JP7090053B2 - クレーンの制御システム及び制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、クレーンの制御システム及び制御方法に関する。

コンテナヤードで使用されているクレーンの走行制御においては、コンテナヤードの路面を基準として平面視で直線を成す直線目標線とクレーンの現在位置との偏差に基づいてクレーンを走行させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置におけるクレーンの現在位置は、クレーンの構造体に設置されて全球測位衛星システムを利用する装置により所定の周期ごとに逐次取得されている。

特開２００４－２８４６９９号公報

ところで、コンテナヤードには蔵置レーンごとや蔵置レーンのベイごとに異なった水勾配が設けられており、この水勾配に起因して鋼構造物であるクレーンが路面に対して傾く。クレーンが傾いた状態で構造体の上部に設置された全球測位衛星システムのアンテナで取得された現在位置を直線目標線に合わせると、クレーンの構造体の下部や走行装置の位置は直線目標線からずれて離間する。それ故、そのずれの修正が必要になり、位置合わせに余計な時間を要するという問題があった。

この問題に関して、特許文献１に記載のクレーンでは、装置で取得した現在位置をクレーンの傾きを考慮して直線目標線が存在する路面を基準とした値に換算し、直線目標線と換算した値との偏差に基づいてクレーンの走行を制御することで、傾斜によるずれの影響を排除している。

しかしながら、特許文献１に記載されたクレーンでは、クレーンの現在位置を取得するごとにクレーンの傾きを考慮して路面を基準とした値に演算する方式を用いている。それ故、周期的にその演算が行われることになり、演算の頻度が高くなっている。このように、クレーンの走行制御において演算の頻度が高くなると、演算処理に掛かる負荷が重くなることに加えて演算誤差を生じる確率が高まる。つまり、演算頻度の高さが、クレーンにおける高精度且つ高速な位置合わせを妨げる要因となっている。

また、特許文献１に記載されたクレーンでは、傾斜をデータテーブルから読み出す方式を用いている。しかしながら、様々に変化する傾斜を逐一データ化したデータテーブルはデータ容量が大きくなるという問題がある。これに関して、クレーンに傾斜計を設置した傾斜を逐次計測する方式が考えられるが、クレーンに設置した傾斜計はクレーンの振動や電気的なノイズの影響により精度が落ちるという問題がある。

本開示の目的は、クレーンを目標位置に精度よく迅速に位置合わせしつつ、水平面に対する傾きを高精度に得るクレーンの制御システム及び制御方法を提供することである。

上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御システムは、構造体の上部に配置された桁部の延在方向に離間配置されて前記構造体の下端に取り付けられた一対の走行装置と前記桁部に沿って前記延在方向に横行するトロリとこのトロリから吊架したワイヤにより鉛直方向に昇降する吊具とを有するクレーンの現在位置を逐次取得する位置取得部と、この位置取得部、および、前記一対の走行装置のそれぞれに接続された走行用制御部とを備えるクレーンの制御システムにおいて、平面視で、前記クレーンの走行方向に延在し、走行中の前記クレーンが傾いた状態ではそのクレーンの水平面に対する傾きのうちの前記延在方向における傾きに応じて前記延在方向に屈曲する目標線を有し、前記目標線と前記位置取得部が取得した前記現在位置との走行用偏差に基づいて前記走行用制御部により前記一対の走行装置を制御することにより前記クレーンを走行させ、そのクレーンの走行が停止したときに、前記目標線に基づいて前記クレーンの傾きを算出する傾き算出部を備えることを特徴とする。

上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御方法は、構造体の上部に配置された桁部の延在方向に離間配置されて前記構造体の下端に取り付けられた一対の走行装置と前記桁部に沿って前記延在方向に横行するトロリとこのトロリから吊架したワイヤにより鉛直方向に昇降する吊具とを有するクレーンの現在位置を逐次取得し、取得したその現在位置に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの走行速度を調節して前記クレーンを走行させるクレーンの制御方法において、平面視で、前記クレーンの走行方向に延在し、走行中の前記クレーンが水平面に対して傾いた場合にその傾きのうちの前記延在方向における傾きに応じて前記延在方向に屈曲する目標線と取得した前記現在位置との走行用偏差に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの走行速度を調節して前記クレーンを走行させ、前記クレーンの走行が停止したときに、前記目標線に基づいて前記傾きを算出することを特徴とする。

本発明によれば、目標線を用いた走行によりクレーンを目標位置に精度よく迅速に位置合わせしつつ、その走行中の目標として用いた目標線に基づいて停車したクレーンの傾きを算出する。それ故、傾斜計を設置せずに傾きを得られることで、クレーンの構造体や桁部の歪み、それらに生じる振動、あるいは電気的なノイズなどの様々な影響を排除するには有利になり、傾きを高精度に得ることができる。

制御システムを搭載したクレーンが走行するコンテナターミナルの平面図である。 図１のクレーンを例示する斜視図である。 図１の制御システムを例示するブロック図である。 図３の目標線を例示する斜視図である。 図１の制御システムによるクレーンの制御方法を例示するフロー図である。 図１の制御システムに別の機能を追加したシステムを例示するブロック図である。 図６の第二の目標線を例示する平面図である。 図６の第二の目標線の他の例を例示する平面図である。 図６の制御システムによるクレーンの制御方法を例示するフロー図である。 図１の制御システムに別の機能を追加したシステムを搭載したクレーンを例示する斜視図である。 図１０の制御システムを例示するブロック図である。 図１０の制御システムによるクレーンの制御方法を例示するフロー図である。 図１の制御システムに別の機能を追加したシステムを搭載したクレーンを例示する斜視図である。 図１３の制御システムを例示するブロック図である。 図１４の補正位置取得装置の計測結果を例示する説明図である。 図１の制御システムに別の機能を追加したシステムを搭載したクレーンを例示する斜視図である。 図１６の制御システムを例示するブロック図である。 図１６の制御システムによるクレーンの制御方法を例示するフロー図の一部である。 図１８の「Ａ」に続くフロー図である。 制御システムによる走行が停止したクレーンを例示する正面図である。 制御システムの第一実施形態を例示するブロック図である。 クレーンの制御方法の第一実施形態を例示するフロー図である。 制御システムの第二実施形態を搭載したクレーンを例示する斜視図である。 図２３の制御システムを例示するブロック図である。

以下、クレーンの制御システム及び制御方法の実施形態について説明する。図中では、Ｘ方向を蔵置レーン１３の長手方向とし、Ｙ方向を蔵置レーン１３の短手方向とし、Ｚ方向を鉛直方向とする。なお、実施形態において、符号に用いる「ｔ」、「ｕ」は周期を示すものとする。本開示で、「直線」とは平面視で曲率がゼロ（但し、誤差と見做せる場合も含む）の線を示し、「曲線」とは直線以外の線であり、平面視で曲率がゼロよりも大きく、屈曲あるいは湾曲した線を示すものとし、「直線」と「曲線」とを異なる線として区別するものとする。つまり、本開示で、「折れ線」とは数の線分をその端点でつなぎ合わせてできる曲線として定義する。また、本開示において「傾き」は水平面を基準とした水平面に対する傾きとコンテナ蔵置ヤード１１の路面４８を基準とした路面４８に対する傾きとの二種類の傾きを定義する。

図１～図４に例示するように、制御システム３０は、コンテナターミナル１０でコンテナＣを荷役する門型クレーン２０に対して目標線４０に基づいて走行させる制御を行うシステムである。

図１に例示するように、コンテナターミナル１０は、Ｘ方向に隣接するコンテナ蔵置ヤード１１と本船荷役エリア１２とに区画される。コンテナ蔵置ヤード１１は、多数のコンテナＣが蔵置される複数の蔵置レーン１３を備える。蔵置レーン１３はＸ方向（実施形態において岸壁から船舶に向かう方向）に延在し、その長手方向がＸ方向に向けられて設置される。本船荷役エリア１２は、岸壁に沿って敷設されるレールの上を走行する複数の岸壁クレーン１４を備える。蔵置レーン１３は、その長手方向がＹ方向に向けられて設置されてもよい。

コンテナターミナル１０は、コンテナ蔵置ヤード１１及び本船荷役エリア１２の間でコンテナＣを運搬する構内シャシ１５と、コンテナ蔵置ヤード１１及び外部の間でコンテナＣを運搬する外来シャシ１６とが走行する。また、コンテナターミナル１０は、複数の門型クレーン２０が、蔵置レーン１３をＹ方向に跨いだ状態で蔵置レーン１３に沿ってＸ方向に走行する。

コンテナターミナル１０は、管理棟１７が設置される。管理棟１７には、上位システム１８と通信機１９とが設置されて、上位システム１８から通信機１９を介して荷役機器（１４～１６、２０）に荷役作業の指示等が行われる。

