(57)【要約】【課題】荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に高精度に荷物の揺れを抑制することができるクレーンを提供する。【解決手段】旋回台カメラ７ａがワイヤロープに吊られる荷物Ｗを検出し、検出した荷物Ｗの位置から荷物Ｗの現在座標位置ｐ（ｎ）を算出し、クレーン１の姿勢から、ブーム９の先端の現在座標位置ｑ（ｎ）を算出し、操作具から入力された目標速度信号Ｖｄを荷物Ｗの目標座標位置ｐ（ｎ＋１）に変換し、荷物Ｗの現在座標位置ｐ（ｎ）と荷物Ｗの目標座標位置ｐ（ｎ＋１）とから、ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）を算出し、ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）とから、荷物Ｗの目標座標位置ｐ（ｎ＋１）におけるブーム９の先端の目標位置ｑ（ｎ＋１）を算出し、アクチュエータの作動信号Ｍｄを生成する。【選択図】図７
2020007130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーン装置に周辺を監視する監視装置が設けられているクレーンであって、
荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号を入力する操作具と、
前記ブームの旋回角度検出手段と、
前記ブームの起伏角度検出手段と、
前記ブームの伸縮長さ検出手段と、を備え、
前記監視装置がワイヤロープに吊られる荷物を検出し、検出した前記荷物の位置から基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出し、
前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、基準位置に対するブーム先端の現在位置を算出し、
前記操作具から入力された前記目標速度信号を前記基準位置に対する荷物の目標位置に変換し、
前記荷物の現在位置と、前記ブーム先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰り出し量を算出し、
前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、
前記ワイヤロープの繰り出し量と前記ワイヤロープの方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブーム先端の目標位置を算出し、
前記ブーム先端の目標位置に基づいて前記クレーン装置のアクチュエータの作動信号を生成するクレーン。
【請求項２】
前記監視装置が検出した前記荷物の位置から前記荷物の現在速度を算出し、
前記目標速度信号を積分し、所定の周波数範囲の周波数成分を減衰させた目標軌道信号を算出し、
前記目標速度信号と前記現在速度との速度差を算出し、
前記速度差を小さくする補正係数を前記目標軌道信号に乗じて補正軌道信号を算出し、
前記補正軌道信号を前記基準位置に対する前記荷物の目標位置に変換する請求項１に記載のクレーン。
【請求項３】
前記監視装置が複数のカメラであり、前記複数のカメラをステレオカメラとして構成して荷物を撮影し、前記複数のカメラが撮影した映像から、基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出する請求項１または請求項２に記載のクレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置を備えるクレーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動式クレーン等において、走行時および作業時の障害物の視認性を向上させるために障害物報知システムを備えたクレーンが提案されている。障害物報知システムは、クレーンの走行時の車両側方、および作業時の作業領域内での障害物の有無、人、車両等の近接を検出し、操縦者に報知するシステムである。障害物報知システムは、カメラやミリ波レーダー等によって障害物を検知し、キャビン内に設置されたモニタ等に検知状態を表示するように構成されている。例えば、特許文献１の如くである。
【０００３】
特許文献１に記載の障害物報知システムは、クレーンのクレーン装置（旋回台上のブームサポートカバー）に設けられているテレビカメラ、監視映像をリアルタイムで表示処理する表示制御部、監視映像を表示するモニタ、操縦者（運転者）に報知する報知部等を具備する。テレビカメラは、キャビン内の操縦者から視認が難しいブームサポートカバー側（ブームを挟んだ反対側）の範囲を撮影するように設けられている。これにより、操縦者は、ブームの起伏角度によって視野が変動する範囲をキャビン内のモニタで確認することで、より確実に障害物の有無を認識することができる。
【０００４】
一方、遠隔操作端末などによって各アクチュエータが遠隔操作されるクレーンが提案されている。このようなクレーンにおいて、クレーンと遠隔操作端末との相対的な位置関係に関わらず、遠隔操作端末の操作具の操作方向とクレーンの作動方向とを一致させて、クレーンの操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末およびクレーンが知られている。例えば、特許文献２の如くである。
【０００５】
特許文献２に記載のクレーンは、遠隔操作装置からの荷物を基準とした操作指令信号によって操作される。つまり、クレーンは、荷物の移動方向と移動速度に関する指令に基づいて各アクチュエータが制御されるので、各アクチュエータの作動速度、作動量、作動タイミング等を意識することなく直観的に操作することができる。しかし、クレーンは、遠隔操作装置からの速度信号がステップ関数の態様で入力される移動開始時や停止時に不連続な加速度が生じて荷物に揺れが発生する場合があった。また、クレーンは、荷物が常にブーム先端の鉛直下方にあるものと仮定して制御するため、ワイヤロープの影響によって生じる荷物の位置ずれや揺れの発生を抑制することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１３８９０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２８９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、高精度に荷物の揺れを抑制しつつ目標軌道に沿って移動させることができるクレーンおよびクレーンの制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、第１の発明は、クレーン装置に周辺を監視する監視装置が設けられているクレーンであって、荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号を入力する操作具と、前記ブームの旋回角度検出手段と、前記ブームの起伏角度検出手段と、前記ブームの伸縮長さ検出手段と、を備え、前記監視装置がワイヤロープに吊られる荷物を検出し、検出した前記荷物の位置から基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出し、前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、基準位置に対するブーム先端の現在位置を算出し、前記操作具から入力された前記目標速度信号を前記基準位置に対する荷物の目標位置に変換し、前記荷物の現在位置と、前記ブーム先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰り出し量を算出し、前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、前記ワイヤロープの繰り出し量と前記ワイヤロープの方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブーム先端の目標位置を算出し、前記ブーム先端の目標位置に基づいて前記クレーン装置のアクチュエータの作動信号を生成するクレーンである。
