(57)【要約】      （修正有）【課題】ガット船等のクレーン船において高所での取り付け作業を要さず、グラブバケット等の吊り体の位置を正確に計測することができるクレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法の提供。【解決手段】クレーン船１の任意の位置に固定され、レーザビームを所望の走査範囲内で旋回走査させ、レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビーム１２を受信し、物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計１３と、走査式レーザ距離計１３の位置を計測するための距離計位置計測手段と、走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、物体が計測対象物であるかを判別する計測対象物判別手段と、計測対象物の水平方向中心位置を算出する演算手段とを備えたクレーン船の吊り位置計測装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船にあって、前記吊り体を特定するための計測対象物の水平方向位置を計測し、該計測対象物の水平方向位置より吊り体の水平方向位置を算出するクレーン船の吊り位置計測装置において、
前記クレーン船の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、
該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、
前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、
前記物体が計測対象物であるかを判別する計測対象物判別手段と、
前記走査式レーザ距離計によって計測された距離及び走査角度と、前記走査式レーザ距離計の位置及び走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位に基づいて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出する演算手段とを備えたことを特徴としてなるクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項２】
前記走査式レーザ距離計は、前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段に前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定されたＧＰＳアンテナを備え、前記距離計方位計測手段に前記ＧＰＳアンテナの方位を計測する方位計を備え、
前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位をそれぞれ算出するようにした請求項１に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項３】
演算手段は、前記走査式レーザ距離計の位置、前記走査式レーザ距離計を基点とした真方位、前記走査式レーザ距離計と前記台船との相対位置関係に基づいて前記台船の位置及び真方位を算出するようにした請求項２に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項４】
前記走査式レーザ距離計は、前記クレーン旋回部の任意の位置にジブ側に向けて着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段に前記クレーン旋回部の任意の位置に着脱可能に固定されたＧＰＳアンテナを備え、前記距離計方位計測手段に前記ＧＰＳアンテナの方位を計測する方位計を備え、
前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位をそれぞれ算出するようにした請求項１に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項５】
前記クレーン旋回部の前記台船に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、前記演算手段は、前記所望の旋回位置における前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記台船の位置及び方位を算出するようにした請求項４に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項６】
前記台船に船倉部を備え、該船倉部上に前記ジブが位置する際の前記クレーン旋回部の台船に対する旋回位置を前記旋回基準検出手段で検出するようにした請求項５に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項７】
前記旋回基準検出手段は、前記クレーン旋回部又は台船の何れか一方に固定された近接センサを備え、該近接センサは、前記クレーン旋回部又は前記台船の何れか他方に固定され、前記クレーン旋回部の旋回に伴って前記近接センサに対し旋回方向で相対移動する検出対象体の接近を検出するようにした請求項５又は６に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項８】
前記台船上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置を計測する台船位置計測手段を備え、
