JPH08322120A

JPH08322120A - 高所作業用ブームの位置決め方法および位置決め支援装置

Info

Publication number: JPH08322120A
Application number: JP14814395A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ogata; 茂大形; Isao Inaba; 伊三夫稲葉; Satoru Kadoguchi; 哲門口; Takehiro Ikeda; 猛宏池田; Kenji Hara; 憲二原; Kouzou Itou; 硬三伊藤
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Toenec Corp
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Toenec Corp
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】工具などを装着したブームを作業位置に容易
に位置決めできるようにする。【構成】高所作業用ブーム１６を作業対象モデルに対
して作業に適した位置に配置し、テレビカメラ３０によ
って映した作業対象モデルを映像を操作室４０に設けた
スーパーインポーズ装置４２を介してモニタテレビ４４
に表示する。次に、スーパーインポーズ装置により描画
した照準４６を作業対象モデルの映像の特徴ある点に重
ね、そのときの照準４６の画面上の位置を記憶装置５２
に書き込み、作業現場において再生する。作業現場にお
いて作業対象をテレビカメラ３０によって映し、その映
像の特徴点が照準４６と重なるようにブーム１６を移動
させる。その後、照準と特徴点とを重ねた状態を維持し
つつブームを作業対象方向に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、先端部にレンチ等の作
業具を設けた高所作業用ブームの位置決め方法に係り、
特に高所架空配電作業などに使用する高所作業車両のブ
ームの位置決めをするのに好適な高所作業用ブームの位
置決め方法および位置決め支援装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】配電作業、土木作業、建設作業、あるい
は保守点検作業等は、作業形態が一定せず、また作業現
場により作業内容が大きく異なところから、作業現場が
屋内であるか、屋外であるかにかかわらず、これまで手
作業中心に行われてきた。しかし、近年、作業者の安全
確保、作業環境の改善、さらには作業効率の改善などを
目的として、作業者が直接手作業を行わずに作業ができ
るように、作業の機械化が図られている。そして、配電
作業などの作業形態が一定しない非定形の作業を行う場
合には、操作型のロボットが導入され、実際の作業現場
から離れた場所において作業者がロボットを操縦するこ
とにより、各種の作業を行うようにしている。

【０００３】特に、電力分野における高所架空線の配電
作業や高所建設作業などの場合、高所作業用のブームを
備えた高所作業車が使用され、ブームの先端にレンチな
どの作業具を装着した作業ロボットを取り付け、作業者
が安全な地上からブームを介して作業ロボットを作業位
置に移動し、作業ロボットのマニピュレータを遠隔操作
して作業を行うようにしている。

【０００４】ところで、高所作業車のブームに設けた作
業具を地上において遠隔操作して高所作業を行う場合、
ブームの先端に取り付けた作業機械（工具、ロボット
等）を作業対象に対して正確に位置決めする必要があ
る。しかし、地上から遠隔操作する場合、従来のように
作業者がブームの先端に設けたキャビンに乗り込んで操
作する場合に比較して位置関係を把握しにくい。このた
め、ブームにテレビカメラを設け、このカメラによって
映した映像を地上のモニタ画面に映し出し、位置関係を
確認しながら作業機械を操作することが考えられてい
る。ところが、モニタ画面に映し出された映像は、二次
元平面の情報を伝えるだけであるため、肉眼の場合に比
較して遠近感に劣り、作業者が工具と作業対象との位置
関係を正確に認識することが容易でない。

【０００５】これを解決するために、複数台のカメラを
併設し、様々な角度からの映像をモニタして作業を行う
方法や、また２台のカメラを人間の肉眼の視角に近い角
度をもって配置し、オペレータの右目と左目とに視差を
持った映像を与え、オペレータに遠近感を再現させるス
テレオヴューシステムの開発も行われている。これら
は、あらゆる作業の全般に有効である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数台のカメ
ラを併設して複数の映像をモニタする場合、オペレータ
は、複数の映像を同時に注視して三次元的な位置関係を
認識する必要があり、オペレータにとって容易でない。
また、ステレオヴューシステムの場合、現状では分解能
の問題があるばかりでなく、視差が肉眼の場合とずれて
いると頭痛を招くなどの疲労の問題がある。また、これ
らは、複数のカメラを必要とすることや、システムが複
雑となってコスト面での問題もある。このため、低コス
トで簡便な高所作業用ブームの位置決めシステムの開発
が要求されている。