コンテナターミナル１０は、荷役機器が上位システム１８からの指示により自動的に荷役可能な自動化ターミナルや、遠隔操作用コントローラ等が管理棟１７に設置されて荷役機器を遠隔から操作可能なターミナルが例示できる。また、コンテナターミナル１０は、荷役機器に運転者が搭乗して直接操作するターミナルも例示できる。

図２に例示するように、門型クレーン２０は、吊具２１と、桁部２２と、構造体２３と、一対の走行装置２４ａ、２４ｂとを有する。吊具２１は、桁部２２に沿ってＹ方向に横行可能に構成されたトロリ２５から吊架したワイヤによりＺ方向に昇降可能な装置である。桁部２２は、トロリ２５を介してこの吊具２１を吊り下げ支持するとともに、Ｙ方向に延在する部材である。構造体２３は、桁部２２を上部に支持する部材である。また、構造体２３は、トロリ２５及び脚部２６ａ、２６ｂを有し、平面視で、長手方向がＹ方向に、短手方向がＸ方向にそれぞれ向いている略長方形状を成している。脚部は、Ｚ方向に延在する四本の脚体２６ａと、Ｘ方向に隣り合う脚体２６ａの下端どうしを連結する二本の水平梁２６ｂとを有する。なお、Ｙ方向に隣り合う脚体２６ａの上端どうしは、桁部２２により連結される。一対の走行装置２４ａ、２４ｂは、平面視で桁部２２の延在方向（Ｙ方向）に離間して配置されて、構造体２３の下端に取り付けられる装置である。

一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれは、水平梁２６ｂの下端に配置されて、タイヤ２７ａ、２７ｂと、電動モータ２８ａ、２８ｂとを有し、電動モータ２８ａ、２８ｂが水平梁２６ｂのどちらか一方に設置されたインバータ２９に電気的に接続される。タイヤ２７ａ、２７ｂとしては、ゴムタイヤが例示される。電動モータ（回転駆動機）２８ａ、２８ｂは、一対の走行装置２４ａ、２４ｂの各々に対応して備わるとともに、対応するタイヤ２７ａ、２７ｂに連結される装置である。電動モータ２８ａ、２８ｂは、減速機を含むものとする。インバータ２９は、電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度又は回転トルクを調節する装置である。なお、走行装置２４ａ、２４ｂには、駆動輪であるタイヤ２７ａ、２７ｂの他に、電動モータ２８ａ、２８ｂが連結されていない受動輪が含まれる場合がある。また、走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれが複数の電動モータを有してもよい。

一対の走行装置２４ａ、２４ｂは、左右一対になっており、平面視で、構造体２３のＹ方向の両端部に離間配置される。一対の走行装置２４ａ、２４ｂは、インバータ２９により電動モータ２８ａ、２８ｂが左右独立して駆動することで、対応するタイヤ２７ａ、２７ｂが左右独立して転動する装置である。対応するタイヤ２７ａ、２７ｂが転動することで、門型クレーン２０は構造体２３の短手方向であり、蔵置レーン１３の延在方向であるＸ方向に走行する。より詳細に、電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度又は回転トルクが等しい場合に一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの走行速度が等しくなり、門型クレーン２０は向きを変えずに直進する。一方で、電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度又は回転トルクが異なる場合に一対の走行装置２４ａ、２４ｂに走行速度差が生じ、この走行速度差に応じて門型クレーン２０は進む向きを変えて進む。本開示で、走行装置２４ａ、２４ｂの走行速度は走行装置２４ａ、２４ｂの単位時間当たりの位置の変化量を示すものとする。なお、電動モータ２８ａ、２８ｂを駆動する電力は、門型クレーン２０に設置された図示しないバッテリ、又は発電機から供給される。あるいは、電力は、ケーブルやバスバーなどにより外部から供給される。

図３に例示するように、制御システム３０は、アンテナ３１ａ、３１ｂと、制御装置３２とを備え、制御装置３２が、走行装置２４ａ、２４ｂの電動モータ２８ａ、２８ｂの駆動を制御するインバータ２９、アンテナ３１ａ、３１ｂ、及び通信機３３に電気的に接続されて構成される。

各アンテナ３１ａ、３１ｂのそれぞれは、二つの全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）のアンテナであり、所定の周期ｔごとに複数の人工衛星から受信する時刻等の情報に基づき経度、緯度、及び高度からなる位置座標Ｐａ、Ｐｂを測位する。位置座標Ｐａ、Ｐｂを測位する方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティックＧＰＳ）測位が例示できる。

各アンテナ３１ａ、３１ｂは、平面座標として経度と緯度とを取得可能な構成であればよい。各アンテナ３１ａ、３１ｂは、平面視で、桁部２２の延在方向であるＹ方向に直交する方向で、構造体２３の短手方向で門型クレーン２０が走行する走行方向であるＸ方向の両端部に離間配置される。各アンテナ３１ａ、３１ｂは、門型クレーン２０の脚体２６ａのＺ方向中途部位や走行装置２４ａ、２４ｂの近傍の部位に設置してもよいが、脚体２６ａの上端や桁部２２などの構造体２３における上部に設置する方が人工衛星からの情報を受信する際の感度が向上するので望ましい。

制御装置３２は、各種情報処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。

制御装置３２は、各機能要素として位置取得部３４及び走行用制御部３５を有し、その走行用制御部３５が内部記憶装置に予め記憶された目標線４０に基づいて門型クレーン２０を走行させる制御を行う。各機能要素は、プログラムとして制御装置３２の内部記憶装置に記憶されて、中央処理装置により読み出されて、適宜実行される。なお、各機能要素としては、プログラムの他にそれぞれが独立して機能する電気回路も例示される。また、各機能要素のそれぞれをプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）で構成し、制御装置３２を複数のＰＬＣの集合体としてもよい。

位置取得部３４は、各アンテナ３１ａ、３１ｂが所定の周期ｔごとに取得した位置座標Ｐａ、Ｐｂが入力されて、所定の周期ｔごとに門型クレーン２０の現在位置Ｐｔを取得し、算出した現在位置Ｐｔを走行用制御部３５に出力する機能要素である。位置取得部３４は、位置座標Ｐａ、Ｐｂの中点として現在位置Ｐｔを算出することが望ましい。なお、位置取得部３４は、位置座標Ｐａ、Ｐｂ及び門型クレーン２０の構造寸法に基づいて、現在位置Ｐｔを算出する機能要素としてもよい。

現在位置Ｐｔは、平面視で門型クレーン２０が現在存在している位置（平面座標位置）を示す。現在位置Ｐｔは、構造体２３の上部に設置された各アンテナ３１ａ、３１ｂが取得した位置座標Ｐａ、Ｐｂが存在する平面（水平面に限定されない）における構造体２３のＹ方向端部又はＹ方向の中央部の位置を示すことが好ましい。また、現在位置Ｐｔは、平面視で構造体２３のＸ方向の中心の位置を示すことが好ましく、平面視で位置座標Ｐａ、Ｐｂの中点の位置を示すことがより好ましい。現在位置Ｐｔが構造体２３のＸ方向の中心線上を示すことで、コンテナＣのＸ方向の中心を門型クレーン２０の制御の目標値とすることが可能になり、門型クレーン２０の位置合わせには有利になる。なお、現在位置Ｐｔが空間座標位置を示す場合に、その現在位置Ｐｔの高さは構造体２３の上面よりも上方の高さであることが好ましい。

走行用制御部３５は、位置取得部３４から出力された現在位置Ｐｔが入力されて、内部記憶装置に予め記憶された目標線４０と現在位置Ｐｔとの走行用偏差ΔＤｔに基づいて、インバータ２９を介して電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度Ｎａ、Ｎｂを調節して、一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの走行速度を調節する機能要素である。走行用偏差ΔＤｔは、目標線４０に対する現在位置Ｐｔのずれ量を示しており、平面視で現在位置Ｐｔを通り目標線４０と直交する垂線及び目標線４０の交点と現在位置Ｐｔとの間の距離を示す。走行用偏差ΔＤｔは、図中のＹ方向左側のずれを正として、Ｙ方向右側のずれを負とする。

図４に例示するように、目標線４０は、制御装置３２の内部記憶装置に予め記憶（設定）されて門型クレーン２０を走行させる制御における目標値となる。目標線４０は、蔵置レーン１３ごとに設定されており、コンテナターミナル１０において複数設定される。目標線４０は、平面視で、Ｘ方向に延在し、走行中の門型クレーン２０が水平面に対して傾いた場合に門型クレーン２０のＹ方向における傾きに応じてＹ方向に屈曲する線で構成される。

