(57)【要約】【課題】接続対象の航空機の乗降口に対するヘッド部の位置を簡易に算出することを目的とする。【解決手段】ボーディングブリッジの制御システムは、航空機に設けられた第１の特徴部及び第２の特徴部を同一画像内に収めた第１撮像画像を取得するための第１撮像部４２ａと、第１撮像部４２ａとは異なる位置に設けられ、第１の特徴部及び第２の特徴部を同一画像内に収めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部４２ｂと、第１撮像画像及び第２撮像画像を取得する通信部２５と、第１撮像画像及び第２撮像画像を用いて、所定の直交座標系における乗降口の位置に関連付けられた目標点の位置を算出する目標位置算出部４０と、所定の直交座標系におけるヘッドの位置を算出するヘッド位置算出部５０と、目標点の位置とヘッド部の位置とに基づいて、乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度の少なくともいずれか一方を算出する相対位置算出部６０とを備える。【選択図】図７
2020175728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続対象の航空機の乗降口と接続可能なヘッド部を備えるボーディングブリッジの制御システムであって、
前記航空機に設けられた第１の特徴部及び第２の特徴部を同一画像内に収めた第１撮像画像を取得するための第１撮像部と、
前記第１撮像部とは異なる位置に設けられ、前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部を同一画像内に収めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部と、
前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像を取得する通信部と、
前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像を用いて、所定の直交座標系における前記乗降口の位置に関連付けられた目標点の位置を算出する目標位置算出部と、
前記所定の直交座標系における前記ヘッド部の位置を算出するヘッド位置算出部と、
前記目標位置算出部によって算出された前記目標点の位置と、前記ヘッド位置算出部によって算出された前記ヘッド部の位置とに基づいて、前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置及び相対角度の少なくとも一方を算出する相対位置算出部と
を具備するボーディングブリッジの制御システム。
【請求項２】
前記目標位置算出部は、
前記第１撮像部及び前記第２撮像部との位置関係に基づいて設定された変換パラメータを用いて、前記第２撮像部によって撮像された前記第２撮像画像の視点変換を行い、第３撮像画像を生成する画像変換部と、
前記第３撮像画像と前記第１撮像画像とにそれぞれ含まれる前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部から所定の前記直交座標系における前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部の座標を算出し、算出した前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部の座標から前記目標点の座標を算出する座標算出部と
を具備する請求項１に記載のボーディングブリッジの制御システム。
【請求項３】
前記変換パラメータは、前記第１撮像部と前記第２撮像部との位置関係が既知とされた仮想の撮像部である仮想撮像部を想定し、前記仮想撮像部と前記第２撮像部との位置関係に基づいて設定されている請求項２に記載のボーディングブリッジの制御システム。
【請求項４】
前記目標位置算出部は、
前記第１撮像画像に含まれる前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部と、前記第３撮像画像に含まれる前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部との特徴差分が所定の許容範囲内となるまで前記仮想撮像部の位置を調整し、調整後の前記仮想撮像部の位置を用いて前記変換パラメータを変更するパラメータ調整部を備え、
前記画像変換部は、最新の前記変換パラメータを用いて前記第２撮像画像の視点変換を行う請求項３に記載のボーディングブリッジの制御システム。
【請求項５】
前記ヘッド部の駆動を制御する駆動制御部を更に備え、
前記駆動制御部は、前記相対位置算出部によって算出された前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置に基づいて、前記ヘッド部の駆動を制御する請求項１から４のいずれかに記載のボーディングブリッジの制御システム。
【請求項６】
前記第１撮像部及び前記第２撮像部は、エプロンに駐機された前記航空機との位置関係が既知である物体に設けられている請求項１から５のいずれかに記載のボーディングブリッジの制御システム。
【請求項７】
前記第１撮像部及び前記第２撮像部は、ターミナル建物に設けられている請求項１から５のいずれかに記載のボーディングブリッジの制御システム。
【請求項８】
前記相対位置算出部によって算出された前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置に基づいて、前記ヘッド部の操縦をガイダンスするためのガイダンス部を備える請求項１から７のいずれかに記載のボーディングブリッジの制御システム。
【請求項９】
前記ヘッド部を駆動する駆動部の状態を検出する検出部と、
前記航空機の乗降口を含む画像を表示部に表示させる表示制御部と、
前記検出部によって検出された前記駆動部の状態と、前記相対位置算出部によって算出された前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置に基づいて、前記検出部によって検出された前記駆動部の状態を維持したまま、前記ヘッド部が前記航空機に到達したと仮定したときの前記ヘッド部の設置位置を推測する推測部と、
を備え、
前記表示制御部は、前記推測部によって推測された前記ヘッド部の前記設置位置を前記画像に重ね合わせて前記表示部に表示させる請求項１から８のいずれかに記載のボーディングブリッジの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボーディングブリッジの制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機とターミナル建物を結ぶ可動式のボーディングブリッジ（搭乗橋）では、航空機の乗降口と、ボーディングブリッジのヘッドの開口部を接続するため、オペレータが手動で各装置を操作することが一般的である。
【０００３】
ボーディングブリッジの操作には、走行装置によってヘッド及びトンネルを航空機側へ移動させるだけでなく、ヘッドの旋回方向、高さ位置、水平方向の位置及びヘッドの床の傾斜角度など複数項目の調整を短時間で行う必要がある。したがって、オペレータの操作には熟練度を要する。そこで、ボーディングブリッジの動作を自動化することが試みられている。例えば、予め記憶された位置データを目標にして、その位置まで自動で移動させるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−４３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
他方、上述したとおり、ボーディングブリッジの操作には、複数項目があり、移動動作以外にも自動化されることが望まれている。しかし、実際には、航空機の停止位置が基準に対してずれている。また、積載荷重が異なるため航空機の高さ位置に幅がある。そのため、予め記憶されたデータを目標にして、ヘッドの旋回方向、高さ位置及びヘッドの床の傾斜角度についても自動的に調整することは困難である。
【０００６】
