JPS59200313A - 走行制御方法 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、車輪で走行支持したガーダをトロリが吊具を
支持して走行する型式のクレーンに関し、そのクレーン
の走行方向を制御する技術に関するものである。

〔発明の背景〕

第１図において、船３からコンテナクレーン４でコンテ
ナヤード２上へ運ばれたコンテナ１はトレーラ５で指定
されたコンテナ置場へ運搬される。

運搬されて来たコンテナｌは路面７を走行するラバータ
イヤクレーン６で指定位置へ積み上げられる。

従来のラバータイヤクレーンは、第２図の如く、ガーダ
９の両端を支える脚部材１０にラバータイヤ１３　（ａ
ｌ〜１３（山を取り付け、このラバータイヤ１３（ａ）
〜１３（日の内、ラバータイヤ１３　（ａ）をモータ１
２（→で駆動し、ラバータイヤ１３　（ｂ）をモータ１
２（ｔｌで駆動することによって走行できる。また、ガ
ーダ９上にはガーダ９沿いに走行するトロ＋７８を有し
、トロリ８からコンテナｌを引っ掛ける吊具（スプレッ
ダ−）１ａを備え、二の吊具１ａをトロリ８からウィン
チ等で昇降させること１０より吊具１ａに引っ掛けたコ
ンテナ１￥吊り上げできる。また、トロリ８６（カー　
タ９沿いに走行することで吊り上げたコンテナ１の位置
や吊具１ａの位置を変えることができる。

このようなラバータイヤクレーンを直線的に走行させる
走行制御を行うため１こ、路面７に走行直線方向沿いに
埋設した電通線１４から磁界を発生させ、この磁界をラ
バータイヤクレーンに設けたアンテナｂで検知し、検知
した磁界強度などによって、電通線１４からのずれを知
り、このずれに基づ曵信号を処理してモータ１２（→、
１２（ｂ）の内のいずれか一方のモータを他方のモータ
に比べて速々又は遅々回転するような回転制御を起すた
めの制御信号を作る。この制御信号で上述のようなモー
タ回転制御を行うことにより、各ラバータイヤの回転数
を変えてラバータイヤクレーンを電通線沿いに直線走行
させる。

このような従来技術による走行制御によれば、長い電通
線やその埋設を必要とするのづ高価なものとなる上に、
埋設部をラバータイヤが走行した際に路面が割れてしま
う事故を生じやすい。また、トロリ８がガーダ９の片端
側に位置している場合には各モータｌａ）、　　１２（
ｂ）ｌこかかる負荷にアンバランスを生じる上に、トロ
リから吊ったコンテナ１が重い場合にはそのアンバラン
スが大きくなって、片端側のラバータイヤのへこみ変形
やモータの負荷が過大となる。このように負荷が変動す
るとモータの制御応答性も変動して直進制御性能が悪化
する。このことは、ラバータイヤクレーンの全体重心の
位置の変化によって生じろ。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、走行体の重心位置に変動を生じても、
その変動を配慮して良好な直線走行を走行体に与えるこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は、吊具を支持してガーダを走行するトロリと、
前記ガーダを前記トロリの走行方向に間隔をあけ支持す
る各走行車輪を回転駆動する駆動装置とから成る走行体
において、前記走行体の走行方向に沿ってマークを設け
、前記マークを前記走行体から撮像装置で検出し、前記
撮像装置による撮像エリア内における前記マークと撮像
エリアの特定位置との間のずれに基づ鳴信号と、前記ガ
ーダ沿いの前記トロリの位置に基づく信号との組み合せ
に基づいて前記駆動装置に対する回転数制御信号を送出
することを特徴とした走行制御方法である。

