(57)【要約】【課題】吊り具に設けられた音源から発振される音を起伏体に設けられたマイクユニットによって正確に受信し、吊り具の位置を精度良く算出することが可能なクレーンを提供する。【解決手段】クレーン１０は、ブーム１６に配置された複数のマイクユニット８０と、フック５５に配置されたスピーカーユニット６０と、第１フック位置取得部７０１と、スピーカー角度演算部７０２と、第２フック位置取得部７０３と、を備える。スピーカー角度演算部７０２は、第１フック位置取得部７０１が取得する旋回角度（基準位置情報）に応じてスピーカーユニット６０の可聴領域にマイクユニット８０の受信部Ｍが含まれるように、スピーカーユニット６０およびマイクユニット８０の相対姿勢を調整する。第２フック位置取得部７０３は、複数のマイクユニット８０が受信する音の時間差に応じてフック５５の位置を算出する。【選択図】図３
2020200173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体と、
前記機体に水平な回転中心軸回りに起伏方向に回動可能に支持された起伏体基端部と、前記起伏体基端部とは反対側に配置された起伏体先端部とを有する起伏体と、
前記起伏体先端部から垂下されたロープと、
前記ロープの下端部に装着され、吊り荷を吊り上げ可能な吊り部と、
前記起伏体にそれぞれ装着された複数のマイクユニットであって音波を受け入れ可能な受信部をそれぞれ有する複数のマイクユニットと、
前記吊り部に装着され、特定の指向方向に向かって形成された可聴領域に音波を発振可能な指向性スピーカーと、
前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーの相対姿勢を調整するための基準位置情報を取得する基準位置情報取得部と、
前記基準位置情報取得部によって取得された前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーの前記相対姿勢を調整する相対姿勢調整部と、
前記相対姿勢が調整された状態で前記指向性スピーカーから発振された音波が前記複数のマイクユニットの前記受信部にそれぞれ到達する時間差に基づいて、前記機体に対する前記吊り部の相対位置を算出する位置算出部と、
を備える、クレーン。
【請求項２】
前記相対姿勢調整部は、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更する、請求項１に記載のクレーン。
【請求項３】
前記指向性スピーカーは、
前記音波を発振可能な発振部と、
前記発振部を水平な第１スピーカー回転中心軸回りに揺動可能に支持するスピーカー支持部と、
を有し、
前記相対姿勢調整部は、
前記発振部を前記第１スピーカー回転中心軸回りに揺動させる駆動力を発生する第１スピーカー駆動部と、
前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第１スピーカー駆動部を制御して前記指向性スピーカーの前記発振部を前記第１スピーカー回転中心軸回りに揺動させるスピーカー駆動制御部と、
を有する、請求項２に記載のクレーン。
【請求項４】
前記複数のマイクユニットは、前記受信部を水平な第１マイク回転中心軸回りに揺動可能に支持するマイク支持部をそれぞれ有し、
前記相対姿勢調整部は、
前記複数のマイクユニットの前記発振部を前記第１マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させる駆動力を発生する第１マイク駆動部と、
前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第１マイク駆動部を制御して前記複数のマイクユニットの前記受信部を前記第１マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させるマイク駆動制御部と、
を有する、請求項２または３に記載のクレーン。
【請求項５】
前記ロープの巻き上げおよび繰り出しを行うことで前記吊り部を昇降させることが可能な吊りウインチを更に備え、
前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記吊り部の昇降によって変化する前記吊り部の地上高度に関する情報である高さ情報を取得し、
前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記高さ情報に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更する、請求項３または４に記載のクレーン。
【請求項６】
前記起伏体を前記起伏方向に回動させることが可能な起伏体駆動部を更に備え、
前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記起伏体駆動部によって回動される前記起伏体の起伏角を取得し、
前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記起伏角に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更する、請求項３または４に記載のクレーン。
【請求項７】
前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記起伏体先端部を支点とする前記吊り部の前後方向の振れ量に関する情報である振れ情報を取得し、
前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記振れ情報に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更する、請求項３または４に記載のクレーン。
【請求項８】
前記指向性スピーカーは、
前記音波を発振可能な発振部と、
前記発振部を少なくとも上下方向に延びる第２スピーカー回転中心軸回りに揺動可能に支持するスピーカー支持部と、
を有し、
前記相対姿勢調整部は、
前記発振部を前記第２スピーカー回転中心軸回りに揺動させる駆動力を発生する第２スピーカー駆動部と、
前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第２スピーカー駆動部を制御して前記指向性スピーカーの前記発振部を前記第２スピーカー回転中心軸回りに揺動させるスピーカー駆動制御部と、
を有する、請求項２に記載のクレーン。
【請求項９】
前記複数のマイクユニットは、前記受信部を少なくとも上下方向に延びる第２マイク回転中心軸回りに揺動可能に支持するマイク支持部をそれぞれ有し、
前記相対姿勢調整部は、
前記複数のマイクユニットを前記第２マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させる駆動力を発生する第２マイク駆動部と、
前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第２マイク駆動部を制御して前記複数のマイクユニットの前記受信部を前記第２マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させるマイク駆動制御部と、
を有する、請求項２または８に記載のクレーン。
【請求項１０】
前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記起伏体先端部を支点とする前記吊り部の左右方向の振れ量に関する情報である振れ情報を取得し、
前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記振れ情報に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更する、請求項８または９に記載のクレーン。
【請求項１１】
前記機体は、
地上を走行可能な下部走行体と、
前記下部走行体に上下方向に延びる旋回中心軸回りに旋回可能に支持されかつ前記起伏体を起伏可能に支持する上部旋回体と、
を有し、
前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回角度を取得し、
前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記旋回角度に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更する、請求項８または９に記載のクレーン。
【請求項１２】
前記複数のマイクユニットは、それぞれが複数のマイクユニットを含む複数組のマイクユニットであって、前記起伏体基端部と前記起伏体先端部とを結ぶ方向である起伏体長手方向に沿って互いに間隔をおいて配置された複数組のマイクユニットを含み、
前記相対姿勢調整部は、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に応じて前記複数組のマイクユニットから少なくとも一組の特定マイクユニットを選択することで、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーの相対姿勢を調整し、
前記位置算出部は、前記特定マイクユニットが選択された状態で前記指向性スピーカーから発振された音波が前記特定マイクユニットの前記複数のマイクユニットの前記受信部にそれぞれ到達する時間差に基づいて、前記機体に対する前記吊り部の相対位置を算出する、請求項１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、クレーンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設現場、工場、港湾等において様々な種類のクレーンが物資の運搬などに利用されている。クレーンを用いて荷役を行う場合、巻き上げ、巻き下げ、旋回等の動作が行われるが、その際に吊り荷に振れ（以下、荷振れという）が生じることがある。このような荷振れが生じることにより、クレーンの操作および作業が困難になることが多い。このため、従来から吊り荷の位置を正確に把握するための技術が種々提案されている。
【０００３】
非特許文献１には、天井クレーンを対象とする荷振れ角度を測定するために、フックや吊り具に音源が設けられる一方、クレーン本体に互いに間隔をおいて２つのマイクユニットが設けられる技術が開示されている。
【０００４】
当該技術では、クレーン本体に備えられた２つのマイクユニットが音源の音響信号をそれぞれ受信し、その２つの音響信号の到達時間差を求めた上で、この到達時間差と荷振れ角度との関係を非線形方程式で表し、計算処理によって荷振れ角度を算出する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Journal of Robotics, Networking and Artificial Life, Vol.4, No. 4, March 2018, p.322-325
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１に記載された技術を移動式クレーンに適用する場合、吊り具に配置された音源から発生される音を、ブームに備えられた２つのマイクユニットによって受けとることとなる。この場合、ブームの起伏や吊り具の巻き上げ、巻き下げ動作によって音源とマイクユニットとの相対位置がずれやすく、音源から発生された音をマイクユニットが正確に受け取ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、吊り部に設けられた音源から発振される音を起伏体に設けられたマイクユニットによって正確に受信し、吊り部の位置を精度良く算出することが可能なクレーン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】
