CN104136900A - 重心位置检测装置、重心位置检测方法及程序 - Google Patents

Abstract

一种重心位置检测装置，其求出被绳索吊起的吊物的重心位置，其具备：实测值获取部，获取表示吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的状态下获取的实测值；及重心位置计算部，根据作为未知常数至少包含吊物的重心位置的吊物的状态模型及由实测值获取部获取的实测值，计算吊物的重心位置。

Description

重心位置检测装置、重心位置检测方法及程序

技术领域

本发明涉及一种重心位置检测装置、重心位置检测方法及程序。

本申请根据2012年10月24日在日本申请的专利申请2012-234945号主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在为了防止集装箱运输车辆等在运输集装箱期间失去平衡，检测集装箱的高度方向(上下方向)的重心位置是比较有效的。即，与重心位置较低时相比，集装箱的重心位置较高时易失去平衡。因此，在集装箱的重心位置较高时，谋求重新排列集装箱的货物来降低重心位置或者对集装箱运输车辆的驾驶员唤起注意等对策。

在此，关于集装箱的重心位置的检测，专利文献1中记载的集装箱重心位置检测装置中，设置有：放射线源；检测器，在与放射线源之间隔开集装箱进入空间而配置；及运算装置，根据检测器的输出进行运算处理。运算装置中，求出集装箱进入到集装箱进入空间的状态下从放射线源到达检测器的放射线的强度分布，并且根据放射线的强度分布计算集装箱的密度分布，根据该密度分布指定集装箱的重心位置。

由此，专利文献1中记载的集装箱重心位置检测装置中，无需打开集装箱就能够轻松地指定集装箱的重心位置。尤其，专利文献1中记载的集装箱重心位置检测装置中，对集装箱的高度方向也能够指定重心位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2006-9803号公报

发明内容

发明要解决的课题

根据装载于集装箱的货物的种类，存在即使是比较轻的货物，放射线透射量也比较少的情况，或者即使是比较重的货物，放射线透射量也比较多的情况。这种情况下，由通过集装箱的放射线的强度分布计算集装箱的密度分布时，所得到的密度分布中有可能包含误差。因此，由该密度分布计算的集装箱的高度方向的重心位置中也有可能包含误差。优选在集装箱中装载有比较轻且放射线透射量比较少的货物或比较重且放射线透射量比较多的货物时，也可以更准确地求出高度方向的重心位置。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够更准确地求出高度方向的重心位置的重心位置检测装置、重心位置检测方法及程序。

用于解决课题的手段

本发明是为了解决上述课题而完成的，基于本发明的一方式的重心位置检测装置为求出被绳索吊起的吊物的重心位置的重心位置检测装置，其具备：实测值获取部，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的所述状态下获取的实测值；及重心位置计算部，根据作为未知常数至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的状态模型及由所述实测值获取部获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

并且，基于本发明的另一方式的重心位置检测装置为上述重心位置检测装置，其中，所述实测值获取部在至少包含所述吊物正在加速或减速或旋转的时刻的时间序列数据中，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，所述重心位置计算部将所述吊物的运动模型用作所述吊物的状态模型。

并且，基于本发明的另一方式的重心位置检测装置为上述重心位置检测装置，其中，所述重心位置计算部具备：数值设定部，设定所述吊物的运动模型中所包含的变量的初始值及未知常数的值；变量值运算部，将由所述数值设定部设定的值应用于所述运动模型，求出所述变量在由所述实测值获取部获取的表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值的测量时刻的值；及评价部，对由所述变量值运算部获取的所述变量值进行评价，当评价结果满足预定条件时，将已设定的所述吊物的重心位置作为所述重心位置计算部的计算结果，当所述评价部的评价结果不满足所述预定条件时，所述数值设定部重新设定所述吊物的运动模型中所包含的变量的初始值及未知常数的值。

并且，基于本发明的另一方式的重心位置检测装置为上述重心位置检测装置，其中，所述实测值获取部获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，其中包含所述吊物的吊力的实测值，所述评价部根据从由所述变量值运算部获取的所述变量值得到的所述吊物的吊力的计算值及由所述实测值获取部获取的所述吊物的吊力的实测值，对由所述变量值运算部获取的所述变量值进行评价。

并且，基于本发明的另一方式的重心位置检测装置为上述重心位置检测装置，其中，所述实测值获取部在可忽视所述吊物的加速度及角加速度的状态下获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，所述重心位置计算部将所述吊物的静态模型用作所述吊物的状态模型。

并且，基于本发明的另一方式的重心位置检测装置为上述重心位置检测装置，其中，所述实测值获取部获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，其中包含所述吊物的旋转量的实测值及所述吊物的位置的实测值，所述重心位置计算部根据包含表示所述吊物的旋转量、所述吊物的位置及所述吊物的重心位置的变量的所述吊物的状态模型及由所述实测值获取部获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

并且，基于本发明的另一方式的重心位置检测方法为求出被绳索吊起的吊物的重心位置的重心位置检测装置的重心位置检测方法，其具备：实测值获取步骤，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的所述状态下获取的实测值；及重心位置计算步骤，根据作为未知常数至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的状态模型及在所述实测值获取步骤中获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

并且，基于本发明的另一方式的程序为用于在作为求出被绳索吊起的吊物的重心位置的重心位置检测装置的计算机中执行如下步骤的程序，即实测值获取步骤，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的所述状态下获取的实测值；及重心位置计算步骤，根据作为未知常数至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的状态模型及在所述实测值获取步骤中获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

发明的效果

根据本发明，能够更准确地求出高度方向的重心位置。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式中的重心位置检测装置的功能结构的概要框图。

图2是表示该实施方式中重心位置检测装置当作重心位置检测对象的吊物的例子的说明图。

图3是表示本发明的第2实施方式中的重心位置检测装置的功能结构的概要框图。

图4是表示该实施方式中的评价对象值的时刻变化的例子的说明图。

图5是表示该实施方式中的重心位置检测装置检测吊物的重心位置的处理的顺序的流程图。

图6是表示该实施方式中的吊物主体的重心位置及吊具的重心位置的例子的说明图。

图7是表示该实施方式中的2维空间中的坐标设定的例子的说明图。

图8是表示该实施方式中的重心位置计算部所应用的在吊物的静态模型中设定的点的例子的说明图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但是以下实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。并且，实施方式中说明的特征的所有组合不一定是发明必要解决手段。

＜第1实施方式＞

图1是表示本发明的第1实施方式中的重心位置检测装置的功能结构的概要框图。该图中，重心位置检测装置10具备实测值获取部11及重心位置计算部12。实测值获取部11获取表示吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同状态下获取的实测值。

在此，图2是表示重心位置检测装置10当作重心位置检测对象的吊物的例子的说明图。该图中示出有起重机的小车910、绳索920、吊箱架930及集装箱C11。集装箱C11被吊箱架930把持并通过绳索920由小车910吊起。

