JP2593499B2 - クレーンの位置検出並びに制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】

本発明は、クレーンの位置検出並びに制御装置に係
り、特に、吊具を用いてパレツト上から荷を吊り上げ、
あるいは、該パレツト上に荷を積み降すため、前記吊具
の位置を目標位置に位置決めするクレーンの位置検出並
びに制御装置に関する。

【従来の技術】

従来から、コイル等の鉄鋼製品を載置するヤードにお
いては、省力化の要請からクレーンを自動運転すること
により該ヤード内の所定位置にコイル等の鉄鋼製品を搬
入、載置、搬出するようにしている。 一般に、クレーンを自動運転するに際しては、まず、
該クレーンの走行台車（ガーダともいう）に設けられた
位置検出器でクレーンの走行位置（例えばＸ方向位置）
を検出し、該クレーンの横行台車（クラブとも称する）
に設けられた位置検出器で横行位置（例えばＹ方向位
置）を検出し、クレーンの位置制御装置に入力する。こ
の場合、クレーンの現在位置はクレーンのヤード上の座
標（以下、ヤードアドレスという）で示せば（Ｘ、Ｙ）
となる。 次いで、前記ヤード内の鉄鋼製品を載置するための目
標位置を表わす基準位置（ヤードアドレス上の座標は
（X₀、Y₀）と表わされる）を前記位置制御装置に指令す
る。そして、位置検出器で検出されたクレーンの現在位
置（Ｘ、Ｙ）及び前記基準位置（X₀、Y₀）の座標を比較
して、それら座標間の偏差を求め、この偏差信号から、
この偏差がなくなるようにクレーンを走行及び横行制御
して位置決めするようにしていた。 なお、上記従来の如くクレーン等の移動機器を位置決
め制御する技術に関し、特開昭59−53389でクレーンの
ガーダの停止位置自動制御装置が、特開昭61−235395で
クレーンの走行位置決め方法が、特開昭61−132387でコ
イルヤードにおけるコイル重ね置き防止装置等が提案さ
れている。 前記従来の如くクレーンを自動運転する際に、ヤード
内に整然と配列された荷降ろし位置あるいは載置位置に
対しては、それらの位置が基準位置に一致しているた
め、クレーンを精度良く位置決めできる。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、縦横の位置ずれが生ずるのを避けられ
ない輸送車（例えば指定位置に正確に停められないトラ
ツクやトレーラ等の車両）からの荷吊りや荷降ろしを行
う際には、前記従来のクレーンの自動運転のように基準
位置を指令してクレーンを位置制御するのみでは対応で
きず、微妙な位置合せが必要となるため、操作者による
クレーンの位置決め運転が不可欠であり自動化が図れな
いという問題があつた。 なお、特開昭62−138702で開示されたクレーンの吊荷
中心位置の検出方法を用いて、クレーン上にテレビカメ
ラを設け、該カメラで荷を含むパレツトを撮像して、こ
の際に作成された撮像信号から吊荷中心を検出すること
が考えられる。しかしながら、この方法においては、例
えば鉄板のように吊荷形状が一定（投影面積の分布比重
が一定）でなければ、吊荷中心を特定することが難し
く、良好な位置決め精度が得られない。又、荷吊りのみ
に有効であり、荷降しに用いることができない。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたも
ので、荷を載置するためのパレツト上の目標位置にクレ
ーンの吊具の位置を精度良く一致させて位置決めし、ク
レーンの自動運転を円滑化させることができるクレーン
位置検出並びに制御装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、吊具を用いてパレツト上から荷を吊り上
げ、あるいは、該パレツト上に荷を積み降すため、前記
吊具の位置を目標位置に位置決めするクレーンの位置検
出並びに制御装置であつて、前記パレツト上の所定位置
に、前記吊具の位置決めの目標となる所定のパターンの
ターゲツトが設けられていると共に、該ターゲツトのパ
ターン並びにパレツト上から荷を吊り上げあるいはパレ
ツト上に荷を積み降ろそうとする位置と吊具が一致する
ときのターゲツトの位置である基準位置を記憶する基準
位置記憶手段と、前記ターゲツトを含むパレツト上の被
撮像面を撮像して映像信号を作成するための前記クレー
ンに設けられている撮像手段と、該撮像手段に所望の感
度が得られるように該撮像手段で受光する光量を調整す
るための光量調整手段と、作成された映像信号を２値化