【０００７】本発明は、前記要請に鑑みてなされたもの
で、工具などを装着したブームを容易に所定の作業位置
に位置決めすることができるようにすることを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ブームの先端に設けた作
業機械によって作業を行う場合、作業対象に対して作業
をしやすい位置は、ある程度限定されることが多い。例
えば、高所架空配電作業において、電気機器などの規格
された機材を電柱に設置する場合、電柱に対する機材の
位置はある程度一定の規定があるため、ブーム先端の作
業機械の電柱に対する位置、あるいは作業機械と機材の
取付け位置との距離、作業機械のブームに対する向きが
一定となる。従って、作業機械を取り付けたブーム先端
部の電柱などの作業対象に対する位置も一定となる。

【０００９】本発明は、上記の考察に基づいてなされた
もので、本発明に係る高所作業用ブームの位置決め方法
は、高所作業用ブームの先端部を作業対象に対する作業
位置に位置決めする方法において、実物と同様の作業対
象モデルに対して予め定めた作業位置にブームの先端部
を移動し、ブームに取り付けたカメラにより撮影した前
記作業対象モデルの映像を表示装置に表示するととも
に、この表示装置に映し出された前記作業対象モデルの
特徴点に目印となる照準を重ねて表示し、この照準の画
面上の位置を記憶させたのち、作業現場において作業対
象に対して作業をするときに、前記表示装置の記憶した
画面上の位置に前記照準を表示するとともに、前記カメ
ラにより作業対象を映して前記表示装置に表示し、前記
ブームを移動させて映し出された作業対象の特徴点と前
記照準とを一致させたのち、この状態を保持しつつ前記
ブームを現場作業対象方向に移動させる構成にしてあ
る。

【００１０】また、本発明の高所作業用ブームの位置決
め支援装置は、高所作業用ブームの先端部を作業対象に
対する所定の作業位置に位置決めする支援装置であっ
て、ブームに取り付けた撮像手段と、この撮像手段が撮
影した作業対象の映像を表示する表示手段と、この表示
手段に映し出された、前記作業対象と同様の作業対象モ
デルの映像に目印となる照準を重ねて描画するスーパー
インポーズ手段と、前記表示手段に表示された前記照準
の画面上の位置を記憶する記憶手段と、前記スーパーイ
ンポーズ手段が描画した前記照準を前記作業対象モデル
の映像の任意の点に移動可能であるとともに、前記記憶
手段に対する書き込み、読み出し命令を前記スーパーイ
ンポーズ手段に与える表示操作手段と、前記ブームの先
端部を任意の位置に移動させるブーム操作手段とを有す
る構成となっている。

【００１１】上記の高所作業用ブームの位置決め支援装
置には、表示手段に表示された照準の画面上の位置と対
応した、撮像手段の結像面位置とレンズ系の焦点とを結
ぶ線を１つの座標軸とする直交座標系を求める座標系演
算部と、この座標系演算部が求めた座標軸に平行したブ
ーム先端部の軌跡を求めるブーム軌跡演算部と、このブ
ーム軌跡演算部の求めた軌跡とブーム操作手段の操作信
号に基づいて、ブームを駆動するスイングシリンダ、起
伏シリンダ、伸縮シリンダ、旋回台を制御し、ブーム先
端部を前記軌跡に沿って移動させるブーム制御手段とを
設けることができる。また、撮像手段には、作業対象ま
での距離を検出する距離センサを設けるとよい。

【００１２】照準は、十字形状の印や光る点、さらには
物体の輪郭を表す直線や曲線またはこれらの組合せ等、
任意に設定することができる。また、作業対象の特徴点
は、例えば電柱の腕金の付け根または先端、物体の角、
ボルトの頭部の中心などを用いることができる。