以下，将吊箱架930及集装箱C11合起来看作一体的刚体，并记载为吊物800。

在此所说的表示吊物的吊起状态的数据为表示吊物(图2的例子中为吊物800)或绳索(图2的例子中为绳索920)的力学状态的数据。在表示吊物的吊起状态的数据中作为可实测的数据的例子可举出表示吊物支承于绳索的位置、吊物的姿势(吊物的倾斜度或绕垂直轴的旋转角度)、吊物重量、吊物从绳索承受的力、吊物的速度、吊物的加速度、吊物的角速度、吊物的角加速度、绳索支承于小车的位置、绳索长度、绳索从小车承受的力等的数据。并且，表示作为重心位置检测装置10的检测对象的吊物的重心位置的数据也相当于表示吊物的吊起状态的数据的一例。

但是，重心位置检测装置10并不限于被具备小车的起重机吊起的吊物，还可应用于用绳索吊起的多种吊物的重心位置的检测。例如，重心位置检测装置10可检测在具有可回转的吊臂的起重机中由该吊臂吊起的吊物的重心位置。

以下，将小车或吊臂等支承绳索的物体称为“绳索支承物”。并且，将绳索支承于绳索支承物的位置称为“上部吊点位置”。并且，将吊物支承于绳索的位置称为“吊物吊点位置”。

重心位置计算部12根据作为未知常数至少包含吊物的重心位置的吊物的状态模型及由实测值获取部11获取的实测值，计算吊物的重心位置。

在此所说的吊物的状态模型是力学模拟被绳索吊起的吊物的模型。例如，示出表示吊物的吊起状态的数据应满足的条件的状态方程式相当于吊物的状态模型的一例，但并不限于此。重心位置计算部12能够根据表示吊物的吊起状态的数据，应用可计算该状态下的其他数据的各种状态模型。

如上，所述实测值获取部11获取表示吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的状态下获取的实测值，重心位置计算部12根据由实测值获取部11获取的实测值计算吊物的重心位置。

由此，重心位置检测装置10能够求出该吊物的重心高度(高度方向的重心位置)。

在此，重力对吊物施加的力矩以从力矩的基准点至重心位置为止的矢量与重力矢量的内积表示。由此，即使吊物的重心位置沿着垂直方向(重力矢量方向)移动，力矩也不会发生变化。

因此，通过仅对一个状态获取表示吊物的吊起状态的数据，无法确定吊物的重心高度(垂直方向上的吊物的重心位置)。

与此相对，重心位置检测装置10如上述，应用至少在2个不同的状态下的表示吊物的吊起状态的数据，由此能够求出吊物的重心高度。

尤其，重心位置检测装置10不应用放射线就能够求出吊物的重心高度，能够与吊物的放射线透射量无关地更准确地求出该吊物的重心高度。

＜第2实施方式＞

第2实施方式中，对进一步具体化第1实施方式中说明的重心位置检测装置10的一例进行说明。

图3是表示本发明的第2实施方式中的重心位置检测装置的功能结构的概要框图。该图中，重心位置检测装置100具备实测值获取部110、重心位置计算部120及显示部130。重心位置计算部120具备预处理部121、数值设定部122、变量值运算部123及评价部124。

实测值获取部110相当于实测值获取部11(图1)的一例，在至少包含吊物正在移动或加速或减速或旋转的时刻的时间序列的数据中，获取表示吊物的吊起状态的数据的实测值。即，实测值获取部110所获取的该时间序列的数据中可包含可忽视吊物的加速度与角加速度的状态下的数据，也可不包含该数据。

另外，以下，将由实测值获取部110获取的表示吊物的吊起状态的数据的实测值称为“吊起状态实测值”。并且，将可忽视吊物的加速度与角加速度的状态称为“静定状态”。

重心位置计算部120相当于重心位置计算部12(图1)的一例，将吊物的运动模型用作吊物的状态模型。

在此所说的吊物的运动模型为力学模拟被绳索吊起的吊物的运动的模型。吊物的运动模型相当于吊物的状态模型的一例，构成为包含表示吊物的速度或吊物的加速度或吊物的角速度或吊物的角加速度中的至少任一个的变量。

即，实测值获取部110获取在吊物移动或加速或减速或旋转的时刻的吊起状态实测值，与此相应地，重心位置计算部120应用可表达吊物的移动或加速或减速或旋转的模型计算吊物的重心位置。

另外，以下以实测值获取部110应用吊物的运动方程式的情况为例进行说明，但是实测值获取部110所应用的吊物的运动模型并不限于运动方程式。实测值获取部110能够应用根据表示吊物的吊起状态的数据可计算该状态下的其他数据的各种运动模型。

预处理部121作为应用运动方程式求出吊物的重心位置的预处理而求出吊物重量(荷载)及水平方向上的吊物的重心位置。例如，预处理部121根据吊物的吊力计算吊物重量或水平方向上的吊物的重心位置。

在此所说的吊物的吊力为吊起吊物的绳索所作用的力或作用于该绳索的力。作为吊物的吊力，可应用在吊物吊点位置上绳索作用于吊物的力，也可应用在上部吊点位置上绳索支承物作用于绳索的力。例如，图2的例子中，吊箱架930可在4处吊物吊点位置上各自具备张力计，将该张力计检测的张力(由此，吊物吊点位置上的绳索张力)用作吊物的吊力。或者，小车910可在4处上部吊点位置各自具备张力计，将该张力计检测的张力(由此，上部吊点位置上的绳索张力)用作吊物的吊力。或者，可将从在上部吊点位置上绳索支承物作用于绳索的力减去相当于绳索重量的力的、补正后的力用作吊物的吊力。

另外，可省略由预处理部121进行的吊物重量的计算及水平方向上的吊物的重心位置的计算中的任一个或两个。由此，重心位置检测装置100可以是不具有预处理部121的结构。预处理部121不获取吊物重量时，重心位置计算部120将吊物重量作为未知常数来处理。并且，预处理部121不获取水平方向上的吊物的重心位置时，重心位置计算部120将水平方向的吊物的重心位置(例如，小车的行进方向上的坐标值及小车的横行方向上的坐标值)作为未知常数来处理。

另一方面，通过由预处理部121获取吊物荷载或水平方向上的吊物的重心位置，能够减少吊物的运动模型中的未知常数的个数。由此，能够减轻重心位置检测装置100检测吊物的重心位置时的负荷，并且可提高检测精确度。

或者，即使在不减少未知常数的个数时，也可通过对这些未知常数赋予初始值，减轻重心位置检测装置100检测吊物的重心位置时的负荷且提高检测精确度。即，可期待预处理部121根据实测值计算的吊物重量或水平方向上的吊物的重心位置接近实际值。重心位置计算部120从该接近实际值的初始值开始运算，由此较少反复进行由以下说明的数值设定部122、变量值运算部123及评价部124进行的处理即可，并且能够以更高精确度检测吊物的重心位置。

数值设定部122设定吊物的运动模型中所包含的变量及未知常数的值。

变量值运算部123将由数值设定部122设定的值应用于运动模型，求出变量在由实测值获取部110获取的吊起状态实测值的测量时刻的值。另外，以下，将实测值获取部110获取的吊起状态实测值的测量时刻称为“实测值的采样时刻”。

在此，对变量值运算部123用作运动模型的运动方程式进行说明。

另外，以下，以基于分别向小车的行进方向、小车的横行方向、垂直方向设定x轴、y轴、z轴的三维坐标空间的运动方程式为例进行说明，但坐标空间的设定方法并不限于此。例如，能够应用基于极坐标空间等其他坐标空间的运动方程式。