〔発明の実施例〕

以下■こ本発明の一実施例を第３図から第１０図までの
各図に基づいて説明する。

ラバータイヤクレーンは、第３図の如（である。

即ち、ガーダ９の両端を支えている脚部材１０は、各ラ
バータイヤ１３　（ａｌ　〜１３　（ｂ）を付けたサド
ル１５　（ａ）　−１５（ｂ）が取り付けである。

サドル１５（ａ）にはモータ１２（ａ）が取り付き、こ
のモータ１２（ａｌは動力伝達装置でラバータイヤ１３
　（ａ）に連結される。サドル１５　（ｂ）にはモータ
１２　（ｂｌが取り付けられ、９のモータ１２（ｂ）は
動力伝達装置でラバータイヤ１３　（ｂｌに連結される
。ガーダ９にはトロリ８がガーダ９の長手方向へ走行自
在に設置される。トロリ８からはウィンチを介して吊具
１ａが上下動自在に吊り下げられている。

ラバータイヤ１３　（ａｔ〜１３　（ｄ）が走行してゆ
々路面７には軌道ずれ検出用マーク２５（ａ）と相対距
離検出用マーク２５　（ｂ）とが貼り付けである。

各モータ２５（ａ）、　　２５（ｔｊを照らせる角度に
して特定波長の光線を照射する照明装置２３（ａｔ、　
　２３（ｂｌをモータ１２　（ａ）、　　１２　（ｂｌ
の外枠に取り付けである。

照明装置２３（ａ）、２３（ｂ）により照明された領域
の中から再帰性の反射光線を入力する撮像装置２４　（
ａ）　。

２４（ｂ）をサドル１５　（ａ）　、　１５　（四へ一
体的に取り付ける。

一方、ガーダ９の側面暢こは白ペイントマーク加（ａ）
が等間隔にて水平方向に付けられており、この白ペイン
トマーク２６　（ａ）　ｔテレビカメラでとらえてトロ
リ８のガーダ９沿いの位置を算出する検出器２６（（へ
）がトロリ８に取り付けられである。

この検出器２６　（ｂ）から得られたトロリ位置を示す
信号（トロリ位置信号）と撮像装置２４　（ａ）　、　
２４　（ｂ）からの出力に基づ曵信号と入力として演算
処理や設定信号との比較判断処理を行った後に各モータ
ν（→、　１ｚ（ｂ）に回転数制御を行うための動作信
号を送出する制御装置１１が脚部材下部に設置しである
。

一方、路面７に貼り付けた各マーク２５　（ａ）　、　
２５　（ｂ）はラバータイヤクレーンの設定走行方向へ
等間隔にて配置され、且つ各マーク２５（ａ）・２５　
（ｂ）同土間の配置関連は、第４図の如く、千鳥状の配
置関係を生じるようになっている。マーク２５（ａ）、
　２５（ｂ）の材料は、照明装置２３（ａ）、　　Ｚ３
（（へ）からの特定波長の光線に対して再帰性反射作用
を生じるビーズ型の道路用路面標示材料であって、走行
軌道ずれ検出用マーク２５（ａ）は長方形の幅広形状の
白色マークであり、相対距離検出用マーク２５　（ｂ）
は長方形の幅小凹凸形状の白色マークである。特に、第
４図において、左側の相対距離検出用マーク２５　（ｂ
）はコンテナヤード上のコンテナｌ保管位置の微小位置
決めを行うために走行速度パターンの減速、中心位置で
の停止を決定するに好適な形状となっている。

ｎはそれらのマーク２５　（ａ）　、　２５　（ｂ）に
特定波長の光線（例えば、太陽光の反射による影響を避
けるために照明装置２３（ａｔ、　ｎ（ｂ）の光線にナ
トリウムランプをもちいて発光する狭スペクトル光線）
？！−照明装置Ｚ３　（ａｌ　、　Ｚ３　（ｂ）から照
射した領域であり、走行路面７と各マーク２５　（ａ）
　、　２５　（ｂ）とからの各再帰反射光線の撮像照度
が異なる状態が得られる。

第４図蚤こおいて、Ｚは特定波長の光線を透過させ、そ
の他の波長の光線を遮光する干渉フィルタで、各マーク
２５（ａ）、　　２５（ｂ）からの再帰性反射光線の特
定波長を有する光線のみ透過させる。

