(57)【要約】【課題】台車の走行の安全性を確保するための障害物検知システムとして、死角の発生などの問題がなく、また危険領域外の物や人を、危険領域内の障害物と誤認することがなく、さらに運転者などの監視者への負担も少ない障害物検知システムを提供すること。【解決手段】台車の走行方向の障害物を検知する障害物検知システムであって、台車にテレセントリックレンズを有した撮像装置を設け、前記台車の走行方向前方の特定の被写体を前記撮像装置により撮像した画像情報と、前記特定の被写体と前記撮像装置との間に侵入した障害物を前記撮像装置により撮像した画像情報とを、画像処理手段により比較して、２つの画像情報の差異を判別することにより前記障害物を検知することを特徴とする障害物検知システム。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車の走行方向の障害物を検知する障害物検知システムであって、台車にテレセントリックレンズを有した撮像装置を設け、前記台車の走行方向前方の特定の被写体を前記撮像装置により撮像した画像情報と、前記特定の被写体と前記撮像装置との間に侵入した障害物を前記撮像装置により撮像した画像情報とを、画像処理手段により比較して、２つの画像情報の差異を判別することにより前記障害物を検知することを特徴とする障害物検知システム。
【請求項２】
前記台車が、直線状の軌道上を走行することを特徴とする請求項１に記載の障害物検知システム。
【請求項３】
前記台車が、原子燃料貯蔵施設における門型クレーンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の障害物検知システム。
【請求項４】
前記特定の被写体が、前記台車の移動可能範囲の一端に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の障害物検知システム。
【請求項５】
前記撮像装置がテレビカメラであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の障害物検知システム。
【請求項６】
前記撮像装置が、前記台車の前記軌道に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の障害物検知システム。
【請求項７】
前記画像処理により前記障害物を検知した時に、警告音を発することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の障害物検知システム。
【請求項８】
前記画像処理により前記障害物を検知した時に、前記台車が走行を停止することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の障害物検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、門型クレーンなどの台車の走行に障害となる障害物を検知する障害物検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の作業場で使用される門型クレーンなどの台車の走行には、安全性が高く求められている。
【０００３】
このような台車の走行の安全性を確保するために、台車の運転者は、目視によって、台車の進行方向の安全性を確認しながら、台車を走行させている。そして、門型クレーンの進行方向に、物や人など、走行の障害となる障害物がある場合は、警告音を発するようにしたり、台車の走行を停止させたりしている。
【０００４】
しかし、目視では、死角がある場合、特に大型の台車では、死角になる領域が広いため、確実な安全性が確保しにくく、また目視では、死角にならない領域についても、障害物を見落とすこともあり得、さらに運転者などへの負担が大きい。
【０００５】
死角を防止するために、テレビカメラを設置して、台車の運転者が、モニターにより、死角部分を確認する手段を併用している場合もあるが、運転者による見落としの問題や、運転者への負担の問題は解消させることができない。
【０００６】
このようなことに対応するため、機械的に障害物を検知する手段が採用されている場合がある。
【０００７】
従来、このようなことに対処するためのシステムとしては、図３のような障害物検知システムがあった。
【０００８】
図３は、フロアを走行する門型クレーンに適用されている従来の障害物検知システムを説明する説明図である。軌道３６を走行する門型クレーンなどの台車３１の走行方向側方の一端に、レーザー発光器３２が、他端にレーザー受光器３３が設けられている。そして、障害物が進入した場合、障害物によりレーザー発光器３２からのレーザー光３４が遮断され、レーザー受光器３３にレーザー光３４が受光されなくなることを利用して、障害物を検知している。
