JP4163289B2

JP4163289B2 - 振れ検出装置の校正方法

Info

Publication number: JP4163289B2
Application number: JP18275698A
Authority: JP
Inventors: 淳二山上; 寿袋井; 康雄酒井
Original assignee: 石川島運搬機械株式会社
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2018-06-29
Also published as: JP2000016757A

Description

【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９−２５７４７５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と共に、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ことを特徴とする。
【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。
【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Ｌ_CS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１１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１１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１２とマーカ１１との距離Ｌ_CS）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Ｌ_CS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

Claims

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と共に、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ことを特徴とする振れ検出装置の校正方法。
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。
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。