本発明の一の局面に係るクレーンは、機体と、前記機体に水平な回転中心軸回りに起伏方向に回動可能に支持された起伏体基端部と、前記起伏体基端部とは反対側に配置された起伏体先端部とを有する起伏体と、前記起伏体先端部から垂下されたロープと、前記ロープの下端部に装着され、吊り荷を吊り上げ可能な吊り部と、前記起伏体にそれぞれ装着された複数のマイクユニットであって音波を受け入れ可能な受信部をそれぞれ有する複数のマイクユニットと、前記吊り部に装着され、特定の指向方向に向かって形成された可聴領域に音波を発振可能な指向性スピーカーと、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーの相対姿勢を調整するための基準位置情報を取得する基準位置情報取得部と、前記基準位置情報取得部によって取得された前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーの前記相対姿勢を調整する相対姿勢調整部と、前記相対姿勢が調整された状態で前記指向性スピーカーから発振された音波が前記複数のマイクユニットの前記受信部にそれぞれ到達する時間差に基づいて、前記機体に対する前記吊り部の相対位置を算出する位置算出部と、を備える。
【０００９】
本構成によれば、指向性スピーカーから発振された音波が前記複数のマイクユニットの受信部にそれぞれ到達する時間差に基づいて、位置算出部が機体に対する吊り部の相対位置を算出する。当該算出に先だって、相対姿勢調整部は、基準位置情報取得部によって取得された基準位置情報に基づいて、指向性スピーカーの可聴領域に前記複数のマイクユニットの受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーの相対姿勢を調整する。この結果、吊り部に設けられた指向性スピーカーから発振される音を起伏体に設けられたマイクユニットによって正確に受信し、吊り部の位置を精度良く算出することが可能となる。
【００１０】
上記の構成において、前記相対姿勢調整部は、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更することが望ましい。
【００１１】
本構成によれば、複数のマイクユニットおよび指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更することで、指向性スピーカーの可聴領域に複数のマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００１２】
上記の構成において、前記指向性スピーカーは、前記音波を発振可能な発振部と、前記発振部を水平な第１スピーカー回転中心軸回りに揺動可能に支持するスピーカー支持部と、を有し、前記相対姿勢調整部は、前記発振部を前記第１スピーカー回転中心軸回りに揺動させる駆動力を発生する第１スピーカー駆動部と、前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第１スピーカー駆動部を制御して前記指向性スピーカーの前記発振部を前記第１スピーカー回転中心軸回りに揺動させるスピーカー駆動制御部と、を有することが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、スピーカー駆動制御部が、第１スピーカー駆動部を制御することで、指向性スピーカーの発振部を水平な回転中心軸回りに揺動させ、指向性スピーカーの可聴領域を前後方向および上下方向に移動させることができる。この結果、指向性スピーカーの可聴領域に複数のマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００１４】
上記の構成において、前記複数のマイクユニットは、前記受信部を水平な第１マイク回転中心軸回りに揺動可能に支持するマイク支持部をそれぞれ有し、前記相対姿勢調整部は、前記複数のマイクユニットを前記第１マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させる駆動力を発生する第１マイク駆動部と、前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第１マイク駆動部を制御して前記複数のマイクユニットの前記受信部を前記第１マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させるマイク駆動制御部と、を有することが望ましい。
【００１５】
本構成によれば、マイク駆動制御部が、第１マイク駆動部を制御することで、マイクユニットを水平な回転中心軸回りに揺動させ、マイクユニットの受信部を前後方向および上下方向に移動させることができる。この結果、指向性スピーカーの可聴領域に複数のマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００１６】
上記の構成において、前記ロープの巻き上げおよび繰り出しを行うことで前記吊り部を昇降させることが可能な吊りウインチを更に備え、前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記吊り部の昇降によって変化する前記吊り部の地上高度に関する情報である高さ情報を取得し、前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記高さ情報に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更することが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、吊りウインチによる吊り部の昇降に応じて、マイクユニットおよび指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更し、指向性スピーカーの可聴領域にマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記起伏体を前記起伏方向に回動させることが可能な起伏体駆動部を更に備え、前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記起伏体駆動部によって回動される前記起伏体の起伏角を取得し、前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記起伏角に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更することが望ましい。
【００１９】
本構成によれば、起伏体の起伏動作による吊り部の昇降および前後移動に応じて、マイクユニットおよび指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更し、指向性スピーカーの可聴領域にマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００２０】
上記の構成において、前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記起伏体先端部を支点とする前記吊り部の前後方向の振れ量に関する情報である振れ情報を取得し、前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記振れ情報に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更することが望ましい。
【００２１】
本構成によれば、吊り部の前後方向における振れに応じて、マイクユニットおよび指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更し、指向性スピーカーの可聴領域にマイクユニットの受信部を配置することができる。
【００２２】
上記の構成において、前記指向性スピーカーは、前記音波を発振可能な発振部と、前記発振部を少なくとも上下方向に延びる第２スピーカー回転中心軸回りに揺動可能に支持するスピーカー支持部と、を有し、前記相対姿勢調整部は、前記発振部を前記第２スピーカー回転中心軸回りに揺動させる駆動力を発生する第２スピーカー駆動部と、前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第２スピーカー駆動部を制御して前記指向性スピーカーの前記発振部を前記第２スピーカー回転中心軸回りに揺動させるスピーカー駆動制御部と、を有することが望ましい。
【００２３】
本構成によれば、スピーカー駆動制御部が、第２スピーカー駆動部を制御することで、指向性スピーカーの発振部を少なくとも上下方向に延びる回転中心軸回りに揺動させ、指向性スピーカーの可聴領域を左右方向に移動させることができる。この結果、指向性スピーカーの可聴領域に複数のマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００２４】
上記の構成において、前記複数のマイクユニットは、前記受信部を少なくとも上下方向に延びる第２マイク回転中心軸回りに揺動可能に支持するマイク支持部をそれぞれ有し、前記相対姿勢調整部は、前記複数のマイクユニットを前記第２マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させる駆動力を発生する第２マイク駆動部と、前記基準位置情報に基づいて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記第２マイク駆動部を制御して前記複数のマイクユニットの前記受信部を前記第２マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させるマイク駆動制御部と、を有することが望ましい。
【００２５】
本構成によれば、マイク駆動制御部が、第２マイク駆動部を制御することで、マイクユニットを少なくとも上下方向に延びる回転中心軸回りに揺動させ、マイクユニットの受信部を左右方向に移動させることができる。この結果、指向性スピーカーの可聴領域に複数のマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００２６】
上記の構成において、前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記起伏体先端部を支点とする前記吊り部の左右方向の振れ量に関する情報である振れ情報を取得し、前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記振れ情報に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更することが望ましい。
【００２７】
本構成によれば、吊り部の左右方向における振れに応じて、マイクユニットおよび指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更し、指向性スピーカーの可聴領域にマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００２８】
上記の構成において、前記機体は、地上を走行可能な下部走行体と、前記下部走行体に上下方向に延びる旋回中心軸回りに旋回可能に支持されかつ前記起伏体を起伏可能に支持する上部旋回体と、を有し、前記基準位置情報取得部は、前記基準位置情報として、前記上部旋回体の前記下部走行体に対する旋回角度を取得し、前記相対姿勢調整部は、前記基準位置情報取得部によって取得された前記旋回角度に応じて、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に前記複数のマイクユニットの前記受信部がそれぞれ含まれるように、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更することが望ましい。
【００２９】
本構成によれば、下部走行体に対する上部旋回体の旋回動作に応じて、マイクユニットおよび指向性スピーカーのうちの少なくとも一方の姿勢を変更し、指向性スピーカーの可聴領域にマイクユニットの受信部を確実に配置することができる。
【００３０】