処理して画像信号を作成する画像信号作成手段と、作成
された画像信号と記憶されたターゲツトのパターンを比
較して該画像信号中から前記ターゲツトを識別するター
ゲツト識別手段と、識別したターゲツトの画像信号中に
おける位置と前記ターゲツトの基準位置との偏差を求
め、画像信号中のターゲツトが基準位置に合うように前
記クレーンを移動させて前記吊具の位置決めを行うため
の吊具位置決め手段とを備えることにより、前記目的を
達成したものである。

【作用】

本発明においては、クレーンの位置検出並びに制御装
置において、荷を載置するためのパレツト上の所定位置
に、前記吊具の位置決めの目標となる所定のパターンの
ターゲツトを設けると共に、該ターゲツトのパターン並
びにパレツト上から荷を吊り上げあるいはパレツト上に
荷を積み降ろそうとする位置と吊具が一致するときのタ
ーゲツトの位置である基準位置を記憶し、クレーンに設
けられた撮像手段で該ターゲツトを含むパレツト上の被
撮像面を撮像して映像信号を作成し、撮像の際に、前記
撮像手段に所望の感度が得られるように、該撮像手段で
受光する光量を調整し、作成された映像信号を２値化処
理して画像信号を作成し、作成された画像信号と記憶さ
れたターゲツトのパターンを比較して、該画像信号中か
ら前記ターゲツトを識別し、識別したターゲツトの画像
信号中における位置と前記ターゲツトの基準位置との偏
差を求め、画像信号中のターゲツトが基準位置に合うよ
うに前記クレーンを移動させて前記吊具の位置を目標位
置に位置決めする。 従つて、前記パレツト上の荷を吊り上げあるいは積み
降ろす際に、例えばパレツトを荷の吊り上げ及び積み降
ろし両用とする場合は、荷でかくれないよう、パレツト
上の荷と所定偏差を有する位置にターゲツトを設け、該
ターゲツトを撮像して作成した画像信号に基づき、該所
定偏差を考慮して吊具を位置決めすれば、該吊具中心を
荷の中心に一致させて吊り上げることができる。 又、荷をパレツト上に積み降ろすのみの場合は、例え
ば積み降ろし個所の中心に形成されたターゲツトの画像
信号に基づき、前記吊具中心を該ターゲツト中心に位置
決めして荷を積み降ろせる。 よつて、該パレツト上の目標位置に精度良くクレーン
の吊具を位置決めさせて、該パレツト上からの荷の吊り
上げ及び積み降ろしの自動運転が可能となる。従つて、
操作者による位置決めが不要となり、作業能率が向上す
る。 又、ヤード内に整然と配列された荷のみならず、例え
ばトラツクやトレーラ上のパレツトに積載されたコイル
も、クレーンにより自動的に荷の積み降ろしができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 この実施例は、第１図に示されるような、クレーン10
の横行台車（クラブ）12に設けられている、荷、例えば
コイルを吊り上げるための吊具14の位置を、パレツト16
上の所定位置に位置決めするクレーンの位置検出並びに
制御装置である。 前記クレーン10は、その上部を前記横行台車12が横行
し、該横行台車12と直角方向に走行レール18上を走行す
るようになつている走行台車（ガーダ）20を有してい
る。 前記パレツト16上には、前記吊具14の位置決めの目標
となるターゲツト22が、例えば第１図及び第２図に示さ
れるように設置されている。 このターゲツト22は、識別を容易とするため、その形
状と配色に特別の工夫を行つて設置することが必要であ
る。 従つて、実施例では、第２図に示されるように、パレ
ツト16の谷部16Bに白色を地色として塗装すると共に、
黒色の塗装によりターゲツト22を谷部16上に形成してい
る。又、同じく谷部16Bを白色に塗装し、前記ターゲツ
ト22は、該谷部16Bに底部のある所定深さの穴、あるい
は貫通孔を設けることにより、パレツト16上に形成する
ことができる。なお、第２図ではパレツト16がトレーラ
23上に載置されている状態を示している。 前記のような黒色又は穴あるいは貫通孔からなるター
ゲツト22は、該ターゲツト22以外の谷部16Bの部分との
コントラストを得ることが必要であるため、後記テレビ
カメラ26の映像レベルとしては、照明光の反射光を受け
るターゲツト以外の部分が明情報とすると、ターゲツト
は極力暗情報にあることが望ましい。 従つて、ターゲツトが黒色に塗装されている場合に
は、この黒色部分での艶反射がないことが条件とされ
る。例えば鋼板等が黒色に塗装されている場合等には照
明光を反射するときがあり、従つて、黒色の塗装は吸光
