(57)【要約】【課題】構造体の歪みの抑制により、その歪みに起因する位置ずれや方向ずれの修正に要する時間を短縮して、荷役作業の効率を向上することができるクレーンの制御システム及び制御方法を提供する。【解決手段】制御システム３０は、受信機３１〜３３と制御装置３４とを備え、制御装置３４により、受信機３１〜３３により特定した位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの速度を調節して、平面視で、第一線分Ｌ1および第二法線Ｌ2の角度差θ３と、第一姿勢方位角θ１と、距離差Ｄ１とを小さくする制御を行い、その小さくする制御は、姿勢重視増幅度Ｋ０と倣い重視増幅度Ｋ１とを切り替えるフィードバック制御であり、姿勢重視増幅度Ｋ０は倣い重視増幅度Ｋ１に比して角度差θ３および第一姿勢方位角視θ１に対する増幅度が大きく、倣い重視増幅度Ｋ１は姿勢重視増幅度Ｋ０に比して距離差Ｄ１に対する増幅度が大きい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、
平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、
前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、
その小さくする制御は、前記クレーンの加速期間及び減速期間に設定される姿勢重視増幅度と前記クレーンの定速期間に設定される倣い重視増幅度とを切り替えるフィードバック制御であり、前記姿勢重視増幅度は前記倣い重視増幅度に比して前記角度差および前記方位角に対する増幅度が大きく、前記倣い重視増幅度は前記姿勢重視増幅度に比して前記距離差に対する増幅度が大きいことを特徴とするクレーンの制御システム。
【請求項２】
前記小さくする制御は、前記姿勢重視増幅度と前記倣い重視増幅度とを切り替える場合に、予め設定された切替時間を介在させ、その切替時間で前記姿勢重視増幅度又は前記倣い重視増幅度のどちらか一方の増幅度から他方の増幅度へ徐々に変化させる請求項１に記載のクレーンの制御システム。
【請求項３】
昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、
平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、
前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、
さらに、前記制御装置により、前記移動点が、指示されて目標位置から前記速度と予め設定された減速度とに基づいてその速度がゼロになるまでの距離として算出された減速距離分離れた位置である減速開始位置を超えた場合に、前記走行停止制御を開始して前記クレーンの走行速度に基づいて作成された目標軌道と前記移動点との移動差を小さくする制御を行う構成にしたことを特徴とするクレーンの制御システム。
【請求項４】
前記目標軌道は、前記減速開始位置を初期値として所定の周期ごとの移動距離として前記速度の時間積分値を加算した軌道であり、一方の軸を時間、他方の軸を距離とした平面上における曲線軌道である請求項３に記載のクレーンの制御システム。
【請求項５】
昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持するトロリが横行可能な一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、
平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機、前記一対の走行装置、及び前記トロリに通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、
前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、
さらに、前記制御装置により、前記走行停止制御が終了して前記クレーンが停止したときの前記距離差に基づいて、前記トロリの横行距離を補正する制御を行う構成にしたことを特徴とするクレーンの制御装置。
【請求項６】
昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、
平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、
前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、
さらに、前記制御装置により、前記角度差、前記方位角、および、前記距離差のそれぞれとそれぞれごとに予め設定された閾値とを比較して複数の前記受信機および前記一対の走行装置の自己診断を行う構成にしたことを特徴とするクレーンの制御装置。
【請求項７】
昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、
平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、
前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする操作量を算出し、次いで、算出した操作量と予め設定された基準指令値とに基づいて前記一対の走行装置のそれぞれの指令値を算出し、算出したそれぞれの指令値に基づいて前記一対の走行装置の速度を調節する制御を行う場合に、前記操作量に制限が設けられることを特徴とするクレーンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレーンの制御システムに関し、より詳細には、荷役作業の効率を向上するクレーンの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンテナヤードで使用されている門型クレーンにおいては、現在位置の検出や走行制御のために、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）の受信機を搭載しているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で提案されている門型クレーンでは、受信機が取得した位置座標に基づいて、基準線に対する位置ずれや方向ずれを偏差としたＰＩ制御（比例制御、積分制御）により、左右一対の走行装置を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８７５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、門型クレーンなどの走行制御における外乱としては、吊具を吊り下げて支持する桁部を有した構造体の歪みがある。