JPH0797179A - Position detecting device for crane - Google Patents

Position detecting device for crane

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JPH0797179A
JPH0797179A JP23765293A JP23765293A JPH0797179A JP H0797179 A JPH0797179 A JP H0797179A JP 23765293 A JP23765293 A JP 23765293A JP 23765293 A JP23765293 A JP 23765293A JP H0797179 A JPH0797179 A JP H0797179A
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JP
Japan
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trolley
camera
container
spreader
traverse
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23765293A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kunimitsu
智 国光
Itsuo Murata
五雄 村田
Yoshiaki Okubo
欣昭 大久保
Hiromitsu Hoshina
博光 星名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform automatic operation by reducing a working burden of a crane operator. CONSTITUTION:A trolley 11 is moved along a traversing track, and a spreader 12 is lifted to be hung down from the trolley 11 to clamp a container 10 which is a clamping target. The first/second cameras 1, 2 are provided in the trolley 11 to photograph a downward direction in the perpendicular direction. Based on an image signal of the spreader 12 and the container 10 photographed by the cameras 1, 2, a characteristic point of the spreader 12 and the container 10 is obtained, and further a position of the trolley 11 is detected. Based on the characteristic point and the trolley position, a traversing track position and winding height position of the spreader 12 and the container 10 are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンテナクレーンやト
ランスファークレーンの(半)自動運転に適用されるス
プレッダの位置と振れやスプレッダの把持目標の位置を
検出するクレーン用装置検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crane device detecting device for detecting the position of a spreader and the shake and the position of a target for gripping the spreader, which is applied to (semi) automatic operation of a container crane or a transfer crane.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンテナクレーンによる従来の荷役作業
の内容を図4に基づいて説明する。図4はコンテナクレ
ーンの全体図である。
2. Description of the Related Art The contents of conventional cargo handling work by a container crane will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an overall view of the container crane.

【0003】コンテナクレーン15による荷役作業は、
コンテナ14を陸側の岸壁20から海側のコンテナ船1
9に積み込む作業と、コンテナ14をコンテナ船19か
ら岸壁20に積み降ろす作業の二つに大別される。コン
テナクレーン15の横行軌道にはトロリ11及びトロリ
11と連動して移動する運転室16が設けられ、トロリ
11には吊具としてスプレッダ12が昇降自在(巻上
げ、巻降し)に備えられている。クレーン15の運転者
18は運転室16に搭乗し、操作盤17を操作すること
によりクレーン15の運転を行う。
The cargo handling work by the container crane 15 is
Container 14 from landside quay 20 to seaside container ship 1
The work is roughly divided into two: the work of loading the container 9 and the work of unloading the container 14 from the container ship 19 to the quay 20. A trolley 11 and a driver's cab 16 that moves in conjunction with the trolley 11 are provided on the traverse path of the container crane 15, and the trolley 11 is equipped with a spreader 12 that can be raised and lowered (hoisting and hoisting) as a suspending tool. . The operator 18 of the crane 15 rides in the operator's cab 16 and operates the operation panel 17 to operate the crane 15.

【0004】以下、コンテナ14を岸壁20からコンテ
ナ船19に積み込む作業を例に、従来のコンテナクレー
ン15の荷役作業の内容を説明する。
The contents of the conventional cargo handling work of the container crane 15 will be described below by taking the work of loading the container 14 from the quay 20 onto the container ship 19 as an example.

【0005】コンテナ14はトレーラやストラルドキャ
リア等によってコンテナヤード上からコンテナクレーン
15の横行軌道の下の岸壁20にセットされる。運転者
18は岸壁20にセットされたコンテナ14の上空にト
ロリ11を移動させる。
The container 14 is set on the quay 20 under the traverse path of the container crane 15 from above the container yard by a trailer, a straddle carrier or the like. The driver 18 moves the trolley 11 over the container 14 set on the quay 20.

【0006】次に、スプレッダ12を巻降し、コンテナ
14に着床して固定した後巻上げ、コンテナ船19の積
み込み目標位置10の上空にトロリ11を移動させる。
目標位置10の上空でトロリ11を停止後、スプレッダ
12を巻降ろしていき目標位置10の数10cm上空で巻
降ろしを一旦停止する。そこで、運転者18は目標位置
10に対するスプレッダ12の横走行位置や回転(スキ
ュー)を微調節後、スプレッダ12を徐々に巻降ろして
コンテナ14を目標位置10に着床する。以上の作業
は、運転室16内にいる運転者18がスプレッダ12や
目標位置10を肉眼で直視しながらマニュアル操作で実
施している。
[0006] Next, the spreader 12 is unwound, fixed on the container 14 and fixed to the container 14, and then hoisted, and the trolley 11 is moved above the loading target position 10 of the container ship 19.
After stopping the trolley 11 above the target position 10, the spreader 12 is unwound and the unwinding is temporarily stopped above several tens cm of the target position 10. Therefore, the driver 18 finely adjusts the lateral traveling position and rotation (skew) of the spreader 12 with respect to the target position 10, and then gradually unwinds the spreader 12 to land the container 14 on the target position 10. The above-mentioned work is performed by a driver 18 in the cab 16 by manual operation while directly looking at the spreader 12 and the target position 10 with the naked eye.