首先，例如如公式(1)表示关于某一时刻的吊物的平移的运动方程式。

[数式1]

mp_c”＝Σf_i+mg+f_d    ···(1)

其中，m表示荷载质量，p_c(说明书的记载中，省略表示矩阵或矢量的粗字标记)表示吊物的位置(例如，吊箱架上表面的中央位置等设定于吊物的基准点的位置)。并且，“’”表示1阶的时间微分，“””表示2阶的时间微分。由此，p_c”表示吊物的加速度。

并且，f_i(i为1≤i≤n(n为绳索的根数)的正整数)表示第i个绳索对吊物施加的力，g表示重力加速度，f_d表示作为平移方向的力而作用于吊物的外力。

并且，例如如公式(2)表示关于某一时刻的吊物围绕重心的旋转的运动方程式。

[数式2]

Iω’＝Σn_i-ω×Iω+n_d    ···(2)

其中，I表示吊物的惯性张量，ω表示吊物的角速度。并且，n_i(i为1≤i≤n(n为绳索的根数)的正整数)表示第i个绳索围绕吊物重心施加的力矩，“×”表示外积，n_d表示作为旋转方向的力而作用于吊物的外力。

作为作用于吊物的外力，例如可考虑风对吊物施加的力。作为表示外力的公式，可根据假设的外力而应用各种公式。

例如，作为外力假设基于一定侧风的力时，将标量常数f_dx及f_dy作为风参数，并如公式(3)表示。

[数式3]

f_d＝[f_dx，f_dy，0]^T    ···(3)

其中，“T”表示转置矩阵或者转置矢量。

并且，将外力看作在水平方向上作用于吊物的正弦波的强度的力时，将标量常数f_dx及f_dy、a及b作为风参数，并如公式(4)表示。

[数式4]

f_d＝[f_dxsin(at+b)，f_dysin(at+b)，0]^T    ···(4)

或者，除了公式(4)所示的对外力进行傅立叶级数展开的1次成分之外，公式中还可包含2次成分以后的项。

其中，能够根据小车的位置p_t(t)(括弧内的t表示时刻)、绳索长度I_i(t)、吊物的位置、吊物的速度、吊物的姿势、吊物的角速度、吊物的(吊物内的)重心位置、绳索的特性，从而得到第i个绳索对吊物施加的力f_i或该绳索围绕吊物重心施加的力矩n_i。并且，可检测小车的位置或绳索长度。并且，吊物的重心位置为固定且表示为未知常数。

由此，公式(1)及公式(2)所示的运动方程式能够变形为公式(5)所示的12变量(p_c、v_c、θ及ω)的1阶常微分方程式。

[数式5]

$\left.\begin{array}{cc}{v_c}^{,}=h_1(p_c,v_c,\mathrm{\θ},\mathrm{\ω})& \∈R^3\\ {p_c}^{,}=h_2(p_c,v_c,\mathrm{\θ},\mathrm{\ω})& \∈R^3\\ {\mathrm{\ω}}^{,}=h_3(p_c,v_c,\mathrm{\θ},\mathrm{\ω})& \∈R^3\\ {\mathrm{\θ}}^{,}=h_4(p_c,v_c,\mathrm{\θ},\mathrm{\ω})& \∈R^3\end{array}\right\}...\left(5\right)$

其中，v_c表示吊物的速度，θ表示吊物的姿势。并且，R³表示3维空间。并且，h₁～h₄分别表示公知函数。例如，已知函数h₂可显示为v_c。

若对该1阶常微分方程式的各变量赋予初始值，则能够利用龙格-库塔法等解法计算每一时刻的各变量的值。换言之，设定模拟开始时刻的变量值，应用运动模型进行模拟，由此能够得到每一采样时间的变量值。

并且，各绳索对吊物施加的力的大小|f_i|也能够在计算过程中得到。

因此，变量值运算部123利用公式(5)计算各变量在每一实测值采样时刻的值。

具体而言，首先由数值设定部122设定公式(5)中所包含的变量(p_c、v_c、θ及ω)的初始值及未知常数的值。例如，数值设定部122作为公式(5)中所包含的未知常数设定吊物的惯性张量或吊物的高度方向的重心位置或风参数的值。并且，预处理部121不计算吊物重量时，数值设定部122将吊物重量也作为未知常数来设定其值。并且，预处理部121不计算水平方向上的吊物的重心位置时，数值设定部122将水平方向上的吊物的重心位置也作为未知常数来设定其值。

其中，公式(5)中所包含的未知常数并不限于上述常数，只要包含吊物的重心位置即可。例如，关于任一个上述未知常数，能够通过任一传感器测量到值时，能够将该常数作为所得到的值的已知常数来处理。

另外，以下，将运动模型(例如公式(5))中所包含的未知常数归纳标记为矢量X。

接着，变量值运算部123将由数值设定部122设定的变量的初始值及未知常数的值应用于公式(5)的运动模型，求出变量在实测值的采样时刻的值。

另外，变量值运算部123所应用的运动方程式的解法并不限于龙格-库塔法。变量值运算部123例如能够应用欧拉法等各种解法。

并且，变量值运算部123所应用的运动方程式不限于1阶的常微分方程式。例如，能够利用用于根据2阶常微分方程式得到每个采样周期的变量值的算法时，变量值运算部123可应用2阶常微分方程式的运动方程式。

评价部124评价由变量值运算部123获取的变量的值。

具体而言，由实测值获取部110获取的吊起状态实测值或可根据吊起状态实测值计算的值作为评价对象值而预先设定。而且，评价部124评价可从由变量值运算部123获取的变量值得到的评价对象值与可从由实测值获取部110获取的吊起状态实测值获取的评价对象值之差的大小。另外，以下将可从由变量值运算部123获取的变量的值得到的评价对象值称为“评价对象运算值”。并且，将可从由实测值获取部110获取的吊起状态实测值得到的评价对象值称为“评价对象实测值”。

图4是表示评价对象值的时刻变化的例子的说明图。该图中，曲线图的横轴表示时刻，纵轴表示评价对象值。并且，线L11表示各时刻的评价对象运算值，线L12表示各时刻的评价对象实测值。评价部124评价线L11所示的评价对象实测值与线L12所示的评价对象运算值之差D11的各时刻的差的大小(换言之，线L11与线L12之间的区域的面积大小)。

例如，评价部124在每个实测值采样时刻计算评价对象运算值与评价对象实测值之差的平方，向时间方向总计所得到的值来作为误差评价值。能够评价为，所得到的误差评价值越小，数值设定部122设定的值越接近实际值。由此，能够评价为，误差评价值越小，数值设定部122作为未知常数来设定的吊物的重心位置越接近实际的重心位置。

因此，评价部124根据所得到的误差评价值判定是重新设定变量的初始值或未知常数的值来重新执行变量值的运算、还是停止该处理而输出吊物的重心位置的计算结果。例如，当所得到的误差评价值大于预定的评价基准阈值时，评价部124决定为重新设定变量的初始值或未知常数的值来重新执行变量值的运算。另一方面，当所得到的误差评价值为预定的评价基准阈值以下时，评价部124决定停止该处理，并将由数值设定部122设定的最新的吊物重心位置作为吊物重心位置的计算结果来输出。

