
そして、図５９は、画面から設定されたクレーン旋回位置を抽出し、求められた変換行列Ｐによりクレーン旋回位置（Lx3,L31,Lz3）の３次元座標を求める為のフローチャート（ステップ２８３〜２９４）である。もし、クレーン旋回位置が画面上にみつからない場合は計測範囲外異常（ステップ２５１）となり、異常表示（図省略）を点燈させるとともに異常ブザー（図省略）で鳴動させる（ステップ２５２）。なお、このフローチャートは目標値設定時、例えばシステム起動時に一度実行するのみで良い。
【０１５０】
そして、図６０は、画面から設定された移動禁止領域位置を抽出し、もとめられた変換行列Ｐにより移動禁止領域位置（Lx,Ly,Lz）の３次元座標を求める為のフローチャート（ステップ２９５〜３０４）である。もし、移動禁止領域位置が画面上にみつからない場合は「移動禁止領域は無い」とみなされる。なお、このフローチャートは目標値設定時、例えばシステム起動時に一度実行するのみで良い。
【０１５１】
また、図６１は、搬入、搬出支援画面（XYZ表示）計算フローチャート（ステップ３０５〜３１０）である。つまり、移動目標値である搬入、或いは搬出位置と刻々と変化する搬入出品の現在位置、残り移動量を３次元座標表示にて行なう。なお、このフローチャートは通常、移動時には所定の低速サンプリング周期（一般に数十ｍｓ）毎、実行する必要がある。
また、図６２は、搬入、搬出支援画面（クレーン駆動系表示）計算フローチャート（ステップ３１１〜３１７）である。つまり、移動目標値である搬入、或いは搬出位置と刻々と変化する搬入出品の現在位置、残り移動量表示を駆動要素Ｌ０，θ，Φ，ＢLにて行なう。なお、このフローチャートは通常、移動時には所定の低速サンプリング周期（一般に数十ｍｓ）毎、実行する必要がある。
【０１５２】
また、図６３は、最初に搬入出品を吊り上げる為に、搬入出品上部へブームを移動させる必要がある。その時の移動自動搬入、搬出クレーン制御計算（搬入出品上部へのブーム移動）フローチャート（ステップ３１８〜３３１）である。移動目標値である搬入、或いは搬出位置の駆動要素値Ｌ０，θ，Φ，ＢLと現在の駆動要素値Ｌ０，θ，Φ，ＢLとを比較し、その偏差が０となるように、刻々と変化する駆動要素Ｌ０，θ，Φ，ＢLを制御する。なお、このフローチャート中、ステップ３２４〜３２８，３３０は通常、移動時には所定の高速サンプリング周期（一般に数ｍｓ）毎、実行する必要がある。その他は目標値設定時、例えばシステム起動時に一度実行するのみで良い。
【０１５３】
また、図６４および図６５は、搬入出品を吊り上げて搬入位置へ移動させるクレーン搬入制御計算のフローチャート（ステップ３３２〜３５８、３３２Ａ、３４０Ａ，３４０Ｂ）である。まず、搬入品を巻き上げ（ステップ３３８〜３４０）、最初の目標値を搬入位置前方のＳ２５として計算する。そして、Ｓ２５近傍に駆動要素Ｌ０，θ，Φ，ＢLを制御する（ステップ３４２〜３４７）。そして、目標値Ｓ２５近傍に位置決め完了後、目標値を搬入位置上部Ｓ２４とし、駆動要素θ，ＢLを制御する（ステップ３４８〜３５４）。そして、搬入位置上部Ｓ２４位置決め後、所定の搬入位置Ｓ２５までロープを吊り下げ、搬入品を所定の搬入位置Ｓ２５まで吊り下げる（ステップ３５５〜３５７）。
【０１５４】
また、図６６および図６７は、搬入出品を吊り上げて搬出位置へ移動させるクレーン搬入制御計算のフローチャート（ステップ３５９〜３８５、３５９Ａ、３６７Ａ、３６７Ｂ）である。まず、搬入品を巻き上げ（ステップ３６４〜３６７）、最初の目標値を搬入位置前方のＳ２３として計算する。そして、Ｓ２３近傍に駆動要素，θ，ＢLを制御する（ステップ３６９〜３７３）。そして、目標値Ｓ２３近傍に位置決め完了後、目標値を搬出位置上部Ｓ２２とし、駆動要素θ，Φ，ＢLを制御する（ステップ３７４〜３８０）。そして、搬入位置上部Ｓ２２位置決め後、所定の搬入位置Ｓ２５までロープを吊り下げ、搬入品を所定の搬入位置Ｓ２０まで巻き下げる（Ｌ０）（ステップ３８１〜３８５）。
【０１５５】
また、図５２のカメラ通信ＰＣ１０２Ｂのフローチャートは割愛したが、カメラ通信パソコン（ＰＣ）１０２Ｂは所定のサンプリング周期毎ＩＴＶカメラ４の画像を取得し、移動クレーン１２が動作中は数msの高速サンプリングが必要な為、前回のサンプリング時のデータとつき合わせ、変化した分のデータを抽出し、通信制御部（アンテナ込み）１０５，１０５Ａを経由して、クレーン制御パソコン（ＰＣ）１０２Ｃに伝送する。また、移動クレーン１２が停止時はデータの累積誤差を低減する為に所定時間毎、全画像データを通信制御部（アンテナ込み）１０５，１０５Ａを経由して、クレーン制御パソコン（ＰＣ）１０２Ｃに伝送する。
【０１５６】
実施の形態６．