上記特許文献１には、オペレータがボーディングブリッジのヘッド部に設けられたカメラの位置を航空機扉に合わせることによって、ボーディングブリッジを航空機扉へ自動接機させる技術が開示されている。しかし、カメラの向きをパン方向、チルト方向及びロール方向に変更して航空機の扉を捉える必要があり、照準点を合わせる操作も容易ではない。また、カメラにはカメラの方向を検出するセンサを設け、かつ、カメラを自在に駆動させる駆動装置を設ける必要がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、接続対象の航空機の乗降口に対するヘッド部の位置を簡易に算出することのできるボーディングブリッジの制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、接続対象の航空機の乗降口と接続可能なヘッド部を備えるボーディングブリッジの制御システムであって、前記航空機に設けられた第１の特徴部及び第２の特徴部を同一画像内に収めた第１撮像画像を取得するための第１撮像部と、前記第１撮像部とは異なる位置に設けられ、前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部を同一画像内に収めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部と、前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像を取得する通信部と、前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像を用いて、所定の直交座標系における前記乗降口の位置に関連付けられた目標点の位置を算出する目標位置算出部と、前記所定の直交座標系における前記ヘッド部の位置を算出するヘッド位置算出部と、前記目標位置算出部によって算出された前記目標点の位置と、前記ヘッド位置算出部によって算出された前記ヘッド部の位置とに基づいて、前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置及び相対角度の少なくとも一方を算出する相対位置算出部とを具備するボーディングブリッジの制御システムである。
【０００９】
この構成によれば、第１撮像部によって取得された第１撮像画像及び第２撮像部によって撮像された第２撮像画像にそれぞれ含まれる第１の特徴部及び第２の特徴部の位置に基づいて、目標位置算出部によって、乗降口の位置に関連付けられた目標点の位置が算出される。また、その一方で、ヘッド位置算出部により、ヘッド部の位置が算出される。そして、目標位置とヘッド部の位置とに基づいて、乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度の少なくとも一方が相対位置算出部によって算出される。
このように、乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度の少なくとも一方を算出することにより、自動的にヘッド部を乗降口に到達させたり、オペレータによるヘッドの操縦を支援することが可能となる。
【００１０】
上記ボーディングブリッジの制御システムにおいて、前記目標位置算出部は、前記第１撮像部及び前記第２撮像部との位置関係に基づいて設定された変換パラメータを用いて、前記第２撮像部によって撮像された前記第２撮像画像の視点変換を行い、第３撮像画像を生成する画像変換部と、前記第３撮像画像と前記第１撮像画像とにそれぞれ含まれる２つの前記特徴部から所定の前記直交座標系における前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部の座標を算出し、算出した前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部の座標から前記目標点の座標を算出する座標算出部とを備えていてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、第１撮像部及び第２撮像部の設置位置の相対関係に基づいて設定された変換パラメータを用いて第２撮像画像の視点変換が行われて、第３撮像画像が生成される。そして、この第３撮像画像と第１撮像画像とにそれぞれ含まれている第１の特徴部及び第２の特徴部の位置から所定の直交座標系における第１の特徴部及び第２の特徴部の座標がそれぞれ算出され、算出された前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部の座標から乗降口に仮想的に設けられた目標点の座標が算出されることとなる。
【００１２】
上記ボーディングブリッジの制御システムにおいて、前記変換パラメータは、前記第１撮像部と前記第２撮像部との位置関係が既知とされた仮想の撮像部である仮想撮像部を想定し、前記仮想撮像部と前記第２撮像部との位置関係に基づいて設定されていてもよい。
より具体的には、前記第１撮像部と垂直方向に並んで設けられた仮想撮像部を想定することとしてもよい。
【００１３】
上記ボーディングブリッジの制御システムにおいて、前記目標位置算出部は、前記第１撮像画像に含まれる前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部と、前記第３撮像画像に含まれる前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部との特徴差分が所定の許容範囲内となるまで前記仮想撮像部の位置を調整し、調整後の前記仮想撮像部の位置を用いて前記変換パラメータを変更するパラメータ調整部を備え、前記画像変換部は、最新の前記変換パラメータを用いて前記第２撮像画像の視点変換を行うこととしてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、第１撮像画像に含まれる第１の特徴部及び第２の特徴部と第３撮像画像に含まれる第１の特徴部及び第２の特徴部との特徴差分が所定の許容範囲内となるまで変換パラメータが調整されるので、目標点の位置の算出精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
上記ボーディングブリッジの制御システムにおいて、前記ヘッド部の駆動を制御する駆動制御部を更に備え、前記駆動制御部は、前記相対位置算出部によって算出された前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置に基づいて、前記ヘッド部の駆動を制御することとしてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、算出された乗降口に対するヘッド部の上下又は左右の相対位置又は相対角度に基づいて、ヘッド部の駆動が制御される。これにより、例えば、ヘッド部の旋回方向、高さ位置、水平方向の位置又はヘッド部の床の傾斜角度を、停止している航空機の乗降口に合わせることが可能となる。
【００１７】
上記ボーディングブリッジの制御システムにおいて、前記第１撮像部及び前記第２撮像部は、エプロンに駐機された前記航空機との位置関係が既知である物体に設けられていてもよい。
【００１８】
上記ボーディングブリッジの制御システムにおいて、前記第１撮像部及び前記第２撮像部は、ターミナル建物に設けられていてもよい。
【００１９】
上記ボーディングブリッジの制御システムは、前記相対位置算出部によって算出された前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置に基づいて、前記ヘッド部の操縦をガイダンスするためのガイダンス部を更に備えていてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、オペレータによるヘッド部の操縦を支援することが可能となり、オペレータの負担を軽減することが可能となる。
【００２１】
上記ボーディングブリッジの制御システムは、前記ヘッド部を駆動する駆動部の状態を検出する検出部と、前記航空機の乗降口を含む画像を表示部に表示させる表示制御部と、前記検出部によって検出された前記駆動部の状態と、前記相対位置算出部によって算出された前記乗降口に対する前記ヘッド部の相対位置に基づいて、前記検出部によって検出された前記駆動部の状態を維持したまま、前記ヘッド部が前記航空機に到達したと仮定したときの前記ヘッド部の設置位置を推測する推測部とを更に備え、前記表示制御部は、前記推測部によって推測された前記ヘッド部の前記設置位置を前記画像に重ね合わせて前記表示部に表示させることとしてもよい。
【００２２】
