JPH0459598A

JPH0459598A - クレーン自動運転方法

Info

Publication number: JPH0459598A
Application number: JP16999590A
Authority: JP
Inventors: Akira Mizutani; 亮水谷; Toshikazu Miyajima; 宮嶋　俊和; Toshibumi Sato; 俊文佐藤
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-26
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2523212B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、建設作業全般及びその他の分野において、ク
レーンそれに類する機器を用いた荷役、揚重等の作業に
おけるクレーン自動運転方法に関する。

［従来の技術］かかる作業を行う場合、従来はオペレータカ押しボタン
やレバー等のスイッチにより走行や旋回等の操作を手動
で行っていた。しかし、これらの作業を行うには、最適
に障害物を回避し、荷振れを抑止し、目標位置に荷を停
止するという操作が必要で、熟練したオペーレタが必要
になる。

クレーン自動運転方法に関しては、種々提案されている
（例えば特開昭５８−６９６９５号公報、特開昭６０−
２１８２９０号公報、特開昭６０−２３２８７号公報、
特開昭６２−４１１８９号公報等）。これらの方法は、（イ）　走行型クレーンにおいて、障害物上部を越えて
運搬する方法、（ロ）　平面的に最適ルートを設定し、そのルート通り
にパターン的に運搬する方法、に大別される。

［発明が解決しようとする課題］前記（イ）、（ロ）の方法とも、３次元的に障害物を回
避することができず、また、（ロ）の方法は、パータン
運転のため、荷振れが生じた場合に、荷振れを抑えるこ
とができない。

本発明は、３次元的に安全迅速なルートを設定し、荷振
れなく安定して荷を移動し目標位置に停止させる安全性
、時短性、汎用性に優れたクレーン自動運転方法を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明によれば、入力された現在位置、目標位置及び障
害物位置等の情報に基づいて目標位置まで３次元的に安
全迅速に荷を移動させるルートを設定し、該ルート上を
移動しながらセンサからの現在位置、荷の振れ等の情報
に基づいて前記ルート上を正しく荷振れのない状態で荷
を移動させるための短期的目標に向って選択された振れ
止め発進、振れ止め停止、位置決め停止等の操作指令を
自動的にトロリー等の装置に出力するようになっている
。

上記自動制御の態様は、ルート設定回路と、操作選択回
路と、トロリーの第１軸、第２軸、第３軸の各軸制御回
路で行い、各軸制御回路には、ファジィ推論により振れ
止め走行操作を制御する第１の制御回路と、振れ止め停
止操作を制御する第２の制御回路と、安全走行を制御す
る第３の制御回路とを設けるのが好ましい。

また、第１ないし第３の制御回路は、それぞれ荷の捩角
及び角速度に関する制御則とファジィ集合により、入力
値がファジィ集合のいずれかに当てはまっている度合に
応じて制御則の重みを求め、一番重みのある制御則に基
づく値をトロリーへの出力値とするのが好ましい。

［作用］上記のように構成されたクレーン自動運転方法において
、ルート設定回路は、あらかじめ入力された目標位置、
障害物の位置、センサからのトロリーの現在位置の３次
元座標から最適となるルートを設定する。

操作選択回路は、設定されたルートと、トロリーの現在
位置、荷の捩角などの情報に基づき、振れ止めや位置決
めを考慮したトロリーの第１軸、第２軸および第３軸の
操作態様を選択する。

各軸制御回路は、センサからの捩角度等の情報に基づき
、ファジィ推論により状態に応じ、第１の制御回路で振
れ止めを行って走行し続ける操作を制御し、第２の制御
回路で振れ止めを行って停止する操作を制御し、第３の
制御回路で、安定した走行状態を継続する操作を制御す
る。

このような操作の自動制御により、荷は発進位置から停
止位置に至る３次元的なルート上を荷振れなく迅速に移
動される。

［実施例コ以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明によるクレーン自動運転方法は、ルート設定、操
作選択、操作の方法については内容を問わず、クレーン
の種類もロープを介して荷を取扱うものであれば、走行
や旋回等の機構の差を問わない。−例として、ファジィ
制御を応用した方法を走行型クレーンについて説明する
。

本発明による実施の態様は、第１８図ないし第１ｄ図に
示すように、例えば発進位置Ｓから荷Ｗを振れＶを抑え
るようにトロリーＴを発進させ、荷Ｗを位置Ｐ１、Ｐ２
と障害物Ａを越えて移動し、更に、位置Ｐ３、Ｐ４と障
害物Ｂを迂回して移動し、目標位置Ｅへと３次元的な最
適ルーｈＲ上を移動する。

第２図には、本発明を実施する装置が示されている。

ルート設定回路１には、操作選択回路２が接続され、該
回路２には、トロリーＴの第１軸を制御する第１軸制御
回路３、第２軸を制御する第２軸制御回路４及び第３軸
を制御する第３軸制御回路５が並列に接続されている。

これらの３回路３〜５は、トロリーＴに接続され、トロ
リーＴ及び適所に設けられたセンサである。ＣＣＤカメ
ラ９ａ及び、９ｂ、９ｃはそれぞれ各回路１〜５に接続
されている。前記ＣＣＤカメラ９ａは第６図に示すよう
に、ガータのレール１０上を走行するトロリーＴのホイ
スト１１に隣接し、下方に向けて測定範囲用Ｄ１を測定
するように設けられている。そして、荷Ｗの振巾Ａと吊
りワイヤ１２の長さｌとから、捩角θを θ＝Ａ　ｓ　ｉ　ｎ−’　（Ａ／Ａ　）から求め、更に
、捩角θと時間とから振れの角速度Δθを求めるように
なっている。