上記の特許文献１に記載の門型クレーンにおいては、この構造体の歪みについて何ら対策されていない。それ故、走行中に構造体に過大な歪みが生じると、構造体が歪んだ状態から元の状態に戻ろうとする力により構造体の両端部が移動して位置ずれや方向ずれが生じるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、構造体の歪みの抑制により、その歪みに起因する位置ずれや方向ずれの修正に要する時間を短縮して、荷役作業の効率を向上することができるクレーンの制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御システムは、昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、その小さくする制御は、前記クレーンの加速期間及び減速期間に設定される姿勢重視増幅度と前記クレーンの定速期間に設定される倣い重視増幅度とを切り替えるフィードバック制御であり、前記姿勢重視増幅度は前記倣い重視増幅度に比して前記角度差および前記方位角に対する増幅度が大きく、前記倣い重視増幅度は前記姿勢重視増幅度に比して前記距離差に対する増幅度が大きいことを特徴とする。
【０００７】
上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御システムは、昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、さらに、前記制御装置により、前記移動点が、指示されて目標位置から前記速度と予め設定された減速度とに基づいてその速度がゼロになるまでの距離として算出された減速距離分離れた位置である減速開始位置を超えた場合に、前記走行停止制御が開始されて前記クレーンの走行速度に基づいて作成された目標軌道と前記移動点との移動差を小さくする制御を行う構成にしたことを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御システムは、昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持するトロリが横行可能な一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機、前記一対の走行装置、及び前記トロリに通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、さらに、前記制御装置により、前記走行停止制御が終了して前記クレーンが停止したときの前記距離差に基づいて、前記トロリの横行距離を補正する制御を行う構成にしたことを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御システムは、昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、前記一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする制御を行い、さらに、前記制御装置により、前記角度差、前記方位角、および、前記距離差のそれぞれとそれぞれごとに予め設定された閾値とを比較して複数の前記受信機および前記一対の走行装置の自己診断を行う構成にしたことを特徴とする。
上記の目的を達成する本発明のクレーンの制御システムは、昇降可能な吊具と、この吊具を吊り下げて支持して一方向に延在する桁部を有する構造体と、この桁部の延在方向に離間して配置されて前記構造体に取り付けられた一対の走行装置とを備えたクレーンの制御システムにおいて、平面視で前記構造体に複数のうちの二つが前記延在方向に離間配置されると共に複数のうちの二つが前記延在方向に直交する方向に離間配置された複数の受信機と、その受信機及び前記一対の走行装置に通信可能に接続された制御装置とを備え、その受信機が全球測位衛星システムを利用して位置座標を特定可能に構成され、前記制御装置に、平面視で、前記延在方向に交差する方向に延在する基準線が予め設定されて、前記制御装置により、前記クレーンを加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と前記クレーンを減速させて停止させる走行停止制御とを行う場合に、複数の前記受信機により特定した複数の位置座標に基づいて、平面視で、前記直交する方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ第一線分および前記延在方向に離間した二つの前記受信機を結ぶ線分の第二法線の角度差と、前記第一線分の前記基準線に対する第一姿勢方位角、又は、前記第二法線の前記基準線に対する第二姿勢方位角のどちらか一方の方位角と、前記複数の位置座標により特定した移動点及び前記基準線の間の距離差とを小さくする操作量を算出し、次いで、算出した操作量と予め設定された基準指令値とに基づいて前記一対の走行装置のそれぞれの指令値を算出し、算出したそれぞれの指令値に基づいて前記一対の走行装置の速度を調節する制御を行う場合に、前記操作量に制限が設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一対の走行装置のそれぞれの速度を調節して、受信機どうしの相対位置の変化を小さくしながら、クレーンを走行させる。つまり、クレーンの構造体に生じる歪みを受信機どうしの相対位置の変化として検出して、その歪みを抑制するようにクレーンを走行させる。
【０００９】
それ故、クレーンを走行させながら、構造体を歪みが生じていない状態に近づけることができる。これにより、走行中のクレーンの構造体に過大な歪みが生じることを回避するには有利になり、その歪みに起因する位置ずれや方向ずれの修正に要する時間を短縮することができる。これに伴って、クレーンの荷役作業の効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の制御システムの実施形態を搭載したクレーンが走行するコンテナターミナルの平面図である。
【図２】図１のクレーンを例示する斜視図である。
【図３】図２の制御システムを例示するブロック図である。
【図４】走行中のクレーンと停止中のクレーンを例示する平面図である。
【図５】本発明の制御システムが行うクレーンの制御方法を例示するフロー図である。
