JP5370797B2 - クレーンの位置検出システム - Google Patents

Description

【発明の属する技術分野】
本発明はクレーンの移動体の位置検出システムに関し、特に屋内、屋外を問わず設置でき、天候の影響も受けず、精度が高くコストの低いクレーンの位置検出システムに関するものである。

【従来の技術】
従来、クレーンの位置検出システムとしては、レーザー距離計を用いる方法、誘導無線を用いる方法、移動体の車輪にパルス発信機を取り付けてこれを計数する方法等が知られている。ところがレーザー距離計を用いるものは、太陽光の影響、天候の影響を受け易く屋外での使用は不可能であり、誘導無線を用いるものは誘導線の敷設工事が大がかりとなって工事費用がかさむという問題があり、クレーンの車輪にパルス発信機を取り付けるものでは車輪のスリップにより位置が正確に検出できないという問題があった。また、移動体の移動範囲の延長に対して容易に対応できないという問題があった。

このような問題を解決するものとして特開平７−５５９２７のようなＩＤタグを使用したものが考えられている。この特開平７−５５９２７の発明は、移動体の移動場所にＩＤタグを配置しておき、移動体に取り付けた読み取り装置によりＩＤタグを読み取って読み取ったＩＤ番号から移動体の位置を検出するものであって、ＩＤタグの間隔以下の距離は検出できず、位置の検出精度が低いという問題があった。

【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決し、太陽光、天候の影響を受けず、精度が高く設備コストが低く、クレーンの移動範囲の延長にも容易に対応できる移動体の位置検出システムを提供するためになされたものである。

【課題を解決するための手段】
上記の問題は、クレーンの移動経路に沿って複数のＩＤタグを一定間隔で配置し、クレーンに設けたＩＤタグのリーダーによってＩＤタグを読み取り、各ＩＤタグのＩＤ番号に対応する絶対位置を記憶させた制御装置によってクレーンの位置を検出するクレーンの位置検出システムにおいて、クレーンに複数のリーダーを設け、ＩＤタグ間の間隔とリーダー間の間隔とを異なったものとしたことを特徴とする本発明の移動体の位置検出システムによって解決できる。また、ＩＤタグの間隔をＬ、リーダーの個数をＮとしたとき、１個のリーダーが１個のＩＤタグに対向した状態において他のリーダーが何れかのＩＤタグから同方向にそれぞれＬ／Ｎ、２Ｌ／Ｎ、３Ｌ／Ｎ、・・・、（Ｎ−１）Ｌ／Ｎだけ離れた位置に位置するようにリーダーを設けることができ、リーダー間の間隔を Ｌ＋Ｌ／Ｎ 又は Ｌ−Ｌ／Ｎ の一定間隔とすることができる。

【発明の実施の形態】
次に、本発明のクレーンの位置検出システムに係る実施形態について、図を参照しながら説明する。
図１は配置を示すものであって、クレーン１が載置されるレール２に沿って複数のＩＤタグ３、３が一定の間隔で設置してあり、クレーン１にはＩＤタグ３、３を読み取る複数のリーダー４、４がＩＤタグ３、３の間隔とは異なる間隔で設けてある。図２はシステムの構成を示すもので、各リーダー４、４は制御装置５に接続され、制御装置５は管理部署に設置した表示装置６に接続してある。制御装置５には各ＩＤタグのＩＤ番号に対応する絶対位置が記憶させてある。

ここに使用するＩＤタグ３、３及びリーダー４、４は物流監視用等に一般的に使用されている物を使用することができる。こうしたＩＤタグシステムはＩＤタグ３が図３に示すリーダー４の感知範囲Ａ内に入るとそのＩＤタグ３のＩＤ番号をリーダー４が読み取るものであって、ＩＤタグ３、リーダー４の受信部分は密封され、耐環境性に優れたものである。リーダー４は電波を発信しており、ＩＤタグ３がリーダーからの電波を受信すると励振され、自己のＩＤ番号を送信するという動作をするものであって、光の影響を受けることもない。