性の黒色であることが必要である。なお、荷をパレツト
16に載置した際に、荷、例えばコイルが当接する該パレ
ツト16の斜面部16Aは塗装しないものとする。この場
合、荷が谷部16Bに当接して、前記塗装された谷部16Bと
ターゲツトの22を汚損せず、且つ削り落さずに荷を支持
できるように、パレツト16の斜面部16Aが形成されてい
る。 又、ターゲツト22が穴又は貫通孔で形成されている場
合、後記照明装置24で照明光を照射しテレビカメラ26で
撮像する際に、ターゲツトへの照明光が穴又は貫通孔内
で乱反射してテレビカメラ26に至らず、ターゲツト22を
確認できるようになる。 但し、ターゲツト22が底部のある穴で構成されている
場合においては、該穴の底面の反射光によりテレビカメ
ラ26が明情報を得ない条件であることが必要である。即
ち、ターゲツト22の情報を極力暗情報とするために、穴
底面に照明光が当らないように穴を形成することが必要
である。 上記のようにターゲツト22を穴あるいは貫通孔で形成
すれば、谷部16Bに荷が当接しても、前記塗装によりタ
ーゲツトを形成したのとは異なり、塗装されたターゲツ
ト22が削り落されて、そのパターンが変化することがな
いため、パレツト16の保守点検に要する手間が省け、省
力化できる。 なお、前記ターゲツト22は、塗装により、あるいは穴
等で形成する場合を問わず、実施例では直径100mmの円
形のものとしている。又、該ターゲツト22の谷部16Bへ
の形成位置については、荷の積み降ろし専用パレツトの
場合、コイル等が置かれる谷部16Bにターゲツト22を設
けてもよいが、荷の積み降ろしのみならず吊り上げにも
用いるときのパレツト16の場合、ターゲツト22の位置
は、テレビカメラ26でターゲツト22を撮像する際、荷に
よつて邪魔されないように選ぶ必要がある。 又、実施例に係る位置検出並びに制御装置には、前記
横行台車12から前記ターゲツト22が載置されたパレツト
16上のターゲツト22を含む近傍に照明光SLを照射するた
めの照明装置24と、該照明光SLが照射されたターゲツト
22近傍を撮像するためのテレビカメラ26（特許請求の範
囲の「撮像手段」に対応）と、該テレビカメラ26の映像
信号から前記吊具14の位置ずれを演算するための演算装
置28とが備えられる。 前記照明装置24には、強い平滑光（照射方向断面の光
強度が一定の光）を照射することのできる照明装置を用
いることができ、このようにすれば、ターゲツト22をパ
レツト16の谷部16Bの地肌面から容易に識別することが
できる。即ち、照明光の反射光を撮像するテレビカメラ
26の映像信号は、反射光強度によつて、その映像レベル
が左右される。一般に、照明による照明強度パターンは
紡錘形の強度パターンを有しており、これによる反射光
強度も紡錘形の映像レベルパターンを生ずる傾向があ
る。しかるに、このような映像レベルパターンにおいて
は、映像信号の情報が一定でなく、ターゲツト識別が非
常に難しくなる。従つて、照射する照明光は、外部光よ
り強く且つ照明強度パターンが平滑な照明が必要条件と
される。但し、ターゲツト識別上問題とならなければ、
平滑光以外の光を照明に用いることができる。 前記テレビカメラ26は、前記照明光を照射して生じた
パレツト16からの反射光を受光し、この反射光による光
信号を光電変換素子（例えば電荷結合素子;CCD）で電気
信号の映像信号に変換するものである。 通常、テレビカメラの認識限度は光電変換素子の分解
能又は解像度で表わされる。実施例に係るテレビカメラ
26は、光電変換素子320×244bitに対して、撮像視野が
約1,010×770mmに設定されているため、1bit当りの分解
能は3mm²bitとなる。従つて、実施例の直径100mmのター
ゲツト22については、約33bitの光電変換素子のbitパタ
ーンでターゲツト識別をさせている。又、一般的に、パ
ターン識別は、10bit以上の情報が最小必要と考えるた
め、実施例の場合には、30mm相当のターゲツトについて
識別が可能と考えられる。 ところで、上記の如きテレビカメラ26に固定絞りレン
ズを使用した場合には、入射光量を調整できず、カメラ
の入射光量大のとき、撮像感度過飽和となり、前記光電
変換素子の撮像情報は全体的に明情報となり、ターゲツ
ト22からの情報が隠れてしまう。一方、前記入射光量が
小のときは、撮像感度不足となり、光電変換素子の撮像
情報が全般的に暗情報となり、前記ターゲツト22からの
情報が隠れてしまう。 しかるに、コイル等のヤードを備えた工場の照度は、