【0007】これを繰り返し、岸壁20からコンテナ船
19へのコンテナ14の積み込み作業を完了する。コン
テナ船19から岸壁20にコンテナ14を積み降ろす作
業も基本的に同様な内容である。以上が、従来のコンテ
ナクレーンの荷役作業の内容である。
By repeating this, the loading operation of the container 14 from the quay 20 to the container ship 19 is completed. The operation of loading and unloading the container 14 from the container ship 19 to the quay 20 basically has the same content. The above is the contents of the conventional cargo handling work of the container crane.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来、コンテナクレー
ンやトランスファークレーンを完全自動運転化できなか
った理由の一つに、運転者が肉眼で直視して検出してい
たスプレッダの位置や振れ及び目標位置を定量的に検出
するセンサが無かったことが挙げられる。
One of the reasons that conventional container cranes and transfer cranes have not been able to be fully automatically operated is that the position, runout, and target position of the spreader, which the driver directly detects with his / her eyes, are detected. It was mentioned that there was no sensor for quantitatively detecting.

【0009】そこで、本発明は上記状況を鑑みてなされ
たもので、クレーンの運転者の作業負担の軽減(半自動
運転化)や自動運転化を実現するうえで必要なスプレッ
ダの位置や振れ及び目標位置を定量的に検出する装置を
提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above situation, and the position, runout, and target of the spreader necessary for realizing the reduction of the work load of the crane operator (semi-automatic operation) and the realization of automatic operation. An object is to provide a device for quantitatively detecting a position.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の構成は、横行軌道に沿って移動するトロリ
と、そのトロリに設けられ荷を把持して昇降する吊具と
を備えたクレーンにおいて、前記トロリに設けられ鉛直
方向下向きに前記吊具や前記吊具の把持目標を撮影する
第1のカメラと、前記トロリに吊具を挟んで面対称な位
置に設けられ鉛直方向下向きに前記吊具や前記吊具の把
持目標を撮影する第2のカメラと、前記第1のカメラの
映像信号を基にして前記吊具または前記把持目標の特徴
点を検出する第1の特徴点検出装置と、前記第2のカメ
ラの映像信号を基にして前記吊具または前記把持目標の
特徴点を検出する第2の特徴点検出装置と、前記第1及
び第2のカメラの映像信号を基にして検出した2つの特
徴点と前記第1のカメラ及び第2のカメラで撮影したと
きの前記トロリの横行軌道の位置データを基に前記吊具
や前記吊具の把持目標の横行軌道及び巻高さの位置を演
算する演算装置とからなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the structure of the present invention comprises a trolley that moves along a traverse path, and a lifting tool that is provided on the trolley and that holds a load and moves up and down. In the crane, a first camera provided on the trolley for photographing the hanging device and a gripping target of the hanging device in a vertically downward direction, and a vertical camera provided at a position symmetrical with respect to the trolley with the hanging device sandwiched therebetween A second camera for capturing an image of the suspending tool or a gripping target of the suspending tool, and a first feature point detection for detecting a feature point of the suspending tool or the gripping target based on a video signal of the first camera. An apparatus, a second feature point detection device for detecting a feature point of the hanger or the gripping target based on a video signal of the second camera, and a video signal of the first and second cameras And the two feature points detected by La and a calculation device for calculating the position of the traverse trajectory and the winding height of the suspension target or the gripping target of the suspension tool based on the position data of the traverse trajectory of the trolley when taken by the second camera. Is characterized by.

【0011】また、前記第1のカメラと第2のカメラ
を、前記トロリに設ける代わりに、トロリとは独立に横
行軌道上を横行移動可能な台車上に搭載したことを特徴
とする。
In addition, the first camera and the second camera are mounted on a carriage that can traverse independently on a traverse orbit independently of the trolley, instead of being provided on the trolley.

【0012】[0012]

【作用】第1のカメラで吊具または吊具の把持目標を撮
影し、第1の特徴点検出装置によって吊具または吊具の
把持目標の特徴点を検出する。同様に、第2のカメラで
吊具または吊具の把持目標を撮影し、第2の特徴点検出
装置によって吊具または吊具の把持目標の特徴点を検出
する。これらの特徴点情報とトロリの横行軌道位置情報
を基に演算装置によって、トロリに対する吊具の位置
(横行軌道位置と巻高さ)または把持目標の位置(横行
軌道位置と巻高さ)を計算する。
The first camera captures an image of the hanger or the gripping target of the hanger, and the first feature point detection device detects the feature point of the hanger or the gripping target of the hanger. Similarly, the second camera captures an image of the hanger or the gripping target of the hanger, and the second feature point detection device detects the feature point of the hanger or the gripping target of the hanger. Based on these characteristic point information and trolley traverse trajectory position information, the computing device calculates the position of the suspension (traverse trajectory position and winding height) or the position of the gripping target (traverse trajectory position and winding height) with respect to the trolley. To do.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図1は、本発明装置の機器のブロック構成であ
る。図2及び図3は、吊具または吊具の把持目標の位置
の検出原理を示す図である。図4は、コンテナクレーン
の全体図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of the equipment of the device of the present invention. 2 and 3 are diagrams showing the principle of detecting the position of the suspending tool or the gripping target of the suspending tool. FIG. 4 is an overall view of the container crane.