目標線４０としては、複数の線分をその端点でつなぎ合わせて構成される折れ線が例示される。なお、目標線４０は、走行中の門型クレーン２０に水平面に対する傾きが生じない場合に平面視でＸ方向に向かう直線を成す。また、本開示で、走行中の門型クレーン２０に生じる水平面に対する傾きは、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８に設けられた水勾配による傾きに加えて、経時的な劣化による傾きも含むものとする。この経時的な劣化としては、門型クレーン２０のタイヤ２７ａ、２７ｂの劣化やコンテナ蔵置ヤード１１の路面４８の沈下が例示される。

目標線４０は、後述するようにＸ方向に延在して平面視で直線を成す直線目標線４２を基準として、走行中の門型クレーン２０のＹ方向における傾きに応じてその中途位置を屈曲させた線である。目標線４０は、予め実験や試験により、直線目標線４２を目標値として門型クレーン２０を走行させた場合にその走行中に位置取得部３４が取得した複数の現在位置Ｐｔを走行順に結んだ軌跡で構成される。また、目標線４０は、予めシミュレーションにより、門型クレーン２０が直線目標線４２を目標値として走行したと仮定した場合に位置取得部３４が取得すると予測される複数の現在位置Ｐｔを走行順に結んだ軌跡で構成されてもよい。

例えば、コンテナ蔵置ヤード１１の路面がＹ方向右側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＹ方向右側に傾いた場合に、平面視で目標線４０は直線目標線４２に対してＹ方向右側に位置し、その前後で屈曲している。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面が水平である所を走行中の門型クレーン２０が傾いていない場合に、平面視で目標線４０は直線目標線４２と重なり、Ｘ方向に向かって真っ直ぐである。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８がＹ方向左側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＹ方向左側に傾いた場合に、平面視で目標線４０は直線目標線４２に対してＹ方向左側に位置し、その前後で屈曲している。

なお、目標線４０及び直線目標線４２のそれぞれはＸＹ平面の座標情報を有すればよく、Ｚ方向の座標情報を含まなくてもよい。目標線４０及び直線目標線４２がＺ方向の座標情報を含む場合に、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８を高さの基準として、目標線４０のＺ方向の高さは各アンテナ３１ａ、３１ｂの高さにすることが好ましい。

目標線４０は、複数の目標位置４１を有し、それらの目標位置４１のうちの前後で門型クレーン２０のＹ方向の傾きが変化する位置を変曲点として折り曲げられた折れ線で構成されることが望ましい。

目標位置４１は、目標線４０の線上に複数配置されて、そのうちの一つが目標線４０に基づいて走行する門型クレーン２０の停車目標となる位置である。目標位置４１は、後述するように直線目標線４２における所定の距離ごとに配置された停止位置４３に対応させた位置である。目標位置４１は、対応する停止位置４３に対して、平面視で、走行中の門型クレーン２０のＸ方向における傾きに応じてＸ方向に前後した位置となり、Ｙ方向における傾きに応じてＹ方向に左右した位置となる。

停止位置４３は、Ｘ方向に延在して平面視で直線を成す直線目標線４２の線上に配置され、直線目標線４２における所定の距離ごとに配置される位置であり、コンテナ蔵置ヤード１１の路面を基準とした位置である。換言すると、停止位置４３は、走行装置２４ａ、２４ｂを基準とした位置である。停止位置４３は、直線目標線４２が蔵置レーン１３の長手方向であるＸ方向に向かう真っ直ぐな線である場合に、蔵置レーン１３のＸ方向におけるコンテナＣの配列位置を示すベイごとに設定されることが好ましく、さらに、ベイにおけるＸ方向の中心に設定されることがより好ましい。

例えば、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８がＸ方向前側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＸ方向前側に傾いた場合に、平面視で目標位置４１は対応する停止位置４３に対してＸ方向前側に位置する。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８が水平である所を走行中の門型クレーン２０が傾いていない場合に、平面視で目標位置４１は停止位置４３と重なる。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８がＸ方向後側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＸ方向後側に傾いた場合に、平面視で目標位置４１は対応する停止位置４３に対してＸ方向後側に位置する。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８がＹ方向右側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＹ方向右側に傾いた場合に、平面視で目標位置４１は対応する停止位置４３に対してＹ方向右側に位置する。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８がＹ方向左側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＹ方向左側に傾いた場合に、平面視で目標位置４１は対応する停止位置４３に対してＹ方向左側に位置する。

なお、目標線４０がＺ方向の座標情報を含む場合に、目標位置４１は門型クレーン２０のＸ方向の傾きに応じてＺ方向に上下する。この場合に、目標線４０は３次元の折れ線となる。

図５に例示するように、門型クレーン２０の制御方法は、上位システム１８からの荷役指示を通信機３３が受信し、その荷役指示に基づいて門型クレーン２０を走行させる方法である。この制御方法は、門型クレーン２０を走行させている間は所定の周期ｔごとに繰り返し行われる。なお、本開示の制御方法は、スタートの時点では門型クレーン２０の停車目標となる位置が設定されるものとし、その停車目標となる位置に門型クレーン２０を停車させると終了するものとする。

スタートすると、各アンテナ３１ａ、３１ｂが位置座標Ｐａ、Ｐｂを取得して、位置取得部３４が位置座標Ｐａ、Ｐｂに基づいて門型クレーン２０の現在位置Ｐｔを取得する（Ｓ１１０）。

次いで、走行用制御部３５が、位置取得部３４が取得した現在位置Ｐｔと予め設定された目標線４０とに基づいて走行用偏差ΔＤｔを算出する（Ｓ１２０）。次いで、走行用制御部３５が、算出した走行用偏差ΔＤｔがゼロか否かを判定する（Ｓ１３０）。走行用偏差ΔＤｔがゼロと判定すると（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、走行用制御部３５が、インバータ２９を介して一対の走行装置２４ａ、２４ｂの走行速度差を現在の走行速度差に維持して（Ｓ１４０）、スタートへリターンする。一方、走行用偏差ΔＤｔがゼロでないと判定すると（Ｓ１５０：ＮＯ）、走行用制御部３５が、インバータ２９を介して一対の走行装置２４ａ、２４ｂの走行速度差を走行用偏差ΔＤｔをゼロにする走行速度差に調節して（Ｓ１５０）、スタートへリターンする。

以上のように、制御システム３０は、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８を基準として平面視で直線を成す直線目標線４２では無く、走行中の門型クレーン２０のＹ方向の傾きが反映されて平面視で屈曲する目標線４０に基づいて門型クレーン２０の走行を制御する。それ故、この制御システム３０によれば、走行中の門型クレーン２０の傾きが反映された目標線４０を走行させる制御の目標値とすることで、位置取得部３４により取得した現在位置Ｐｔを路面基準の値に換算する演算を省くことができる。これにより、走行させる制御における演算の頻度を低くするには有利になり、演算処理に掛かる負荷を軽くすることができることに加えて演算誤差が生じる確率を低くすることができる。これに伴って、高精度且つ高速な門型クレーン２０の走行制御が可能になり、門型クレーン２０を目標位置に精度よく迅速に位置合わせすることができる。

また、制御システム３０は、門型クレーン２０の停車目標となる位置として、平面視で、対応する停止位置４３に対して門型クレーン２０の傾きに応じて前後左右にずれる目標位置４１が設定される。それ故、走行させる制御により門型クレーン２０の現在位置Ｐｔを目標位置４１に一致させて走行を停止することで、門型クレーン２０の荷役作業における位置合わせには有利になる。

現在位置Ｐｔは、一つの全球測位衛星システムのアンテナが取得した位置座標に基づいて取得されてもよく、全球測位衛星システムに加えて上位システム１８と送受信可能なアンテナを用いて取得されてもよい。

図６に例示するように、制御システム３０は、制御装置３２が、内部記憶装置に目標線４０に対する目標領域４４を有し、機能要素としてその目標領域４４を用いて第二の目標線４５を設定する設定部３６を有し、走行用制御部３５が目標線４０の代わりに第二の目標線４５を用いてもよい。

設定部３６は、予め内部記憶装置に記憶された目標線４０及び目標領域４４が入力されて、走行させる制御の開始地点Ｐ０から終了地点Ｐ１までの間の目標値として第二の目標線４５を作成し、走行用制御部３５に出力する機能要素である。