昼夜によつて変化しており、且つ、補助照明を併用した
としても、照明光量の減衰等の影響で前記テレビカメラ
26への入射光量が常に最適感度の状態を維持することは
不可能である。 従つて、ターゲツト22からの情報を得るためには、一
定の光量範囲において常に一定の最適感度で撮像可能な
光量が得られる光量調整装置が、前記テレビカメラ26に
は不可欠である。 よつて、前記テレビカメラ26には、前記光量調整装置
として、第３図に示されるように、自動絞りレンズ29
（特許請求の範囲の「光量調整手段」に対応）が設けら
れている。この自動絞りレンズ29は、光軸に設けられた
絞りを開閉して光量を制御する自動絞り機構30と、テレ
ビカメラ26で撮像した明暗情報を、その光電変換素子で
変換して作成する電気信号（以下、映像信号という）の
平均レベルが一定値となるように、前記自動絞り機構30
により絞りをフイードバツク制御する絞り制御部32とを
備えている。 前記テレビカメラ26で作成された映像信号は、前記演
算装置28中の２値変換部34（特許請求の範囲の「画像信
号作成手段」に対応）に入力される。 この２値変換部34は、入力された映像信号を１、０の
２値信号に変換（２値化処理）して（この変換した２値
信号を、以下、画像信号という）、バツフアメモリ36に
入力する。 このバツフアメモリ36は、変換された２値信号の一画
面分の画像信号を記憶しておく。この場合、一画面上の
１ドツト（１画素）がメモリの1bitに対応している。実
施例の場合、前記バツフアメモリには縦480bit、横520b
itのメモリを用いている。前記テレビカメラの視野が横
方向で800mmであるため、1bit当り800/512＝1.5（mm/bi
t）の分解能を有している。又、テレビカメラ26の光電
変換素子自体の分解能が前記のように3mm²/bitであるた
め、光電変換素子の1bitに対して、このバツフアメモリ
36の2bitを対応させて、変換後の画像信号を記憶してい
る。 前記演算装置28内には、又、パターン特徴判定部38
（特許請求の範囲「ターゲツト識別手段」に対応）が設
けられている。このパターン特徴判定部38は、前記バツ
フアメモリ36に記憶された画像信号の中からターゲツト
22と同じパターンの図形を検索していく部分である。こ
の検索についての詳細は後述するが、画面の左上から右
下に向つて順次行うようにしている。 前記演算装置28内には、又、前記パターン特徴判定部
38で検索されターゲツトが識別された場合に、まず、該
ターゲツト22の中心座標のヤードアドレス（X₁、Y₁）を
算出し、次いで、予め記憶されている、パレツト上から
荷を吊り上げあるいはパレツト上に荷を積み降ろそうと
する位置と吊具14が一致するときのターゲツト22の位置
である基準位置の座標（X₀、Y₀）との偏差（ΔＸ、Δ
Ｙ）を算出して出力するアドレス判定部40（特許請求の
範囲の「基準位置記憶手段」及び「吊具位置決め手段」
の一部に対応）が設けられている。 算出された偏差（ΔＸ、ΔＹ）は、ターゲツト22が荷
の中心に一致して設けられている場合は、そのままの値
が、又、一致して設けられていない場合は、ターゲツト
22の中心と荷の中心との離れている距離量を加減して補
正された上で、インターフエイス42を介して、クレーン
10の作動を制御するためのクレーン制御装置44（特許請
求の範囲の「吊具位置決め手段」の残部に対応）に入力
されると共に、該インターフエイス42を介してCRT等の
表示手段45に入力され、その値が表示される。なお、前
記インターフエイス42を介して、この位置検出並びに制
御装置のターゲツト22に対する計測を開始する計測開始
信号が外部から入力されるようになつている。 前記クレーン制御装置44には、第１図及び第４図に示
されるように、横行台車12及び走行台車20にそれぞれ設
けられた、それらの各位置を検出するための位置検出器
46A、46Bから出力される位置検出信号が入力される。前
記クレーン制御装置44は、それら位置検出信号と前記偏
差信号に基づき横行台車12及び走行台車20の移動を制御
するため、駆動装置48A、48Bに駆動信号を入力する。該
駆動装置48A、48Bは、入力された駆動信号により走行を
停止させるブレーキ50A、50Bを開放して各駆動モータ52
A、52Bに駆動電力を供給し、横行台車12及び走行台車20
を各々駆動させるようになつている。 前記位置検出器46A、46Bにはレバゾルを用いることが