【図６】図５のＳ１７０を例示するフロー図である。
【図７】図５のＳ１８０を例示するフロー図である。
【図８】加速期間、定格期間、及び減速期間における基準指令値及び増幅度の変化を例示する説明図である。
【図９】減速期間におけるクレーンの走行速度及び移動差の変化を例示する説明図である。
【図１０】図４のＸ矢視で例示する背面図である。
【図１１】図４のＸＩ矢視で例示する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のクレーンの制御システムの実施形態について説明する。図中では、蔵置レーン１３の長手方向をｘ方向、蔵置レーン１３の短手方向をｙ方向、上下方向をｚ方向で示す。
【００１２】
図１〜３に例示するように、第一実施形態の制御システム３０は、コンテナターミナル１０でコンテナＣを荷役する門型クレーン２０の走行を制御するシステムである。
【００１３】
図１に例示するように、コンテナターミナル１０は、ｘ方向に隣接するコンテナヤード１１と本船荷役エリア１２とに区画される。コンテナヤード１１は、多数のコンテナＣが蔵置される複数の蔵置レーン１３を備える。本船荷役エリア１２は、岸壁に沿って敷設されるレールの上を走行する複数の岸壁クレーン１４を備える。蔵置レーン１３の長手方向がｙ方向に向いて設置されてもよい。
【００１４】
コンテナターミナル１０は、コンテナヤード１１及び本船荷役エリア１２の間でコンテナＣを運搬する構内シャシ１５と、コンテナヤード１１及び外部の間でコンテナＣを運搬する外来シャシ１６とが走行する。また、コンテナターミナル１０は、複数の門型クレーン２０が、蔵置レーン１３を跨いだ状態で蔵置レーン１３に沿ってｘ方向に走行する。
【００１５】
コンテナターミナル１０は、管理棟１７が設置される。管理棟１７には、上位システム１８と通信機１９とが設置されて、上位システム１８から通信機１９を介して荷役機器（１４〜１６、２０）に荷役作業の指示等が行われる。
【００１６】
コンテナターミナル１０は、荷役機器が上位システム１８からの指示により自動的に荷役可能な自動化ターミナルや、遠隔操作用コントローラ等が管理棟１７に設置されて荷役機器を遠隔から操作可能なターミナルが例示できる。また、コンテナターミナル１０は、荷役機器に運転者が搭乗して直接操作するターミナルも例示できる。
【００１７】
図２に例示するように、門型クレーン２０は、吊具２１と、桁部２２を有する構造体２３と、一対の走行装置２４ａ、２４ｂとを有する。
【００１８】
吊具２１は、桁部２２に沿ってｙ方向に横行可能に構成されたトロリ２５から吊架したワイヤによりｚ方向に昇降する。構造体２３は、桁部２２、トロリ２５、及び脚部（２６ａ、２６ｂ）からなり、平面視で、長手方向がｙ方向に、短手方向がｘ方向にそれぞれ向いている略長方形状を成している。桁部２２は、ｙ方向に延在して、トロリ２５を介して吊具２１を吊り下げて支持する。脚部は、ｚ方向に延在する四本の脚体２６ａと、ｘ方向に隣り合う脚体２６ａの下端どうしを連結する二本の水平梁２６ｂとから構成される。なお、ｙ方向に隣り合う脚体２６ａの上端どうしは、桁部２２により連結する。走行装置２４ａ、２４ｂは、平面視で桁部２２の延在方向であるｙ方向に離間して配置されて、構造体２３の下端に取り付けられる。
【００１９】
一対の走行装置２４ａ、２４ｂは、水平梁２６ｂの下端に設置されて、ゴムタイヤで構成される車輪２７と、電動モータ２８ａ、２８ｂと、インバータ２９とを有する。走行装置２４ａ、２４ｂは、インバータ２９により電動モータ２８ａ、２８ｂが駆動することで、車輪２７が転動して、構造体２３の短手方向であるｘ方向に走行する。走行装置２４ａ、２４ｂは、左右一対になっており、平面視で、構造体２３のｙ方向の両端部に離間配置されて、電動モータ２８ａ、２８ｂが左右独立して駆動する。
【００２０】
門型クレーン２０は、例えば、車輪２７をレールの上を走行する鉄輪で構成して、蔵置レーン１３に沿って敷設されたレールの上を走行する構成にしてもよい。電動モータ２８ａ、２８ｂを駆動する電力は、門型クレーン２０に設置された図示しないバッテリ、又は発電機から供給される。あるいは、ケーブルやバスバーなどにより外部から供給される。
【００２１】
制御システム３０は、三つの受信機３１〜３３、制御装置３４、及び通信機３５を備える。制御システム３０は、上位システム１８からの荷役作業指令Ｃ１に従って、インバータ２９により電動モータ２８ａ、２８ｂのそれぞれの回転速度を調節して、門型クレーン２０の走行を制御するシステムである。
【００２２】
三つの受信機３１〜３３は、自身の位置座標Ｐ１〜Ｐ３を取得する装置である。具体的に受信機３１〜３３は、全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）アンテナであり、所定の周期ごとに複数の人工衛星から受信する時刻等の情報に基づき経度と緯度と高度とからなる位置座標Ｐ１〜Ｐ３を取得する。受信機３１〜３３により位置座標Ｐ１〜Ｐ３を測位する方法としては、単独測位、相対測位、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）測位、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティックＧＰＳ）測位が例示できる。受信機３１〜３３は、全球測位衛星システムを利用して平面座標として経度と緯度とを取得し、上位システム１８と通信して高度を取得する構成にしてもよい。
【００２３】
受信機３１及び受信機３２は、平面視で、桁部２２の延在方向に直交する方向で、構造体２３の短手方向であるｘ方向の両端に離間配置される。受信機３１及び受信機３３は、平面視で、桁部２２の延在方向で、構造体２３の長手方向であるｙ方向の両端に離間配置される。具体的に、三つの受信機３１〜３３は、門型クレーン２０の構造体２３の平面視における形状を略長方形と仮定した場合に、その長方形の四つの隅部のうちの三つの隅部に配置される。つまり、三つの受信機３１〜３３は、平面視で、それぞれを頂点とする直角三角形を成すように配置される。
【００２４】
受信機３１〜３３は、門型クレーン２０の脚体２６ａの途中部分や走行装置２４ａ、２４ｂの近傍に設置してもよいが、脚体２６ａの上端や桁部２２などの構造体２３における上方位置に設置する方が人工衛星からの情報を受信する際の感度が向上するので望ましい。
【００２５】
制御装置３４は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。
【００２６】
図３に例示するように、制御装置３４は、電動モータ２８ａ、２８ｂ、インバータ２９、三つの受信機３１〜３３、並びに、通信機３５に電気的に接続されている。
【００２７】
制御装置３４は、機能要素として設定部３６、及び制御部３７を有する。これらの機能要素は、プログラムとして制御装置３４の内部記憶装置に記憶されて、ＣＰＵにより読み出されて、実行される。各機能要素は、プログラマブルロジックコントローラなどの個別のハードウェアで構成されてもよい。また、各機能要素を一つの機能要素にまとめてもよい。
【００２８】
設定部３６は、基準線Ｌｎ、目標位置Ｐｍ、及び減速開始位置Ｐｂを設定するプログラムである。制御部３７は、門型クレーン２０を加速させるあるいは定格速度で走行させる走行制御と、門型クレーン２０を減速させて停止させる走行停止制御とを行うプログラムである。
【００２９】
以下、図４では、ｘ方向左側から右側に向かう方向を正とし、反対側を負とする。また、門型クレーン２０の走行開始から走行停止まで間が、加速期間Ｔ１、定格期間Ｔ２、及び減速期間Ｔ３に区分される。加えて、門型クレーン２０のｘ方向の走行速度Ｖｘは、加速期間Ｔ１で略一定に増加（加速度ａで加速）し、定格期間Ｔ２で略一定になり、減速期間Ｔ３で略一定に減少（減速度ｂで減速）するように設定される。
【００３０】
図４に例示するように、設定部３６は、荷役作業指令Ｃ１により指定されたレーン番号に基づいて基準線Ｌｎを設定し、ベイ番号に基づいてその基準線Ｌｎ上に目標位置Ｐｍを設定する。なお、レーン番号は、各蔵置レーン１３に割り当てられた番地を示し、ベイ番号は蔵置レーン１３の長手方向のコンテナＣの蔵置位置に割り当てられた番地である。
【００３１】
基準線Ｌｎは、門型クレーン２０が蔵置レーン１３に沿って走行する場合の走行基準となる線であり、予め設定されて内部記憶装置に記憶される。基準線Ｌｎは、蔵置レーン１３のｙ方向側方に配置されて、桁部２２の延在方向であるｙ方向に交差する方向であるｘ方向に延在する線である。基準線Ｌｎは、その線上に存在する地点の全ての緯度、経度が算出可能である。なお、基準線Ｌｎは平面視で蔵置レーン１３に重なるように配置されてもよい。
【００３２】
目標位置Ｐｍは、基準線Ｌｎに存在する。目標位置Ｐｍは、所定のベイ番号に蔵置されるコンテナＣのｘ方向の中心を通る線と基準線Ｌｎとの交点である。
【００３３】
減速開始位置Ｐｂは、基準線Ｌｎに存在する。減速開始位置Ｐｂは、目標位置Ｐｍからｘ方向左側に向って減速距離Ｄ２分離間した位置である。減速距離Ｄ２は、現時点から減速開始したならばどれだけの距離で止まれるかを示している。具体的に、減速距離Ｄ２は、現時点の走行速度Ｖｘがゼロになるまで一定の減速度ｂで減速した場合に予測される移動距離として、常時計算される。なお、減速度ｂは、所望の減速時間を選択することで、設定されてもよく、例えば、減速時間として５秒を選択した場合に、定格速度Ｖ０から５秒後に停止可能な値が設定される。また、減速度ｂが段階的に変化するように設定してもよい。例えば、定格速度Ｖ０から定格の５％速度まで減速する時間を５秒とした場合の減速度ｂと、定格の５％速度からゼロになるまで減速する時間を１秒とした場合の減速度ｂとを設定して、段階的に変化する減速度ｂに基づいて減速距離Ｄ２を算出してもよい。
【００３４】
基準線Ｌｎ、目標位置Ｐｍ、及び減速開始位置Ｐｂの高度は地面を基準に設定されている。
【００３５】
制御部３７は、加速期間Ｔ１及び定格期間Ｔ２で走行制御を行い、減速期間Ｔ３で走行停止制御を行う。走行制御及び走行停止制御は、一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの速度を調節する制御である。具体的に、走行制御及び走行停止制御は、旋回したい側の電動モータ２８ａ又は２８ｂの基準指令値Ｖｚから操作量ＭＶを差し引いた指令値Ｖ１、Ｖ２に基づいて、インバータ２９により、電動モータ２８ａ、２８ｂへ供給される電力の電流値、電圧値、及び周波数を調節する制御である。
【００３６】
制御部３７は、ＰＤ制御のフィードバック制御を利用しており、以下に示す数式（１）を用いて操作量ＭＶを算出し、数式（２）、（３）を用いて指令値Ｖ１、Ｖ２を算出する。
【００３７】
以下の数式（１）〜（３）で、θ１は第一姿勢方位角を、θ３は第一姿勢方位角θ１及び第二姿勢方位角θ２の角度差を、Ｄ１は距離差、Ｇｓは係数を、及び、Ｋｘ１〜Ｋｘ６（以下、Ｋｘとする）は増幅度（ゲイン）をそれぞれ示している。
【数１】
2020186136.tif 000003
【数２】
2020186136.tif 000004
【数３】
2020186136.tif 000005
【００３８】
基準指令値Ｖｚは、電動モータ２８ａ、２８ｂの停止時をゼロ％、電動モータ２８ａ、２８ｂの最高回転速度を１００％として設定されている。基準指令値Ｖｚは、加速期間Ｔ１、定格期間Ｔ２、及び減速期間Ｔ３でそれぞれ別の値に設定される。例えば、加速期間Ｔ１で、基準指令値Ｖｚは門型クレーン２０の加速度ａを一定にする値Ｖａに設定される。定格期間Ｔ２で、基準指令値Ｖｚは定格回転速度Ｖ０に設定される。減速期間Ｔ３で、基準指令値Ｖｚは門型クレーン２０の減速度ｂを一定にする値Ｖｂに設定される。
【００３９】
操作量ＭＶは、基準指令値Ｖｚと同様にパーセンテージで設定されている。操作量ＭＶは、平面視における受信機３１〜３３どうしの相対位置の変化として角度差θ３を小さくする操作量である。また、操作量ＭＶは、第一姿勢方位角θ１を小さくする操作量である。加えて、操作量ＭＶは、距離差Ｄ１を小さくする操作量である。
【００４０】
第一姿勢方位角θ１は、受信機３１、３２を結ぶ第一線分Ｌ１の基準線Ｌｎに対する方位角である。第二姿勢方位角θ２は、受信機３１、３３を結ぶ線分Ｌ３の第二法線Ｌ２の基準線Ｌｎに対する方位角である。角度差θ３は、第一姿勢方位角θ１と第二姿勢方位角θ２との角度差であり、第一線分Ｌ１と第二法線Ｌ２とのなす角である。距離差Ｄ１は、第一線分Ｌ１の中点である移動点Ｐｘと基準線Ｌｎとの間の距離差である。
【００４１】
係数Ｇｓは、電動モータ２８ａ、２８ｂの始動直後や停止直前（走行開始直後、走行停止直前）に操作量ＭＶを減少させる変数である。例えば、加速期間Ｔ１や減速期間Ｔ３で、制御部３７により設定される基準指令値Ｖｚは、電圧が徐々に上昇、あるいは下降するように設定されている。つまり、電動モータ２８ａ、２８ｂにおいては、始動直後や停止直前に、電圧が徐々に変化することに伴って電流の増減も徐々になり、出力トルクの大幅な増減を抑制するソフトスタートやソフトストップが行われている。係数Ｇｓは、そのソフトスタートやソフトストップに合わせて、操作量ＭＶを減少させる変数である。これにより、始動直後や停止直前の急な加減速の増加を抑制するには有利になる。
【００４２】
増幅度Ｋｘは、予め実験や試験により、例えば、ステップ応答法や限界感度法などにより設定される。また、上記の数式（１）〜（３）により求めた指令値Ｖ１、Ｖ２に基づいた制御結果から学習により最適な値を求めるオートチューニングを用いて算出してもよい。
【００４３】
例えば、門型クレーン２０がｘ方向左側から右側に向かって走行する場合で、操作量ＭＶが正になったときに、門型クレーン２０は左旋回を行う。一方、操作量ＭＶが負になったときに、門型クレーン２０は右旋回を行う。このように、門型クレーン２０は、一対の走行装置２４ａ、２４ｂの速度差による旋回を繰り返しながら、目標位置Ｐｍまで走行する。
【００４４】
図５〜図７に例示するように、門型クレーン２０の制御方法は、上位システム１８からの荷役作業指令Ｃ１を受信すると開始されて、荷役作業の完了報告Ｃ２を報告する方法であり、門型クレーン２０を目標位置Ｐｍまで走行させる方法である。受信機３１〜３３は所定の周期ごとに人工衛星から情報を受信して、位置座標Ｐ１〜Ｐ３を取得しており、例えば、所定の周期は毎秒である。
【００４５】
図５に例示するように、通信機３５により、上位システム１８から送信された荷役作業指令Ｃ１を受信すると、制御装置３４は、荷役作業指令Ｃ１に基づいて、基準線Ｌｎ及び目標位置Ｐｍを設定する（Ｓ１１０）。次いで、制御装置３４は、受信機３１〜３３により全球測位衛星システムを利用して位置座標Ｐ１〜Ｐ３を取得する（Ｓ１２０）。
【００４６】
次いで、制御装置３４は、取得した位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、門型クレーン２０のｘ方向の走行速度Ｖｘを取得する（Ｓ１３０）。走行速度Ｖｘは、現時点における移動点Ｐｘの移動速度のｘ方向成分であり、位置座標Ｐ１〜Ｐ３の変化量に基づいて算出される。走行速度Ｖｘは、門型クレーン２０に設置されたセンサにより検知してもよい。
【００４７】
次いで、制御装置３４は、走行速度Ｖｘと予め設定された減速度ｂとに基づいて、走行速度Ｖｘがゼロになるまでの減速距離Ｄ２を算出する（Ｓ１４０）。減速距離Ｄ２は、電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度が現在設定されている基準指令値Ｖｚからゼロになる距離として算出してもよい。
【００４８】
次いで、制御装置３４は、目標位置Ｐｍから減速距離Ｄ２分離れた位置を減速開始位置Ｐｂに設定する（Ｓ１５０）。減速開始位置Ｐｂは、基準線Ｌｎ上に設定されている。
【００４９】
次いで、制御装置３４は、門型クレーン２０の移動点Ｐｘが減速開始位置Ｐｂを超えたか否かを判定する（Ｓ１６０）。なお、ここでいう移動点Ｐｘが減速開始位置Ｐｂを超えるとは、移動点Ｐｘのｘ座標が減速開始位置Ｐｂのｘ座標よりも目標位置Ｐｍに近づいた状態を示す。
【００５０】
移動点Ｐｘが減速開始位置Ｐｂを超えないと判定すると、制御装置３４は、Ｓ１７０へ進み、図６に例示する走行制御を行う。
【００５１】
一方、移動点Ｐｘが減速開始位置Ｐｂを超えたと判定すると、制御装置３４は、Ｓ１８０へ進み、図７に例示する走行停止制御を行う。走行停止制御が行われて門型クレーン２０の走行が停止すると、制御装置３４は、荷役制御としてトロリ２５の横行制御と吊具２１の昇降制御とを行う（Ｓ１６０）。次いで、制御装置３４は、荷役制御が完了すると、通信機３５により、上位システム１８に完了報告Ｃ２を送信して、この制御方法が完了する。
【００５２】
図６、図８に例示するように、走行制御を開始すると、制御装置３４は、加速期間Ｔ１か否かを判定する（Ｓ２１０）。加速期間Ｔ１は、走行制御を開始してからの経過時間や、電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度がゼロから定格回転速度Ｖ０まで増加する期間として判定可能である。加速期間Ｔ１は、位置座標Ｐ１〜Ｐ３の変化量、あるいは門型クレーン２０に設置されたセンサにより検知された実際の走行速度の変化や、電動モータ２８ａ、２８ｂのモータ特性（回転速度、周波数、電圧値など）に基づいて判定してもよい。
【００５３】
門型クレーン２０が加速していると判定すると、制御装置３４は、基準指令値Ｖｚとして、門型クレーン２０の加速度ａを一定にする値Ｖａを設定する（Ｓ２２０）。次いで、制御装置３４は、増幅度Ｋｘを姿勢重視増幅度Ｋ０に設定する（Ｓ２３０）。
【００５４】
値Ｖａは、電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度がゼロから定格回転速度Ｖ０になるまで除々に大きくなる。また、値Ｖａは、吊具２１が吊っている吊荷の荷重やコンテナヤード１１の路面勾配に比例して大きくするとよい。
【００５５】
門型クレーン２０が加速していないと判定すると、制御装置３４は、基準指令値Ｖｚとして、定格回転速度Ｖ０を設定する（Ｓ２４０）。次いで、制御装置３４は、増幅度Ｋｘを倣い重視増幅度Ｋ１に設定する（Ｓ２５０）。定格回転速度Ｖ０は、電動モータ２８ａ、２８ｂを連続して駆動可能な回転速度である。
【００５６】
姿勢重視増幅度Ｋ０は、倣い重視増幅度Ｋ１に比して、数式（１）における角度差θ３に対する増幅度Ｋｘ１、Ｋｘ２、及び第一姿勢方位角θ１に対する増幅度Ｋｘ３、Ｋｘ４が大きい。一方、倣い重視増幅度Ｋ１は、姿勢重視増幅度Ｋ０に比して、距離差Ｄ１に対する増幅度Ｋｘ５、Ｋｘ６が大きい。
【００５７】
増幅度Ｋｘを切り替える場合に、切替時間Ｔ４を設けることが望ましい。上記の姿勢重視増幅度Ｋ０に設定する（Ｓ２３０）ステップが、モードを「１」から「０」に切り替えるステップであり、倣い重視増幅度Ｋ１に設定する（Ｓ２５０）ステップが、モードを「０」から「１」に切り替えるステップである。切替時間Ｔ４では、姿勢重視増幅度Ｋ０と倣い重視増幅度Ｋ１との間で、増幅度が瞬間的に切り替わらずに、一方から他方へ増幅度が徐々に変化する。切替時間Ｔ４における各増幅度の変化は、比例関数的な変化やＳ字曲線的な変化であってもよい。
【００５８】