【００１３】

【作用】上記のごとく構成した本発明は、現場作業に先
立って行う教示作業と、この教示作業により教示した内
容に基づいた現場作業とからなる。教示作業は、まず、
従来の方法と同様にしてブームを上昇、移動し、実物と
同じ作業対象モデルに接近させ、ブームに設けた作業具
による作業を行うのに最も適した作業位置となるような
ブーム先端部の位置（以下、位置決めポイントという）
を見つけ出す。そして、ブームを位置決めポイントに停
止させた状態で作業対象モデルをブームに設けたカメラ
で映して表示装置に表示する。その後、表示装置の画面
上に目印となる十字形などの照準を描画し、これを移動
して表示装置に映し出された作業対象モデルの特徴点、
例えば腕金の基端部や先端などの特徴ある点に重ねる。
次に、このときの照準の表示装置の画面上における位置
を記憶し、教示作業を終了する。

【００１４】現場作業においては、まず、記憶した照準
を読み出して表示装置の記憶した画面上の位置に表示す
る。次に、ブームに取り付けたカメラによって現場の作
業対象を撮影して照準が表示されている表示装置に映し
出す。そして、オペレータは、ジョイスティックなどの
ブーム操作手段を介してブームの先端部を移動し、表示
装置に映し出された作業対象の特徴点と照準とを一致さ
せる。これにより、ブーム先端部は、作業対象に対して
上下方向、左右方向の位置決めがなされる。そこで、オ
ペレータは、画面上の作業対象の特徴点と照準とを一致
させた状態を保持しながらブームを作業対象の方向に移
動させると、ブームの先端部を所定の位置決めポイント
に到達させることができる。

【００１５】座標系演算部により、表示装置に表示され
た照準の画面位置と対応したカメラの結像面位置と焦点
とを結ぶ線を１つの座標軸とする直交座標を求めると、
前記の座標軸の延長線上に実際の作業対象の特徴点が存
在する。そこで、ジョイスティックのようなブーム操作
手段の中立位置は、一般に表示装置の画面の中心に設定
してあるので、操作方向を画面上の照準の方向にする
と、前記の座標軸に沿った方向となり、ブームの移動方
向とブーム操作手段の操作方法とが一致し、ブーム先端
部の位置決めが容易となる。そして、撮像手段であるカ
メラに距離センサを取り付け、作業対象との距離を計測
できるようにすると、教示時における作業対象に対する
カメラの位置、すなわちブーム先端部の位置を記憶して
おき、作業現場において現場作業対象との距離を計測す
ることにより、ブーム先端部を極めて容易に位置決めポ
イントに移動させることができる。

【００１６】

【実施例】本発明に係る高所作業用ブームの位置決め方
法および位置決め支援装置の好ましい実施例を、添付図
面に従って詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に
係る高所作業用ブームの位置決め支援装置の説明図であ
る。

【００１７】図１において、高所作業車両１０は、荷台
１２に旋回台１４を介して高所作業用ブーム１６が設け
られている。このブーム１６は、旋回台１４によって矢
印１８のように水平面内で旋回可能であって、図示しな
い伸縮シリンダによって矢印２０のようにテレスコピッ
クに伸縮できるとともに、図示しない起伏シリンダによ
り矢印２２のように起伏可能となっている。そして、ブ
ーム１６の先端部には、自動水平調節装置（図示せず）
を介して作業機械である架空配電作業用作業ロボット２
４が取り付けてある。

【００１８】ロボット２４は、ブーム１６が起伏操作さ
れても自動水平調節装置によって常に水平に保持される
ベース２６と、このベース２６の上に立設した支柱２８
とを有している。また、ベースには、図示しないスイン
グシリンダが設けてあって、支柱２８を水平面ないで旋
回できるようにしてある。そして、支柱２８の上端近く
には、詳細を後述するように、電柱などの作業対象を映
す撮像手段としてのテレビカメラ３０が所定のパン角
度、チルト角度をもって固定してある。また、支柱２８
の上端には、変圧器などの機器を吊るためのクレーン３
２が設置してある。さらに、支柱２８の下部には、マニ
ピュレータ３４が設けてある。このマニピュレータ３４
は、ハンドである先端の工具３６が作業内容に合せて交
換できるようになっているとともに、テレビカメラ３８
が先端部に設けてあり、テレビカメラ３８によって映し
た作業対象の映像を見ながらボルトの締め付け等の作業
ができるようになっている。