できる。 以下、実施例の作用を説明する。 ヤード上のパレツト16上から荷を吊り上げる。あるい
は該パレツト16に荷を積み降ろす際には、まず、ライン
全体の運転指令を出すためのホストコンピユータ等の指
令により、クレーン10を起動させて、予め記憶されてい
る、パレツト16から荷を吊り上げよう、あるいはパレツ
ト16上に荷を積み降ろそうとする位置と吊具14が一致す
るときのターゲツト22の位置である基準位置（X₀、Y₀）
（テレビカメラ26の視野中心）まで移動させる。この基
準位置（X₀、Y₀）はクレーン10の移動やパレツト16の設
置位置によつて変化する値ではなく、ヤードに対する絶
対値である。なお、クレーン10の移動後、基準位置とタ
ーゲツト22との位置が一致していない場合が多いが、テ
レビカメラ26の視野中にターゲツト22が入つている必要
がある。 前記のようにして移動するクレーン10のヤードアドレ
ス（Ｘ、Ｙ）は、該クレーン10の横行及び走行位置検出
用の位置検出器46A、46Bで刻々検出される。このように
してクレーン10は、ヤードアドレス（Ｘ、Ｙ）が検出さ
れながら移動し、検出されたヤードアドレス（Ｘ、Ｙ）
が前記基準位置（X₀、Y₀）に一致したら、そこで一旦停
止する。この場合、パレツト16上のターゲツト22のヤー
ドアドレス（X₁、Y₁）は、該パレツト16がトラツクやト
レーラ等でヤード上に搬入されているため、前記基準位
置（X₀、Y₀）に通常は一致しておらず、前記ヤードアド
レス（X₁、Y₁）と基準位置（X₀、Y₀）の間には（X₁−
X₀、Y₁−Y₀）となる偏差（ΔＸ、ΔＹ）が存在してい
る。 この実施例にかかるクレーン10において、クレーン制
御装置44は、この偏差（ΔＸ、ΔＹ）がなくなるように
各駆動装置48A、48Bでクレーン10の横行、走行制御をし
て、該クレーン10の吊具14の位置をパレツト16上のター
ゲツト22あるいはターゲツトから一定距離離れた位置に
対応する所定の位置に位置決めさせるようにする。 次に、前記ターゲツト22のヤードアドレス（X₁、Y₁）
を検出する手順について説明する。 即ち、ターゲツト22のヤードアドレス（X₁、Y₁）の検
出は、外部からの計測開始信号により開始する。検出を
開始すると、まず、照明装置24からパレツト16上に照明
光SLを第１図、第３図又は第４図に示されるように照射
する。これにより、前記パレツト16上のターゲツト22の
近傍が明るくなる。 そして、このターゲツト22の近傍をテレビカメラ26で
撮像し、この撮像により作成された映像信号を演算装置
28に入力する。この演算装置28で処理され、２値信号に
変換された画像信号は、例えば第５図に示されるような
ものとなる。図には、画像信号中における基準位置
（X₀、Y₀）、ターゲツト22のヤードアドレス（X₁、Y₁）
の位置の例を示す。なお、このようにテレビカメラ26で
撮像している際には、撮像条件が最適になるように自動
絞りレンズ29の自動絞り機構30及び絞り制御部32でテレ
ビカメラ26の絞りを制御している。 通常、テレビカメラ26の光電変換素子の特性やパレツ
トの汚れ具合に応じて撮像感度のばらつきがあり、この
ばらつきを補償して最適感度に至らせるための前記自動
絞りレンズ29の動作時間は、全閉から全開までの間、第
６図に示すように約１秒間要する。従つて、クレーンが
停止し、計測開始信号が入力されてから最適感度になる
までの自動絞りレンズ29の動作にも所定時間を要する。
このため、ターゲツト22を検索するため必要となるデー
タを演算装置28に取込む時期は、前記テレビカメラ26で
撮像される映像が最も鮮明なときにする必要がある。 撮像条件が最適か否かは、映像信号の平均レベルによ
り判定する。この平均レベルによる判定は、一画面中の
映像信号の積分平均が映像信号の最大値に対して50〜70
％に入る場合に最適な感度が得られていると判定するも
のである。 なお、撮像条件の判定方法は、他に映像信号のピーク
レベルによる判定がある。このピークレベル判定は、映
像信号のピーク値と判定の基準となる設定値を比較して
撮像条件を判定するものである。 前記のように映像信号を各設定値と比較し、該設定値
に適合する条件を満すまで、前記自動絞りレンズ29の自
動絞り機構30に制御信号を出す。この制御信号によつ
て、前記自動絞り機構30は絞りを閉から開あるいは開か
ら閉に動作させる。 なお、この場合、明暗の強弱、いわゆるコントラスト
の強い被写体（撮像対象）は映像信号のピークレベルに
より、該コントラストの弱い被写体（撮像対象）は映像