基準指令値Ｖｚ及び増幅度Ｋｘの設定が完了すると、制御装置３４は、基準線Ｌｎ及び位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、第一姿勢方位角θ１、第二姿勢方位角θ２、距離差Ｄ１を算出する（Ｓ３１０）。具体的に、制御装置３４は、第一姿勢方位角θ１として第一線分Ｌ１の基準線Ｌｎに対する傾きを算出する。また、制御装置３４は、第二姿勢方位角θ２として第二法線Ｌ２の基準線Ｌｎに対する傾きを算出する。また、制御装置３４は、距離差Ｄ１として移動点Ｐｘから基準線Ｌｎまでの垂線の長さを算出する。次いで、制御装置３４は、第一姿勢方位角θ１と第二姿勢方位角θ２との角度差θ３を算出する（Ｓ３２０）。
【００５９】
次いで、制御装置３４は、上記の数式（１）を用いて、操作量ＭＶを算出する（Ｓ３３０）。なお、操作量ＭＶは制限を設けることが望ましく、この操作量ＭＶの制限としては、正の上限を＋１０％、負の上限を−１０％にする制限が例示できる。次いで、制御装置３４は、操作量ＭＶが正になるか否かを判定する（Ｓ３４０）。
【００６０】
次いで、制御装置３４は、操作量ＭＶが正になると判定すると、上記の数式（２）を用いて、指令値Ｖ１、Ｖ２を算出する（Ｓ３５０）。一方、制御装置３４は、操作量ＭＶが負になると判定すると、上記の数式（３）を用いて、指令値Ｖ１、Ｖ２を算出する（Ｓ３６０）。
【００６１】
次いで、制御装置３４は、算出した指令値Ｖ１、Ｖ２に基づいて、インバータ２９により電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度を調節して（Ｓ３７０）、図５のＳ１２０へ戻る。
【００６２】
図７、図９に例示するように、走行停止制御を開始すると、制御装置３４は、目標軌道Ｌ４を作成する（Ｓ４１０）。なお、目標軌道Ｌ４は、走行制御中に作成してもよい。
【００６３】
目標軌道Ｌ４は、走行速度Ｖｘの変化により時々刻々と変化する軌道であり、横軸を時間、縦軸を距離とした平面上での曲線軌道である。具体的に、目標軌道Ｌ４は、減速開始位置Ｐｂを初期値として、所定の周期ごとの移動距離として、走行速度Ｖｘの時間積分値（図中の斜線部分）を加算して算出される。
【００６４】
次いで、制御装置３４は、目標軌道Ｌ４と移動点Ｐｘとに基づいて、移動差Ｄ３を算出する（Ｓ４２０）。移動差Ｄ３は、ｘ方向における目標軌道Ｌ４と現時点の移動点Ｐｘとの差分である。
【００６５】
次いで、制御装置３４は、移動差Ｄ３に基づいて、以下の数式（４）を用いて、基準指令値Ｖｚの値Ｖｂを補正する（Ｓ４３０）。以下の数式（４）では、Ｖｂ’は値Ｖｂを補正した値を、Ｋ２は増幅度をそれぞれ示している。
【数４】
2020186136.tif 000006
【００６６】
つまり、制御装置３４は、移動差Ｄ３を偏差として、基準指令値Ｖｚを補正する。移動差Ｄ３が正の場合は、移動点Ｐｘが目標位置Ｐｍに到達しない場合であり、移動差Ｄ３が負の場合は、移動点Ｐｘが目標位置Ｐｍを追い越す場合である。補正値Ｖｂ’は、移動差Ｄ３を小さくする値である。
【００６７】
次いで、制御装置３４は、基準指令値Ｖｚとして、算出した補正値Ｖｂ’を設定する（Ｓ４４０）。次いで、制御装置３４は、増幅度Ｋｘを姿勢重視増幅度Ｋ０に設定する（Ｓ４５０）。
【００６８】
基準指令値Ｖｚ及び増幅度Ｋｘの設定が完了すると、制御装置３４は、上述したＳ３１０〜Ｓ３７０を行う。算出した指令値Ｖ１、Ｖ２に基づいて、インバータ２９により電動モータ２８ａ、２８ｂの回転速度を調節すると、制御装置３４は、その調節により変化する門型クレーン２０の走行速度Ｖｘを取得する（Ｓ４６０）。次いで、制御装置３４は、取得した走行速度Ｖｘがゼロになったか否かを判定する（Ｓ４７０）。
【００６９】
走行速度Ｖｘがゼロにならないと判定すると、制御装置３４は、図５のＳ１２０へ戻り、再度、走行停止制御を行う。一方、走行速度Ｖｘがゼロになると判定すると、制御装置３４は、図５のＳ１９０へ進み、荷役制御を行う。
【００７０】
門型クレーン２０は、目標位置Ｐｍに到着したときに、第一姿勢方位角θ１、第二姿勢方位角θ２、及び角度差θ３が略ゼロになり、基準線Ｌｎに対する方向ずれが無い状態で停止する。また、門型クレーン２０は、目標位置Ｐｍに到達したときに、移動点Ｐｘが、目標位置Ｐｍを通る基準線Ｌｎの法線の上に存在して、目標位置Ｐｍに対するｘ方向の位置ずれがない状態で停止する。一方、門型クレーン２０は、距離差Ｄ１がゼロでは無く、基準線Ｌｎに対するｙ方向の位置ずれがある状態で停止する。
【００７１】
以上のように、制御システム３０は、受信機３１〜３３が特定した位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、構造体２３に生じる歪みを受信機３１〜３３どうしの相対位置の変化として検出して、その相対位置の変化を小さくするように一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの速度を調節して、門型クレーン２０を走行させる。
【００７２】
それ故、門型クレーン２０を走行させながら、受信機３１〜３３どうしの相対位置を門型クレーン２０が走行していない基準となる状態に近づけることができる。これにより、走行中の門型クレーン２０の構造体２３に過大な歪みが生じることを回避するには有利になり、その歪みに起因する位置ずれや方向ずれの修正に要する時間を短縮することができる。これに伴って、門型クレーン２０の荷役作業の効率を向上することができる。
【００７３】
門型クレーン２０に熟練した運転者が搭乗して走行させる場合に、構造体２３に生じる歪みは運転者の走行操作により解消されていた。しかし、門型クレーン２０に運転者が搭乗せず、門型クレーン２０に対して遠隔操作や自動運転により荷役させる場合に、その歪みの解消は困難なものになる。そこで、上記の制御システム３０によれば、受信機３１〜３３を用いることで、運転者の目視に替わって、門型クレーン２０の歪みを特定することが可能になる。これにより、門型クレーン２０を遠隔操作や自動運転しても、門型クレーン２０の構造体２３に過大な歪みが生じることを回避するには有利になり、荷役効率を向上することができる。
【００７４】
なお、門型クレーン２０に運転者が搭乗して運転する場合にも、制御システム３０による歪みの特定を未熟な運転者に対する運転支援として利用することで、荷役効率の向上を図ることができる。
【００７５】
制御システム３０は、上記の数式（１）における第一姿勢方位角θ１の項と距離差Ｄ１の項を用いずに、角度差θ３、つまり受信機３１〜３３どうしの相対位置の変化に関する項のみを用いて構造体２３の歪みのみを解消する走行制御を行ってもよい。例えば、上記以外の方法で門型クレーン２０を走行させて、角度差θ３が所定の閾値以上になった場合に、その角度差θ３を小さくする制御として行ってもよい。
