JPS62121194A - 廃棄物供給クレ−ンの自動運転制御のための廃棄物ピツト内堆積分布状態計測方法 - 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】 （支）　　技　　術　　分　　野 この発明は、清掃工場におけるごみ供給用クレーンや、
ごみ処理プラントにおける灰出しクレーン、或は産業廃
棄物処理プラントにおける廃棄物供給クレーンなどの自
動運転制御のための、廃棄物ピット内堆債分布状態を計
測するだめの方法にごみ、灰、産業廃棄物を含めて、こ
こでは廃棄物という。これらを貯溜するピットが存在す
る。

クレーンはピットから、廃棄物を取シ出すものである。

クレーンは、ピット平面の上を縦横に動くことができる
。ピットの両側にレールがあシ、レールに交差するよう
にもうひとつの可動レールがあって、可動レールの上に
クレーンの本体がある。可動レールは長手方向に動き、
クレーン本体は可動レールの上を横に動くことができる
。

こうして、クレーンはピット平面上を２次元的に移動で
きるようになっている。

廃棄物はランダムにピット内へ搬入されるから、堆積高
さは多様である。

最も高い堆積点から廃棄物をつかんで、次段のホッパへ
投入するのがよい。こうすると、つかみやすいし、堆積
層が一様になシやすいからである。

また、クレーンは、廃棄物を積替えたり、撹拌したシす
る。

鈴ス重り枚−浩昔ｍｈ佐−俗坪翻僅充クレーンの十要な
３動作である。

イ）　　従　　来　　技　　術 以下、ごみ清掃工場に於けるごみ供給クレーンの場合に
ついて説明する。

ごみ清掃工場では、収集搬入されたごみは一時貯溜のた
め、ごみピットへ投入貯溜される。焼却炉の運転状態に
合わせて、ごみ供給クレーンによって、ごみは焼却炉の
投入ホッパへ逐次供給される。

ごみ供給クレーンによる焼却炉の投入ホッパへのごみ供
給は、ごみピットの全域を見渡すことのできるクレーン
操作室から遠隔手動される。

クレーン操作室にはオペレータがいて、ピット全体を肉
眼で観察する。肉眼によって、ごみの堆積分布を見て、
ピット内全域に於て、特に、ごみ堆積高さの高い所、を
捜す。或はピツト内の特定域におけるとみ堆積高さの高
い所を捜す。

そして、堆積高さの高い所へ、ごみ供給クレーンを遠隔
手動操作によって移動させる。

クレーンを降して、堆積高さの高い所のごみをつかみ、
投入ホッパへ投入するか又は、ピット内の堆積高さの低
い所へごみを移動させる。前者が投入、後者が積替であ
る。

高い所からつかむのは、ピット内のごみの堆積高さを均
一化するためである。

（つ）従来技術の難点 遠隔手動操作するのであるから、オペレークが常時、ク
レーン操作室にいて運転しなければならない。

クレーン操作室は、ごみピットの上方にある。

ガラス窓によってピットと隔離さ°れている。

クレーン操作室は、極めて高所にアシ、狭い空間である
こともあって、オペレータには過度の精神的疲労を強い
ることがある。プラントが２４時間運転される事もある
。深夜時には、１人のオペレータで操作しなければなら
ない。この時の不安感、孤独感は深刻である。

そこで、ごみ供給クレーンの自動運転が試みられるよう
になってきた。マイクロコンピュータを使用し、ごみ供
給クレーンの運転を自動化する試みである。

ひとつの自動運転の例を述べる。

ごみピット内平面を縦横の行列状の仮想ブロックに区切
る。ブロックにアドレスを付ける。各々の仮想ブロック
のごみをつかみ取る順序を予め定める。順序をプログラ
ムとしてマイクロコンピュータに記憶させる。これを仮
にプログラム設定方式という。

ごみをつかみ取る位置の順序が予め定められている。プ
ログラム設定方式は、ピット内のごみが常に平坦であれ
ば良好に機能するであろう。

しかし、プログラム設定方式は、ピット内のごみの実際
の堆積分布を全く考慮していない。

このため、ピット内を目視し、オペレークが遠隔手動操
作するものに比べ、プログラム設定方式の自動運転の成
果は著しく劣る。

そこで時々、自動運転を中止し、オペレータが操作室に
入って、堆積分布を観察し、遠隔手動操作によって、ピ
ット内のごみの平坦化作某ヲ行なう必要がある。

実用化されている自動運転はこのように、ピット内のと
み堆積分布の実際の状態を無視したものであって、未だ
、手動操作にとって替りうる水準にない。

それは、ピット内のごみの堆積分布状９ｆ自動継続的に
検知する計測方法が、これまで存在しなかつだからであ
る。

特開昭５６−２８１８８は、光学的距離計測装置を使用
した清掃工場におけるごみ供給クレーンの自動運転装置
を与えている。

しかし、これは、とみ堆積高さの計測方法について詳し
く説明されていない。

に）　　　目　　　　　的 （１）廃棄物ピツトに於て、クレーンの操作を自動運転
化するため、ピット内の廃棄物堆積高さを連続的かつ自
動的に計測する方法を与えることが本発明の目的である
。