【００１９】高所作業車両１０の荷台１２の後部には、
ブーム１６と作業ロボット２４とを操作するための操作
室４０が設けてある。この操作室４０には、テレビカメ
ラ３０、３８からの映像信号が入力するスーパーインポ
ーズ装置４２と、テレビカメラ３０、３８によって映し
た映像を表示するための表示装置であるモニタテレビ４
４とが設けてある。そして、スーパーインポーズ装置４
２は、十字形状等の照準４６をモニタテレビ４４に映し
出された作業対象の映像４８に重ねて描画できるように
なっている。また、操作室４０には、ジョイスティック
などを備えた表示操作手段であるモニタ操作盤５０が設
けてあって、このモニタ操作盤５０によってスーパーイ
ンポーズ装置４２を介して照準４６を画面上の任意の位
置に移動できるようにしてある。そして、スーパーイン
ポーズ装置４２には、記憶装置５２が接続してあり、ス
ーパーインポーズ装置４２によって作成した照準４６の
画像データや、照準４６のモニタテレビ４４の画面上に
おける座標（位置データ）等を記憶させることができる
ようになっている。

【００２０】さらに、操作室４０には、マニピュレータ
３４を制御するマニピュレータ制御装置５４、このマニ
ピュレータ制御装置に接続したマニピュレータ操作盤５
６、ブーム１６およびクレーン３２を制御するブーム・
クレーン制御装置５８、このブーム・クレーン制御装置
５８に接続され、ブーム１６を任意の位置に移動させる
ためのジョイスティックなどを有するブーム操作手段で
あるブーム・クレーン操作盤６０が設けてある。

【００２１】上記のごとく構成した実施例の作用を、電
柱に取り付けた固定バンドへの機器の取り付けを例にし
て説明する。現場における作業を行う前に、作業対象に
対して作業ロボット２４のマニピュレータ３４を作業を
行うのに適した位置に配置するために、ブーム１６の先
端部の位置決めのための教示作業を行う。この教示作業
は、次のごとくして行う。

【００２２】まず、作業対象モデルとして訓練用の電柱
（または現場における１本目の電柱）６２に対し、操作
室４０に設けたブーム・クレーン操作盤６０を用いて従
来と同様の方法により、ブーム１６を上昇、移動させ、
作業ロボット２４による作業を行うのに最も適した位置
（位置決めポイント）に配置する。作業ロボット２４
は、自動水平調節装置を介してブーム１６に取り付けて
あるため、ブーム１６の姿勢と無関係にベース２６が水
平に保持され、マニピュレータ３４を取り付けた支柱２
８が鉛直に維持される。そして、図２に示したように、
この状態において支柱２８に取り付けたテレビカメラ３
０により、電柱６２に取り付けた作業対象である固定バ
ンド６４を映す。

【００２３】テレビカメラ３０によって映された映像
は、操作室４０内に設けたスーパーインポーズ装置４２
を介してモニタテレビ４４の画面に映し出される。そこ
で、図示しないオペレータは、モニタ操作盤５０を操作
し、スーパーインポーズ装置４２を介してモニタテレビ
４４の画面に照準４６を作成するとともに、モニタ操作
盤を構成しているジョイスティック等によって照準４６
を移動させ、モニタテレビ４４に映し出された電柱６２
または固定バンド６４の、ブーム先端部の位置決めの際
に目印となるような特徴点（実施例の場合、電柱６２の
幅方向中央であって、固定バンド４６の上端）と一致さ
せる。