図４はリーダー４とＩＤタグ３の関係の一例を示すもので、ＩＤタグ３１、３２、３３、３４、３５はレールに沿って一定の間隔Ｌで設置してある。図示していないが、クレーン１の移動範囲に応じてこれらのＩＤタグ３１乃至３５の前後には同様にＩＤタグが配設してある。クレーンには４個のリーダー４１、４２、４３、４４がＩＤタグ３１乃至３５の間隔ＬよりΔＬだけ長い間隔で設けてある。ここでΔＬはＬの整数Ｎ分の１となるように選ぶものであって、図４ではＮを４としており、リーダー４１乃至４４の個数はこのＮと等しくしてある。

前記構成のものにおいて、クレーン１が移動し、リーダー４、４のいずれかがＩＤタグ３、３のいずれかを感知すると、当該リーダー４は感知したＩＤタグのＩＤ番号を読み取ることとなる。図４の状態ではリーダー４１がＩＤタグ３１を読み取っており、ＩＤタグ３１のＩＤ番号からクレーン１の位置を知ることができる。すなわち、リーダー４１により読み取られたＩＤタグ３１のＩＤ番号は制御装置５に送られ、制御装置５は自己の記憶と読み取られたＩＤ番号からＩＤタグの絶対位置を算出する。さらに制御装置５は、クレーン１に対するリーダー４１の位置からクレーン１の位置を算出して表示装置６に送り、表示装置６でクレーン１の位置が表示される。クレーン１の移動に伴い、リーダー４１乃至４４が図上右方に移動すると、リーダー４１はＩＤタグ３１を読み取らなくなり、リーダー４４がＩＤタグ３５を読み取ることとなる。この間のクレーン１の移動距離はΔＬである。リーダー４４により読み取られたＩＤタグ３５のＩＤ番号は制御装置５に送られ、制御装置５は同様にしてＩＤ番号からＩＤタグ３５の絶対位置を算出し、クレーン１に対するリーダー４４の位置からクレーン１の位置を算出して表示装置６に送り、表示装置６でクレーン１の位置が表示される。

以後、クレーン１が同方向に移動すれば、次にはリーダー４３がＩＤタグ３４を読み取り、さらにその次にはリーダー４２がＩＤタグ３３を、リーダー４１がＩＤタグ３２をそれぞれ順次読み取ることになる。リーダー４３、４２、４１がＩＤタグ３４、３３、３２を読み取るたびに、制御装置５は前記と同様にしてクレーン１の位置を算出し、表示装置６に送って表示させる。クレーン１がΔＬ移動するごとに、リーダー４１乃至４４のいずれかがＩＤタグ３１乃至３５のいずれかを読み取るので、ΔＬの精度すなわちＬのＮ分の１の精度でクレーン１の位置を検出することができることとなる。クレーン１の移動中、リーダー４１乃至４４のいずれかがＩＤタグ３１乃至３５のいずれかを読み取った後、次にリーダー４１乃至４４のいずれかがＩＤタグ３１乃至３５のいずれかを読み取るまでの間はリーダー４１乃至４４の全てがＩＤタグ３１乃至３５を読み取らない状態となるが、制御装置５に最後に検知した位置を記憶させておくことにより、クレーン１の移動方向からクレーン１の現在位置を推定することが可能である。

クレーン１が逆方向に移動した場合にも、クレーン１がΔＬ移動するごとに、リーダー４１乃至４４のいずれかがＩＤタグ３１乃至３５のいずれかを読み取るので、同様にΔＬの精度すなわちＬのＮ分の１の精度でクレーン１の位置を検出することができる。クレーン１の移動範囲を延長する場合には、延長したレール２に沿ってＩＤタグを一定間隔で配設し、制御装置５に追加した各ＩＤタグのＩＤ番号に対応する絶対位置を記憶させることにより対応することができる。