また、ＣＣＤカメラ９ｂ、９ｃは第７図に示すように、
例えば障害物Ｂの正面及び側方に測定範囲Ｄ１、Ｄ２を
測定するように設けられ、トロリーＴ、荷Ｗ及び障害物
Ａ、Ｂの位置や荷Ｗの捩角θを求めるようになっている
。

なお、これらの図面において、０１〜Ｃ３は、それぞれ
カメラ９ａ〜９Ｃの捕捉画面である。

前記ルート設定回路１は、あらかじめ入力された目標位
置Ｅ１障書物Ａ、Ｈの位置及びカメラ９ａ〜９ｃから入
力されたトロリーＴの現在位置すなわち発進位置Ｓの３
次元座標に基づき、走行距離や操作切換えの回数などの
指標について最適となる３次元的なルートＲを設定する
。

前記操作選択回路２は、ルート設定回路１の設定したル
ートＲと、カメラ９ａ〜９ｃからのトロリーＴの現在位
置、荷Ｗの捩角等の信号に基づき、振れ止めや位置決め
を考慮したトロリーＴの第１軸ないし第３軸の制御態様
を選択する。

前記第１軸ないし第３軸制御回路３〜５は、第１軸制御
回路３を例に説明すると、該回路３には、第１の制御回
路６、第２の制御回路７及び第３の制御回路８が設けら
れている。

その第１の制御回路６は、振れ止めを行い、走行し続け
る操作を制御し、第３８図ないし第３ｄ図に示すように
、発進位置Ｓから荷Ｗの振れＶを抑止して発進するとき
、又は、走行状態で荷Ｗに振れＶが生じたとき、若しく
は、走行中に移動速度を変更するときに行うものである
。

前記第２の制御回路７は、振れ止めを行い、停止する操
作を制御し、第４ａ図ないし第４ｄ図に示すように、走
行している状態から荷Ｗの振れＶを抑止して目標位置Ｅ
に停止するとき、又は、停止している状態で、荷Ｗに振
れＶが生じたときに行うものである。

前記第３の制御回路５は、安定した走行状態を、そのま
ま継続するときに行うものである。

前記第２軸制御回路４、第３軸制御回路５にも第１軸制
御回路３と同様に、第１の制御回路５ａ。

６ｂ、第２の制御回路７ａ、７ｂ及び第３の制御回路８
ａ、８ｂがそれぞれ設けられている。

前記第１ないし第３の制御回路は、それぞれトロリーＴ
の０Ｎ−ＯＦＦと移動方向の指令とをファジィ推論によ
り行うようになっている。このうち第２の制御回路７を
例に説明すると、そのファジィ推論のアルゴリズムには
、第１表に示す制御則と、第５ａ図に示す捩角に関するファジィ集合のメンバシッ
プ関数と、第５ｂ図に示す角速度のファジィ集合のメン
バシップ関数とを用いる。ただし、ファジィ推論によっ
て求まったトロリーＴの移動方向が、目標位置Ｅから離
れる方向にＯＮとなった場合は、その操作を行わず、ま
た、振れＶに追いつく前に大きく目標位置Ｅから離れる
ようになった場合は、トロリーＴを停止する。なお、上
記の制御則、メンバシップ関数は一例であり、トロリー
の仕様などによって調整を行うものである。

［発明の効果］本発明は、以上説明したように構成されているので、荷
を移動したい目標位置を入力することにより、最適なル
ートで荷触れを生じさせることなく安定して荷を移動し
て目標位置に停止させることができる。

したがって、オペレータの省力化及び専門知識を持たな
いオペレータによる操作を可能にすることができ、荷役
作業の自動化を可能とする。

また、クレーン本体を大巾に改造することなく制御回路
やセンサを付加するだけで容易に実施することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１８図ないし第１ｄ図は本発明による操作態様の概略
を説明する図面で第１ａ図は側面図、第１ｂ図は平面図
、第１ｃ図及び第１ｄ図はそれぞれ第１ｂ図のＸ矢視及
びＹ矢視図、第２図は制御ブロック図、第３８図ないし
第３ｄ図は振れ止めをして走行する場合の操作態様を説
明する側面図、第４ａ図ないし第４ｄ図は振れ止めをし
て目標位置に停止する場合の操作態様を説明する側面図
、第５ａ図及び第５ｂ図はそれぞれ第２の制御回路の捩
角及び角速度に関するファジィ集合のメンバシップ関数
を説明する図面、第６図及び第７図はＣＣＤカメラを説
明する側面図及び平面図である。Ｅ・・・目標位置　Ｔ・・・トロリー　　Ｖ・・・荷の
振れ　　Ｗ・・・荷　　１・・・ルート設定回路　　２
・・・操作選択回路　　３・・・第１軸制御回路　　４
・・・第２軸制御回路５・・・第３軸制御回路　　６．
６ａ、６ｂ・・・第１の制御回路７．７ａ。７ｂ　・・第２の制御回路８．８ａ。８ｂ・・第３の制御回路　ａ　ｓ９ｂ。９Ｃ・・ＣＣＤカメラ第１ｃ図第１ｃ図第１ｄ図第１ｂ図第３ｏ図第３ｂ図第３ｃ図第３ｄ図第４ｏ図第４ｂ図第４ｃ図第４ｄ図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

入力された現在位置、目標位置及び障害物位置等の情報
に基づいて目標位置まで３次元的に安全迅速に荷を移動
させるルートを設定し、該ルート上を移動しながらセン
サからの現在位置、荷の振れ等の情報に基づいて前記ル
ート上を正しく荷振れのない状態で荷を移動させるため
の短期的目標に向って選択された振れ止め発進、振れ止
め停止、位置決め停止等の操作指令を自動的にトロリー
等の装置に出力することを特徴とするクレーン自動運転
方法。