【０００９】
しかし、前記システムの場合、台車３１の走行開始時に、障害物検知システムを稼動させた後、障害物が台車３１の走行方向側方から侵入した場合しか検知できない。
従って、台車の走行開始前に、既に障害物が、レーザー光通過領域より、台車３１側に侵入している場合などには、障害物が軌道３６上にある場合を含めて、これを検知することができない問題点があった。
【００１０】
別のシステムとして、図４のような距離センサを利用した障害物検知システムがある。
【００１１】
図４（ａ）では、図３と異なり、レーザー発光器とレーザー受光器が一体化されたレーザー受発光器４５が用いられている。また設置位置も、図３と異なり、門型クレーンなどの台車４１の走行方向側方ではなく、台車４１自体に設けられており、台車４１における軌道４６の上方部に設けられている。
【００１２】
そして、軌道４６の終端のストッパー４７にレーザー光反射板４８が設けられている。
レーザー光反射板４８により反射したレーザー受発光器４５からのレーザー光４４を、レーザー受発光器４５で受光し、連続的に、台車４１に設けられたレーザー受発光器４５と、軌道４６の終端のストッパー４７に設けられたレーザー光反射板４８との距離を測定している。
【００１３】
そして、障害物が軌道４６内に侵入した場合、レーザー受発光器４５からのレーザー光４４が、障害物で反射し、レーザー受発光器４５から反射位置までの距離が、レーザー受発光器４５から軌道４６の終端のストッパー４７までの距離が変化することを利用して障害物を検知している。
この様な連続的に距離を測定するシステムとしては、レーザー受発光器４５の代わりに、超音波受発信器を用いるシステムもある。
しかし、前記システムの場合、以下の欠点がある。
【００１４】
即ち、連続的に距離を測定する場合、レーザー光４４や超音波（図示せず）は、通常、レーザー受発光器４５や超音波受発信器（図示せず）から、一定の広がりを持って放射状に放出されるため、図４（ｂ）の如く、軌道４６から遠く離れた物や人などの非障害物４９１を、軌道４６内ないし軌道４６近傍の障害物と誤認する場合がある。
また、図４（ｃ）の如く、レーザー受発光器４５の設置位置によっては、台車４１近傍の障害物４９２を検知できない死角部分が発生する。
【００１５】
以上の問題点を解消させるために、撮像装置と画像処理を組み合わせた障害物検知システムが考えられる。
【００１６】
図５は、門型クレーンの障害物検知システムを説明する図であり、図５（ａ）は、平面図であり、図５（ｂ）は、正面図である。
図５では、門型クレーン５１に撮像装置であるテレビカメラ５９が設けられており、軌道５６の終端のストッパー５７を特定の被写体として撮像している。障害物が侵入した場合、テレビカメラ５９は、障害物を撮像することになり、周知の画像処理を用いて、特定の被写体と障害物の画像を比較して、差異のあることを認識することにより、障害物を検知している。
【００１７】
しかし、前記システムの場合、門型クレーン５１の走行により、門型クレーン５１と被写体であるストッパー５７との距離が変化するため、テレビカメラ５９のピントがずれる問題がある。同じく、侵入した障害物についても、テレビカメラ５９のピントがずれる問題がある。また、門型クレーン５１の走行距離が、長い場合は、被写体の画像の大きさが大きく変わるため、画像処理が非常に困難となる問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明が解決しようとする課題は、台車の走行の安全性を確保するための障害物検知システムとして、死角の発生などの問題がなく、また危険領域外の物や人を、危険領域内の障害物と誤認することがなく、さらに運転者などの監視者への負担も少ない障害物検知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】
【００１９】
本発明者は、鋭意検討の結果、テレセントリックレンズを有した撮像装置と、周知の画像処理手段とを組み合わせることにより、前記の課題を達成させることができることを見出し、本発明を完成した。
【００２０】
即ち、本発明は、台車の走行方向の障害物を検知する障害物検知システムであって、台車にテレセントリックレンズを有した撮像装置を設け、前記台車の走行方向前方の特定の被写体を前記撮像装置により撮像した画像情報と、前記特定の被写体と前記撮像装置との間に侵入した障害物を前記撮像装置により撮像した画像情報とを、画像処理手段により比較して、２つの画像情報の差異を判別することにより前記障害物を検知することを特徴とする障害物検知システムである。