ＩＤタグ３の間隔Ｌ、リーダー４の設置個数Ｎ及び位置検出精度ΔＬとの間には、 Ｌ／ΔＬ＝Ｎ の関係があるので所要の位置検出精度を満足するように定める。例えば、ＩＤタグ３の間隔を４００ｍｍとした場合、自動搬送にも充分な精度である位置検出精度ΔＬを１００ｍｍとするためにはリーダー４の設置個数を４とする。このようにＩＤタグの間隔を短くすることなく位置検出精度を高くすることができる。このようなシステムを例えば製鉄所の出荷ヤードのクレーンに応用した場合には、高精度で位置の検出が行なえることからクレーンの遠隔運転が可能となり、製品の斜め吊りを生ずることがなく、生産性が向上する利点がある。

図５はリーダー４とＩＤタグ３の関係の別の例を示すもので、ＩＤタグ３１、３２、３３、３４、３５は図４に示すものと同様に一定の間隔Ｌで設置してある。クレーンには４個のリーダー４１、４２、４３、４４がＩＤタグ３１乃至３５の間隔ＬよりΔＬだけ短い間隔で設けてある。ΔＬをＬの整数Ｎ分の１となるように選ぶこと、リーダー４１乃至４４の個数をこのＮと等しくすることは同様であり、この例でもＮは４としている。

図５の状態ではリーダー４１がＩＤタグ３１を読み取っており、リーダー４１により読み取られたＩＤタグ３１のＩＤ番号は制御装置５に送られ、制御装置５は自己の記憶と読み取られたＩＤ番号ならびにクレーン１に対するリーダー４１の位置からクレーン１の位置を算出する。クレーン１の移動に伴い、リーダー４１乃至４４が図上右方向に移動すると、リーダー４２がＩＤタグ３２を読み取ることとなる。この間のクレーン１の移動距離はΔＬである。リーダー４２により読み取られたＩＤタグ３２のＩＤ番号は制御装置５に送られ、制御装置５は同様にしてＩＤ番号ならびにクレーン１に対するリーダー４４の位置からクレーン１の位置を算出する。

以後、クレーン１が同方向に移動すれば、次にはリーダー４３がＩＤタグ３３を読み取り、さらにその次にはリーダー４４がＩＤタグ３４を、リーダー４１がＩＤタグ３２をそれぞれ順次読み取ることになる。リーダー４３、４４、４１がＩＤタグ３３、３４、３２を読み取るたびに、制御装置５は前記と同様にしてクレーン１の位置を算出し、表示装置６に送って表示させる。この配置とした場合にも、クレーン１がΔＬ移動するごとに、リーダー４１乃至４４のいずれかがＩＤタグ３１乃至３５のいずれかを読み取るので、ΔＬの精度でクレーン１の位置を検出することができることとなる。

図５に示す配置とした場合には、ＩＤタグ３の間隔を同一とすると図４に示す配置とした場合に比べて少ないスペースにリーダー４を設置することができる利点がある。但し、こうしたＩＤタグでは、一旦読み取った後次に読み取るまでの間に長い休止時間を要するものがある。１個のＩＤタグが読み出される時間間隔は、図４に示す配置とした場合はクレーン１がＬ＋ΔＬ移動する時間であるのに対し、図５に示す配置とした場合はクレーン１がＬ−ΔＬ移動する時間となり、クレーン１が高速で移動する場合には図４に示す配置とした方がより好適である。

図６はリーダー４とＩＤタグ３の関係のさらに別の例を示すもので、ＩＤタグ３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、３１０は図４に示すものと同様に一定の間隔Ｌで設置してある。クレーンには４個のリーダー４１、４２、４３、４４が設けてあるが、１個のリーダーが１個のＩＤタグと対向している状態で、他のリーダーはそれぞれ任意のＩＤタグから同方向にそれぞれΔＬ、ΔＬ×２、ΔＬ×３だけ離れた位置関係となるように設けてある。すなわち図６ではリーダー４１がＩＤタグ３４と対向している状態で、リーダー４２はＩＤタグ３７の右方ΔＬ離れた位置に、リーダー４３はＩＤタグ３２の右方ΔＬ×２離れた位置に、リーダー４４はＩＤタグ３９の右方ΔＬ×３離れた位置に、それぞれ位置するように設けてある。