【００２４】その後、オペレータは、モニタテレビ４４
に映し出された照準４６の画面上における座標（ｓ_x,ｓ
_y）や形状のデータを照準番号、例えば、作業Ａの１番
を示すＡ−１とともに記憶装置５２に記憶させる。この
際、照準番号Ａ−１とともに、目標となる特徴点の名称
（例えば、「電柱の中心でバンドの上端」）なども同時
に入力して記憶させれば、作業名と特徴点、照準名とを
対応させることができ、現場における作業を円滑に行う
ことができる。そして、このような教示作業は、作業の
種類が異なるごとに作業名に対応させて照準番号、照準
タイプ（形状）、特徴点等を定義して記憶させる。

【００２５】このようにして教示作業が終了したなら
ば、作業現場において教示した内容に基づいてブーム１
６の先端部の位置決めポイントへの位置決めを行う。す
なわち、現場においてオペレータは、まず、モニタテレ
ビ４４に映し出されたテレビカメラ３０による映像を見
ながら、ブーム・クレーン操作盤６０によりブーム１６
を上昇、移動し、先端部がある程度作業位置（位置決め
ポイント）に近い位置となるようにする。このとき、作
業ロボット２４は、前記したように自動水平調節装置に
より支柱２８が鉛直に保持されるため、テレビカメラ３
０の姿勢が教示時と同じになる。

【００２６】その後、オペレータが実施しようとする作
業に対応した照準番号、例えばＡ−１をモニタ操作盤５
０から入力すると、スーパーインポーズ装置４２が記憶
装置５２から対応する照準４６を読み出し、モニタテレ
ビ４４の画面上所定座標（ｓx,ｓ_y）に表示するととも
に（図３（１）参照）、特徴点「電柱中心でバンドの上
端」を画面に表示する。この特徴点の名称は、照準番号
に対応させて記録用紙に記録しておき、その記録によっ
て確認するようにしてモニタ画面に表示させなくともよ
い。

【００２７】次に、オペレータは、再びブーム・クレー
ン操作盤６０を操作してブーム１６の先端を移動させ、
図３（２）のように照準４６を所定の特徴点「電柱の中
心でバンドの上端」に一致させる。この場合、テレビカ
メラ３０の対物レンズの中心を原点とし、レンズの光軸
方向をＺ軸とする直交座標、いわゆるカメラ座標系に従
ってブーム１６の先端を移動させる機能を設けると、モ
ニタテレビ４４の画面の映像を見ながら、ブーム１６を
容易に画面の上下方向、左右方向に移動させることがで
き、照準４６と特徴点とを容易に一致させることができ
る。

【００２８】照準４６と特徴点とが一致すると、ブーム
１６の先端部は、固定バンド６４に対する左右方向と上
下方向との位置決めが行われたことになる。従って、ブ
ーム１６の前後方向（Ｚ方向）の位置決めを行えばブー
ム先端部を所定の位置決めポイントに配置することがで
きる。そして、ブーム１６の前後方向の位置決めは、照
準４６を特徴点に重ねた状態を維持するようにブーム１
６を電柱６２に向けて前進させ、マニピュレータ３４等
が電柱６２または固定バンド６４に接触した位置で停止
させれば所定の位置決めポイントにブーム１６を配置す
ることができる。その後は、オペレータは、マニピュレ
ータ３４の先端部に取り付けたテレビカメラ３８の映像
をモニタテレビ４４に映し出し、その映像を見ながらマ
ニピュレータ操作盤５６を介してマニピュレータ３４を
操作し、工具３６によりボルト締めなどの所定の作業を
行う。

【００２９】なお、作業対象に対するテレビカメラ３０
の水平面内における向き、すなわち作用ロボットの水平
面内の向きは、教示したろきの映像を記憶装置５２に格
納しておき、その映像と現場におけるテレビカメラ３０
からの映像とをモニタテレビ４４に同時に映し出して比
較したり、教示したしたのブーム１６とロボット２４と
の関係を記憶装置５２に格納し、現場においてこの関係
が得られるようにスイングシリンダを制御すること等に
より決定することができる。