【００７６】
門型クレーン２０に配置された受信機は、少なくとも二つ以上であればよく、例えば、この実施形態の受信機３２、３３の二つが例示できる。受信機の配置数が二つの場合は、平面視で構造体２３の成す長方形の短辺と長辺とのそれぞれに配置されることが好ましく、その長方形の対角となる二つの隅のそれぞれに配置されることがより好ましい。また、配置数が三つの場合に、受信機３１〜３３は、その長方形の互いに異なる辺に、それぞれを頂点とする三角形を成すように配置されることが好ましく、長方形の四つの隅のうちの三つに配置されることがより好ましい。
【００７７】
受信機３１〜３３は、平面視で、受信機３１、３２が桁部２２の延在方向に直交する方向に離間配置されると共に、受信機３１、３３が桁部２２の延在方向に離間配置されることで、前述の相対位置の変化として、角度差θ３を用いることが可能になる。これにより、構造体２３の歪みを平面視で構造体２３が成す長方形の歪みとして捉えて、その相対位置の変化をより簡易な数値で表すことが可能になり、操作量ＭＶを求める上記の数式（１）を単純化するには有利になる。
【００７８】
制御システム３０は、走行中に、構造体２３の歪みに加えて、門型クレーン２０の方向ずれや位置ずれを解消することが望ましい。具体的に、制御システム３０は、位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、門型クレーン２０の基準線Ｌｎに対する方向ずれを第一姿勢方位角θ１として検出して、その方向ずれを小さくするように一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの速度を調節する。また、制御システム３０は、位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、門型クレーン２０の基準線Ｌｎに対する位置ずれを距離差Ｄ１として検出して、その位置ずれを小さくするように一対の走行装置２４ａ、２４ｂのそれぞれの速度を調節する。
【００７９】
このように、構造体２３の歪みに加えて、走行中の門型クレーン２０の基準線Ｌｎに対する方向ずれや位置ずれを修正することで、目標位置Ｐｍに到着したときの誤差を低減することができる。これにより、目標位置Ｐｍへの位置決め誤差の修正に要する時間を短縮するには有利になる。
【００８０】
構造体２３の歪みに加えて、方向ずれ及び位置ずれを解消するには、上記の数式（１）に記載のとおり、ＰＤ制御のパラメータとして角度差θ３、第一姿勢方位角θ１、距離差Ｄ１を用いるとよい。そこで、三つの受信機３１〜３３を、平面視で構造体２３の成す長方形の四つの隅部のうちの三つの隅部に配置することが望ましい。このように受信機３１〜３３を配置することで、受信機３１〜３３を、走行中の門型クレーン２０の歪み、方向ずれ、及び位置ずれを検出可能な最小数にすることができる。
【００８１】
また、上記の数式（１）において、第一姿勢方位角θ１の代わりに第二姿勢方位角θ２を用いてもよい。また、距離差Ｄ１は、受信機３１及び基準線Ｌｎの間の距離差（位置座標Ｐ１から基準線Ｌｎまでの垂線の距離）と受信機３２及び基準線Ｌｎの間の距離差（位置座標Ｐ２から基準線Ｌｎまでの垂線の距離）との平均値として求めることもできる。
【００８２】
制御システム３０は、門型クレーン２０の走行状態に応じて、上記の数式（１）における増幅度Ｋｘを切り換える。具体的に、制御システム３０は、増幅度Ｋｘを、加速期間Ｔ１及び減速期間Ｔ３で姿勢重視増幅度Ｋ０に切り換え、定格期間Ｔ２で倣い重視増幅度Ｋ１に切り換える。それ故、制御システム３０は、加速期間Ｔ１及び減速期間Ｔ３で、距離差Ｄ１に比して角度差θ３及び第一姿勢方位角θ１を小さくすることができる。
【００８３】
つまり、加速期間Ｔ１では、停止時に生じた構造体２３の歪みが解放されることに伴う方向ずれや走行開始直後から加速時に生じる荷重変化や傾きに起因する方向ずれを解消することができる。これにより、走行開始直後に方向ずれが大きくなった状態の門型クレーン２０の走行速度が速くなった場合に生じる基準線Ｌｎからの逸脱を抑制するには有利になる。
【００８４】
また、減速期間Ｔ３では、減速時に生じる荷重変化や傾きに起因する方向ずれを解消することができる。これにより、門型クレーン２０が目標位置Ｐｍに到着したときの方向ずれを抑制するには有利になる。また、減速期間Ｔ３における方向ずれの解消に伴って、停止時に生じる構造体２３の歪みを抑制するには有利になり、走行開始直後の歪みによる方向ずれを解消することができる。
【００８５】
特に、減速期間Ｔ３では、荷役時にトロリ２５の横行距離にその位置ずれ分を反映させることにより解消することが可能な基準線Ｌｎに対する門型クレーン２０のｙ方向の位置ずれよりも、走行制御でしか解消することができない基準線Ｌｎに対する門型クレーン２０の姿勢や向きによる方向ずれを重点的に解消する。これにより、走行制御による門型クレーン２０の方向ずれを修正に掛かる時間を短縮するには有利になる。
【００８６】
なお、制御システム３０は、門型クレーン２０が停止時の距離差Ｄ１に基づいて、荷役制御におけるトロリ２５の横行距離を補正することが望ましい。トロリ２５の横行距離は、荷役作業指令Ｃ１のロウ番号に基づいて設定されるが、その横行距離から距離差Ｄ１を減算することで、吊具２１のｙ方向における高精度な位置合わせを行うことができる。
【００８７】
制御システム３０は、上記の数式（１）を用いて算出した操作量ＭＶに制限を設けて、操作量ＭＶの変化幅を狭くすることで、走行制御による門型クレーン２０の旋回量を緩慢にすることができる。これにより、一対の走行装置２４ａ、２４ｂの速度差が過大になることで生じる構造体２３の歪みを抑制するには有利になる。また、大型構造物である門型クレーン２０の急旋回を抑制することで、門型クレーン２０の走行時の安全性を確保するには有利になる。この操作量ＭＶの制限としては、５％以上、且つ１５％以下が好ましい。
【００８８】
このように、操作量ＭＶに制限を設けることで、制御システム３０は、ＰＩＤ制御やＰＩ制御などオーバーシュートやハンチングなどの要因になるＩ動作を用いることなく、ＰＤ制御でも高精度な走行制御を行うことができる。これにより、走行中の構造体２３の歪み、門型クレーン２０の方向ずれや位置ずれを解消可能な走行制御における設定パラメータを減少して、制御をシンプルにするには有利になる。
【００８９】
制御システム３０は、増幅度Ｋｘを切り替えるときに各増幅度が徐々に変化する切替時間Ｔ４を設けることで、増幅度Ｋｘを姿勢重視増幅度Ｋ０と倣い重視増幅度Ｋ１との間でリニアに切り替えることができる。これにより、操作量ＭＶの急激な変化の抑制には有利になる。