如此，在由变量值运算部123获取的变量值的评价结果满足预定条件时，评价部124将所设定的吊物的重心位置作为重心位置计算部120的计算结果。

但是，评价部124评价由变量值运算部123获取的变量的值的方法并不限于上述方法。例如，代替评价对象运算值与评价对象实测值之差的平方计算两者之差的绝对值等，能够应用评价对象运算值与评价对象实测值之差较小时作为高评价的各种评价方法等。

并且，评价部124对评价对象值也能够应用各种值。

例如，可由实测值获取部110获取吊起状态实测值，其中包含吊物的吊力的实测值，并且由评价部124将吊物的吊力作为评价对象值来计算误差评价值。即，可由评价部124根据可从由变量值运算部123获取的变量的值得到的吊物的吊力的计算值及由实测值获取部110获取的吊物的吊力的实测值，评价由变量值运算部123获取的变量的值。

在此，如上述，作为吊物的吊力，可应用在吊物吊点位置由绳索作用于吊物的力，也可应用在上述吊点位置由绳索支承物作用于绳索的力。例如，评价部124可根据公式(6)计算误差评价值J。

[数式6]

J＝Σ_jΣ_i{|f_i(j)|-f_im(j)}²    ···(6)

其中，f_i(j)表示在时刻j(从相当于数值设定部122的初始值设定的实测值采样时刻起第j个实测值采样时刻)由第i个绳索施加于吊物的力的运算值。并且，f_im(j)表示在时刻j由第i个绳索施加于吊物的力的实测值(张力计的测量值)。

尤其，已在吊物吊点位置或上部吊点位置设置有张力计时，通过将吊物的吊力作为评价对象值，无需设置新的传感器。在这一点上能够抑制增设传感器的成本。

或者，可由实测值获取部110获取吊起状态实测值，其中包含吊物姿势的实测值，并且由评价部124将吊物的倾斜度作为评价对象值来计算误差评价值。例如，评价部124根据公式(7)计算误差评价值J。

[数式7]

J＝Σ_j{θ_(j)-θ_m(j)}²    ···(7)

其中，θ_(j)表示在时刻j的吊物姿势的运算值。并且，θ_m(j)表示在时刻j的吊物姿势的实测值(例如，设置于吊物的倾斜度计的测量值)。

吊物的倾斜度不易受风的影响，因此通过将吊物的倾斜度作为评价对象值，重心位置检测装置100在风力比较强的情况下也能够以高精确度检测吊物的重心位置。

或者，可由实测值获取部110获取吊起状态实测值，其中包含吊物位置的实测值，并且由评价部124将吊物位置作为评价对象值来计算误差评价值。例如，评价部124根据公式(8)计算误差评价值J。

[数式8]

J＝Σ_j{p_c(j)-p_cm(j)}²    ···(8)

其中，p_c(j)表示在时刻j的吊物位置的运算值。并且，其中p_cm(j)表示在时刻j的吊物位置的实测值。

该方法中，由于进行误差评价的变量的个数较多，因此重心位置检测装置100能够以高精确度检测吊物的中心位置。

或者，可由评价部124对通过上述3个方法得到的误差评价值进行加权平均等，计算通过多个方法得到的误差评价值的加权平均或加权总计来进行评价。

在评价部124决定为重新设定变量的初始值或未知常数的值来重新执行变量值的运算时，首先由数值设定部122进行变量的初始值或未知常数的值的重新设定。如此，当评价部124的评价结果不满足预定条件时，数值设定部122重新设定吊物的运动模型中所包含的变量的初始值及未知常数的值。

此时，数值设定部122重新设定变量的初始值及未知常数的值，以使误差评价值变得更小。

在此，若由数值设定部122设定的变量的初始值或未知常数的值发生变化，则由评价部124计算的误差评价值J通常会发生变化。即，误差评价值J成为由数值设定部122设定的变量的初始值及未知常数的值的函数。因此，数值设定部122利用最佳方法决定要重新设定的变量的初始值及未知常数的值，以使误差评价值J变得更小。数值设定部122作为最佳方法能够应用例如滑落单纯形法、拟牛顿法、顺序二次规划法、遗传算法(Generic Algorithm；GA)或模拟退火法(Simulated Annealing；SA)等各种方法。

显示部130具有例如液晶面板或有机EL(Organic Electroluminescence)面板等显示画面，显示由重心位置计算部120计算出的吊物的重心位置。同时，可使显示部130显示吊物重量。

但是，重心位置检测装置100输出吊物的重心位置的方法并不限于视觉性显示吊物的重心位置的方法，能够应用各种方法。例如，重心位置检测装置100可具备扬声器，代替吊物的重心位置的视觉性显示或除了该视觉性显示之外还以语音输出吊物的重心位置。或者，重心位置检测装置100可向服务器装置或显示装置等其他设备输出表示吊物的重心位置的数据。

接着，参考图5对重心位置检测装置100的动作进行说明。

图5是表示重心位置检测装置100检测吊物的重心位置的处理的顺序的流程图。重心位置检测装置100例如根据指示检测吊物的重心位置的用户操作开始该图的处理。或者，可使重心位置检测装置100自动开始处理，如若吊物离开地面则重心位置检测装置100开始该图的处理等。

图5的处理中，首先由实测值获取部110获取预定时间量的吊起状态实测值(步骤S101)。例如，对于自吊物离开地面后10秒钟，实测值获取部110以10毫秒(ms)的采样周期获取上部吊点位置上的各绳索的张力、吊物位置、吊物姿势(横行方向上的吊物的倾斜度、行走方向上的吊物的倾斜度及围绕垂直轴的旋转角度)。

接着，预处理部121检测吊物重量(步骤S102)。例如，预处理部121根据刚离地后的各绳索吊起吊物的吊力的总计值计算吊物重量。或者，预处理部121可用根据卷扬马达的电压值或电流值计算吊物重量等其他方法检测吊物重量。

并且，预处理部121计算水平方向上的吊物的重心位置(步骤S103)。例如，预处理部121根据刚离地后的各绳索吊起吊物的吊力的平衡度计算水平方向上的吊物的重心位置。

接着，数值设定部122设定吊物的运动模型中所包含的变量的初始值或各种系数(包括未知系数)的值(步骤S104)。例如，数值设定部122设定在步骤S102中由预处理部121检测出的吊物荷载。并且，数值设定部122作为吊物惯性张量设定预定标准值。并且，数值设定部122作为吊物的重心位置，在水平方向上设定步骤S103中由预处理部121检测出的重心位置，在垂直方向上设定预定的标准重心位置。并且，数值设定部122根据离开地面时的绳索长度设定离开地面时的吊物位置，并将吊物的角度或速度或角速度设定为0。并且，数值设定部122将风参数设定为无风状态。

接着，变量值运算部123根据由数值设定部122设定的值，利用龙格-库塔法等解法求解吊物的运动模型，对于各个实测值采样时刻(步骤S101中由实测值获取部110获取的吊起状态实测值的采样时刻)，计算吊物位置或姿势(步骤S105)。