【００１０】
第２の発明は、前記監視装置が検出した前記荷物の位置から前記荷物の現在速度を算出し、前記目標速度信号を積分し、所定の周波数範囲の周波数成分を減衰させた目標軌道信号を算出し、前記目標速度信号と前記現在速度との速度差を算出し、前記速度差を小さくする補正係数を前記目標軌道信号に乗じて補正軌道信号を算出し、前記補正軌道信号を前記基準位置に対する前記荷物の目標位置に変換するクレーンである。
【００１１】
第３の発明は、前記監視装置が複数のカメラであり、前記複数のカメラをステレオカメラとして構成して荷物を撮影し、前記複数のカメラが撮影した映像から、基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出するクレーンである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
第１の発明においては、監視装置を利用して荷物の現在位置を検出し、荷物の現在位置および目標位置とブーム先端の現在位置からワイヤロープの方向ベクトルを算出し、ワイヤロープの繰り出し長さと方向ベクトルからブーム先端の目標位置を算出するので、荷物を基準としてクレーンを操作しつつ、荷物が目標軌道に沿って移動するようにブームが制御される。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、高精度に荷物の揺れを抑制しつつ目標軌道に沿って移動させることができる。
【００１４】
第２の発明においては、荷物の現在速度ｖ（ｎ）が算出され、荷物の目標速度信号と現在速度ｖ（ｎ）との差異が小さくなるように荷物の目標速度信号が補正されるので、目標軌道に対する現在位置の誤差の累積が抑制される。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、高精度に荷物の揺れを抑制しつつ目標軌道に沿って移動させることができる。
【００１５】
第３の発明においては、クレーン装置の周辺を監視する複数のカメラから構成されるステレオカメラによって荷物の空間位置を検出しているので、荷物の位置、速度を精度よく算出される。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、高精度に荷物の揺れを抑制しつつ目標軌道に沿って移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】クレーンの全体構成を示す側面図。
【図２】クレーンの全体構成を示す平面図。
【図３】クレーンの制御構成を示すブロック図。
【図４】操作端末の概略構成を示す平面図。
【図５】操作端末の制御構成を示すブロック図。
【図６】吊り荷移動操作具が操作された場合の荷物の搬送される方位を示す図。
【図７】クレーンの制御装置の制御構成を示すブロック図。
【図８】クレーンの逆動力学モデルを示す図。
【図９】クレーンの制御方法の制御工程を示すフローチャートを表す図。
【図１０】目標軌道算出工程を示すフローチャートを表す図。
【図１１】ブーム位置算出工程を示すフローチャートを表す図。
【図１２】作動信号生成工程を示すフローチャートを表す図。
【図１３】クレーンの制御装置の目標軌道信号を補正する制御構成を示すブロック図。
【図１４】目標速度信号と目標軌道信号との関係を示すグラフを表す図。
【図１５】目標軌道信号を補正する目標軌道算出工程を示すフローチャートを表す図。
【図１６】ステレオカメラの校正方法を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図１から図５を用いて、本発明の一実施形態に係る作業車両として移動式クレーン（ラフテレーンクレーン）であるクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、作業車両としてクレーン１（ラフテレーンクレーン）ついて説明を行うが、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、積載型トラッククレーン、高所作業車等でもよい。
【００１８】
図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、作業装置であるクレーン装置６を有する。
【００１９】
車両２は、クレーン装置６を搬送する走行体である。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。
【００２０】
クレーン装置６は、荷物Ｗをワイヤロープによって吊り上げる作業装置である。クレーン装置６は、旋回台７、旋回台７カメラ、ブーム９、ジブ９ａ、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６、キャビン１７、制御装置３１および操作端末等を具備する。
【００２１】
旋回台７は、クレーン装置６を旋回させる旋回台である。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、周辺を監視する複数の旋回台カメラ７ａが設けられている。また、旋回台７は、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。
【００２２】
図１と図２とに示すように、旋回台カメラ７ａは、旋回台７の周辺の障害物や人物等を撮影する監視装置である。旋回台カメラ７ａは、旋回台７の前方の左右両側および旋回台７の後方の左右両側に設けられている。各旋回台カメラ７ａは、それぞれの設置個所の周辺を撮影することで、旋回台７の全周囲を監視範囲としてカバーしている。また、旋回台７の前方の左右両側にそれぞれ配置されている旋回台カメラ７ａは、一組のステレオカメラとして使用可能に構成されている。つまり、旋回台７の前方の左右両側の旋回台カメラ７ａは、一組のステレオカメラとして使用することで吊り下げられている荷物Ｗの位置情報を三次元の座標値として検出する荷物位置検出手段として用いられる。この際、クレーン１は、一組のステレオカメラとして使用されている旋回台カメラ７ａの周辺監視手段としての撮影範囲を他のカメラ（例えばブームカメラ）やセンサ等で補うように構成されている。なお、荷物位置検出手段は、他の位置に設けられている旋回台カメラ７ａやブームカメラ９ｂ等の他のカメラで構成してもよい。また、荷物位置検出手段は、ミリ波レーダー、ＧＮＳＳ装置等の荷物Ｗの現在位置情報を検出できるものであればよい。
【００２３】
図１に示すように、アクチュエータである旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ２３（図３参照）によって回転操作される。旋回用バルブ２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台７は、旋回用バルブ２３によって回転操作される旋回用油圧モータ８を介して任意の旋回速度に制御可能に構成されている。旋回台７には、旋回台７の旋回角度θｚ（角度）と旋回速度θｚを検出する旋回角度検出手段である旋回用センサ２７（図３参照）が設けられている。