この構成によれば、航空機の乗降口を含む画像が表示部に表示される。また、検出部によって検出された駆動部の状態と、相対位置算出部によって算出された乗降口に対するヘッド部の上下又は左右の位置に基づいて、検出部によって検出された駆動部の状態を維持したまま、ヘッド部が航空機に到達したと仮定したときのヘッド部の設置位置が推測される。そして、推測部によって推測されたヘッド部の設置位置が航空機の乗降口を含む画像に重畳されて表示部に表示される。
例えば、前記表示制御部は、前記第１撮像画像又は前記第２撮像画像又は前記第１撮像画像と前記第２撮像画像を視点変換した第３撮像画像とを合成した合成画像を前記画像として前記表示部に表示させてもよい。また、表示部に表示させる前記画像は、他の撮像手段によって撮像されたカメラ画像であってもよいし、シミュレーション画像であってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、接続対象の航空機の乗降口に対するヘッド部の位置を簡易に算出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジを示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジを示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る航空機の乗降口付近に設定された特徴点及び目標点について説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る第１撮像画像の一例を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る第２撮像画像の一例を示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示した図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る制御装置が備える機能を模式的に示した機能ブロック図である。
【図８】図７に示した目標位置算出部の構成を示した図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る第１カメラ、第２カメラ、仮想カメラの位置関係を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る変換パラメータについて説明するための図である。
【図１１】図５に示した第２撮像画像から生成された第３撮像画像の一例を示した図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るパラメータ調整部によって実行される処理について説明するための図である。
【図１３】ＸＺ平面における特徴点の傾斜角度について説明するための図である。
【図１４】図７に示した相対位置算出部及び駆動制御部の構成を示した図である。
【図１５】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジのヘッドの床と航空機の乗降口を示す概略図である。
【図１６】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジのヘッドの床と航空機の乗降口を示す概略図である。
【図１７】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジのヘッドの床と航空機の乗降口を示す概略図である。
【図１８】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジのヘッドの床と航空機の乗降口を示す概略図である。
【図１９】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジの制御手順の一例を示したフローチャートである。
【図２０】本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジの制御手順の一例を示したフローチャートである。
【図２１】本発明の第２実施形態に係るボーディングブリッジが備える構成を示したブロック図である。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る合成画像の一例を示した図である。
【図２３】本発明の第２実施形態に係るボーディングブリッジの制御手順の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジの制御システムについて、図面を参照して説明する。本実施形態に係るボーディングブリッジの制御システムは、例えば、後述する第１カメラ４２ａ、第２カメラ４２ｂ、及び制御装置１０を主な構成として備えるものである。
【００２６】
本発明の第１実施形態に係るボーディングブリッジ１は、空港のターミナルビルと航空機との間に乗客の通行路を形成して、ターミナルビルと航空機とを連絡し、乗客の直接の乗り降りを可能にする。
ボーディングブリッジ１は、航空機到着前の接続準備のための待機位置と、航空機と接続されるときの接続位置との間で移動する。
【００２７】
ボーディングブリッジ１は、図１及び図２に示すように、ターミナルビルへ通じる固定橋に固定して設けられるロタンダ２と、ロタンダ２に対して水平方向及び垂直方向に回動可能に接続されている基端トンネル３と、基端トンネル３の先端側（航空機側）で、入れ子式に基端トンネル３の外側に嵌合され、移動可能な先端トンネル４と、先端トンネル４の先端部に固定されたヘッド５などを備える。なお、ボーディングブリッジ１のロタンダ２、基端トンネル３、先端トンネル４及びヘッド５の内部には、乗客が通行する通路がロタンダ２からヘッド５に向けて設置される。
【００２８】
ロタンダ２の下部には、固定脚６が地面に固定して設置される。先端トンネル４の長手方向先端側には、可動脚７が設けられる。ボーディングブリッジ１は、固定脚６と可動脚７とによって支持される。基端トンネル３、先端トンネル４及びヘッド５は、可動脚７によって移動可能な通路部２０５を構成する。なお、ロタンダ２は、ターミナルビルによって支持されて、下部に固定脚６が設置されない場合もある。
【００２９】
先端トンネル４の中空部の横断面積は、基端トンネル３の横断面積よりも大きい。先端トンネル４は、基端トンネル３の外周面に沿って移動する。先端トンネル４が航空機の駐機側へ移動することで通路部２０５の全長が伸長し、先端トンネル４がロタンダ２側へ移動することで通路部２０５の全長が収縮する。なお、本実施形態に係るトンネル部は、基端トンネル３と先端トンネル４の二つのトンネルの組み合わせに限定されず、三つ以上のトンネルが連結されて、２段以上の伸縮機構を有するものでもよい。
【００３０】
基端トンネル３は、ロタンダ２に対して、ロタンダ２に設けられた鉛直方向に平行な回動軸周りに回動可能である。したがって、基端トンネル３は、回動軸を中心にして水平面内を例えば左右方向に回動可能である。
【００３１】
先端トンネル４は、可動脚７に設けられた走行駆動部９が駆動して可動脚７が移動することによって、基端トンネル３または先端トンネル４の長手方向及び左右方向に移動可能とされている。
【００３２】
走行駆動部９は、モータで駆動する車輪１１と、車輪１１が設置された台車１２とを有している。例えば、図２に示すように、２輪で１対の車輪１１が台車１２に設置されている。２輪の車輪１１は互いに連結され、鉛直方向に平行な回転軸１３を中心にして旋回可能である。
【００３３】
走行駆動部９の走行速度は、車輪１１の回転速度を変更することによって調整可能である。車輪１１における先端トンネル４の長さ方向に対する旋回角度（ステアリング角度）は、２輪の車輪１１のそれぞれの回転速度の差、及び、２輪の車輪１１のそれぞれの回転方向（正転又は逆転）を変更することによって調整可能である。
【００３４】
基端トンネル３は、ロタンダ２に設けられた水平方向に平行な回動軸周りに回動可能である。可動脚７には、昇降駆動部１４（図１４参照）が設けられる。昇降駆動部１４は、例えばモータとボールねじであり、先端トンネル４及びヘッド５の高さを変更する。昇降駆動部１４によって、可動脚７の高さが調整され、基端トンネル３，先端トンネル４及びヘッド５が、回動軸を中心にして上下方向に回動することによって、航空機の高さに応じて傾斜される。
【００３５】
このようにボーディングブリッジ１が伸縮したり、ロタンダ２に設けられた回動軸を中心にして左右方向及び上下方向に回動したりするため、航空機の駐機状態に応じて、ボーディングブリッジ１を航空機に対して適切に接続することができる。
【００３６】