【００３０】このように、実施例においては、スーパー
インポーズ装置４２によって発生させた照準１６を、ブ
ーム１６に取り付けたテレビカメラ３０の映した作業対
象モデルの映像の特徴点に重ねて表示するとともに、そ
の画面上の表示位置を記憶しておき、現場において画面
の記憶した位置に照準４６を再生し、現場においてテレ
ビカメラ３０により映した作業対象の映像の特徴点と照
準４６とが一致するようにブーム１６を移動させること
により、ブーム１６に設けた作業ロボット２４が作業対
象に対する作業に適した位置となるように、ブーム１６
の先端部を容易に移動することができる。

【００３１】図４は、他の実施例を示したものである。
図４において、スーパーインポーズ装置４２には、その
作用を後述する座標系演算部６２が接続してあり、この
座標系演算部６２の出力側に、ブーム先端部の軌跡を求
めるブーム軌跡演算部６４が接続してある。そして、ブ
ーム軌跡演算部６４の演算結果は、ブーム・クレーン操
作盤６０のブーム操作手段を構成しているジョイスティ
ック６６の出力信号とともに、ブーム制御手段であるブ
ーム制御部６８に入力するようになっている。ブーム制
御部６８は、ブーム・クレーン制御装置５８を構成して
おり、後述するように旋回台１４、起伏シリンダ７０、
伸縮シリンダ７２を制御してブーム１６の先端部をブー
ム軌跡演算部６４の求めた軌跡上を移動させる。

【００３２】このように構成した本実施例においては、
座標系演算部６２がスーパーインポーズ装置４２から照
準４６の中心についての、モニタテレビ４４の画面上座
標（ｓ_x,ｓ_y）のデータを受取る。そして、座標系演算
部６２は、照準４６の画面上座標から、図４（２）に示
すように、テレビカメラ３０の結像面７４における対応
する点Ｐを求め、この点Ｐとレンズの焦点Ｏとを結ぶ直
線をＺ軸、このＺ軸に直交した水平方向の軸をＸ軸、両
者に直交した方向をＹ軸とする照準座標系を求め、ブー
ム軌跡演算部６４に送る。ブーム軌跡演算部６４は、予
め与えられているテレビカメラ３０とブーム１６の先端
部の距離とから、座標系演算部６２が求めたＺ軸に平行
な、ブーム１６の先端部Ａを移動させるべき軌跡Ｑ（図
５参照）を求める。

【００３３】このように定義した照準座標系において
は、照準４６が作業対象の映像の特徴点と一致した場
合、ブーム１６の先端部Ａを配置すべき位置決めポイン
トＢは、Ｚ軸と平行な直線軌跡Ｑ上に必ず存在する。従
って、ブーム１６の先端部を照準座標系のＺ方向（ブー
ム１６の前後方向）に移動させると、ブーム１６の先端
部Ａは必ず位置決めポイントＢを通過することになり、
ブーム先端部Ａの位置決めポイントＢへの配置をより容
易に行うことができる。

【００３４】すなわち、ブーム制御部６８は、オペレー
タがジョイスティック６６によってブーム１６をＺ軸方
向に移動させる操作をする（例えば、モニタテレビ４４
の画面の中心から照準４６の存在する方向にジョイステ
ィック６６を倒す）と、ブーム先端部Ａが軌跡Ｑ上を移
動するのに必要な旋回台１４の旋回方向と旋回量とを演
算するとともに、起伏シリンダ７０によるブーム１６の
起伏量、伸縮シリンダ７２によるブーム１６の伸縮量を
演算し、旋回台１４、起伏シリンダ７０、伸縮シリンダ
７２を制御してブーム先端部Ａを軌跡Ｑに沿って移動せ
る。この結果、ブーム１６の先端部Ａは、所定の位置決
めポイントＢに到達する。

【００３５】これにより、マニピュレータ３４を容易に
作業位置に配置することができる。しかも、ジョイステ
ィック６６の操作方向とブーム１６の移動方向とが同一
であるため、作業位置への配置の操作が極めて容易とな
る。そして、先端部Ａが位置決めポイントＢに達したこ
とは、作業ロボット２４の一部、例えばマニピュレータ
６３の先端が電柱６２に接触したことを検知したりして
知ることができる。