【００２４】
ブーム９は、荷物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持する可動支柱である。ブーム９は、複数のブーム部材から構成されている。ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。また、ブーム９には、ジブ９ａが設けられている。
【００２５】
アクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ２４（図３参照）によって伸縮操作される。伸縮用バルブ２４は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム９には、ブーム９の長さを検出する伸縮長さ検出手段である伸縮用センサ２８と、ブーム９の先端を中心とする方位を検出する方位センサ２９とが設けられている。
【００２６】
検知装置であるブームカメラ９ｂ（図３参照）は、荷物Ｗおよび荷物Ｗ周辺の地物を撮影する画像取得手段である。ブームカメラ９ｂは、ブーム９の先端部に設けられている。ブームカメラ９ｂは、荷物Ｗの鉛直上方から荷物Ｗおよびクレーン１周辺の地物や地形を撮影可能に構成されている。
【００２７】
メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、荷物Ｗが吊られる部材である。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Ｗを吊るメインフック１０ａとが設けられている。サブフックブロック１１には、荷物Ｗを吊るサブフック１１ａが設けられている。
【００２８】
起伏用油圧シリンダ１２は、ブーム９を起立および倒伏させ、ブーム９の姿勢を保持するクチュエータである。起伏用油圧シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部がブーム９のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ２５（図３参照）によって伸縮操作される。起伏用バルブ２５は、起伏用油圧シリンダ１２に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム９には、起伏角度θｘを検出する起伏角度検出手段である起伏用センサ３０（図３参照）が設けられている。
【００２９】
メインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行うアクチュエータである。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。
【００３０】
メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ２６ｍ（図３参照）によって回転操作される。メインウインチ１３は、メイン用バルブ２６ｍによってメイン用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ２６ｓ（図３参照）によってサブ用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。メインウインチ１３とサブウインチ１５とには、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６の繰り出し量ｌをそれぞれ検出する巻回用センサ４３（図３参照）が設けられている。
【００３１】
キャビン１７は、操縦席を覆う筐体である。キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。キャビン１７には、図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍ、サブドラム操作具２１ｓ、操作端末３２等が設けられている（図３参照）。旋回操作具１８は、旋回用油圧モータ８を操作することができる。起伏操作具１９は、起伏用油圧シリンダ１２を操作することができる。伸縮操作具２０は、伸縮用油圧シリンダを操作することができる。メインドラム操作具２１ｍは、メイン用油圧モータを操作することができる。サブドラム操作具２１ｓは、サブ用油圧モータを操作することができる。
【００３２】
図３に示すように、制御装置３１は、各操作弁を介してクレーン装置６のアクチュエータを制御する。制御装置３１は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３１は、各アクチュエータや切換えバルブ、センサ等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
【００３３】
制御装置３１は、旋回台カメラ７ａ、ブームカメラ９ｂに接続され、旋回台カメラ７ａからの映像ｉ１、ブームカメラ９ｂからの映像ｉ２、を取得することができる。また、制御装置３１は、取得した旋回台カメラ７ａからの映像ｉ１から、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）および荷物Ｗの大きさを算出することができる。
【００３４】
制御装置３１は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓに接続され、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓのそれぞれの操作量を取得することができる。
【００３５】
制御装置３１は、操作端末３２の端末側制御装置４１（図参照）に接続され、操作端末３２からの制御信号を取得することができる。
【００３６】
制御装置３１は、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに接続され、旋回用バルブ２３、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに作動信号Ｍｄを伝達することができる。
【００３７】
制御装置３１は、旋回用センサ２７、伸縮用センサ２８、方位センサ２９、起伏用センサ３０および巻回用センサ４３に接続され、旋回台７の旋回角度θｚ、伸縮長さＬｂ、起伏角度θｘ、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６（以下、単に「ワイヤロープ」と記す）の繰り出し量ｌ（ｎ）のおよびブーム９の先端を中心とする方位を取得することができる。
【００３８】
制御装置３１は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓの操作量に基づいて各操作具に対応した作動信号Ｍｄを生成する。
【００３９】
このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の操作によって起伏用油圧シリンダ１２でブーム９を任意の起伏角度θｘに起立させて、伸縮操作具２０の操作によってブーム９を任意のブーム９長さに延伸させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、サブドラム操作具２１ｓ等によって荷物Ｗを吊り上げて、旋回操作具１８の操作によって旋回台７を旋回させることで荷物Ｗを搬送することができる。
【００４０】