【0014】先ず、図1を基に本発明装置の機器のブロ
ック構成を説明する。本実施例では第1のカメラ1と第
2のカメラ2を備えている。図4に示すように、横行軌
道に沿って移動するトロリ11とそのトロリ11に設け
られたコンテナ14を把持して昇降するスプレッダ12
とを備えたコンテナクレーン15において、第1のカメ
ラ1は、前記トロリ11の陸側に鉛直方向下向きに、前
記スプレッダ12や前記スプレッダ12の把持目標10
を撮影するよう設置されている。第2のカメラ2は、前
記トロリ11にスプレッダ12を挟んでカメラ1に対し
て面対称な位置である海側にて鉛直方向下向きに、前記
スプレッダ12や前記スプレッダ12の把持目標10を
撮影するよう設置されている。
First, the block configuration of the equipment of the device of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a first camera 1 and a second camera 2 are provided. As shown in FIG. 4, a spreader 12 that holds and lifts a trolley 11 that moves along a traverse path and a container 14 provided on the trolley 11.
In the container crane 15 including the first crane 1, the first camera 1 extends vertically downward on the land side of the trolley 11 and the spreader 12 and the grip target 10 of the spreader 12.
Is set up to shoot. The second camera 2 photographs the spreader 12 and the gripping target 10 of the spreader 12 vertically downward on the sea side, which is a plane symmetrical position with respect to the camera 1, with the spreader 12 sandwiched in the trolley 11. Is installed.

【0015】A/D変換器3は、カメラ1の映像信号を
A/D変換し、A/D変換器4は、カメラ2の映像信号
をA/D変換する。
The A / D converter 3 A / D-converts the video signal of the camera 1, and the A / D converter 4 A / D-converts the video signal of the camera 2.

【0016】第1の特徴点検出装置5は、A/D変換さ
れたカメラ1の映像信号より、前記スプレッダ12また
は把持目標10の特徴点を検出する装置である。同様
に、第2の特徴点検出装置6は、A/D変換されたカメ
ラ2の映像信号より、前記スプレッダ12または把持目
標10の特徴点を検出する装置である。
The first feature point detecting device 5 is a device for detecting a feature point of the spreader 12 or the grip target 10 from the A / D converted video signal of the camera 1. Similarly, the second feature point detection device 6 is a device that detects a feature point of the spreader 12 or the grip target 10 from the A / D-converted video signal of the camera 2.

【0017】演算装置7は、特徴点検出装置5と特徴点
検出装置6で検出した前記スプレッダ12や前記スプレ
ッダ12の把持目標10の特徴点情報と、トロリ横行位
置検出センサ8で検出した前記トロリ11の横行位置情
報を基に、前記トロリ11に対するスプレッダ12の位
置(横行軌道位置と巻高さ)または把持目標10の位置
(横行軌道位置と巻高さ)を計算する装置である。
The arithmetic unit 7 includes characteristic point information of the spreader 12 and the gripping target 10 of the spreader 12 detected by the characteristic point detection apparatus 5 and the characteristic point detection apparatus 6, and the trolley detected by the trolley traverse position detection sensor 8. This is a device for calculating the position of the spreader 12 (transverse orbit position and winding height) or the position of the gripping target 10 (transverse orbit position and winding height) with respect to the trolley 11 based on the traverse position information of 11.

【0018】以上が本発明の機器のブロック構成であ
る。その他、関連機器として、トロリ横行位置検出セン
サ8と上位計算機9がある。
The above is the block configuration of the device of the present invention. Other related devices include a trolley traverse position detection sensor 8 and a host computer 9.

【0019】トロリ横行位置検出センサ8は、トロリ1
1の横行軌道上の位置を検出するセンサで、従来のコン
テナクレーン15においても、例えばエンコーダ等がセ
ンサとして使用されている。
The trolley traverse position detection sensor 8 comprises a trolley 1
This is a sensor for detecting the position on the traverse track of No. 1, and in the conventional container crane 15, for example, an encoder is used as a sensor.

【0020】上位計算機9は、演算装置7の出力信号で
ある前記トロリ11に対するスプレッダ12の位置(横
行軌道位置と巻高さ)または把持目標10の位置(横行
軌道位置と巻高さ)を基に、トロリ11の横行位置やス
プレッダ12の巻高さの操作(制御)量等を計算し、出
力する装置である。
The host computer 9 is based on the position of the spreader 12 (transverse track position and winding height) or the position of the gripping target 10 (transverse track position and winding height) relative to the trolley 11 which is an output signal of the arithmetic unit 7. In addition, it is a device for calculating and outputting the traverse position of the trolley 11, the operation (control) amount of the winding height of the spreader 12, and the like.