ａ）　ピット内の廃棄物堆積高さを、精度よく迅速に計
測する方法を与えることが本発明の第２の目的である。

（３）堆積分布から、堆積高さの高い順にピット内の位
置を並べ、クレーンをこの順に移動させ、ごみを投入す
ることのできるようにした計測方法を与えることが本発
明の他の目的である。

（９）　　構　　　成 第１図によって本発明のピツト内廃棄物高さ計測方法全
説明する。

本発明は、光学的手段によって、ごみの高さを計測する
。

具体的には、自動焦点検出装置を用いる。

焦点検出装置１は、対象物に対し、焦点を結ばせるよう
、自動的にレンズ系を変位させるものであって、自動焦
点式カメラに通常使用されている機構である。

自動焦点検出は、いくつかの方法が既に知られている。

２つの方法につき述べる。

（１）　　カメラレンズを通して入った光線束を可動ミ
ラー、固定ミラー、プリズムなどにより構成される光学
系を用い、測距素子上に２つの像全作り、２つの像の位
置関係が一致するように、可動ミラーの角度を調整する
。可動ミラーの回転角から、対象物までの距離１’ｃ知
る。

（、）　　カメラレンズを通して入った光線束を２つの
光束分離レンズ系によって分け、測距素子（例えばＣＯ
Ｄ　）上に２つの像を作シ、これらの像の位置関係が一
定となるようにカメラレンズの位置を前後に調整する。

この時のカメラレンズの位置から、対象物までの距離１
’ｃ求める。

このような自動焦点検出は公知である。

焦点検出装置１は、対物レンズ１ａ１測距モジユー／ｖ
１ｂ１保護カバー１０よりなる。これは既に述べたよう
に、対象物に対し、自動的に焦点を合わせ、この時のレ
ンズなどの変位によって、対象物までの距離ｌを測定す
るものである。

焦点検出装置１は、旋回駆動装置２に搭載されている。

旋回駆動装置２は、水平角旋回駆動モータ２Ｃ１および
垂直角旋回駆動モータ２ａを有する。水平角旋回駆動モ
ータ２Ｃは、垂直軸のまわシに焦点検出装置１を回転す
るものである。水平回転角をΦで表わす。

垂直角旋回駆動モータ２ａは、ある水平軸のまわりに焦
点検出装置１を回転するものである。垂直回転角をＯで
表わす。

水平回転角Φの変域は一１８０°〜＋１８０’　（全部
で３６０°）であるが、機械的な制約によってこれより
狭いこともある。

垂直回転角θの変域は、最大で一９０°〜＋９０°であ
るが、実際にはこのように広くとることは難しい。

ｅ１Φの変域が上述のようであれば、任意の方向に視点
を向けることができる。しかし、ごみピラトラ観察する
のであるから、それほど広い視角は不要である。

ただし、ここで水平回転角Φ、垂直回転角θというのは
、焦点検出装置１ｔ１第１図のように水平に視線が位置
するように置いた時に、水平、垂直になるにすぎない。

実際に、対物レンズ１ａは、下方を向くわけであるから
、水平回転主軸も垂直回転の主軸もほぼ水平方向を向い
た直交二軸になる。しかし、それにもかかわらず、以後
、水平、垂直という言葉を使うことにする。

焦点検出装置１の測距モジュー／Ｉ／１ｂは、通常、固
体光電変換素子（例えばＣＯＤ　）が測距素子として使
用されている。測距素子から得られる焦点検出信号を距
離演算回路３によって、測距対象物までの距離信号に換
算演算を行なう。