図４と図５に示すように、操作端末３２は、荷物Ｗを移動させる方向と速さに関する目標速度信号Ｖｄを入力する端末である。操作端末３２は、筐体３３、筐体３３の操作面に設けられる吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０および端末側制御装置４１（図３、図５参照）等を具備する。操作端末３２は、吊り荷移動操作具３５または各種操作具の操作により生成される荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄをクレーン１（クレーン装置６）の制御装置３１に送信する。
【００４１】
図４に示すように、筐体３３は、操作端末３２の主たる構成部材である。筐体３３は、操縦者が手で保持可能な大きさの筐体に構成されている。筐体３３には、操作面に吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９および端末側表示装置４０が設けられている。
【００４２】
図４と図５に示すように、吊り荷移動操作具３５は、水平面において荷物Ｗの移動方向と速さについての指示を入力する操作具である。吊り荷移動操作具３５は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。吊り荷移動操作具３５は、操作スティックが任意の方向に傾倒操作可能に構成されている。吊り荷移動操作具３５は、操作面に向かって上方向（以下、単に「上方向」と記す）をブーム９の延伸方向として図示しないセンサで検出した操作スティックの傾倒方向とその傾倒量についての操作信号を端末側制御装置４１に伝達するように構成されている。
【００４３】
端末側旋回操作具３６は、クレーン装置６の旋回方向と速さについての指示が入力される操作具である。端末側伸縮操作具３７は、ブーム９の伸縮と速さについての指示を入力する操作具である。端末側メインドラム操作具３８ｍ（端末側サブドラム操作具３８ｓ）は、メインウインチ１３の回転方向と速さについての指示を入力する操作具である。端末側起伏操作具３９は、ブーム９の起伏と速さについての指示を入力する操作具である。各操作具は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。各操作具は、一側および他側に傾倒可能に構成されている。
【００４４】
図５に示すように、端末側表示装置４０は、クレーン１の姿勢情報や荷物Ｗの情報等の様々な情報を表示する。端末側表示装置４０は、液晶画面等の画像表示装置から構成されている。端末側表示装置４０は筐体３３の操作面に設けられている。端末側表示装置４０には、ブーム９の延伸方向を端末側表示装置４０に向かって上方向とし、その方位が表示されている。
【００４５】
制御部である端末側制御装置４１は、操作端末３２を制御する。端末側制御装置４１は、操作端末３２の筐体３３内に設けられている。端末側制御装置４１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。端末側制御装置４１は、吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９および端末側表示装置４０等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
【００４６】
端末側制御装置４１は、吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９に接続され、各操作具の操作スティックの傾倒方向および傾倒量からなる操作信号を取得することができる。
【００４７】
端末側制御装置４１は、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９の各センサから取得した各操作スティックの操作信号から、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを生成することができる。また、端末側制御装置４１は、クレーン装置６の制御装置３１に有線または無線で接続され、生成した荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄをクレーン装置６の制御装置３１に送信することができる。
【００４８】
次に、図６を用いて、操作端末３２によるクレーン装置６の制御について説明する。
【００４９】
図６に示すように、ブーム９の先端が北を向いている状態において操作端末３２の吊り荷移動操作具３５が上方向に対して左方向に傾倒角度θ２＝４５°の方向に任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置４１は、ブーム９の延伸方向である北から傾倒角度θ２＝４５°の方向である北西への傾倒方向と傾倒量についての操作信号を吊り荷移動操作具３５の図示しないセンサから取得する。さらに、端末側制御装置４１は、取得した操作信号から、北西に向かって傾倒量に応じた速さで荷物Ｗを移動させる目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎に算出する。操作端末３２は、算出した目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎にクレーン装置６の制御装置３１に送信する。
【００５０】
制御装置３１は、操作端末３２から目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎に受信すると、方位センサ２９が取得したブーム９の先端の方位に基づいて、荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄを算出する。さらに、制御装置３１は、目標軌道信号Ｐｄから荷物Ｗの目標位置である荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）を算出する。制御装置３１は、目標位置座標ｐ（ｎ＋１）に荷物Ｗを移動させる旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの作動信号Ｍｄを生成する（図７参照）。クレーン１は、吊り荷移動操作具３５の傾倒方向である北西に向けて傾倒量に応じた速さで荷物Ｗを移動させる。この際、クレーン１は、旋回用油圧モータ８、縮用油圧シリンダ、起伏用油圧シリンダ１２およびメイン用油圧モータ等を作動信号Ｍｄによって制御する。
【００５１】
このように構成することで、クレーン１は、操作端末３２からブーム９の延伸方向を基準として、吊り荷移動操作具３５の操作方向に基づいた移動方向と速さの目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎に取得し、荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）を決定するので、操縦者が吊り荷移動操作具３５の操作方向に対するクレーン装置６の作動方向の認識を喪失することがない。つまり、吊り荷移動操作具３５の操作方向と荷物Ｗの移動方向とが共通の基準であるブーム９の延伸方向に基づいて算出されている。これにより、クレーン装置６の操作を容易かつ簡単に行うことができる。なお、本実施形態において、操作端末３２は、キャビン１７の内部に設けられているが、端末側無線機を設けてキャビン１７の外部から遠隔操作可能な遠隔操作端末として構成してもよい。
【００５２】