上記の構成において、前記複数のマイクユニットは、それぞれが複数のマイクユニットを含む複数組のマイクユニットであって、前記起伏体基端部と前記起伏体先端部とを結ぶ方向である起伏体長手方向に沿って互いに間隔をおいて配置された複数組のマイクユニットを含み、前記相対姿勢調整部は、前記指向性スピーカーの前記可聴領域に応じて前記複数組のマイクユニットから少なくとも一組の特定マイクユニットを選択することで、前記複数のマイクユニットおよび前記指向性スピーカーの相対姿勢を調整し、前記位置算出部は、前記特定マイクユニットが選択された状態で前記指向性スピーカーから発振された音波が前記特定マイクユニットの前記複数のマイクユニットの前記受信部にそれぞれ到達する時間差に基づいて、前記機体に対する前記吊り部の相対位置を算出することが望ましい。
【００３１】
本構成によれば、相対姿勢調整部が複数組のマイクユニットの中から特定マイクユニットを選択することで、指向性スピーカーの可聴領域にマイクユニットの受信部を容易に配置することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、吊り具に設けられた音源から発振される音を起伏体に設けられたマイクユニットによって正確に受信し、吊り具の位置を精度良く算出することが可能なクレーンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るクレーンの側面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るクレーンの側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るクレーンにおいて複数のマイクユニットの配置を示す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るクレーンの吊り部に設けられた指向性スピーカーを示す拡大側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るクレーンにおいて起伏体に設けられたマイクユニットを示す拡大側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るクレーンの上部旋回体が旋回する様子を示す平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るクレーンの制御部のブロック図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴って指向性スピーカーの姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るクレーンの制御部のブロック図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るクレーンにおいてブームに設けられたマイクユニットを示す拡大側面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴って指向性スピーカーおよびマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るクレーンにおいて複数のマイクユニットの配置を示す側面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴ってマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴ってマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係るクレーンの制御部のブロック図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴って特定マイクユニットが選択される様子を示す模式図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴って特定マイクユニットが選択される様子を示す模式図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴って選択される特定マイクユニットの位置を示す模式図である。
【図１９】本発明の第５実施形態に係るクレーンにおいてブームに設けられたマイクユニットを示す拡大側面図である。
【図２０】本発明の第５実施形態に係るクレーンの制御部のブロック図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴ってマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【図２２】本発明の第５実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の上昇に伴ってマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【図２３】本発明の第５実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の前後振れに伴ってマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【図２４】本発明の第５実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の左右振れに伴ってマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式的平面図である。
【図２５】本発明の第５実施形態に係るクレーンにおいて吊り部の左右振れに伴ってマイクユニットの姿勢が変更される様子を示す模式的正面図である。
【図２６】本発明の各実施形態において、位置算出部が前後方向および上下方向を含む面内における吊り部の位置を算出する様子を示す模式図である。
【図２７】本発明の各実施形態において、位置算出部が前後方向および左右方向を含む面内における吊り部の位置を算出する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。本発明では、後記の詳細な各実施形態が、図１のクレーン１０Ａまたは図２のクレーン１０Ｂに適用される。図１は、本発明の一実施形態に係るクレーン１０Ａ（１０）の側面図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、各実施形態に係るクレーンの構造および組立方法を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係るクレーンの移動方向や使用態様などを限定するものではない。また、以後の一部の図には、地面Ｇが図示されている。
【００３５】
クレーン１０Ａは、機体に相当する上部旋回体１２および上部旋回体１２を旋回可能に支持する下部走行体１４と、起伏体として機能するブーム１６と、ブーム起伏用部材であるラチスマスト１７およびマスト２０と、を備える。上部旋回体１２の前端部には、作業者が搭乗するキャブ１５が配置されている。
【００３６】
ブーム１６は、前記機体に水平な回転中心軸回りに起伏方向に回動可能に支持されたブーム基端部１６Ｓ（起伏体基端部）（図３参照）と、ブーム基端部１６Ｓとは反対側に配置されたブーム先端部１６Ｔ（起伏体先端部）とを有する。なお、図１に示されるブーム１６は、いわゆるラチス型であり、基端側部材と、一または複数（図例では２個）の中間部材と、先端側部材とから構成される。基端側部材は、上部旋回体１２の前部に起伏方向に回動可能となるように連結される。中間部材は、基端側部材の先端側に着脱可能に継ぎ足される。先端側部材は中間部材の先端側に着脱可能に継ぎ足される。
【００３７】
ただし、本発明ではブームの具体的な構造は限定されない。例えば、当該ブームの中間部材の数は、上記とは異なるものでもよい。また、ブームは、単一の部材で構成されたものでもよい。更に、ブームは伸縮式の形態からなるものでもよい。
【００３８】
ラチスマスト１７は、マスト基端部と、マスト先端部と、を備える。マスト基端部は、ブーム１６の後側の位置でブーム１６の回動軸と平行な回動軸回りに上部旋回体１２に回動可能に支持される。すなわち、ラチスマスト１７もブーム１６の起伏方向と同方向に回動可能である。マスト先端部は、長手方向においてマスト基端部とは反対側に配置された、ラチスマスト１７の先端部である。ラチスマスト１７は、ブーム１６の回動における支柱となる。
【００３９】
更に、クレーン１０は、下部スプレッダ１９Ａと、上部スプレッダ１９Ｂと、ガイライン２８と、起伏用ロープ４４と、起伏用ウインチ３２と、を備える。
【００４０】
下部スプレッダ１９Ａは、ラチスマスト１７のマスト先端部に回動可能に支持される。下部スプレッダ１９Ａは、シーブブロック１９１を備える。シーブブロック１９１には、複数のシーブが幅方向（左右方向）に配列されている。
【００４１】
上部スプレッダ１９Ｂは、下部スプレッダ１９Ａの前方に所定の間隔をおいて配置される。上部スプレッダ１９Ｂは、ガイライン２８を介してブーム１６のブーム先端部１６Ｔに着脱可能に接続される。上部スプレッダ１９Ｂは、シーブブロック１９２を備える。シーブブロック１９２には、複数のシーブが幅方向（左右方向）に配列されている。
【００４２】
ガイライン２８は、図１の紙面と直交する左右方向に一対配置されている。ガイライン２８の後端部は、上部スプレッダ１９Ｂに接続され、ガイライン２８の前端部は、ブーム先端部１６Ｔに着脱可能に接続される。ガイライン２８は、ガイリンク（金属製の板材）、ガイロープ、ガイワイヤ（金属製の線材）などを含む。
【００４３】
起伏用ロープ４４は、起伏用ウインチ３２から引き出され、ラチスマスト１７の先端部のシーブに掛けられた後、シーブブロック１９１とシーブブロック１９２との間で複数回掛け回される。
【００４４】
起伏用ウインチ３２は、ブーム１６を起伏させるためのものであり、ラチスマスト１７の基端部に配置される。起伏用ウインチ３２は、起伏用ロープ４４の巻き取りおよび繰り出しを行うことで下部スプレッダ１９Ａのシーブブロック１９１と上部スプレッダ１９Ｂのシーブブロック１９２との間の距離を変化させ、ブーム１６をラチスマスト１７に対して相対的に回動させながらブーム１６を起伏させる。
【００４５】
マスト２０は、基端及び回動端（先端）を有し、ラチスマスト１７の後側で上部旋回体１２に回動可能に連結される。マスト２０は、断面視で矩形形状からなる。マスト２０の回動軸は、ブーム１６の回動軸と平行でかつラチスマスト１７の回動軸とほぼ同じ位置に配置されている。すなわち、このマスト２０もブーム１６の起伏方向と同方向に回動可能である。
【００４６】
更に、クレーン１０は、ガイライン２４と、起伏用ロープ３８と、起伏用ウインチ３０と、を備える。
【００４７】
ガイライン２４は、図１の紙面と直交する左右方向に一対配置されている。ガイライン２４は、ラチスマスト１７の先端部とマスト２０の回動端部とを接続する。この接続は、ラチスマスト１７の回動とマスト２０の回動とを連携させる。
【００４８】
起伏用ロープ３８は、上部旋回体１２に配置され複数のシーブが幅方向に配列されたたシーブブロック４２と、マスト２０の回動端部に配置され複数のシーブが幅方向に配列されたシーブブロック４０との間で複数回掛け回される。
【００４９】
起伏用ウインチ３０は、マスト２０の基端部側に配置される。起伏用ウインチ３０は、起伏用ロープ３８の巻き取りおよび繰り出しを行う。起伏用ウインチ３０の巻き取り、繰り出し動作によって、マスト２０の先端部のシーブブロック４０と上部旋回体１２の後端部のシーブブロック４２との間の距離が変化し、上部旋回体１２に対してマスト２０およびラチスマスト１７が一体的に回動しながら、ラチスマスト１７が起伏する。なお、ラチスマスト１７およびマスト２０の回動は、主にクレーン１０Ａの組立分解時に行われ、クレーン１０Ａの使用時にはラチスマスト１７およびマスト２０の位置（対地角）はほぼ固定されている。
【００５０】
クレーン１０Ａには、前述の起伏用ウインチ３０および起伏用ウインチ３２以外に、吊り荷の巻上げ及び巻下げを行うための主巻用ウインチ３４及び補巻用ウインチ３６が搭載される。本実施形態に係るクレーン１０Ａでは、主巻用ウインチ３４及び補巻用ウインチ３６がいずれもブーム１６の基端側部材に据え付けられる。クレーン１０Ａのウインチ３４，３６は上部旋回体１２に搭載されていてもよい。
【００５１】
主巻用ウインチ３４（吊りウインチ）は、主巻ロープ５１（図１）による吊り荷の巻き上げ及び巻き下げを行う。この主巻について、ブーム１６のブーム先端部１６Ｔには不図示の主巻用ガイドシーブが回転可能に設けられ、さらに主巻用ガイドシーブに隣接する位置に複数の主巻用ポイントシーブが幅方向に配列されたシーブブロック５４が設けられている。ブーム先端部１６Ｔのシーブブロック５４から垂下された主巻ロープ５１には、吊り荷を吊り上げ可能なフック５５（吊り部）が連結されている。そして、主巻用ウインチ３４から引き出された主巻ロープ５１が主巻用ガイドシーブに順に掛けられ、かつ、シーブブロック５４のシーブと、フック５５に設けられたシーブブロック５６のシーブとの間に掛け渡される。従って、主巻用ウインチ３４が主巻ロープ５１の巻き取りや繰り出しを行うと、フック５５の巻上げ及び巻下げ（昇降）が行われる。
【００５２】
同様にして、補巻用ウインチ３６は、補巻ロープ５２による吊り荷の巻き上げ及び巻き下げを行う。この補巻については、上記の主巻と同様の不図示の構造が備えられている。そして、補巻用ウインチ３６が補巻ロープ５２の巻き取りや繰り出しを行うと、補巻ロープ５２の末端に連結された図略の吊荷用の補フックが巻き上げられ、または巻き下げられる。
【００５３】
なお、クレーン１０Ａでは、ラチスマスト１７、下部スプレッダ１９Ａ、上部スプレッダ１９Ｂ、マスト２０、ガイライン２４、ガイライン２８、起伏用ウインチ３０、起伏用ロープ３８、シーブブロック４０およびシーブブロック４２が、ブーム１６を起伏させるブーム駆動部（起伏体駆動部）として機能する。
【００５４】
図２は、本発明の他の実施形態に係るクレーン１０Ｂ（１０）の側面図である。以下では、クレーン１０Ｂと前述のクレーン１０Ａとの相違点について説明する。クレーン１０Ｂでは、マスト２０、ガイライン２４、起伏用ウインチ３０、起伏用ロープ３８、シーブブロック４０、シーブブロック４２が、ブーム１６を起伏させるブーム駆動部（起伏体駆動部）として機能する。
【００５５】
一方、クレーン１０Ｂは、ジブ１８を備える。ジブ１８は、ブーム１６の先端部に水平な回転中心軸回りに起伏方向に回動可能に支持されている。更に、クレーン１０Ｂは、起伏用ウインチ３２と、起伏用ロープ４４と、リヤストラット２１と、フロントストラット２２と、ガイライン２８と、を備える。これらの部材は、ジブ１８を起伏させるジブ駆動部（起伏体駆動部）として機能する。
【００５６】
リヤストラット２１およびフロントストラット２２は、ブーム１６の先端部に回動可能に支持されている。起伏用ウインチ３２から引き出された起伏用ロープ４４は、シーブ４６を介してリヤストラット２１およびフロントストラット２２の先端部にそれぞれ配置されたシーブブロック間に掛け渡される。フロントストラット２２の先端部は、ガイライン２８によってジブ１８の先端部に接続されている。
【００５７】
起伏用ウインチ３２による起伏用ロープ４４の巻き取り、繰り出し動作によって、リヤストラット２１の先端部のシーブブロックとフロントストラット２２の先端部のシーブブロックとの間の距離が変化し、ブーム１６に対してフロントストラット２２およびジブ１８が一体的に回動しながら、ジブ１８が起伏する。
【００５８】
また、本実施形態では、主巻用ウインチ３４および補巻用ウインチ３６から引き出された主巻ロープ５１および補巻ロープ５２が、クレーン１０Ａと同様の構造をもってジブ１８の先端部から垂下され、フック５５および不図示の補フックに連結される。
【００５９】
図３は、本発明の第１実施形態に係るクレーン１０Ａにおいて複数のマイク受信部Ｍ（マイクユニット８０）の配置を示す側面図である。図３では、図１のクレーン１０Ａの一部を模式的に示している。図４は、本実施形態に係るクレーンのフック５５（吊り部）に設けられたスピーカー発振部６０３を含むスピーカーユニット６０（指向性スピーカー）を示す拡大側面図である。図５は、本実施形態に係るクレーン１０Ａにおいてブーム１６に設けられたマイク受信部Ｍを含むマイクユニット８０を示す拡大側面図である。図６は、本実施形態に係るクレーン１０Ａの上部旋回体１２が旋回する様子を示す平面図である。図７は、本実施形態に係るクレーン１０Ａの制御部７０のブロック図である。図８は、本実施形態に係るクレーンにおいてフック５５の上昇に伴ってスピーカー発振部６０３の姿勢が変更される様子を示す模式図である。
【００６０】
図３および図４を参照して、本実施形態では、クレーン１０Ａが、それぞれマイク受信部Ｍ（左右一対の第１マイク受信部Ｍ１、左右一対の第２マイク受信部Ｍ２、左右一対の第３マイク受信部Ｍ３）を含む複数のマイクユニット８０およびスピーカーユニット６０を有する。なお、以後の説明では、説明の容易性を考慮して、マイクユニット８０または、当該マイクユニット８０のうちのマイク受信部Ｍによって、その位置などを説明する。
【００６１】
それぞれ左右一対の、第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２および第３マイク受信部Ｍ３は、ブーム１６の前側に配置されたメインパイプ１６１に装着（固定）されている。なお、図３、図５では、紙面手前の各マイク受信部Ｍのみが現れているが、紙面と直交する方向（左右方向）において間隔をおいてもう１つのマイク受信部Ｍがそれぞれ装着されている。本実施形態では、各マイク受信部Ｍは、同じ構造からなるマイクユニット８０（図５）によって構成されており、音波を受け入れ可能とされている。なお、本実施形態では、図５に示すように、各マイクユニット８０のマイク受信部Ｍはブーム１６上において音の受信方向が固定されている。
【００６２】
図４を参照して、スピーカー発振部６０３を有するスピーカーユニット６０は、フック５５に装着され、特定の指向方向に向かって形成された可聴領域に音波を発振可能な指向性スピーカーからなる。具体的に、フック５５は、フック支持部５５１と、フック本体５５２と、を有する。フック本体５５２は、フック支持部５５１の下端部に装着されており、吊り荷に接続される。フック支持部５５１は、内部にシーブブロック５６を有する。また、フック支持部５５１の上端部には、スピーカーユニット６０が装着されている。スピーカーユニット６０は、第１支持部６０１と、第２支持部６０２と、上記のスピーカー発振部６０３（発振部）と、を有する。
【００６３】
第１支持部６０１（スピーカー支持部）は、スピーカー発振部６０３を支持するための部材であって、フック支持部５５１の上面部に固定されている。第２支持部６０２は、第１支持部６０１に支持されている。詳しくは、第２支持部６０２（スピーカー支持部）は、スピーカー発振部６０３を左右方向（水平方向）に延びるスピーカー第１軸部６０Ｓ（スピーカー第１回転中心軸）回りに回転可能（揺動可能）に支持するとともに、上下方向に延びるスピーカー第２軸部６０Ｔ（スピーカー第２回転中心軸）回りに回転可能（揺動可能）なように第１支持部６０１に支持されている。スピーカー発振部６０３は、前記指向方向に向かって音波を発振可能とされている。
【００６４】
更に、図７を参照して、本実施形態に係るクレーン１０Ａは、制御部７０と、旋回角度計７１１（基準位置情報取得部）と、繰り出し量検出部７１２（基準位置情報取得部）と、スピーカー第１モーター７１３と、スピーカー第２モーター７１４と、表示部７１５と、を有する。
【００６５】
旋回角度計７１１は、上部旋回体１２が下部走行体１４に対して旋回動作を行うための不図示の旋回モーターに備えられている。旋回角度計７１１は、上部旋回体１２の下部走行体１４に対する旋回角度を検出し、当該検出角度に応じた信号を制御部７０に入力する。換言すれば、旋回角度計７１１は、基準位置情報として、上部旋回体１２の下部走行体１４に対する旋回角度を取得する。
【００６６】
繰り出し量検出部７１２は、主巻用ウインチ３４の不図示の減速機に備えられており、主巻用ウインチ３４による主巻ロープ５１の繰り出し量および巻き取り量（長さ）を検出し、当該繰り出し量および巻き取り量に応じた信号を制御部７０に入力する。この信号によって、フック５５の上下位置（揚程）が算出可能とされる。換言すれば、繰り出し量検出部７１２は、フック５５の昇降によって変化するフック５５の地上高度に関する情報である高さ情報を基準位置情報として取得する。
【００６７】
スピーカー第１モーター７１３（第１スピーカー駆動部）は、第２支持部６０２内に配置され、スピーカー発振部６０３を前記第１スピーカー回転中心軸回りに揺動させることが可能な駆動力を発生する。
【００６８】
スピーカー第２モーター７１４（第２スピーカー駆動部）は、第１支持部６０１内に配置され、スピーカー発振部６０３を前記第２スピーカー回転中心軸回りに揺動させることが可能な駆動力を発生する。
【００６９】
表示部７１５は、キャブ１５内に配置され、旋回角度計７１１、繰り出し量検出部７１２の検出結果を数値または映像で表示するとともに、スピーカー第１モーター７１３およびスピーカー第２モーター７１４によって駆動されるスピーカー発振部６０３の姿勢を数値または映像によって表示する。
【００７０】
制御部７０は、クレーン１０Ａの作動に応じて、複数のマイクユニット８０（マイク受信部Ｍ）およびスピーカーユニット６０（スピーカー発振部６０３）を制御する。
【００７１】
制御部７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。制御部７０には、旋回角度計７１１（基準位置情報取得部）、繰り出し量検出部７１２（基準位置情報取得部）、複数のマイク受信部Ｍ、スピーカー発振部６０３、スピーカー第１モーター７１３、スピーカー第２モーター７１４および表示部７１５などが電気的に接続されている。
【００７２】
制御部７０は、前記ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、駆動制御部７００（相対姿勢調整部、スピーカー駆動制御部、マイク駆動制御部）、第１フック位置取得部７０１（基準位置情報取得部）、スピーカー角度演算部７０２（相対姿勢調整部）、第２フック位置取得部７０３（位置算出部）および記憶部７０４を備えるように機能する。
【００７３】
駆動制御部７００は、スピーカー第１モーター７１３およびスピーカー第２モーター７１４に対する駆動指令信号を出力する。駆動制御部７００によって、スピーカー第１モーター７１３およびスピーカー第２モーター７１４がそれぞれ所定の時間回転駆動され、スピーカー発振部６０３の前記第１スピーカー回転中心軸回りおよび前記第２スピーカー回転中心軸回りの姿勢がそれぞれ設定される。
【００７４】
第１フック位置取得部７０１（基準位置情報取得部）は、旋回角度計７１１から入力される情報（旋回角度）を取得し、当該情報をスピーカー角度演算部７０２に入力する。第１フック位置取得部７０１が旋回角度計７１１から取得する当該情報は、マイクユニット８０のマイク受信部Ｍおよびスピーカーユニット６０のスピーカー発振部６０３の相対姿勢を調整するための情報であって、上部旋回体１２に対するフック５５の相対位置に関する情報である基準位置情報に相当する。
【００７５】
また、第１フック位置取得部７０１は、繰り出し量検出部７１２から入力される情報（主巻ロープ５１の繰り出し量、巻き取り量）を受け取り、当該情報をスピーカー角度演算部７０２に入力する。第１フック位置取得部７０１が取得するこれらの情報も、上部旋回体１２に対するフック５５の相対位置に関する情報である基準位置情報（高さ情報）に相当する。
【００７６】
スピーカー角度演算部７０２は、第１フック位置取得部７０１が取得した基準位置情報に応じて、スピーカー第１モーター７１３およびスピーカー第２モーター７１４を制御するためのスピーカー発振部６０３の角度（姿勢）を後記のとおり演算する。この際、スピーカー角度演算部７０２は、第１フック位置取得部７０１によって取得された前記基準位置情報に基づいて、スピーカー発振部６０３の前記可聴領域に各マイク受信部Ｍがそれぞれ含まれるように、スピーカー発振部６０３の角度を演算する。なお、スピーカー角度演算部７０２、スピーカー第１モーター７１３およびスピーカー第２モーター７１４は、本発明の相対姿勢調整部を構成する。相対姿勢調整部は、スピーカー発振部６０３の前記可聴領域に各マイク受信部Ｍの前記受信部がそれぞれ含まれるように、スピーカー発振部６０３の姿勢を変更する。
【００７７】
第２フック位置取得部７０３（位置算出部）は、スピーカー発振部６０３の姿勢が調整された状態で、スピーカー発振部６０３から発振された音波が各マイク受信部Ｍにそれぞれ到達する時間差に基づいて、上部旋回体１２に対するマイク受信部Ｍの相対位置を算出する。なお、第２フック位置取得部７０３による当該位置の算出方法については、後記でまとめて説明する。
【００７８】
記憶部７０４は、スピーカー角度演算部７０２、第２フック位置取得部７０３の演算において参照される各種の定数、変数および数式などを格納している。
【００７９】
次に、本実施形態におけるスピーカーユニット６０のスピーカー発振部６０３の姿勢変更制御について説明する。図６を参照して、ブーム１６の先端部から垂下されたフック５５に不図示の吊り荷が接続され吊り上げられている場合、フック５５上のスピーカー発振部６０３はその指向方向が旋回中心軸１２Ｃに向かうように配置されている（矢印Ｄ６１）。また、図３に示すように、スピーカー発振部６０３の指向方向ＣＳが第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２および第３マイク受信部Ｍ３の中央部（第２マイク受信部Ｍ２）を向くように、スピーカー発振部６０３の初期姿勢が設定されている。このため、フック５５（吊り荷）が前後方向に揺れた場合であっても、いずれかのマイク受信部Ｍ（左右一対のマイクユニット）がスピーカー発振部６０３の音波を受信することができる。
【００８０】
このような状態で、上部旋回体１２が下部走行体１４（図１）に対して角度θＳだけ旋回すると、フック５５および吊り荷の重量が大きいことに起因して、フック５５上のスピーカー発振部６０３はその指向方向が前述の矢印Ｄ６１と平行な方向に向かうように配置される（矢印Ｄ６２）。この場合、スピーカー発振部６０３の指向方向には複数のマイク受信部Ｍが配置されていないため、スピーカー発振部６０３が発振する音波を複数のマイク受信部Ｍが正確に受信することができない。したがって、本実施形態では、第１フック位置取得部７０１が旋回角度計７１１から出力された旋回角度θＳを取得すると、スピーカー角度演算部７０２がスピーカー発振部６０３の揺動角度をθＳに設定する。そして、駆動制御部７００がスピーカー第２モーター７１４を制御して、スピーカー発振部６０３をスピーカー第２軸部６０Ｔ回りに角度θＳだけ揺動させる。この際、上部旋回体１２の旋回方向とは逆方向にスピーカー発振部６０３が揺動される。この結果、スピーカー発振部６０３の指向方向が旋回中心軸１２Ｃを向かうように調整され（矢印Ｄ６３）。スピーカー発振部６０３が発振する音波を複数のマイク受信部Ｍが正確に受信することができる。
【００８１】
このように、本実施形態では、スピーカー発振部６０３を含むスピーカーユニット６０が指向性スピーカーから構成されることで、必要最小限の範囲に音波が発振され、クレーン１０Ａの作業現場における騒音を低減することができる。一方、このような指向性スピーカーでは、可聴範囲が限られているため、クレーン１０Ａの姿勢によっては、複数のマイク受信部Ｍによって正確に音波を受信することが困難になる。上記のように、クレーン１０Ａの旋回動作に応じて、スピーカー角度演算部７０２がスピーカー発振部６０３の揺動角度を上部旋回体１２の旋回角度と等しい角度に設定する。したがって、複数のマイク受信部Ｍがスピーカー発振部６０３の音波を正確に受信することが可能となり、後記のように第２フック位置取得部７０３がフック５５の位置を正確に算出することが可能となる。
【００８２】
換言すれば、本実施形態では、駆動制御部７００およびスピーカー角度演算部７０２（相対姿勢調整部）は、旋回角度計７１１によって取得された前記旋回角度に応じて、スピーカー発振部６０３の前記可聴領域に複数のマイク受信部Ｍがそれぞれ含まれるように、スピーカー発振部６０３の姿勢を変更する。
【００８３】
更に、図８を参照して、ブーム１６のブーム基端部１６Ｓとブーム先端部１６Ｔとを結ぶ直線をブーム中心線ＣＢと定義し、ブーム基端部１６Ｓと同じ高さに位置するフック５５が揚程Ｈの高さまで吊り上げられると仮定する。この場合、揚程Ｈは、繰り出し量検出部７１２によって検出可能である。なお、説明のため、ブーム基端部１６Ｓの位置を点Ｓ、ブーム先端部１６Ｔの位置を点Ｔ、フック５５の位置を点Ｆ、第２マイク受信部Ｍ２の位置を点Ｂによって示している。また、ブーム１６の長さがＬＢ、ブーム基端部１６Ｓから第２マイク受信部Ｍ２までの距離がＬ２、後記のブーム角度計７２１によって検出されるブーム１６の起伏角度がθＢ、鉛直方向に対するスピーカー発振部６０３の角度が仰角βで定義される。以下では、スピーカー角度演算部７０２が演算するスピーカー発振部６０３の仰角βについて説明する。
【００８４】
まず、余弦定理から、距離ＦＢについて以下の式１、式２が導出される。
ＦＢ２＝（ＬＢ×ｃｏｓθＢ）２−２×ＬＢ×ｃｏｓθＢ×Ｌ２×ｃｏｓθＢ      ・・・（式１）
ＦＢ＝（（ＬＢ２−２×ＬＢ×Ｌ２）×（ｃｏｓθＢ）２＋Ｌ２２）１／２      ・・・（式２）
また、初期仰角βは、以下の式３で表される。
β＝ｃｏｓ−１（Ｌ２×ｓｉｎθＢ／ＦＢ）      ・・・（式３）
また、高さＨだけ揚程が増大された場合の仰角β’は、以下の式４によって算出される。
β’＝ｔａｎ−１（ＦＢ×ｃｏｓβ／（Ｌ２×ｓｉｎθＢ−Ｈ））      ・・・（式４）
すなわち、揚程Ｈだけ上昇した場合、スピーカー角度演算部７０２（スピーカー駆動制御部）の演算結果に応じて、スピーカー発振部６０３の仰角をβからβ’に変化させるように、駆動制御部７００（スピーカー駆動制御部）がスピーカー第１モーター７１３を制御してスピーカー発振部６０３を前記第１スピーカー回転中心軸回りに揺動させることで、スピーカー発振部６０３が第２マイク受信部Ｍ２を向く状態を維持することができる。なお、図８においてブーム１６の起伏角θＢが変化しても、その度に上記の演算を行うことが可能である。
【００８５】
このように、本実施形態では、ブーム１６の起伏、起伏用ウインチ３２による主巻ロープ５１の巻き取り、繰りだし動作に応じてフック５５の高さが変化した場合であっても、フック５５の昇降に応じて、スピーカー発振部６０３の向き（仰角）を調整することが可能となるため、第２マイク受信部Ｍ２およびその周囲の複数のマイク受信部Ｍがスピーカー発振部６０３の音波を正確に受信することが可能となり、後記のように第２フック位置取得部７０３がフック５５の位置を正確に算出することが可能となる。
【００８６】
換言すれば、本実施形態では、スピーカー角度演算部７０２および駆動制御部７００が、スピーカー発振部６０３の可聴領域に複数のマイクユニット８０のマイク受信部Ｍがそれぞれ含まれるように、スピーカー第１モーター７１３を制御してスピーカー発振部６０３を前記第１スピーカー回転中心軸回りに揺動させる。
【００８７】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係るクレーン１０Ａの制御部７０のブロック図である。図１０は、本実施形態に係るクレーン１０Ａにおいてブーム１６に設けられたマイクユニット８０のマイク受信部Ｍを示す拡大側面図である。図１１は、本実施形態に係るクレーン１０Ａにおいてフック５５の上昇に伴ってスピーカー発振部６０３およびマイク受信部Ｍの姿勢が変更される様子を示す模式図である。以下では、本実施形態と先の第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８８】
本実施形態では、図９に示すように、クレーン１０Ａが、マイク第１モーター７１６（第１マイク駆動部）を更に備える。また、図１０に示すように、マイクユニット８０は、マイク受信部Ｍをマイク第１軸部８０１（第１マイク回転中心軸）回りに揺動可能に支持するマイク支持部８００を有する。マイク支持部８００は、ブーム１６のメインパイプ１６１に固定されている。マイク第１モーター７１６は、各マイク受信部Ｍをマイク第１軸部８０１回りにそれぞれ独立して揺動させることが可能な回転駆動力を発生する。マイク第１モーター７１６は、駆動制御部７００によって制御される。
【００８９】
また、制御部７０はマイク角度演算部７０５（相対姿勢調整部）を有するように機能する。マイク角度演算部７０５は、スピーカー発振部６０３の可聴領域に複数のマイクユニット８０のマイク受信部Ｍがそれぞれ含まれるように、マイク第１モーター７１６を制御してマイク受信部Ｍを前記第１マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させる。
【００９０】
図１１を参照して、先の第１実施形態における図８と同様に、フック５５が揚程Ｈだけ上昇されたと仮定する。この場合、先の式１〜式４によって、フック５５の仰角β’が算出される。ここで、マイク受信部Ｍ（第２マイク受信部Ｍ２）の俯角αは、以下の式５によって導出される。
α＝９０°―β      ・・・（式５）
このため、フック５５がＨだけ吊り上げられた場合には、マイク受信部Ｍの俯角α’は式５のβをβ’に置き換えることで算出される。したがって、マイク角度演算部７０５がα’を算出し駆動制御部７００に入力すると、マイク第１モーター７１６が前記第１マイク回転中心軸回りにマイク受信部Ｍを揺動させることで、マイク受信部Ｍをフック５５のスピーカー発振部６０３に向けることができる。この結果、複数のマイク受信部Ｍがスピーカー発振部６０３の音波を正確に受信することが可能となり、後記のように第２フック位置取得部７０３がフック５５（吊り荷）の位置を正確に算出することが可能となる。なお、フック５５のスピーカー発振部６０３の仰角βを調整することなく、マイク受信部Ｍの俯角αのみを調整する態様でもよい。
【００９１】
このように、本実施形態では、マイク角度演算部７０５の算出結果に応じて、スピーカー発振部６０３の前記可聴領域に各マイク受信部Ｍがそれぞれ含まれるように、駆動制御部７００が、マイク第１モーター７１６を制御して各マイク受信部Ｍをマイク第１軸部８０１回りにそれぞれ揺動させる。
【００９２】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係るクレーン１０Ｂにおいて複数のマイク受信部Ｍの配置を示す側面図である。図１３および図１４は、本実施形態に係るクレーン１０Ｂにおいてフック５５の上昇に伴って各マイク受信部Ｍの姿勢が変更される様子を示す模式図である。以下では、本実施形態と先の第２実施形態との相違点を中心に説明する。
【００９３】
図１２に示すように、本実施形態では、ブーム１６の先端部にジブ１８が起伏方向に回動可能に支持されている（図２のクレーン１０Ｂ）。当該クレーン１０Ｂでは、ブーム１６の先端部から主巻ロープ５１が垂下される場合や、ジブ１８の先端部から主巻ロープ５１が垂下される場合がある。このため、図１２に示すように、ブーム１６に第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２および第３マイク受信部Ｍ３がそれぞれ左右一対ずつ配置されていることに加えて、ジブ１８には第５マイク受信部Ｍ５、第６マイク受信部Ｍ６、第７マイク受信部Ｍ７、第８マイク受信部Ｍ８がそれぞれ左右一対ずつ配置されている。なお、たとえば、第６マイク受信部Ｍ６、第７マイク受信部Ｍ７および第８マイク受信部Ｍ８の角度がブーム１６側に設定されることで、第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２および第３マイク受信部Ｍ３に加えて、当該第６マイク受信部Ｍ６、第７マイク受信部Ｍ７および第８マイク受信部Ｍ８が、ブーム１６の先端部から垂下されたフック５５上のスピーカー発振部６０３の音を受信してもよい。
【００９４】
このような構成では、各マイク受信部Ｍの向きをフック５５上のスピーカー発振部６０３に向けることで、後記のとおり、第２フック位置取得部７０３がフック５５の位置を正確に算出することが可能となる。特に、フック５５の昇降に応じて各マイク受信部Ｍの向きがスピーカー発振部６０３に追従することで、複数のマイク受信部Ｍによってスピーカー発振部６０３の音を正確に受信することができる。以下に、本実施形態における各マイク受信部Ｍの姿勢変更について更に詳述する。
【００９５】
図１３では、フック５５の揚程（位置）が第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２よりも低い場合における、各マイク受信部Ｍの俯角θ１、θ２について説明される。一方、図１４では、フック５５の揚程が第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２よりも高い場合における、各マイク受信部Ｍの俯角θ１、θ２について説明される。いずれの場合も、マイク角度演算部７０５（図８）が以下の演算を行うことで、各マイク受信部Ｍの俯角θ１、２が算出される。
【００９６】
本実施形態では、初期設定として、第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２の向きは、ブーム中心線ＣＢと直交するように配置されている（図１３の矢印参照）。第１マイク受信部Ｍ１および第２マイク受信部Ｍ２の位置をそれぞれ点Ａ、点Ｂとし、ブーム基端部１６Ｓ（点Ｓ）から第１マイク受信部Ｍ１までの距離がＬ１（ＡＳ）、ブーム基端部１６Ｓから第２マイク受信部Ｍ２までの距離がＬ２（ＢＳ）と定義される。
【００９７】
本実施形態では、マイク角度演算部７０５が常に距離ＴＦを演算している。距離ＴＦは、ブーム先端部１６Ｔの高さ（ポイント高さ）からフック５５の揚程を引いた差によって算出される。更に、マイク角度演算部７０５は、以下の式６、式７によって、距離ＴＳ、距離ＳＦを算出する。
ＴＳ＝ＴＦ／ｓｉｎθＢ  ・・・（式６）
ＳＦ＝ＴＳ×ｃｏｓθＢ  ・・・（式７）
【００９８】
また、第１マイク受信部Ｍ１の俯角θ１の算出に関して、まず、以下の式８、式９および式１０が演算される。なお、距離ＴＡは予め記憶部７０４に記憶されている。
ＡＳ＝ＴＳ−ＴＡ  ・・・（式８）
ＡＦ２＝ＡＳ２＋ＳＦ２−２×ＡＳ×ＳＦ×ｃｏｓθＢ      ・・・（式９）
ＡＦ＝（ＡＦ２）１／２      ・・・（式１０）
更に、図１３、図１４の角度θ１’について以下の式１１、式１２が満たされる。
ｃｏｓθ１’＝（ＡＳ２＋ＡＦ２−ＳＦ２）／（２×ＡＳ×ＡＦ）      ・・・（式１１）
θ１’＝ａｃｏｓ（ｃｏｓθ１’）      ・・・（式１２）
上記のθ１’を用いて式１３から俯角θ１が算出される。
θ１＝９０°−θ１’      ・・・（式１３）
【００９９】
一方、第２マイク受信部Ｍ２の俯角θ２の算出に関して、以下の式１４、式１５および式１６が演算される。なお、距離ＴＢは予め記憶部７０４に記憶されている。
ＢＳ＝ＴＳ−ＴＢ  ・・・（式１４）
ＢＦ２＝ＢＳ２＋ＳＦ２−２×ＢＳ×ＳＦ×ｃｏｓθＢ      ・・・（式１５）
ＢＦ＝（ＢＦ２）１／２      ・・・（式１６）
更に、図１３、図１４の角度θ２’について以下に式１７、式１８が満たされる。
ｃｏｓθ２’＝（ＢＳ２＋ＢＦ２−ＳＦ２）／（２×ＢＳ×ＡＦ）      ・・・（式１７）
θ２’＝ａｃｏｓ（ｃｏｓθ２’）      ・・・（式１８）
上記のθ２’を用いて式１９から俯角θ２が算出される。
θ２＝９０°−θ２’      ・・・（式１９）
【０１００】
したがって、フック５５の昇降に伴って、上記の演算に基づいてマイク角度演算部７０５が各マイク受信部Ｍの俯角θ１、θ２を決定し、駆動制御部７００がマイク第１モーター７１６を制御することで、各マイク受信部Ｍをフック５５上のスピーカー発振部６０３に向けることが可能となる。
【０１０１】
なお、図１２に示すように、ジブ１８に配置された第４マイク受信部Ｍ４から第８マイク受信部Ｍ８の姿勢変更についても上記と同様である。この場合、クレーン１０Ｂが後記のジブ角度計７２２（図１５）を有し、図１２のジブ起伏角θＪを検出することで、上記の起伏角θＢを置き換えて、各俯角を算出することができる。なお、本実施形態においても、後記の実施形態のように、第１マイク受信部Ｍ１から第８マイク受信部Ｍ８の中からスピーカー発振部６０３からの音を受信するために望ましい一部のマイク受信部Ｍが選択される態様でも良い。なお、本実施形態において、第２フック位置取得部７０３が後記のように上下方向および前後方向を含む面内におけるフック５５の振れ角度（フック５５の位置）を算出する場合には、図１２に示される各マイク受信部Ｍ（Ｍ１〜Ｍ８）は１つずつ配置されてもよい。
【０１０２】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１５は、本実施形態に係るクレーン１０Ｂの制御部７０のブロック図である。図１６および図１７は、本実施形態に係るクレーン１０Ｂにおいてフック５５の上昇に伴って一部のマイク受信部Ｍが選択される様子を示す模式図である。図１８は、本実施形態に係るクレーンにおいてフック５５の上昇に伴って選択されるマイク受信部Ｍの位置を示す模式図である。以下では、本実施形態と先の第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１０３】
図１５を参照して、本実施形態では、クレーン１０Ｂが、ブーム角度計７２１（基準位置情報取得部）と、ジブ角度計７２２（基準位置情報取得部）と、を更に備える。ブーム角度計７２１はブーム１６の対地角を検出し、ジブ角度計７２２はジブ１８の対地角を検出する。換言すれば、ブーム角度計７２１およびジブ角度計７２２は、基準位置情報として、前記ブーム駆動部および前記ジブ駆動部によって回動されるブーム１６およびジブ１８の起伏角を取得する。
【０１０４】
本実施形態では、図１６に示すように、ブーム１６上に第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２、第３マイク受信部Ｍ３、第９マイク受信部Ｍ９、第１０マイク受信部Ｍ１０、第１１マイク受信部Ｍ１１、第１２マイク受信部Ｍ１２が備えられており、ジブ１８上に第４マイク受信部Ｍ４、第５マイク受信部Ｍ５、第６マイク受信部Ｍ６、第７マイク受信部Ｍ７および第８マイク受信部Ｍ８が備えられている。これらの各マイク受信部Ｍは、それぞれ左右一対配置されている。換言すれば、ブーム１６およびジブ１８には、それぞれ左右一対配置されたマイクユニット８０（マイク受信部Ｍ）が複数組配置されている。また、ジブ１８の先端部から主巻ロープ５１が垂下され、その先端部にフック５５が配置されている。フック５５に備えられたスピーカー発振部６０３の指向方向は後方を向くように予め設定されている。なお、他の実施形態と同様に、スピーカー発振部６０３の指向方向が変化するようにスピーカー発振部６０３が揺動可能に支持される態様でもよい。
【０１０５】
また、制御部７０は、マイク選定部７０６（相対姿勢調整部）を有するように機能する。マイク選定部７０６は、複数組のマイクユニット８０から少なくとも一組の特定マイクユニット８０を選択することで、複数組のマイクユニット８０およびスピーカー発振部６０３の相対姿勢を調整する。
【０１０６】
本実施形態では主巻用ウインチ３４によって主巻ロープ５１の巻き上げ、繰り出しが行われると、フック５５が昇降する。当該フック５５の昇降量は繰り出し量検出部７１２によって検出される。また、ブーム１６およびジブ１８が起伏すると、フック５５が昇降および前後に移動する。当該フック５５の移動量は、ブーム角度計７２１およびジブ角度計７２２によって検出される角度に加え、予め記憶部７０４に格納されたブーム１６およびジブ１８の長さなどから第１フック位置取得部７０１が演算することができる。
【０１０７】
図１６に示すように、フック５５の地面Ｇに対する高さが上下の破線の間に含まれる場合、マイク選定部７０６は、スピーカー発振部６０３から発振される音波の受信先として第９マイク受信部Ｍ９、第１０マイク受信部Ｍ１０および第１１マイク受信部Ｍ１１を選択する。一方、図１７に示すように、フック５５の地面Ｇに対する高さが上下の破線の間に含まれる場合、マイク選定部７０６は、スピーカー発振部６０３から発振される音波の受信先として第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２および第３マイク受信部Ｍ３を選択する。
【０１０８】
このように、本実施形態では、マイク選定部７０６（相対姿勢調整部）は、それぞれ少なくとも左右一対のマイクユニット８０から構成されブーム１６またはジブ１８の長手方向に沿って間隔をおいて配置される複数組のマイクユニット８０の中から、スピーカー発振部６０３の可聴領域に応じて、少なくとも一組の特定マイクユニット８０を選択することで、複数のマイクユニット８０のマイク受信部Ｍおよびスピーカーユニット６０のスピーカー発振部６０３の相対姿勢を調整する。そして、後記の第２フック位置取得部７０３は、前記特定マイクユニット８０が選択された状態でスピーカー発振部６０３から発振された音波が前記特定マイクユニット８０のマイク受信部Ｍにそれぞれ到達する時間差に基づいて、上部旋回体１２に対するフック５５の相対位置を算出する。
【０１０９】
なお、図１８を参照して、マイク選定部７０６（図１５）は、他のマイク受信部Ｍよりもフック５５から近い位置に配置される特定のマイク受信部Ｍを選択する。ブーム１６上のマイク受信部Ｍが選択される様子を具体的に説明するために、ブーム先端部１６Ｔから第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２、第３マイク受信部Ｍ３および第４マイク受信部Ｍ４までの距離が、それぞれＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４と定義される。ここで、フック５５からブーム１６上の最短の位置Ｎとブーム先端部１６Ｔとの距離ＬＮは、以下の式２０によって算出される。なお、Ｈは、ブーム先端部１６Ｔとフック５５との距離である。
ＬＮ＝Ｈ×ｓｉｎθＢ  ・・・（式２０）
したがって、第１マイク受信部Ｍ１、第２マイク受信部Ｍ２、第３マイク受信部Ｍ３および第４マイク受信部Ｍ４のブーム先端部１６Ｔに対する距離Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４と上記のＬＮとの大小関係を比較することで、フック５５に最も近い位置に配置されるマイク受信部Ｍとして、第２マイク受信部Ｍ２および第３マイク受信部Ｍ３を選択することができる。
【０１１０】
このように、本実施形態では、スピーカー発振部６０３から発振される音の集音に適したマイクユニット８０（マイク受信部Ｍ）が選択されることで、精度良く上記音を集音し、後記のように第２フック位置取得部７０３がフック５５の位置を正確に算出することが可能となる。特に、音が届きにくい位置に配置されたマイクユニット８０の集音を停止するまたはその音のデータを取り除くことによって、ノイズの影響を抑止することができる。なお、本実施形態において、第２フック位置取得部７０３が後記のように上下方向および前後方向を含む面内におけるフック５５の振れ角度（フック５５の位置）を算出する場合には、図１７に示される各マイク受信部Ｍ（Ｍ１〜Ｍ１２）は１つずつ配置されてもよい。
【０１１１】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図１９は、本実施形態に係るクレーンにおいてブームに設けられたマイクユニット８０を示す拡大側面図である。図２０は、本実施形態に係るクレーン１０Ａの制御部７０のブロック図である。図２１および図２２は、本実施形態に係るクレーン１０Ａにおいてフック５５の上昇に伴ってマイク受信部Ｍの姿勢が変更される様子を示す模式図である。図２３は、本実施形態に係るクレーン１０Ａにおいてフック５５の前後振れに伴ってマイク受信部Ｍの姿勢が変更される様子を示す模式図である。図２４および図２５は、本実施形態に係るクレーン１０Ａにおいてフック５５の左右振れに伴ってマイク受信部Ｍの姿勢が変更される様子を示す模式的な平面図および正面図である。
【０１１２】
図１９を参照して、本実施形態では、マイクユニット８０が、マイク受信部Ｍと、マイク支持部８００と、ベース部８０２（マイク支持部）と、を有する。マイク支持部８００はマイク受信部Ｍを水平なマイク第１軸部８０１（第１マイク回転中心軸）回りに揺動可能に支持する。また、ベース部８０２は、マイク支持部８００を介してマイク受信部Ｍをマイク第２軸部８０３（第２マイク回転中心軸）回りに揺動可能に支持する。本実施形態では、マイク第２軸部８０３は、ブーム１６のメインパイプ１６１（ブーム中心線ＣＢ）と平行に延びている。このため、クレーン１０Ａの通常の使用状態において、ブーム１６が起立している場合には、マイク第２軸部８０３は少なくとも上下方向に沿って延びている。
【０１１３】
図２０を参照して、クレーン１０Ａは、更に、ワイヤ角度計７２３（基準位置情報取得部）と、マイク第２モーター７１７（第２マイク駆動部）と、を有する。
【０１１４】
ワイヤ角度計７２３（振れ情報検出部）は、ブーム１６のブーム先端部１６Ｔに備えられており、鉛直方向に対する主巻ロープ５１の振れ量（振れ角度）を検出する。特に、本実施形態では、ワイヤ角度計７２３は、主巻ロープ５１の前後方向（ブーム１６の起立面と平行かつ水平な方向）および左右方向（ブーム１６の回転中心軸と平行な方向）のそれぞれにおける振れ量を検出する。換言すれば、ワイヤ角度計７２３は、基準位置情報として、ブーム先端部１６Ｔを支点とするフック５５の前後方向および左右方向の振れ量に関する情報である振れ情報を取得する。
【０１１５】
マイク第２モーター７１７は、マイク受信部Ｍを前記第２マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させることが可能な回転駆動力を発生する。マイク第２モーター７１７は、ベース部８０２内に配置されている。なお、マイク第１モーター７１６は、前述のようにマイク支持部８００内に配置され、マイク受信部Ｍを前記第１マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させることが可能な回転駆動力を発生する。
【０１１６】
本実施形態では、スピーカー発振部６０３の前記可聴領域にマイク受信部Ｍ（左右一対の第２マイク受信部Ｍ２）の受信部がそれぞれ含まれるように、マイク角度演算部７０５および駆動制御部７００が、ワイヤ角度計７２３によって取得された前記振れ情報に応じて、マイク第１モーター７１６を制御してマイク受信部Ｍを前記第１マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させる一方、マイク第２モーター７１７を制御してマイク受信部Ｍを前記第２マイク回転中心軸回りにそれぞれ揺動させる。
【０１１７】
以下では、本実施形態におけるブーム１６上の複数のマイク受信部Ｍのうち第２マイク受信部Ｍ２を例にして、その角度（姿勢）の調整手順について説明する。図２１を参照して、クレーン１０Ａの作業が開始されるに先立って、予めマイク受信部Ｍの角度が調整される（基準調整）。具体的に、フック５５をブーム先端部１６Ｔ（ブームポイント）の直下に移動させ、フック５５を地面Ｇに接地させた状態とする。この状態で、第２マイク受信部Ｍ２とフック５５上のスピーカー発振部６０３とが互いに向き合うように、第２マイク受信部Ｍ２およびスピーカー発振部６０３の姿勢を調整する。以後では、この状態の第２マイク受信部Ｍ２の水平方向に対する角度θＭを基準角度と定義する。
【０１１８】
通常、クレーン１０Ａでは、地面Ｇを上下方向における基準（ゼロ点）とすることが多い。このため、図２１のように地面Ｇにフック５５を接地させることで、第２マイク受信部Ｍ２およびスピーカー発振部６０３の基準設定を容易に行うことができる。なお、他の実施形態において、公知のレーザー変位計などを用いて、フック５５と地面Ｇとの距離を正確に測定することが可能であれば、フック５５を地面Ｇから所定の高さに配置した状態で第２マイク受信部Ｍ２の基準角度θＭを設定してもよい。
【０１１９】
図２１に示す状態において、ブーム先端部１６Ｔから垂下される主巻ロープ５１の長さＬＷは、以下の式２１で算出される。
ロープ長さＬＷ＝ブーム先端部１６Ｔの高さ（ブームポイント高さ）−フック５５の高さＫ      ・・・（式２１）
ここで、ブームポイント高さは、ブームの起伏角θＢに応じて予め記憶部７０４に格納されてもよいし、以下の式２２によって算出されてもよい。
ブームポイント高さ＝ブーム長さＬＢ×ｓｉｎθＢ＋ブームフット高さＪ      ・・・（式２２）
なお、ブーム長さＬＢ、フック高さＫおよびブームフット高さＪは、予め記憶部７０４に格納されている。
【０１２０】
図２１から図２２に示すように、フック５５の揚程がΔＨだけ変化したと仮定する。この場合、先の各実施形態と同様に、第２マイク受信部Ｍ２の俯角が調整される。具体的に、第２マイク受信部Ｍ２の補正俯角をθＮと定義し、ブーム先端部１６Ｔと第２マイク受信部Ｍ２との距離をＬＭと定義し、第２マイク受信部Ｍ２とフック５５との距離をＬＸと定義すると、図２１の状態では、余弦定理から以下の式２３が満たされる。
ＬＸ２＝ＬＭ２＋ＬＷ２−２×ＬＭ×ＬＷ×ｃｏｓ（９０−θＢ）      ・・・（式２３）
次に、図２２の状態で第２マイク受信部Ｍ２とフック５５との距離をＬＸ’と定義し、ブーム先端部１６Ｔからフック５５との距離をＬＷ’と定義すると、以下の式２４、式２５が満たされる。
ＬＸ’２＝ＬＭ２＋ＬＷ’２−２×ＬＭ×ＬＷ’×ｃｏｓ（９０−θＢ）      ・・・（式２４）
ＬＷ’＝ＬＷ−ΔＨ      ・・・（式２５）
なお、ΔＨは、主巻用ウインチ３４の回転量、主巻用ウインチ３４の１回転あたりの巻き取り量およびブーム先端部１６Ｔとフック５５との間の主巻ロープ５１の掛け数から公知の算出方法に基づいて算出されることが可能である。
式２３、式２４および式２５および余弦定理から、以下の式２６が導出される。
ｃｏｓθＮ＝（ＬＸ２＋ＬＸ’２−ΔＨ２）／（２×ＬＸ×ＬＸ’）      ・・・（式２６）
したがって、マイク角度演算部７０５が上記のθＮを算出することで、駆動制御部７００がスピーカー第１モーター７１３を制御して、マイク受信部Ｍの俯角をθＭからθＭ−θＮに調整することができる。
【０１２１】
ここでフック５５は、ブーム先端部１６Ｔから垂下された主巻ロープ５１に接続されているため、振り子構造を有している。このため、吊り荷の吊り上げ時にフック５５に振れが発生することがある。本実施形態では、当該振れを加味して第２マイク受信部Ｍ２の俯角が更に補正される。
【０１２２】
図２２の状態で、主巻ロープ５１に前後方向の振れが発生している場合を説明する。なお、前述のように、ワイヤ角度計７２３は主巻ロープ５１（フック５５）の前後方向の振れ角度θＦ（図２３）を検出することができる。また、ワイヤ角度計７２３は、公知の角度センサから構成されるが、他の実施形態において公知のＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）やジャイロセンサなどから構成されてもよい。主巻ロープ５１の左右方向の振れがゼロであると仮定し、図２３の第２マイク受信部Ｍ２とフック５５との距離がＬＹと定義すると、以下の式２７が満たされる。
ＬＹ２＝ＬＭ２＋ＬＷ’２−２×ＬＭ×ＬＷ’×ｃｏｓ（９０−θＢ＋θＦ）      ・・・（式２７）
また、前後方向の振れに伴うフック５５の移動量をＬＴと定義すると、余弦定理から以下の式２８が満たされる。
ＬＴ２＝ＬＷ’２＋ＬＷ’２−２×ＬＷ’×ＬＷ’×ｃｏｓθＦ
＝２×ＬＷ’２×（１−ｃｏｓθＦ）      ・・・（式２８）
したがって、式２７、式２８および余弦定理から角度θＧについて式２９が導出される。
ｃｏｓθＧ＝（ＬＸ’２＋ＬＹ２−ＬＴ２）／（２×ＬＸ’×ＬＹ）      ・・・（式２９）
したがって、図２２の状態に対して、更に補正角度θＧだけ第２マイク受信部Ｍ２を姿勢変更することで、第２マイク受信部Ｍ２をフック５５に追従させることができる。なお、フック５５の振れ量は随時変化するため、上記の演算を繰り返しながら、第２マイク受信部Ｍ２の角度が調整されることが望ましい。
【０１２３】
次に、図２２の状態で、主巻ロープ５１に左右方向の振れが発生している場合を説明する。図２５を参照して、ワイヤ角度計７２３は主巻ロープ５１（フック５５）の左右方向の振れ角度θＱを検出することができる。このとき、クレーン１０Ａを上方から見た場合、図２４に示すように、フック５５および第２マイク受信部Ｍ２を結ぶ直線とブーム中心線ＣＢとは角度θＰを形成している。また、ブーム先端部１６Ｔとフック５５との左右方向における距離がＬＺ、第２マイク受信部Ｍ２とブーム先端部１６Ｔとの前後方向における距離がＬＰと定義される。また、図２３に示されるように、ブーム先端部１６Ｔと第２マイク受信部Ｍ２との距離がＬＭで示される。
【０１２４】
この場合、以下の式３０、式３１が満たされる。
ＬＰ＝ＬＭ×ｃｏｓθＢ      ・・・（式３０）
ＬＺ＝ＬＷ’×ｓｉｎθＱ      ・・・（式３１）
図２４から式３２が成立する。
ｔａｎθＰ＝ＬＺ／ＬＰ      ・・・（式３２）
したがって、マイク角度演算部７０５（図２０）が式３０、式３１および式３２から上記の角度θＰを演算し、マイク第２モーター７１７を制御してマイク受信部Ｍを角度θＰだけ揺動させることで、図２４、図２５に示すように、第２マイク受信部Ｍ２をフック５５に向けて姿勢変更することができる。
【０１２５】
また、上記の前後方向および左右方向の振れに対する制御を同時に行うことで、フック５５が前後方向、左右方向に同時に振れた場合でも、第２マイク受信部Ｍ２をフック５５に向けて、スピーカー発振部６０３から発振される音を第２マイク受信部Ｍ２によって受信することができる。したがって、スピーカー発振部６０３から大きな出力で音波を発振する必要が低減する。なお、他のマイク受信部Ｍについても同様の制御が可能である。
【０１２６】
次に、上記の各実施形態において、第２フック位置取得部７０３によるフック５５の位置検出動作について説明する。図２６は、本発明の各実施形態において、第２フック位置取得部７０３（位置算出部）が前後方向および上下方向を含む面内におけるフック５５（吊り荷）の位置を算出する様子を示す模式図である。なお、当該説明では、基準マイク受信部Ｍ０をブーム１６の先端に設けているが、基準マイク受信部Ｍ０に代えて第３マイク受信部Ｍ３が用いられてもよく、互いに隣接する３つのマイク受信部Ｍであれば同様にフック５５の位置を算出可能である。
【０１２７】
第２フック位置取得部７０３は、フック５５上のスピーカー発振部６０３が発振した音波を、基準マイク受信部Ｍ０、第１マイク受信部Ｍ１および第２マイク受信部Ｍ２のそれぞれが受信するタイミングのずれに基づいて、スピーカー発振部６０３から基準マイク受信部Ｍ０、第１マイク受信部Ｍ１および第２マイク受信部Ｍ２のそれぞれまでの距離の差分を算出する。具体的に、スピーカー発振部６０３がフック５５の重心位置Ｆにあるとした場合、フック５５の重心位置Ｆから基準マイク受信部Ｍ０までの距離をα（未知）とすると、第２フック位置取得部７０３は、フック５５の重心位置Ｆから第１マイク受信部Ｍ１までの距離と距離αとの差分ｄ１、及び、フック５５の重心位置Ｆから第２マイク受信部Ｍ２までの距離と距離αとの差分ｄ２を算出する。これらの距離の差分の算出は、例えば、対象とする２つのマイクの受信信号の相関関数に基づいて受信タイミングのずれ（ 時間差）を計算し、当該時間差に音速を乗じることにより行ってもよい。
【０１２８】
