(57)【要約】【課題】吊り下げ対象物の水中での位置を、より正確に安定して計測する。【解決手段】本吊り下げ対象物の位置計測方法は、作業船上のクレーン２６の、ブーム３０の旋回動作にのみ追従する（ブーム３０の起伏動作には追従しない）箇所に、位置計測手段１２を設置する。そして、設置した位置計測手段１２により、複数のワイヤ３２の各々の、吊り下げ対象物３４との接続部から上方へと延びる部分の水平方向の位置を計測し、これらの位置計測結果から、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置及び回転角度を算出する。このように、水中に投入される吊り下げ対象物３４の位置を直接的に計測するのではなく、吊り下げ対象物３４を吊持している複数のワイヤ３２の位置から、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置及び回転角度を算出するため、水中の気泡や水流の影響を直接的に受けることなく、より正確に安定して計測することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業船上のクレーンのブームを介して複数のワイヤにより吊り下げられると共に上下位置が制御される吊り下げ対象物の水中での位置を計測する方法であって、
前記クレーンの、前記ブームの旋回動作にのみ追従する箇所に、位置計測手段を設置し、
該位置計測手段により、前記複数のワイヤの各々の、前記吊り下げ対象物との接続部から上方へと延びる部分の水平方向の位置を計測し、
該位置計測結果に基づいて、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出することを特徴とする吊り下げ対象物の位置計測方法。
【請求項２】
前記位置計測手段としてレーザ距離計を使用し、該レーザ距離計により前記複数のワイヤまでの距離及び角度を計測して、該計測結果から前記複数のワイヤの水平方向の位置を算出することを特徴とする請求項１記載の吊り下げ対象物の位置計測方法。
【請求項３】
前記複数のワイヤとして、前記吊り下げ対象物を支持する少なくとも２本の支持ワイヤを含む２本以上のワイヤを対象とし、
前記複数のワイヤの位置計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤ間の中心位置をワイヤ中心位置として算出し、該ワイヤ中心位置を利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の吊り下げ対象物の位置計測方法。
【請求項４】
前記ブームに設置した傾斜角計測手段により前記ブームの傾斜角度を計測し、該傾斜角度の計測結果から前記ブーム先端に具備され前記複数のワイヤが掛け回されるシーブの位置を算出し、
前記複数のワイヤのうち、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラムに設置した繰り出し量計測手段により、前記少なくとも１本のワイヤの繰り出し量を計測し、該繰り出し量の計測結果から、前記シーブから前記吊り下げ対象物までのワイヤ長さを算出し、
前記ワイヤ中心位置と、前記シーブの位置と、前記ワイヤ長さとを利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出することを特徴とする請求項３記載の吊り下げ対象物の位置計測方法。
【請求項５】
前記複数のワイヤの位置計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤの位置を通る直線を算出し、
平面視で前記クレーンの正面方向と直交すると共に前記ワイヤ中心位置を通る回転基準線を算出し、
前記直線と前記回転基準線とを利用して、前記吊り下げ対象物の回転角度を算出することを特徴とする請求項３又は４記載の吊り下げ対象物の位置計測方法。
【請求項６】
前記吊り下げ対象物として、支持ワイヤと開閉ワイヤとを含む前記複数のワイヤにより上下位置及び開閉動作が制御される、浚渫作業用のグラブバケットを用いることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の吊り下げ対象物の位置計測方法。
【請求項７】
作業船上のクレーンのブームを介して複数のワイヤにより吊り下げられると共に上下位置が制御される吊り下げ対象物の水中での位置を計測するシステムであって、
前記クレーンの、前記ブームの旋回動作にのみ追従する箇所に設置され、前記複数のワイヤの各々の、前記吊り下げ対象物との接続部から上方へと延びる部分の水平方向の位置を計測するための位置計測手段と、
該位置計測手段による計測結果に基づいて、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出する制御手段と、を含むことを特徴とする吊り下げ対象物の位置計測システム。
【請求項８】
前記位置計測手段が、前記複数のワイヤまでの距離及び角度を計測するレーザ距離計であることを特徴とする請求項７記載の吊り下げ対象物の位置計測システム。
【請求項９】
前記複数のワイヤとして、前記吊り下げ対象物を支持する少なくとも２本の支持ワイヤを含む２本以上のワイヤが対象とされ、
前記制御手段は、前記位置計測手段の計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤ間の中心位置をワイヤ中心位置として算出し、該ワイヤ中心位置を利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出するものであることを特徴とする請求項７又は８記載の吊り下げ対象物の位置計測システム。
【請求項１０】
前記ブームに設置され、該ブームの傾斜角度を計測するための傾斜角計測手段と、
前記複数のワイヤのうち、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラムに設置され、前記少なくとも１本のワイヤの繰り出し量を計測する繰り出し量計測手段と、を含み、
前記制御手段は、前記傾斜角計測手段の計測結果から、前記ブーム先端に具備され前記複数のワイヤが掛け回されるシーブの位置を算出し、前記繰り出し量計測手段の計測結果から、前記シーブから前記吊り下げ対象物までのワイヤ長さを算出し、前記ワイヤ中心位置と、前記シーブの位置と、前記ワイヤ長さとを利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出するものであることを特徴とする請求項９記載の吊り下げ対象物の位置計測システム。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記位置計測手段の計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤの位置を通る直線を算出し、平面視で前記クレーンの正面方向と直交すると共に前記ワイヤ中心位置を通る回転基準線を算出し、前記直線と前記回転基準線とを利用して、前記吊り下げ対象物の回転角度を算出するものであることを特徴とする請求項９又は１０記載の吊り下げ対象物の位置計測システム。
