JPH10139370A - 吊具の位置検出装置 - Google Patents

吊具の位置検出装置

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JPH10139370A
JPH10139370A JP29366496A JP29366496A JPH10139370A JP H10139370 A JPH10139370 A JP H10139370A JP 29366496 A JP29366496 A JP 29366496A JP 29366496 A JP29366496 A JP 29366496A JP H10139370 A JPH10139370 A JP H10139370A
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inclinometer
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Hiromitsu Hoshina
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Toshiyuki Fujii
俊行 藤井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、吊具の位置が精度よく検出される
ようになり、位置制御の精度を向上させることが可能な
吊具の位置検出装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明の位置検出装置は、カメラ9に傾
斜計10を取付けて予め傾斜角θktoを計測し、レー
ザ発光器11からレーザ光を照射してカメラからHa,
Hbの高さに設定されたスクリーン12にそれぞれ投影
し、カメラ出力値θa,θbを計測してカメラ中心軸C
の傾斜角θcoを算出し、この算出値を用いてカメラ中
心軸Cと傾斜計10との角度差θytを算出する一方、
運転中に刻々と検出される傾斜計10での傾斜角検出値
θktと、予め求めた角度差θytを用いてカメラ中心
軸Cの傾斜角θcを算出し、カメラ9で検出したターゲ
ット8の出力値θcから傾斜角θT を算出し、カメラ位
置の鉛直線からターゲット8までの水平距離δT を求
め、吊具4の位置を検出するように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンテナク
レーン等における吊具の位置検出装置に関するものであ
り、トランスファクレーン,天井クレーン等のワイヤロ
ープにより吊荷を運搬する機械全般に適用可能である。
【0002】
【従来の技術】従来より、図5に示すようなコンテナク
レーン51を用いて、陸地Gに積まれた荷(コンテナ)
52を接岸された船Sに荷積みしたり、あるいは船S上
の荷52を陸地Gに荷積みする作業が行われている。こ
のような荷積み作業では、後述の位置決め制御方法によ
り吊荷52の振れを小さく制御して、当該吊荷52を目
標位置に精度よく着床させている。
【0003】すなわち、従来の位置決め制御方法は、荷
52を吊具53を介して吊りワイヤ54で吊り下げ、こ
の状態でトロリー55をガーダ56に沿って移動させて
おり、荷52はガーダ56上を走行するトロリー55に
よって目標位置まで搬送される。この時、吊荷52は任
意の周期で振れ動いているので、この振れ量を振れセン
サ57にて検出(トロリー55に設けたカメラ58で吊
具53上のターゲット59を撮影して鉛直線に対する傾
斜角として検出)し、この検出値に基づいてトロリー5
5を適宜制御することによってその振れを極力小さく
し、振れ量が許容値以内になった時点で吊荷52を着床
させるようにしている。なお、図5において、60はコ
ンテナクレーン51の支持脚、61は鉛直線に対する傾
斜角を計測すべくカメラ58に取付けられた傾斜計であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の位置決め制御方法では、トロリー55に設置したカメ
ラ58で吊具53のターゲット59の振れ角を検出する
ことにより吊荷52の振れ量を求めている。ところが、
トロリー55がガーダ56上を移動し、あるいは吊荷重