ヘッド５は、先端側に開口が形成され、先端側が航空機の乗降口に接続される。ヘッド５の内部には、ボーディングブリッジ１の走行駆動部９の駆動を開始させたり、走行駆動部９の車輪１１の走行方向（ステアリング角度）を操作したりするための操作盤８０が設けられている。
【００３７】
ヘッド５は、先端トンネル４に対して、ヘッド５に設けられた鉛直方向に平行な回動軸周りに回動可能である。したがって、ヘッド５は、回動軸を中心にして水平面内を例えば左右方向に回動可能である。ヘッド５には、旋回駆動部１５（図１４参照）が設けられる。旋回駆動部１５は、先端トンネル４に対するヘッド５の旋回角度を変更する。
【００３８】
また、ヘッド５には、調整床（アジャスタブルフロア）８と、調整床駆動部１６（図１４参照）が設置される。調整床駆動部１６は、例えば、油圧シリンダである。調整床駆動部１６は、調整床８を駆動して、調整床８の水平度を調整可能である。調整床８は、例えば、ヘッド５の開口部の縁部に対して斜め方向のヒンジ部を有する板材であり、ヘッド５の固定床に対する調整床８の角度を変更することによって、航空機のヘッド５の床の水平度を調整できる。なお、調整床８の構成は上述した例に限定されない。
【００３９】
また、ヘッド５には、ＮＳＳ受信機１８が設置される。ＮＳＳ受信機１８は、航法衛星システム（ＮＳＳ：Navigation  Satellite  System）で用いられる航法衛星から送信される電波を受信する。これにより、ＮＳＳ受信機１８によって、ＮＳＳ受信機１８が設置された位置に関する位置情報が取得される。本実施形態で使用される航法衛星システム（ＮＳＳ）は、全地球航法衛星システム（例えばＧＰＳ等）でもよいし、地域航法衛星システム（例えばＱＺＳＳ等）でもよい。なお、ＮＳＳ受信機１８は、先端トンネル４又は可動脚７に設けられてもよい。ＮＳＳ受信機１８は、航法衛星から電波を受信やすい先端トンネル４、ヘッド５又は可動脚７の上面に設置されることが望ましい。
【００４０】
ロタンダ２と接続されるターミナルビルには、第１カメラ（第１撮像部）４２ａ及び第２カメラ（第２撮像部）４２ｂが設置される。第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂの各々は、接続対象の航空機２００に設けられた第１の特徴部と第２の特徴部とを撮像する。本実施形態では、第１の特徴部及び第２の特徴部の一例として、図３に示すような２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２を例示して説明する。
【００４１】
なお、第１の特徴部及び第２の特徴部は、図３に示した特徴点Ｐ１（例えば、第１の特徴部）、特徴点Ｐ２（例えば、第２の特徴部）に限定されない。例えば、第１の特徴部及び第２の特徴部のそれぞれは、航空機２００に必ずしても設けられている必要はなく、目標点Ｐｔとの位置が既知の関係であり、かつ、ヘッド５を乗降口２０１に接続させる際に、第１カメラ４２ａ、第２カメラ４２ｂによって撮像可能な位置に設けられていればよい。第１の特徴部及び第２の特徴部は、例えば、航空機２００の機首、車輪、または翼等にマークとして設けられていてもよいし、機首や車輪を特徴部自体として取り扱うこととしてもよい。また、第１の特徴部を機首に、第２の特徴部を車輪に設けることとしてもよい。また、航空機の構成部材または該構成部材に描かれた模様（例えば、１本線）の一端部を第１の特徴部とし、他端部を第２の特徴部としてもよい。
【００４２】
一例として、第１の特徴部及び第２の特徴部は、窓枠上、ドア枠上に設けられていてもよいし、航空機に設けられた模様の線による交点や、ドア枠下に設けられたプレートの左右端部に設けられていてもよい。また、模様もどのようなものでもよく、例えば、四角形、三角形の他、複雑な形状等のものでもよい。
また、本実施形態では、２つの特徴部を設けているが、特徴部の数についてはこの例に限定されず、２つ以上の特徴部が設けられていてもよい。
【００４３】
第１カメラ４２ａは、ターミナルビルにおいて、例えば、図３に示したように、接続対象の航空機２００に設けられた２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２を少なくとも同一画像内に撮像可能な位置に取り付けられている。図４は、第１カメラ４２ａによって取得される第１撮像画像Ｇ１の一例を示した図である。
【００４４】
第２カメラ４２ｂは、ターミナルビルにおいて第１カメラ４１ａと異なる位置に設けられるとともに、図３に示した航空機２００に設けられた２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２を少なくとも同一画像内に撮像可能な位置に取り付けられている。図５は、第２カメラ４２ｂによって取得される第２撮像画像Ｇ２の一例を示した図である。図５に一例として示した第２撮像画像Ｇ２には、乗降口２０１の下縁部２０１ａが含まれているが、この下縁部２０１ａについては、必ずしも同一画像内に含まれる必要はない。なお、図５に示されている目標点Ｐｔは、乗降口２０１の下縁部２０１ａに仮想的に設定された基準となる点であり、この目標点Ｐｔが航空機２００にマーカ等によって記されているわけではない。
【００４５】
なお、本実施形態において、第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂは、ターミナルビルに設けられている場合を想定しているが、必ずしもこの例に限定されず、他の場所に設けられていてもよい。この場合、第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂは、エプロンに駐機している航空機２００との位置関係が固定されている物体に取り付けられることが好ましい。
【００４６】
なお、本実施形態においては、特徴点Ｐ１、Ｐ２は、図３に示すように、乗降口２０１の下方に所定の距離をあけて設けられ、更に、特徴点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線分２０２が乗降口２０１の下縁部２０１ａと平行になるように、特徴点Ｐ１、Ｐ２が設けられている場合を例示して説明する。このように特徴点Ｐ１、Ｐ２を設定することで、特徴点Ｐ１、Ｐ２の座標位置から下縁部２０１ａの水平方向における傾きについても後述する目標位置算出部４０（図７参照）によって容易に算出することが可能となる。
【００４７】
第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂによって取得された第１撮像画像Ｇ１及び第２撮像画像Ｇ２は、後述する制御装置１０の総合判断部２０に送信される。
【００４８】
第１カメラ４２ａ、第２カメラ４２ｂのそれぞれは、２次元データの静止画又は動画を取得する撮像装置でもよいし、複数のカメラによる撮像データから３次元データを取得することが可能なステレオカメラでもよい。
【００４９】
図６は、ボーディングブリッジ１を制御する制御装置１０のハードウェア構成の一例を示した図である。制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１、補助記憶装置１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の主記憶装置１０３、外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置１０４、キーボードやマウスなどの入力部１０５、及びディスプレイ等の出力部１０６等を備えている。補助記憶装置１０２は、コンピュータ読取可能な記録媒体であり、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００５０】
後述する各部の機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で補助記憶装置１０２に記憶されており、このプログラムをＣＰＵ１０１が主記憶装置１０３に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
なお、プログラムは、上述した補助記憶装置１０２に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００５１】
図７は、制御装置１０が備える機能を模式的に示した機能ブロック図である。図７に示すように、制御装置１０は、総合判断部２０と、駆動制御部３０とを備えている。