【請求項１２】
前記吊り下げ対象物が、支持ワイヤと開閉ワイヤとを含む前記複数のワイヤにより上下位置及び開閉動作が制御される、浚渫作業用のグラブバケットであることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項記載の吊り下げ対象物の位置計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業船上のクレーンから吊り下げられる吊り下げ対象物の水中での位置を計測する、吊り下げ対象物の位置計測方法及び計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クレーンから吊り下げられるグラブバケットや吊り荷等の吊り下げ対象物の、水中での位置を計測する必要がある場合、例えば、グラブバケットを用いて浚渫作業を行う場合に、グラブ浚渫船による浚渫記録は、水中のグラブバケットの位置を演算により求め、水底でグラブバケットを閉じた位置の掘り跡を記録している。この際、水中のグラブバケットの位置は、船体に取り付けたＧＰＳや方位計による計測位置、クレーン旋回角やブーム角度、ワイヤ繰り出し量等から求めている。しかしながら、この方法は、クレーンの旋回や水流の影響を考慮していないため、クレーンの旋回速度が速い場合や、水流が速い海域における浚渫作業では、水中のグラブバケットの位置が正確に算出できないといった問題が生じている。従って、このような問題を解決するために、水中トランスポンダ等の超音波を用いた水中位置計測装置を使用して、水中のグラブバケットの位置を計測する方法が発案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９０１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した水中トランスポンダを使用する方法では、グラブバケットを水中に投入した直後は、バケット投入の際に発生する気泡の影響で、グラブバケット近傍に取り付けた水中トランスポンダにより正しく計測が行えず、気泡の影響が消えて計測可能となるまで、数分の時間を要するという課題を抱えている。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吊り下げ対象物の水中での位置を、より正確に安定して計測することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００６】
（１）作業船上のクレーンのブームを介して複数のワイヤにより吊り下げられると共に上下位置が制御される吊り下げ対象物の水中での位置を計測する方法であって、前記クレーンの、前記ブームの旋回動作にのみ追従する箇所に、位置計測手段を設置し、該位置計測手段により、前記複数のワイヤの各々の、前記吊り下げ対象物との接続部から上方へと延びる部分の水平方向の位置を計測し、該位置計測結果に基づいて、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出する吊り下げ対象物の位置計測方法（請求項１）。
【０００７】
本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、作業船上のクレーンの、ブームの旋回動作にのみ追従する（ブームの起伏動作には追従しない）箇所に、複数のワイヤの水平方向の位置を計測可能な位置計測手段を設置する。具体的には、ブームの根元近傍やクレーンの操縦室の前方等に、位置計測手段を設置する。そして、設置した位置計測手段により、複数のワイヤの各々の、吊り下げ対象物との接続部から上方へと延びる部分の水平方向の位置を計測する。この際、ブームの先端から水中へ上下方向に延びている複数のワイヤの、所定高さ（例えば、位置計測手段の設置高さと同じ高さ）の部位の水平位置を計測する。そして、複数のワイヤの各々の、水平方向の位置から、吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出する。
【０００８】
すなわち、所定高さにおけるワイヤの水平方向の位置が判明することで、例えば、ブーム先端からワイヤの位置が判明している部位までの長さや、ワイヤが鉛直に吊り下がっている状態からの、所定高さにおけるワイヤの水平方向の変位量等が算出される。このため、これらの値から、ワイヤの先端に接続されている吊り下げ対象物の水平方向の位置が求まるものである。又、吊り下げ対象物の回転角度を求める際には、例えば、吊り下げ対象物の回転状態に関わらず、複数のワイヤ同士の位置関係が不変であって、常に複数のワイヤが平面視で所定形状（一例として、直線状）の配置となると仮定する。この場合、複数のワイヤの各々の、所定高さにおける水平方向の位置が判明していることで、吊り下げ対象物が回転していない状態の複数のワイヤが成す所定形状と、計測時の複数のワイヤが成す所定形状との間の、水平方向の角度差が求められる。そして、この角度差は、計測時の吊り下げ対象物の回転角度と略等しいと考えられるため、吊り下げ対象物の回転角度が求まる。
【０００９】
このように、本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、水中に投入される吊り下げ対象物の位置を直接的に計測するのではなく、吊り下げ対象物を吊持している複数のワイヤの位置から、吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出する。このため、水中の気泡や水流の影響を直接的に受けることなく、安定して計測するものである。更に、複数のワイヤの位置を計測する位置計測手段を、クレーンの、ブームの旋回動作にのみ追従する箇所に設置していることから、ブームの起伏動作により位置計測手段の設置高さが変化することはなく、又、常に位置計測手段の前方に複数のワイヤが位置する態様となるため、より安定して計測するものとなる。又、吊り下げ対象物を吊持している複数のワイヤは、吊り下げ対象物の水中への投入位置や回転に追従して位置が変化するため、複数のワイヤの位置から、吊り下げ対象物の水平位置や回転角度を正確に算出するものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）項において、前記位置計測手段としてレーザ距離計を使用し、該レーザ距離計により前記複数のワイヤまでの距離及び角度を計測して、該計測結果から前記複数のワイヤの水平方向の位置を算出する吊り下げ対象物の位置計測方法（請求項２）。
本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、位置計測手段としてレーザ距離計を使用する。このレーザ距離計は、例えば、水平方向に扇状の範囲にレーザ光を射出し、計測対象物に反射して戻ってきた反射レーザ光を受けることで、計測対象物までの距離及び角度を計測するものである。従って、設置の際に把握できるレーザ距離計の設置位置の情報と、レーザ距離計による複数のワイヤまでの距離及び角度の計測結果とから、複数のワイヤの位置が判明する。このため、複数のワイヤの位置を、より正確に計測するものとなる。
【００１１】