接着，评价部124进行由变量值运算部123计算出的变量值的评价(步骤S106)，根据评价结果判定变量值计算的停止条件是否成立(步骤S107)。例如，以上述方式计算误差评价值，且误差评价值在评价基准阈值以下时，评价部124判定为停止条件成立。

当判定为停止条件不成立时(步骤S107：否)，如上述，由数值设定部122重新设定运动模型中所包含的变量值或未知系数的值(步骤S111)。之后，回到步骤S105。

另一方面，当判定为停止条件成立时(步骤S107：是)，显示部130显示由重心位置计算部120计算出的吊物的重心位置(步骤S121)。之后，结束该图的处理。

如以上，实测值获取部110在至少包含所述吊物正在加速或减速或旋转的时刻的时间序列的数据中，获取表示吊物的吊起状态的数据的实测值。并且，重心位置计算部120将所述吊物的运动模型用作吊物的状态模型。

由此，即使在吊物不处于静定状态下，重心位置检测装置100也能够检测吊物的重心位置。由此，无需为了检测吊物的重心位置而中断装卸工作，例如在吊物摇晃时使小车静止来等待吊物成为静定状态等。在这一点上，重心位置检测装置100不会降低装卸效率就能够检测吊物的重心位置。

尤其，重心位置检测装置100不会降低装卸效率就能够检测吊物的高度方向的重心位置。

并且，数值设定部122设定吊物的运动模型中所包含的变量的初始值及未知常数的值。而且，变量值运算部123将由数值设定部122设定的值应用于运动模型，求出变量在由所述实测值获取部获取的表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值的测量时刻的值。而且，评价部124评价由变量值运算部123获取的变量的值，当评价部124的评价结果不满足预定条件时，数值设定部122重新设定吊物的运动模型中所包含的变量的初始值及未知常数的值。

如此，数值设定部122重新设定变量的初始值或未知常数的值，并且由变量值运算部123求出变量值，直至评价部124决定停止变量的运算，由此重心位置检测装置100能够以高精确度检测吊物的重心位置。

并且，评价部124以由实测值获取部110获取的吊起状态实测值的整个采样期间为对象而生成误差评价值。由此，在一部分吊起状态实测值中含有传感器噪声等噪声时，也能够降低该噪声的影响，重心位置检测装置100能够以高精确度检测吊物的重心位置。

并且，实测值获取部110获取吊起状态实测值，其中包含吊物的吊力实测值，评价部将吊物的吊力作为评价对象值而评价由变量值运算部123获取的变量的值。

由此，已在吊物吊点位置或上部吊点位置上设置有张力计时，通过将吊物的吊力作为评价对象值，无需设置新的传感器。在这一点上，能够抑制增设传感器的成本。

另外，在相对于集装箱等吊物主体的重量无法忽视吊箱架等吊具的重量时，例如可由重心位置计算部120计算吊物主体的重心位置或重量。

图6是表示吊物主体的重心位置及吊具的重心位置的例子的说明图。该图中，作为吊物主体的例子示出集装箱C11，作为吊具的例子示出吊箱架930。并且，p_g表示吊物800(整个吊物)的重心位置，p_sg表示吊箱架930的重心位置。并且，p_cg表示集装箱C11的重心位置。

在此，若以m_s表示吊箱架930的重量，以m_c表示集装箱C11的重量，则吊物800的重量m如公式(9)所示。

[数式9]

m＝m_s+m_c    ···(9)

若对公式(9)进行变形，则成为公式(10)。

[数式10]

m_c＝m-m_s    ···(10)

其中，重心位置计算部120利用公式(10)计算集装箱C11的重量。

并且，对于围绕基准点的力矩，公式(11)成立。

[数式11]

p_sgm_s+p_cgm_c＝p_gm    ···(11)

若对公式(11)进行变形，则成为公式(12)。

[数式12]

p_cg＝(p_gm-p_sgm_s)/(m-m_s)    ···(12)

其中，重心位置计算部120利用公式(12)计算集装箱C11的重心位置。

但是，并非一定要计算吊物主体的重量或重心位置。例如，在相对于吊物主体的重量可忽视吊具的重量时、或者在吊物主体与吊具不可分割地成一体化等在吊物主体与吊具呈一体的状态下搬送吊物时，重心位置计算部120不计算吊物主体的重量或重心位置。

另外，重心位置计算部120可应用2维空间中的吊物的运动模型。

图7是表示2维空间中的坐标设定的例子的说明图。该图中，沿小车的行走方向设定x坐标，沿垂直方向设定y坐标。另一方面，未设定小车的横行方向的坐标。例如，小车的横行量较少时等，横行方向的运动的影响较小时，重心位置计算部120可应用图7所示的2维空间中的吊物的运动模型来求出吊物的重心位置(尤其，吊物的高度方向的重心位置)。

由此，能够减少吊物的运动模型中所包含的变量的个数，并且变量值运算部123能够更简单地计算变量的值。

＜第3实施方式＞

第3实施方式中，对进一步具体化第1实施方式中说明的重心位置检测装置10的另一例子进行说明。

本实施方式中的重心位置检测装置的功能结构与图1所示的结构相同，以下参考图1进行说明。但是，本实施方式中，实测值获取部11在吊物的静定状态下获取吊起状态实测值。

尤其，实测值获取部11获取表示吊物的吊起状态的数据的实测值，其中包含吊物的旋转量(旋转角度)的实测值及吊物位置的实测值。

并且，重心位置计算部12将吊物的静态模型用作吊物的状态模型。

在此所说的吊物的静态模型为力学模拟处于静定状态的吊物的模型，相当于吊物的状态模型的一例。并且，吊物的静态模型不包含表示吊物的速度的变量或表示吊物的加速度的变量或表示吊物的角速度的变量或表示吊物的角加速度的变量中的任一个变量。

尤其，重心位置计算部12根据吊物的状态模型及由实测值获取部11获取的实测值，计算吊物的重心位置，其中，该吊物的状态模型包含表示吊物的旋转量、吊物中的被绳索吊起的部位的位置、绳索支承于绳索支承物的部位的位置及吊物的重心位置的变量。

在此，图8为表示重心位置计算部12所应用的在吊物的静态模型中设定的点的例子的说明图。

该图中，示出吊物800及绳索920。

并且，点FR1、FL1、AR1及AL1表示上部吊点位置。以上部吊点位置的中心位置为原点，沿小车的行走方向设定x坐标，沿横行方向设定y坐标，沿垂直方向设定z坐标。但是，坐标系的取得方法并不限于此，可采用各种坐标系。

上部吊点位置例如可通过用编码器检测吊臂位移来检测。

或者，没有机械式振止的吊臂开闭操作时，上部吊点位置成为固定值。

另外，以下，将上部吊点位置的坐标标记为FR1(x1FR，y1FR，z1FR)、FL1(x1FL，y1FL，z1FL)、AR1(x1AR，y1AR，z1AR)及AL1(x1AL，y1AL，z1AL)。

并且，点FR2、FL2、AR2及AL2表示吊物吊点位置的初始位置。在此，作为吊物吊点位置的初始位置应用位于上部吊点位置的正下方时的位置。吊物吊点位置的初始位置能够以几何方式根据绳索长度求出。