ここで演算された距ｂｙ　（ｌは、測定対象物から焦点
検出装置１までの光線束の長さである。

距離ｌと、水平回転角（Ｉ）、垂直回転角Ｏによって、
焦点検出装置１と対象物までの距離の鉛直成分を知る事
ができる。これ２Ｌとする。

第２図はごみピットの略縦断面図である。ピット３０に
は、不規則にごみ３５が堆積している。

上方にはクレーン３１、操作室３４が走行装置３３に支
持されて設けられている。

ピット３０の側方にはホッパ３２が開口している。ピッ
ト３０の上方には、焦点検出装置１が取付けられている
。

クレーン３１、操作室３４は、走行装置３３の上を横方
向に動きうる。これｉＹ方向とする。

走行装置３３は長手方向に動きうる。これをＸ方向とす
る。したがってクレーン、操作室はｘ１Ｙ方向に二次元
運動できる。

高さ方向にＺ軸をとる。ピツト底部′ｔ−Ｚ軸の原点に
する。

ごみの堆積高さをｈとする。

焦点検出装置１とピット底部との距離をＨとする。焦点
検出装置１と、ごみ表面との距離がｌであり、この垂直
成分がしてある。Ｌ−ｉ垂直距離と呼ぶことにする。

ごみの表面の高さ、つまシ堆積高さｈはｈ　　＝＝　　
Ｈ−Ｌ　　　　　　　　　（、である。

光線束３６の長さｌが分っている。これの傾き角が分れ
ば、垂直距離りが分るから、ごみ堆積高さｈが分る。

焦点検出装置１の対物レンズ１ａは、はぼ斜下方を向く
ように設定している。垂直回転の主軸はＸ軸に平行にな
るようにしている。第２図に於て示した５本の光線束３
６は垂直回転角ｅの異なるものである。

水平回転の主軸は、ＺＹ平面内にあって、Ｙ軸に近いが
、Ｙ軸と角θヲナしている。

第４図は距離ｌから垂直距離Ｌ６求めるだめの説明図で
ある。

Ｔが対象点（又は視点）である。焦点検出器がＱ点にあ
る。ＱＴがｌであって、これは既知であるとする。求め
たいのは、垂直距離ＱＲである。

点Ｔを通Ｂｚ軸に直交する面をｑとする。面ｑに対し、
Ｑ点から下した垂線の足をＲとする。Ｒを通シＹ軸に平
行な直線を引く。これは垂直旋回軌道線である。垂直回
転の主軸がＸ軸だからである。

点Ｔを通シＸ軸に平行な直線を引く。これは水平旋回軌
道線である。

垂直、水平旋回軌道線の交点＝２ｓとする。

水平旋回の主軸は２７面にあって、Ｙ軸と角ｅをなすの
であるから、三角形ＱＳＴの含まれる平面は水平旋回の
主軸に対し垂直である。したがって直線ＳＴが水平旋回
軌道線になるのである。

垂直回転角ｅは、ＺＲＱｓである。水平回転角Φは／Ｓ
ＱＴである。Ｑ　Ｓ　＝　ｌ’とする。

ｌ’　　＝　　１ｃｏｓΦ　　　　　　　　（２）Ｌ＝
／’部θ　　　　　　　　（３） である。従って、 Ｌ　　＝　　１ＣｏＳｅｃｏｓΦ　　　　　　　（４）
である。

これらヲ（１）に代入して、、ｅ、Φからｈ６求める式 ％式％（５） Ｈは既知である。ｌは焦点検出装置１と距離演算回路３
によって求められる。垂直回転角θと、水平回転角Φは
旋回駆動装置２に設けた垂直角度検出器２ｂ、水平角度
検出器２ｄによって知る事ができる。

ｌ、θ、Φの情報は堆積高さ演算回路４に入力され、（
５１式に従って、堆積高さｈ＝２求める。

第１図の例では、スキャン制御装置８が水平角スキャン
制御回路９、垂直角スキャン制御回路１０を一方的に支
配しているようになっている。これでもよいが、通常の
自動制御系のように、垂直角度検出器２ｂのｅ１水平角
度検出器２ｄのΦを、スキャン制御装置８ヘフイードバ
ツクしてもよい。

スキャンの順序は自由度がある。第３図はピット平面で
あって、スキャンの順序の一例を示している。

これはまず水平角スキャン制御回路９が水平方向に、つ
まシＸ方向に焦点検出器の方向をスキャンさせる。Ａ−
、Ｂ→・・→Ｅまでくる。水平方向のスキャンが終るか
ら、垂直方向に一単位動かす。

この後、反対方向に水平方向のスキャンｉＦ→Ｇ→Ｈ−
，１→Ｊと行なう。

ここでは対象点が連続的にスキャンされるのではなく、
ディスクリートにスキャンされている。

垂直方向のスキャンの単位をθ、水平方向の回転の単位
をφとする。

水平方向旋回角はＡ−、Ｂ→・・と、φずつ変化させる
。垂直方向旋回角はＥ−、Ｆ’、Ｊ→にでθずつ変化さ
せる。

水平方向の対象点の数をｎ１垂直方向の対象点の数’１
ｍとする。全対象点の数はｍｎである。

全ての点に於て、光線束長ｌ、垂直回転角θ、水平回転
角Φが測定され、とみ堆積高さｈが計算される。

水平方向スキャン角度は（ｍ−１）φ、垂直方向スキャ
ン角度は（ｎ−１）θである。

水平方向スキャンがピットの長手方向内に沿い、垂直方
向スキャンがこれと直角方向菌に沿うようにするのは一
例であって、反対にしてもよい。

また、ディスクリートにスキャンするとしても、一定単
位０、φごとにスキャンするというのも一例である。

欲しい情報はピット平面（Ｘ７面）に於ける任意の点（
’ｘ、ｙ）にあるごみの高さｈ（ｘ、ｙ）である。

垂直、水平回転角θ、ΦとＸ１ｙの間には、垂直距離り
を使って、次の関係がある。

ｘ＝＝ＬｓｅｃｅｔａｎΦ　　　　　　　（６）ｙ＝＝
Ｌ―θ　　　　　　　　　（７）さて、垂直角、水平角
の最小単位θ、φの整数倍として、θ、ｃＩ）−ｑ与え
ることにすれば、ｅ　＝θ。＋１０　　（ｉ＝Ｑ、・・
、（ｍ−１））　　（８）Φ＝Φ。＋ｊφ　（ｊ＝０、
・・、（ｎ−１）　）　　（９１と書くことができる。