前記演算手段は、前記距離計位置計測手段より得られる前記ＧＰＳアンテナの位置と、前記距離計方位計測手段より得られる前記ＧＰＳアンテナの方位と、前記ＧＰＳアンテナの前記クレーン旋回部の旋回中心に対する相対位置とに基づき前記クレーン旋回部の旋回中心位置を算出するとともに、
該旋回中心位置と、前記計測された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置と、該台船位置計測用ＧＰＳアンテナと台船との相対位置に基づいて前記台船の方位を算出するようにした請求項４に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項９】
前記クレーン船の傾きを計測する傾斜計を備え、前記演算手段は、前記傾斜計によって計測されたクレーン船の傾きに基づいて前記クレーン船の姿勢を検知し、該クレーン船の姿勢情報に応じて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出するようにした請求項１〜８の何れか１項に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項１０】
前記演算手段は、前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、前記対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出するようにした請求項１〜９の何れか１項に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項１１】
前記吊り体は、石材を掴み前記台船の周囲の水中に前記石材を投入するためのバケットであって、
前記計測対象物判別手段は、前記レーザビームによる走査情報に基づいて前記計測対象物をワイヤ、バケット、石材の何れかに特定するようにした請求項１〜１０の何れか１項に記載のクレーン船の吊り位置計測装置。
【請求項１２】
台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船の前記ワイヤの先端に吊り持ちさせた吊り体の位置を計測するクレーン船の吊り位置計測方法において、
前記クレーン船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段とを備えた吊り位置計測装置を使用し、
前記吊り体を予想移動範囲内の所望の高さ位置に吊り下ろすとともに、該予想移動範囲内で前記レーザビームを旋回走査させ、
前記レーザビームが物体で反射した際の前記物体と走査式レーザ距離計との間の距離及び走査角度と、該走査式レーザ距離計の位置と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位とに基づいて前記物体が計測対象物であるかを判別し、且つ、前記物体が計測対象物であれば、その走査情報に基づいて前記吊り体の水平方向中心位置を算出することを特徴としてなるクレーン船の吊り位置計測方法。
【請求項１３】
前記走査式レーザ距離計を前記クレーン旋回部の任意の位置にレーザビーム照射方向をジブ側に向けて固定するとともに、前記クレーン旋回部の任意の位置にＧＰＳアンテナを固定し、
該ＧＰＳアンテナの位置及び方位を計測し、そのＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を算出する請求項１２に記載のクレーン船の吊り位置計測方法。
【請求項１４】
前記クレーン旋回部の前記台船に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、前記所望の旋回位置における前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記台船の位置及び方位を算出する請求項１３に記載のクレーン船の吊り位置計測方法。
【請求項１５】
前記台船上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置を計測し、前記ＧＰＳアンテナの位置と、前記ＧＰＳアンテナの方位と、前記ＧＰＳアンテナの前記クレーン旋回部の旋回中心に対する相対位置とに基づき前記クレーン旋回部の旋回中心位置を算出するとともに、
該旋回中心位置と、前記計測された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置と、該台船位置計測用ＧＰＳアンテナと台船との相対位置に基づいて前記台船の方位を算出する請求項１３に記載のクレーン船の吊り位置計測方法。
【請求項１６】
前記クレーン船上に設置された傾斜計により該クレーン船の傾きを計測し、該傾きに基づいて前記クレーン船の姿勢を検知し、該姿勢情報に応じて前記吊り体の水平方向中心位置を算出する請求項１２〜１５の何れか一項に記載のクレーン船の吊り位置計測方法。
【請求項１７】
前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、該対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出する請求項１２〜１６の何れか一項に記載のクレーン船の吊り位置計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガット船等のクレーン船のクレーン操作支援等に用いられるクレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中構造物の基礎となる捨石マウンドの造成に際しては、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、ジブ先端より繰り出されるワイヤとを備えたガット船等のクレーン船を使用し、クレーンによりワイヤの先端に吊り持ちさせたグラブバケットを操作し、捨石を投入する作業が行われている。