【0021】いま、トロリ11が事前に設定された把持
目標10の上空に粗位置決めされているものとして、本
発明装置の作用を説明する。
Now, the operation of the apparatus of the present invention will be described on the assumption that the trolley 11 is roughly positioned above the preset gripping target 10.

【0022】まず、図2に示すように、把持目標10を
上空のトロリ11から鉛直下向きに観察するとき、障害
物が無い場合について説明する。
First, as shown in FIG. 2, a case where there is no obstacle when the grip target 10 is observed vertically downward from the trolley 11 in the sky will be described.

【0023】図2において、スプレッダ12は実線で示
すように、カメラ1やカメラ2の視野に入らない位置に
あると仮定する。すると、カメラ1は把持目標であるコ
ンテナ10の上面のエッジ線上の点Mを撮影できる。同
様に、カメラ2は把持目標であるコンテナ10の上面の
エッジ線上の点Nを撮影できる。
In FIG. 2, it is assumed that the spreader 12 is in a position outside the visual fields of the cameras 1 and 2 as shown by the solid line. Then, the camera 1 can take an image of the point M on the edge line of the upper surface of the container 10 which is the grip target. Similarly, the camera 2 can take an image of the point N on the edge line of the upper surface of the container 10 which is the grip target.

【0024】なお、トロリ11とは独立に横行軌道上を
横行可能な台車上に、カメラ1,2を搭載した場合にお
いては、トロリ11がカメラを搭載した台車の付近に無
ければ、スプレッダ12の巻高さ位置荷関係無しに、把
持目標であるコンテナ10を撮影することができる。
When the cameras 1 and 2 are mounted on a carriage that can traverse a traverse path independently of the trolley 11, if the trolley 11 is not near the camera-mounted carriage, the spreader 12 will be installed. The container 10 that is the gripping target can be photographed without the winding height position and the load relationship.

【0025】カメラ1の映像信号は、A/D変換器3に
よってA/D変換される。次に、特徴点検出装置5によ
って、A/D変換カメラ1の映像信号より、点Mの座標
を検出する。具体的な検出方法としては、コンテナの形
状が一般に直方体で、直線で構成されているので直線検
出処理であるハフ変換によって、コンテナ上面のエッジ
線上の点Mを検出することができる。また、別の方法と
して、CRT画面上にカメラ1の映像信号を表示し、コ
ンテナクレーン15の運転者18に、マウス等を利用し
てコンテナ上面のエッジ線上の点Mを指定して入力して
もらうという方法もある。いま、ここでは説明の都合
上、点Mがカメラ1の光軸に対して入射する角度α1
して検出できたとする。
The video signal of the camera 1 is A / D converted by the A / D converter 3. Next, the feature point detection device 5 detects the coordinates of the point M from the video signal of the A / D conversion camera 1. As a specific detection method, since the shape of the container is generally a rectangular parallelepiped and is composed of straight lines, the point M on the edge line on the upper surface of the container can be detected by Hough transform which is a straight line detection process. As another method, the video signal of the camera 1 is displayed on the CRT screen, and the operator 18 of the container crane 15 designates a point M on the edge line of the container upper surface using a mouse or the like and inputs it. There is also a way to get it. For convenience of explanation, it is assumed here that the point M can be detected as the angle α 1 of incidence with respect to the optical axis of the camera 1.

【0026】同様に、特徴点検出装置6によって、A/
D変換されたカメラ2の映像信号より、点Nの座標を検
出する。具体的な検出方法としては、コンテナの形状が
一般的に直方体で、直線で構成されているので直線検出
処理であるハフ変換によって、コンテナ上面のエッジ線
上の点Mを検出することができる。また、別の方法とし
て、CRT画面上にカメラ2の映像信号を表示し、コン
テナクレーン15の運転者18に、マウス等を利用して
コンテナ上面のエッジ線上の点Mを指定して入力しても
らうという方法もある。いま、ここでは説明の都合上、
点Nがカメラ2の光軸に対して入射する角度α2 として
検出できたとする。
Similarly, by the feature point detection device 6, A /
The coordinates of the point N are detected from the D-converted video signal of the camera 2. As a specific detection method, since the shape of the container is generally a rectangular parallelepiped and is composed of a straight line, the point M on the edge line on the upper surface of the container can be detected by the Hough transform which is a straight line detection process. As another method, the video signal of the camera 2 is displayed on the CRT screen, and the operator 18 of the container crane 15 uses a mouse or the like to designate and input a point M on the edge line of the container upper surface. There is also a way to get it. Now, for convenience of explanation,
It is assumed that the point N can be detected as an angle α 2 incident on the optical axis of the camera 2.

【0027】すると、演算装置7によって、トロリ11
に対する把持目標であるコンテナ10の横行位置x0
巻高さhを計算で求めることができる。
Then, by the arithmetic unit 7, the trolley 11
The traverse position x 0 of the container 10 and the winding height h, which are the gripping targets with respect to, can be calculated.