ただし、θ。、Φ。は初期値を与える定数である。これ
は単純なスキャンを与える０ （８１、（９）のようにスキャンすると、（６）、（７
１式が分るように、ピットの端と中央とで、長さに関し
、スキャンの密度が異なってくる。（８１、（９１のス
キャンは単純であるが、このような欠点もある。

むしろ、Ｘ、Ｙ平面に於て、ディスクリートナスキャン
点が、長さに関して一定に分布している方が望ましいと
いうこともある。つま’）、、　ｊを整数として、スキ
ャン点の座標がｙ ＝ｙｏ＋ｉδ　（ｉ＝０、・・、（ｍ−１）　＞　　（
１０）ｘ＝ｘｏ−４−ｊε　（ｊ＝０、・・、（ｎ−１
））０１）となった方が良いという事がある。Ｘｏ　ｓ
　Ｖｏは、初期定数である。δはＸ方向のスキャン単位
長、εはＸ方向のスキャン単位長である。

この場合、垂直、水平角θｉｊ１Φｉｊ　　は、Ｌ　ｔ
ａｎ　ｅｉｊ　　＝　　ｙ０＋　ｉδ　　　　　　　（
１２）Ｌｓｅｃｅｉｉ　１ａＩＩＣＩ）ｉｊ　＝　ｘ、
）　＋ｊε（１３）によって求める事ができる。

しかし、このように、長さに関して一様な密度でスキャ
ンしようとすると、いくつかの問題点がある。

ひとつは、Ｌが既知でないという事である。Ｌが分らな
ければ（１２）、（１３）式を解くことができず、ｅｉ
ｊ１Φｉｊを求められない。

しかし、Ｌはこの時点での平均値全採用する事とすれば
よい。Ｌは全ての点で求めているのであるから、前回の
測定の平均値’ｆｆｉ　（１２）　、（１３）式のしと
すればよい。

もうひとつの問題は水平方向回転の刻みが一様でないと
いう事である。

もちろん垂直回転ｅの刻みも、（１２）式から定数では
ないことが分る。しかし、この刻みはｊのみに依存し、
ｉによらない。したがって、比較的単純である。

ところが、水平方向回転へｊは（１３）式から、ｊだけ
で決まらない、という事が分る。５ｅｃＯを通じてｉに
依存する。

（１２）、（１３）式に於て、ＸＯｓ　ｙｏ　Ｎδ、ε
は既知である。もしもＬが既知であればＮ　ｉｓ　　ｊ
ｆｆｉ与えて、これらの角度ｅｉｊｓΦｉｊ　ｋ求める
のは難しいことではない。

しかし、Ｌが既知でなく、変化するのであるから、その
つど（１２）　、（１３）式を解かなくてはならない。

この計算を短時間に行なうことができれば、Ｘ１ｙ方向
に等間隔のスキャンを行なうことができる。これはマイ
クロプロセッサの能力に依存する。

また、ｅ１Φｔｉ１　ｊの函数として得られても、旋回
駆動装置が、これらの微妙な角度変位を実現できるもの
でなければならない。

さて、第３図に示すように、長手方向にジグザグにスキ
ャンしてゆくものは、スキャン点（ｉ、ｊ）と、スキャ
ンの順番Ｓとの間に、次のような関係を設定することで
ある。

Ｓは１．２　　・・・・、ｍｎとなる整数である。

（１）ｉが偶数の時、 ｓ　　＝　　ｊ＋１＋ｉｎ　　　　　　　　（１４）（
ｔｔｌ　　ｉが奇数の時、 ｓ　＝　ｎ　−ｊ＋ｉｎ　　　　　　　（１５）である
。例えば、第３図に於て、点Ｇはｉ＝ｌ、ｊ＝３．９＝
７に当る。点にはｊ＝２、ｊ＝ｏ、５＝、である。ｌ’
ｌ＝５の例である。