ロープ１０の捩れ、風等により制御盤（搬入出品）８が吊リロープ１０を軸として、即ちＸ軸の回転がある場合、或いは、通常の搬入動作においても図４１に示したようにブーム旋回により搬入位置に移動する為、搬入位置では搬入品のＹ、或いはＺ軸が２階バルコニー９のＹ，Ｚ軸に平行とならない（図３９〜図４２では厳密に明示せず）。このように制御盤８が吊り上げ後ロープ１０等の捩れ等により回転すると、搬入位置１９Ａ，１９Ｂが狭い場合、或いは図２９の２階搬入出口５Ａが狭かったりした場合、はみだしたり、搬入口に当たったりする可能性がある。このような場合に本発明を適用する一例を図６８に示す。
【０１５７】
図６８では移動クレーン１２のフック１３に吊り下げられたロープ１０に平行駆動バー２４を取り付け、それを通して制御盤（搬入出品）８を吊り上げる。平行駆動バー２４の両端には大気を反力とするプロペラファン２５，２５Ａ、或いは圧縮空気等を入れたエアーボンベ等（図示せず）が取り付けられている。その他は、他の実施の形態と全く同じである。従って、本システムでは詳細は割愛するが、基準直方体２１により３次元座標基準を求め、制御盤８の一辺（Ｌｎｚ＝ｗ）１４Ａの両端の三次元座標を刻々と計算し、制御盤８の一辺（Ｌｎｚ＝ｗ）１４ＡがＹ軸、或いはＺ軸との角度偏差を求め、平行になる（偏差が０になる）ようにプロペラファン２５，２５Ａを正転、逆転させる。プロペラファン２５，２５Ａの代わりに圧縮空気等を入れた左右のエアーボンベ等の場合は、左右のエアータンクのエアーを噴出したり、停止したりしながら制御する。これらのプロペラファン２５，２５Ａの駆動モータ、或いはエアータンクのサーボ弁の開閉の電源は一般にロープ１０、ブーム１１等に沿わせクレーン側から給電される（図省略）。このような構成にすることにより本発明は更に高精度の制御が可能となる。
【０１５８】
この実施の形態６によれば、移動クレーン１２のフック１３に吊り下げられたロープ１０に平行駆動バー２４を取り付け、平行駆動バー２４の両端には大気を反力とするプロペラファン２５，２５Ａを取り付けている。そこで、例えば、制御盤８がロープ１０の捻れや風によりロープ１０を軸として回転して、制御盤８のＹ軸やＺ軸が２階バルコニー９のＹ軸やＺ軸に平行とならなくなっても、プロペラファン２５，２５Ａを作動させて制御盤８のＹ軸やＺ軸を２階バルコニー９のＹ軸やＺ軸に平行に制御でき、制御盤８を搬入口に当たることなく２階バルコニー９に搬入できる。
また、この方式では制御盤（搬入出品）の空中での現在値を刻々と検出しているので、これらの現在位置から移動クレーン１２の駆動要素値Ｌ０，θ，Φ，ＢLの現在値を計算により求めることができる。このようにして、クレーン側の機構に取り付けてある駆動系の検出器ロープ長Ｌ０，旋回角θ，起伏角Φ，ブーム長ＢLの現在値検出器を省略したシステムの構築も本実施の形態のみならず、実施の形態５にても可能となる。
【０１５９】
実施の形態７．
また、上記の図６３，６４，６５，６６，６７におけるフローチャートでは、移動クレーン１２の駆動要素Ｌ０，θ，Φ，ＢLと現在の駆動要素値Ｌ０，θ，Φ，ＢLを比較し、その偏差を求める計算をクレーン制御パソコン（ＰＣ）１０２Ｃにて実行するシステム構成について説明してあるが、この偏差の計算をクレーン駆動部１１０にて実行し、クレーン制御パソコン１０２Ｃからクレーン駆動部１１０へはＬ０，θ，Φ，ＢLの指令値のみを出力するシステム構成にすれば、前述の高速サンプリングは不必要となりクレーン制御パソコン（ＰＣ）１０２Ｃの負荷を低減させることが出来る。この方式ではＩＴＶカメラ４を単なる、デジタルカメラを利用して、駆動前に１度撮像した画像にて、移動クレーン１２の旋回中心と搬入出位置（目標値）の座標から移動クレーン１２の駆動要素Ｌ０，θ，Φ，ＢLの目標値を計算し、クレーン駆動部へ指令を与えるのみでも制御は可能である。
【０１６０】
なお、上記各実施の形態では、既知寸法の直交３軸を持つ基準構造物と１台のＩＴＶカメラでシステムを構成しているが、それらを利用しない、例えば、谷口慶冶編、画像処理工学基礎編（共立出版、２００１年）のＰ１８１〜１８２に記載されている両眼ステレオ法によってもシステムの構成は可能である。この場合は、既知間隔、既知角度で取り付けられた２台のＩＴＶカメラで構成し、その２組のカメラ画像をパソコンで取得し、パソコンにより、２組の画像中の搬入出位置、搬入出品、クレーンの旋回平面、旋回中心等の同一物を指定することにより可能となる。
【０１６１】
また、基準構造物、搬入制御盤等は直方体、或いは立方体等であるので、初期画像から、人間が設定しなくてもコンピュータ内部に記憶されている直方体モデル等のパターンマッチング技術、画像から直線線分抽出技術等を用いることも可能である。また、制御盤等に貼られた図１４（ａ），（ｂ）に示される画像抽出もこれらの技術により可能である。