図７及び図８に例示するように、目標領域４４は、平面視で、目標線４０からＹ方向の両方向のそれぞれに所定の幅Ｂａ、Ｂｂで広がり、Ｙ方向における一方の限界端４４ａと他方の限界端４４ｂとに囲まれた領域である。目標領域４４は、目標線４０と同様に、予め実験や試験あるいはシミュレーションにより、走行中の門型クレーン２０が、蔵置レーン１３に蔵置されたコンテナＣやその蔵置レーン１３に隣接する他の蔵置レーン１３を跨いで走行中の他の門型クレーン２０と衝突しない領域、及び、構内シャシ１５や外来シャシ１６が走行する蔵置レーン１３に沿った走行路に侵入しない領域として設定される。

幅Ｂａ、Ｂｂは、走行中の門型クレーン２０の現在位置Ｐｔが一方の限界端４４ａに至っても構造体２３及び一対の走行装置２４ａ、２４ｂの衝突や侵入を回避可能な幅に設定される。なお、幅Ｂａ、Ｂｂは互いに異なる値に設定されてもよい。

第二の目標線４５は、走行させる制御の目標値であり、目標領域４４に収まる範囲で、開始地点Ｐ０から終了地点Ｐ１までの間で目標線４０をなぞった経路とは異なる経路に設定される。第二の目標線４５の経路長は、開始地点Ｐ０から終了地点Ｐ１までの間で目標線４０をなぞった経路の経路長よりも短いことが好ましく、目標領域４４に収まる範囲で開始地点Ｐ０から終了地点Ｐ１までの間の最短距離がより好ましい。第二の目標線４５としては、図７のスプライン曲線、図８の近似直線、あるいは開始地点Ｐ０から終了地点Ｐ１までの間で区切られた複数の区間ごとのスプライン曲線や近似直線の連続が例示される。なお、開始地点Ｐ０としては走行させる制御を開始する地点であり、走行させる制御を行う前の門型クレーン２０の現在位置が例示され、終了地点Ｐ１としては上位システム１８から受信した荷役指示で指示された停車目標となる位置が例示される。

走行用制御部３５は、位置取得部３４から出力された現在位置Ｐｔと、目標線４０の代わりに設定部３６で設定された第二の目標線４５とが入力されて、その第二の目標線４５と現在位置Ｐｔとの走行用偏差ΔＤｔに基づいて、インバータ２９を介して電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度Ｎａ、Ｎｂを調節して、一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの走行速度を調節する機能要素である。

図９に例示するように、門型クレーン２０の制御方法は、上位システム１８からの荷役指示を通信機３３が受信し、その荷役指示に基づいて門型クレーン２０を走行させる場合に、既述した制御方法における上記のステップＳ１１０を行う前に、設定部３６が第二の目標線４５を設定する（Ｓ１００）。並びに、上記のステップＳ１２０で、走行用制御部３５が設定された第二の目標線４５を用いる。

以上のように、制御システム３０は、第二の目標線４５を用いることで、高精度且つ高速な門型クレーン２０の走行制御が可能になり、門型クレーン２０を目標位置に精度よく迅速に位置合わせすることができる。

加えて、制御システム３０は、走行させる制御の目標値として目標線４０をなぞった経路では無く、円滑な走行が可能になる経路や停車目標とする位置により早く到着可能な経路を探索する。それ故、走行させる制御の目標値として滑らかに曲がった経路を用いることで、一対の走行装置２４ａ、２４ｂの速度差を緩やかに変化させるには有利になり、速度差の急激な変化に伴う門型クレーン２０の揺れを抑制することができる。また、走行させる制御の目標値として目標線４０をなぞった経路の経路長よりも短い経路を用いることで、門型クレーン２０を停車目標とする位置により早く到着させるには有利になり、走行させる制御に要する時間を短縮することができる。

なお、制御システム３０は、状況に応じて、走行させる制御の目標値として目標領域４４に収まる範囲で目標線４０をなぞった経路の経路長よりも長い経路長の目標線を設定してもよい。

図１０及び図１１に例示するように、制御システム３０は、アンテナ３１ｃを備えてもよい。また、制御装置３２が、内部記憶装置に現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときの基準値として門型クレーン２０のＹ方向の傾き、すなわちＸ軸回りの角度の基準となる基準傾きθａを有し、機能要素としてパラメータ取得部３７と補正部３８とを有してもよい。この基準傾きθａは水平面に対する傾きである。

アンテナ３１ｃは、各アンテナ３１ａ、３１ｂと同様に全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）のアンテナであり、所定の周期ｔごとに複数の人工衛星から受信する時刻等の情報に基づき経度、緯度、及び高度からなる位置座標Ｐｃを取得する。アンテナ３１ｃは、平面視で、アンテナ３１ａ又はアンテナ３１ｂに対して構造体２３のＸ方向の他端部に離間配置される。なお、この実施形態で、各アンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、全球測位衛星システムを利用して空間座標（三次元座標）として経度と緯度と高さを取得可能に構成される。

三つのアンテナ３１ａ～３１ｃは、門型クレーン２０の構造体２３の平面視における形状を略長方形と仮定した場合に、その長方形の四つの隅部のうちの三つの隅部に配置される。このように各アンテナ３１ａ～３１ｃが配置されることで、門型クレーン２０のＸ方向の傾き及びＹ方向の傾きを取得するには有利になる。

補正位置４６は、目標線４０の線上に少なくとも一つ配置される。補正位置４６は、一つの目標線４０の線上に複数配置されることが好ましく、目標線４０の線上に複数配置された目標位置４１で構成されることがより好ましい。補正位置４６が目標位置４１で構成されることで、走行させる制御により門型クレーン２０が目標位置４１を通過する又は目標位置４１に停止するごとに補正する制御を行うことが可能になり、補正の頻度を増やすには有利になる。

基準傾きθａは、初期値として補正位置４６におけるコンテナ蔵置ヤード１１の路面４８の傾きのうちのＹ方向の傾きが設定され、現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときの門型クレーン２０の傾きのうちのＹ方向の左右の傾きを示す。本開示で、現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致するときは、門型クレーン２０が停止したときの現在位置Ｐｔが補正位置４６に加えて、門型クレーン２０の走行中に現在位置Ｐｔが補正位置４６を通過するときも含む。

パラメータ取得部３７は、各アンテナ３１ａ、３１ｃが所定の周期ｔごとに取得した位置座標Ｐａ、Ｐｃが入力されて、所定の周期ｔごとにパラメータとして門型クレーン２０の水平面に対する傾きθｔを算出し、算出した傾きθｔを補正部３８に出力する機能要素である。本開示で、パラメータとは門型クレーン２０のＹ方向の傾きにより変化する値を示し、具体的に傾きθｔが例示される。

補正部３８は、パラメータ取得部３７が取得したパラメータとして傾きθｔが入力されて、入力された傾きθｔと内部記憶装置に予め記憶された基準値である基準傾きθａとの補正用偏差Δθｔに基づいて、目標線４０を補正する機能要素である。

補正用偏差Δθｔは基準傾きθａから傾きθｔを減算した値であり、図中のＹ方向左側への傾きを正とし、Ｙ方向右側への傾きを負とする。例えば、補正用偏差Δθｔが負の場合に門型クレーン２０は経年劣化を起因としたＹ方向右側への傾きが生じており、現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときに門型クレーン２０の構造体２３の下方部位や走行装置２４ｂが蔵置レーン１３の側方に寄った状態となる。また、補正用偏差Δθｔが正の場合に門型クレーン２０は経年劣化を起因としたＹ方向左側への傾きが生じており、現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときに門型クレーン２０の構造体２３の下方左側部位や走行装置２４ａが蔵置レーン１３の側方に寄った状態となる。

補正部３８は、補正用偏差Δθｔが正の場合にその補正用偏差Δθｔがゼロになるように平面視で目標線４０をＹ方向左側に平行にずらして補正する。また、補正部３８は、補正用偏差Δθｔが負の場合にその補正用偏差Δθｔがゼロになるように平面視で目標線４０をＹ方向右側に平行にずらして補正する。

図１２に例示するように、制御システム３０による門型クレーン２０の制御方法は、門型クレーン２０の走行中に繰り返し行われる方法である。また、門型クレーン２０が停止した場合にも行われる方法である。

スタートすると、各アンテナ３１ａ、３１ｂ、３１ｃが位置座標Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを取得して、位置取得部３４が位置座標Ｐａ、Ｐｂに基づいて門型クレーン２０の現在位置Ｐｔを取得する（Ｓ２１０）。次いで、パラメータ取得部３７が位置座標Ｐａ、Ｐｃに基づいてパラメータとして門型クレーン２０の現在のＹ方向の傾きθｔを取得する（Ｓ２２０）。