另外，以下将吊物吊点位置的初始位置的坐标标记为FR2(x2FR，y2FR，z2FR)、FL2(x2FL，y2FL，z2FL)、AR2(x2AR，y2AR，z2AR)及AL2(x2AL，y2AL，z2AL)。

并且，考虑到吊物从初始位置进行了移动的情况(吊物吊点位置从初始位置进行了移动的情况)，将FR2、FL2、AR2、AL2的移动后的吊物吊点位置分别设为FR5、FL5、AR5、AL5。以下，将移动后的吊物吊点位置的坐标标记为FR5(x5FR，y5FR，z5FR)、FL5(x5FL，y5FL，z5FL)、AR5(x5AR，y5AR，z5AR)及AL5(x5AL，y5AL，z5AL)。

并且，点O’表示移动后的吊物吊点的中心位置。并且，点G表示移动后的吊物的重心位置。另外，不同于第2实施方式的情况，第3实施方式中“’”为变量名的一部分，并不表示时间微分。

在此，对于吊物的移动，分为平行移动及围绕重心(围绕G)的旋转来考虑。

以下，将围绕重心的旋转量的x成分(横倾)标记为xs，将y成分(纵倾)标记为ys，将z成分(歪斜)标记为zs。横倾xs或纵倾ys例如可在吊箱架上分别在x坐标方向、y坐标方向设置倾斜度计来检测。并且，歪斜zs例如可用陀螺仪或振摆传感器检测。

另一方面，平行移动后的吊物吊点位置为未知。即，能够以平行移动与旋转混合的形态测定吊物的移动，但是很难仅测定其中的平行移动成分。以下，将从FR2平行移动后的吊物吊点位置的坐标标记为FR3(x3FR，y3FR，z3FR)。同样地，将从FL2平行移动后的吊物吊点位置的坐标标记为FL3(x3FL，y3FL，z3FL)。并且，将从AR2平行移动后的吊物吊点位置的坐标标记为AR3(x3AR，y3AR，z3AR)。并且，将从AL2平行移动后的吊物吊点位置的坐标标记为AL3(x3AL，y3AL，z3AL)。

并且，吊物的重心位置相对于吊物吊点的中心位置的偏心量为未知。以下，将吊物的重心位置相对于吊物吊点的中心位置的偏心量的x坐标成分标记为dx，将y坐标成分标记为dy，将z坐标成分标记为dz。

在此，吊物吊点中心位置的初始位置(xh0，yh0，zh0)利用吊物吊点位置的初始位置，如公式(13)所示。

[数式13]

$\left.\begin{array}{c}\mathrm{xh}0=\frac{x2\mathrm{FR}+x2\mathrm{FL}+x2\mathrm{AR}+x2\mathrm{AL}}{4}\\ \mathrm{yh}0=\frac{y2\mathrm{FR}+y2\mathrm{FL}+y2\mathrm{AR}+y2\mathrm{AL}}{4}\\ \mathrm{zh}0=\frac{z2\mathrm{FR}+z2\mathrm{FL}+z2\mathrm{AR}+z2\mathrm{AL}}{4}\end{array}\right\}...\left(13\right)$

并且，吊物的平行移动量表示为平行移动后的吊物吊点中心位置与吊物吊点中心位置的初始位置的差量，将其加在吊物吊点位置的初始位置的位置成为平行移动后的吊物吊点位置。由此，从吊物吊点位置的初始位置FR2进行了平行移动的吊物吊点位置FR3(x3FR，y3FR，z3FR)，如公式(14)所示。

[数式14]

$\left.\begin{array}{c}x3\mathrm{FR}=x2\mathrm{FR}+(\mathrm{xh}1-\mathrm{xh}0)\\ y3\mathrm{FR}=y2\mathrm{FR}+(\mathrm{yh}1-\mathrm{yh}0)\\ z3\mathrm{FR}=z2\mathrm{FR}+(\mathrm{zh}1-\mathrm{zh}0)\end{array}\right\}...\left(14\right)$

对于从吊物吊点位置的初始位置FL2、AR2、AL2进行了平行移动的吊物吊点位置FL3(x3FL，y3FL，z3FL)，AR3(x3AR，y3AR，z3AR)，AL3(x3AL，y3AL，z3AL)，也相同。

并且，平行移动后的吊物重心位置(xg，yg，zg)，如公式(15)所示。

[数式15]

$\left.\begin{array}{c}\mathrm{xg}=\mathrm{xh}1+\mathrm{dx}\\ \mathrm{yg}=\mathrm{yh}1+\mathrm{dy}\\ \mathrm{zg}=\mathrm{zh}1+\mathrm{dz}\end{array}\right\}...\left(15\right)$

其中，(xh1，yh1，zh1)表示移动后的吊物吊点中心位置O’的坐标。

并且，通过从平行移动后的吊物吊点位置的坐标减去平行移动后的吊物重心位置的坐标，能够将平行移动后的吊物吊点位置的坐标转换为以平行移动后的吊物重心位置作为原点的坐标系中的坐标。由此，转换平行移动后的吊物吊点位置FR3的坐标系的坐标FR4(x4FR，y4FR，z4FR)，如公式(16)所示。

[数式16]

$\left.\begin{array}{c}x4\mathrm{FR}=x3\mathrm{FR}-\mathrm{xg}\\ y4\mathrm{FR}=y3\mathrm{FR}-\mathrm{yg}\\ z4\mathrm{FR}=z3\mathrm{FR}-\mathrm{zg}\end{array}\right\}...\left(16\right)$

对于转换平行移动后的吊物吊点位置FL3的坐标系的坐标FL4(x4FL，y4FL，z4FL)、转换平行移动后的吊物吊点位置的AR3的坐标系的坐标AR4(x4AR，y4AR，z4AR)、转换平行移动后的吊物吊点位置AL3的坐标系的坐标AL4(x4AL，y4AL，z4AL)，也相同。

并且，移动后的吊物吊点位置FR5(x5FR，y5FR，z5FR)作为坐标FR4(x4FR，y4FR，z4FR)与围绕重心的旋转量xs、ys、zs及平行移动后的吊物重心位置(xg，yg，zg)的函数，如公式(17)所示。

[数式17]

$\left.\begin{array}{c}x5\mathrm{FR}=\mathrm{fxfr}1(x4\mathrm{FR},y4\mathrm{FR},z4\mathrm{FR},\mathrm{xs},\mathrm{ys},\mathrm{zs},\mathrm{xg})\\ y5\mathrm{FR}=\mathrm{fyfr}1(x4\mathrm{FR},y4\mathrm{FR},z4\mathrm{FR},\mathrm{xs},\mathrm{ys},\mathrm{zs},\mathrm{yg})\\ z5\mathrm{FR}=\mathrm{fzfr}1(x4\mathrm{FR},y4\mathrm{FR},z4\mathrm{FR},\mathrm{xs},\mathrm{ys},\mathrm{zs},\mathrm{zg})\end{array}\right\}...\left(17\right)$

其中，fxfr1、fyfr1、fzfr1均表示函数。

对于移动后的吊物吊点位置FL5(x5FL，y5FL，z5FL)、AR5(x5AR，y5AR，z5AR)、AL5(x5AL，y5AL，z5AL)，也相同。

并且，移动后的吊物吊点中心位置O’(xh5，yh5，zh5)根据移动后的吊物吊点位置，如公式(18)所示。

[数式18]