また、本発明の説明では、ＩＴＶカメラ、或いはビデオカメラにて画像を取得して行なうように説明してあるが、レーザスキャナー等による画像取得方式でも構成可能である。
【０１６２】
また、以上の説明では、画像の取得をＩＴＶカメラ或いはビデオカメラ等を利用し、刻々と搬入出品の三次元位置を計算を行いながら行う制御方式で説明してきた。
しかし、起動時、デジタルカメラにより取得した１枚の画像を利用し、前述した手法により搬入出品、搬入出位置、移動禁止領域、移動クレーンの旋回中心位置、その他の各種クレーンの機械定数を設定、観測することにより、移動クレーンの駆動要素であるブーム旋回角度、ブーム起伏角度、ブーム伸長長さ、ロープ長等の初期値と目標値は一意に決定することができるので、搬入出品の現在位置をＩＴＶカメラ、ビデオカメラ等により刻々と観測、計算しなくても制御は可能となる。この場合は、搬入出品の吊り上げ移動時のロープ、風等による回転、揺れ、或いは各駆動要素の検出機の誤動作ミスによる移動禁止領域への侵入は観測、制御できないが、図５２のカメラ通信ＰＣ（パソコン）１０２Ｂ、クレーン制御ＰＣ（パソコン）１０２Ｃの演算速度の性能を下げることが可能となる。
【０１６３】
また、図４９および図５０ではクレーン操作箱１０６は制御ケーブル１０４にてパソコン１０２，１０２Ｃと接続されているが、クレーン操作箱１０６に通信制御部１０５を内蔵するシステム（図示せず）を構築すれば、例えば２階バルコニー９からも操作は可能となる。
また、工場内の専用走行クレーン等で利用されているように、搬入出品の上部に専用の吊り上げ金具（図示せず）を付け、クレーンのフック部に専用のチャッキング装置（図示せず）をつければ、玉掛け作業等も不要となり、制御盤等の搬入出作業を１人で行うことも可能となる。
【０１６４】
この発明によれば、建物近傍の固定位置に設置された基準直方体（基準立方体）、或いは基準直方体（基準立方体）として設定した建物構造物の一部、基準線分が画像処理により抽出しやすい形状をした搬入出品そのもの、或いは搬入出品に取り付けられた基準正方形（基準長方形）または基準直線画像とを同時にＩＴＶカメラで撮像し、ＩＴＶカメラの画像を演算処理することのみにより、移動クレーンにより吊り上げられた搬入出品の現在値と指定された搬入出位置のＸＹＺ軸の三次元の偏差を容易に計測することができる。
このとき、カメラの設置精度も全く要求されないので、設置作業などが簡単であり、どんな場所であっても容易に設置することができ、移動クレーンを利用した低価格な機器の自動搬入システムを構成することができる。また、この発明によれば、搬入出品が制御盤のような直方体の場合は制御盤が風等により揺れてもカメラ画像から演算により制御盤の現在値を特定することも可能である。
また、この発明によれば、取得画像上で搬入出位置、搬入出品を設定することにより移動クレーンの駆動要素であるブーム長、ブーム旋回角、ブーム起伏角、ロープ巻上げ、下げ長の制御も可能となる。従って、移動クレーンの運転支援或いは自動運転も可能となり、機器の搬入出作業に必要な作業員の数も削減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
この発明は、制御盤や各種機械装置等の機器を建物内の電気室、或いは機械室等に据え付ける為に移動クレーン（トラッククレーン、ラフタークレーン等）により搬入したり、或いはリプレースの為に建物内の電気室、或いは機械室等から撤去し、搬出する場合、建物の近傍にＩＴＶカメラ或いはビデオカメラ等を設置し、基準寸法とともに収得されたカメラ画像（デジタル画像）に対して、画像処理技術を応用した演算処理を施すことにより、搬入出時、機器の搬入出作業に利用する移動クレーンの運転支援、自動運転システムとして利用される。また、本発明のシステムは機器の搬入出システムのみでなく例えば、自動車道路脇等に設置されている道路監視用カメラポール、或いは堤防に設置されている河川監視用カメラポール等の設置工事支援として、監視用カメラポールを移動クレーンにより吊り上げ、所定の基礎の上部に位置決めし、ポールを基礎にボルト締めにより取り付ける場合等にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムの一適用例を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムの他の適用例を示す斜視図である。