【０００３】
従来、この捨石投入作業においては、捨石を投入する位置に旗等の目印を設置し、その目印を目安にして操作者がクレーンを操作する方法が一般的であったが、この方法においては、潮流等により旗等の目印が移動してしまう虞や目視に頼るクレーン操作には熟練を要する等の問題があった。
【０００４】
一方、近年においては、ジブの先端部にＧＰＳアンテナを固定し、そのＧＰＳアンテナの位置を計測することによりジブ先端部の位置を特定し、そのジブ先端部より垂下された位置にあるグラブバケットの位置を検出する吊り位置計測装置が開発され、その吊り位置計測装置による検出データに基づいて効率的且つ容易に捨石投入作業等を行えるようになっている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
また、グラブバケット等の吊り体の位置を計測する手段としては、吊り体に固定したターゲットを用いて計測を行うもの、例えば、グラブバケット等の吊り体に反射プリズム（ターゲット）を固定しておき、地上又は船上に設置した追尾式トータルステーション等の測量器を反射プリズムに合わせて視準させ、反射プリズムによる反射光を感知するまでの時間差から距離を計測するものも知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２４４００号公報
【特許文献２】特開平１０  −２５０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のジブ先端部に取り付けたＧＰＳアンテナを使用する吊り位置計測装置では、グラブバケット等の吊り体がジブ直下に位置することが前提になるところ、ワイヤに吊り持ちされたグラブバケットが揺動すると、ジブ先端部の水平位置とグラブバケットの水平位置との間にずれが生じ、計測精度の低下を招く虞があった。
【０００８】
また、ＧＰＳアンテナをジブ先端部に固定する作業は、高所での危険な作業を伴うとともに、作業が煩雑で多大な時間を要するという問題があった。
【０００９】
また、捨石投入作業に使用できるガット船は、稼働スケジュールによって日毎に異なるという特殊な事情があり、そのため、吊り位置計測装置を使用毎に設置及び撤去する必要が生じ、その度に危険且つ煩雑なジブ先端部に対するＧＰＳアンテナの固定作業を行うため、非常に効率が悪いという問題があった。
【００１０】
一方、吊り体に固定したターゲットを用いた計測方法では、吊り体がグラブバケット等の場合、その動作に伴う振動によって反射プリズム等のターゲットが破損や脱落する虞があった。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、ガット船等のクレーン船において高所での取り付け作業を要さず、グラブバケット等の吊り体の位置を正確に計測することができるクレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法の提供を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船にあって、前記吊り体を特定するための計測対象物の水平方向位置を計測し、該計測対象物の水平方向位置より吊り体の水平方向位置を算出するクレーン船の吊り位置計測装置において、前記クレーン船の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、前記物体が計測対象物であるかを判別する計測対象物判別手段と、前記走査式レーザ距離計によって計測された距離及び走査角度と、前記走査式レーザ距離計の位置及び走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位に基づいて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出する演算手段とを備えたクレーン船の吊り位置計測装置にある。
【００１３】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記走査式レーザ距離計は、前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段に前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定されたＧＰＳアンテナを備え、前記距離計方位計測手段に前記ＧＰＳアンテナの方位を計測する方位計を備え、前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位をそれぞれ算出するようにしたことにある。
【００１４】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、演算手段は、前記走査式レーザ距離計の位置、前記走査式レーザ距離計を基点とした真方位、前記走査式レーザ距離計と前記台船との相対位置関係に基づいて前記台船の位置及び真方位を算出するようにしたことにある。
【００１５】