【0028】以下、具体的な計算方法を説明する。図2
より、次の関係式が得られる。 tan α1 =p/h (1) tan α2 =q/h (2) p+q+W=C (3) x0 =(C−W)/2−p (4) ここで、トロリ11上の2つのカメラの中点を原点0と
する。記号は以下の通り。 C:2つのカメラ間距離(既知) W:コンテナの幅(既知) p:コンテナ上面の点Mとカメラ1の光軸の水平距離
(未知) q:コンテナ上面の点Nとカメラ2の光軸の水平距離
(未知)
The specific calculation method will be described below. Figure 2
From this, the following relational expression is obtained. tan α 1 = p / h (1) tan α 2 = q / h (2) p + q + W = C (3) x 0 = (C−W) / 2−p (4) Here, two on the trolley 11 The middle point of the camera is the origin 0. The symbols are as follows. C: Distance between two cameras (known) W: Width of container (known) p: Horizontal distance between point M on top of container and optical axis of camera 1 (unknown) q: Point N on top of container and optical axis of camera 2 Horizontal distance (unknown)

【0029】(1)〜(3)式を連立してhについて解
くと次式が得られる。 h=(C−W)/(tan α1 +tan α2 ) (5) (5)式を(1)式に代入してpを求め、(4)式に代
入すると次式が得られる。
The following equations are obtained by solving the equations (1) to (3) simultaneously and solving for h. h = (C−W) / (tan α 1 + tan α 2 ) (5) Substituting equation (5) into equation (1) to obtain p, and substituting into equation (4), the following equation is obtained.

【0030】[0030]

【数1】 [Equation 1]

【0031】以上、(5)式と(6)式により、トロリ
11に対する把持目標であるコンテナ10の横行位置x
0 と巻高さhが計算で求められる。この計算結果を上位
計算機9に送ると、上位計算機9は、スプレッダ12の
巻降ろしを開始する。スプレッダ12を巻降ろしていく
と、スプレッダ12は、例えば図2に点線で示す位置に
達すると、カメラ1とカメラ2の視野に入る。カメラ
1,2でスプレッダ12を撮影する。この映像信号を各
々A/D変換器3,4でA/D変換後、各々特徴点検出
装置5,6でスプレッダの上面の特徴点SとTを検出す
る。検出方法は、コンテナの上面のエッジ線上の点Mや
Nと同じである。
As described above, the traverse position x of the container 10 which is the grip target with respect to the trolley 11 is calculated by the equations (5) and (6).
0 and the winding height h are calculated. When this calculation result is sent to the host computer 9, the host computer 9 starts the unwinding of the spreader 12. As the spreader 12 is unwound, when the spreader 12 reaches the position shown by the dotted line in FIG. 2, the spreader 12 enters the field of view of the camera 1 and the camera 2. The spreader 12 is photographed by the cameras 1 and 2. The video signals are A / D converted by the A / D converters 3 and 4, respectively, and the characteristic points S and T on the upper surface of the spreader are detected by the characteristic point detecting devices 5 and 6, respectively. The detection method is the same as the points M and N on the edge line on the upper surface of the container.

【0032】いま、点Sがカメラ1の光軸に対して入射
する角度γ1 、点Tがカメラ2の光軸に対して入射する
角度γ2 として検出できたとする。すると、演算装置7
によって、トロリ11に対するスプレッダ12の横行位
置x1 と巻高さy1 を計算で求めることができる。
It is assumed that the point S can be detected as an angle γ 1 incident on the optical axis of the camera 1 and the point T can be detected as an angle γ 2 incident on the optical axis of the camera 2. Then, the arithmetic unit 7
Thus, the transverse position x 1 of the spreader 12 with respect to the trolley 11 and the winding height y 1 can be calculated.

【0033】以下、具体的な計算方法を説明する。図2
により、次の関係式が得られる。 tan γ1 =a/y1 (7) tan γ2 =b/y1 (8) a+b+D=C (9) x1 =(C−D)/2−a (10) ここで、記号は以下の通り。 D:スプレッダの幅(既知) a:スプレッダ上面の点Sとカメラ1の光軸の水平距離
(未知) b:スプレッダ上面の点Tとカメラ2の光軸の水平距離
(未知)
The specific calculation method will be described below. Figure 2
Gives the following relational expression. tan γ 1 = a / y 1 (7) tan γ 2 = b / y 1 (8) a + b + D = C (9) x 1 = (C−D) / 2−a (10) where the symbols are as follows: The street. D: Width of spreader (known) a: Horizontal distance between spreader top point S and optical axis of camera 1 (unknown) b: Horizontal distance between spreader top point T and optical axis of camera 2 (unknown)

【0034】(7)〜(9)式を連立してy1 について
解くと次式が得られる。 y1 =(C−D)/(tan γ1 +tan γ2 ) (11) (11)式を(7)式に代入してaを求め、(10)式
に代入すると次式が得られる。
When the equations (7) to (9) are simultaneously solved to solve for y 1 , the following equation is obtained. y 1 = (C−D) / (tan γ 1 + tan γ 2 ) (11) The formula (11) is substituted into the formula (7) to obtain a, and the formula (10) is substituted to obtain the following formula.