【図３】図２における搬出作業をＩＴＶカメラにより異なる角度から撮像する様子を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムにおける直交３軸の座標基準および搬入出品の基準寸法の取り方を一例を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムにおける直交３軸の座標基準および搬入出品の基準寸法の取り方を他の例を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る機器搬入出システムにおける直交３軸の座標基準および搬入出品の基準寸法の取り方をさらに他の例を説明する図である。
【図７】この発明の機器搬入出システムにおける座標変換原理をカメラ撮像座標とともに示す説明図であり、基準直方体の２次元画像から３次元座標への変換原理を示している。
【図８】この発明の機器搬入出システムにおける座標変換原理をカメラ撮像座標とともに示す説明図であり、搬入出位置或いは搬入、搬出品のＸ軸と平行な既知の基準寸法を含む画像（２次元座標）から実際の３次元座標への変換時の各座標位置を示している。
【図９】この発明の実施の形態２に係る機器搬入出システムにおける３次元座標を決定する基準寸法を建物の２階バルコニーとし、制御盤のＹＺ面に並行な既知の１辺を搬入物の基準寸法とした時の説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る機器搬入出システムにおける３次元座標を決定する基準寸法を地上に置かれた基準直方体とし、制御盤の高さ方向を搬出品の基準寸法とし、搬出位置を特定するために基準寸法をＹＺ面に平行な時面に置いた時の説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る機器搬入出システムにおける座標変換原理をカメラ撮像座標とともに示す説明図であり、搬入搬出位置或いは搬入、搬出品のＹ軸、Ｚ軸とも平行でないＹＺ面と平行な既知の基準寸法を含む画像の場合の３次元座標を示している。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る機器搬入出システムにおける３次元座標を決定する基準寸法を建物の２階バルコニーとし、ＸＹＺ軸に並行でない制御盤の既知の２辺を搬入品の基準寸法とした時の説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る機器搬入出システムにおける座標変換原理をカメラ撮像座標とともに示す説明図であり、搬入搬出位置或いは搬入、搬入品のＸＹＺ軸とも平行でない場合の既知の直交２軸基準寸法を画像の場合の３次元座標を示している。
【図１４】この発明の実施の形態３に係る機器搬入出システムにおける搬入出品の基準寸法となる辺、エッジが指示し難い時に利用する基準寸法並びに搬入出位置を指示するための画像を説明する図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る機器搬入出システムにおける座標変換原をカメラ撮像画像（ｕ，ｖ）とともに示す図であり、基準構造物の直交３軸と消失点の関係を示している。
【図１６】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面のメニュー画面である。
【図１７】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面のＸＹＺ座標系設定画面である。
【図１８】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面の搬入位置設定画面である。
【図１９】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面の搬出位置設定画面である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面の搬入搬出品設定画面である。
【図２１】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬入品と設定した搬入位置と実際の搬入位置と三次元画像原点との距離関係を示した図である。
【図２２】図２１の線分要素のみを記載した詳細図である。
【図２３】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける座標系基準の直方体を地上に設置した場合の搬入位置原点、搬入品基準、２階バルコニーのＹ軸およびＺ軸オフセット値の関係を示した図である。
【図２４】図２２の線分要素のみを記載した詳細図である。
【図２５】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面の移動禁止領域面設定画面である。
【図２６】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬入搬出品の移動禁止領域面を記載した斜視図である。