総合判断部２０は、例えば、通信部２５、目標位置算出部４０、ヘッド位置算出部５０、及び相対位置算出部６０を備えている。
ここで、制御装置１０は、ボーディングブリッジ１に設けられていてもよいし、ターミナルビル等のように、ボーディングブリッジ１以外の場所に設けられていてもよいし、クラウド上に設けられていてもよい。このように、制御装置１０の設置場所については特に限定されない。
【００５２】
通信部２５は、例えば、ターミナルビルに設けられた第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂと相互通信が可能な構成とされ、第１カメラ４２ａによって取得された第１撮像画像Ｇ１及び第２カメラ４２ｂによって取得された第２撮像画像Ｇ２を受信し、目標位置算出部４０に出力する。
目標位置算出部４０は、第１カメラ４２ａによって撮像された第１撮像画像Ｇ１及び第２カメラ４２ｂによって撮像された第２撮像画像Ｇ２を画像処理し、航空機の乗降口２０１に仮想的に設けられた目標点Ｐｔの座標位置を算出する。
【００５３】
目標位置算出部４０は、例えば、図８に示すように、画像変換部４１、パラメータ調整部４２、及び座標算出部４３を備えている。
以下、各部によって実行される処理について説明する。なお、以下の説明において、図９に示すように、第１カメラ４２ａの基準点を原点とし、原点を通り垂直方向に延びる座標軸をＹ軸、原点を通り水平方向に延びる座標軸をＸ軸、原点を通りＸＹ平面に垂直な座標軸をＺ軸と規定する。
【００５４】
画像変換部４１は、第２カメラ４２ｂによって取得された第２撮像画像Ｇ２を視点変換処理し、第３撮像画像Ｇ３を生成する。
第３撮像画像Ｇ３は、例えば、図９に示すように、第１カメラ４２ａと同じＺ軸座標上に配置され、第１カメラ４２ａと同じ画角で撮像する仮想カメラ４２ｃを想定し、第２カメラ４２ｂによって撮像された第２撮像画像Ｇ２をあたかも仮想カメラ４２ｃから撮像した画像のように変換することにより生成される画像である。ここで、仮想カメラ４２ｃの配置については、第１カメラ４２ａと第２カメラ４２ｂとの位置関係が既知であればよく、必ずしも第１カメラ４２ａと同じＺ軸座標上に配置されていなくてもよい。
【００５５】
ここで、図９に示すように、第２カメラ４２ｂと仮想カメラ４２ｃとのＸ軸方向における距離を「Ｈ」、第２カメラ４２ｂと仮想カメラ４２ｃとのＹ軸方向における距離を「Ｖ」、第１カメラ４２ａと仮想カメラ４２ｃとのＹ軸方向における距離を「Ｌ」と定義する。また、図示されていないが、第１カメラ４２ａと第２カメラ４２ｂとのＺ軸方向における距離を「Ｄ」と定義する。
【００５６】
このような位置関係において、画像変換部４１は、第２撮像画像Ｇ２の各ピクセルを仮想カメラ４２ｃを基準とした第２カメラ４２ｂの角度で回転させ、更に、回転後の第２撮像画像の各ピクセルを第２カメラ４２ｂから仮想カメラ４２ｃの位置まで平行移動させることにより、第３撮像画像Ｇ３を生成する。
具体的には、画像変換部４１は、視点変換処理を行うための変換パラメータ（角度α、β、γ及び距離Ｈ、Ｖ）を予め保有しており、これらの変換パラメータα、β、γ、Ｈ、Ｖを用いて第２撮像画像Ｇ２を視点変換処理することにより、第３撮像画像Ｇ３を得る。
【００５７】
図１０は、ＸＹＺ座標軸上における第２撮像画像Ｇ２の回転角の一例を示した図である。変換パラメータの角度αは、Ｘ軸方向に対する第２カメラ４２ｂの設置角度、角度βはＹ軸方向に対する第２カメラ４２ｂの設置角度、角度γはＺ軸方向に対する第２カメラ４２ｂの設置角度である。角度α、β、γは、第２カメラ４２ｂと仮想カメラ４２ｃとの配置関係から予め取得することができる既知の値である。第２撮像画像Ｇ２の各ピクセルを平行移動させるための変換パラメータである距離Ｈ、Ｖも第２カメラ４２ｂと仮想カメラ４２ｃの位置に基づいて予め設定される。
【００５８】
画像変換部４１は、変換パラメータα、β、γを用いて第２撮像画像Ｇ２の各ピクセルを各座標軸を基準として回転させ、更に、角度回転後の第２撮像画像Ｇ２の各ピクセルを変換パラメータＨを用いてＸ軸方向に平行移動させるとともに、変換パラメータＶを用いてＹ軸方向に平行移動させる。
これにより、例えば、図５に示した第２撮像画像Ｇ２は、図１１に示すような第３撮像画像Ｇ３に変換される。
【００５９】
次に、パラメータ調整部４２は、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３に基づいて、画像変換部４１が用いる変換パラメータを適切な値に調整する。
具体的には、パラメータ調整部４２は、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３にそれぞれ含まれる２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２を特定し、第１撮像画像Ｇ１において特定した２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２と、第３撮像画像Ｇ３において特定した２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２の特徴が所定の許容範囲内であるか否かを判定する。
【００６０】
具体的には、パラメータ調整部４２は、第１撮像画像Ｇ１上で特定した特徴点Ｐ１の大きさと、第３撮像画像Ｇ３上で特定した特徴点Ｐ１の大きさとの差分Ｃａ（例えば、直径の差分）を算出する。同様に、パラメータ調整部４２は、第１撮像画像Ｇ１上で特定した特徴点Ｐ２の大きさと、第３撮像画像Ｇ３上で特定した特徴点Ｐ２の大きさとの差分Ｃｂ（例えば、直径の差分）を算出する。そして、これらの差分Ｃａ、Ｃｂがいずれも予め設定されている許容範囲内であるか否かを判定する。
更に、パラメータ調整部４２は、第１撮像画像Ｇ１における特徴点Ｐ１とＰ２との間の距離及び第３撮像画像Ｇ３における特徴点Ｐ１とＰ２との間の距離をそれぞれ算出し、これらの距離の差分Ｃｃが所定の許容範囲内にあるか否かを判定する。
【００６１】
この結果、差分Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃのいずれかが許容範囲外であった場合には、パラメータ調整部４２は、その差分Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃが許容範囲内となるように、仮想カメラ４２ｃのＺ軸上における仮想位置を調整し、調整後の仮想カメラ４２ｃの位置に基づいて画像変換部４１が用いる変換パラメータ（α、β、γ）を調整する。
【００６２】
具体的には、図１２に示すように、Ｚ軸方向における仮想カメラ４２ｃの位置をＺ軸方向に前後させ、上記差分Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃがいずれも許容範囲内となるまで、第２カメラ４２ｂと仮想カメラ４２ｃとの間の距離Ｄを調整する。そして、差分Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃがいずれも許容範囲内となるような距離Ｄ±ｄに第２カメラ４２ｂと仮想カメラ４２ｃとの間の距離が調整されると、調整後の仮想カメラ４２ｃの位置及び第２カメラ４２ｂの位置に基づいて、変換パラメータα´、β´、γ´を再度算出し、算出した変換パラメータα´、β´、γ´を新たな変換パラメータとして登録する。このように、パラメータ調整部４２によって変換パラメータの調整が行われた場合には、画像変換部４１は、最新の変換パラメータα´、β´、γ´を用いて、第２撮像画像Ｇ２の視点変換処理を行い、第３撮像画像Ｇ３を生成する。
【００６３】
座標算出部４３は、第１カメラ４２ａと仮想カメラ４２ｃとの位置関係と、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３とを用いて、第１カメラ４２ａから特徴点Ｐ１、Ｐ２を含むＸＹ平面までの距離を算出する。そして、算出した距離と、特徴点Ｐ１、Ｐ２と目標点Ｐｔとの既知の位置関係とを用いて、目標点Ｐｔの座標を算出する。
【００６４】
より具体的には、座標算出部４３は、Ｙ軸方向における第１カメラ４２ａと仮想カメラ４２ｃとの距離Ｌ（図９参照）と、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３のそれぞれに含まれる特徴点Ｐ１、Ｐ２の画像座標から算出される視差とを用いて、ステレオ視の原理により、第１カメラ４２ａから特徴点Ｐ１、Ｐ２までの距離を算出するとともに、特徴点Ｐ１、Ｐ２のＸ座標値及びＹ座標値を算出する。