【0035】[0035]

【数2】 [Equation 2]

【0036】以上、(11)式と(12)式より、トロ
リ11に対するスプレッダ12の横行位置x1 と高さy
1 を計算で求めることができる。この計算結果を上位計
算機9に送り、トロリ11に対するスプレッダ12の横
行位置x1 と巻高さy1 を検出する処理を繰り返し実施
することにより、スプレッダの横行方向の振れ量が得ら
れる。具体的には、スプレッダ12の横行位置x1 が横
行方向の振れ量そのものである。
From the above equations (11) and (12), the transverse position x 1 and the height y of the spreader 12 with respect to the trolley 11 are calculated.
1 can be calculated. By sending the calculation result to the host computer 9 and repeatedly performing the process of detecting the transverse position x 1 of the spreader 12 and the winding height y 1 with respect to the trolley 11, the amount of shake of the spreader in the transverse direction can be obtained. Specifically, the transverse position x 1 of the spreader 12 is the shake amount itself in the transverse direction.

【0037】以上、本発明装置により、トロリ11に対
する把持目標であるコンテナ10の横行位置x0 と巻高
さh及びスプレッダ12の横行位置x1 と巻高さy1
計算で求めることができるので、トロリ11の横行方向
の必要移動量xとスプレッダ12の巻高さ方向の必要移
動量yを計算できる。 x=x0 (13) y=h−y1 (14)
As described above, the traverse position x 0 of the container 10 and the winding height h and the traverse position x 1 of the spreader 12 and the winding height y 1 which are the gripping targets for the trolley 11 can be calculated by the apparatus of the present invention. Therefore, the required movement amount x of the trolley 11 in the transverse direction and the required movement amount y of the spreader 12 in the winding height direction can be calculated. x = x 0 (13) y = h−y 1 (14)

【0038】次に、図3に示すように、把持目標10を
上空のトロリ11から鉛直下向きに観察するとき、片側
に障害物13(コンテナ)がある場合について説明す
る。
Next, as shown in FIG. 3, a case in which an obstacle 13 (container) is present on one side when the grip target 10 is observed vertically downward from the trolley 11 in the sky will be described.

【0039】この場合、図3を見ると分かるように、障
害物13が邪魔になって、カメラ2で把持目標であるコ
ンテナ10の上面の特徴点Nが撮影できない。
In this case, as can be seen from FIG. 3, the obstacle 13 interferes and the camera 2 cannot capture the feature point N on the upper surface of the container 10 which is the grip target.

【0040】そこで、まず、トロリ11は、事前に設定
された把持目標10の上空よりもe程陸側に粗位置決め
する。図3において、スプレッダ12は実線で示すよう
に、カメラ1の視野に入らない位置にあると仮定する。
すると、カメラ1は把持目標であるコンテナ10の上面
のエッジ線上の点Mを撮影できる。
Therefore, first, the trolley 11 is roughly positioned on the land side by a distance e from the sky above the preset grip target 10. In FIG. 3, it is assumed that the spreader 12 is in a position outside the visual field of the camera 1, as indicated by the solid line.
Then, the camera 1 can take an image of the point M on the edge line of the upper surface of the container 10 which is the grip target.

【0041】なお、トロリ11とは独立に横行軌道上を
横行可能な台車上に、カメラ1,2を搭載した場合にお
いては、トロリ11がカメラを搭載した台車の付近に無
ければ、スプレッダ12の巻高さ位置に関係無しに、把
持目標であるコンテナ10を撮影することができる。
When the cameras 1 and 2 are mounted on a carriage that can traverse a traverse path independently of the trolley 11, if the trolley 11 is not near the camera-equipped carriage, the spreader 12 can be installed. It is possible to capture an image of the container 10 that is the gripping target, regardless of the winding height position.

【0042】カメラ1の映像信号は、A/D変換器3に
よってA/D変換される。次に、特徴点検出装置5によ
って、A/D変換されたカメラ1の映像信号より、点M
の座標を検出する。検出方法は、上述の通りである。い
ま、ここでは説明の都合上、点Mがカメラ1の光軸に対
して入射する角度α1 ’として検出できたとする。
The video signal of the camera 1 is A / D converted by the A / D converter 3. Next, from the video signal of the camera 1 A / D converted by the feature point detection device 5, a point M
Detect the coordinates of. The detection method is as described above. Now, for convenience of description, it is assumed here that the point M can be detected as the angle α 1 ′ incident on the optical axis of the camera 1.