【００３６】なお、テレビカメラ３０をパン角度、チル
ト角度を制御できる制御台に乗せ、これらの角度も遠隔
操作で制御可能に構成し、照準４６の教示の際にパン角
度、チルト角度を照準番号に対応させて記憶させてい
き、照準の呼出と同時に、テレビカメラ３０の向きが自
動的に記憶させた角度となるように制御することによ
り、より広範な視野をカバーすることができ、ブーム１
６の位置決め範囲も広くすることが可能となる。さら
に、テレビカメラ３０にズーム機能を持たせ、ズーム距
離も教示、再生することにより、望遠よって作業対象を
拡大して映すことにより、精度よく教示できるととも
に、再生時はより正確にブーム１６の位置誤差を修正す
ることができる。

【００３７】図６は、テレビカメラから作業対象までの
距離を求められるようにしたものである。図６におい
て、撮像手段であるカメラ装置８０は、テレビカメラ３
０を収納したカメラボックス８２がパン・チルト制御台
８４に搭載してある。パン・チルト制御台８４は、カメ
ラボックス８２を矢印８６のように水平面内で旋回させ
るパン角度用モータ８８と、カメラボックス８２を矢印
９０のように上下方向に旋回させるチルト角度用モータ
９２を備えている。これらのモータ８８、９２は、ロー
タリエンコーダを有していて、パン角度とチルト角度と
を検出できるようになっている。また、カメラボックス
８２内には、位相差検出型のレーザ距離センサ９４がテ
レビカメラ３０と平行に配置してある。

【００３８】このように構成した実施例は、教示作業に
おいてブーム１６を位置決めポイントに配置したとき
に、レーザ距離センサ９４によってテレビカメラ３０と
作業対象物である電柱６２との距離を計測し、この距離
データを照準番号とともに記憶装置５２に記憶させる。
そして、照準４６の再生時に、距離データをモニタテレ
ビ４４に表示すれば、ブーム１６をＺ方向に移動させる
場合に、ブーム１６の停止位置を容易に知ることがで
き、三次元的なブーム１６の位置決めを極めて容易に行
うことができる。なお、レーザ距離センサ９４の検出信
号と記憶させた計測データとをブーム・クレーン制御装
置５８に入力し、レーザ距離センサ９４の計測値が記憶
させた距離データと一致したときに、ブーム１６の移動
を自動的に停止、ロックするようにしてもよい。なお、
前記実施例においては、作業対象が電柱である高所架空
配電作業の場合について説明したが、建設作業や保守点
検作業等にも適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ブームの先端部を作業対象モデルに対して作業に適
した位置に配置し、ブームに取り付けたテレビカメラで
作業対象モデルを映して表示装置に表示するとともに、
表示装置に映し出された作業対象モデルの特徴点に目印
となる照準を重ねて表示し、この照準の画面上の位置を
記憶して作業現場で再生し、現場においてブームに取り
付けたテレビカメラにより映した作業対象の映像の特徴
点を照準と一致するようにブームを移動させることによ
り、作業現場においてブーム先端部を作業に適した所定
の位置に容易に配置することができる。

【００４０】そして、座標系演算部により、表示装置に
表示された照準の画面位置と対応したカメラの結像面上
の位置と焦点とを結ぶ線を１つの座標軸とする直交座標
を求めると、前記の座標軸の延長線上に実際の作業対象
の特徴点が存在するため、ブーム操作手段の操作方向を
ブームの移動方向と一致させることができ、ブーム先端
部を容易に作業に適した位置に配置することができる。
また、撮像手段であるカメラに距離センサを取り付け、
作業対象との距離を計測できるようにすると、教示時に
おけるカメラの位置、すなわちブーム先端部の位置を記
憶することによって、作業現場においてブーム先端部を
極めて容易に位置決めポイントに移動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る高所作業用ブームの位置
決め支援装置の説明図である。