$\left.\begin{array}{c}\mathrm{xh}5=\frac{x5\mathrm{FR}+x5\mathrm{FL}+x5\mathrm{AR}+x5\mathrm{AL}}{4}\\ \mathrm{yh}5=\frac{y5\mathrm{FR}+y5\mathrm{FL}+y5\mathrm{AR}+y5\mathrm{AL}}{4}\\ \mathrm{zh}5=\frac{z5\mathrm{FR}+z5\mathrm{FL}+z5\mathrm{AR}+z5\mathrm{AL}}{4}\end{array}\right\}...\left(18\right)$

并且，连结上部吊点位置FR1与吊物吊点位置FR5的绳索的绳索长度rope_FR，如公式(19)所示。

[数式19]

$\mathrm{rope}\_\mathrm{FR}=\sqrt{{(x1\mathrm{FR}-x5\mathrm{FR})}^2+{(y1\mathrm{FR}-y5\mathrm{FR})}^2+{(z1\mathrm{FR}-z5\mathrm{FR})}^2}...\left(19\right)$

对于连结上部吊点位置FL1与吊物吊点位置FL5的绳索的绳索长度rope_FL、连结上部吊点位置AR1与吊物吊点位置AR5的绳索的绳索长度rope_AR、连结上部吊点位置AL1与吊物吊点位置AL5的绳索的绳索长度rope_AL，也相同。

并且，连结上部吊点位置FR1与吊物吊点位置FR5的绳索的张力tens_FR，如公式(20)所示。

[数式20]

$\mathrm{tens}\_\mathrm{FR}=\frac{\mathrm{rope}\_\mathrm{FR}-\mathrm{rope}\_l}{\mathrm{rope}\_l\·\mathrm{rope}\_y\·\mathrm{rope}\_a}...\left(20\right)$

其中，rope_l表示绳索的自然长度。并且，rope_y表示绳索的杨氏模量。并且，rope_a表示绳索的截面积。并且，“·”表示内积。

对于连结上部吊点位置FL1与吊物吊点位置FL5的绳索的张力tens_FL、连结上部吊点位置AR1与吊物吊点位置AR5的绳索的张力tens_AR、连结上部吊点位置AL1与吊物吊点位置AL5的绳索的张力tens_AL，也相同。

在此，根据公式(13)～(17)等中示出的关系，能够将公式(18)变形为吊物吊点位置的初始位置FR2、FL2、AR2、AL2的各坐标、移动后的吊物吊点中心位置的坐标xh1、yh1及zh1、吊物重心位置的偏心量dx、dy及dz、吊物的旋转量xs、ys及zs的3个方程式。能够检测吊物吊点位置的初始位置FR2、FL2、AR2、AL2的各坐标、吊物的旋转量xs、ys及zs，因此可对于移动后的吊物吊点中心位置的坐标xh1、yh1及zh1、吊物重心位置的偏心量dx、dy及dz这6个未知值得到3个方程式。

并且，对于公式(20)，能够利用公式(19)消去rope_FR，进而根据公式(13)～(17)等中示出的关系，变形为绳索张力tens_FR、绳索的自然长度rope_l、杨氏模量rope_y、绳索的截面积rope_a、上部吊点位置FR1的坐标、吊物吊点位置的初始位置FR2、FL2、AR2、AL2的各坐标、移动后的吊物吊点中心位置的坐标xh1、yh1及zh1、吊物重心位置的偏心量dx、dy及dz、吊物的旋转量xs、ys及zs的方程式。

由于可检测绳索的自然长度rope_l、杨氏模量rope_y、绳索的截面积rope_a、上部吊点位置FR1的坐标、吊物吊点位置的初期位置FR2、FL2、AR2、AL2的各坐标、吊物的旋转量xs、ys及zs，因此可对于移动后的吊物吊点中心位置的坐标xh1、yh1及zh1、吊物重心位置的偏心量dx、dy及dz这6个未知的值得到3个方程式。

对于其他绳索也同样能够得到方程式，因此可从4根绳索得到4个方程式。

如此，可对于移动后的吊物吊点中心位置的坐标xh1、yh1及zh1、吊物重心位置的偏心量dx、dy及dz这6个未知的值得到7个方程式。

不过，这7个方程式不是独立的，如上述，通过仅在一个状态下获取表示吊物的吊起状态的数据，无法确定吊物的重心的高度。

因此，实测值获取部11在不同的2个状态下获取各实测值。由此，重心位置计算部12可得到14个方程式。这14个方程式并不是独立的，但是重心位置计算部12能够通过解方程式来求出6个未知的值，即移动后的吊物吊点重心位置的坐标xh1、yh1及zh1、吊物重心位置的偏心量dx、dy及dz。尤其，重心位置计算部12能够计算表示吊物的重心位置的偏心量dx、dy及dz，并能够求出吊物的重心位置。

另外，重心位置检测装置10作为吊物的重心位置的检测结果的输出方法能够应用各种方法。例如，重心位置检测装置10可具备显示部，从而视觉显示吊物的重心位置的检测结果。或者，重心位置检测装置10可具备扬声器，代替视觉显示吊物的重心位置的检测结果或者除了视觉显示之外，还以语音输进行输出。或者，重心位置检测装置10可向服务器装置或显示装置等其他设备输出吊物重心位置的检测结果。

另外，实测值获取部11可在3个以上的不同状态下获取吊起状态实测值。由此，重心位置计算部能够根据更多的数据计算吊物的重心位置，通过取基于最小平方法的平均值等，即使当在一部分吊起状态实测值中包含传感器噪声等噪声时，也能够降低该噪声的影响。由此，重心位置检测装置10能够以高精确度检测吊物的重心位置。

并且，实测值获取部11可反复获取相同的吊起状态实测值。例如，实测值获取部11可仅反复获取吊物的旋转量与吊物吊点中心位置。

并且，通过事先在状态模型中作为未知参数还包含杨氏模量等固定参数，能够对应经年劣化。

另外，对于倾斜度计等传感器的偏移误差，例如在重心位于集装箱中心的基准集装箱计测并校正。或者，可将集装箱载置于底盘上之后，在只有吊箱架返回海侧时检测重心，获取平均值作为偏移误差，并从搬送集装箱时的重心位置的检测值去除。

如以上，实测值获取部11在吊物的静定状态下获取吊起状态实测值。例如，实测值获取部11获取吊起状态实测值，其中包含吊物的旋转量的实测值及吊物位置的实测值。

并且，重心位置计算部12将吊物的静态模型用作吊物的状态模型。例如，重心位置计算部12根据包含表示吊物的旋转量、吊物位置、吊物的重心位置的变量的吊物的状态模型及由实测值获取部11获取的实测值，计算吊物的重心位置。