（３）上記（１）（２）項において、前記複数のワイヤとして、前記吊り下げ対象物を支持する少なくとも２本の支持ワイヤを含む２本以上のワイヤを対象とし、前記複数のワイヤの位置計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤ間の中心位置をワイヤ中心位置として算出し、該ワイヤ中心位置を利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出する吊り下げ対象物の位置計測方法（請求項３）。
本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、水平方向の位置を計測する複数のワイヤとして、吊り下げ対象物を支持する少なくとも２本の支持ワイヤを含む２本以上のワイヤを対象とする。そして、これら複数のワイヤの位置計測結果から、平面視で少なくとも２本の支持ワイヤ間の中心位置を求め、この中心位置を、複数のワイヤの中心位置であるワイヤ中心位置に設定する。そして、算出したワイヤ中心位置を利用して、吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出するものである。
【００１２】
すなわち、吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出する場合は、例えば、算出したワイヤ中心位置を、複数のワイヤの位置を加味した代表位置として利用して、ブーム先端からワイヤ中心位置までの長さや、ワイヤが鉛直に吊り下がっている状態のワイヤ中心位置からの、算出したワイヤ中心位置の水平方向の変位量等を算出する。又、吊り下げ対象物の回転角度を算出する場合は、例えば、吊り下げ対象物が回転していない状態で複数のワイヤが成す所定形状を、算出したワイヤ中心位置を通る位置まで水平方向にシフト移動した、仮想形状を設定する。すると、設定した仮想形状と、計測時の複数のワイヤが成す所定形状とが、ワイヤ中心位置で交わる態様となるため、この状態で、２つの形状間の水平方向の角度差を算出する。このようにして、吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を、効率よく算出するものである。
【００１３】
（４）上記（３）項において、前記ブームに設置した傾斜角計測手段により前記ブームの傾斜角度を計測し、該傾斜角度の計測結果から前記ブーム先端に具備され前記複数のワイヤが掛け回されるシーブの位置を算出し、前記複数のワイヤのうち、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラムに設置した繰り出し量計測手段により、前記少なくとも１本のワイヤの繰り出し量を計測し、該繰り出し量の計測結果から、前記シーブから前記吊り下げ対象物までのワイヤ長さを算出し、前記ワイヤ中心位置と、前記シーブの位置と、前記ワイヤ長さとを利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出する吊り下げ対象物の位置計測方法（請求項４）。
【００１４】
本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、クレーンのブームに傾斜角計測手段を設置し、この傾斜角計測手段により、作業に応じて傾斜するブームの傾斜角度を計測する。そして、計測したブームの傾斜角度と、予め取得されるブームの長さ等とから、ブーム先端に具備され、複数のワイヤが掛け回されるシーブの位置を算出する。又、複数のワイヤのうち、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラムに、繰り出し量計測手段を設置し、この繰り出し量計測手段により、少なくとも１本のワイヤの繰り出し量を計測する。そして、計測したワイヤの繰り出し量と、予め取得されるワイヤドラムからシーブまでのワイヤの長さ等とから、シーブから吊り下げ対象物までのワイヤ長さを算出する。更に、算出したワイヤ中心位置、シーブの位置、ワイヤ長さを利用して、吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出する。
【００１５】
より具体的には、例えば、算出したシーブの位置から、ワイヤがシーブから鉛直に吊り下がっている状態のワイヤ中心位置を算出し、このワイヤ鉛直状態のワイヤ中心位置と、複数のワイヤの計測位置から算出したワイヤ中心位置とから、ワイヤが鉛直に吊り下がっている状態からの、計測時のワイヤの水平方向の移動量を算出する。更に、ワイヤの水平方向の移動量と、シーブから吊り下げ対象物までのワイヤ長さとから、吊り下げ対象物がシーブから鉛直に吊り下がっている状態からの、吊り下げ対象物の水平方向の移動量を求める。そして、シーブから鉛直に吊り下がっている状態の吊り下げ対象物の位置と、計測時の吊り下げ対象物の水平方向の移動量とから、吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出するものである。従って、傾斜角計測手段と繰り出し量計測手段とを利用して、より正確に吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出するものとなる。
【００１６】
（５）上記（３）（４）項において、前記複数のワイヤの位置計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤの位置を通る直線を算出し、平面視で前記クレーンの正面方向と直交すると共に前記ワイヤ中心位置を通る回転基準線を算出し、前記直線と前記回転基準線とを利用して、前記吊り下げ対象物の回転角度を算出する吊り下げ対象物の位置計測方法（請求項５）。
本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、複数のワイヤの位置計測結果から、複数のワイヤが成す所定形状として、平面視で少なくとも２本の支持ワイヤの位置を通る直線を算出する。又、吊り下げ対象物が回転していない状態で複数のワイヤが成す所定形状を、水平方向にシフト移動した仮想形状として、平面視でクレーンの正面方向と直交すると共に、複数のワイヤの計測位置から算出したワイヤ中心位置を通る、回転基準線を算出する。そして、算出したワイヤ中心位置において交わる、支持ワイヤの位置を通る直線と、回転基準線とが成す角度を算出し、この角度を、吊り下げ対象物の回転角度とするものである。このように、吊り下げ対象物を支持している少なくとも２本の支持ワイヤが成す直線形状を利用して、吊り下げ対象物の回転角度を効率よく算出するものである。
【００１７】
（６）上記（１）から（５）項において、前記吊り下げ対象物として、支持ワイヤと開閉ワイヤとを含む前記複数のワイヤにより上下位置及び開閉動作が制御される、浚渫作業用のグラブバケットを用いる吊り下げ対象物の位置計測方法（請求項６）。