【図２】実施例における照準位置の教示作業の説明図で
ある。

【図３】実施例における教示内容に基づいた、作業現場
でのブームの位置決め作業の説明図である。

【図４】他の実施例のブロック図と照準を基準にした座
標系の説明図である。

【図５】図４（２）に示した座標系による位置決め方法
の説明図である。

【図６】実施例に係る距離センサを備えたカメラ装置の
斜視図である。

【符号の説明】

１０高所作業車両１４旋回台１６ブーム２４作業ロボット３０、３８、８０撮像手段（テレビカメラ）３２クレーン３４マニピュレータ３６工具４０操作室４２スーパーインポーズ装置４４表示手段（モニタテレビ）４６照準５０表示操作手段（モニタ操作盤）５２記憶装置５４マニピュレータ制御装置５６マニピュレータ操作盤５８、６８ブーム制御部（ブーム・クレーン制御装
置）６０、６６ブーム操作手段（ブーム・クレーン操作
盤、ジョイスティック）６２座標系演算部６４ブーム軌跡演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者稲葉伊三夫三重県津市丸之内２番21号中部電力株式会社津営業所内 (72)発明者門口哲愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号株式会社トーエネック本店別館内 (72)発明者池田猛宏愛知県名古屋市港区千年３丁目１番32号株式会社トーエネック本店別館内 (72)発明者原憲二岡山県玉野市玉３丁目１番１号三井造船株式会社玉野事業所内 (72)発明者伊藤硬三岡山県玉野市玉３丁目１番１号三井造船株式会社玉野事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高所作業用ブームの先端部を作業対象に
対する作業位置に位置決めする方法において、実物と同
様の作業対象モデルに対して予め定めた作業位置にブー
ムの先端部を移動し、ブームに取り付けたカメラにより
撮影した前記作業対象モデルの映像を表示装置に表示す
るとともに、この表示装置に映し出された前記作業対象
モデルの特徴点に目印となる照準を重ねて表示し、この
照準の画面上の位置を記憶させたのち、作業現場におい
て作業対象に対して作業をするときに、前記表示装置の
記憶した画面上の位置に前記照準を表示するとともに、
前記カメラにより作業対象を映して前記表示装置に表示
し、前記ブームを移動させて映し出された作業対象の特
徴点と前記照準とを一致させたのち、この状態を保持し
つつ前記ブームを現場作業対象方向に移動させることを
特徴とする高所作業用ブームの位置決め方法。
【請求項２】高所作業用ブームの先端部を作業対象に
対する所定の作業位置に位置決めする支援装置であっ
て、ブームに取り付けた撮像手段と、この撮像手段が撮
影した作業対象の映像を表示する表示手段と、この表示
手段に映し出された、前記作業対象と同様の作業対象モ
デルの映像に目印となる照準を重ねて描画するスーパー
インポーズ手段と、前記表示手段に表示された前記照準
の画面上の位置を記憶する記憶手段と、前記スーパーイ
ンポーズ手段が描画した前記照準を前記作業対象モデル
の映像の任意の点に移動可能であるとともに、前記記憶
手段に対する書き込み、読み出し命令を前記スーパーイ
ンポーズ手段に与える表示操作手段と、前記ブームの先
端部を任意の位置に移動させるブーム操作手段とを有す
ることを特徴とする高所作業用ブームの位置決め支援装
置。
【請求項３】請求項２に記載の高所作業用ブームの位
置決め支援装置において、前記表示手段に表示された前
記照準の画面上の位置と対応した、前記撮像手段の結像
面位置と焦点とを結ぶ線を１つの座標軸とする直交座標
系を求める座標系演算部と、この座標系演算部が求めた
前記座標軸に平行したブーム先端部の軌跡を求めるブー
ム軌跡演算部と、このブーム軌跡演算部の求めた軌跡と
前記ブーム操作手段の操作信号に基づいて、前記ブーム
を駆動するスイングシリンダ、起伏シリンダと伸縮シリ
ンダと旋回台とを制御し、ブーム先端部を前記軌跡に沿
って移動させるブーム制御手段とを有することを特徴と
する高所作業用ブームの位置決め支援装置。
【請求項４】請求項２または３に記載の高所作業用ブ
ームの位置決め支援装置において、前記撮像手段は、前
記作業対象までの距離を検出する距離センサを有してい
ることを特徴とする高所作業用ブームの位置決め支援装
置。