(57)【要約】      （修正有）【課題】ごみ高さを正確に管理することにより、グラブバケットの転倒を防止し、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うことができるごみ処理工場用自動クレーンの制御装置を提供すること。【解決手段】ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットＰを撮影するように所定の間隔を隔ててクレーン１のガーダ１１配設した２台のカメラ２ａ、２ｂと、該２台のカメラ２ａ、２ｂのステレオ視による視差を利用してごみピットＰ内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットＰを積み上げ側Ｐ１と溝掘り側Ｐ２に設定して管理し、ごみ高さマップの積み上げ側の情報によりごみ高さが一番低い番地を抽出し、該番地にごみを開放して積み上げるようにする。【選択図】図１−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットを撮影するように所定の間隔を隔てて配設した２台のカメラと、該２台のカメラのステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットを積み上げ側と溝掘り側に設定して管理し、ごみ高さマップの積み上げ側の情報によりごみ高さが一番低い番地を抽出し、該番地にごみを開放して積み上げるようにしたことを特徴とするごみ処理工場用自動クレーンの制御装置。
【請求項２】
ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットを撮影するように所定の間隔を隔てて配設した２台のカメラと、該２台のカメラのステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットを積み上げ側と溝掘り側に設定して管理し、積み上げ側番地の溝掘り側番地との境界部分に、略鉛直の壁をなすようにごみを積み上げるようにしたことを特徴とするごみ処理工場用自動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、例えば、ごみピット内の搬入扉下のごみをごみの積み上げエリアに自動的に積み上げるごみ処理工場用自動クレーンの制御装置に関し、特に、ごみ高さを正確に管理することにより、グラブバケットの転倒を防止し、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うことができるごみ処理工場用自動クレーンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ごみ処理工場用自動クレーンの作業モードは、ホッパ投入、積替、移動、攪拌、積み上げ（溝掘りを含む）等が用意されており、いずれも自動モードで選択することができる。
この中で、積み上げに関しては、例えば、特許文献１に記載されるように、搬入扉下のごみを掴んで吊り上げたグラブバケットを、積み上げる場所のごみ上へ吊り降ろし着床にて突き固めを繰り返した後、グラブバケットを開放してごみを積み上げ、これをグラブバケットの幅毎に順次自動的に繰り返して行うようにする自動制御装置がある。
【０００３】
しかしながら、上記従来のごみ処理工場用自動クレーンの自動制御装置では、ピット内のごみ高さマップのピッチが荒く、また、積み上げ番地でごみを積み上げた後は、ごみ高さを数値的に一定量加算することによってごみ高さマップを管理することから、正確なごみ高さが分からず、ごみを掴んだり積み上げたりするときにグラブバケットがごみと接触して転倒することがあった。
また、積み上げ側の境界線部分では、ごみが斜めに崩れることから、ごみをホッパに投入した後、溝掘り側のごみを積み上げようとすると、着床の際にグラブバケットが転倒して積み上げ作業ができず、現実的には自動運転を中断して操作員による手動介入が必要となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４４４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置が有する問題点に鑑み、ごみ高さを正確に管理することにより、グラブバケットの転倒を防止し、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うことができるごみ処理工場用自動クレーン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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本第１発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置は、ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットを撮影するように所定の間隔を隔てて配設した２台のカメラと、該２台のカメラのステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットを積み上げ側と溝掘り側に設定して管理し、ごみ高さマップの積み上げ側の情報によりごみ高さが一番低い番地を抽出し、該番地にごみを開放して積み上げるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、同じ目的を達成するため、本第２発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置は、ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットを撮影するように所定の間隔を隔てて配設した２台のカメラと、該２台のカメラのステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットを積み上げ側と溝掘り側に設定して管理し、積み上げ側番地の溝掘り側番地との境界部分に、略鉛直の壁をなすようにごみを積み上げるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本第１発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置によれば、ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットを撮影するように所定の間隔を隔てて配設した２台のカメラと、該２台のカメラのステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットを積み上げ側と溝掘り側に設定して管理し、ごみ高さマップの積み上げ側の情報によりごみ高さが一番低い番地を抽出し、該番地にごみを開放して積み上げることから、ごみピット内の各番地の誤差の少ないごみ高さをリアルタイムで管理することができ、これにより、ごみとの接触によるグラブバケットの転倒を防止し、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うとともに、必要以上にグラブバケットを巻き上げることなくクレーンの横行及び走行を行うことが可能となり、サイクルタイムを短縮化しクレーンの稼働効率を向上させることができる。
【０００９】
また、本第２発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置によれば、ごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットを撮影するように所定の間隔を隔てて配設した２台のカメラと、該２台のカメラのステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットを積み上げ側と溝掘り側に設定して管理し、積み上げ側番地の溝掘り側番地との境界部分に、略鉛直の壁をなすようにごみを積み上げることから、この境界線部分のごみの崩れを抑制し、ごみの傾斜によるグラブバケットの転倒を防止することができ、これにより、操作員による手動介入を不要とし、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１〜図３に、本発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置の第１実施例を示す。
このごみ処理工場用自動クレーンの制御装置は、例えば、ごみピットＰ内の搬入扉Ｔ下のごみＧをごみの積み上げエリアである反搬入扉側（他の場所）に積み上げるごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットＰを撮影するように所定の間隔を隔ててクレーン１のガーダ１１配設した２台のカメラ２ａ、２ｂと、該２台のカメラ２ａ、２ｂのステレオ視による視差を利用してごみピットＰ内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットＰを積み上げ側Ｐ１と溝掘り側Ｐ２に設定して管理し、ごみ高さマップの積み上げ側の情報によりごみ高さが一番低い番地を抽出し、該番地にごみを開放して積み上げるようにしている。
【００１２】
ごみの積み上げ作業は、搬入扉Ｔ側のごみを掴んで吊り上げたグラブバケット１２を、積み上げ側番地のごみ上へ吊り降ろし着床にて突き固めを繰り返した後、グラブバケット１２を開放してごみを積み上げ、これをグラブバケット１２の幅毎に順次自動的に繰り返して行うようにする。
【００１３】
この場合、図１−１（ｂ）に示すように、積み上げ側番地の溝掘り側番地との境界部分に、略鉛直の壁をなすようにごみを積み上げることができる。
具体的には、図１−２（ｂ）に示すように、例えば、積み上げ側番地が空の状態から、その境界部分に１列１段のごみの列Ｇ１を作り、次いで、境界部分以外の積み上げ側番地にごみＧを同じ高さに積み上げる。
そして、境界部分のごみの列の上に、１列１段の新たなごみの列を積み上げ、次いで、境界部分以外の積み上げ側番地のごみの上に、新たなごみを同じ高さに積み上げる。
以後、この作業を積み上げ高さの上限まで繰り返すことにより、積み上げ側番地の境界部分に、略鉛直の壁をなすようにごみを積み上げることができる。
また、ホッパ投入等の積み上げ側番地からの掴み出し作業は、境界部分にあるごみを掴まず、積み上げ側番地中程のごみを掴むようにし、略鉛直の壁をくずさない運転をする。
【００１４】
なお、ごみ高さマップにおいて、図１−２（ａ）に示すように、グラブバケット１２の外形寸法と同じ大きさ分のアドレスだけごみを着床で押し固めて積み上げていく（図はマップ上３アドレスであり、グラブバケット１２の外形寸法と同じ）。
また、ごみ高さマップのピッチは、横行方向、走行方向各々０．７ｍより大きく、グラブバケット１２の開状態における縦横外形寸法により小さい寸法に設定することが好ましく、これにより、ごみピットＰ内の各位置（番地）のごみ高さを必要とされる精度に管理することができる。
【００１５】
一方、２台のカメラ２ａ、２ｂは、クレーンガーダ１１以外に、ごみピットＰの壁部や天井に設置することもでき、ごみピットＰ内に堆積したごみＧの表面全体を撮影できるようにしている。
なお、カメラ２ａ、２ｂの配設位置は、ごみピットＰの形状や大きさに応じて、適宜変更することができ、また、台数も４台以上の複数台とすることができる。
【００１６】
２台のカメラ２ａ、２ｂのステレオ視による視差を利用してごみピットＰ内に堆積したごみ高さを計測する方法としては、具体的には、図４及び図５−１〜図５−３に示すように、一方のカメラ（左カメラ）２ａにより撮影した左画像と、他方のカメラ（右カメラ）２ｂにより撮影した右画像とを、コンピュータ上で対比し、両画像に撮影されているごみ表面（Ａ点）までの距離Ｈを、横方向の視差（画素数）を用いて、下記式（１）により算出するようにした。
なお、本実施例においては、カメラ２ａ、２ｂには、３．３ＭＥＧＡ  ＰＩＸＥＬ、画素数：２２４０×１６８０、カメラ画角α：約６０゜のデジタルカメラを使用したが、これに限定されるものではなく、同程度の性能を有するカメラを用いることができる。
また、カメラ２ａ、２ｂの撮影は、所定の周期（例えば、数秒間隔）毎に行ったり、クレーンガーダ１１の走行に合わせてごみピットＰ内の各位置（番地）毎に行ったり、これらを組み合わせる等、任意に設定して行うことができ、これに合わせて、ごみ高さ記憶手段にごみ高さマップとして記憶されているごみ高さの情報を更新するようにすることにより、ごみピットＰ内の各位置（番地）のごみ高さをリアルタイムで正確に管理することができる。
【００１７】
Ｈ＝ｆ（Ｄ，Ｐｘ，Ｘｌ，Ｘｒ，α）
＝０．５・Ｄ・Ｐｘ／（（Ｘｌ−Ｘｒ）・ｔａｎ（α／２））    ・・・（１）
ここで、Ｈ：カメラとごみ表面（Ａ点）の距離
Ｄ：カメラ光軸間隔（４００〜２０００ｍｍ程度）
Ｐｘ：ＰＩＸＥＬ（２２４０ＰＩＸＥＬ）
Ｘｌ−Ｘｒ：視差
α：カメラ画角
である。
【００１８】
なお、図６に、上記ステレオ視による視差を利用してごみピットＰ内に堆積したごみ高さを計測する方法による設定距離と距離測定誤差及び視差との関係を示す。
この図６の結果から、実用上問題のない精度で、カメラ２ａ、２ｂとごみ表面（Ａ点）の距離Ｈ、すなわち、ごみピットＰ内に堆積したごみ高さを計測できることが分かる。
【００１９】
次に、上記クレーンの積み上げの動作の第１実施例を説明する。
図７−１はその操作画面を、図７−２はその動作フローをそれぞれ示す。
この積み上げ動作は、溝掘り側をＡ−１〜Ａ−４と大きなエリアに区画するとともに、積み上げ側をＥ−１〜Ｅ４と溝掘り側に対応するように同数に区画している。
そして、溝掘り側がＡ−１であれば、積み上げ側をこれ対応する区画Ｅ−１のエリアに選定している。なお、搬入扉Ｔの半分８〜１４を使用しないようにして、Ａ−３、Ａ−４、Ｅ−３、Ｅ−４を積み上げ側のエリアにすることもできる。
クレーンの積み上げ動作は、溝掘り側のＡ−１エリア内で一定高さ以上の番地を選択し、積み上げ側のＥ−１エリアのごみ高さの低い番地を選択する。なお、溝掘り側のエリアのごみ高さが所定値以下の場合は、この溝掘り側の選択ステップは省略する。
そして、ごみを掴んだグラブバケット１２を目的番地まで移動させ、ごみを掴んだまま着床させることにより下のごみを押し固めた後、一定量巻き上げてグラブバケット１２を開く。
【００２０】
次に、上記クレーンの積み上げの動作の第２実施例を説明する。
図８−１はその操作画面を、図８−２はその動作フローをそれぞれ示す。
この積み上げ動作は、溝掘り側のいずれかの番地を選択したら、積み上げ側は、それに対応する番地を選択する（例えば、溝掘り側のＡ−１０を選択したら、積み上げ側はＤ−１０近傍の番地を選択する）。なお、搬入扉Ｔの半分８〜１４を使用しないようにして、Ａ−１６〜Ｅ３０番地を積み上げ側のエリアにすることもできる。
クレーンの積み上げ動作は、まず、作業ステップにより溝掘り側番地と積み上げ側番地とを選択する。なお、溝掘り側のエリアのごみ高さが所定値以下の場合は、この溝掘り側の選択ステップは省略する。
そして、ごみを掴んだグラブバケット１２を目的番地まで移動させ、ごみを掴んだまま着床させることにより下のごみを押し固めた後、一定量巻き上げてグラブバケット１２を開く。
【００２１】
次に、上記クレーンの積み上げの動作の第３実施例を説明する。
図９−１はその操作画面を、図９−２はその動作フローをそれぞれ示す。
この積み上げ動作は、溝掘り側のエリアのみを選択し、積み上げ側はフリーとする。なお、搬入扉Ｔの半分８〜１４を使用しないようにして、Ａ−１６〜Ｅ３０番地を積み上げ側のエリアにすることもできる。
クレーンの積み上げ動作は、溝掘り側の特定エリア内で一定高さ以上の番地を選択し、この特定エリアに近い順で、積み上げ側のごみ高さの低い番地を選択する。なお、溝掘り側のエリアのごみ高さが所定値以下の場合は、この溝掘り側の選択ステップは省略する。
そして、ごみを掴んだグラブバケット１２を目的番地まで移動させ、ごみを掴んだまま着床させることにより下のごみを押し固めた後、一定量巻き上げてグラブバケット１２を開く。
【００２２】
次に、上記クレーンの積み上げの動作の第４実施例を説明する。
図１０−１はその操作画面を、図１０−２はその動作フローをそれぞれ示す。
この積み上げ動作は、作業ステップの該当搬入扉Ｔ前のエリアで一定高さ以上の番地を選択し、積み上げ側のごみ高さの低い番地を選択する。なお、溝掘り側のエリアのごみ高さが所定値以下の場合は、この溝掘り側の選択ステップは省略する。また、積み上げ側で特定エリアを選択している場合は、該エリア内で積み上げ側番地を選択する。
なお、搬入扉Ｔの半分８〜１４を使用しないようにして、Ａ−１６〜Ｅ−３０を積み上げ側のエリアにすることもできる。
クレーンの積み上げ動作は、溝掘り側の特定エリア内で一定高さ以上の番地を選択し、積み上げ側のごみ高さの低い番地を選択する。
そして、ごみを掴んだグラブバケット１２を目的番地まで移動させ、ごみを掴んだまま着床させることにより下のごみを押し固めた後、一定量巻き上げてグラブバケット１２を開く。
【００２３】
かくして、本実施例のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置は、例えば、ごみピットＰ内の搬入扉Ｔ下のごみＧをごみの積み上げエリアである反搬入扉側（他の場所）に積み上げるごみ処理工場用自動クレーンの制御装置において、ごみピットＰを撮影するように所定の間隔を隔てて配設した２台のカメラ２ａ、２ｂと、該２台のカメラ２ａ、２ｂのステレオ視による視差を利用してごみピットＰ内に堆積したごみ高さを計測するごみ高さ計測手段と、該ごみ高さの情報をごみ高さマップとして記憶するごみ高さ記憶手段とを備え、前記ごみピットＰを積み上げ側Ｐ１と溝掘り側Ｐ２に設定して管理し、ごみ高さマップの積み上げ側Ｐ１の情報によりごみ高さが一番低い番地を抽出し、該番地にごみを開放して積み上げることから、ごみピットＰ内の各番地の誤差の少ないごみ高さをリアルタイムで管理することができ、これにより、ごみとの接触によるグラブバケット１２の転倒を防止し、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うとともに、必要以上にグラブバケット１２を巻き上げることなくクレーンの横行及び走行を行うことが可能となり、サイクルタイムを短縮化しクレーンの稼働効率を向上させることができる。
【００２４】
この場合、積み上げ側番地の溝掘り側番地との境界部分に、略鉛直の壁をなすようにごみを積み上げることにより、この境界線部分のごみの崩れを抑制し、ごみの傾斜によるグラブバケット１２の転倒を防止することができ、これにより、操作員による手動介入を不要とし、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うことができる。
【００２５】
以上、本発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置は、ごみ高さを正確に管理することにより、グラブバケットの転倒を防止し、積み上げ作業を自動運転により連続的に行うという特性を有していることから、ごみ処理工場用自動クレーンの用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１−１】本発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置の第１実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１−２】同実施例のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は積み上げ状態を示す平面図である。
【図２】本発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置のシステム構成の説明図である。
【図３】本発明のごみ処理工場用自動クレーンの制御装置のシステム構成の説明図である。
【図４】ステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測する方法を示す原理説明図である。
【図５−１】ステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測する方法のフロー図である。
【図５−２】ステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測する方法のフロー図である。
【図５−３】ステレオ視による視差を利用してごみピット内に堆積したごみ高さを計測する方法の補足説明図である。
【図６】ステレオ視による視差を利用してごみピットＰ内に堆積したごみ高さを計測する方法による設定距離と距離測定誤差及び視差との関係を示す説明図である。
【図７−１】クレーンの積み上げ動作の第１実施例を示す操作画面の図である。
【図７−２】同実施例のクレーンの積み上げ動作を示すフロー図である。
【図８−１】クレーンの積み上げ動作の第２実施例を示す操作画面の図である。
【図８−２】同実施例のクレーンの積み上げ動作を示すフロー図である。
【図９−１】クレーンの積み上げ動作の第３実施例を示す操作画面の図である。
【図９−２】同実施例のクレーンの積み上げ動作を示すフロー図である。
【図１０−１】クレーンの積み上げ動作の第４実施例を示す操作画面の図である。
【図１０−２】同実施例のクレーンの積み上げ動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    クレーン
１１  クレーンガーダ
１２  グラブバケット
１３  クレーントロリ
２ａ  カメラ
２ｂ  カメラ
２ｃ  カメラ
２ｄ  カメラ
Ｐ    ごみピット
Ｐ１  積み上げ側
Ｐ２  溝掘り側
Ｔ    搬入扉
Ｒ    クレーン操作室
【図１−１】
2006044904.tif 000003
【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９−１】
2006044904.tif 000016
【図９−２】
2006044904.tif 000017
【図１０−１】
2006044904.tif 000018
【図１０−２】
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