四は撮像装置２４（ａ）の前面奢こ取り付けられた撮像
レンズで、干渉フィルタＺにより得られた映像光線を固
体撮像素子間上に投影する。この固体撮像素子蜀は二次
元平面上に光ダイオード３１をマトリックス的に配置し
、光線が入射することで信号電流がその光ダイオードに
流れ、電流が発生するため垂直スイッチ３２（ａｌおよ
び水平スイッチ３２　（ｂｌを短絡するように回路動作
するものであって、その電流は後に負荷抵抗おで電圧変
換された上でプリアンプＵで電圧増幅する。

このように撮像レンズ囚を通って来た各マーク２５（ａ
）、　　２５（ｂ）からの特定波長を有する再帰性反射
狭スペクトル光線に対した映像光線は固体撮像素子間に
て電圧変換される。部は固体撮像素子間の出力をプリア
ンプ讃により増幅されたアナログ電圧をデジタル信号に
交換するためのＡ／Ｄ変換器である。あはＡ／Ｄ変換器
あによりディジタル化された信号を一時的に記憶するイ
メージメモリである。

３７はＡ／Ｄ変換器あの変換動作な判読すること、イメ
ージメモリ３６１こＡ／Ｄ変換器部からの信号を転送さ
せることおよび制御装置於へ走行軌道ずれ量に対応した
信号と相対移動量に対応した信号を伝送すること等なコ
ントロールする画像演算装置である。謔は画像演算装置
３７の第９図に示す動作プログラムメモリ憶しているプ
ログラムメモリであり、走行路面７上の各マーク２５　
（ａｌ　、　２５　（ｂ）を撮像装置２４（ａ）、　２
４（Ｉｊで映像化した信号から走行路面７と各マーク２
５　（ａ）　、　２５　（ｔｊとの境界すなわち各マー
ク５（ａ）、　　２５（ｂｌの縦エツジと横エツジのア
ドレス信号を求め、走行軌道ずれ量と相対移動量とを算
出するアルゴリズムを記憶している。刃は画像演算装置
３７から得られたタイヤ１３（ａ）、　１３（ｔｊの走
行軌道ずれ量、相対移動量並びにトロリ８の位置検出信
号と、後述する数値演算回路躬で求めたラバータイヤク
レーン６の重心位置データからその重心位置におけるヨ
ー角ψと相対移動量Ｘとを算出し、インターフェース４
０．モータ駆動回路４１（ａ）、　　４１（四を通じて
、駆動モータ１２（ａ）、　　１２（ｌｊの回転数制御
を行う主演算回路である。４２はラバータイヤクレーン
６上に搭乗し、荷役運搬作業を実施するオペレータの指
令器である。

朝は画像演算装置３７から伝送されて来た信号を基準信
号として、前述した如く第１０図の内容のプログラムで
主績算装置３９￥動作させ、かつ、駆動モータ１２（ａ
）、　　１２（ｂａｔ’動作させるプログラムメモリで
ある。柄はタイヤ１３（→、　　１３（ｌｊの軌道ずれ
量や相対移動量等からラバータイヤクレーンの重心位置
を算出するために設けられた数値演算回路である。

４５　（ａ）　、　　４５　（ｂ）は撮像装置２４　（
ａｌ　、　２４　（ｂ）で走行路面７上の各マーク２５
（ａｔ、　　２５（ｔｊを映像化した信号をモニタ表示
するテレビ装置であり、図示した如く軌道ずれ検出用マ
ーク２５（−の映像化信号像と相対距離検出用マーク２
５　（ｂ）の映像化信号像を表示する。

第５図は第３図におけるラバータイヤクレーン全体の走
行状態を示すモデル図で、＄６図はその荷重分布図を示
す。第５図中、実線は直線走行時の状態で、点線は軌道
ずれを伴なった走行時の状態である。４６　（ａ）は直
線走行状態での重心位置奢示し、４６（ｂ）は軌道ずれ
を伴なった走行状態での重心位置である。