本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、複数のワイヤにより吊り下げる吊り下げ対象物として、浚渫作業用のグラブバケットを用いるものである。このグラブバケットは、船上のクレーンのブームから吊り下げられる、支持ワイヤと開閉ワイヤとを含む複数のワイヤにより、上下位置及び開閉動作が制御される。このようなグラブバケットの水中への投入位置を、グラブバケットを吊持している複数のワイヤの水平方向の位置から計測することで、水流等の影響を受けることなく安定して計測を行い、浚渫位置の記録等をより正確に行うものである。
【００１８】
（７）上記（２）から（６）項において、前記レーザ距離計を、正面視で前記ブームの中心線上に設置する吊り下げ対象物の位置計測方法。
本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、位置計測手段として用いるレーザ距離計を、正面視でブームの中心線上に設置することで、計算の効率化を図るものである。すなわち、本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法と異なり、レーザ距離計を正面視でブームの中心線上に設置しない場合は、レーザ距離計の設置位置に応じたオフセット量を考慮して、演算を行う必要がある。しかしながら、本項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法は、レーザ距離計を、正面視でブームの中心線上の、例えば、ブームの根元近傍に、計測範囲の水平方向中心をブームの中心線に合わせて設置する。これにより、ブームの略中心線上に位置するシーブから吊り下げられるワイヤの位置計測を、ブームの中心線上から行うこととなるため、オフセット量に係る演算が省略され、計算の効率化が図られる。従って、吊り下げ対象物の位置の計算を、より正確に実行するものとなる。
【００１９】
（８）作業船上のクレーンのブームを介して複数のワイヤにより吊り下げられると共に上下位置が制御される吊り下げ対象物の水中での位置を計測するシステムであって、前記クレーンの、前記ブームの旋回動作にのみ追従する箇所に設置され、前記複数のワイヤの各々の、前記吊り下げ対象物との接続部から上方へと延びる部分の水平方向の位置を計測するための位置計測手段と、該位置計測手段による計測結果に基づいて、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出する制御手段と、を含む吊り下げ対象物の位置計測システム（請求項７）。
（９）上記（８）項において、前記位置計測手段が、前記複数のワイヤまでの距離及び角度を計測するレーザ距離計である吊り下げ対象物の位置計測システム（請求項８）。
【００２０】
（１０）上記（８）（９）項において、前記複数のワイヤとして、前記吊り下げ対象物を支持する少なくとも２本の支持ワイヤを含む２本以上のワイヤが対象とされ、前記制御手段は、前記位置計測手段の計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤ間の中心位置をワイヤ中心位置として算出し、該ワイヤ中心位置を利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置及び回転角度を算出するものである吊り下げ対象物の位置計測システム（請求項９）。
（１１）上記（１０）項において、前記ブームに設置され、該ブームの傾斜角度を計測するための傾斜角計測手段と、前記複数のワイヤのうち、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラムに設置され、前記少なくとも１本のワイヤの繰り出し量を計測する繰り出し量計測手段と、を含み、前記制御手段は、前記傾斜角計測手段の計測結果から、前記ブーム先端に具備され前記複数のワイヤが掛け回されるシーブの位置を算出し、前記繰り出し量計測手段の計測結果から、前記シーブから前記吊り下げ対象物までのワイヤ長さを算出し、前記ワイヤ中心位置と、前記シーブの位置と、前記ワイヤ長さとを利用して、前記吊り下げ対象物の水平方向の位置を算出するものである吊り下げ対象物の位置計測システム（請求項１０）。
【００２１】
（１２）上記（１０）（１１）項において、前記制御手段は、前記位置計測手段の計測結果から、平面視で前記少なくとも２本の支持ワイヤの位置を通る直線を算出し、平面視で前記クレーンの正面方向と直交すると共に前記ワイヤ中心位置を通る回転基準線を算出し、前記直線と前記回転基準線とを利用して、前記吊り下げ対象物の回転角度を算出するものである吊り下げ対象物の位置計測システム（請求項１１）。
（１３）上記（８）から（１２）項において、前記吊り下げ対象物が、支持ワイヤと開閉ワイヤとを含む前記複数のワイヤにより上下位置及び開閉動作が制御される、浚渫作業用のグラブバケットである吊り下げ対象物の位置計測システム（請求項１２）。
（１４）上記（８）から（１３）項において、前記レーザ距離計が、正面視で前記ブームの中心線上に設置されている吊り下げ対象物の位置計測システム。
そして、（８）〜（１４）項の吊り下げ対象物の位置計測システムは、各々、上記（１）〜（７）項に記載の吊り下げ対象物の位置計測方法に利用されることで、上記（１）〜（７）項の吊り下げ対象物の位置計測方法に対応する同等の作用を奏するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上記のような構成であるため、吊り下げ対象物の水中での位置を、より正確に安定して計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測システムの構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測システムを搭載する作業船のイメージ図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測システムを用いて計測を行う様子を示すイメージ図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法の一例を示すフロー図である。
【図５】図４の吊り下げ対象物の位置計測方法において、位置計測手段によりワイヤの位置を計測する様子を示すイメージ図である。
【図６】図４の吊り下げ対象物の位置計測方法において、吊り下げ対象物の回転角度を算出する方法を説明するためのイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づき説明する。なお、図面の全体にわたって、同一部分は同一符号で示している。
図１〜図３は、夫々、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測システム１０の構成と、吊り下げ対象物の位置計測システム１０を搭載した作業船２４と、作業船２４のクレーン２６近傍とを示している。まず、図２を参照して、吊り下げ対象物の位置計測システム１０を搭載する作業船２４の構成について、簡単に説明する。
【００２５】