量が変化することによってガーダ56および支持脚60
の撓み量が変化すると、これに伴ってカメラ58の取付
角(基準角度)が変化することになるので、これが計測
誤差となって振れ量の検出精度が悪くなり、その結果、
位置制御の精度も低下するという問題があった。
【0005】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、吊具の位置が精度よく検出
されるようになり、位置制御の精度を向上させることが
可能な吊具の位置検出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明においては、吊具を吊り下
げながらガーダ上を移動するトロリーにカメラを設置す
る一方、前記吊具にターゲットおよびスクリーンを設け
るとともに、前記カメラの鉛直位置から所定距離離れた
箇所にレーザ発光器を設置し、前記カメラによって前記
ターゲットを刻々と撮影し、その検出値θctより求め
た吊具の振れ量δoに基づいて位置決め制御を行う際
に、前記カメラに傾斜計を取付けて予め鉛直線に対する
この傾斜計での傾斜角θktoを計測するとともに、前
記レーザ発光器からレーザ光を鉛直方向に照射して前記
カメラからHa,Hbの高さに設定された前記スクリー
ンにそれぞれ投影し、これら投影した2点の仮ターゲッ
トのカメラ出力値θa,θbを計測してカメラ中心軸の
傾斜角θco θco=(Haθa/Hbθb)/(Ha−Hb) を算出し、この算出値を用いてカメラ中心軸と前記傾斜
計との角度差θyt θyt=θkto−θco を算出する一方、運転中に刻々と検出される前記傾斜計
での傾斜角検出値θktと、予め求めた角度差θytを
用いてカメラ中心軸の傾斜角θc θc=θkt−θyt を算出し、さらに前記カメラで検出した吊具上のターゲ
ットの出力値θcからターゲットの傾斜角θT θT =θc−θct を算出し、カメラ位置の鉛直線から前記吊具のターゲッ
トまでの水平距離δT を δT =HT ×θT (ただし、HT はカメラから吊具のターゲットまでの距
離である。)として求め、前記吊具の位置を検出するよ
うに構成している。
【0007】本発明に係る吊具の位置検出装置では、予
め、トロリー上のカメラからHa,Hbの高さに設定さ
れているスクリーン上に投影された2点の仮ターゲット
のカメラ出力値θa,θbを同カメラで計測してカメラ
中心軸の傾斜角θcoを算出し、この算出値を用いて傾
斜計の取付角とカメラ中心軸との角度差を算出してお
き、次いで、刻々と計測されかつ変化する傾斜計の検出
値θktを用いてカメラ中心軸の傾斜角θc=θkt−
θytを求め、この傾斜角θcを用いてカメラによって
刻々と計測される吊具上のターゲットのカメラ検出値θ
ctを補正して吊具上のターゲットの傾斜角θT =θc
−θctを算出し、これより吊具の変位量δT を求めて
いる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。
【0009】図1〜図4は、本発明に係る吊具の位置検
出装置の実施の形態を示している。本実施の形態におけ
る吊具の位置検出装置は、図5に示すようなコンテナク
レーンに使用されている。このコンテナクレーンは、陸
地に積まれた荷(コンテナ)を接岸された船に荷積みし
たり、あるいは船上の荷を陸地に荷積みしたりする機械
である。図1に示すようなコンテナクレーン1は、陸地
G上に立設された支持脚2と、この支持脚2の上部に設
けられ、かつ該支持脚2に直交して水平方向へ延出され
たガーダ3と、このガーダ3上に取付けられ、吊具4を
吊り下げながら移動するトロリー5をそれぞれ有してい
る。
【0010】しかして、このようなコンテナクレーン1
では、トロリー5に取付けられた吊りワイヤ6により吊
具4を介して荷(図示せず)を吊り下げ、この状態で、
トロリー5をガーダ3に沿って移動させることにより吊
り下げた荷を所定位置まで搬送し、当該所定位置に着床
させて荷積みを行っている。
【0011】一方、上記コンテナクレーン1のトロリー
5の上部には、図1に示す如く、吊具4の振れ量を計測
する振れセンサ7が設置されている。この振れセンサ7
は、吊具4の上面に設けたターゲット8のマーカ(図示
せず)をトロリー5上に設置したカメラ9で撮影し、そ
の映像を画像処理して振れ量を検出するために設けられ
ている。なお、この検出値が演算装置(図示せず)へ送
られると、操作量が同演算装置によって算出され、トロ
リー5は得られた操作量で制御されることによって図示
しない吊荷の振れを小さくした後、該吊荷を着床させて
いる。上記カメラ9の側面には、傾斜角を計測する傾斜
計10が水平方向へ突出して取付けられており、この傾
斜計10によって、トロリー5がガーダ3上を移動した
り、あるいは吊荷荷重が変化してガーダ3および支持脚
2の撓み量が変化したりした際に生じるカメラ取付角の
変化を検出するように構成されている。しかも、上記カ
メラ9の鉛直位置、即ちカメラ中心軸Cから所定距離L
だけ離れた陸地G上の箇所には、レーザ発光器11が設
置されており、このレーザ発光器11から吊具4の側部
に突設したスクリーン12へ向かってレーザ光を鉛直線
Nの方向に照射するようになっている。このスクリーン
12は、図示しないスプレッダに取付けられている。
【0012】また、カメラ9で撮影された吊具4上のタ
ーゲット8の振れ量は、カメラ位置の鉛直線に対する傾
斜角として検出されるようになっている。図2で示すカ
メラ画像13は、カメラ視野角θpが832画素数に分
割されており、各データはピクセル値(画素値)で表示
されるようになっている。今、読み取られたピクセル値
をPiとすると、検出角θctは、 θct=(θp/2)×(Pi−416)/416
(rad) と算出される。ここで、図1における各符号は以下の事
項を示している。 Ha :a点におけるレーザ光照射面とカメラまでの
高さ Hb :b点におけるレーザ光照射面とカメラまでの
高さ θco :トロリー上カメラ中心軸の傾斜角(rad) θkto:トロリー上カメラの傾斜計出力値(rad) θa :a点におけるトロリー上カメラの出力値(r
ad) θb :b点におけるトロリー上カメラの出力値(r
ad) θyt :トロリー上カメラ中心軸と傾斜計との角度差
(rad) L :カメラ中心軸とレーザ光照射線までの距離 θct :運転時に計測する吊具上のターゲットの出力
値(rad) δT :運転時に計測する吊具の位置変位量
【0013】なお、角度差θytの固定値は、図3に示
す如く、記憶装置14に送られて記憶された後、さらに
演算装置15に送られるように構成されている。また、
出力値θkt,θctや距離HT の計測値は、演算装置
15に送られるように構成されている。そして、これら
演算装置15に送られた値に基づいて、吊具4の変位量
(ターゲット8までの水平距離)δT が算出されるよう
になっている。
【0014】本実施の形態の位置検出装置では、図4に
示す検出手順によりターゲット8までの水平距離である
吊具4の変位量(ターゲット位置)δT を検出してい
る。まず、トロリー5上に設置されたカメラ9の傾斜角
θcoを算出する。すなわち、カメラ中心軸Cから距離
Lだけ離してレーザ発光器11を設置するとともに、該
レーザ発光器11を通る同一鉛直線Nのカメラ9から高
さHaおよびHbの位置にスクリーン12を設定する。
そして、このスクリーン12に対して、レーザ発光器1
1から鉛直方向にレーザ光を照射し、その際の各スクリ
ーン12に投影されたターゲット8の位置をカメラ9で
撮影する。この時計測された高さHaおよびHbにおけ
る出力角をθaおよびθbとすると、カメラ中心軸Cの
傾斜角、即ちカメラ取付角θcoは θco=(Haθa/Hbθb)/(Ha−Hb)(rad) (1) として算出される。
【0015】一方、傾斜計10もある取付角をもってカ
メラ9に取付けられている。その時の傾斜角をθkto
とすると、カメラ取付角θcoと傾斜計取付角θkto
との角度差θytは θyt=θkto−θco (rad) (2) として算出される。このように、トロリー5に設置され
たカメラ9と、該カメラ9に取付けられた傾斜計10と
は一体的に変動することから、ここで求めた角度差θy
tは一定である。
【0016】そこで、荷役作業時(運転中)に、トロリ
ー5がガーダ3上を移動し、又は吊荷重量が変化してガ
ーダ3および支持脚2の撓み量が変化する際の傾斜計1