由此，重心位置计算部12无需解微分方程式就能够计算吊物的重心位置。在这一点上，重心位置计算部12能够以简单的处理计算吊物的重心位置。

尤其，重心位置计算部12能够计算高度方向的吊物的重心位置。

另外，重心位置计算部12所应用的吊物的状态模型不限于上述模型，能够应用各种状态模型。此时，实测值获取部11获取与状态模型相应的吊起状态实测值。

例如，当实测值获取部11应用测压元件(load cell)检测吊物重量时，无需追加设备，在这一点上能够以低成本检测吊物荷载。并且，当实测值获取部11应用应变仪检测吊物重量时，也无需追加设备，在这一点上能够以低成本检测吊物荷载。或者，实测值获取部11可根据卷扬力矩检测吊物荷载。

并且，当实测值获取部11利用卷绕编码器检测卷绕滚筒的转速，并根据所得到的转速求出绳索的自然长度时，无需追加设备，在这一点上能够以低成本检测绳索的自然长度。并且，该方法中，可以以比较高的精确度检测绳索的自然长度。

并且，当实测值获取部11利用编码器检测使上部吊点位置移动的气缸的位移，并根据所得到的气缸的位移检测上部吊点位置时，无需追加设备，在这一点上能够以低成本检测上部吊点位置。

并且，当实测值获取部11利用设置于吊箱架的倾斜度计检测吊物的旋转量(纵倾)时，能够比较以低成本检测吊物的旋转量(纵倾)。同样的，当实测值获取部11利用设置于吊箱架的倾斜度计来检测吊物的旋转量(横倾)时，能够比较以低成本检测吊物的旋转量(横倾)。

并且，当实测值获取部11利用陀螺仪检测吊物的旋转量(歪斜)时，能够比较以低成本检测吊物的旋转量(歪斜)。另一方面，实测值获取部11利用振摆传感器检测吊物的旋转量(歪斜)时，能够以更高的精确度检测吊物的旋转量(歪斜)。

并且，当实测值获取部11利用振摆传感器检测吊物的水平方向的移动位移时，能够以更高的精确度检测移动位移。或者，当实测值获取部11利用加速度计检测吊物的加速度，并通过获取二阶积分来检测吊物的水平方向的移动位移时，能够以比较低的成本检测吊物的水平方向的移动位移。并且，当实测值获取部11根据横行马达力矩检测吊物的水平方向的移动位移时，无需追加设备，在这一点上能够以低成本检测吊物的水平方向的移动位移。

并且，当实测值获取部11利用卷绕编码器检测卷绕滚筒的转速，并根据所得到的转速检测垂直方向的吊物的移动位移时，无需追加设备，在这一点上能够以低成本检测吊物的垂直方向的移动位移。或者，可由实测值获取部11利用激光距离计检测垂直方向的吊物的移动位移。

并且，当实测值获取部11利用测压元件检测卷绕绳索的张力时，无需追加设备，在这一点上能够以低成本检测卷绕绳索的张力。或者，可由实测值获取部11利用应变仪检测卷绕绳索的张力。

另外，可将用于实现重心位置检测装置10或100的各部分的所有或一部分功能的程序存储于可由计算机读取的存储介质中，将存储于该存储介质中的程序读入计算机系统中并执行，由此执行各部分的处理。另外，在此所说的“计算机系统”包含OS或外围设备等硬件。

并且，若为利用WWW系统的情况，则“计算机程序”还包含网页提供环境(或者显示环境)。

并且，“可由计算机读取的存储介质”是指柔性磁盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。而且，“可由计算机读取的存储介质”包括如经由因特网等网络或电话线路等通信线路发送程序时的通信线路那样在短时间内动态保持程序的存储介质及如成为此时的服务器或客户端的计算机系统内部的非易失性存储器那样将程序保持一定时间的存储介质。并且，上述程序可以是用于实现前述功能的一部分的程序，也可以是能够与已存储在计算机系统中的程序组合来实现前述功能的程序。

以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体结构并不限于该实施方式，还包括不脱离该发明宗旨的范围的设计变更等。

产业上的可利用性

本发明涉及一种重心位置检测装置，其为求出被绳索吊起的吊物的重心位置的重心位置检测装置，其具备：实测值获取部，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的所述状态下获取的实测值；及重心位置计算部，根据作为未知常数至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的状态模型及由所述实测值获取部获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

根据本发明，能够更准确地求出高度方向的重心位置。

符号说明

10、100-重心位置检测装置

11、110-实测值获取部

12、120-重心位置计算部

121-预处理部

122-数值设定部

123-变量值运算部

124-评价部

125-重新设定部

130-显示部。

Claims (8)

1.一种重心位置检测装置，其求出被绳索吊起的吊物的重心位置，其具备：

实测值获取部，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的所述状态下获取的实测值；及

重心位置计算部，根据作为未知常数至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的状态模型及由所述实测值获取部获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

2.根据权利要求1所述的重心位置检测装置，其中，

所述实测值获取部在至少包含所述吊物正在加速或减速或旋转的时刻的时间序列数据中，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，

所述重心位置计算部将所述吊物的运动模型用作所述吊物的状态模型。

3.根据权利要求2所述的重心位置检测装置，其中，

所述重心位置计算部具备：

数值设定部，设定所述吊物的运动模型中所包含的变量的初始值及未知常数的值；

变量值运算部，将由所述数值设定部设定的值应用于所述运动模型，求出所述变量在由所述实测值获取部获取的表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值的测量时刻的值；及

评价部，对由所述变量值运算部获取的所述变量的值进行评价，当评价结果满足预定条件时，将已设定的所述吊物的重心位置作为所述重心位置计算部的计算结果，

当所述评价部的评价结果不满足所述预定条件时，所述数值设定部重新设定所述吊物的运动模型中所包含的变量的初始值及未知常数的值。

4.根据权利要求3所述的重心位置检测装置，其中，

所述实测值获取部获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，其中包含所述吊物的吊力的实测值，

所述评价部根据从由所述变量值运算部获取的所述变量值得到的所述吊物的吊力的计算值及由所述实测值获取部获取的所述吊物的吊力的实测值，对由所述变量值运算部获取的所述变量值进行评价。

5.根据权利要求1所述的重心位置检测装置，其中，

所述实测值获取部在可忽视所述吊物的加速度及角加速度的状态下获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，

所述重心位置计算部将所述吊物的静态模型用作所述吊物的状态模型。

6.根据权利要求5所述的重心位置检测装置，其中，

所述实测值获取部获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，其中包含所述吊物的旋转量的实测值及所述吊物的位置的实测值，

所述重心位置计算部根据包含表示所述吊物的旋转量、所述吊物的位置及所述吊物的重心位置的变量的所述吊物的状态模型及由所述实测值获取部获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

7.一种重心位置检测装置的重心位置检测方法，其求出被绳索吊起的吊物的重心位置，其具备：

实测值获取步骤，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的所述状态下获取的实测值；及

重心位置计算步骤，根据作为未知常数至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的状态模型及在所述实测值获取步骤中获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。

8.一种程序，其用于在作为求出被绳索吊起的吊物的重心位置的重心位置检测装置的计算机中执行如下步骤：

实测值获取步骤，获取表示所述吊物的吊起状态的数据的实测值，该实测值为至少在2个不同的所述状态下获取的实测值；及

重心位置计算步骤，根据作为未知常数至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的状态模型及在所述实测值获取步骤中获取的实测值，计算所述吊物的重心位置。