請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記走査式レーザ距離計は、前記クレーン旋回部の任意の位置にジブ側に向けて着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段に前記クレーン旋回部の任意の位置に着脱可能に固定されたＧＰＳアンテナを備え、前記距離計方位計測手段に前記ＧＰＳアンテナの方位を計測する方位計を備え、前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位をそれぞれ算出するようにしたことにある。
【００１６】
請求項５に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記クレーン旋回部の前記台船に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、前記演算手段は、前記所望の旋回位置における前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記台船の位置及び方位を算出するようにしたことにある。
【００１７】
請求項６に記載の発明の特徴は、請求項５の構成に加え、前記台船に船倉部を備え、該船倉部上に前記ジブが位置する際の前記クレーン旋回部の台船に対する旋回位置を前記旋回基準検出手段で検出するようにしたことにある。
【００１８】
請求項７に記載の発明の特徴は、請求項５又は６の構成に加え、前記旋回基準検出手段は、前記クレーン旋回部又は台船の何れか一方に固定された近接センサを備え、該近接センサは、前記クレーン旋回部又は前記台船の何れか他方に固定され、前記クレーン旋回部の旋回に伴って前記近接センサに対し旋回方向で相対移動する検出対象体の接近を検出するようにしたことにある。
【００１９】
請求項８に記載の発明の特徴は、請求項４の構成に加え、前記台船上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置を計測する台船位置計測手段を備え、前記演算手段は、前記距離計位置計測手段より得られる前記ＧＰＳアンテナの位置と、前記距離計方位計測手段より得られる前記ＧＰＳアンテナの方位と、前記ＧＰＳアンテナの前記クレーン旋回部の旋回中心に対する相対位置とに基づき前記クレーン旋回部の旋回中心位置を算出するとともに、該旋回中心位置と、前記計測された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置と、該台船位置計測用ＧＰＳアンテナと台船との相対位置に基づいて前記台船の方位を算出するようにしたことにある。
【００２０】
請求項９に記載の発明の特徴は、請求項１〜８の何れか１項の構成に加え、前記クレーン船の傾きを計測する傾斜計を備え、前記演算手段は、前記傾斜計によって計測されたクレーン船の傾きに基づいて前記クレーン船の姿勢を検知し、該クレーン船の姿勢情報に応じて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出するようにしたことにある。
【００２１】
請求項１０に記載の発明の特徴は、請求項１〜９の何れか１項の構成に加え、前記演算手段は、前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、前記対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出するようにしたことにある。
【００２２】
請求項１１に記載の発明の特徴は、請求項１〜１０の何れか１項の構成に加え、前記吊り体は、石材を掴み前記台船の周囲の水中に前記石材を投入するためのバケットであって、前記計測対象物判別手段は、前記レーザビームによる走査情報に基づいて前記計測対象物をワイヤ、バケット、石材の何れかに特定するようにしたことにある。
【００２３】
請求項１２に記載の発明の特徴は、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船の前記ワイヤの先端に吊り持ちさせた吊り体の位置を計測するクレーン船の吊り位置計測方法において、前記クレーン船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段とを備えた吊り位置計測装置を使用し、前記吊り体を予想移動範囲内の所望の高さ位置に吊り下ろすとともに、該予想移動範囲内で前記レーザビームを旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際の前記物体と走査式レーザ距離計との間の距離及び走査角度と、該走査式レーザ距離計の位置と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位とに基づいて前記物体が計測対象物であるかを判別し、且つ、前記物体が計測対象物であれば、その走査情報に基づいて前記吊り体の水平方向中心位置を算出するクレーン船の吊り位置計測方法にある。
【００２４】
請求項１３に記載の発明の特徴は、請求項１２の構成に加え、前記走査式レーザ距離計を前記クレーン旋回部の任意の位置にジブ側に向けて固定するとともに、前記クレーン旋回部の任意の位置にＧＰＳアンテナを固定し、該ＧＰＳアンテナの位置及び方位を計測し、そのＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を算出することにある。
【００２５】
請求項１４に記載の発明の特徴は、請求項１３の構成に加え、前記クレーン旋回部の前記台船に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、前記所望の旋回位置における前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記台船の位置及び方位を算出することにある。