次に、図７から図１２を用いて、クレーン装置６の制御装置３１における作動信号Ｍｄを生成するための荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄ、およびブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出する制御工程の第一実施形態について説明する。制御装置３１は、目標軌道算出部３１ａ、ブーム位置算出部３１ｂ、作動信号生成部３１ｃを有している。また、制御装置３１は、旋回台７の前方の左右両側の一組の旋回台カメラ７ａを荷物位置検出手段であるステレオカメラとし、荷物Ｗの現在位置情報を取得可能に構成されている（図２参照）。
【００５３】
図７に示すように、目標軌道算出部３１ａは、制御装置３１の一部であり、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄに変換する。目標軌道算出部３１ａは、荷物Ｗの移動方向および速さから構成されている荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを操作端末３２から単位時間ｔ毎に取得することができる。また、目標軌道算出部３１ａは、取得した目標速度信号Ｖｄを積分して荷物Ｗの目標位置情報を算出することができる。また、目標軌道算出部３１ａは、荷物Ｗの目標位置情報にローパスフィルタＬｐを適用して単位時間ｔ毎に荷物Ｗの目標位置情報である目標軌道信号Ｐｄに変換するように構成されている。
【００５４】
図７と図８に示すように、ブーム位置算出部３１ｂは、制御装置３１の一部であり、ブーム９の姿勢情報と荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄからブーム９の先端の位置座標を算出する。ブーム位置算出部３１ｂは、目標軌道算出部３１ａから目標軌道信号Ｐｄを取得することができる。ブーム位置算出部３１ｂは、旋回用センサ２７から旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ）を取得し、伸縮用センサ２８から伸縮長さｌｂ（ｎ）を取得し、起伏用センサ３０から起伏角度θｘ（ｎ）を取得し、巻回用センサ４３からメインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６（以下、単に「ワイヤロープ」と記す）の繰り出し量ｌ（ｎ）を取得し、旋回台７の前方の左右両側にそれぞれ配置されている一組の旋回台カメラ７ａが撮影した荷物Ｗの画像から荷物Ｗの現在位置情報を取得することができる（図２参照）。
【００５５】
ブーム位置算出部３１ｂは、取得した荷物Ｗの現在位置情報から荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を算出し、取得した旋回角度θｚ（ｎ）、伸縮長さｌｂ（ｎ）、起伏角度θｘ（ｎ）からブーム９の先端の現在位置であるブーム９の先端（ワイヤロープの繰り出し位置）の現在位置座標ｑ（ｎ）（以下、単に「ブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）」と記す）を算出することができる。また、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）とブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）とからワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）を算出することができる。さらに、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）と単位時間ｔ経過後の荷物Ｗの位置である荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とから荷物Ｗが吊り下げられているワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）を算出することができる。ブーム位置算出部３１ｂは、逆動力学を用いて荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）と、ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）とから単位時間ｔ経過後のブーム９の先端の位置であるブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出するように構成されている。
【００５６】
作動信号生成部３１ｃは、制御装置３１の一部であり、単位時間ｔ経過後のブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）から各アクチュエータの作動信号Ｍｄを生成する。作動信号生成部３１ｃは、ブーム位置算出部３１ｂから単位時間ｔ経過後のブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を取得することができる。作動信号生成部３１ｃは、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍまたはサブ用バルブ２６ｓの作動信号Ｍｄを生成するように構成されている。
【００５７】
次に、図８に示すように、制御装置３１は、ブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出するためのクレーン１の逆動力学モデルを定める。逆動力学モデルは、ＸＹＺ座標系に定義され、原点Ｏをクレーン１の旋回中心とする。制御装置３１は、逆動力学モデルにおいて、ｑ、ｐ、ｌｂ、θｘ、θｚ、ｌ、ｆおよびｅをそれぞれ定義する。ｑは、例えばブーム９の先端の現在位置座標ｑ（ｎ）を示し、ｐは、例えば荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を示す。ｌｂは、例えばブーム９の伸縮長さｌｂ（ｎ）示し、θｘは、例えば起伏角度θｘ（ｎ）を示し、θｚは、例えば旋回角度θｚ（ｎ）を示す。ｌは、例えばワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）を示し、ｆはワイヤロープの張力ｆを示し、ｅは、例えばワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）を示す。
【００５８】
このように定まる逆動力学モデルにおいてブーム９の先端の目標位置ｑと荷物Ｗの目標位置ｐとの関係が、荷物Ｗの目標位置ｐと荷物Ｗの質量ｍとワイヤロープのばね定数ｋｆとから式（１）によって表され、ブーム９の先端の目標位置ｑが、荷物Ｗの時間の関数である式（２）によって算出される。
【数１】
2020007130.tif 000003
【数２】
2020007130.tif 000004
ｆ：ワイヤロープの張力、ｋｆ：ばね定数、ｍ：荷物Ｗの質量、ｑ：ブーム９の先端の現在位置または目標位置、ｐ：荷物Ｗの現在位置または目標位置、ｌ：ワイヤロープの繰り出し量、ｅ：方向ベクトル、ｇ：重力加速度
【００５９】
ローパスフィルタＬｐは、所定の周波数以上の周波数を減衰させる。目標軌道算出部３１ａは、目標速度信号ＶｄにローパスフィルタＬｐを適用することにより微分操作による特異点（急激な位置変動）の発生を防止している。本実施形態において、ローパスフィルタＬｐは、ばね定数ｋｆの算出時における四階微分に対応するため四次のローパスフィルタＬｐを用いているが、所望する特性に合わせた次数のローパスフィルタＬｐを適用することができる。式（３）におけるａ、ｂは係数である。
【００６０】
【数３】
2020007130.tif 000005
【００６１】
ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）は、以下の式（４）から算出される。
ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）は、ブーム９の先端位置であるブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）と荷物Ｗの位置である荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）の距離で定義される。
【００６２】
【数４】
2020007130.tif 000006
【００６３】
ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）は、以下の式（５）から算出される。
ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）は、ワイヤロープの張力ｆ（式（１）参照）の単位長さのベクトルである。ワイヤロープの張力ｆは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）と単位時間ｔ経過後の荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）から算出される荷物Ｗの加速度から重力加速度を減算して算出される。
【００６４】
【数５】
2020007130.tif 000007
【００６５】
単位時間ｔ経過後のブーム９の先端の目標位置であるブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）は、式（１）をｎの関数で表した式（６）から算出される。ここで、αは、ブーム９の旋回角度θｚ（ｎ）を示している。
ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）は、逆動力学を用いてワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）と方向ベクトルｅ（ｎ＋１）とから算出される。
【００６６】
【数６】
2020007130.tif 000008
【００６７】
次に図９から図１２を用いて、制御装置３１における作動信号Ｍｄを生成するための荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄの算出およびブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）の算出の制御工程について詳細に記載する。
【００６８】
図９に示すように、ステップＳ１００において、制御装置３１は、クレーン１の制御方法における目標軌道算出工程Ａを開始し、ステップをステップＳ１１０に移行させる（図１０参照）。そして、目標軌道算出工程Ａが終了するとステップをステップＳ２００に移行させる（図９参照）。
【００６９】
ステップ２００において、制御装置３１は、クレーン１の制御方法におけるブーム位置算出工程Ｂを開始し、ステップをステップＳ２１０に移行させる（図１１参照）。そして、ブーム位置算出工程Ｂが終了するとステップをステップＳ３００に移行させる（図９参照）。
【００７０】
ステップ３００において、制御装置３１は、クレーン１の制御方法における作動信号生成工程Ｃを開始し、ステップをステップＳ３１０に移行させる（図１２参照）。そして、作動信号生成工程Ｃが終了するとステップをステップＳ１００に移行させる（図９参照）。
【００７１】
図１０に示すように、ステップＳ１１０において、制御装置３１の目標軌道算出部３１ａは、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを取得したか否か判定する。
その結果、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを取得した場合、目標軌道算出部３１ａはステップをＳ１２０に移行させる。
一方、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを取得していない場合、目標軌道算出部３１ａはステップをＳ１１０に移行させる。
【００７２】
ステップＳ１２０において、制御装置３１のブーム位置算出部３１ｂは、旋回台７の前方の左右両側の一組の旋回台カメラ７ａをステレオカメラとして構成し、荷物Ｗを撮影してステップをステップＳ１３０に移行させる。
【００７３】
ステップＳ１３０において、ブーム位置算出部３１ｂは、一組の旋回台カメラ７ａが撮影した画像から荷物Ｗの現在位置情報を算出し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。
【００７４】
ステップＳ１４０において、目標軌道算出部３１ａは、取得した荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを積分して荷物Ｗの目標位置情報を算出し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。
【００７５】
ステップＳ１５０において、目標軌道算出部３１ａは、算出した荷物Ｗの目標位置情報に式（３）の伝達関数Ｇ（ｓ）で示されるローパスフィルタＬｐを適用して目標軌道信号Ｐｄを単位時間ｔ毎に算出し、目標軌道算出工程Ａを終了してステップをステップＳ２００に移行させる（図９参照）。
【００７６】
図１１に示すように、ステップＳ２１０において、制御装置３１のブーム位置算出部３１ｂは、任意に定めた位置として、例えばブーム９の旋回中心である原点Ｏを基準位置Ｏとして、取得した荷物Ｗの現在位置情報から荷物Ｗの現在位置である荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ２２０に移行させる。
【００７７】
ステップＳ２２０において、ブーム位置算出部３１ｂは、取得した旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ）、伸縮長さｌｂ（ｎ）およびブーム９の起伏角度θｘ（ｎ）からブーム９の先端の現在位置座標ｑ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ２３０に移行させる。
【００７８】
ステップＳ２３０において、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）とブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）から上述の式（４）を用いてワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ２４０に移行させる。
【００７９】
ステップＳ２４０において、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を基準として、目標軌道信号Ｐｄから単位時間ｔ経過後の荷物Ｗの目標位置である荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）を算出し、ステップをステップＳ２５０に移行させる。
【００８０】
ステップＳ２５０において、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とから荷物Ｗの加速度を算出し、重力加速度を用いて上述の式（５）を用いてワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）を算出し、ステップをステップＳ２６０に移行させる。