【００６５】
続いて、算出した特徴点Ｐ１、Ｐ２のＸＹＺ座標値を用いて、これら特徴点Ｐ１、Ｐ２と既知の位置関係に配置されている目標点Ｐｔの座標及び乗降口２０１の下縁部２０１ａの傾斜角度を算出する。なお、下縁部２０１ａの傾斜角度については、水平方向（ＸＹ平面）における傾斜角度αｔ及び奥行き方向（ＸＺ平面）における傾斜角度γｔを算出する。
【００６６】
傾斜角度γｔは、例えば、以下のように定義される。
まず、図１３は、航空機２００を上方から見た場合（Ｙ軸方向から見た場合）の特徴点Ｐ１、Ｐ２の位置関係を示した図である。換言すると、図１３は、ＸＺ平面における特徴点Ｐ１、Ｐ２の位置を示した図である。例えば、航空機２００がエプロンに設置している理想的な姿勢状態を想定した場合の特徴点Ｐ１、Ｐ２のＸＺ平面における位置をそれぞれ目標特徴点Ｐ１ｔ、Ｐ２ｔと定義する。そして、座標算出部４３は、この目標特徴点Ｐ１ｔ、Ｐ２ｔを通る直線Ｌ１に対する実際の特徴点Ｐ１、Ｐ２を通る直線の角度を傾斜角度γｔとして算出する。
座標算出部４３は、算出した目標点ＰｔのＸＹＺ座標値、水平方向における傾斜角度αｔ、及び奥行き方向における傾斜角度γｔを相対位置算出部６０に出力する。
【００６７】
ヘッド位置算出部５０は、ヘッド５の位置を算出する。例えば、ヘッド位置算出部５０は、ＮＳＳ受信機１８による検出結果、すなわち、取得された位置情報に基づいて、ヘッド５の位置を算出する。上述したとおり、ＮＳＳ受信機１８が設置された位置と、ヘッド５において乗降口２０１と接続されるヘッド５の開口部の縁部５ａやヘッド５の調整床８の縁部８ａとの位置とは異なる。しかしながら、ヘッド５の開口部の縁部５ａとＮＳＳ受信機１８との位置関係及びヘッド５の調整床８の縁部８ａとＮＳＳ受信機１８との位置関係を予め登録しておくことにより、ＮＳＳ受信機１８の受信結果から容易にヘッド５の所望の位置の座標を特定することができる。
【００６８】
なお、ＮＳＳ受信機１８によって受信される位置情報の座標軸系と、目標位置算出部４０が用いる位置情報の座標軸系とは異なる。したがって、座標軸系を統一させるために、例えば、第１カメラ４２ａの近傍にＮＳＳ受信機１８を設置し、あるいは、第１カメラ４２ａの設置位置におけるＮＳＳ受信機１８の位置情報を予め取得して登録しておくことにより、両者の直交座標系における位置座標の変換を可能とすることができる。
すなわち、ヘッド位置算出部５０は、ＮＳＳ受信機１８によって取得された位置情報、ＮＳＳ受信機１８とヘッド５における各基準点（例えば、開口部の縁部５ａや調整床８の縁部８ａ）との位置関係、及び直交座標系の変換情報を用いて、図９に示した直交座標系におけるヘッド５の位置座標を算出する。
【００６９】
なお、上述したヘッド５の各基準点の位置座標取得方法については一例であり、他の公知の手法を採用することが可能である。例えば、ターミナルビル、具体的には、ターミナルビルに設けられた第１カメラ４２ａとロタンダ２との位置関係及びロタンダ２と基端トンネル３との位置関係については既知であり、不変である。また、基端トンネル３からヘッド５の移動量については、ヘッド５に設けられたジャイロや加速度を用いた慣性航法を用いて演算によって算出することが可能である。したがって、基端トンネル３に対するヘッド５の位置情報を算出することにより、第１カメラ４２ａに対するヘッド５の位置及び姿勢を算出することができる。
【００７０】
相対位置算出部６０は、目標位置算出部４０によって算出された目標点Ｐｔの位置及び乗降口の姿勢及びヘッド位置算出部５０によって算出されたボーディングブリッジ１のヘッド５の位置及び姿勢に基づいて、乗降口２０１に対するヘッド５の相対的な位置及び姿勢を算出し、更に、ヘッド５を乗降口２０１に適切に接続させるための制御補正量を算出する。なお、本実施形態においては、相対位置算出部６０が乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度の両方を算出する場合について説明するが、この例に限定されず、例えば、相対位置及び相対角度の少なくともいずれか一方を算出することとし、算出した相対位置及び相対角度の少なくともいずれか一方に基づいてボーディングブリッジ１の駆動制御を行うこととしてもよい。
【００７１】
図１４に示すように、相対位置算出部６０は、例えば、水平度算出部６１、高さ位置算出部６２、平行度算出部６３、及び平行位置算出部６４を備えている。
【００７２】
水平度算出部６１は、図１５に示すように、航空機の乗降口２０１の下縁部２０１ａに対する調整床８の縁部８ａの水平度のずれ量を算出し、このずれ量を所定の許容範囲内とするための制御補正量を算出する。
ここで、水平度とは、ヘッド５側から航空機２００を正面視したときの、航空機２００の乗降口２０１の下縁部２０１ａとヘッド５の調整床８の縁部８ａとのなす角度、すなわち、ＸＹ平面において下縁部２０１ａとヘッド５の開口部の縁部５ａとがなす角度である。
【００７３】
高さ位置算出部６２は、図１６に示すように、乗降口２０１の目標点Ｐｔとヘッド５の開口部に設けられた縁部５ａの基準点Ｐｒとの間の高さのずれ量ΔＨ、換言すると、Ｙ軸方向における位置ずれ量を算出し、このずれ量ΔＨを所定の許容範囲内とするための制御補正量を算出する。
【００７４】
平行度算出部６３は、図１７に示すように、航空機の乗降口２０１の下縁部２０１ａに対するヘッド５の開口部の縁部５ａの平行度のずれ量を算出し、このずれ量を所定の許容範囲内とするための制御補正量を算出する。
ここで、平行度とは、航空機及びボーディングブリッジ１を平面視したときの、航空機の乗降口２０１の下縁部２０１ａとヘッド５の開口部の縁部５ａとのなす角度、すなわち、ＸＺ平面において下縁部２０１ａとヘッド５の開口部の縁部５ａとがなす角度である。
【００７５】
平行位置算出部６４は、図１８に示すように、乗降口２０１の目標点Ｐｔとヘッド５の開口部に設けられた縁部５ａの基準点Ｐｒとの間の水平方向のずれ量ΔＷ、すなわち、Ｘ軸方向における位置のずれ量を算出し、このずれ量ΔＷを所定の許容範囲内とするための制御補正量を算出する。
【００７６】
駆動制御部３０は、相対位置算出部６０によって算出された制御補正量に基づいて、ヘッド５を駆動して、ヘッド５の位置及び姿勢を調整する。駆動制御部３０は、図１４に示すように、調整床駆動制御部３１、昇降駆動制御部３２、旋回駆動制御部３３、及び走行駆動制御部３４を備えている。
【００７７】
調整床駆動制御部３１は、調整床駆動部１６の駆動を制御する。調整床駆動制御部３１は、例えば、調整床駆動部１６の駆動の開始及び停止、調整床駆動部１６における駆動量などを制御する。調整床駆動制御部３１は、水平度算出部６１によって算出された制御補正量に基づいて、調整床駆動部１６を駆動させる駆動信号を生成する。
【００７８】
調整床駆動部１６は、調整床駆動制御部３１で生成された駆動信号に基づいて制御されて、調整床８を駆動する。調整床駆動部１６は、調整床８を移動させて、ＸＹ平面におけるヘッド５の調整床８の縁部の傾きを制御する。
【００７９】
昇降駆動制御部３２は、昇降駆動部１４の駆動を制御する。昇降駆動制御部３２は、例えば、昇降駆動部１４の駆動の開始及び停止、昇降駆動部１４における駆動量などを制御する。昇降駆動制御部３２は、高さ位置算出部６２によって算出された制御補正量に基づいて、昇降駆動部１４を駆動させる駆動信号を生成する。
【００８０】
昇降駆動部１４は、昇降駆動制御部３２で生成された駆動信号に基づいて制御されて、可動脚７を駆動する。昇降駆動部１４は、可動脚７を移動させて、ヘッド５の開口部の縁部の高さ、すなわち、Ｙ軸方向における位置を制御する。
【００８１】
旋回駆動制御部３３は、旋回駆動部１５の駆動を制御する。旋回駆動制御部３３は、例えば、旋回駆動部１５の駆動の開始及び停止、旋回駆動部１５における駆動量などを制御する。旋回駆動制御部３３は、平行度算出部６３によって算出された制御補正量に基づいて、旋回駆動部１５を駆動させる駆動信号を生成する。
【００８２】
旋回駆動部１５は、旋回駆動制御部３３で生成された駆動信号に基づいて制御されて、ヘッド５を駆動する。旋回駆動部１５は、ヘッド５を旋回させて、ＸＺ平面におけるヘッド５の開口部の縁部の傾きを制御する。
【００８３】