次いで、補正部３８が、位置取得部３４が取得した現在位置Ｐｔが補正位置４６と一致するか否かを判定する（Ｓ２３０）。現在位置Ｐｔが補正位置４６と一致しないと判定すると（Ｓ２３０：ＮＯ）、スタートへリターンする。一方、現在位置Ｐｔが補正位置４６と一致すると判定すると（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、補正部３８が、パラメータ取得部３７が取得したパラメータである傾きθｔと予め設定された基準値である基準傾きθａとに基づいて補正用偏差Δθｔを算出する（Ｓ２４０）。

次いで、補正部３８が、算出した補正用偏差Δθｔがゼロか否かを判定する（Ｓ２５０）。補正用偏差Δθｔがゼロと判定すると（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、スタートへリターンする。一方、一方、補正用偏差Δθｔがゼロでないと判定すると（Ｓ２５０：ＮＯ）、補正部３８が、補正用偏差Δθｔをゼロにするように目標線４０を補正して（Ｓ２６０）、スタートへリターンする。

以上のように、門型クレーン２０の制御システム３０は、現在の門型クレーン２０の傾きθｔが基準傾きθａからずれた場合に、そのずれを反映させるように目標線４０を補正する。これにより、補正された目標線４０を門型クレーン２０の経年劣化やコンテナ蔵置ヤード１１の路面４８の経年劣化に対応させることができ、高精度且つ高速な門型クレーン２０の走行制御が可能になり、門型クレーン２０を目標位置に精度よく迅速に位置合わせすることができる。

また、制御システム３０は、補正する際に基準傾きθａを補正せずに、制御システム３０が有する目標線４０のみを補正する。これにより、各門型クレーン２０で異なる状況に応じて走行させる制御を行うことが可能になる。なお、一つの蔵置レーン１３を複数の門型クレーン２０が走行した際に、それらの複数の門型クレーン２０の制御システム３０の全てで同様の補正がなされた場合に、コンテナ蔵置ヤード１１の路面が経年劣化したと見做して基準傾きθａを補正してもよい。

図１３～図１５に例示するように、制御システム３０は、アンテナ３１ａの代わりに補正位置取得装置３９ａと補正対象体３９ｂとを有してもよい。また、制御装置３２が、内部記憶装置に現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときの基準値として補正対象体３９ｂの基準位置Ｑａを有し、パラメータ取得部３７がパラメータとして補正対象体３９ｂの位置座標Ｑｔを取得し、補正部３８がその位置座標Ｑｔとその基準位置Ｑａとの補正用偏差ΔＱｔに基づいて目標線４０を補正してもよい。

補正位置取得装置３９ａは、門型クレーン２０の構造体２３又は走行装置２４ｂに設置されて、所定の周期ｔごとに補正位置取得装置３９ａから補正対象体３９ｂまでの距離を計測する装置である。補正位置取得装置３９ａとしては、一次元、二次元、あるいは三次元のライダセンサが例示される。

補正対象体３９ｂは、目標線４０に沿って少なくとも一つ設置され、その設置位置として門型クレーン２０の現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときに補正位置取得装置３９ａにより計測可能な位置が例示される。補正対象体３９ｂは、補正位置取得装置３９ａが所定の周期ｔごとに計測した複数の距離により、門型クレーン２０に対して対向する側方部位（Ｙ方向左側部位）の断面形状が特定可能なものが好ましく、その側方部位の断面形状がＸ方向の両端の間に少なくとも一つの角を有する形状であることがより好ましい。本開示で、門型クレーン２０に対して対向する側方部位とは、補正位置取得装置３９ａにより距離が計測可能な部位である。また、Ｘ方向の両端の間に少なくとも一つの角を有する形状は、三角形状や階段状の形状、あるいは多角形状（但し、矩形状を除く）が例示される。なお、その角がＹ方向左側に向かって突出したものに限定されずに、その角がＹ方向右側に向かって窪んだものでもよい。このように、補正対象体３９ｂの側方部位の水平断面形状がＸ方向の両端の間に少なくとも一つの角を有する形状に形成されることで、補正位置取得装置３９ａにより特定した断面形状からその角の平面座標を特定することが可能となり、その特定した角の平面座標を補正対象体３９ｂの位置座標Ｑｔが特定可能となる。

基準位置Ｑａは、初期値として門型クレーン２０の現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致した状態で予め補正位置取得装置３９ａにより計測された補正対象体３９ｂの位置座標が設定される。なお、基準位置Ｑａは、補正位置４６におけるコンテナ蔵置ヤード１１の路面の傾きのうちのＹ方向の傾きに基づいて算出された算出値を用いてもよい。

パラメータ取得部３７は、補正位置取得装置３９ａが所定の周期ｔごとに取得した複数の距離が入力されて、パラメータとして補正対象体３９ｂの位置座標Ｑｔを算出し、算出した位置座標Ｑｔを補正部３８に出力する機能要素である。本開示で、パラメータとは門型クレーン２０のＹ方向の傾きにより変化する値を示し、具体的に補正対象体３９ｂの位置座標Ｑｔが例示される。

補正部３８は、パラメータ取得部３７が取得した位置座標Ｑｔが入力されて、入力された位置座標Ｑｔと内部記憶装置に予め記憶された基準値である基準位置Ｑａとの補正用偏差ΔＱｔに基づいて、目標線４０を補正する機能要素である。

補正用偏差ΔＱｔは基準位置Ｑａから位置座標Ｑｔを減算した値であり、図中のＹ方向左側への離間距離を正とし、Ｙ方向右側への離間距離を負とする。例えば、補正用偏差ΔＱｔが負の場合に門型クレーン２０は経年劣化を起因としたＹ方向右側への傾きが生じており、現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときに門型クレーン２０の構造体２３の下方部位や走行装置２４ｂが蔵置レーン１３の側方に寄った状態となる。また、補正用偏差ΔＱｔが正の場合に門型クレーン２０は経年劣化を起因としたＹ方向左側への傾きが生じており、現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致したときに門型クレーン２０の構造体２３の下方左側部位や走行装置２４ａが蔵置レーン１３の側方に寄った状態となる。

補正部３８は、補正用偏差ΔＱｔが正の場合にその補正用偏差ΔＱｔがゼロになるように平面視で目標線４０をＹ方向左側に平行にずらして補正する。また、補正部３８は、補正用偏差ΔＱｔが負の場合にその補正用偏差ΔＱｔがゼロになるように平面視で目標線４０をＹ方向右側に平行にずらして補正する。

この制御システム３０による門型クレーン２０の制御方法は、図１２に例示するフロー図における傾きθｔを位置座標Ｑｔとし、補正用偏差Δθｔを補正用偏差ΔＱｔとすればよく、同様の工程で行われる方法である。

以上のように、門型クレーン２０の制御システム３０は、取得された補正対象体３９ｂの位置座標Ｑｔが基準位置Ｑａからずれた場合に、そのずれを反映させるように目標線４０を補正する。これにより、高精度且つ高速な門型クレーン２０の走行制御が可能になり、門型クレーン２０を目標位置に精度よく迅速に位置合わせすることができる。

制御システム３０は、Ｙ方向のずれを補正する方法と同様の方法により、門型クレーン２０のＸ方向の傾きに応じて目標位置４１の目標線４０の線上の位置を補正するように構成されてもよい。例えば、門型クレーン２０の現在位置Ｐｔが補正位置４６に一致した場合に門型クレーン２０がＸ方向前側により傾いた場合に、平面視で目標位置４１は対応する停止位置４３に対してＸ方向前側の位置に補正される。このように、平面視で目標線４０のＹ方向の補正とともにＸ方向の目標位置４１の補正を行うことで、門型クレーン２０の走行を停止したときの位置合わせに有利になる。

制御システム３０は、パラメータ取得部３７が各アンテナ３１ａ、３１ｃが取得した位置座標Ｐａ、Ｐｃに基づいて門型クレーン２０の傾きθｔを算出する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、アンテナ３１ｃ及びパラメータ取得部３７に代えて門型クレーン２０の傾きθｔを直接的に計測する傾斜計を備えてもよい。なお、傾斜計は門型クレーン２０の桁部２２の上に設置されることが望ましい。

図１６及び図１７に例示するように、制御システム３０は、目標線４０を作成する制御を行ってもよい。制御システム３０は、制御装置３２が、各機能要素として換算位置取得部５０、作成用制御部５１、及び、作成部５２を有し、その作成用制御部５１が内部記憶装置に予め記憶された直線目標線４２に基づいて門型クレーン２０を走行させる制御を行った後に目標線４０を作成する制御を行う。