図２の例において、作業船２４は、浚渫作業を行うためのクレーン２６を搭載した浚渫船であり、吊り下げ対象物３４として、浚渫用のグラブバケットを吊り下げている。クレーン２６は、グラブバケット（吊り下げ対象物）３４に接続された複数のワイヤ３２を介して、グラブバケット３４の上下移動及び開閉動作の制御を行う。複数のワイヤ３２の各々は、ワイヤドラム３８（図３参照）から繰り出され、ブーム３０と、ブーム３０の先端に具備されるシーブ３６とを介して、グラブバケット３４を吊持している。又、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測システム１０では、複数のワイヤ３２が、図５で確認できるように、２本の支持ワイヤ３２ａと、２本の開閉ワイヤ３２ｂとで構成されている。２本の支持ワイヤ３２ａは、主にグラブバケット３４を支持するためのものであり、２本の開閉ワイヤ３２ｂは、グラブバケット３４の開閉制御を担うものである。又、これら４本のワイヤ３２は、２本の支持ワイヤ３２ａの間に、２本の開閉ワイヤ３２ｂが位置する態様で、平面視で略直線状に並んだ配置となっている。
【００２６】
次に、吊り下げ対象物の位置計測システム１０の構成を説明する。図１に示すように、吊り下げ対象物の位置計測システム１０は、位置計測手段１２、傾斜角計測手段１４、繰り出し量計測手段１６、旋回角計測手段１８、制御手段２０を含んでいる。
位置計測手段１２は、図３に示すように、ブーム３０の旋回動作に追従し、ブーム３０の起伏動作に追従しない箇所、図示の例では、ブーム３０の根元近傍に設置されている。本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測システム１０では、位置計測手段１２として、正面視（図３の右から見る方向）でブーム３０の中心線上に、レーザ距離計が設置されている。このレーザ距離計１２は、詳しくは後述するが、ブーム３０のシーブ３６から吊り下がっている複数のワイヤ３２の、レーザ距離計１２からの距離及び角度を計測するものである。なお、位置計測手段１２の設置位置は、ブーム３０の旋回動作に追従し、ブーム３０の起伏動作に追従しない位置であればよく、例えば、クレーン２６の操縦室２８の前方に設置されていてもよい。
【００２７】
傾斜角計測手段１４は、ブーム３０に設置され、起伏動作によって傾斜するブーム３０の傾斜角度αを計測するものである。傾斜角計測手段１４には、種々の角度計測器が用いられる。
又、繰り出し量計測手段１６は、複数のワイヤ３２のうちの、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラム３８に設置され、設置されたワイヤドラム３８から繰り出されるワイヤの繰り出し量を計測するものである。繰り出し量計測手段１６には、ワイヤの繰り出し量を計測可能な任意の計測機器を用いることができる。
【００２８】
旋回角計測手段１８は、図３での図示は省略しているが、旋回動作を行うクレーン２６のブーム３０の旋回角度を計測するものであり、ブーム３０の旋回角度を計測可能な適切な位置に設置される。この旋回角計測手段１８として、種々の角度計測器が用いられる。
又、制御手段２０は、上述した位置計測手段１２、傾斜角計測手段１４、繰り出し量計測手段１６、旋回角計測手段１８の各々に接続されており、各計測手段を制御すると共に、各計測手段から計測結果を取得する。そして、詳しくは後述するが、取得した計測結果に基づいて、吊り下げ対象物３４の水中での位置を求めるための、様々な演算を行うものである。制御手段２０は、操縦室２８等の適切な位置に設置され、種々のコンピュータで構成することができる。
【００２９】
続いて、上述した吊り下げ対象物の位置計測システム１０を用いて実行する、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法について、図４に示すフロー図に沿って説明する。本説明は、説明の便宜上、特に断り書きの無い限り、ブーム３０がクレーン２６の正面方向を向いた状態（すなわち、旋回角度がゼロ）、かつ、クレーン２６の吊り下げ対象物３４が前方向（図３の右方向）のみに移動している状態のときに、吊り下げ対象物３４の位置を計測する場合を例にして説明する。なお、本例では、作業船２４を図２に示したような浚渫船、吊り下げ対象物３４を図２や図３に示したようなグラブバケットとして説明しており、吊り下げ対象物の位置計測システム１０や浚渫船２４の構成については、適宜、図１〜図３を参照されたい。
【００３０】
Ｓ１０（各構成要素設置）：吊り下げ対象物の位置計測システム１０の各構成要素を、浚渫船２４の、上述したような適切な位置に設置する。特に、位置計測手段１２は、レーザ距離計を用いることとし、このレーザ距離計１２を、正面視でブーム３０の中心線上の、ブーム３０の根元近傍に設置する。
Ｓ２０（クレーン情報登録）：クレーン２６の諸元等に関する各情報を、制御手段２０に設定する。例えば、ブーム３０の長さ、ワイヤドラム３８からシーブ３６までのワイヤの長さ等を設定する。更に、これらの情報に加えて、レーザ距離計１２の設置位置の情報を設定する。
【００３１】
Ｓ３０（位置計測手段による計測）：位置計測手段１２により、グラブバケット３４の投入位置の計測を所望するタイミングで、複数のワイヤ３２の水平方向の位置を計測する。すなわち、本例では、位置計測手段として設置したレーザ距離計１２により、４本のワイヤ３２の各々の、レーザ距離計１２からの距離及び角度を計測する。この際、レーザ距離計１２は、図５に示すように、レーザ距離計１２の前方に位置する４本のワイヤ３２に向かって、水平方向に扇状に複数のレーザ光１２ａを射出する。そして、４本のワイヤ３２に反射して戻る反射光から、２本の支持ワイヤ３２ａ及び２本の開閉ワイヤ３２ｂの夫々までの、距離及び角度を読み取ることで、計測を行う。
【００３２】
Ｓ４０（ワイヤ位置抽出）：制御手段２０により、レーザ距離計１２から計測値を取得し、４本のワイヤ３２の水平方向の位置を算出する。具体的には、レーザ距離計１２から取得する、レーザ距離計１２から４本のワイヤ３２の各々までの距離及び角度と、レーザ距離計１２の設置位置の情報とに基づき、例えば、浚渫船２４に対する相対座標として、４本のワイヤ３２の水平方向の位置を算出する。この際、ブーム３０が旋回した状態である場合は、旋回角計測手段１８からブーム３０の旋回角度を取得し、この旋回角度を加味して、４本のワイヤ３２の水平方向の位置を算出する。
【００３３】
ここで、４本のワイヤ３２の位置関係、レーザ距離計１２の分解能、ワイヤの太さや揺れ等の影響により、上記Ｓ３０における計測結果が、４本のワイヤ３２に対応する４つの物体よりも少ない物体を示す場合、及び、４本のワイヤ３２に対応する４つの物体よりも多くの物体を示す場合について言及する。まず、４つの物体よりも少ない物体を示す場合、例えば、３つの物体を示す計測結果が得られた場合は、予め取得できる通常時（シーブ３６から鉛直に吊り下がっている状態のとき等）の４本のワイヤ３２の位置関係と、３つの物体を示す計測結果とを比較する。そして、４本のワイヤ３２のうち、計測できなかったワイヤを抽出すると共に、計測できなかったワイヤの位置を、４本のワイヤ３２の位置関係と、３つの物体を示す計測結果とから算出すればよい。一方、４つの物体よりも多くの物体を示す場合、例えば、５つの物体を示す計測結果が得られた場合は、４本中１本のワイヤを２つの物体として計測したことが考えられる。このため、５つの物体を示す計測結果のうち、位置が最も近い２つの物体を示す計測結果が統一されるように、フィルタ処理等を行い、４本のワイヤ３２の位置を抽出すればよい。