【0043】次に、トロリ11を海側にe程横行移動し
て、トロリ11を把持目標であるコンテナ10の上空に
移動させる。トロリ11が停止後、再びカメラ1で、把
持目標であるコンテナ10の上面のエッジ線上の点Mを
撮影する。そして、同様に、カメラ1の映像信号を、A
/D変換器3によってA/D変換する。次に、特徴点検
出装置5によって、A/D変換されたカメラ1の映像信
号より、点Mの座標を検出する。検出方法は、上述の通
りである。いま、ここでは説明の都合上、点Mがカメラ
1の光軸に対して入射する角度α1 として検出できたと
する。
Next, the trolley 11 is laterally moved to the sea side by about e, and the trolley 11 is moved above the container 10, which is a grip target. After the trolley 11 stops, the camera 1 captures an image of the point M on the edge line of the upper surface of the container 10 which is the grip target again. Similarly, the video signal of the camera 1 is changed to A
A / D conversion is performed by the / D converter 3. Next, the feature point detection device 5 detects the coordinates of the point M from the A / D converted video signal of the camera 1. The detection method is as described above. For convenience of explanation, it is assumed here that the point M can be detected as the angle α 1 of incidence with respect to the optical axis of the camera 1.

【0044】すると、演算装置7によって、トロリ11
に対する把持目標であるコンテナ10の横行位置x0
巻き高さhを計算で求めることができる。
Then, by the arithmetic unit 7, the trolley 11
The traverse position x 0 of the container 10 and the winding height h, which are the gripping targets for, can be calculated.

【0045】以下、具体的な計算方法を説明する。図3
より、次の関係式が得られる。 tan α1 =(p+e)/h (15) tan α1 ’=p/h (16) x0 =(C−W)/2−p (17) ここで、トロリ11上の2つのカメラの中点が原点0で
ある。記号は以下の通り。 C:2つのカメラ間距離(既知、C1 =C/2) W:コンテナの幅(既知) p:コンテナ上面の点Mとカメラ1の光軸の水平距離
(未知) e:トロリの横行方向の移動距離(既知)
The specific calculation method will be described below. Figure 3
From this, the following relational expression is obtained. tan α 1 = (p + e) / h (15) tan α 1 '= p / h (16) x 0 = (C−W) / 2−p (17) Here, of the two cameras on the trolley 11. The point is the origin 0. The symbols are as follows. C: Distance between two cameras (known, C 1 = C / 2) W: Width of container (known) p: Horizontal distance between point M on top of container and optical axis of camera 1 (unknown) e: Traverse direction of trolley Movement distance (known)

【0046】(15)式と(16)式を連立してpを消
去して、hについて解くと次式が得られる。 h=e/(tan α1 −tan α1 ’) (18) (18)式を(16)式に代入してpを求め、(17)
式に代入すると次式が得られる。
When equations (15) and (16) are combined to eliminate p and solve for h, the following equation is obtained. h = e / (tan α 1 −tan α 1 ') (18) Substituting equation (18) into equation (16) to obtain p, (17)
Substituting into the equation yields the following equation:

【0047】[0047]

【数3】 [Equation 3]

【0048】以上、(18)式と(19)式により、ト
ロリ11に対する把持目標であるコンテナ10の横行位
置x0 と巻高さhが計算で求められる。
As described above, the traverse position x 0 and the winding height h of the container 10, which is the grip target with respect to the trolley 11, are calculated by the equations (18) and (19).

【0049】なお、トロリ11に対するスプレッダ12
の横行位置x1 と巻高さy1 については、障害物13の
影響が無い範囲では、図2において説明した方法((1
1)式と(12)式)によって求めることができる。一
方、障害物13によって、スプレッダ12上の特徴点T
が測定できなくなった場合は、トロリ11の横行方向の
必要移動量xがゼロになるようにトロリを横行移動させ
る(x1 =0と仮定する)。すると、スプレッダ12の
巻高さy1 は、次式で与えられる。 y1 =(C−D)/(2tan γ1 ) (20)
The spreader 12 for the trolley 11
Regarding the traverse position x 1 and the winding height y 1 of the method, as long as there is no influence of the obstacle 13, the method ((1
It can be obtained by the equations (1) and (12). On the other hand, due to the obstacle 13, the feature point T on the spreader 12
Is no longer measurable, the trolley is traversed so that the required movement amount x of the trolley 11 in the traverse direction becomes zero (assuming x 1 = 0). Then, the winding height y 1 of the spreader 12 is given by the following equation. y 1 = (C−D) / (2tan γ 1 ) (20)

【0050】以上により、本発明装置によって、把持目
標のコンテナ10のまわりに障害物13がある場合でも
無い場合でも、共にトロリ11に対する把持目標である
コンテナ10の横行位置x0 と巻高さh及びスプレッダ
12の横行位置x1 と巻高さy1 を計算で求めることが
できる。
As described above, by the device of the present invention, the traverse position x 0 and the winding height h of the container 10, which is the gripping target, with respect to the trolley 11 both with and without the obstacle 13 around the gripping target container 10. Also, the transverse position x 1 and the winding height y 1 of the spreader 12 can be calculated.

