JP2000016757A - 振れ検出装置の校正方法 - Google Patents

振れ検出装置の校正方法

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JP2000016757A JP10182756A JP18275698A JP2000016757A JP 2000016757 A JP2000016757 A JP 2000016757A JP 10182756 A JP10182756 A JP 10182756A JP 18275698 A JP18275698 A JP 18275698A JP 2000016757 A JP2000016757 A JP 2000016757A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吊荷の重量が大きい場合でも正確にスプレッ
ダの振れ角を検出できる振れ検出装置の校正方法を提供
する。 【解決手段】 トロリ５に設けたカメラ１２で撮影され
たスプレッダ７上のマーカ１１を画像処理装置１４によ
り検出し、そのスプレッダ７の振れ角を検出する振れ検
出装置において、スプレッダ７にコンテナ等の吊荷６を
吊った状態でトロリ５をブーム４に沿って移動させたと
きの各トロリ５位置におけるスプレッダ７の振れがない
状態でのマーカ１１の中心位置Ｓを求めておき、これを
運用時のスプレッダ７の振れ角検出の校正データとして
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンテナクレーン
等のスプレッダの振れ角を検出する振れ検出装置の校正
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、コンテナクレーンは、コンテナ
等の吊荷を吊り上げるスプレッダ（吊具）がトロリから
ロープ類で吊り下げられているので、荷役作業時にトロ
リが移動する際にスプレッダが振れてしまう。このスプ
レッダが振れてしまうと荷役位置に吊荷を正確に積み降
ろし搬送ができなくなるため、コンテナクレーンによる
荷役作業の効率化を図るには、この振れ角を正確かつ高
速に検出し、その検出値をもとにスプレッダの振れ止め
を制御することが重要になる。
【０００３】従来、スプレッダの振れ角を検出するもの
として、特開平８−１２２６０号公報や特開平９−２５
７４７５号公報に示すような振れ検出装置がある。この
振れ検出装置は、ブームに沿って移動するトロリに固定
されたカメラで、スプレッダに設けられたマーカを撮影
し、その撮影した画像から画像処理装置でマーカ位置を
検出して、スプレッダのカメラに対する振れ量を求めて
スプレッダの振れ角を検出するものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンテナク
レーンのブームには吊荷の重量のため、若干のたわみが
発生するが、特に、コンテナ等の吊荷の重量が大きい場
合には、そのたわみ量が大きくなる。これによって、カ
メラはトロリと共に傾いてしまい、カメラの光軸とマー
カの中心位置とでズレが発生してしまう。そのため、正
確にスプレッダの振れ角が検出できず、スプレッダの十
分な振れ止性能を得ることができなくなるという問題が
あった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、吊荷の重量が大
きい場合でも正確にスプレッダの振れ角を検出できる振
れ検出装置の校正方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、トロリに設けたカメラで撮影されたスプレ
ッダ上のマーカを画像処理装置により検出し、そのスプ
レッダの振れ角を検出する振れ検出装置において、スプ
レッダにコンテナ等の吊荷を吊った状態でトロリをブー
ムに沿って移動させたときの各トロリ位置におけるスプ
レッダの振れがない状態でのマーカの中心位置を求めて
おき、これを運用時のスプレッダの振れ角検出の校正デ
ータとして用いる方法である。
【０００７】これによれば、各トロリ位置における振れ
がない状態でのマーカの中心位置を計測して、その位置
からのコンテナクレーンの運用時のマーカの中心位置を
算出でき、これを振れがない状態でのスプレッダ中心位
置とし、スプレッダの振れ角を、正確に検出することが
できる。
【０００８】そして、上記スプレッダにコンテナ等の吊
荷を吊った状態で上記トロリをブームに沿って移動させ
たときの各トロリ位置におけるブームのたわみの影響を
受けた上記カメラのスプレッダの振れがない状態でのマ
ーカの中心位置を画像処理装置により予め計測してお
き、これを上記カメラの振れ検出用の基準位置とした方
法が好ましい。
【０００９】また、上記スプレッダの振れがない状態で
のマーカ中心位置を、ブームのたわみデータから求めた
上記カメラの光軸のズレ量から求める方法でもよい。
【００１０】さらに、上記カメラのスプレッダの振れが
ない状態でのマーカの中心位置を、上記トロリが位置す
る複数の所定位置において上記スプレッダの上限点と下
限点とで求めておき、これら各点の間におけるカメラの
スプレッダの振れがない状態でのマーカの中心位置を、
上記データから補間計算により求める方法が好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面を用いて詳述する。