【００９０】
制御システム３０は、走行停止制御で、走行速度Ｖｘから作成した目標軌道Ｌ４と移動点Ｐｘと間の移動差Ｄ３に基づいて、基準指令値Ｖｚを補正する。それ故、構造体２３の歪み、方向ずれ、及び位置ずれを解消することで生じる移動差Ｄ３を小さくすることができる。これにより、時々刻々と変化する目標軌道Ｌ４と移動点Ｐｘとを近づけることで、停止時の目標位置Ｐｍに対する位置合わせには有利になる。
【００９１】
受信機３１〜３３を構造体２３の上方位置に設置する場合に、制御システム３０は、受信機３１〜３３で特定した位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、基準線Ｌｎ及び目標位置Ｐｍを補正することが望ましい。この補正は、設定部３６又は制御部３７のどちらで行ってもよく、この実施形態では、設定部３６で行っている。
【００９２】
図１０、図１１に例示するように、正面視あるいは側面視で、コンテナヤード１１に設けられた水勾配、並びに、トロリ２５の位置や荷重による車輪２７の沈み込みによる傾きにより、門型クレーン２０は傾く。この傾きにより、構造体２３の上方に設置された受信機３１〜３３で特定した位置座標Ｐ１〜Ｐ３と地面を基準にする場合の位置座標との間に誤差が生じる。
【００９３】
そこで、制御システム３０は、設定部３６により、特定した位置座標Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、受信機３１〜３３どうしの高度差ｈ１、ｈ２を算出し、算出した高度差ｈ１、ｈ２に基づいて、基準線Ｌｎ、目標位置Ｐｍを補正することが望ましい。
【００９４】
制御部３７は、以下に示す数式（５）〜（８）を用いて補正量Ｄ４、Ｄ５を算出する。以下の数式（５）〜（８）で、Ｈ１は門型クレーン２０の全高を、Ｗ１は正面視における門型クレーン２０の全幅を、Ｂ１は側面視における門型クレーン２０の奥行きを、θ４は正面視における門型クレーン２０の傾きを、θ５は側面視における門型クレーン２０の傾きをそれぞれ示している。
【数５】
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【数６】
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【数７】
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【数８】
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【００９５】
門型クレーン２０の傾きθ４、θ５は、水勾配と、偏荷重及び車輪２７の空気圧により生じた傾きとに基づいている。補正量Ｄ４、Ｄ５は、基準線Ｌｎ及び目標位置Ｐｍを門型クレーン２０が傾いた側にずらす量である。
【００９６】
このように、高度差ｈ１、ｈ２に基づいて、基準線Ｌｎ及び目標位置Ｐｍを補正することで、水勾配、偏荷重、及び車輪２７の空気圧による門型クレーン２０の傾きによる位置ずれの誤差を低減することができる。これにより、誤差による位置合わせに掛かる時間を短縮するには有利になる。
【００９７】
なお、上記の基準線Ｌｎ、目標位置Ｐｍの補正した結果を記憶させておき、次回の補正に利用するようにしてもよい。また、コンテナヤード１１に設けられた水勾配などの勾配が予め特定されている場合は、その勾配と、基準線Ｌｎ、目標位置Ｐｍを補正したときの傾きθ４、θ５とを比較して、門型クレーン２０の偏荷重や車輪２７の空気圧の低下などの自己診断に用いることもできる。
【００９８】
制御システム３０は、制御装置３４に診断部を設け、その診断部により、角度差θ３、第一姿勢方位角θ１（第二姿勢方位角θ２）、距離差Ｄ１のいずれかに基づいて、受信機３１〜３３や走行装置２４ａ、２４ｂを自己診断することが望ましい。
【００９９】
診断方法としては、角度差θ３、第一姿勢方位角θ１（第二姿勢方位角θ２）、距離差Ｄ１のそれぞれを予め設定した閾値と比較し、それらがその閾値よりも大きくなるか否かによる診断が例示される。また、それらが閾値よりも大きくなる回数が多くなるか否か、所定の時間内で閾値よりも大きくなる頻度が高くなるか否かによる診断も例示される。
【０１００】
このように、走行制御に加えて、制御システム３０で用いる装置や門型クレーン２０の走行に関する装置の自己診断を行うことで、その点検、整備、交換を促す警告を行うことが可能になる。これにより、実際に装置が故障する前に装置の点検、整備、交換を行わせて、走行中の故障による稼働率の低下の防止には有利になり、荷役効率を向上することができる。
【０１０１】
門型クレーン２０に運転者が搭乗せず、門型クレーン２０に対して遠隔操作や自動運転により荷役させるコンテナターミナル１０では、コンテナヤード１１が無人領域になり、門型クレーン２０を目視により点検することが難しい。そこで、コンテナターミナル１０が稼働中にリアルタイムで、制御システム３０による自己診断を逐次行うことで、異常を早期発見することができる。
【０１０２】
既述した実施形態は、三つの受信機３１〜３３を用いた制御を例に説明したが、受信機は四つ以上設けてもよい。また、平面視で構造体２３の対角となる位置に配置した二つの受信機３１、３３のみを用いても、上記の制御を行うことが可能である。この場合に、制御装置３４は、二つの受信機３１、３３により特定した位置座標Ｐ１、Ｐ２と、構造体２３の形状寸法（門型クレーン２０の全幅Ｗ１、奥行きＢ１）とに基づいて、位置座標Ｐ３や移動点Ｐｘを算出することができる。従って、受信機は複数であればよい。但し、高精度に門型クレーン２０の走行制御及び走行停止制御を行うには、三つ以上の受信機を設けることが好ましい。
【０１０３】
既述した実施形態は、制御システム３０の制御対象として門型クレーン２０を例に説明したが、制御システム３０の制御対象を岸壁クレーン１４や、図示しない天井クレーンにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
２０  門型クレーン
２１  吊具
２２  桁部
２３  構造体
２４ａ、２４ｂ  走行装置
３０  制御システム
３１〜３３  受信機
３４  制御装置
【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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