【００８１】
ステップＳ２６０において、ブーム位置算出部３１ｂは、算出したワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）とから上述の式（６）を用いてブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出し、ブーム位置算出工程Ｂを終了してステップをステップＳ３００に移行させる（図９参照）。
【００８２】
図１２に示すように、ステップＳ３１０において、制御装置３１の作動信号生成部３１ｃは、ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）から単位時間ｔ経過後の旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ＋１）、伸縮長さＬｂ（ｎ＋１）、起伏角度θｘ（ｎ＋１）およびワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）を算出し、ステップをステップＳ３２０に移行させる。
【００８３】
ステップＳ３２０において、作動信号生成部３１ｃは、算出した旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ＋１）、伸縮長さＬｂ（ｎ＋１）、起伏角度θｘ（ｎ＋１）、ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）から旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍまたはサブ用バルブ２６ｓの作動信号Ｍｄをそれぞれ生成し、作動信号生成工程Ｃを終了してステップをステップＳ１００に移行させる（図９参照）。
【００８４】
制御装置３１は、目標軌道算出工程Ａとブーム位置算出工程Ｂと作動信号生成工程Ｃとを繰り返すことで、ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出し、単位時間ｔ経過後に、ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）と荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ＋１）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋２）からワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋２）を算出し、ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋２）とから、更に単位時間ｔ経過後のブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋２）を算出する。つまり、制御装置３１は、ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）を算出し、逆動力学を用いて荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ＋１）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）とから単位時間ｔ経過後のブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を順次算出する。制御装置３１は、ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）に基づいて作動信号Ｍｄを生成するフィードフォワード制御によって各アクチュエータを制御している。
【００８５】
また、制御装置３１は、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）に基づいて水平面における基準位置Ｏから荷物Ｗまでの距離と、荷物Ｗの底面から地面までの距離（高さ）と、を端末側表示装置４０等に表示することができる。つまり、制御装置３１は、キャビン１７内の操縦席から荷物Ｗまでのおおよその距離と地面から荷物Ｗの底面までの距離とを数値で客観的に表示することができる。この際、制御装置３１は、基準位置Ｏから任意に指定した範囲内、または地面から任意に指定した高さ以下に荷物がある場合、対象となる距離の表示を強調したり警報を鳴らしたりして操縦者に報知する。
【００８６】
また、本実施形態において、クレーン１は、旋回台カメラ７ａが撮影した画像から障害物を検知する機能を有してもよい。制御装置３１は、画像認識によって経路上の障害物を検知した場合、荷物Ｗと障害物との接触を回避するように各アクチュエータを制御する。例えば、制御装置３１は、揺れを抑制しながら停止するように作動信号Ｍｄを生成して各アクチュエータのバルブを制御する。もしくは、制御装置３１は、所定の条件に基づいて障害物を回避する荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄを生成する。制御装置３１は、旋回台カメラ７ａが撮影した荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とに基づいて算出した速度ベクトルから障害物と荷物Ｗの衝突までの時間を推測することで余裕時間の判定が可能である。
【００８７】
このように構成することで、クレーン１は、操作端末３２から任意に入力される荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄに基づいて目標軌道信号Ｐｄを算出しているので、規定の速度パターンに限定されない。また、クレーン１は、荷物Ｗを基準としてブーム９の制御信号を生成するとともに、操縦者の意図する目標軌道に基づいてブーム９の制御信号が生成されるフィードフォワード制御が適用されている。このため、クレーン１は、操作信号に対する応答遅れが小さく、応答遅れによる荷物Ｗの揺れを抑制している。また、逆動力学モデルを構築し、旋回台カメラ７ａを利用して実測した荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とからブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）が算出されるので誤差を抑制することができる。更に、ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出する際の微分操作によって生じる特異点を含む周波数成分が減衰されるので、ブーム９の制御が安定する。また、クレーン１は、荷物Ｗが地面、地物、クレーン１等に衝突しないように荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）が数値で端末側表示装置４０等に表示されている。これにより、クレーン１は、荷物Ｗを基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物Ｗの揺れを高精度に抑制しつつ目標軌道に沿って移動させることができる。
【００８８】
次に、図１３と図１４を用いて、クレーン装置６の制御装置３１における目標速度信号Ｖｄの補正について説明する。制御装置３１は、ステレオカメラとして構成されている一組の旋回台カメラ７ａが撮影した荷物Ｗの映像から荷物Ｗの現在速度情報を取得することができるものとする。なお、以下の実施形態に係る目標速度信号Ｖｄの補正は、図１から図１２に示すクレーン１および制御工程において、不使用フックの制振制御に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００８９】
