JPH0797179A - クレーン用位置検出装置 - Google Patents
クレーン用位置検出装置Info
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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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Abstract
(57)【要約】
【目的】 クレーンの運転者の作業負担を軽くして自動
運転を可能にする。 【構成】 トロリ１１は横行軌道に沿い移動し、スプレ
ッダ１２はトロリ１１から吊り下げられて昇降し把持目
標であるコンテナ１０を把持する。第１のカメラ１及び
第２のカメラ２はトロリ１１に備えられて鉛直方向下向
きを撮影する。カメラ１，２で撮影したスプレッダ１２
やコンテナ１０の映像信号を基に、スプレッダ１２やコ
ンテナ１０の特徴点を求め、更にトロリ１１の位置を検
出する。そして前記特徴点やトロリ位置を基に、スプレ
ッダ１２及びコンテナ１０の横行軌道位置や巻高さ位置
を求める。
運転を可能にする。 【構成】 トロリ１１は横行軌道に沿い移動し、スプレ
ッダ１２はトロリ１１から吊り下げられて昇降し把持目
標であるコンテナ１０を把持する。第１のカメラ１及び
第２のカメラ２はトロリ１１に備えられて鉛直方向下向
きを撮影する。カメラ１，２で撮影したスプレッダ１２
やコンテナ１０の映像信号を基に、スプレッダ１２やコ
ンテナ１０の特徴点を求め、更にトロリ１１の位置を検
出する。そして前記特徴点やトロリ位置を基に、スプレ
ッダ１２及びコンテナ１０の横行軌道位置や巻高さ位置
を求める。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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 と
して検出できたとする。
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 と
して検出できたとする。
【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。
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。
【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 と
巻高さｈを計算で求めることができる。
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を計算で求めることができる。
【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）
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）
【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。
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。
【００３０】
【数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。
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。
【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。
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。
【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）
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）
【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。
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。
【００３５】
【数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。
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。
【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 を
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）
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）
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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 と
巻き高さｈを計算で求めることができる。
に対する把持目標であるコンテナ１０の横行位置ｘ0 と
巻き高さｈを計算で求めることができる。
【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）
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）
【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。
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。
【００４７】
【数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。
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。
【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）
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）
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
を示すブロック構成図。
【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。
示す原理図。
【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。
示す原理図。
【図４】コンテナクレーンを示す全体構成図。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (2)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23765293A JPH0797179A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | クレーン用位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23765293A JPH0797179A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | クレーン用位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0797179A true JPH0797179A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17018503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23765293A Withdrawn JPH0797179A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | クレーン用位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797179A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368363B1 (ko) * | 1995-11-16 | 2003-03-26 | 삼성중공업 주식회사 | 스프레더의리스트측정장치 |
| JP2004161475A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吊荷の積み付け制御方法及び制御装置並びに荷役機械 |
| KR100528489B1 (ko) * | 2002-09-10 | 2005-11-15 | 부산대학교 산학협력단 | 카메라와 레이저 거리미터기를 이용한 스프레더 자세 인식 방법 |
| JP2021054609A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー | 制御システムおよび位置ずれ検出方法 |
| CN113184708A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-30 | 武汉港迪智能技术有限公司 | 一种起重机小车定位校验方法 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23765293A patent/JPH0797179A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100368363B1 (ko) * | 1995-11-16 | 2003-03-26 | 삼성중공업 주식회사 | 스프레더의리스트측정장치 |
| KR100528489B1 (ko) * | 2002-09-10 | 2005-11-15 | 부산대학교 산학협력단 | 카메라와 레이저 거리미터기를 이용한 스프레더 자세 인식 방법 |
| JP2004161475A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 吊荷の積み付け制御方法及び制御装置並びに荷役機械 |
| JP2021054609A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー | 制御システムおよび位置ずれ検出方法 |
| CN113184708A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-30 | 武汉港迪智能技术有限公司 | 一种起重机小车定位校验方法 |
| CN113184708B (zh) * | 2021-04-14 | 2023-11-07 | 武汉港迪智能技术有限公司 | 一种起重机小车定位校验方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |