(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及び角度の少なくとも一方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は、接続対象の航空機の乗降口と接続可能なヘッド部と、ヘッド部に設けられ、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含めた第１撮像画像を取得するための第１カメラ４２ａと、ヘッド部において第１撮像部４２ａと異なる位置に設けられ、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含めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部４２ｂと、制御装置１０とを備える。制御装置１０は、第１撮像画像及び第２撮像画像を用いて、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を算出する位置姿勢算出部２０を備える。【選択図】図７
2020175727.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と、前記ヘッド部に設けられ、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含めた第１撮像画像を取得するための第１撮像部と、前記ヘッド部において前記第１撮像部と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含めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部とを備えるボーディングブリッジの制御装置であって、
前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像を用いて、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位置姿勢算出部を備えるボーディングブリッジの制御装置。
【請求項２】
前記位置姿勢算出部は、
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乗降口に仮想的に設けられた目標点の座標を算出する目標座標算出部と
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装置。
【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装置。
【請求項４】
前記位置姿勢算出部は、
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装置。
【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、前記位置姿勢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及び相対角度の少なくとも一方に基づいて、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装置。
【請求項６】
前記位置姿勢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及び相対角度の少なくとも一方に基づいて、前記ヘッド部の操縦をガイダンスするための音声を出力するガイダンス部を備える請求項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装置。
【請求項７】
接続対象の航空機の乗降口と接続可能なヘッド部と、
前記ヘッド部に設けられ、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含めた第１撮像画像を取得するための第１撮像部と、
前記ヘッド部において前記第１撮像部と異なる位置に設けられ、前記航空機に設けられた前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部を同一画像内に含めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部と、
請求項１から６のいずれかに記載の制御装置と
を具備するボーディングブリッジ。
【請求項８】
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、前記位置姿勢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及び相対角度の少なくとも一方に基づいて、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７に記載のボーディングブリッジ。
【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及びその制御装置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及び角度の少なくともいずれか一方を簡易に算出することが可能なボーディングブリッジ及びその制御装置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】
本発明の第一態様は、接続対象の航空機の乗降口と接続可能なヘッド部と、前記ヘッド部に設けられ、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含めた第１撮像画像を取得するための第１撮像部と、前記ヘッド部において前記第１撮像部と異なる位置に設けられ、前記航空機に設けられた前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部を同一画像内に含めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部とを備えるボーディングブリッジの制御装置であって、前記第１撮像画像及び前記第２撮像画像を用いて、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位置姿勢算出部を備えるボーディングブリッジの制御装置である。
【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前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部の位置に基づいて、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算出される。
これにより、例えば、自動的にヘッド部を乗降口に到達させるたり、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装置において、前記位置姿勢算出部は、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乗降口に仮想的に設けられた目標点の座標を算出する目標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の特徴部の座標が算出され、算出された第１の特徴部及び第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装置において、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装置において、前記位置姿勢算出部は、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、乗降口とヘッド部との相対的な位置姿勢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装置は、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、前記位置姿勢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及び相対角度の少なくとも一方に基づいて、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。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できる。
【００１７】
上記ボーディングブリッジの制御装置は、前記位置姿勢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及び相対角度の少なくとも一方に基づいて、前記ヘッド部の操縦をガイダンスするための音声を出力するガイダンス部を更に備えていてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
本発明の第二態様は、接続対象の航空機の乗降口と接続可能なヘッド部と、前記ヘッド部に設けられ、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含めた第１撮像画像を取得するための第１撮像部と、前記ヘッド部において前記第１撮像部と異なる位置に設けられ、前記航空機に設けられた前記第１の特徴部及び前記第２の特徴部を同一画像内に含めた第２撮像画像を取得するための第２撮像部と、上記制御装置とを具備するボーディングブリッジである。
【００２０】
上記ボーディングブリッジは、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、前記位置姿勢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及び相対角度の少なくとも一方に基づいて、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こととしてもよい。
【００２１】
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、位置姿勢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又は角度に基づいて、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】
【００２２】
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及び角度の少なくともいずれか一方を簡易に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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に示した画像処理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に示した位置姿勢補正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動作を示す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動作を示す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動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔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及びその制御装置について、図面を参照して説明する。
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
さらに、ヘッド５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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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。
【００４０】
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。
【００４１】
第１カメラ４２ａは、ヘッド５の内部に設けられ、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。図４に一例として示した第１撮像画像Ｇ１には、ヘッド５の縁部に設けられる基準点Ｐｒが含まれているが、この基準点Ｐｒについては、必ずしも同一画像内に含まれる必要はない。
【００４２】
すなわち、第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂとヘッド５に設けられた基準点Ｐｒとの関係が既知であれば、第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂの関係から基準点Ｐｒの位置を演算によって取得できるからである。しかしながら、既知とされているこれらの位置関係に誤差が生じる場合もあるため、ヘッド５を含むように第１撮像画像Ｇ１を取得することで、乗降口２０１へのヘッド５の接続制御の精度を向上させることが可能となる。
【００４３】
第２カメラ４２ｂは、ヘッド５に設けられ、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。
【００４４】
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位置姿勢算出部２０（図７参照）によって容易に算出することが可能となる。
【００４５】
図１に示すように、ヘッド５において、水平面上における第１カメラ４２ａの設置位置と第２カメラ４２ｂの設置位置との距離Ｄ（ヘッド５の奥行き方向の距離であり、後述するＸＹＺ座標系におけるＺ軸方向の距離）は、既知とされている。
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の位置姿勢算出部２０に送信される。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、位置姿勢算出部２０と、駆動制御部３０とを備えている。
位置姿勢算出部２０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、ヘッド５に仮想的に設けられた基準点Ｐｒと航空機の乗降口２０１に仮想的に設けられた目標点Ｐｔとの相対位置及び相対角度を算出する。
位置姿勢算出部２０は、画像処理部４０及び位置姿勢補正部５０を備えている。
【００５０】
画像処理部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、及び目標座標算出部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、ヘッド５に設けられた第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。
【００５１】
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。
【００５２】
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と第２カメラ４２ｂとのＹ軸方向における距離を「Ｌ」と定義する。
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の各ピクセルの点を仮想カメラ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の点を第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Ｖ、Ｌ）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。
【００５３】
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軸方向における第２カメラ４２ｂの設置角度、角度βはＹ軸方向における第２カメラ４２ｂの設置角度、角度γはＺ方向における第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は、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。
【００５４】
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の各ピクセルの点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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
目標座標算出部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。
【００６０】
より具体的には、目標座標算出部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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、目標座標算出部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。
目標座標算出部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を位置姿勢補正部５０に出力する。
【００６３】
位置姿勢補正部５０は、第１カメラ４２ａの位置を原点として定義されるＸＹＺ座標系における目標点ＰｔのＸＹＺ座標値及び傾斜角度αｔ，γｔを用いて、ボーディングブリッジ１のヘッド５を航空機の乗降口２０１に適切に接続させるための制御補正量を算出する。
【００６４】
ここで、ヘッド５の位置及び姿勢については、例えば、ヘッド５に設けられたセンサやヘッド５の位置及び姿勢を制御するための駆動制御量に基づいて取得することが可能である。また、第１カメラ４２ａ及び第２カメラ４２ｂのいずれか一方によってヘッド５に設けられた基準線または複数の基準点を撮像することにより、上述した目標点Ｐｔの座標取得手法と同様の手法により、画像処理によってヘッド５の縁部の位置及び姿勢を検知することとしてもよい。この場合、ヘッド５における基準線または複数の基準点は、ヘッド５と航空機の乗降口との相対位置を把握するための基準として、画像内に識別可能な対象として撮像されるものであればよい。例えば、航空機の乗降口と接続するヘッド５の縁部だけでなく、ヘッド５の縁部付近で縁部に沿って平行に塗布されたラインまたは該ラインに沿って設けられた複数のマーク、あるいは縁部５ａに設けられたカバー部品の端部等が挙げられる。
【００６５】
図１４に示すように、位置姿勢補正部５０は、例えば、水平度補正部５１、高さ位置補正部５２、平行度補正部５３、及び平行位置補正部５４を備えている。
【００６６】
水平度補正部５１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。
【００６７】
高さ位置補正部５２は、図１６に示すように、乗降口２０１の目標点Ｐｔとヘッド５に設けられた基準点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。
【００６８】
平行度補正部５３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。
【００６９】
平行位置補正部５４は、図１８に示すように、乗降口２０１の目標点Ｐｔとヘッド５に設けられた基準点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。
【００７０】
駆動制御部３０は、位置姿勢補正部５０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。
【００７１】
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、水平度補正部５１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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、高さ位置補正部５２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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、平行度補正部５３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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、平行位置補正部５４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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
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。
【００８０】
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に基づく位置姿勢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。
【００８１】
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。
【００８２】
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）。
【００８３】
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。
【００８４】
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。ここで、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、仮想カメラ４２ｃの位置が適切な位置に設定されていると判断できるため、その後の処理においては、ステップＳＢ５の判定処理と、ステップＳＢ６、ＳＢ７の調整処理とを省略することとしてもよい。
【００８５】
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）。
【００８６】
このようにして、目標点Ｐｔ等の位置が算出されると、算出された目標点Ｐｔ等の位置及びヘッド５の位置姿勢に基づいて、各制御補正量の算出が行われ（図１９のＳＡ３）、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（ＳＡ４）。
【００８７】
続いて、ヘッド５に設けられている基準点Ｐｒが目標点Ｐｔに一致したか否かを判定し（ＳＡ５）、一致していなければ（ＳＡ５：ＮＯ）、ステップＳＡ２に戻り、上述した処理が繰り返し行われる。そして、基準点Ｐｒが目標点Ｐｔに一致することにより、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（ＳＡ５：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（ステップＳ６）。
【００８８】
なお、上述のように、ヘッド５が乗降口２０１に接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。
【００８９】
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に基づいて制御が行われるため、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。
【００９０】
なお、航空機自体の予定されている停止位置と、実際の航空機の停止位置とのズレを、撮像された２次元データで判断しつつ、別途、航法衛星システム（ＮＳＳ：Navigation  Satellite  System）等から得られた航空機の位置情報を用いて、最終の着機目標位置を補正してもよい。そして、最終段階として、航空機とヘッド５が接触する着機位置の位置合わせをするための微調整は、撮像された２次元データによってヘッド５の動作を制御して行なわれる。
【００９１】
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。
【００９２】
また、本実施形態によれば、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を用いてヘッド５と航空機に設置された乗降口２０１との距離を取得することができるので、距離センサを不要とすることができ、構成を簡素化することが可能となる。
【００９３】
〔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及びその制御装置について説明する。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。
【００９４】
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６０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６０の表示を制御する表示制御部６２と、ヘッド５が航空機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６４などを更に備えている。
【００９５】
表示制御部６２は、例えば、位置姿勢算出部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に基づいて合成して合成画像Ｇ４を生成し、この合成画像Ｇ４を表示部６０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６２は、推測部６４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６０に表示させる。
【００９６】
推測部６４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、画像処理部４０及び位置姿勢補正部５０によって算出された航空機２００に対するヘッド５の位置及び角度に基づいて、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。
【００９７】
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。ヘッド５の仮想設置位置は、以下のとおり、推測される。
【００９８】
まず、制御装置１０´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を用いて、ヘッド５の開口部の縁部と乗降口２０１の下縁部２０１ａとの水平度及び平行度を算出する（ＳＣ１）。この処理は、上述した第１実施形態で詳述したため、ここでの説明は省略する。
【００９９】
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）。
【０１００】
次に、制御装置１０´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及びステップＳＣ２において取得したヘッド５の旋回角度及び車輪１１の旋回角度を用いて、乗降口２０１に対する現在のヘッド５の位置及び姿勢を算出する（ステップＳＣ３）。そして、制御装置１０´は、算出した乗降口２０１に対する現在のヘッド５の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（ＳＣ４）。
【０１０１】
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６０に表示させる（ＳＣ５）。これにより、表示部６０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。
【０１０２】
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６０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。
【０１０３】
なお、本実施形態では、表示部６０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６０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６０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６０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６０による視覚に訴えるものに限られない。例えば、表示部６０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。
【０１０４】
例えば、音声ガイダンスでは、例えば、「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。
【０１０５】
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。
【符号の説明】
【０１０６】
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、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
２０      ：位置姿勢算出部
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      ：画像処理部
４１      ：画像変換部
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      ：目標座標算出部
４３ｃ    ：仮想カメラ
５０      ：位置姿勢補正部
５１      ：水平度補正部
５２      ：高さ位置補正部
５３      ：平行度補正部
５４      ：平行位置補正部
６０      ：表示部
６２      ：表示制御部
６４      ：推測部
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
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
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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