【００２１】
本発明は、撮像装置として、テレセントリックレンズを有した撮像装置を用いているため、撮像装置を設けた台車の走行により、撮像装置と特定の被写体との距離が、変化しても、画像のピントがずれることがなく、進入した障害物についても、撮像装置のピントがずれる問題がない。また、台車の位置によっても、被写体の画像の大きさが変わらないため、正確な画像処理が容易に可能となる。
【００２２】
また、テレセントリックレンズは、画角が０度であり、画角に広がりがないため、危険領域外の物や人を、危険領域内の障害物と誤認することがない。
【００２３】
さらに、本発明によれば、機械的に障害物を検知するため、確実な障害物の検知ができ、さらに運転者などに対する負担もない。
また、レーザー光や超音波を用いる場合と異なり、目視可能な画像で、撮像するため、運転者などの監視者が、モニターにより、直接に障害物を確認することもでき、画像処理による機械的な検知と共に、目視による検知も可能であり、２重の障害物検知が可能である。
【００２４】
本発明に用いられるテレセントリックレンズの種類は、特に限定されない。
本発明における特定の被写体とは、障害物の画像情報と比較するための基準になる被写体をいい、通常、台車の走行方向前方に固定された台車止め（ストッパー）等が特定の被写体として利用される。
【００２５】
本発明においては、特定の被写体を撮像装置により撮像した画像情報と、障害物を撮像装置により撮像した画像情報とを、画像処理手段により比較するため、特定の被写体の画像が、前記撮像装置の画像上において常に同位置にて、撮像されることが好ましいため、撮像装置を設ける台車は、予め敷設した直線状の軌道上を走行することが好ましい。
【００２６】
請求項２は、この好ましい態様に対応するものであり、前記の障害物検知システムであって、前記台車が、直線状の軌道上を走行することを特徴とする障害物検知システムを提供する。
【００２７】
本発明が適用される台車は、特に限定されないが、原子力施設においては、より一層の安全性が求められ、なかでも、原子燃料貯蔵施設における門型クレーンにおいては、本発明の効果をより充分に発揮させることができる。
図１に原子燃料貯蔵施設における門型クレーンを示す。燃料集合体ピット１１には水が満たされており、水中下に設けられた燃料集合体保管ラック１２に原子燃料棒が保管されている。門型クレーン１３は、軌道１４ａ、１４ｂ上を走行し、燃料集合体ピット１１の位置では、燃料集合体ピット１１にまたがって走行している。この様な原子燃料貯蔵施設では、物や人などの障害物の燃料集合体ピット１１への落下は、重大な事故に繋がるため、本発明の前記の門型クレーンへの適用は、特に好ましい。
原子燃料貯蔵施設における門型クレーンは、燃料集合体ピット１１以外においても利用されるが、原子燃料貯蔵施設での、危険領域への侵入は、通常の施設以上の安全性が求められるため、燃料集合体ピット１１以外においても本発明を適用することが好ましい。
【００２８】
請求項３は、この好ましい態様に対応するものであり、前記の障害物検知システムであって、前記台車が、原子燃料貯蔵施設における門型クレーンであることを特徴とする障害物検知システムを提供する。
【００２９】
障害物を検知する範囲は、台車の位置から、台車の移動可能範囲の終端部までであることが好ましいため、前記特定の被写体は、台車の移動可能範囲の一端に設けられていることが好ましい。
【００３０】
請求項４は、この好ましい態様に対応するものであり、前記の障害物検知システムであって、前記特定の被写体が、前記台車の移動可能範囲の一端に設けられていることを特徴とする障害物検知システムを提供する。
【００３１】
撮像装置は、画像処理が可能な撮像装置であればよいが、画像処理に適していること、目視による検知も併用できること、および経済性の観点より、テレビカメラであることが好ましい。
【００３２】
請求項５は、この好ましい態様に対応するものであり、前記の障害物検知システムであって、前記撮像装置がテレビカメラであることを特徴とする障害物検知システムを提供する。
【００３３】
撮像装置は、台車に設けられるが、その位置として、前記軌道に対応する位置、即ち前記軌道の上方部分に設けられていることが、特定の被写体を、撮像装置の同一位置に容易に撮像できるため好ましい。
【００３４】
請求項６は、この好ましい態様に対応するものであり、前記の障害物検知システムであって、前記撮像装置が、前記台車の前記軌道に対応する位置に設けられていることを特徴とする障害物検知システムを提供する。
【００３５】