走行駆動制御部３４は、走行駆動部９の駆動を制御する。走行駆動制御部３４は、例えば、走行駆動部９の駆動の開始及び停止、走行駆動部９における車輪１１の回転速度及び回転方向などを制御する。走行駆動制御部３４は、平行位置算出部６４によって算出された制御補正量に基づいて、走行駆動部９を駆動させる駆動信号を生成する。
【００８４】
走行駆動部９は、走行駆動制御部３４で生成された駆動信号に基づいて制御されて、車輪１１を駆動する。走行駆動部９は、ヘッド５を移動させて、ヘッド５の開口部の縁部の水平位置、すなわち、Ｘ軸方向における位置を制御する。
【００８５】
次に、図１９を参照して、本実施形態に係るボーディングブリッジ１の動作を制御する制御方法について説明する。図１９は、本実施形態に係るボーディングブリッジの制御手順の一例を示したフローチャートである。
【００８６】
まず、例えば操作盤８０において駆動開始の入力が行われると、走行駆動部９の駆動が開始され、車輪１１が回転する（ＳＡ１）。そして、ヘッド５は、航空機の近傍まで移動する。ヘッド５の移動は、手動で行われてもよいし、自動で行われてもよい。ヘッド５が航空機の数メートル手前まで到達したとき、以下の動作が行われる。
【００８７】
まず、第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂによる撮像が行われ、第１撮像画像Ｇ１及び第２撮像画像Ｇ２に基づく目標位置算出処理が行われる（ＳＡ２）。以下、この処理の具体的な手順について図２０を参照して説明する。
【００８８】
まず、第１カメラ４２ａによって第１撮像画像Ｇ１が取得され、第２カメラ４２ｂによって第２撮像画像Ｇ２が取得される（図２０のＳＢ１）。
続いて、予め登録されている変換パラメータα、β、γ、Ｈ、Ｖを用いて、第２撮像画像Ｇ２を視点変換し、第３撮像画像Ｇ３を生成する（ＳＢ２）。
次に、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３のそれぞれに２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２が含まれているか否かを判定する（ＳＢ３）。この結果、含まれていない場合には（ＳＢ３：ＮＯ）、ステップＳＢ１に戻り、第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂによる撮像が再度行われ、以降の処理が繰り返し行われる。
【００８９】
一方、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３のそれぞれに２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２が含まれている場合には（ＳＢ３：ＹＥＳ）、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３において２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ特定する（ＳＢ４）。続いて、特定した特徴点の特徴差分Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃが許容範囲内であるか否かを判定する（ＳＢ５）。
【００９０】
この結果、特徴差分Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃのいずれかが許容範囲外であった場合には（ＳＢ５：ＮＯ）、その差分Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃが許容範囲に近づくように、仮想カメラ４２ｃのＺ軸上における仮想位置を所定量調整し（ＳＢ６）、調整後の仮想カメラ４２ｃの位置に基づいて画像変換部４１が用いる変換パラメータα、β、γを更新し（ＳＢ７）、ステップＳＢ２に戻る。これにより、最新の変換パラメータα´、β´、γ´を用いた第２撮像画像Ｇ２の視点変換処理が再度行われることとなる。
【００９１】
一方、ステップＳＢ５において、特徴点Ｐ１、Ｐ２の特徴差分が許容範囲内であると判定された場合には（ＳＢ５：ＹＥＳ）、ステップＳＢ８に進む。ステップＳＢ８では、第１撮像画像Ｇ１及び第３撮像画像Ｇ３を用いて、第１カメラ４２ａを原点として定義されるＸＹＺ座標系において、２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２の座標が算出される。そして、算出された２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２の座標から目標点ＰｔのＸＹＺ座標値及び目標点Ｐｔを含む乗降口２０１の下縁部２０１ａの傾斜角度が算出される（ＳＢ９）。
【００９２】
このようにして、目標点Ｐｔ等の位置が算出されると、図１９のフローに戻り、ヘッド位置算出処理を行う（図１９のＳＡ３）。これにより、第１カメラ４２ａの位置を原点とする所定のＸＹＺ座標系におけるヘッド５の位置座標及び姿勢が算出される。
続いて、ステップＳＡ２で算出された目標点Ｐｔ等の位置及びステップＳＡ３において算出されたヘッド５の位置及び姿勢に基づいて、航空機２００の乗降口２０１に対するヘッド５の相対位置及び相対姿勢が算出され、各制御補正量の算出が行われる（ＳＡ４）。そして、各制御補正量を用いて駆動信号が生成され、生成された各種駆動信号に基づいて各種駆動部が駆動されることにより、ヘッド５の位置姿勢が制御され、目標点Ｐｔに向けて徐々に移動する（ＳＡ５）。
【００９３】
続いて、ヘッド５が乗降口２０１に到達したか否かを判定し（ＳＡ６）、到達していなければ（ＳＡ６：ＮＯ）、ステップＳＡ３に戻り、上述した処理が繰り返し行われる。そして、ヘッド５が乗降口２０１に到達することにより、ヘッド５の開口部と航空機２００の乗降口２０１とが接続されると（ＳＡ６：ＹＥＳ）、ヘッド５に設置されたキャノピーを航空機２００に対して装着させる（ＳＡ７）。
【００９４】
なお、上述のように、ヘッド５が乗降口２０１に到達するまで自動で運転することとしてもよいし、ヘッド５が乗降口２０１の所定範囲内に到達したときに、手動運転に切り替えることとしてもよい。この場合でも、ヘッド５の位置及び姿勢は、乗降口２０１の位置に応じて適切な位置に設定されているので、オペレータはそのままの姿勢でヘッド５を直進させることにより、容易にヘッド５を乗降口２０１に到達させることが可能となる。
【００９５】
以上、本実施形態によれば、ヘッド５の旋回方向、高さ位置、水平方向の位置又はヘッド５の床の傾斜角度が、実際に停止している航空機２００の乗降口２０１に合うように自動的に調整されるため、オペレータの操作が簡易化され、省力化される。特に、本実施形態は、航空機２００の乗降口２０１との配置位置が既知とされた２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２を設け、この２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２を第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂによって撮像し、これら撮像された２つの撮像画像Ｇ１、Ｇ２に基づいて航空機２００の乗降口２０１と関連付けられた目標点Ｐｔの座標位置が算出されるため、航空機２００とヘッド５が近接した位置（例えば数ｍ以内）において、ボーディングブリッジ１のヘッド５の開口部と、航空機２００の乗降口２０１とを接近させる動作において効果的である。
【００９６】
なお、航空機２００とヘッド５が接触する着機作業において、撮像された２次元データでは、航空機２００までの距離（離間距離）が正確に把握できない場合がある。このため、ヘッド５が低速で航空機２００へ接近しながら、ヘッド５の先端部に設置した前進停止リミットスイッチの検知によって着機完了と判断するという制御を行ってもよい。
【００９７】
〔第２実施形態〕
次に、図２１を参照して、本発明の第２実施形態に係るボーディングブリッジの制御システムについて説明する。例えば、上述した第１実施形態では、相対位置算出部６０によって算出されたヘッド５の相対位置及び姿勢を用いて、主に自動でヘッド５を乗降口２０１に到達させる場合について説明したが、本実施形態では、相対位置算出部６０によって算出されるヘッドの相対位置及び姿勢を用いてオペレータの操縦を支援するためのガイダンス情報を提供する点が異なる。なお、もちろん、上述した第１実施形態に係る自動によるボーディングブリッジ１の運転制御と、本実施形態に係るオペレータへの操縦支援とを組み合わせた態様とすることも可能である。