0の出力を常時計測し、得られた検出値θktと上記角
度差θytを用いると、カメラ中心軸Cの傾斜角θcは θc=θkt−θyt (rad) (3) として算出される。このθcがクレーン本体(支持脚2
およびガーダ3)の撓み量の変化に伴って発生するカメ
ラ基準点の移動量である。したがって、振れセンサ7
(カメラ9)によって刻々と検出される検出値θct
を、傾斜角θcを用いて補正すると、ターゲット8のカ
メラ位置での鉛直線に対する傾斜角(振れ角)θT は θT =θc−θct (rad) (4) として算出され、これにより吊具4の変位量δT が δT =HT ×θT (5) (ただし、HT はカメラ9と吊具4のターゲット8まで
の距離である。)として精度よく検出されることにな
る。
【0017】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変
更が可能である。
【0018】例えば、既述の実施の形態においては、レ
ーザ発光器11を陸地G上に設置したが、スクリーン1
2に対してレーザ光を鉛直方向に照射できる構造であれ
ば、レーザ発光器11を他の箇所に設置することもでき
る。
【0019】
【発明の効果】上述の如く、本発明に係る吊具の位置検
出装置は、トロリー上のカメラに傾斜計を取付け、その
出力値を用いてクレーン本体の撓みによって生ずるカメ
ラ基準角のずれを補正するように構成しているので、吊
具の位置を精度よく検出することができ、これによって
吊具の位置制御の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る吊具の位置検出装置
を示す概念図である。
【図2】本実施の形態のカメラで撮影したカメラ画像を
示す概念図である。
【図3】本実施の形態の吊具の位置検出装置に関連して
設けられる記憶装置および演算装置を示す概念図であ
る。
【図4】本実施の形態の吊具の位置検出手順を示すフロ
ーチャートである。
【図5】コンテナクレーンの全体を示す概念図である。
【符号の説明】
1 コンテナクレーン 2 支持脚 3 ガーダ 4 吊具 5 トロリー 6 吊りワイヤ 7 振れセンサ 8 ターゲット 9 カメラ 10 傾斜計 11 レーザ発光器 12 スクリーン 13 カメラ画像 14 記憶装置 15 演算装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吊具を吊り下げながらガーダ上を移動す
    るトロリーにカメラを設置する一方、前記吊具にターゲ
    ットおよびスクリーンを設けるとともに、前記カメラの
    鉛直位置から所定距離離れた箇所にレーザ発光器を設置
    し、前記カメラによって前記ターゲットを刻々と撮影
    し、その検出値θctより求めた吊具の振れ量δoに基
    づいて位置決め制御を行う際に、前記カメラに傾斜計を
    取付けて予め鉛直線に対するこの傾斜計での傾斜角θk
    toを計測するとともに、前記レーザ発光器からレーザ
    光を鉛直方向に照射して前記カメラからHa,Hbの高
    さに設定された前記スクリーンにそれぞれ投影し、これ
    ら投影した2点の仮ターゲットのカメラ出力値θa,θ
    bを計測してカメラ中心軸の傾斜角θco θco=(Haθa/Hbθb)/(Ha−Hb) を算出し、この算出値を用いてカメラ中心軸と前記傾斜
    計との角度差θyt θyt=θkto−θco を算出する一方、運転中に刻々と検出される前記傾斜計
    での傾斜角検出値θktと、予め求めた角度差θytを
    用いてカメラ中心軸の傾斜角θc θc=θkt−θyt を算出し、さらに前記カメラで検出した吊具上のターゲ
    ットの出力値θcからターゲットの傾斜角θT θT =θc−θct を算出し、カメラ位置の鉛直線から前記吊具のターゲッ
    トまでの水平距離δT を δT =HT ×θT (ただし、HT はカメラから吊具のターゲットまでの距
    離である。)として求め、前記吊具の位置を検出するよ
    うに構成したことを特徴とする吊具の位置検出装置。
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