第２フック位置取得部７０３は、基準マイク受信部Ｍ０、第１マイク受信部Ｍ１および第２マイク受信部Ｍ２のそれぞれの位置情報（基準マイク受信部Ｍ０と第１マイク受信部Ｍ１との距離Ｘ１、第１マイク受信部Ｍ１と第２マイク受信部Ｍ２との距離Ｘ２）、及び、上記のように算出された差分ｄ１、ｄ２に基づいて、上下方向および前後方向を含む面内におけるフック５５の振れ角度θＲを算出する。
【０１２９】
以下、距離Ｘ１、Ｘ２、差分ｄ１、ｄ２、及び、ブーム１６の起伏角θＢが既知または検出済みであるとして、振れ角度θＲを算出する方法について説明する。
【０１３０】
第１マイク受信部Ｍ１とブーム先端部１６Ｔとを結ぶ線分と、ブーム先端部１６Ｔとフック５５とを結ぶ線分とがなす角度を含む三角形、ならびに、第２マイク受信部Ｍ２とブーム先端部１６Ｔとを結ぶ線分と、ブーム先端部１６Ｔとフック５５とを結ぶ線分とがなす角度を含む三角的にそれぞれ余弦定理を用いると、下記の式３３、式３４が導出される。
（α＋ｄ１）２＝α２＋Ｘ１２−２×α×Ｘ１×ｃｏｓ（π／２＋θＲ−θＢ）
＝α２＋Ｘ１２＋２×α×Ｘ１×ｓｉｎ（θＲ−θＢ）      ・・・（式３３）
（α＋ｄ２）２＝α２＋（Ｘ１＋Ｘ２）２−２×α×（Ｘ１＋Ｘ２）×ｃｏｓ（π／２＋θＲ−θＢ）
＝α２＋（Ｘ１＋Ｘ２）２＋２×α×（Ｘ１＋Ｘ２）×ｓｉｎ（θＲ−θＢ）      ・・・（式３４）
これらより、距離αに関し、下記の式３５、式３６が導出される。
α＝（Ｘ１２−ｄ１２）／（２×ｄ１−２×Ｘ１×ｓｉｎ（θＲ−θＢ）      ・・・（式３５）
α＝（（Ｘ１＋Ｘ２）２−ｄ２２）／（２×ｄ２−２×（Ｘ１＋Ｘ２）×ｓｉｎ（θＲ−θＢ））      ・・・（式３６）
従って、上記の式３５および式３６から距離αを消去すれば、振れ角度θＲに関して下記の式３７が導出される。
ｓｉｎ（θＲ−θＢ）＝（（Ｘ１＋Ｘ２）２×ｄ１＋ｄ１×ｄ２×（ｄ１−ｄ２）−Ｘ１２×ｄ２）／（Ｘ１×Ｘ２×（Ｘ１＋Ｘ２）−Ｘ１×ｄ２２＋（Ｘ１＋Ｘ２）×ｄ１２）      ・・・（式３７）
したがって、式３７に逆三角関数を適用した後、角度θＢを足すことで、振れ角度θＲ（但し−π／２＜θＲ＜π／２）を算出することができる。
【０１３１】
振れ角度θＲが得られれば、当該振れ角度θＲに基づいてブーム１６の起伏角θＢを制御することにより、ブーム１６のブーム先端部１６Ｔとフック５５（吊り荷）の重心位置Ｆとを鉛直線上に位置合わせすることができるため、荷振れの発生を防止することができる。なお、図２６のように、上下方向および前後方向を含む面内におけるフック５５の振れ角度θＲ（フック５５の位置）を算出するためには、図２６に示す側面視において複数のマイク受信部Ｍ（マイクユニット８０）が配置されればよい。
【０１３２】
一方、図２７は、本発明の各実施形態において、第２フック位置取得部７０３（位置算出部）が前後方向および左右方向を含む面内におけるフック５５（吊り荷）の位置を算出する様子を示す模式図である。図２７に示すように、３つのマイク受信部Ｍ２Ａ、マイク受信部Ｍ２Ｂおよびマイク受信部Ｍ２Ｃが、クレーン１０Ａを上方から見てブーム１６が延びる方向（図２７の前後方向）と直交する方向（図２７の左右方向）に沿って互いに間隔をおいて配置されている。具体的は、ブーム１６の幅方向の中央部にマイク受信部Ｍ２Ａ、ブーム１６の幅方向の左端部にマイク受信部Ｍ２Ｂ、ブーム１６の幅方向の右端部にマイク受信部Ｍ２Ｃがそれぞれ配置される。ここで、マイク受信部Ｍ２Ａからマイク受信部Ｍ２Ｂ、マイク受信部Ｍ２Ｃのそれぞれまでの距離は共に同じ距離ｘである。
【０１３３】
すなわち、図２７が図２６と異なっている点は、３つのマイク受信部Ｍの取り付け位置、及び、第２フック位置取得部７０３が参照する後述の荷振れ角度θＸの算出式である。当該荷振れ角度θＸは、図２７に示すようにクレーン１０Ａを上から見てブーム１６が延びる方向（図２７の前後方向）に対するフック５５の角度である。換言すれば、荷振れ角度θＸは、図２７において、フック５５（吊り荷）の重心位置Ｆとブーム１６におけるマイク受信部Ｍ２Ａの位置Ｂとを結ぶ線が、ブーム１６の延びる方向（直線ＳＢ）となす角度として表される。
【０１３４】
以下、図２６の場合と同様に、距離ｘ、差分ｄ１、ｄ２が既知であるとして、荷振れ角度θＸを算出する方法について説明する。
【０１３５】
マイク受信部Ｍ２Ｂとマイク受信部Ｍ２Ａとを結ぶ線分と、マイク受信部Ｍ２Ａとフック５５とを結ぶ線分とがなす角度を含む三角形、ならびに、マイク受信部Ｍ２Ａとマイク受信部Ｍ２Ｃとを結ぶ線分と、マイク受信部Ｍ２Ｃとフック５５とを結ぶ線分とがなす角度を含む三角的にそれぞれ余弦定理を用いると、下記の式３８、式３９が導出される。
（α＋ｄ１）２＝α２＋ｘ２−２×α×ｘ×ｃｏｓ（π／２−θＸ）
＝α２＋ｘ２−２×α×ｘ×ｓｉｎ（θＸ）      ・・・（式３８）
（α＋ｄ２）２＝α２＋ｘ２−２×α×ｘ×ｃｏｓ（π／２＋θＸ）
＝α２＋ｘ２＋２×α×ｘ×ｓｉｎ（θＸ）      ・・・（式３９）
式３８、式３９より、距離αに関し、下記の式４０が導出される。
α＝（２×ｘ２−ｄ１２−ｄ２２）／２×（ｄ１＋ｄ２）      ・・・（式４０）
【０１３６】
一方、式３８、式３９から下記の式４１を導出することができる。
ｓｉｎ（θＸ）＝（−ｄ１２＋ｄ２２−２×α（ｄ１−ｄ２）））／（４α×ｘ）      ・・・（式４１）
式４１を式４０に代入して逆三角関数を適用すれば、荷振れ角度θＸ（但し−π／２＜θＸ＜π／２）を算出することができる。
【０１３７】
荷振れ角度θＸが得られれば、当該荷振れ角度θＸに基づいて、クレーン１０Ａの上部旋回体１２の旋回角度を制御することにより、クレーン１０Ａを上から見てブーム１６が延びる方向（図２７の前後方向）に対して垂直な方向（図２７の左右方向）における荷振れの発生を防止することができる。なお、図２７のように、左右方向および前後方向を含む面内におけるフック５５の振れ角度θＸ（フック５５の位置）を算出するためには、図２７に示す平面視において複数のマイク受信部Ｍ（マイクユニット８０）が配置されればよい。
【０１３８】
なお、上記のように第２フック位置取得部７０３が取得するフック５５の位置情報は、前述の旋回角度計７１１、繰り出し量検出部７１２、ブーム角度計７２１、ジブ角度計７２２、ワイヤ角度計７２３などから取得されるフック５５の位置情報よりも高い精度で検出される。一例として、ブーム角度計７２１およびジブ角度計７２２によって検出される起伏角度とブーム１６およびジブ１８の長さから算出されるフック５５の位置には、ブーム１６およびジブ１８のたわみが加味されていない。一方、第２フック位置取得部７０３が算出する位置情報は、スピーカー発振部６０３から発振される音波の時間差に基づいているため、上記のようなブーム１６およびジブ１８のたわみの影響を除外することができる。
【０１３９】
また、第２フック位置取得部７０３は各マイク受信部Ｍに到達する音の時間差によってフック５５の位置を算出するため、荷振れによってフック５５の位置が刻々と変化する場合であっても、フック５５の移動に追従するようにフック５５の位置を算出することが可能となる。
【０１４０】
また、第２フック位置取得部７０３によって取得されるフック５５（吊り荷）の位置情報は、上記のような荷振れ制御に限定して利用されるものではない。フック５５によって吊り上げられた不図示の第１部材に開口されたボルト穴と、地上に載置された不図示の第２部材に開口されたボルト穴との位置を合わせるような作業においても、フック５５の位置を正確に算出することによって、上記のボルト穴同士を精度よく位置合わせすることができる。
【０１４１】
以上、本発明の一実施形態に係るクレーン１０（１０Ａ、１０Ｂ）について説明した。なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明では、以下のような変形実施形態が可能である。
【０１４２】
（１）上記の各実施形態において、マイクユニット８０のマイク受信部Ｍの姿勢変更およびスピーカーユニット６０のスピーカー発振部６０３の姿勢変更は、少なくとも何れか一方が実行されればよい。また、複数のマイクユニット８０のマイク受信部Ｍの姿勢が変更される場合には、フック５５の位置に応じて、各マイク受信部Ｍの姿勢がそれぞれ調整されることが望ましい。この場合、前述のマイク第１軸部８０１およびマイク第２軸部８０３のうちの少なくとも一方の軸部回りに、各マイク受信部Ｍが個別に姿勢変更されてもよいし、その他の方向に延びる軸部回りにマイク受信部Ｍが姿勢変更されてもよい。
【０１４３】
（２）上記の各実施形態において、マイク受信部Ｍ（マイクユニット８０）の数は特に限定されるものではない。第２フック位置取得部７０３が音波の時間差を用いてフック５５の位置を算出するために、少なくとも２つのマイク受信部Ｍが配置されればよい。
【０１４４】
（３）また、第２フック位置取得部７０３がフック５５の位置を算出する方法は上記に限定されるものではない。Journal of Robotics, Networking and Artificial Life, Vol.4, No. 4, March 2018, p.322-325に開示されているように、２つのマイクユニットが音源の音響信号をそれぞれ受信し、その２つの音響信号の到達時間差を求めた上で、この到達時間差と荷振れ角度との関係を非線形方程式で表し、計算処理によって荷振れ角度を算出する方法が適用されてもよい。この場合も、上下方向および前後方向を含む面内におけるフック５５の振れ角度（フック５５の位置）を算出するためには、図２６に示すような側面視において複数のマイク受信部Ｍ（マイクユニット８０）が配置されればよい。また、左右方向および前後方向を含む面内におけるフック５５の振れ角度（フック５５の位置）を算出するためには、図２７に示すような平面視において複数のマイク受信部Ｍ（マイクユニット８０）が配置されればよい。
【０１４５】
（４）また、本発明に係るクレーンは、上記のクレーン１０（１０Ａ、１０Ｂ）に限定されるものではなく、機体および起伏体を備える他の構造からなるクレーンであってもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１０、１０Ａ、１０Ｂ  クレーン
１２  上部旋回体（機体）
１４  下部走行体（機体）
１５  キャブ
１６  ブーム（起伏体）
１６Ｓ  ブーム基端部
１６Ｔ  ブーム先端部
１８  ジブ（起伏体）
３４  主巻用ウインチ（ウインチ）
３６  補巻用ウインチ
５１  主巻ロープ（ロープ）
５５  フック（吊り部）
５５１  フック支持部
５５２  フック本体
６０  スピーカーユニット（指向性スピーカー）
６０１  第１支持部（スピーカー支持部）
６０２  第２支持部（スピーカー支持部）
６０３  スピーカー発振部（発振部）
６０Ｓ  スピーカー第１軸部
６０Ｔ  スピーカー第２軸部
７０  制御部
７００  駆動制御部（相対姿勢調整部、スピーカー駆動制御部、マイク駆動制御部）
７０１  第１フック位置取得部（基準位置情報取得部）
７０２  スピーカー角度演算部（相対姿勢調整部）
７０３  第２フック位置取得部（位置算出部）
７０４  記憶部
７０５  マイク角度演算部（相対姿勢調整部）
７０６  マイク選定部（相対姿勢調整部）
７１１  旋回角度計（基準位置情報取得部）
７１２  繰り出し量検出部（基準位置情報取得部）
７１３  スピーカー第１モーター（第１スピーカー駆動部）
７１４  スピーカー第２モーター（第２スピーカー駆動部）
７１５  表示部
７１６  マイク第１モーター（第１マイク駆動部）
７１７  マイク第２モーター（第２マイク駆動部）
７２１  ブーム角度計（基準位置情報取得部）
７２２  ジブ角度計（基準位置情報取得部）
７２３  ワイヤ角度計（基準位置情報取得部）
８０  マイクユニット
８００  マイク支持部
８０１  マイク第１軸部
８０２  ベース部
８０３  マイク第２軸部
Ｍ  マイク受信部（受信部）
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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