【図２７】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬入搬出品の移動禁止領域面を記載した斜視図である。
【図２８】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるウェートバランサーを用いて搬入作業を行っている状態を示す斜視図である。
【図２９】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるウェートバランサーを用いて搬入作業を行っている状態を示す斜視図である。
【図３０】図２８における三次元画像原点を持つ基準直方体と搬入品の位置、搬入位置の距離関係を示す斜視図である。
【図３１】図２８におけるオフセットを考慮した基準直方体と搬入品の位置、搬入位置の３次元座標寸法の関係を示す斜視図である。
【図３２】図３１に移動禁止領域を追加した図である。
【図３３】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面の搬入搬出支援画面（ＸＹＺ表示）である。
【図３４】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面のクレーン旋回位置設定画面である。
【図３５】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＰＣ画面の搬入搬出支援画面（クレーン駆動系表示）である。
【図３６】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬入位置、搬入物、クレーンの旋回面、旋回中心の三次元座標関係を示した斜視図である。
【図３７】図３６の要素線分のみ記載した詳細図であり、旋回ブームの下端が旋回中心である場合を示している。
【図３８】図３６の要素線分のみ記載した詳細図であり、旋回ブームの下端が旋回中心からLb1離れている場合を示している。
【図３９】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるクレーンのブームにより搬入品を持ち上げ、旋回し、搬入位置の手前まで移動した後、徐行速度にて正規の２階バルコニーの上部の搬入位置まで移動させている状態を示す模式図である。
【図４０】図３９の搬入品を２階バルコニー上の搬入位置まで移動させる際のブームの移動状態を示す模式図である。
【図４１】図４０の上面図であり、２階バルコニー上の搬入位置Ｌy4を設定した場合のＹＺ面の要素線分の詳細図である。
【図４２】図４０の上面図であり、２階バルコニー上の搬入位置中心を搬入品中心に設定した場合のＹＺ面の要素線分の詳細図である。
【図４３】図３６、４０、４１の搬入位置と搬入品、クレーン位置の三次元座標上のブーム下端が旋回中心と一致する場合の寸法、旋回角、ブーム長等の斜視図である。
【図４４】図４３の場合のＢＬ，Ｌ０，Φ，θを３次元座標系で計算する為の図である。
【図４５】図４３の搬入位置と搬入品、クレーン位置の三次元座標上のブーム下端が旋回中心と異なる場合の寸法、旋回角、ブーム長等の斜視図である。
【図４６】図４５の場合のＢＬ，Ｌ０，Φ，θを３次元座標系で計算する為の図である。
【図４７】クレーンのブーム上部にジグが取り付けられている場合の搬入位置と搬入品、クレーン位置の三次元上の寸法、旋回角、ブーム長等の斜視図である。
【図４８】図４７の場合のＢＬ，Ｌ０，Φ，θを３次元座標系で計算する為の図である。
【図４９】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムの一例を示すシステム構成図である。
【図５０】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムの他の例を示すシステム構成図である。
【図５１】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるクレーンの操作盤の構成を説明する図である。
【図５２】図５１に示される機器搬入出システムのシステム構成図の詳細図である。
【図５３】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける移動クレーンの駆動部を示す構成図である。
【図５４】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるメニュー画面からの分岐フローチャートの一例を示す図である。
【図５５】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＩＴＶカメラにて取得したニ次元画像から基準直方体を利用してＸＹＺ三次元画像座標系への変換行列のフローチャートの一例を示す図である。