【００１２】図１は本発明が適用されるコンテナクレー
ンを示した概略図、図２はコンテナクレーンを示した全
体図である。
【００１３】まず、図２によりコンテナクレーンの概略
から説明する。
【００１４】図示するように、このコンテナクレーン１
には、岸壁２に沿って移動する走行体３が設けられ、こ
の走行体３の上部には、海側に向かって延出したブーム
４が設けられている。このブーム４には、これに沿って
移動するトロリ５が設けられている。このトロリ５の下
側には、コンテナ等の吊荷６を吊るすためのスプレッダ
（吊具）７が設けられている。
【００１５】スプレッダ７はロープ８を介してトロリ５
に吊り下げられており、トロリ５には、ロープ８を巻い
てスプレッダ７を昇降させるための昇降手段（図示せ
ず）が設けられている。また、ブーム４には、トロリ５
をブーム４に沿った方向（図１中矢印ｈにて示す）に案
内するためのレール９（図１参照）が配設されている。
【００１６】すなわち、コンテナクレーン１は、トロリ
５をレール９に沿って移動して、搬送する吊荷６の上方
にスプレッダ７を搬送した後、ロープ８を巻き下ろして
スプレッダ７と吊荷６とを固定し、ロープ８を巻き上
げ、トロリ５を移動して吊荷６を所望の荷役位置に搬送
するようになっている。
【００１７】次に、図１により振れ検出装置の構成につ
いて説明する。
【００１８】振れ検出装置は、ターゲットとなるマーカ
１１と、そのマーカ１１を撮影するＣＣＤカメラ等のカ
メラ１２と、このカメラ１２と接続された画像処理装置
１４とで構成されている。
【００１９】マーカ１１は、スプレッダ７の上面の中心
部に模様、例えばその中心部から放射状に広がった模様
（図示せず）が描かれて成っている。
【００２０】カメラ１２は、マーカ１１の鉛直方向上方
の位置でトロリ５の下面に固定されており、トロリ５の
水平時にはマーカ１１の中心位置がカメラ１２のほぼ視
野中央にくるように配置されている。
【００２１】画像処理装置１４には、カメラ１２で撮影
したマーカ１１を含む画像が入力され、その画像よりマ
ーカ１１を検出すると共に、スプレッダ７の振れがない
状態での位置からの振れ量を求めて、スプレッダ７の振
れ角を算出するようになっている。画像処理装置１４に
より求めた振れ角は、振止制御装置１５に入力され、こ
の振止制御装置１５により、トロリ５の移動速度を制御
して、スプレッダ７の振れ止めを行うようになってい
る。
【００２２】この画像処理装置１４には、後述の校正デ
ータが入力されており、振れ量検出の際に、カメラ１２
のスプレッダ７の振れがない状態でのマーカ１１の中心
位置Ｓを校正してマーカ１１の振れ量を検出するように
なっている。
【００２３】次に、運用時のスプレッダ７の振れ角を正
確に検出するための校正データの求め方を説明する。
【００２４】まず、スプレッダ７に吊荷６を吊った状態
でトロリ５をブーム４に沿って移動させ、所定位置で停
止させる。
【００２５】図３（ａ）は、吊荷６の荷重でブーム４が
たわみ、それに応じてトロリ５が傾斜した状態を示して
いる。この場合、カメラ１２の光軸Ｏは傾斜するが、ロ
ープ８は鉛直に保たれるため、光軸Ｏとマーカ１１の中
心位置Ｓとはずれた状態となる。そこで、図３（ｂ）に
示すようにその位置でスプレッダ７の振れが無くなった
状態での、マーカ１１の中心位置Ｓを、カメラ１２の振
れ検出用の基準位置として計測する。
【００２６】このマーカ１１の中心位置Ｓの計測は、ト
ロリ５が同じ位置での、スプレッダの吊り高さの上限点
と下限点とでそれぞれ行う。そして、この上下２点での
計測が終了したなら、トロリ５を次の所定位置に移動さ
せ、順次、計測を行っていく。
【００２７】このように計測されたマーカ１１の中心位
置Ｓと、カメラ１２とマーカ１１との距離ＬCSとから、
鉛直線に対するカメラ１２の各位置のマーカ中心位置を
補間計算によって算出する。
【００２８】なお、トロリ５の上記所定位置は、ブーム
４と走行体３との接合点や梁の位置等であるブーム４の
支持点を基準に等間隔で分割して決定される。この間隔
は、構造計算によるブーム４のたわみ曲線において、た
わみ曲線が略直線的に繋がる程度の距離とされる。
【００２９】図４は、ブームの根本ピンからブーム先端
まで、４０トンのコンテナを吊ってトロリ５を移動させ
たときの、停止した各所定位置Ａ〜Ｍにおける実際のブ
ーム４の沈み量からカメラ１２の傾き角を表したもので
ある。この傾き角から各位置でのスプレッダ７の振れが
無くなった状態でのマーカ１１の中心位置Ｓを求めるよ
うにしてもよい。
【００３０】上述のように各所定位置で計測されたカメ
ラ１２のマーカ１１の中心位置Ｓは、画像処理装置１４
に校正データとして予め入力されており、各位置間の校
正データ（スプレッダ７の振れがない状態でのマーカ１
１の中心位置）は補間計算により求められるようになっ
ている。
【００３１】次に、本発明に係る振れ検出装置によるス
プレッダ７の振れ量の検出手順及び校正方法に沿って、
作用を説明する。
【００３２】図３において、二点鎖線でスプレッダ７が
振れた例を示す。
【００３３】実際のコンテナクレーン１の運用時に、ま
ず、荷役作業をする位置でのトロリ５の位置を画像処理
装置１４に入力する。そして、その位置の両側の計測さ