（１４）、（１５）は、ｊからＳを求めるものであるが
、Ｓから’１　ｊｋ求めることもできる。

〔・・・・〕は、かつこの中の整数部分を取り、小数部
分を捨てる、という意味の記号である。ｉはｉ　　＝　
　（Ｓ／ｒＬ）　　　　　　　　（１６）によって求ま
る。

ｊについては ＋、（−）が偶数の時 ｊ　　＝　　ｓ　−ｉｎ　−１（１７）によって求める
事ができる。

以上で、スキャンについて説明した。（１４）〜（１８
）は、第３図のようなジグザグスキャンを表わす。

これは、−例にすぎず、テレビの走査線のようにラスク
順にスキャンしてもよいのはもちろんである。

さて、このように、スキャン点Ａ１ＢＳＣ，・・・・ご
とに、θ、Φを測定し、ｈｌ求める。

堆積高さｈがこれらの点について順時求められるから、
堆積分布記憶回路５に、各点についてのｈの値を記憶し
てゆく。

ピットの全平面について、堆積高さｈの値が記憶される
と、ピット内のとみ堆積高さの分布が分る。

分布表示装置７は、とみ堆積高さ演算値りの、ピット平
面上（ｘ、ｙ）の分布ｈ（Ｘ、ｙ）状態を表示させる装
置である。これは、自動運転の際のモニタとして使われ
る。遠隔手動運転の際も、目視情報を補うものとして有
用である。

このような操作は、最初の点Ａに戻って、再び同じよう
に繰返される。新しいデータによって堆積分布記憶回路
５の内容が更新されてゆく。

従って、各スキャン点に於ける堆積高さの最新の値が記
憶され、表示されることになる。

制御用出力演算回路６は、分布記憶回路からごみ供給ク
レーンの自動運転制御に必要なごみの堆積高さ情報を取
り出す回路である。

ごみ供給クレーンの動作は、次の３種類である。

ひとつは、ピット内のごみをホッパへ投入供給する投入
動作、もうひとつはピット内ごみの積替動作、さらにご
み全攪拌する攪拌動作である。

ごみ供給クレーンの各動作を全自動的に行なうためには
、ピット内のごみの堆積状ａ　ｋ知ることが不可欠であ
る。

本発明はピット内ごみの堆積状態を自動的に計測でき、
ごみ供給クレーンの自動運転の基礎となるデータを提供
できる。

本発明によるピット内堆積分布計測は、クレーンを計測
手段の一部として使わないので、クレーンの動作とは無
関係に実行することができる。

自動運転は、次のように実行される。

（１）　　ピット平面上でのとみ堆積高さ演算随の太き
い順に演算値を整理する。

（、）　　クレーンの動作要求信号が発生した時に、投
入動作、積替動作、および攪拌動作の動作目的ごとに、
予め設定、した演算領域の値をクレーン運転装置に出力
する。

例えば、投入動作の場合には、堆積演算値の大きいもの
から順に出力するような領域設定を行なっておく。そう
すると、クレーンは、ピット内平面の最も堆積高さの高
い点のごみをつかみ取る。

次に、その次に高い点のごみをつかみ取る。このように
高いものから順にごみはホッパへ投入される。

次第にピット内の堆積状況は平均化される。こうして、
クレーンの運転にとって好ましい状態となる。

堆積分布を均一にするとクレーン操作、にとって好都合
である、というのは次のような事である。

くぼみや傾斜のある所のごみは、クレーンが倒れたりす
るのでつかみにくい。周囲より高くなっている部分のご
みがつかみやすい。このため、高いところから順につか
むのが望ましいのである。

積替は、凸出した部分のごみを凹所へ移動させ、平均化
することである。攪拌はごみ全攪拌することである。投
入の場合と同じように、これらの動作も高い部分から行
なうのが望ましい。従って本発明を適用し、これらの動
作も自動化できる。

ただし、投入、積替、攪拌の各動作を行なう場合、ピッ
ト平面上でクレーン動作の禁止領域の設定が、運転操作
上必要となる場合が多い。このような場合には、禁止領
域の発生事由に応じて、自動的に、又は任意に、禁止領
域の堆積演算値を出力させないインターロックを制御出
力回路に設けるようにする。

第３図に於ける視点Ａ、　Ｂ、　Ｃ，−・・・は分布表
示装置からみれば平面的に密な程望ましい。しかし、ク
レーンの自動運転のための制御出力に際しては、クレー
ンによるつかみ動作におけるクレーンパケットのつかみ
面積単位の間隔で、クレーン制御のためのとみ堆積高さ
演算値全出力することが必要である。

閃１　時間設定方式と位置設定方式 さて、第３図に於ける対象点Ａ１Ｂ、　Ｃ１・・・・の
堆積高さの演算について述べる。焦点検出装置１からみ
てこれらの点は視点となるので、視点Ａ、Ｂ。