【図５６】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける三次元画像座標系にて搬入位置を計算するフローチャートの一例を示す図である。
【図５７】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける三次元画像座標系にて搬出位置を計算するフローチャートの一例を示す図である。
【図５８】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける三次元画像座標系にて、搬入出品の現在位置を計算するフローチャートの一例を示す図である。
【図５９】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける三次元画像座標系にてクレーン旋回位置を計算するフローチャートの一例を示す図である。
【図６０】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける三次元画像座標系にて移動禁止領域位置を計算するフローチャートの一例を示す図である
【図６１】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるＸＹＺ軸表示による搬入、搬出支援画面用フローチャートの一例を示す図である。
【図６２】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおけるブーム長や旋回角度等クレーン駆動系表示による搬入、搬出支援画面用フローチャートの一例を示す図である。
【図６３】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬入出品を吊り上げる為、搬入品、搬出品の上部へクレーンのブームを移動する場合のフローチャートの一例を示す図である。
【図６４】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬入の場合のクレーン自動制御フローチャートの一例を示す図である。
【図６５】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬入の場合のクレーン自動制御フローチャートの一例を示す図である。
【図６６】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬出の場合のクレーン自動制御フローチャートの一例を示す図である。
【図６７】この発明の実施の形態５に係る機器搬入出システムにおける搬出の場合のクレーン自動制御フローチャートの一例を示す図である。
【図６８】この発明の実施の形態６に係る機器搬入出システムにおけるプロペラファンを取り付けた水平ビームを用いて搬入する動作を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１６７】
４ ＩＴＶカメラ（撮像手段）、８ 制御盤（搬入出品）、１１ ブーム、１２ 移動クレーン、２１ 基準直方体（基準構造物）、２２ ウェートバランサー、２５，２５Ａ プロペラファン、１０８ マウス、１２８，１２８Ａ ＣＰＵ（演算処理手段）、１２９，１２９Ａ ハードディスク（記憶手段）、１３０，１３０Ａ ＲＡＭ（記憶手段）、１３４，１３４Ａ モニタ（表示装置）。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１７年７月７日（２００５．７．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５７８７４
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照
【識別番号】１００１１０４２３
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
【識別番号】１０００８４０１０
【弁理士】
【氏名又は名称】古川 秀利
【識別番号】１０００９４６９５
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 憲七
【識別番号】１００１１１６４８
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
|
| 【公開番号】 |
特開２００７−１５８１４（Ｐ２００７−１５８１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１９年１月２５日（２００７．１．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００５−１９８６８５（Ｐ２００５−１９８６８５） |
|