第５図中の１！１はタイヤ１３　（ｂｌ　、　１３　（
ｄｉから重心位置４６　（ａ）までの距離＋　４はタイ
ヤ１３　（ａ）　、　　１３　（ｃ）から重心位置４６
　（ａ）までの距離およびｌ！３はタイヤ１３（ａ）、
　（ｄｌから重心位置４６（ａ）までの距離である。そ
の際、重心位置４６（ａ）の直線移動距離’ｉ’Ｘｌ　
直線に対する軌道ずれ量をｙ９重心位置４６（ａ）の直
線軌道に対するヨー角をψとし、かつ、各タイヤ１３　
（ａ）〜Ｃｄ）の相対移動量Ｘ２ｒ　Ｘ４　＋　軌道ず
れ量Ｙ２Ｔ　３’４とまると、タイヤ１３　（ａ）　、
　（ｂ）のＸ２１　Ｘ４．Ｙｇ＋　）’４はＸｓ　＝ｘ
−１ｓ　（１−ｃｏｓψ）　　Ｚｘｓｉｎψ　・ｆｌｊ
ｘａ　＝　ｘ＋　７３．　（１−ｃｏｓψ）　＋　４　
ｓｉｎψ　・＋２）Ｙａ　＝　３’−１！、（１−ｃｏ
ｓψ）＋４　＠ｉｎψ−（３１）’４　＝　）”　！、
　（１−ｃｏｓψ）−Ｉ！、ｓｉｎψ　　・・・・・・
（４）となる。

次に、ラバータイヤクレーンの重心位置ｌ！２はとなる
。但し、Ｗｏ、　ｗ、、　Ｗ２．　ｗｘ　　はラバータ
イヤクレーンのガータと脚構造の自重、コンテナと吊具
の自重である。

そこで、ラバータイヤクレーンの走行時における単位時
間当りのヨー角ψは微小であるためｓｉｎψ中ψ、　　
ＣＯＳψ中１　とすることができるので、式１式％（４
） （６） （７） （８） （９） となるから、ヨー角ψと重心位置の相対移動量Ｘは となる。

このように、直線走行を行うラバータイヤクレー６の軌
道ずれをなくし、目的の位置まで走行するにはコンテナ
ヤードの走行路面７上に貼付した軌道ずれ検出用マーク
２５（→と相対距離検出用マーク５（ｂ）に対するタイ
ヤ１３（（転）、（ｂ）の軌道ずれ量ｙ、。

ｙ４．相対移動量Ｘｓ、　Ｘ４並びにトロリ８の移動量
ムを算出し重心位置のヨー角ψをＯにすると共に、オペ
レータが設定した移動距離Ｘ、をＸに等し曵なるように
２台の駆動モータ１２（ａ）、　（ｂ）の回転数制御を
施せば良い。ｘ寓＋　Ｘ４＋　Ｙｘ＋　Ｙａの量を画像
演算装置７内で算出する方法について、テレビ装置上で
表わすと、第７図、第８図の如く、画面上の中心線（標
準テンプレートパターン）に対して各マーク３５（ａ）
ｅ　（ｂ）の変位を求めるよう多こなる。

次に、画像演算装置３７と主演算回路銀の操作を第９図
、第１０図のフローチャートを基にして説明する。

第９図のフローチャートが撮像装置２４（ω、　　２４
（ｂ）のコントロールを含む画像演算装置３７の動作プ
ログラムで、第１θ図のフローチャートが主演算回路銀
の動作プログラムである。

まず、撮像装置２４（ａ）、　２４（ｂ）に関して、プ
ログラムメモリあ内に記憶された動作プログラムに沿っ
てステップ（イ）からステップ←）を順次実行する。す
なわち第９図、第１０図では図示していないが最初に撮
像装置と画像演算装置３７の電源ＯＮと同時に外部から
の指令を受けずに初期設定を行い、以下の（イ）から（
夕）が実行される。

（イ）　後述する２値化しきい値レベルに関する撮像装
置２４　（ａ）のゲインを調整するために、ラバータイ
ヤクレーン上に搭乗して、屋外荷役作業を行うオペレー
タが天候条件（例えば、晴、雨、曇および霧等）を決定
し、画像演算装置３７に入力すると共に、照明装置２３
（ａ）、　　２３（ｂ）？：作動させて、特定波長の光
線を走行路面の各マーク２５（ａ）、２５（四に照射す
る。