【００２６】
請求項１５に記載の発明の特徴は、請求項１３の構成に加え、前記台船上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置を計測し、前記ＧＰＳアンテナの位置と、前記ＧＰＳアンテナの方位と、前記ＧＰＳアンテナの前記クレーン旋回部の旋回中心に対する相対位置とに基づき前記クレーン旋回部の旋回中心位置を算出するとともに、該旋回中心位置と、前記計測された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置と、該台船位置計測用ＧＰＳアンテナと台船との相対位置に基づいて前記台船の方位を算出することにある。
【００２７】
請求項１６に記載の発明の特徴は、請求項１２〜１５の何れか一項の構成に加え、前記クレーン船上に設置された傾斜計により該クレーン船の傾きを計測し、該傾きに基づいて前記クレーン船の姿勢を検知し、該姿勢情報に応じて前記吊り体の水平方向中心位置を算出することにある。
【００２８】
請求項１７に記載の発明の特徴は、請求項１２〜１６の何れか一項の構成に加え、前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、該対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出することにある。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置は、上述したように、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船にあって、前記吊り体を特定するための計測対象物の水平方向位置を計測し、該計測対象物の水平方向位置より吊り体の水平方向位置を算出するクレーン船の吊り位置計測装置において、前記クレーン船の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、前記物体が計測対象物であるかを判別する計測対象物判別手段と、前記走査式レーザ距離計によって計測された距離及び走査角度と、前記走査式レーザ距離計の位置及び走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位に基づいて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出する演算手段とを備えたことにより、危険且つ煩雑なジブ先端部へのＧＰＳアンテナの取付けを必要とせず、また、計測対象物にターゲットを固定せずとも計測対象物の水平方向位置を正確に計測することができる。
【００３０】
また、本発明において、前記走査式レーザ距離計は、前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段に前記台船上の任意の位置に着脱可能に固定されたＧＰＳアンテナを備え、前記距離計方位計測手段に前記ＧＰＳアンテナの方位を計測する方位計を備え、前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位をそれぞれ算出するようにしたことにより、台船の外側に計測対象範囲を好適に設定することができる。
【００３１】
更に、本発明において、演算手段は、前記走査式レーザ距離計の位置、前記走査式レーザ距離計を基点とした真方位、前記走査式レーザ距離計と前記台船との相対位置関係に基づいて前記台船の位置及び真方位を算出するようにしたことにより、台船と吊り体との相対位置関係を把握することができる。
【００３２】
また、本発明において、前記走査式レーザ距離計は、前記クレーン旋回部の任意の位置にジブ側に向けて着脱可能に固定され、前記距離計位置計測手段に前記クレーン旋回部の任意の位置に着脱可能に固定されたＧＰＳアンテナを備え、前記距離計方位計測手段に前記ＧＰＳアンテナの方位を計測する方位計を備え、前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位をそれぞれ算出するようにしたことにより、吊り体の位置をクレーン旋回部の旋回動作に追従しつつ計測することができる。
【００３３】
更に本発明において、前記クレーン旋回部の前記台船に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、前記演算手段は、前記所望の旋回位置における前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記台船の位置及び方位を算出するようにしたことにより、専用の台船位置計測装置を用いずに台船の姿勢を検知することができる。
【００３４】
更にまた、本発明において、前記台船に船倉部を備え、該船倉部上に前記ジブが位置する際の前記クレーン旋回部の台船に対する旋回位置を前記旋回基準検出手段で検出するようにしたことにより、台船移動時でも台船専用の位置検出装置を用いずに台船の姿勢を検出することができる。
【００３５】
更に、本発明において、前記旋回基準検出手段は、前記クレーン旋回部又は台船の何れか一方に固定された近接センサを備え、該近接センサは、前記クレーン旋回部又は前記台船の何れか他方に固定され、前記クレーン旋回部の旋回に伴って前記近接センサに対し旋回方向で相対移動する検出対象体の接近を検出するようにしたことにより、旋回基準検出手段を簡素化することができる。
【００３６】