換算位置取得部５０は、位置取得部３４が取得した現在位置Ｐｔとパラメータ取得部３７が取得した傾きθｔとが入力されて、所定の周期ｔごとに門型クレーン２０の換算位置Ｒｔを取得し、取得した換算位置Ｒｔを作成用制御部５１に出力する機能要素である。換算位置取得部５０は、位置座標Ｐａ、Ｐｂの中点として現在位置Ｐｔを算出することが望ましい。なお、位置取得部３４は、位置座標Ｐａ、Ｐｂ及び門型クレーン２０の構造寸法に基づいて、現在位置Ｐｔを算出する機能要素としてもよい。

換算位置Ｒｔは、直線目標線４２が存在する水平面である基準水平面４７において、平面視で門型クレーン２０が現在存在している位置（平面座標）として構造体２３のＹ方向端部又はＹ方向の中央部の位置であることが好ましい。換算位置Ｒｔは、直線目標線４２及び基準水平面４７の空間位置座標を既知として、基準水平面４７を基準とした現在位置Ｐｔの高さと傾きθｔを用いた三角関数により算出された距離分、現在位置ＰｔをＹ方向にずらした位置である。

例えば、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８がＹ方向左側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＹ方向左側に傾いた場合に、平面視で換算位置Ｒｔは現在位置ＰｔよりもＹ方向右側に位置する。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８が水平である所を走行中の門型クレーン２０が傾いていない場合に、平面視で換算位置Ｒｔは現在位置Ｐｔと重なる。また、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８がＹ方向右側に向かって下方に傾いている所を走行中の門型クレーン２０がＹ方向右側に傾いた場合に、平面視で換算位置Ｒｔは現在位置ＰｔよりもＹ方向左側に位置する。

基準水平面４７は、コンテナ蔵置ヤード１１において水勾配が形成されていない路面４８に設定されることが望ましい。また、基準水平面４７は、コンテナ蔵置ヤード１１における路面４８の高さの平均値を高さとする水平面に設定されてもよい。

作成用制御部５１は、換算位置取得部５０から出力された換算位置Ｒｔが入力されて、内部記憶装置に予め記憶された直線目標線４２と換算位置Ｒｔとの偏差である作成用偏差Δｄｔに基づいて、インバータ２９を介して電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度Ｎａ、Ｎｂを調節して、一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの走行速度を調節する機能要素である。作成用偏差Δｄｔは直線目標線４２に対する換算位置Ｒｔのずれ量を示しており、平面視で換算位置Ｒｔを通り直線目標線４２と直交する垂線及び直線目標線４２の交点と換算位置Ｒｔとの間の距離を示す。作成用偏差Δｄｔは、図中のＹ方向左側のずれを正として、Ｙ方向右側のずれを負とする。また、作成用制御部５１は、換算位置Ｒｔが直線目標線４２の線上に配置された停止位置４３と一致したときの現在位置Ｐｔを内部記憶装置に順次記憶させる機能要素でもある。

作成部５２は、作成用制御部５１が内部記憶装置に記憶させた複数の現在位置Ｐｔが入力されて、入力された複数の現在位置Ｐｔを走行順に結んだ軌跡として目標線４０を作成する機能要素である。なお、門型クレーン２０が複数の蔵置レーン１３に渡って走行する場合に、内部記憶装置に記憶された複数の現在位置Ｐｔを、蔵置レーン１３ごとに区分して記憶させることが望ましい。

図１８及び図１９に例示するように、制御システム３０による門型クレーン２０の制御方法は、上位システム１８からの目標線４０の作成指示を通信機３３が受信し、その作成指示に基づいて門型クレーン２０を走行させて目標線４０を作成する方法である。この制御方法は、門型クレーン２０を走行させている間は所定の周期ｔごとに繰り返し行われ、門型クレーン２０の走行が終了して目標線４０を作成すると終了する。なお、この制御方法は、スタートの時点では門型クレーン２０を蔵置レーン１３の一端から他端まで走行させる指示が設定されるものとする。

図１８に例示するように、スタートすると、位置取得部３４が門型クレーン２０の現在位置Ｐｔを取得する（Ｓ３１０）。次いで、パラメータ取得部３７が門型クレーン２０の傾きθｔを取得する（Ｓ３２０）。次いで、換算位置取得部５０が、取得した現在位置Ｐｔ及び傾きθｔに基づいて換算位置Ｒｔを取得する（Ｓ３３０）。

次いで、作成用制御部５１が、取得した換算位置Ｒｔと予め設定された直線目標線４２とに基づいて作成用偏差Δｄｔを算出する（Ｓ３４０）。次いで、作成用制御部５１が、算出した作成用偏差Δｄｔがゼロか否かを判定する（Ｓ３５０）。作成用偏差Δｄｔがゼロと判定すると（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、作成用制御部５１が、インバータ２９を介して一対の走行装置２４ａ、２４ｂの走行速度差を現在の走行速度差に維持して（Ｓ３６０）、スタートへリターンする。一方、作成用偏差Δｄｔがゼロでないと判定すると（Ｓ３５０：ＮＯ）、作成用制御部５１が、インバータ２９を介して一対の走行装置２４ａ、２４ｂの走行速度差を作成用偏差Δｄｔをゼロにする走行速度差に調節して（Ｓ３７０）、図１９のＡへ進む。

図１９に例示するように、次いで、作成用制御部５１が、取得した換算位置Ｒｔが予め設定された停止位置４３と一致したか否かを判定する（Ｓ４１０）。換算位置Ｒｔが停止位置４３と一致しないと判定すると（Ｓ４１０：ＮＯ）、スタートへリターンする。一方、換算位置Ｒｔが停止位置４３に一致したと判定すると（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、作成用制御部５１が、一致したときの現在位置Ｐｔを内部記憶装置に記憶させる（Ｓ４２０）。次いで、作成用制御部５１が、指示された走行が終了したか否かを判定する（Ｓ４３０）。走行が終了していないと判定すると（Ｓ４３０：ＮＯ）、スタートへリターンする。一方、走行が終了したと判定すると（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、次のステップへ進む。

作成部５２が、内部記憶装置に記憶させた複数の現在位置Ｐｔを読み込む（Ｓ４４０）。次いで、作成部５２が、複数の現在位置Ｐｔを所定の平面又は空間に配置する（Ｓ４５０）。この所定の平面又は空間は任意に設定可能であり、例えば、所定の平面として基準水平面４７に平行で且つ高さが各アンテナ３１ａ～３１ｃのレベルに設定した平面が例示される。次いで、作成部５２が、配置された複数の現在位置Ｐｔを門型クレーン２０の走行順に線分で結んで折れ線を形成して、目標線４０を作成する（Ｓ４６０）。次いで、作成部５２が、複数の現在位置Ｐｔを目標位置４１に変換する（Ｓ４７０）。次いで、作成部５２が、作成した目標線４０及び目標位置４１を内部記憶装置に記憶して（Ｓ４８０）、終了する。

以上のように、制御システム３０は、門型クレーン２０を直線目標線４２に基づいて走行させた場合に、その走行中に現在位置Ｐｔが描く軌跡として目標線４０を作成する。それ故、目標線４０に走行中の門型クレーン２０の水平面に対する傾きを反映させることができる。これにより、その目標線４０を用いて高精度且つ高速な門型クレーン２０の走行制御が可能になり、門型クレーン２０を目標位置に精度よく迅速に位置合わせすることができる。

目標線４０は、走行中に取得した複数の現在位置Ｐｔのうち、その換算位置Ｒｔが直線目標線４２の線上に配置されたいずれかの停止位置４３と一致した現在位置Ｐｔを結んだ軌跡とすることが好ましい。ここでいう、換算位置Ｒｔが停止位置４３と一致したときの現在位置Ｐｔは、目標位置４１となる。

制御システム３０は、目標線４０または第二の目標線４５のいずれかを用いて門型クレーン２０を走行させる制御と、補正用偏差Δθｔまたは補正用偏差ΔＱｔのいずれか一方を用いて目標線４０を補正する制御と、目標線４０を作成する制御との全ての制御を行うよう構成されてもよく、いずれかの制御のみを行うように構成されてもよい。同種同型の複数の門型クレーン２０のそれぞれに搭載される制御システム３０は、いずれか一つの制御システム３０が補正する制御と作成する制御とを行うように構成されればよい。

コンテナターミナル１０に設けられる全ての門型クレーン２０は、それぞれに搭載された制御システム３０の走行させる制御と補正する制御と作成する制御の全ての制御により制御されるように構成されてもよい。また、全ての門型クレーン２０は、それぞれの制御システム３０の走行させる制御と補正する制御との二つの制御により制御されるように構成され、全ての門型クレーン２０のうちの一部の門型クレーン２０がそれぞれの制御システム３０の作成する制御により制御されるように構成されてもよい。さらに、全ての門型クレーン２０がそれぞれの制御システム３０の走行させる制御により制御されるように構成され、一部の門型クレーン２０がそれぞれの制御システム３０の補正する制御と作成する制御により制御されるように構成されてもよい。