（ロ）、（ハ）撮像装置２４　（ａｌ　、　２４　（ｂ
ｌが正常に動作することを確認した後に、走行路面７上
の情景な撮像装置で映像化し、ラバータイヤクレーンの
走行路面７前方の障害物有無を確認すると共督こ、オペ
レータにその状況をテレビ装置４５（ａｔ、　　４５（
ｂｌで表示する。

に）走行路面７上に貼付した軌道ずれ検出用マーク２５
（ａｌや相対距離検出用マーク２５　（ｂ）からの再帰
性反射光線をレンズ囚と干渉フィルタ列を介して撮像装
置２４（ａ）、　２４（ｂｌ内の固体撮像素子（資）上
の光ダイオード上に投影させ、反射光線の照度変化に対
した電流を回路上に・流すと共に、水平および垂直スイ
ンｙ−３２（→、３２ｔｂｉｔ−作動させることにより
、プリアンプ３４１こ電圧入力させる。

（ホ）　プリアンプあにより増幅されたアナログ電圧を
高速のＡ／Ｄ変換器あに入力させることでディジタル信
号化する。

（へ）　そのディジタル信号を画像演算装置３７に接続
されたイメージメモリ蕊へ転送し、それを順次記憶させ
る。

（ト）　イメージメモリ圀に記憶されたディジタル信号
の２値化処理すなわちディジタルしきい値レベルを設定
することで、そのレベル値以上の信号な１”蕃こして、
それ以下の信号をＯ”にする変換処理を行い、記憶アド
レスを指定した後に再度イメージメモＩＩ　３６に記憶
させる。

（至）、（鴫　その“１”信号に対応する場所の面積Ｓ
を算出し、規定の＠１″信号を示す場所の面積ＳＯ（走
行路面上に貼付した各マークの汚れ、薄れ、欠は等を考
慮した“１＃信号の面積）　と比較すると共に、その比
較回数に１カウントして行く。

（（８）、　（７Ｌｌ　　比較回数Ｋをカウントアツプ
すると共に前述したディジタルしきい値レベルをステッ
プ的に１個ずつ下げていく。

（司　２値化処理した各マーク２５（→、ｚｓ（ｂ）か
らの反射光に基づ（”１”と′０”信号における縦・横
エツジ信号の特徴抽出を行い、各マークの二次元エツジ
アドレスを算出する。

（り　二次元エツジアドレスをベースにして、標準テン
プレートアドレスとのマツチングを行い、前述した軌道
ずれ量Ｙ＊＋　ｙ４　　を算出すると共に、相対移動量
Ｘ２．Ｘ４　　を求めていく。

（効、（ヨ）　そのｙ２＋　）’４１　ＸＩ　Ｘ４の情
報信号をイメージメモリ３６へ再転送すると共に主演算
装置内へそれらの信号を伝送させる。　　　　　　　　
　　　１（り）信号伝送すると同時に比較回数Ｋをイメ
ージメモリ内の記憶情報のクリアを行う。

次に、右側の主演算装置内のプログラムメモリ内に記憶
された動作プログラムに沿ってｆａ）〜（ｋ）へ次々に
実行する。　　　　　　　　　　　　　　　　１（ａ）
　　主演算装置内の電源ＯＮに基づき、外部から指令を
受けずに初期設定を行う。

（ｂｌ　　オペレータがコンテナヤード上のコンテナ荷
役作業する位置までの移動距離Ｘｏを設定する。　　１
この設定が成されたことを条件醤こステップ（Ｃ）へ移
る。

（ｃｌ　　　ガーダ９に貼付した白ペイントマーク２６
（ａｌをトロリ位置検出器２６　（ｂ）により検出して
位置信　　１号ムを算出する。

（ｄ）　　前述した如く、主演算回路３９内でラバータ
イヤクレーン６の重心位置 を計算する。

［ｅ）〜（−画像演算装置３７からの伝送信号の有無を
確認し、その伝送信号をメモリ内に記憶させると共に、
テレビ装置４５（ａ）、　４５（ｔｅｌこそのマーク情
報像を映像化させ、オペレータの視覚に出力表示させる
。