以下では、第１実施形態と重複する構成については詳細な説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００９８】
本実施形態に係るボーディングブリッジは、図２１に示すように、例えば、ヘッド５の内部に設けられた操作盤８０等に設置される表示部８２と、ヘッド５に設けられ、ヘッド５の旋回角度又はヘッド５の旋回方向の駆動量（旋回量）を検出するヘッド旋回角度検出部７０と、車輪１１又は回転軸１３に設けられ、車輪１１の旋回角度又は車輪１１の旋回方向の駆動量（旋回量）を検出する車輪旋回角度検出部７２とを備えている。
また、制御装置１０´は、表示部８２の表示を制御する表示制御部８４と、ヘッド５が航空機２００に到達したと仮定したときのヘッド５の仮想位置を推測する推測部８６などを更に備えている。
【００９９】
表示制御部８４は、例えば、総合判断部２０から出力される第１撮像画像Ｇ１と第３撮像画像Ｇ３とを特徴点Ｐ１、Ｐ２に基づいて合成することにより合成画像Ｇ４を生成し、この合成画像Ｇ４を表示部８２に表示させる。図２２に合成画像Ｇ４の一例を示す。
また、表示制御部８４は、推測部８６によって推測されたヘッド５の仮想設置位置を合成画像Ｇ４に重ね合わせて表示部８２に表示させる。
【０１００】
推測部８６は、ヘッド旋回角度検出部７０及び車輪旋回角度検出部７２によって検出された走行駆動部９及び旋回駆動部１５の状態と、総合判断部２０の相対位置算出部６０によって算出された航空機２００の乗降口２０１に対するヘッド５の相対的な位置及び姿勢に基づいて、ヘッド旋回角度検出部７０及び車輪旋回角度検出部７２によって検出された走行駆動部９及び旋回駆動部１５の状態を維持したまま、ヘッド５が航空機２００に到達したと仮定したときの航空機２００に対するヘッド５の設置位置を推測し、その設置位置を仮想設置位置と決定する。
【０１０１】
次に、図２３を参照して、本実施形態に係るボーディングブリッジの動作について説明する。図２３は、本発明の第２実施形態に係るボーディングブリッジの制御手順の一例を示したフローチャートである。ヘッド５の仮想設置位置は、例えば、以下のとおり、推測される。
【０１０２】
まず、制御装置１０´は、上述した第１実施形態と同様の手法により、航空機２００の乗降口２０１に対するヘッド５の相対的な位置及び姿勢を算出する（ＳＣ１）。
続いて、制御装置１０´は、ヘッド５に設けられたヘッド旋回角度検出部７０によって検出されたヘッド５の旋回角度及び走行駆動部９に設けられた車輪旋回角度検出部７２によって検出された車輪１１の旋回角度を取得する（ＳＣ２）。
【０１０３】
次に、制御装置１０´は、ステップＳＣ１において算出した乗降口２０１に対する現在のヘッド５の相対的な位置及び姿勢に基づいて、車輪旋回角度検出部７２によって検出された車輪１１の旋回角度と、ヘッド旋回角度検出部７０によって検出されたヘッド５の旋回角度が維持されたままヘッド５が移動して、ヘッド５が航空機２００に到達したと仮定したときのヘッド５の設置位置をヘッド５の仮想位置として推測する（ＳＣ３）。
そして、制御装置１０´は、推測したヘッド５の仮想設置位置を合成画像Ｇ４に重ね合わせて表示部８２に表示させる（ＳＣ４）。
これにより、表示部８２には、例えば、２つの特徴点Ｐ１、Ｐ２及び乗降口２０１が含まれる合成画像上に、仮想設置位置が重畳された画像が表示される。
【０１０４】
以上より、ボーディングブリッジ１のオペレータは、表示部８２に表示されたヘッド５の仮想設置位置を目安にして、車輪１１の旋回角度及びヘッド５の旋回角度を操縦することができる。したがって、操作の熟練度に関わらず、ヘッド５を航空機に対して接近させることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、表示部８２に合成画像Ｇ４を表示し、この合成画像Ｇ４に対して、仮想設置位置を重畳させていたが、表示部８２に表示される画像は、航空機の乗降口が含まれる画像であればよく、上記例に限定されない。例えば、表示部８２に表示される画像は、第１撮像画像又は第２撮像画像でもよいし、他の撮像手段によって撮像されたカメラ画像またはシミュレーション画像であってもよい。
また、本実施形態では、表示部８２にヘッド５の仮想設置位置を表示する場合について説明したが、このようなオペレータへのガイダンスは、表示部８２による視覚に訴えるものに限られない。例えば、表示部８２に代えて、又は、加えて、ヘッド５の仮想設置位置と乗降口２０１との相対的な位置・姿勢関係に基づいて、ヘッド５を乗降口２０１に適切に到達させるための操作ガイダンスを音声によって通知する音声ガイダンス部を更に設け、オペレータの操作支援を行うこととしてもよい。
【０１０６】
例えば、音声ガイダンス部は、「右へ」、「左へ」、「前へ」、「ゆっくり」などの音声を出力することにより、オペレータの操作支援を行うことが可能である。
また、「現在の速度は〇ｍ／分です。」等のようにヘッド５の移動速度を音声で通知してもよい。
また、「残り〇ｍです。」等のように、乗降口２０１までのヘッド５の到達状況に応じた音声を発することとしてもよい。この場合、例えば、ヘッド５と乗降口２０１との距離に応じて報知間隔が変化するような音を発することとしてもよい。このようにすることで、オペレータにヘッド５がどの程度乗降口に近づいているかを直感的に把握させることが可能となる。
また、障害物を検知することにより、緊急停止をしなければならないような事象が発生した場合には、「障害物を検知しました。緊急停止致します。」などの音声を発することにより、現在の状況を容易にオペレータに通知することが可能となる。
【０１０７】
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、上記実施形態で説明した処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
【０１０８】
例えば、上述した実施形態では、位置だけでなく姿勢についても考慮してボーディングブリッジ１の自動制御を行うこととしたが、少なくとも位置に基づいて自動制御やガイダンスによるオペレータの操縦支援を行うこととしてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１        ：ボーディングブリッジ
２        ：ロタンダ
３        ：基端トンネル
４        ：先端トンネル
５        ：ヘッド
５ａ      ：縁部
６        ：固定脚
７        ：可動脚
８        ：調整床
８ａ      ：縁部
９        ：走行駆動部
１０      ：制御装置
１０´    ：制御装置
１１      ：車輪
１２      ：台車
１３      ：回転軸
１４      ：昇降駆動部
１５      ：旋回駆動部
１６      ：調整床駆動部
１８      ：ＮＳＳ受信機
２０      ：総合判断部
２５      ：通信部
３０      ：駆動制御部
３１      ：調整床駆動制御部
３２      ：昇降駆動制御部
３３      ：旋回駆動制御部
３４      ：走行駆動制御部
４０      ：目標位置算出部
４１      ：画像変換部
４１ａ    ：第１カメラ
４２      ：パラメータ調整部
４２ａ    ：第１カメラ
４２ｂ    ：第２カメラ
４２ｃ    ：仮想カメラ
４３      ：座標算出部
５０      ：ヘッド位置算出部
６０      ：相対位置算出部
６１      ：水平度算出部
６２      ：高さ位置算出部
６３      ：平行度算出部
６４      ：平行位置算出部
７０      ：ヘッド旋回角度検出部
７２      ：車輪旋回角度検出部
８０      ：操作盤
８２      ：表示部
８４      ：表示制御部
８６      ：推測部
１０１    ：ＣＰＵ
１０２    ：補助記憶装置
１０３    ：主記憶装置
１０４    ：通信装置
１０５    ：入力部
１０６    ：出力部
２００    ：航空機
２０１    ：乗降口
２０１ａ  ：下縁部
２０２    ：線分
２０５    ：通路部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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