Ｃ１・・・・ともいうことにする。

堆積高さｈ２求めるには、ｌ、ｅ、Φの値が同時に与え
られなければならない。また焦点検出装置１での測距は
、通常、時間連続性を有しない。

測定の同時性と、焦点検出装置１に測距指令を与えるた
めの測距タイミングパルスヲ発生すせ、これによって、
ｌ、θ、Φ全同時に与えることとする。

測距タイミングパルス発生は、時間設定方式と、位置設
定方式のいずれかで行なうことができる。

両者について説明する。

（ａｌ　　時間設定方式 焦点検出装置の測距タイミングを一定時間間隔ごとに行
なう。焦点検出装置１は旋回駆動装置２によって、連続
的に水平回転角Φおよび垂直回転角Ｏｆｔスキャンして
いる。測距タイミングパルスが発生した時の測距信号（
２）と、角度信号（ｅ１Φ）によって、各視点Ａ、　Ｂ
、　Ｃ，・・・・でのごみ堆積高さｈ′ｆ！：演算する
。

第５図に時間設定方式のブロック図を、第６図に演算の
ための各信号の波形例を示す。

第６図（ａｌは測距タイミングパルスを示す。これは測
距タイミングパルス発生回路２１ａから、測距モジュー
／Ｌ／　１　ｂと堆積高さ演算回路４に与えられる。

一定時間ごとに測距タイミングパルス力発生すると、焦
点検出器１から、焦点検出信号が発せられる（第６図向
）。これは、距離演算回路３によって、視点までの距離
信号（第６図（Ｃ））に変換される。これが４である。

一方、旋回駆動装置は、第３図のようなスキャンをする
場合、一定の垂直角θを保ちつつ、水平角Φを定速度で
変化させる。第６図（ｄ＋に示す。水平角が終端角に達
する（ＥｌＪ、・・）と、垂直角ｅを１ステップ変える
（第５図（６１のｖ１Ｗ点）。さらに、反対方向に水平
旋回（ＦＧ。

Ｋ・・）させる。

測距タイミングパルスが発生すると、その時の水平角Φ
、垂直角ｅの信号が、距離演算信号と共に、堆積高さ演
算回路４に入力され、測距タイミングパルスの発生した
時の視点でのとみ堆積高さが演算される。

この方式は、（８）、（９）、（１４）、（１５）式で
表現されるスキャンに適している。

（′ｂ）位置設定方式 測距タイミングを位置設定方式で行なう場合は、第７図
の回路を用い、第８図のような信号を発生させる。

ピット平面上に、予め視点を定めておく。

定められた視点に於て、旋回駆動装置を停止させ、ここ
でｌ’ｒ測定する。ｅ、Φは予め分っているから、ｌの
値から堆積高さｈｌ演算できる。

この場合、予定された視点に至ってから、測距タイミン
グパルス全発生するので、第８図のような信号波形図に
なる。

位置の設定は任意であるが、例えば、ピット平面内で一
定間隔となるような水平角度の群（Φｏ１Φ１・・）と
、垂直角度の群（θｏ１θ１・・）とを予め設定してお
く。

両角度θ、ｃｌ）が設定角度になる毎に、一時、旋回駆
動装置を停止させる。この時測距タイミングパルス発生
回路２１ｂから測距タイミングパルヌを発生させる。

スキャンの順も任意であるが、第３図のようなスキャン
を採用するとすれば、水平角Φ、垂直角ｅの変化は第８
図（ａｌ、（ｔ）ｌのようになる。

水平角が予定点に達した時（ＢｌＣ：、・・）と垂直角
が１単位変化した時（Ｕ、Ｗ、・・）に、測距タイミン
グパルヌが発生する。

この時のΦ、θは分っている。焦点検出装置１は視点ま
での距離（’を測定する。測距タイミングパルスは、焦
点検出装置１と堆積高さ演算回路４に入力される。距離
演算回路３からの４の演算値と、垂直角度検出器２ｂの
垂直角θと、水平角度検出器２ｄの水平角Φとから、堆
積高さｈを演算する。

第８図（ｆｌが堆積高さ演算値である。

位置設定方式は、（１０）、（、）、（１２）、（１３
）、（１４）、（１５）によって表わされる、等間隔ス
キャンに適している。

キ　複数の焦点検出装置の設置 焦点検出回路の旋回視野が、ピット平面全域より狭い場
合は、複数個の焦点検出装置を設置する。

相補的にピット全域をスキャンさせ、合成演算し、ピッ
ト全域に於ける堆積分布を得る。

第９図にこれを示す。

ｎ個の検出ブロックを設ける。

それぞれの検出ブロックは、旋回駆動装置２に搭載され
た焦点検出装置１、距離演算回路３、堆積高さ演算回路
４、スキャン制御装置８、水平角スキャン制御回路９、
および垂直角スキャン制御回路１０からなっている。

コノヨうな検出フロックＮ０、、ＮＯ，２、・Ｎｏ、ｎ
が、焦点検出装置の旋回視野が互いに重なシ合う事すく
、シかもごみピットの全平面をスキャンできるよう、第
１０図に示すようにピット側壁に取付けられる。