信号の平均レベルにより、絞り操作するのが好ましい。 ところで、第７図に示されるような、パレツト16上の
ターゲツト22近傍を上述のようにテレビカメラ26で撮像
して映像信号を作成し、それを演算装置28に入力する。
この演算装置28においては、まず、この入力された映像
信号を２値化処理して画像信号を作成する。この２値化
処理は、２値変換部34で次のようにして行われる。 即ち、入力された映像信号の各部信号レベルが所定値
の閾値（スレツシユホールドレベル）以上が否かを判定
する。例えば第７図中の符号V1で示す破線部分に対応す
る映像信号レベルは、第８図に示されるもので、閾値
は、図中符号SHLで示されるものとなり、前記判定を行
う際には、図に示されるように、閾値以上の信号のみに
着目する。なお、前記第７図に示したパレツト16は、タ
ーゲツト12を一定寸法の円形穴とし、ターゲツト周囲で
積み荷のコイルが接触しない部分、即ちパレツト谷部16
Bを白色に塗装している。そして、パレツト16のコイル
が接触する。第２図に示す斜面部16Aは塗装していな
い。このパレツト16を撮像した映像信号が第８図に示さ
れるものとなる。 図のように、上記パレツト16の谷部16Bのみ白く塗装
することによつて、映像信号の白レベルパターンは、ほ
とんどこの谷部16Bの信号となり、その他のパレツト斜
面部16Aからの信号レベルは、撮像される光量の少ない
状態になる。通常、前記斜面部16Aには、コイルの油分
等の付着により汚れが様々なパターンで印されており、
ターゲツト22の誤認等の要因となる場合が多いが、上記
の如くパレツト谷部16Bを白色に塗り分けているため、
相対的な感度差によつて該谷部16Bが強調され、斜面部1
6Aからの情報が消去される傾向となる。従つて、パレツ
ト谷部16Bとターゲツト22の映像信号の関係から該ター
ゲツト22を容易に識別することができる。特に、一画面
中の全面積に対してパレツト谷部16Bの占める面積の相
対比が1/6以上となれば、前記谷部16Bを容易に認識で
き、ひいては前記ターゲツト22の認識が容易となる。な
お、映像信号は、パレツト16の反射状況により、多くの
ノイズ情報を含んでいるが、第８図においては、省略し
ている。 次いで、第８図の映像信号において、閾値以上の信号
レベルの高い個所を１とし、該閾値より信号レベルの低
い個所を０として、第９図に示されるような２値信号
（本発明では画像信号）を作成する。一般に、このよう
にしてあらゆる種類の映像信号から２値信号を作成する
処理技術が、２値変換と称されている。この２値変換に
より、映像信号上に含まれる不要な映像情報を整理する
ことができる。 以上のようにして作成された画像信号は、バツフアメ
モリ36に、例えば第10図（Ａ）に示されるような２値画
像として入力され記憶される。このバツフアメモリ36
は、２値化処理された１画面分の画像信号全体を、１、
０の信号の集合で記憶する。このバツフアメモリ36中に
は、例えば同図（Ｂ）に詳細に示されるように区割りさ
れた各部に１、０の信号が記憶される。実施例の場合、
このバツフアメモリ36には、縦480bit、横512bitのメモ
リを用いている。バツフアメモリ36は、テレビカメラ26
で撮像される映像が最も鮮明なときの自動絞り動作タイ
ミングで、一画面分の画像信号を記憶する。 次いで、パターン特徴判定部38において、前記バツフ
アメモリ36に記憶されている前記画像信号を読み出し、
読み出した画像信号の中からターゲツト22を検索する。
この読み出しの際には、一画面分の画像信号を、外部か
ら入力される計測開始信号が入力されてから前記偏差
（ΔＸ、ΔＹ）出力までの所定時間の間（実施例の場合
で略0.8sec）保留して静止画とし、パターン特徴判定部
38は、この静止画を読み出してターゲツト22を識別すべ
く検索する。 このようにしてパターン特徴判定部38に読み出される
静止された画像信号の例を第11図に示す。この図におい
ては、ターゲツト22が直径100mmの円形の穴である。 上記の検索は、第12図に示されるように、画面の左上
隅から検索（サーチ）を開始し、右下に向つて順次行
う。このようにして検索して、予め記憶されたターゲツ
ト22と同じパターンの画像信号があるか否かを識別し、
ターゲツト22を見出し、その位置を次のようにして確定
する。 即ち、実施例におけるテレビカメラ26の視野は、横方
向が約800mmのものであるため、1bit当り800/512＝1.5
（mm/bit）の分解能を有している。ここで、ターゲツト