【0051】したがって、トロリ11の横行方向の必要
移動量xとスプレッダ12の巻高さ方向の必要移動量y
を計算することができるので、トロリ11やスプレッダ
12の自動制御が可能になる。
Therefore, the required movement amount x of the trolley 11 in the transverse direction and the required movement amount y of the spreader 12 in the winding height direction.
Can be calculated, so that the trolley 11 and the spreader 12 can be automatically controlled.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明装置によって、トロリに対する把
持目標であるコンテナの横行位置と、巻高さ及びスプレ
ッダの横行位置と巻高さを計算で求めることができるの
で、トロリの横行方向の必要移動量とスプレッダの巻高
さ方向の必要移動量を計算して、トロリやスプレッダの
自動制御をすることが可能になる。従って、クレーンの
運転者の作業負担の軽減(半自動運転化)や自動運転化
が可能になるという効果が期待される。
With the device of the present invention, the traverse position of the container, which is the gripping target with respect to the trolley, and the winding height and the traverse position and the winding height of the spreader can be calculated, so that the required movement of the trolley in the traverse direction is obtained. It becomes possible to automatically control the trolley and spreader by calculating the amount and the required movement amount of the spreader in the winding height direction. Therefore, it is expected that the work load on the crane operator (semi-automatic operation) and automatic operation can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係るクレーン用位置検出装置
を示すブロック構成図。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a crane position detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】吊具または吊具の把持目標の位置の検出原理を
示す原理図。
FIG. 2 is a principle diagram showing a principle of detecting a position of a suspending tool or a gripping target of the suspending tool.

【図3】吊具または吊具の把持目標の位置の検出原理を
示す原理図。
FIG. 3 is a principle diagram showing a principle of detecting a position of a lifting tool or a gripping target of the lifting tool.

【図4】コンテナクレーンを示す全体構成図。FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a container crane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カメラ 2 カメラ 3 A/D変換器 4 A/D変換器 5 特徴点検出装置 6 特徴点検出装置 7 演算装置 8 トロリ横行位置検出センサ 9 上位計算機 10 把持目標 11 トロリ 12 スプレッダ 13 障害物(コンテナ) 14 コンテナ 15 コンテナクレーン 16 運転室 17 操作盤 18 運転者 19 コンテナ船 20 岸壁 1 camera 2 camera 3 A / D converter 4 A / D converter 5 feature point detection device 6 feature point detection device 7 arithmetic unit 8 trolley traverse position detection sensor 9 upper computer 10 gripping target 11 trolley 12 spreader 13 obstacle (container ) 14 container 15 container crane 16 operator's cab 17 operation panel 18 driver 19 container ship 20 quay

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星名 博光 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hiromitsu Hoshina 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Hiroshima Works

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 横行軌道に沿って移動するトロリと、そ
のトロリに設けられ荷を把持して昇降する吊具とを備え
たクレーンにおいて、前記トロリに設けられ鉛直方向下
向きに前記吊具や前記吊具の把持目標を撮影する第1の
カメラと、前記トロリに吊具を挟んで面対称な位置に設
けられ鉛直方向下向きに前記吊具や前記吊具の把持目標
を撮影する第2のカメラと、前記第1のカメラの映像信
号を基にして前記吊具または前記把持目標の特徴点を検
出する第1の特徴点検出装置と、前記第2のカメラの映
像信号を基にして前記吊具または前記把持目標の特徴点
を検出する第2の特徴点検出装置と、前記第1及び第2
のカメラの映像信号を基にして検出した2つの特徴点と
前記第1のカメラ及び第2のカメラで撮影したときの前
記トロリの横行軌道の位置データを基に前記吊具や前記
吊具の把持目標の横行軌道及び巻高さの位置を演算する
演算装置とからなることを特徴とするクレーン用位置検
出装置。
1. A crane provided with a trolley that moves along a traverse path, and a lifting tool that is provided on the trolley and that lifts and lowers a load by gripping the load. A first camera for photographing a gripping target of a hanging tool, and a second camera which is provided at a position symmetrical with respect to the trolley with the hanging tool sandwiched therebetween and which photographs the hanging tool and a gripping target of the hanging tool in a vertically downward direction. A first feature point detection device that detects a feature point of the hanging tool or the gripping target based on a video signal of the first camera; and the suspension based on a video signal of the second camera. A second feature point detection device for detecting a feature point of a tool or the gripping target, and the first and second feature point detection devices.
Of the hoisting tool and the hoisting tool based on the two feature points detected based on the video signal of the camera and the position data of the traverse trajectories of the trolley when the first camera and the second camera take images. A position detecting device for a crane, comprising: a calculation device that calculates a position of a traverse trajectory and a winding height of a grip target.
【請求項2】 請求項1において、前記第1のカメラと
第2のカメラを、前記トロリに設ける代わりに、トロリ
とは独立に横行軌道上を横行移動可能な台車上に搭載し
たことを特徴とするクレーン用位置検出装置。
2. The vehicle according to claim 1, wherein the first camera and the second camera are mounted on a carriage that can traverse independently on a traverse track independently of the trolley. Position detection device for cranes.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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