【００３４】
Ｓ５０（ワイヤ中心位置算出）：制御手段２０により、４本のワイヤ３２の水平方向の位置から、４本のワイヤ３２の中心位置としてのワイヤ中心位置を算出する。この際、本例では、平面視で略直線状に並ぶ４本のワイヤ３２のうち、外側に位置する２本の支持ワイヤ３２ａ間の中心位置を、ワイヤ中心位置ｃ（図６参照）として算出する。
Ｓ６０（ブーム傾斜角度計測）：図３に示すように、ブーム３０に設置した傾斜角計測手段１４により、ブーム３０の傾斜角度αを計測する。
Ｓ７０（シーブ位置算出）：制御手段２０により、上記Ｓ６０での計測結果から、シーブ３６の位置を算出する。すなわち、ブーム３０の傾斜角度α、予め設定されるブーム３０の長さ等から、例えば、浚渫船２４に対する相対座標として、シーブ３６の位置を算出する。
【００３５】
Ｓ８０（ワイヤ繰り出し量計測）：図３に示すように、４本のワイヤ３２のうち、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラム３８に設置した繰り出し量計測手段１６により、ワイヤドラム３８から繰り出されているワイヤの繰り出し量を計測する。
Ｓ９０（ワイヤ長さ算出）：制御手段２０により、上記Ｓ８０での計測結果から、シーブ３６からグラブバケット３４までのワイヤ長さを算出する。すなわち、ワイヤの繰り出し量、予め設定されるワイヤドラム３８からシーブ３６までのワイヤの長さ等から、シーブ３６からグラブバケット３４までのワイヤ長さｄ１を算出する。
【００３６】
Ｓ１００（吊り下げ対象物の位置算出）：制御手段２０により、上記の算出結果から、グラブバケット（吊り下げ対象物）３４の水平方向の位置を算出する。具体的には、図３で確認できるように、まず、上記Ｓ７０で算出したシーブ３６の位置から、ブーム３０が傾斜角度αで傾斜した状態で、シーブ３６から４本のワイヤ３２が鉛直に吊り下がっていると仮定したとき（図３に二点鎖線で示す）の、レーザ距離計１２から４本のワイヤ３２までの距離ｄ２を算出する。この際、４本のワイヤ３２全てまでの距離を算出する必要はなく、例えば、４本のワイヤ３２の平面視での中心位置ｃ’に相当する位置までの距離を、ブーム３０の長さ×ｃｏｓα等で算出すればよい。
【００３７】
次に、上記Ｓ５０で算出したワイヤ中心位置ｃの位置に基づき、レーザ距離計１２からワイヤ中心位置ｃまでの距離を算出する。ここで、本実施例では、グラブバケット３４が前方向（図３中右方向）のみに移動していることから、レーザ距離計１２からワイヤ中心位置ｃまでの距離が、図３に示す距離ｄ２＋ｄ３に相当することとなる。
続いて、レーザ距離計１２から、鉛直に吊り下がっていると仮定したときのワイヤ中心位置ｃ’までの距離ｄ２と、レーザ距離計１２からワイヤ中心位置ｃまでの距離ｄ２＋ｄ３とに基づき、距離ｄ３を算出する。すなわち、鉛直に吊り下がっていると仮定したときのワイヤ中心位置ｃ’から、計測時の４本のワイヤ３２のワイヤ中心位置ｃまでの、ワイヤの前方向への移動量ｄ３を算出する。
【００３８】
次に、ワイヤ３２の前方向への移動量ｄ３、シーブ３６からグラブバケット３４までのワイヤ長さｄ１等に基づき、グラブバケット３４の前方向への移動量ｄ４を算出する。この際、例えば、複数のワイヤ３２が、シーブ３６からグラブバケット３４まで、略直線状に延びていると考えられる場合は、シーブ３６の位置と計測時のワイヤ中心位置ｃとを通る直線上に、グラブバケット３４があると考えられる。このため、そのような直線の式等から、グラブバケット３４の移動量ｄ４を算出する。一方、例えば、複数のワイヤ３２が、シーブ３６からグラブバケット３４まで、弛みながら曲がって延びていると考えられる場合は、懸垂曲線の理論式等を用いて、グラブバケット３４の移動量ｄ４を算出してもよい。そして、グラブバケット３４の前方向への移動量ｄ４から、計測時のグラブバケット３４の水平方向の位置を算出する。
【００３９】
Ｓ１１０（支持ワイヤ直線算出）：制御手段２０により、４本のワイヤ３２のうち、外側に位置する２本の支持ワイヤ３２ａを通る直線を算出する。すなわち、上記Ｓ４０で得られた２本の支持ワイヤ３２ａの水平方向の位置から、図６に示すように、平面視で２本の支持ワイヤ３２ａを通る直線Ｌ１を算出する。
Ｓ１２０：（回転基準線算出）：制御手段２０により、上記Ｓ１１０で算出した２本の支持ワイヤ３２ａを通る直線の傾きを算出するための、比較対象となる回転基準線を算出する。具体的には、図６に示すように、平面視でクレーン２６の正面方向（図中上方向）と直交し、かつ、上記Ｓ５０で算出したワイヤ中心位置ｃを通る直線Ｌ２を、回転基準線として算出する。なお、クレーン２６が旋回した状態である場合は、平面視で旋回したクレーン２６の正面方向と直交すると共に、ワイヤ中心位置ｃを通る直線Ｌ２を、回転基準線として算出する。
【００４０】
Ｓ１３０（吊り下げ対象物の回転角度算出）：制御手段２０により、上記の算出結果から、グラブバケット（吊り下げ対象物）３４の回転角度を算出する。すなわち、図６に示すように、上記Ｓ１１０で算出した直線Ｌ１と、上記Ｓ１２０で算出した回転基準線Ｌ２とは、ワイヤ中心位置ｃで交わる態様となるため、この状態で２本の直線Ｌ１、Ｌ２が成す角度βを算出する。ここで、グラブバケット３４は、４本のワイヤ３２に吊持されているため、クレーン２６に対する４本のワイヤ３２の水平方向の傾き角度βは、クレーン２６に対するグラブバケット３４の回転角度と略等しいと考えられる。このため、算出した角度βを、グラブバケット３４の回転角度βとして採用する。
【００４１】
上記の実施例では、ブーム３０が旋回していない状態、かつ、グラブバケット３４が前方向のみに移動している状態のときに、グラブバケット３４の投入位置を計測する場合について説明したが、ここで、上記実施例と異なる条件において計測を行う場合について言及する。まず、ブーム３０が旋回している状態で計測を行う場合は、ワイヤ等の位置や角度を算出する際に、旋回角計測手段１８からブーム３０の旋回角度を取得し、この旋回角度を加味して、各計算を行えばよい。又、グラブバケット３４が横方向（図３の紙面と直交する方向）に移動している状態で計測を行う場合は、クレーン２６からワイヤを見たときの、ワイヤの横方向への移動量を算出し、この算出したワイヤの移動量から、グラブバケット３４の横方向の移動量を算出すればよい。更に、グラブバケット３４が斜め方向に移動している状態で計測を行う場合は、グラブバケット３４が前後方向に移動している場合と、グラブバケット３４が横方向に移動している場合との、算出方法を組み合わせて計算を行えばよい。又、上記の実施例では、位置計測手段（レーザ距離計）１２をブーム３０の中心線上に設置して計測を行っているが、位置計測手段１２をブーム３０の中心線上ではない、例えば操縦室２８の前方等に設置した場合は、設置位置に応じた距離や角度のオフセット量を加味して、各計算を行えばよい。
【００４２】