22は直径100mmの円形であるため、100/1.5＝67（bit）
の走査方向bit数を有することとなる。そこで、パター
ン特徴判定部38においては、まず、第13図の符号i1で示
すように、横方向に67bitを有している位置を走査によ
り確定する。次いで、上記横方向の走査で確定された位
置に対して、図中符号i2で示されるように、縦方向に67
bitを有している位置を走査により確定する。このよう
にした走査の結果から、前記ターゲツト22の中心は、上
記i1からi2で行つた走査による交差アドレスとして求め
る。なお、図中符号i3で示す斜め方向の走査を行うこと
によつて、より精度の高い検索結果を求めることもでき
る。 上記のようにして前記パターン特徴判定部38では、予
め記憶されたターゲツト22のパターンを基に検索するた
め、例えば第14図（Ａ）図に示されるように、ターゲツ
ト22周辺に白色塗装を施したパレツト16については、そ
の画像信号の画面が第14図（Ｂ）に示されるようにな
り、疑似パターン54が画像信号上に表われず問題がな
い。なお、第15図（Ａ）に示されるように、ターゲツト
22周辺に白色塗装を施さない場合については、前記疑似
パターン54が、同図（Ｂ）に示されるように画像信号中
に表われるが、前記ターゲツト22の形状パターンを記憶
し、その形状パターンにより比較判定しているため、前
記疑似パターン54の有無に拘わらず前記ターゲツト22を
見出すこともできる。 次いで、見出されたターゲツト22の中心座標のアドレ
ス（X₁、Y₁）と基準位置（X₀、Y₀）との偏差（ΔＸ、Δ
Ｙ）をアドレス判定部40で算出する。この場合、前記偏
差（ΔＸ、ΔＹ）は、画像信号上に第５図及び第16図の
ように表わされる。 算出された偏差（ΔＸ、ΔＹ）は、ターゲツト22の中
心と荷の中心が一致している場合は、そのままの値で、
又、一致していない場合は、それらの離れている距離を
加減して補正した上で、インターフエイス42を介して前
記クレーン制御装置44に入力される。 該クレーン制御装置44は、入力された偏差（ΔＸ、Δ
Ｙ）を解消するように、第５図及び第16図に示されるよ
うな画像信号中において、ターゲツト22の中心座標が基
準位置に合うように前記偏差（ΔＸ、ΔＹ）を補正量と
して、クレーン10の横行、走行用の駆動装置48A、48Bを
制御することにより、ブレーキ50A、50Bを開放させ、駆
動モータ52A、52Bを駆動して、吊具14中心と荷の中心位
置とを一致させて位置決めを行なう。このように位置決
めのため移動している際には、クレーンの移動中のヤー
ドアドレス（Ｘ、Ｙ）を時事刻々表示手段45で表示する
ようにしてもよい。 なお、前記実施例においては、ターゲツトの所定のパ
ターンとして、直径の定まつた円を例示したが、ターゲ
ツトの形状は、これに限定されるものではなく、検索の
容易性を考慮して種々の形状を選択することができる。
例えば他の簡単な三角形や四角形等の図形、あるいは、
識別容易な記号又は標章を用いることができる。 又、前記実施例においては、横行台車12上に照明装置
24を搭載し、照明光を照射していたが、ターゲツト22近
傍に映像信号を作成可能な程度に照射できる照明装置が
あれば、照明装置を横行台車12上へ設ける必要はない。
例えばクレーン10とは独立してヤード上に前記照明装置
を設けるようにしてもよい。又、光量調整装置により光
量を調整して、照明装置以外からの光（例えば自然光）
で映像信号を作成可能であれば、前記照明装置は用いる
必要がなくなる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、位置ずれのある
パレツト上の荷の吊り上げ、あるいは積み降ろし位置に
精度良く吊具を位置決めできるため、操作者の微妙な位
置合せを要することなく、自動的にクレーンを位置決め
することができる。従つて、撮像手段がターゲツト像を
その視野中に含む位置にクレーンを移動させ、あるいは
位置させれば、荷吊り又は荷降ろし位置の補正を自動的
にできるため、クレーンを自動運転する際の設定位置の
プリセツト誤差が許容される。又、荷吊り又は荷降ろし
位置が更に不正確となる台車やトラツクやトレーラ上等
の場合には、これらの誤差も許容されることとなり、自
動的に行う迅速な位置決め制御の効果がより増大する。 即ち、クレーン等を、荷吊り又は荷降ろし位置の全範
囲に対し、正確に位置決めを行うことができるため、玉
掛けや荷降ろしの確実性が増し、荷役作業の安全性及び