れている校正データから補間計算を行い、その位置のス
プレッダ７の振れがない状態でのマーカ１１の中心位置
Ｓを求める。例えば、トロリ５がＦ位置とＧ位置の間に
位置する場合、カメラ１２のスプレッダ７の振れがない
状態でのマーカ１１の中心位置Ｓは、Ｆ位置でのスプレ
ッダ７の振れがない状態でのマーカ１１の中心位置Ｓと
Ｇ位置でのスプレッダ７の振れがない状態でのマーカ１
１の中心位置Ｓとの間で、Ｆ位置とＧ位置との距離の比
から求められる。
【００３４】次に、スプレッダ７の吊り高さ（カメラ１
２とマーカ１１との距離ＬCS）を入力して、その距離Ｌ
CSと、スプレッダ７の上限点と下限点との距離との比か
ら補間計算を行い、スプレッダ７の振れがない状態での
マーカ１１の中心位置Ｓを求める。この求めた中心位置
Ｓが、現在のトロリ位置、カメラ１２とマーカ１１との
距離ＬCSでのスプレッダ７の振れがない状態でのマーカ
１１の中心位置Ｓである。
【００３５】そして、算出されたスプレッダ７の振れが
ない状態でのマーカ１１の中心位置Ｓと振れが生じたマ
ーカ１１の中心位置Ｓ´との振れ量Ｌ１を計測する。
【００３６】このように、画像処理装置１４で、その両
側の位置の校正データより補間計算を行い、各位置での
カメラ１２のスプレッダ７の振れがない状態でのマーカ
１１の中心位置Ｓを算出することによって、校正データ
を全ての位置で計測しておく必要が無く、校正データの
計測時間を短縮できる。また、トロリ５の位置及びスプ
レッダ７の位置がどの場所であっても、正確な振れ量検
出が可能となる。
【００３７】そして、この検出された振れ量から、振れ
角速度を算出し、振止制御装置１５によってトロリ５の
移動速度を制御してスプレッダ７の振れをなくすことが
でき、荷役作業の効率化が図られる。
【００３８】なお、上記実施の形態においては、カメラ
１２の個数は１個であるが、これに限られるものではな
く、カメラ１２が複数個ある場合でも、本発明は適用可
能である。
【００３９】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、吊荷の重
量が大きい場合でも正確にスプレッダの振れ角を検出で
きるという優れた効果を発揮する。
【００４０】また、本発明は、校正データを全ての位置
で計測しておく必要が無く、校正データの計測時間を短
縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振れ検出装置の概略図である。
【図２】コンテナクレーンを示した全体図である。
【図３】カメラのズレ量とスプレッダの振れ量との関係
を示した図である。
【図４】ブームのたわみ量と傾き角を示した図である。
【符号の説明】
４ ブーム ５ トロリ ６ 吊荷 ７ スプレッダ １１ マーカ １２ カメラ １４ 画像処理装置 Ｓ （マーカの）中心位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 康雄 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 Ｆターム(参考） 2F065 AA09 BB27 CC00 EE00 FF01 FF04 JJ03 JJ26 QQ31 3F004 AG04 EA24 ZZ00 3F204 AA03 BA04 CA07 DA02 DA08 GA04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トロリに設けたカメラで撮影されたスプ
    レッダ上のマーカを画像処理装置により検出し、そのス
    プレッダの振れ角を検出する振れ検出装置において、ス
    プレッダにコンテナ等の吊荷を吊った状態でトロリをブ
    ームに沿って移動させたときの各トロリ位置におけるス
    プレッダの振れがない状態でのマーカの中心位置を求め
    ておき、これを運用時のスプレッダの振れ角検出の校正
    データとして用いることを特徴とする振れ検出装置の校
    正方法。
  2. 【請求項２】 上記スプレッダにコンテナ等の吊荷を吊
    った状態で上記トロリをブームに沿って移動させたとき
    の各トロリ位置におけるブームのたわみの影響を受けた
    上記カメラのスプレッダの振れがない状態でのマーカの
    中心位置を画像処理装置により予め計測しておき、これ
    を上記カメラの振れ検出用の基準位置とした請求項１記
    載の振れ検出装置の校正方法。
  3. 【請求項３】 上記スプレッダの振れがない状態でのマ
    ーカ中心位置を、ブームのたわみデータから求めた上記
    カメラの光軸のズレ量から求める請求項１記載の振れ検
    出装置の校正方法。
  4. 【請求項４】 上記カメラのスプレッダの振れがない状
    態でのマーカの中心位置を、上記トロリが位置する複数
    の所定位置において上記スプレッダの上限点と下限点と
    で求めておき、これら各点の間におけるカメラのスプレ
    ッダの振れがない状態でのマーカの中心位置を、上記デ
    ータから補間計算により求める請求項１から３いずれか
    に記載の振れ検出装置の校正方法。
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