また、本発明において、前記台船上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置を計測する台船位置計測手段を備え、前記演算手段は、前記距離計位置計測手段より得られる前記ＧＰＳアンテナの位置と、前記距離計方位計測手段より得られる前記ＧＰＳアンテナの方位と、前記ＧＰＳアンテナの前記クレーン旋回部の旋回中心に対する相対位置とに基づき前記クレーン旋回部の旋回中心位置を算出するとともに、該旋回中心位置と、前記計測された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置と、該台船位置計測用ＧＰＳアンテナと台船との相対位置に基づいて前記台船の方位を算出するようにしたことにより、簡素な装置で台船の姿勢を検出できる。
【００３７】
また、本発明において、前記クレーン船の傾きを計測する傾斜計を備え、前記演算手段は、前記傾斜計によって計測されたクレーン船の傾きに基づいて前記クレーン船の姿勢を検知し、該クレーン船の姿勢情報に応じて前記計測対象物の水平方向中心位置を算出するようにしたことにより、高い精度で吊り体位置を計測することができる。
【００３８】
更に、本発明において、前記演算手段は、前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、前記対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出するようにしたことにより、ノイズを除去し、計測対象物の座標を正確に抽出することができる。
【００３９】
また、本発明において、前記吊り体は、石材を掴み前記台船の周囲の水中に前記石材を投入するためのバケットであって、前記計測対象物判別手段は、前記レーザビームによる走査情報に基づいて前記計測対象物をワイヤ、バケット、石材の何れかに特定するようにしたことにより、特定された物に応じて石材投入高さを検知することができる。
【００４０】
更に、本発明において、演算手段は、前記走査式レーザ距離計の位置、前記走査式レーザ距離計を基点とした真方位、走査式レーザ距離計と台船との相対位置関係に基づいて前記台船の位置及び真方位を算出するようにしたことにより、台船と吊り体との相対位置関係を把握することができる。
【００４１】
本発明に係るクレーン船の吊り位置計測方法は、台船上に旋回可能に設置されたクレーン旋回部と、該クレーン旋回部に上下に回動可能に支持されたジブと、該ジブの先端より繰り出されるワイヤーとを備えたクレーン船の前記ワイヤの先端に吊り持ちさせた吊り体の位置を計測するクレーン船の吊り位置計測方法において、前記クレーン船上の任意の位置に着脱可能に固定され、前記クレーン船平面又は水平面と平行に向けたレーザビームを所望の走査範囲内でクレーン船平面と平行な方向又は水平方向に旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際にはその反射ビームを受信し、前記物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計と、該走査式レーザ距離計の位置を計測するための距離計位置計測手段と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段とを備えた吊り位置計測装置を使用し、前記吊り体を予想移動範囲内の所望の高さ位置に吊り下ろすとともに、該予想移動範囲内で前記レーザビームを旋回走査させ、前記レーザビームが物体で反射した際の前記物体と走査式レーザ距離計との間の距離及び走査角度と、該走査式レーザ距離計の位置と、前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位とに基づいて前記物体が計測対象物であるかを判別し、且つ、前記物体が計測対象物であれば、その走査情報に基づいて前記吊り体の水平方向中心位置を算出することにより、バケットの揺動に影響されず、且つ、バケット等の吊り体にターゲットを設けなくとも、吊り体の位置を正確に計測することができる。
【００４２】
また、本発明において、前記走査式レーザ距離計を前記クレーン旋回部の任意の位置にレーザビーム照射方向をジブ側に向けて固定するとともに、前記クレーン旋回部の任意の位置にＧＰＳアンテナを固定し、該ＧＰＳアンテナの位置及び方位を計測し、そのＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記前記走査式レーザ距離計の位置及び前記走査式レーザ距離計を基点とした所望の向きの真方位を算出することにより、吊り体の計測範囲をクレーン旋回部の旋回動作に追従させることができる。
【００４３】
更に、本発明において、前記クレーン旋回部の前記台船に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、前記所望の旋回位置における前記ＧＰＳアンテナの位置及び方位に基づいて前記台船の位置及び方位を算出することにより、台船専用の位置検出装置を用いずに台船の姿勢を検出でき、装置を簡略化できる。
【００４４】
また、本発明において、前記台船上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置を計測し、前記ＧＰＳアンテナの位置と、前記ＧＰＳアンテナの方位と、前記ＧＰＳアンテナの前記クレーン旋回部の旋回中心に対する相対位置とに基づき前記クレーン旋回部の旋回中心位置を算出するとともに、該旋回中心位置と、前記計測された台船位置計測用ＧＰＳアンテナの位置と、該台船位置計測用ＧＰＳアンテナと台船との相対位置に基づいて前記台船の方位を算出することにより、簡素な装置で台船の姿勢を検出できる。