コンテナターミナル１０には、制御システム３０の補正する制御と作成する制御との制御により制御される門型クレーン２０を少なくとも一台設ければよく、各蔵置レーン１３に一台ずつ設けられることが望ましい。なお、作制御システム３０の補正する制御と作成する制御との制御により制御される門型クレーン２０が、荷役時に蔵置レーン１３以外の場所に待機し、作成する制御あるいは補正する制御により制御されるときにのみ、蔵置レーン１３に配置されてもよい。

既述した目標線４０は門型クレーン２０の傾きのうち路面４８の傾きにのみに応じて設定されてもよい。つまり、目標線４０は、水平面において門型クレーン２０の走行方向に向かう直線である直線目標線４２に対して門型クレーン２０が走行する路面４８の傾きのうちのＹ方向の傾き（Ｘ軸回りの角度）に応じて屈曲する線で構成されてもよい。例えば、目標線４０は路面４８の勾配が既知の場合にその既知の勾配に基づいて設定されてもよい。

図２０に例示するように、目標線４０は複数の目標位置４１を有し、それらの目標位置４１のうちの前後で路面４８の勾配が変化する位置を変曲点として折り曲げられた折れ線で構成される。目標線４０の線上に存在する複数の目標位置４１とその目標線４０を作成するために用いた直線目標線４２の線上に存在する複数の停止位置４３とは互いに基準水平面４７に対する路面４８の傾きθｇに関して相関する。ここで、Ｌを所定の目標位置４１の位置座標とその目標位置４１に対応する停止位置４３ｂの位置座標とのＹ方向の差分とし、ＨをＺ方向の差分とする。現在位置Ｐｔが目標位置４１となるように門型クレーン２０の走行が停止された場合の傾きθｇは、そのとき門型クレーン２０が存在する路面４８の傾きであり、下記の数式（１）で示される。なお、本実施形態において傾きθｇは門型クレーン２０の走行が停止したときに算出される算出値を示している。

図２１に例示するように、本開示の第一実施形態の制御システム３０は、走行用制御部３５による目標線４０と位置取得部３４が取得した現在位置Ｐｔとの走行用偏差ΔＤｔに基づいた門型クレーン２０の走行が停止したときに、目標線４０に基づいて傾きθｇを算出するものである。また、この制御システム３０は算出した傾きθｇに基づいてトロリ２５の横行させるものである。なお、本実施形態の傾きθｇは、門型クレーン２０の走行が停止したときの傾きであり、コンテナ蔵置ヤード１１の路面４８の基準水平面４７に対する傾きのうちのＹ方向の傾き、すなわちＸ軸回りの角度である。

制御システム３０は、制御装置３２が目標線４０と直線目標線４２とを有し、位置取得部３４および走行用制御部３５に加えて、傾き算出部５３とトロリ用制御部５４とを備える。

本実施形態において、目標線４０および直線目標線４２のそれぞれはＺ方向の座標情報を含む三次元位置座標の集合であり、目標線４０のＺ座標のレベルが各アンテナ３１ａ、３１ｂの高さのレベルに設定され、直線目標線４２のＺ座標のレベルが基準水平面４７の高さのレベルに設定される。

傾き算出部５３は、目標線４０および直線目標線４２が入力されて、傾きθｇを算出し、算出した傾きθｇをトロリ用制御部５４に出力する機能要素である。具体的に、傾き算出部５３は門型クレーン２０が荷役指令により指示された目標位置４１に対して停止したときに、その目標位置４１とそれに対応する停止位置４３との差分に基づいて、上記の数式（１）により傾きθｇを算出する。

トロリ用制御部５４は、上位システム１８からの荷役指示に指示された目標着床面６０に対応する横行位置Ｔｕが入力されて、その横行位置Ｔｕまでトロリ２５を横行させるように図示しないトロリ用駆動装置を調節する機能要素である。本実施形態のトロリ用制御部５４は横行位置Ｔｕに加えて、目標着床面６０の高さＨｃと傾き算出部５３が算出した傾きθｇが入力されて、横行位置Ｔｕに対して傾きθｇに応じてずらした位置までトロリ２５を横行させる機能要素である。

横行位置Ｔｕは路面４８を基準として設定されたトロリ２５の停止目標であり、荷役指示により指示された目標着床面６０の中心から延びる面法線上に吊具２１の中心が位置するように設定された位置である。横行位置Ｔｕはトロリ２５の桁部２２における存在位置であり、位置座標ではなく、桁部２２の左端部を基準として左端部からの離間距離を示す。なお、荷役指示においては横行位置Ｔｕの代わりに目標着床面６０の位置を番地で指定し、トロリ用制御部５４がその番地の中心の位置座標から横行位置Ｔｕを算出してもよい。

目標着床面６０の高さＨｃは路面４８を基準として設定された高さであり、荷役指示により指示された目標着床面６０が蔵置されたコンテナＣの積み段数に基づいて設定される。

図２０の点線に例示するように、吊具２１の中心線上が指示された横行位置Ｔｕに重なるようにトロリ２５を横行させて吊具２１を降ろすと、路面４８が基準水平面４７に対して傾いた状況の場合に吊具２１の中心と目標着床面６０の中心との間にずれ量Ｙｕが生じる。ここで、Ｈｕを路面４８からトロリ２５の下端までの高さとすると、ずれ量Ｙｕは下記の数式（２）で示される。なお、高さＨｕは門型クレーン２０の構造上の既知の値を用いる。

トロリ用制御部５４は、上記の数式（２）を用いてずれ量Ｙｕを算出し、算出したずれ量Ｙｕを指示された横行位置Ｔｕに加算した位置までトロリ２５を横行させるようにトロリ用駆動装置を調節する制御を行う。本実施形態において、傾きθｇは基準水平面４７をゼロ度として左回りに増加するものとする。従って、桁部２２が左肩上がりの状態の基準傾きθａはゼロ度から９０度までの範囲になり、このときのずれ量Ｙｕは正の値となる。一方、桁部２２が右肩上がりの状態の傾きθｇは９０度から１８０度までの範囲となり、このときのずれ量Ｙｕは負の値となる。

図２２に例示するように、本実施形態の門型クレーン２０の制御方法は、上位システム１８からの荷役指示を通信機３３が受信し、その荷役指示に基づいて走行用制御部３５により門型クレーン２０を走行させ、荷役指示で指示された目標位置４１に対して門型クレーン２０が停止してから開始される方法である。

走行用制御部３５による門型クレーン２０の走行が停止すると、傾き算出部５３が傾きθｇを算出する（Ｓ５１０）。次いで、トロリ用制御部５４がずれ量Ｙｕを算出する（Ｓ５２０）。次いで、トロリ用制御部５４が指示された横行位置Ｔｕに算出したずれ量Ｙｕを加算して（Ｓ５３０）、この制御方法は完了する。

図２０に例示するように、上記の制御方法が完了すると、制御装置３２は図示しない吊具用制御部により吊具２１を降ろして目標着床面６０に着床させる。このように、本開示の制御方法により算出される基準水平面４７に対する路面４８の傾きθｇに応じたずれ量Ｙｕを吊具２１またはその吊具２１が吊ったコンテナＣの着床の制御に用いることで、精度の高い着床を実現できる。

ずれ量Ｙｕを考慮した着床の制御により積み上げられた全てのコンテナＣは、その上端面（目標着床面６０も含む）の中心位置６１のそれぞれが鉛直線６２の線上に並んでいる。換言すると、積み上げられた全てのコンテナＣは階段状に積み上げられた状態になる。なお、目標着床面６０を対象となるコンテナＣの下端面に設定すると、ずれ量Ｙｕを考慮した着床の制御により積み上げられた全てのコンテナＣはその下端面の中心位置のそれぞれが鉛直線６２の線上に並ぶことになる。

以上のように、本開示の制御システム３０は門型クレーン２０の走行が停止したときに、走行中の目標として用いた目標線４０に基づいて門型クレーン２０が停車した路面４８の傾きθｇを算出する。このように、制御システム３０によれば、門型クレーン２０に傾斜計を設置せずに傾きθｇを得られることで、門型クレーン２０の構造体２３や桁部２２の歪み、それらに生じる振動、あるいは電気的なノイズなどの様々な影響を排除するには有利になり、傾きθｇの精度を高めることができる。

また、制御システム３０は目標線４０の線上に存在する目標位置４１と直線目標線４２の線上に存在する停止位置４３との差分に基づいて傾きθｇを算出する。それ故、目標位置４１ごとに異なる全ての傾きθｇを記憶させるマップ方式に比して、制御に要するデータ容量を低減できる。