更に、上記の実施例では、２本の支持ワイヤ３２ａと２本の開閉ワイヤ３２ｂとに接続された、グラブバケット３４の投入位置を計測しているが、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、これに限定されるものではない。例えば、計測対象である吊り下げ対象物３４が、２本の支持ワイヤにより吊り下げられた、吊り具等の作業用具や、吊り荷自体であってもよい。この場合には、上記Ｓ３０及びＳ４０において、２本の支持ワイヤの位置を計測及び抽出し、上記Ｓ５０において、２本の支持ワイヤ間の中心位置をワイヤ中心位置として算出する。そして、算出したワイヤ中心位置を利用して、上記Ｓ１００において、吊り荷等の水平方向の位置を算出する。更に、上記Ｓ１１０において、２本の支持ワイヤを通る直線を算出し、上記Ｓ１１０において、吊り荷等の回転角度を算出すればよい。
【００４３】
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、図１〜図３に示すような構成の吊り下げ対象物の位置計測システム１０を用いて、図４に示すようなフロー図の流れで実行するものである。まず、図２及び図３で確認できるように、作業船２４上のクレーン２６の、ブーム３０の旋回動作にのみ追従する（ブーム３０の起伏動作には追従しない）箇所に、複数のワイヤ３２の水平方向の位置を計測可能な位置計測手段１２を設置する（図４のＳ１０）。具体的には、ブーム３０の根元近傍やクレーン２６の操縦室２８の前方等に、位置計測手段１２を設置する。そして、設置した位置計測手段１２により、複数のワイヤ３２の各々の、吊り下げ対象物３４との接続部から上方へと延びる部分の水平方向の位置を計測する（図４のＳ３０）。この際、ブーム３０の先端から水中へ上下方向に延びている複数のワイヤ３２の、所定高さ（例えば、位置計測手段１２の設置高さと同じ高さ）の部位の水平位置を計測する。そして、複数のワイヤ３２の各々の、水平方向の位置から、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置及び回転角度を算出する。
【００４４】
すなわち、所定高さにおけるワイヤ３２の水平方向の位置が判明することで、例えば、ブーム３０先端からワイヤ３２の位置が判明している部位までの長さや、ワイヤ３２が鉛直に吊り下がっている状態（図３の二点鎖線）からの、所定高さにおけるワイヤ３２の水平方向の変位量ｄ３等が算出される。このため、これらの値から、ワイヤ３２の先端に接続されている吊り下げ対象物３４の水平方向の位置を求めることができる（図３のＳ１００）。又、吊り下げ対象物３４の回転角度を求める際には、例えば、吊り下げ対象物３４の回転状態に関わらず、複数のワイヤ３２同士の位置関係が不変であって、常に複数のワイヤ３２が平面視で所定形状（図６の例では直線状）の配置となると仮定する。この場合、複数のワイヤ３２の各々の、所定高さにおける水平方向の位置が判明していることで、吊り下げ対象物３４が回転していない状態の複数のワイヤ３４が成す所定形状と、計測時の複数のワイヤ３４が成す所定形状との間の、水平方向の角度差βが求められる。そして、この角度差βは、計測時の吊り下げ対象物３４の回転角度と略等しいと考えられるため、吊り下げ対象物３４の回転角度として求めることができる（図３のＳ１３０）。
【００４５】
このように、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、水中に投入される吊り下げ対象物３４の位置を直接的に計測するのではなく、吊り下げ対象物３４を吊持している複数のワイヤ３２の位置から、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置及び回転角度を算出する。このため、水中の気泡や水流の影響を直接的に受けることなく、安定して計測することができる。更に、複数のワイヤ３２の位置を計測する位置計測手段１２を、クレーン２６の、ブーム３０の旋回動作にのみ追従する箇所に設置していることから、ブーム３０の起伏動作により位置計測手段１２の設置高さが変化することはなく、又、常に位置計測手段１２の前方に複数のワイヤ３２が位置する態様となるため、より安定して計測することが可能となる。又、吊り下げ対象物３４を吊持している複数のワイヤ３２は、吊り下げ対象物３４の水中への投入位置や回転に追従して位置が変化するため、複数のワイヤ３２の位置から、吊り下げ対象物３４の水平位置や回転角度を正確に算出することができる。
【００４６】
又、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、位置計測手段１２として、図５に示すようなレーザ距離計１２を使用する。このレーザ距離計１２は、例えば、水平方向に扇状の範囲にレーザ光１２ａを射出し、計測対象物（複数のワイヤ３２）に反射して戻ってきた反射レーザ光を受けることで、計測対象物までの距離及び角度を計測するものである。従って、設置の際に把握できるレーザ距離計１２の設置位置の情報と、レーザ距離計１２による複数のワイヤ３２までの距離及び角度の計測結果とから、複数のワイヤ３２の位置が判明する。このため、複数のワイヤ３２の位置を、より正確に計測することが可能となる。
【００４７】
更に、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、水平方向の位置を計測する複数のワイヤ３２として、吊り下げ対象物３４を支持する図５に示すような２本の支持ワイヤ３２ａを含む２本以上のワイヤ、図示の例では４本のワイヤ３２を対象とする。そして、これら４本のワイヤ３２の位置計測結果から、図６に示すように、平面視で２本の支持ワイヤ３２ａ間の中心位置ｃを求め、この中心位置ｃを、複数のワイヤ３２の中心位置であるワイヤ中心位置ｃに設定する（図４のＳ５０）。そして、算出したワイヤ中心位置ｃを利用して、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置及び回転角度を算出するものである。
【００４８】
すなわち、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置を算出する場合は、例えば、算出したワイヤ中心位置ｃを、複数のワイヤ３２の位置を加味した代表位置として利用して、ブーム３０先端からワイヤ中心位置ｃまでの長さや、ワイヤ３２が鉛直に吊り下がっている状態のワイヤ中心位置ｃ’からの、算出したワイヤ中心位置ｃの水平方向の変位量ｄ３（図３参照）等を算出する。又、吊り下げ対象物３４の回転角度を算出する場合は、図６に示すように、吊り下げ対象物３４が回転していない状態で複数のワイヤ３２が成す所定形状を、算出したワイヤ中心位置ｃを通る位置まで水平方向にシフト移動した、仮想形状を設定する。すると、設定した仮想形状と、計測時の複数のワイヤ３２が成す所定形状とが、ワイヤ中心位置ｃで交わる態様となるため、この状態で、２つの形状間の水平方向の角度差βを算出する。このようにして、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置及び回転角度を、効率よく算出することができる。
【００４９】