図６の状態ではリーダー４１がＩＤタグ３４を読み取っており、リーダー４１により読み取られたＩＤタグ３４のＩＤ番号は制御装置５に送られ、制御装置５は自己の記憶と読み取られたＩＤ番号ならびにクレーン１に対するリーダー４１の位置からクレーン１の位置を算出する。クレーン１の移動に伴い、リーダー４１乃至４４が図上右方向に移動すると、リーダー４４がＩＤタグ３１０を読み取ることとなる。この間のクレーン１の移動距離はΔＬである。リーダー４４により読み取られたＩＤタグ３１０のＩＤ番号は制御装置５に送られ、制御装置５は同様にしてＩＤ番号ならびにクレーン１に対するリーダー４４の位置からクレーン１の位置を算出する。

以後、クレーン１が同方向に移動すれば、次にはリーダー４３がＩＤタグ３３を読み取り、さらにその次にはリーダー４２がＩＤタグ３８を、リーダー４１がＩＤタグ３５をそれぞれ順次読み取ることになる。リーダー４３、４２、４１がＩＤタグ３３、３８、３５を読み取るたびに、制御装置５は前記と同様にしてクレーン１の位置を算出し、表示装置６に送って表示させる。この配置とした場合にも、クレーン１がΔＬ移動するごとに、リーダー４１乃至４４のいずれかがＩＤタグ３１乃至３１０のいずれかを読み取るので、ΔＬの精度でクレーン１の位置を検出することができることとなる。

【発明の効果】
本発明は前記実施の形態によっても明らかなように、太陽光、天候等の影響を受けることがない利点がある。また、位置検出精度が高く設備コストが低く、さらに、クレーンの移動範囲の延長に対しても容易に対応することができる利点がある。したがって本発明は従来の問題点を解消したクレーンの位置検出システムを提供するものとして、その工業的価値は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す配置図である。
【図２】本発明の実施の形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】ＩＤタグのリーダーの動作を示す図である。
【図４】ＩＤタグとリーダーの関係の例を示す図である。
【図５】ＩＤタグとリーダーの関係の別の例を示す図である。
【図６】ＩＤタグとリーダーの関係のさらに別の例を示す図である。
【符号の説明】
１ クレーン
２ レール
３ ＩＤタグ
４ リーダー
５ 制御装置
６ 表示装置
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、３１０ ＩＤタグ
４１、４２、４３、４４ リーダー
Ａ 感知範囲

Claims (3)

1. クレーンの移動経路に沿って複数のＩＤタグを一定間隔で配置し、クレーンに設けたＩＤタグのリーダーによってＩＤタグを読み取り、各ＩＤタグのＩＤ番号に対応する絶対位置を記憶させた制御装置によってクレーンの位置を検出するクレーンの位置検出システムにおいて、クレーンに複数のリーダーを設け、ＩＤタグ間の間隔とリーダー間の間隔とを異なったものとしたことを特徴とするクレーンの位置検出システム。
   
2. ＩＤタグの間隔をＬ、リーダーの個数をＮとしたとき、１個のリーダーが１個のＩＤタグに対向した状態において他のリーダーが何れかのＩＤタグから同方向にそれぞれＬ／Ｎ、２Ｌ／Ｎ、３Ｌ／Ｎ、・・・、（Ｎ−１）Ｌ／Ｎだけ離れた位置に位置するようにリーダーを設けたことを特徴とする請求項１に記載のクレーンの位置検出システム。
   
3. ＩＤタグの間隔をＬ、リーダーの個数をＮとしたとき、リーダー間の間隔を Ｌ＋Ｌ／Ｎ 又は Ｌ−Ｌ／Ｎ の一定間隔としたことを特徴とする請求項２に記載のクレーンの位置検出システム。
   

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