加えて、制御システム３０は算出した傾きθｇに応じて荷役指示により指示された横行位置Ｔｕをずらす。それ故、基準水平面４７に対して傾いた路面４８でコンテナＣを荷役する場合に、傾きθｇにより生じるずれ量Ｙｕを考慮した荷役を行うことが可能になる。これにより、高精度の荷役を行うには有利になり、荷役効率を向上することができる。

図２０の点線に例示するように、荷役指示から指示された目標着床面６０に対して面合わせの方式でコンテナＣを積み上げると、積み段数が多くなるに連れてコンテナＣの中心が鉛直線６２からの離間距離が長くなる。対して、本実施形態のずれ量Ｙｕを考慮した方式でコンテナＣを積み上げると、積み上げられたコンテナＣの上端面の中心位置６１のそれぞれが鉛直線６２の線上に並ぶ。それ故、積み段数が多くなってもコンテナＣの中心が鉛直線６２から離間しなくなり、面合わせの方式に比して積み上げられたコンテナＣの安定度を増すことができる。

図２３に例示するように、本開示の第二実施形態の制御システム３０は、第一実施形態に対して傾きθｇの算出をより高精度にする点が異なる。本実施形態の制御システム３０は、位置ずれ取得装置５５を備え、傾き算出部５３が走行用偏差ΔＤｔと位置ずれ取得装置５５が取得した値とを用いて傾きθｇを算出するように構成される。

位置ずれ取得装置５５は、門型クレーン２０の走行が停止したときに、門型クレーン２０の下端部と停止位置４３との平面視における位置ずれ量ΔＤｕを取得する装置である。位置ずれ取得装置５５は、直線目標線４２が配置された側の走行装置２４ｂの平面視における中心位置と停止位置４３との位置ずれ量ΔＤｕを取得する装置であることが望ましい。位置ずれ取得装置５５としては、門型クレーン２０の走行装置２４ｂに設置されて、停止位置４３に埋め込まれた磁石の磁気を読み取る磁気センサが例示される。位置ずれ取得装置５５は磁気センサに限定されずに、トランスポンダで構成されてもよく、前述した補正位置取得装置３９ａと補正対象体３９ｂとを応用してもよい。また、停止位置４３が視覚的に判別可能に構成される場合に、停止位置４３の映像から位置ずれ量ΔＤｕを取得する構成としてもよい。

傾き算出部５３は、目標線４０および直線目標線４２に加えて、走行用制御部３５が走行制御に用いる走行用偏差ΔＤｔと、位置ずれ取得装置５５が取得した位置ずれ量ΔＤｕとが入力されて、傾きθｇを算出し、算出した傾きθｇをトロリ用制御部５４に出力する機能要素である。具体的に、傾き算出部５３は目標位置４１とそれに対応する停止位置４３との差分Ｌ、Ｈに加えて、走行用偏差ΔＤｔと位置ずれ量ΔＤｕとに基づいて、下記の数式（３）により傾きθｇを算出する。

以上のように、本実施形態の制御システム３０は、門型クレーン２０が停止したときの門型クレーン２０の上部における現在位置Ｐｔと目標位置４１との偏差である走行用偏差ΔＤｔと、門型クレーン２０の下端部における停止位置４３に対する位置ずれ量ΔＤｕとを用いて傾きθｇを算出する。これにより、目標線４０を作成してから生じる路面４８の変化に対応した傾きθｇを得ることができ、第一実施形態に比して傾きθｇの算出精度をより高めることができる。

また、傾きθｇを算出する過程において、走行用偏差ΔＤｔと位置ずれ量ΔＤｕとの差が予め設定した範囲以上に広がっていると判定した場合に、目標線４０を補正するように構成するとよい。具体的に、門型クレーン２０が停止したときの走行用偏差ΔＤｔと位置ずれ量ΔＤｕとが等しくなるように、目標位置４１を補正する。この目標線４０の補正は、上述した補正部３８における補正を応用してもよい。

既述した実施形態は、目標線４０が平面視で、Ｘ方向に延在し、走行中の門型クレーン２０が水平面に対して傾いた場合に門型クレーン２０のＹ方向における傾きに応じてＹ方向に屈曲する線で構成されても適用可能である。ただし、目標線４０が路面４８の傾きにのみ応じて屈曲する線で構成されると、傾きθｇの算出精度を向上するには有利になる。

２０ 門型クレーン
２１ 吊具
２２ 桁部
２３ 構造体
２４ａ、２４ｂ 走行装置
２５ トロリ
３０ 制御システム
３４ 位置取得部
３５ 走行用制御部
４０ 目標線
４１ 目標位置
４２ 直線目標線
４３ 停止位置
５３ 傾き算出部
Ｐｔ 現在位置
ΔＤｔ 走行用偏差
θｇ 傾き

Claims (8)

1. 構造体の上部に配置された桁部の延在方向に離間配置されて前記構造体の下端に取り付けられた一対の走行装置と前記桁部に沿って前記延在方向に横行するトロリとこのトロリから吊架したワイヤにより鉛直方向に昇降する吊具とを有するクレーンの現在位置を逐次取得する位置取得部と、この位置取得部、および、前記一対の走行装置のそれぞれに接続された走行用制御部とを備えるクレーンの制御システムにおいて、
   平面視で、前記クレーンの走行方向に延在し、走行中の前記クレーンが傾いた状態ではそのクレーンの水平面に対する傾きのうちの前記延在方向における傾きに応じて前記延在方向に屈曲する目標線を有し、
   前記目標線と前記位置取得部が取得した前記現在位置との走行用偏差に基づいて前記走行用制御部により前記一対の走行装置を制御することにより前記クレーンを走行させ、そのクレーンの走行が停止したときに、前記目標線に基づいて前記クレーンの傾きを算出する傾き算出部を備えることを特徴とするクレーンの制御システム。
2. 前記目標線は、前記走行方向に延在して平面視で直線状を成す直線目標線と前記位置取得部が取得した前記現在位置をその直線目標線が存在する基準水平面における位置に換算した換算位置との作成用偏差に基づいて、前記クレーン又はそのクレーンと同種同型の他のクレーンのうちのいずれか一方のクレーンを走行させたときに、その走行中に取得した複数の前記現在位置を結んだ軌跡であり、
   前記傾き算出部は、前記目標線および前記直線目標線の差分に基づいて前記傾きを算出する請求項１に記載のクレーンの制御システム。
3. 前記直線目標線がその線上に複数の停止位置を有し、前記目標線がその線上に前記停止位置のそれぞれに対応した複数の目標位置を有し、前記傾き算出部は前記走行用制御部により前記現在位置が前記目標位置となるように前記クレーンの走行が停止したときにその目標位置とそれに対応する前記停止位置との差分に基づいて前記傾きを算出する請求項２に記載のクレーンの制御システム。
4. 前記停止位置に対する平面視における位置ずれ量を取得する位置ずれ取得装置を備え、
   前記傾き算出部は、前記目標位置および前記停止位置の前記差分と、前記クレーンの走行が停止したときの前記走行用偏差と、前記位置ずれ取得装置が取得した前記位置ずれ量と、に基づいて前記傾きを算出する請求項３に記載のクレーンの制御システム。
5. 指示された横行位置に対して、前記トロリをその横行位置から前記傾きに応じてずらした位置まで横行させる制御を行う横行用制御部を備える請求項１～４のいずれか１項に記載のクレーンの制御システム。
6. 前記目標線は、前記クレーンの傾きのうちの前記クレーンが走行する路面の水平面に対する傾きに応じて屈曲する線で構成される請求項１～５のいずれか１項に記載のクレーンの制御システム。
7. 構造体の上部に配置された桁部の延在方向に離間配置されて前記構造体の下端に取り付けられた一対の走行装置と前記桁部に沿って前記延在方向に横行するトロリとこのトロリから吊架したワイヤにより鉛直方向に昇降する吊具とを有するクレーンの現在位置を逐次取得し、取得したその現在位置に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの走行速度を調節して前記クレーンを走行させるクレーンの制御方法において、
   平面視で、前記クレーンの走行方向に延在し、走行中の前記クレーンが水平面に対して傾いた場合にその傾きのうちの前記延在方向における傾きに応じて前記延在方向に屈曲する目標線と取得した前記現在位置との走行用偏差に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの走行速度を調節して前記クレーンを走行させ、
   前記クレーンの走行が停止したときに、前記目標線に基づいて前記傾きを算出することを特徴とするクレーンの制御方法。
8. 前記傾きを算出した後に、指示された横行位置に基づいて、前記トロリをその横行位置から前記傾きに応じてずらした位置まで横行させる請求項７に記載のクレーンの制御方法。

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