能率が著しく改善できる等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るクレーンの位置検出並
びに制御装置の構成を示す、一部斜視図を含む正面図、 第２図は、前記実施例に係る、ターゲツトが付されたパ
レツトを示す要部斜視図、 第３図は、前記実施例のテレビカメラ及び演算装置の構
成を示す、一部斜視図を含むブロツク線図、 第４図は、同じく、クレーンの位置検出並びに制御系の
全体構成を示すブロツク線図、 第５図は、同じく、作成された画像信号の例を示す平面
図、 第６図は、同じく、前記テレビカメラの絞りの立上り特
性を示す線図、 第７図は、同じく、撮像されるパレツト上のターゲツト
を示す平面図、及び、 同平面図のV₁−V₁線に沿うターゲツト近傍の断面図、 第８図は、同じく、前記パレツトを撮像した映像信号の
信号レベルに対する閾値の関係を示す線図、 第９図は、同じく、前記映像信号を２値変換した信号の
例を示す線図、 第10図は、同じく、前記２値変換後の画像信号をバツフ
アメモリに記憶した状態の例を示す平面図及び線図、 第11図は、同じく、画像信号の例を示す平面図、 第12図は、同じく、画像信号の検索手順の例を示す平面
図、 第13図は、同じく、ターゲツト近傍の詳細な検索状態を
示す線図、 第14図（Ａ）及び第15図（Ａ）は、前記実施例で作成さ
れる画像信号の例を示す平面図、 第14図（Ｂ）及び第15図（Ｂ）は、前記画面の映像信号
レベルを示す線図、第16図は、ターゲツトの中心位置と
基準位置のずれを示す平面図である。 10……クレーン、 12……横行台車、 14……吊具、 16……パレツト、 20……走行台車、 22……ターゲツト、 24……照明装置、 SL……照明光、 26……テレビカメラ、 28……演算装置、 29……自動絞りレンズ、 30……自動絞り機構、 32……絞り制御部、 34……２値変換部、 36……バツフアメモリ、 38……パターン特徴判定部、 40……アドレス判定部、 44……クレーン制御装置、 46A、46B……位置検出器、 48A、48B……駆動装置、 52A、52B……駆動モータ、 （Ｘ、Ｙ）……現在のヤードアドレス、 （X₁、Y₁）……ターゲツトの中心アドレス、 （X₀、Y₀）……基準位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相川 文秀 兵庫県加古郡播磨町新島１番地 川鉄鉄 構工業株式会社内 (72)発明者 入江 康文 兵庫県加古郡播磨町新島１番地 川鉄鉄 構工業株式会社内 (72)発明者 中馬 順夫 兵庫県加古郡播磨町新島１番地 川鉄鉄 構工業株式会社内 (72)発明者 西尾 正巳 香川県高松市林町1217番地 株式会社ヒ ユーテツク内 (56)参考文献 特開 昭62−46893（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−35482（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吊具を用いてパレツト上から荷を吊り上
   げ、あるいは、該パレツト上に荷を積み降すため、前記
   吊具の位置を目標位置に位置決めするクレーンの位置検
   出並びに制御装置であつて、 前記パレツト上の所定位置に、前記吊具の位置決めの目
   標となる所定のパターンのターゲツトが設けられている
   と共に、 該ターゲツトのパターン並びにパレツト上から荷を吊り
   上げあるいはパレツト上に荷を積み降ろそうとする位置
   と吊具が一致するときのターゲツトの位置である基準位
   置を記憶する基準位置記憶手段と、 前記ターゲツトを含むパレツト上の被撮像面を撮像して
   映像信号を作成するための前記クレーンに設けられてい
   る撮像手段と、 該撮像手段に所望の感度が得られるように該撮像手段で
   受光する光量を調整するための光量調整手段と、 作成された映像信号を２値化処理して画像信号を作成す
   る画像信号作成手段と、 作成された画像信号と記憶されたターゲツトのパターン
   を比較して該画像信号中から前記ターゲツトを識別する
   ターゲツト識別手段と、 識別したターゲツトの画像信号中における位置と前記タ
   ーゲツトの基準位置との偏差を求め、画像信号中のター
   ゲツトが基準位置に合うように前記クレーンを移動させ
   て前記吊具の位置決めを行うための吊具位置決め手段
   と、 を備えたことを特徴とするクレーンの位置検出並びに制
   御装置。