図１３に示すように、目標軌道算出部３１ａは、ブーム位置算出部３１ｂから荷物Ｗの現在速度ｖ（ｎ）を単位時間ｔ毎に取得することができる。また、目標軌道算出部３１ａは、取得した荷物Ｗの現在速度ｖ（ｎ）と操作端末３２から取得した荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄとの速度差を単位時間ｔ毎に算出することができる。また、目標軌道算出部３１ａは、算出した目標軌道信号Ｐｄに速度差を小さくする補正係数Ｇｎを乗じた補正軌道信号Ｐｄｃを単位時間ｔ毎に算出することができる。補正係数Ｇｎは、目標速度信号Ｖｄのゲインを示している。目標軌道算出部３１ａは、速度差に応じて目標軌道信号Ｐｄに乗ずる補正係数Ｇｎが定められている。
【００９０】
ブーム位置算出部３１ｂは、一組の旋回台カメラ７ａが撮影した荷物Ｗの画像から荷物Ｗの現在速度情報を取得することができる。さらに、ブーム位置算出部３１ｂは、取得した荷物Ｗの現在速度情報から荷物Ｗの現在速度Ｖ（ｎ）を算出することができる。
【００９１】
図１４に示すように、制御装置３１は、目標軌道算出部３１ａで取得した荷物Ｗの現在速度ｖ（ｎ）（図における一点鎖線）と目標速度信号Ｖｄ（図における実線）との速度差に応じて補正係数Ｇｎを決定する。そして、制御装置３１は、既に算出されている目標軌道信号Ｐｄ（図における二点鎖線）に補正係数Ｇｎを乗算して補正軌道信号Ｐｄｃを算出する。例えば、制御装置３１は、現在速度ｖ（ｎ）が目標速度信号Ｖｄよりも大きい場合、目標速度信号Ｖｄを大きくする補正係数Ｇｎを目標軌道信号Ｐｄに乗算する。
【００９２】
次に図１５を用いて、制御装置３１における作動信号Ｍｄを生成するための荷物Ｗの補正軌道信号Ｐｄｃの算出およびブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）の算出の制御工程について詳細に記載する。
【００９３】
図１５に示すように、ステップＳ１２０において、制御装置３１のブーム位置算出部３１ｂは、旋回台７の前方の左右両側の一組の旋回台カメラ７ａをステレオカメラとして構成し、荷物Ｗを撮影してステップをステップＳ１２１に移行させる。
【００９４】
ステップＳ１２１において、ブーム位置算出部３１ｂは、一組の旋回台カメラ７ａが撮影した映像から荷物Ｗの現在速度情報を取得し、荷物Ｗの現在速度ｖ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ１２２に移行させる。
【００９５】
ステップＳ１２２において、制御装置３１の目標軌道算出部３１ａは、算出した荷物Ｗの現在速度ｖ（ｎ）と目標速度信号Ｖｄとの速度差から補正係数Ｇｎを決定し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。
【００９６】
ステップＳ１４０、ステップＳ１５０は上述の通りである。
【００９７】
ステップＳ１５１において、目標軌道算出部３１ａは、算出した目標軌道信号Ｐｄに補正係数Ｇｎを乗じて補正軌道信号Ｐｄｃを算出し、目標軌道算出工程Ａを終了してステップをステップＳ２００に移行させる（図９参照）。
【００９８】
このように構成することで、クレーン１は、旋回台カメラ７ａを用いて荷物Ｗの現在速度ｖ（ｎ）を計測し目標速度信号Ｖｄと現在速度ｖ（ｎ）との速度差に基づいて目標軌道信号Ｐｄが補正されるので、目標軌道信号Ｐｄと荷物Ｗの現在位置ｐ（ｎ）とのずれ量を小さくすることができる。この際、クレーン１は、所定の周波数以上の周波数を減衰させた目標軌道信号Ｐｄを補正しているので、荷物Ｗの揺れを高精度に抑制しつつ荷物Ｗの現在位置ｐ（ｎ）に対するずれ量を小さくすることができる。
【００９９】
次に、図２と図１６を用いてステレオカメラとして構成される一組の旋回台カメラ７ａの校正方法について説明する。
【０１００】
図２に示すように、クレーン１の一組の旋回用カメラ７ｂは、所定の設置幅Ｌ１で設けられている。また、クレーン１のメインフックブロック１０と図示しないサブフックブロック１１）とには、校正用の一組のマーカー４２が所定のピッチＬ２で設けられている。
【０１０１】
図１６に示すように、マーカー４２は、校正の基準となる印である。マーカー４２は、ＬＥＤや蛍光塗料から構成されている。校正作業時、クレーン１は、ブーム９の先端の鉛直方向にメインフックブロック１０が配置されるように制御されている。クレーン装置６の制御装置３１は、任意に定めた基準位置Ｏを原点とするブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）と旋回台カメラ７ａが設けられている位置、およびワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）から、メインフックブロック１０と旋回台カメラ７ａとの距離Ｌ３を算出する。つまり、制御装置３１は、クレーン１の姿勢情報を利用して旋回台カメラ７ａからマーカー４２までの距離Ｌ３を算出する。次に、制御装置３１は、一組の旋回用カメラ７ｂの設置幅Ｌ１、一組のマーカー４２のピッチＬ２およびマーカー４２までの距離Ｌ３から、被写体である荷物Ｗまでの距離を画像中の荷物Ｗの大きさから算出できるように校正を行う。
【０１０２】
このようにクレーン１は、ブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）と旋回台カメラ７ａが設けられている位置、およびワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）を利用して、ステレオカメラとして構成されている旋回台カメラ７ａの校正が自動的に行われる。このように構成することで、クレーン１は、レーザー測距計等の測定器具を用いることなく、旋回台カメラ７ａからメインフックブロック１０（荷物Ｗ）までの空間距離である距離Ｌ３を正確に算出することができる。
【０１０３】
上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【０１０４】
１      クレーン
６      クレーン装置
７ａ    旋回台カメラ
９      ブーム
Ｏ      基準位置
Ｖｄ    目標速度信号
ｐ（ｎ）      荷物Ｗの現在位置座標
ｐ（ｎ＋１）  荷物Ｗの目標位置座標
ｑ（ｎ）      ブームの現在位置座標
ｑ（ｎ＋１）  ブームの目標位置座標
【図１】
2020007130.tif 000009
【図２】
2020007130.tif 000010
【図３】
2020007130.tif 000011
【図４】
2020007130.tif 000012
【図５】
2020007130.tif 000013
【図６】
2020007130.tif 000014
【図７】
2020007130.tif 000015
【図８】
2020007130.tif 000016
【図９】
2020007130.tif 000017
【図１０】
2020007130.tif 000018
【図１１】
2020007130.tif 000019
【図１２】
2020007130.tif 000020
【図１３】
2020007130.tif 000021
【図１４】
2020007130.tif 000022
【図１５】
2020007130.tif 000023
【図１６】
2020007130.tif 000024