画像処理により障害物を検知した時に、警告音を発するシステムとすることにより、運転者は台車の走行を早期に停止させることが出来、また障害物が人である場合、警告音により、侵入者が、早期に危険領域外に退去することができる。
【００３６】
請求項７は、この好ましい態様に対応するものであり、前記の障害物検知システムであって、前記画像処理により前記障害物を検知した時に、警告音を発することを特徴とする障害物検知システムを提供する。
【００３７】
画像処理により障害物を検知した時に、台車が走行を停止するシステムとすることにより、運転者の判断による台車の走行停止のように走行停止までにタイムラグが発生することがなく、障害物の侵入と同時に、台車の走行を停止させることができる。
【００３８】
請求項８は、この好ましい態様に対応するものであり、前記の障害物検知システムであって、前記画像処理により前記障害物を検知した時に、前記台車が走行を停止することを特徴とする障害物検知システムを提供する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明により、台車の走行の安全性を確保するための障害物検知システムとして、死角の発生などの問題がなく、また危険領域外の物や人を、危険領域内の障害物と誤認することがなく、さらに運転者などの監視者への負担も少ない障害物検知システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図２は、図１の原子燃料貯蔵施設における門型クレーンに本発明を適用した例を示す説明図である。図２（ａ）は、平面図であり、図２（ｂ）は、正面図である。
【００４１】
図２では、軌道２６の上方の門型クレーン２１の下方側面にテレセントリックレンズ２０が設けられたテレビカメラ２９が設けられ、テレビカメラ２９は、軌道２６の終端のストッパー２７を特定の被写体として撮像している。障害物が侵入した場合、テレビカメラ２９は、障害物を撮像することになり、周知の画像処理を用いて、特定の被写体と障害物の画像を比較して、差異のあることを認識することにより、障害物を検知している。そして、障害物を検知した時に、警告音を発し、さらに門型クレーン２１が走行を停止するシステムに構成されている。
【００４２】
図２の場合、図５の場合と異なり、テレビカメラ２９には、テレセントリックレンズ２０が設けられているため、門型クレーン２１の走行に伴い、テレビカメラ２９と、軌道２６の終端のストッパー２７との距離が変わっても、ストッパー２７の画像のピントがずれることはない。
【００４３】
また、障害物が侵入し、テレビカメラ２９により障害物が撮像される場合にも、障害物の画像のピントがずれることはない。
【００４４】
また、ストッパー２７と障害物が撮像された両画像の大きさが同じであるため、画像処理による両者の比較が容易にできる。
【００４５】
また、テレビカメラ２９には、テレセントリックレンズ２０が設けられているため、テレビカメラにて撮像する範囲は、テレセントリックレンズの口径の真正面（図２点線部）のみであり、レーザー発光器や超音波発信器の如く、放射状位置にある物などを障害物と誤認することがない。
【００４６】
この様に、本発明の障害物検知システムでは、門型クレーン等の台車が燃料集合体ピット２２にまたがっている様な高い安全性が求められる施設においても、確実に障害物を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】原子燃料貯蔵施設における門型クレーン示す説明図である。
【図２】本発明の障害物検知システムの一例を示す説明図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図３】従来の障害物検知システムを説明する説明図である。
【図４】従来の障害物検知システムの他の一例を示す説明図である。
【図５】画像装置を用いた障害物検知システムの一例を示す説明図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【符号の説明】
【００４８】
１１、２２  燃料集合体ピット
１２  燃料集合体保管ラック
１３、２１、５１  門型クレーン
１４ａ、１４ｂ、２６、３６、４６、５６  軌道
２０  テレセントリックレンズ
２７、４７、５７  ストッパー
２９、５９  テレビカメラ
３１、４１  台車
３２  レーザー発光器
３３  レーザー受光器
３４、４４  レーザー光
４５  レーザー受発光器
４８  レーザー光反射板
４９１  非障害物
４９２  障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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