これらの検出ブロックは、独立に、Ａ−、Ｂ−、Ｃ。

・・・・、Ａ′→Ｂ′→Ｃ′、・・・・Ａ１→Ｂ′→Ｃ
′・・・・というように、定められた領域をスキャンす
る。

各検出ブロックの堆積高さ演算値全合成演算回路、によ
って合成する。ピット全域での堆積高さが得られるから
、これを堆積分布記憶回路５にメモリする。

分布表示、制御用出力演算などの方法は、前述の例と同
じである。

り】　　効　　　果 （、廃棄物ピットに於て、ピット内の堆積高さ分布を連
続的自動的に計測するから、クレーンの運転を自動化す
る事ができる。２４時間連続運転するプラントなどに最
適である。

（２）廃棄物の堆積高さ分布を知ることができるので、
クレーンの自動運転を高いものから１頃に行なうことに
より、より均一な堆積分布を実現できる。このだめ、時
々、遠隔手動運転して、堆積分布全均一にする必要がな
い。

■　　用　　　途 本発明は、清掃工場に於けるごみ供給クレーンの自動運
転に用いる事ができる。つまシ対象となる廃棄物はごみ
であシ、ごみピット内のごみ堆積高さが計測される。

このため、本発明は、ごみ供給クレーンの自動運転金側
として説明したが、この他に、ごみ処理プラントに於け
る灰出しクレーン、産業廃棄物処理プラントにおける廃
棄物供給クレーンなどにも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の廃棄物堆積分布状態計測方法に於て用
いられる装置のブロック図。 第２図は本発明で用いる焦点検出装置の設けられたごみ
ピットの縦断面図。 第３図はピット平面でのスキャンの順序を示す平面図。 第４図は焦点検出器と視点との距離ｌと、水平旋回角Φ
、垂直旋回角Ｏによって垂直高さしが計算できることを
示す説明斜視図。 第５図は測距タイミングを時間設定方式によって与える
場合の計測演算装置のブロック図。 第６図は時間設定方式における（ａｌ測距タイミングパ
ルス、（ｂｌ焦点検出信号、（ｃｌ距離演算敏、（ｄｉ
焦点検出器水平角、（ｅｌ焦点検出器垂直角、（ｆｌ堆
積高さ演算値の波形図。 第７図は測距タイミングを位置設定方式によって与える
場合の計測演算装置のブロック図。 第８図は位置設定方式における（ａｌ焦点検出器水平角
、（ｂ＋焦点検出器垂直角、（Ｃ１測距タイミングパル
ス、（ｄｌ焦点検出信号、（ｅｌ距離演算値、（ｆｌ堆
蹟高さ演算値の波形図。 第９図は複数個の検出ブロックを用いてピット内の堆積
分布を求めるだめの計測演算装置のブロック図。 第１０図は複数個の焦点検出装置全ピッＩ・側壁に設置
し相補的にピット全域をスキャンする動作全説明するだ
めのピット平面図。 １　・・・・焦点検出装置 ２　・・・・旋回駆動装置 ３　・・・・距離演算回路 ４　・・・・　堆積高さ演算回路 ５　・・・・　堆積分布記憶回路 ６　・・・・　制御用出力演算回路 ７　・・・・分布表示装置 ８　・・・・　スキャン制御装置 ９　・・・・　水平角スキャン制御回路１０・・・・　
垂直角スキャン制御回路、・・・・合成演算回路 １ａ・・・・対物レンズ １ｂ・・・・　測距モジュール １Ｃ・・・・保護カバー ２ａ・・・・　垂直角旋回駆動モータ ２ｂ・・・・垂直角度検出器 ２Ｃ・・・・　水平角旋回駆動モータ ２１ａ・・　測距タイミングパルス発生回路２１ｂ・・
　測距タイミングノ（ルス発生回路３０・・・・　　ピ
　　　ッ　　　ト ３１　・・・・　　り　　し　　−　　ン３２・・・・
ホ　ッ　パ ３３・・・・走行装置 ３４・・・・操　作　室 ３５・・・・ご　　み ３６・・・・光　線束 発　　明　　者　　　　　　　　　　広　　冨　　　　
　　元厚　　１）　茂　　博 特許出願人　　　　　株式会社り　り　マ１；二長ソ三
１ 手続補正書（自発） 昭和６０年１２月２３０ ２発明の名作 廃棄物供給クレーンの自動運転制御のための廃棄物ピツ
ト内３、油止をす６者　　　　　堆積分布状態計測方法
事件との関係　　特許出願人 居　所大阪市北区堂島浜１丁目３番２３号名　ｆ年　株
式会社　タ　り　マ 代表者　福　１）順　吉 ４、代　理　人 住　所　大阪市東成区中道３丁目１５番１６号第　　　
４　　　図 焦徹検出器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）スキヤン制御回路からの指令によつて水平角およ
   び垂直角を旋回駆動できる駆動装置に搭載された自動焦
   点検出装置から得られる焦点検出信号を距離演算し、演
   算された距離情報と、駆動装置に内蔵された水平角およ
   び垂直角検出器によつて得られる対象物に対する自動焦
   点検出装置の視角度情報とによつて、対象物である廃棄
   物ピツト内廃棄物の堆積高さをピツト内の視点毎に演算
   する操作を繰返し、自動焦点検出装置の全旋回視野内の
   廃棄物の堆積分布を演算し、記憶し、分布表示装置に堆
   積分布を表示するとともに、廃棄物供給クレーンの自動
   運転のために必要な制御用出力演算を行なうようにした
   事を特徴とする廃棄物供給クレーンの自動運転制御のた
   めの廃棄物ピツト内堆積分布状態計測方法。
2. （２）自動焦点検出装置は、水平角について旋回駆動し
   、水平角旋回が終るごとに垂直角を１ステツプだけ増加
   させてゆき全範囲をスキヤンするようにした事を特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の廃棄物供給クレー
   ンの自動運転制御のための廃棄物ピツト内堆積分布状態
   計測方法。
3. （３）水平方向にｍ個の視角と、垂直方向にｎ個の視角
   とをデイスクリートに設け、自動焦点検出装置は、水平
   方向にｍ個の視角をスキヤンし、垂直方向の単位視角を
   ひとつ増して、水平方向にｍ個の視角をスキヤンすると
   いう操作を繰返しｍｎ回の測距を行なう事を特徴とする
   特許請求の範囲第（２）項記載の廃棄物供給クレーンの
   自動運転制御のための廃棄物ピツト内堆積分布状態計測
   方法。
4. （４）自動焦点検出装置と廃棄物ピツト底部の距離をＨ
   、自動焦点検出装置から対象物までの測定距離をｌ、自
   動焦点検出装置の水平旋回角をΦ、垂直旋回角をΘとし
   、自動焦点検出装置の各視点に於ける廃棄物堆積高さｈ
   を、 ｈ＝Ｈ−ｌｃｏｓФｃｏｓΘ によつて求める事を特徴とする特許請求の範囲第（３）
   項記載の廃棄物供給クレーンの自動運転制御のための廃
   棄物ピツト内堆積分布状態計測方法。
5. （５）測距タイミングパルスを発生し、このパルスが発
   せられるごとに、水平方向のスキヤンを１つずつ進め、
   パルスごとに、自動焦点検出装置は距離ｌ、水平旋回角
   Φ、垂直旋回角Θの測定を行ない、対象点での堆積高さ
   ｈを求めるようにした事を特徴とする特許請求の範囲第
   （４）項記載の廃棄物供給クレーンの自動運転制御のた
   めの廃棄物ピツト内堆積分布状態計測方法。
6. （６）測距タイミングパルスの発生が一定時間を周期と
   している時間設定方式である事を特徴とする特許請求の
   範囲第（５）項記載の廃棄物供給クレーンの自動運転制
   御のための廃棄物ピツト内堆積分布状態計測方法。
7. （７）測距タイミングパルスは、水平方向、垂直方向の
   予め定められた視角に焦点検出装置が達した時に発生す
   るようにした位置設定方式であることを特徴とする特許
   請求の範囲第（５）項記載の廃棄物供給クレーンの自動
   運転制御のための廃棄物ピツト内堆積分布状態計測方法
   。
8. （８）廃棄物堆積分布から、堆積高さの高いものから順
   に演算値を整理し、クレーンの動作要求信号が発せられ
   た時、最も高い堆積場所の廃棄物をクレーンでつかみ取
   るようにした事を特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   記載の廃棄物供給クレーンの自動運転制御のための廃棄
   物ピツト内堆積分布状態計測方法。
9. （９）ピツト平面上で、クレーン動作の禁止領域が存在
   する場合、禁止領域の堆積高さ演算値を出力させないイ
   ンターロツクを制御出力回路中に設けた事を特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の廃棄物供給クレーンの
   自動運転制御のための廃棄物ピツト内堆積分布状態計測
   方法。
10. （１０）自動焦点検出装置の旋回視野がピツトの全平面
    より小さい場合に、旋回駆動装置に搭載された自動焦点
    検出装置を複数個設置して、それぞれについて、焦点検
    出信号を距離演算、堆積高さ演算、堆積分布演算をした
    後、これら複数個の堆積分布演算情報をピツト全平面の
    堆積分布として合成演算・記憶して、分布表示装置に堆
    積分布状態を表示するとともに、廃棄物供給クレーンの
    自動運転制御のために必要な制御用出力演算を行なうよ
    うにした事を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
    の廃棄物供給クレーンの自動運転制御のための廃棄物ピ
    ツト内堆積分布状態計測方法。