又、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、図３に示すように、クレーン２６のブーム３０に傾斜角計測手段１４を設置し、この傾斜角計測手段１４により、作業に応じて傾斜するブーム３０の傾斜角度αを計測する（図４のＳ６０）。そして、計測したブーム３０の傾斜角度αと、予め取得されるブーム３０の長さ等とから、ブーム３０先端に具備され、複数のワイヤ３２が掛け回されるシーブ３６の位置を算出する（図４のＳ７０）。又、複数のワイヤ３２のうち、少なくとも１本のワイヤのワイヤドラム３８に、繰り出し量計測手段１６を設置し、この繰り出し量計測手段１６により、少なくとも１本のワイヤの繰り出し量を計測する（図４のＳ８０）。そして、計測したワイヤの繰り出し量と、予め取得されるワイヤドラム３８からシーブ３６までのワイヤの長さ等とから、シーブ３６から吊り下げ対象物３４までのワイヤ長さｄ１を算出する（図４のＳ９０）。更に、算出したワイヤ中心位置ｃ、シーブの位置、ワイヤ長さｄ１を利用して、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置を算出する。
【００５０】
より具体的には、例えば、算出したシーブ３６の位置から、ワイヤがシーブ３６から鉛直に吊り下がっている状態のワイヤ中心位置ｃ’を算出し、このワイヤ鉛直状態のワイヤ中心位置ｃ’と、複数のワイヤ３２の計測位置から算出したワイヤ中心位置ｃとから、ワイヤが鉛直に吊り下がっている状態からの、計測時のワイヤの水平方向の移動量ｄ３を算出する。更に、ワイヤの水平方向の移動量ｄ３と、シーブ３６から吊り下げ対象物３４までのワイヤ長さｄ１とから、吊り下げ対象物３４がシーブ３６から鉛直に吊り下がっている状態からの、吊り下げ対象物３４の水平方向の移動量ｄ４を求める。そして、シーブ３６から鉛直に吊り下がっている状態の吊り下げ対象物３４の位置と、計測時の吊り下げ対象物３４の水平方向の移動量ｄ４とから、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置を算出するものである。従って、傾斜角計測手段１４と繰り出し量計測手段１６とを利用することで、より正確に吊り下げ対象物３４の水平方向の位置を算出することが可能となる。
【００５１】
更に、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、図６に示すように、複数のワイヤ３２の位置計測結果から、複数のワイヤ３２が成す所定形状として、平面視で２本の支持ワイヤ３２ａの位置を通る直線Ｌ１を算出する（図４のＳ１１０）。又、吊り下げ対象物３４が回転していない状態で複数のワイヤ３２が成す所定形状を、水平方向にシフト移動した仮想形状として、平面視でクレーン２６の正面方向（図６の上方向）と直交すると共に、複数のワイヤ３２の計測位置から算出したワイヤ中心位置ｃを通る、回転基準線Ｌ２を算出する（図４のＳ１２０）。そして、算出したワイヤ中心位置ｃにおいて交わる、支持ワイヤ３２ａの位置を通る直線Ｌ１と、回転基準線Ｌ２とが成す角度βを算出し、この角度βを、吊り下げ対象物３４の回転角度βとするものである。このように、吊り下げ対象物３４を支持している少なくとも２本の支持ワイヤ３２が成す直線形状を利用することで、吊り下げ対象物３４の回転角度を効率よく算出することができる。
【００５２】
又、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、複数のワイヤにより吊り下げる吊り下げ対象物３４として、浚渫作業用のグラブバケットを用いるものである。このグラブバケット３４は、船上のクレーン２６のブーム３０から吊り下げられる、支持ワイヤ３２ａと開閉ワイヤ３２ｂとを含む複数のワイヤ３２により、上下位置及び開閉動作が制御される。このようなグラブバケット３４の水中への投入位置を、グラブバケット３４を吊持している複数のワイヤ３２の水平方向の位置から計測することで、水流等の影響を受けることなく安定して計測を行うことができるため、浚渫位置の記録等をより正確に行うことが可能となる。
【００５３】
又、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、位置計測手段１２として用いるレーザ距離計１２を、正面視でブーム３０の中心線上に設置することで、計算の効率化を図るものである。すなわち、レーザ距離計１２を正面視でブーム３０の中心線上に設置しない場合は、レーザ距離計１２の設置位置に応じたオフセット量を考慮して、演算を行う必要がある。しかしながら、本吊り下げ対象物の位置計測方法は、レーザ距離計１２を、正面視でブーム３０の中心線上の、例えば、ブーム３０の根元近傍に、計測範囲の水平方向中心をブーム３０の中心線に合わせて設置する。これにより、ブーム３０の略中心線上に位置するシーブ３６から吊り下げられるワイヤの位置計測を、ブーム３０の中心線上から行うこととなるため、オフセット量に係る演算を省略することができ、計算の効率化が図られる。従って、吊り下げ対象物３４の位置の計算を、より正確に実行することができる。
【００５４】
更に、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法は、吊り下げ対象物３４が、少なくとも２本の支持ワイヤにより吊り下げられた吊り荷であってもよいものである。すなわち、例えば、ブロックや漁礁等を水底へ据え付ける場合に、これらを吊り荷３４としてクレーン２６により吊り上げ、上述したような方法によって、吊り荷３４の水中での位置と回転角度とを算出する。これにより、吊り荷３４の位置及び回転角度を、効率よく正確に算出することができるため、吊り荷３４であるブロックや漁礁等の設置構造物を、設計通りの位置へ正確に据え付けることが可能となる。
【００５５】
一方、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測システム１０は、上述した各演算や各計測手段の制御を、制御手段２０によって行うことにより、本発明の実施の形態に係る吊り下げ対象物の位置計測方法に対応する同等の作用効果を奏するものである。
なお、上記の実施例では、複数のワイヤ３２の計測位置から、吊り下げ対象物３４の水平方向の位置を算出しているが、当然のことながら、ワイヤの繰り出し量やワイヤ長さｄ１等に基づいて、吊り下げ対象物３４の水中での深度を算出することも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０：吊り下げ対象物の位置計測システム、１２：位置計測手段（レーザ距離計）、１４：傾斜角計測手段、１６：繰り出し量計測手段、２０：制御手段、２４：作業船（浚渫船）、２６：クレーン、３０：ブーム、３２：複数のワイヤ、３２ａ：支持ワイヤ、３２ｂ：開閉ワイヤ、３４：吊り下げ対象物（グラブバケット）、３６：シーブ、３８：ワイヤドラム、α：ブームの傾斜角度、ｄ１：ワイヤ長さ、ｃ：ワイヤ中心位置、Ｌ１：支持ワイヤの位置を通る直線、Ｌ２：回転基準線、β：回転角度
【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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