［ｈｌ、　（ｉ）　　重心ＧからＧ′へ走行移動した際
のヨー角ψを撮像装置から伝送された軌道ずれ量信号Ｙ
２＋ｙ４から算出すると共に、相対移動量ｘ’にも相対
移動量Ｘｔ＋　Ｘａから算出する。

［ｊ）　　ラバータイヤクレーンの重心位置１こ対する
ヨー角と相対移動量を算出したので、それらの結果を基
に、ヨー角をＯにするように２台の駆動モータ１２　（
ａ）　、　１２　（ｂ）の回転数を微小補正制御する。

＋ｋ）　　相対移動量Ｘが移動距離量Ｘｏに対して等し
くなるまで動作プログラム（→〜Ｕ　Ｙ　＜り返し、Ｘ
ムｘｏになれば、そのルーチンを抜は出し、動作プログ
ラムのステップ（ｂ）ヘジャンプする。

以上、本実施例によれば、コンテナヤードの走行路面上
に軌道ずれ検出用マークと相対距離検出用マークを貼付
し、それらのマークに照明装置で照射した再帰性反射光
線を撮像装置で映像化し、その映像化信号を画像演算装
置により検知する手段と、トロリ位置検出器によりラバ
ータイヤクレーンのトロリー位置を算出する手段とを利
用して主演算回路でラバータイヤクレーンの重心変位の
ヨー角を求め、２台の走行モータの回転数制御を行うよ
うにしたものであるからヤード上を目的の位置まで直線
移動する走行運転の自動化を達成することができる。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、クレーンの重心位置変化
を生じても、そのクレーンを確実に直線走行させること
のできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンテナヤードの平面図、第２図は電磁誘導方
式を採用した従来のラバータイヤクレーンの全体斜視図
、第３図は本発明の一実施例によるラバータイヤクレー
ンの全体斜視図、第４図は第３図に示したラバータイヤ
クレーンの走行軌道制御装置のブロック図、第５図は第
３図に示したラバータイヤクレーンのモデル図、第６図
は第５図に示したモデルにおける重量分布を示したモデ
ル図、第７図は第４図に示したテレビ装置の画面を示し
た図、第８図は第４図に示したテレビ装置の画面を指定
の直線方向へ走行中の場合について示した図、第９図は
第４図に示した画像演算装置の動作プログラムのフロー
チャート図、第１０図は第４図暑こ示した主演算回路の
動作プログラムのフローチャート図である。 ■・・・・・・コンテナ、ｌａ・・・・・・吊具、６・
・・・・・ラバータイヤクレーン、７・・・・・・走行
路面、８・・・・・・　トロリ、９・・・・・・ガーダ
、１０・・・・・・脚部材、１２　（ａ）　、　１２　
（ｂｌ・・・・・・モータ、１３（ａ）、　　１３（ｂ
）、　　１３（ｃｌ、　　１３（ｄ）−−−−−−ラバ
ータイヤ、２４　（ａ）　、　２４　（ｂ）・・・・・
・撮像装置、２５　（ａ）・・・・・・軌道ずれ検出用
マーク、２５（ｂ）・・・・・・相対距離検出用マーク
、２６（ａ）・・・・・・マーク、５（（へ）・・・・
・・トロリ位置検出器、３７・・・・・・画像演算装置
、３９・・・・・・主演算回路、４５　（ａＬ　４５　
（ｂｌ・・・テレビ装置 才５図 オフ図 ・ｌｒ８図 ２５（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　吊具を支持してガーダを走行するトロリと、前記
   ガーダを前記トロリの走行方向に間隔をあけ支持する各
   走行車輪と、Ｉｌｅ各走行車輪を回転駆動する駆動装置
   とから成る走行体において、前記撮像装置による撮像エ
   リア内における前記マークと撮像エリアの特定位置との
   間のずれに基づ勺信号と前記ガーダ沿いの前記トロリの
   位置に基づ可信号との組合せに基づいて前記駆動装置に
   対する回転数制御信号を送出することな特徴とした走行
   制御方法。