【００４５】
また、本発明において、前記台船上に設置された傾斜計により該台船の傾きを計測し、該傾きに基づいて前記台船の姿勢を検知し、該姿勢情報に応じて前記吊り体の水平方向中心位置を算出することにより、高い精度で吊り体の位置を計測することができる。
【００４６】
更に、本発明において、前記レーザビームによる走査情報より前記計測対象物以外の対象外物体を検出し、該対象外物体の情報を前記走査情報より除いて前記吊り体の水平方向位置を算出することにより、ノイズを除去し、計測対象物の座標を正確に抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置の第１の使用態様を示す平面図である。
【図２】同上の正面図である。
【図３】図１中のクレーン船の吊り位置計測装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置の計測原理を説明するために概略平面図である。
【図５】本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置の第２の使用態様を示す平面図である。
【図６】同上の正面図である。
【図７】同上のクレーン船の吊り位置計測装置の計測原理を説明するために概略平面図である。
【図８】（ａ）は本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置のその他の実施態様を示す部分拡大正面図、（ｂ）は同ａ−ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
次に、本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置の第１の実施態様を図１〜図４に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Ａは水面、符号１はクレーン船である。
【００４９】
ここで、本実施例における座標系とは、直角座標で位置を表示する場合のために策定された平面直角座標系であって、所定の経緯度が示す点を座標系原点とし、この座標系原点における子午線に一致する軸をｘ軸、当該ｘ軸と直交する軸をｙ軸とし、それぞれ真北に向かう方向、真東に向かう方向を正とする。
【００５０】
クレーン船１は、捨石マウンド造成時の捨石投入に使用されるガット船等であって、本発明に係るクレーン船の吊り位置計測装置１０は、このようなクレーン船１にあって、ジブ４先端部より繰り出されたワイヤ５の先端に吊り持ちさせたバケット６等の吊り体の水平方向位置を計測できるようになっている。
【００５１】
クレーン船１は、図１、図２に示すように、台船２上の端部中央に旋回可能に支持されたクレーン旋回部３と、クレーン旋回部３に上下に回動可能に支持されたジブ４と、ジブ４の先端より繰り出されるワイヤ５とを備え、ワイヤ５の先端に吊り体としてバケット６が吊り持ちされている。
【００５２】
また、このクレーン船１は、捨石等の石材が積載される船倉部７を備え、船倉部７内の捨石等の石材をバケット６で掴み、そのバケット６をクレーン操作により船縁外側に移動させ、その位置でバケット６を解放することにより石材８，８...を水中に投入するようになっている。
【００５３】
吊り位置計測装置１０は、台船２上の任意の位置に着脱可能に固定され、台船２平面と平行に向けたレーザビーム１１を所望の走査範囲内で台船２平面と平行な方向に旋回走査させ、レーザビーム１１が物体で反射した際にはその反射ビーム１２を受信し、物体との間の距離及び走査角度を計測する走査式レーザ距離計１３と、走査式レーザ距離計１３の位置を計測するための距離計位置計測手段と、走査式レーザ距離計１３を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、物体が計測対象物１８であるかを判別手段と、走査式レーザ距離計１３、距離計位置計測手段、距離計方位計測手段から送信された情報に基づき演算を行う演算手段とを備え、グラブバケット６等の吊り体の水平方向位置を計測できるようになっている。
【００５４】
また、この吊り位置計測装置１０には、クレーン船１、具体的には台船２の傾きを計測する傾斜計１５を備え、波浪等により台船２が傾いた場合、演算手段は、傾斜計１５から送信された台船２の傾きに基づいて台船２の姿勢を検知し、その台船２の姿勢情報に対応して台船２の姿勢変位により生じる各計測値の誤差を調整し、グラブバケット６等の吊り体の水平方向位置をより正確に計測できるようにしている。
【００５５】
尚、この吊り位置計測装置１０は、例えば、図３に示すように、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを兼ねたＧＰＳ方位計１６を用いて、ＧＰＳ方位計１６と、走査式レーザ距離計１３と、傾斜計１５とを有線又は無線でコンピュータ１４に接続した構成とすることができる。
【００５６】
走査式レーザ距離計１３は、台船２上の任意の位置に着脱可能に固定され、台船２より台船平面と平行に向けてレーザビーム１１を発射するとともに、レーザビーム１１が走査機構によって、５〜１００Ｈｚの周期で所望の走査角度範囲（最大３００°）を旋回走査し、レーザビーム１１からなる走査線群が扇型状の計測範囲平面１７を形成するようになっている。
【００５７】
尚、走査角度範囲は、レーザビーム１１を旋回走査させることにより形成される扇型状の計測範囲平面１７がバケット６等の吊り体の予想移動範囲と重なるように設定し、それに整合するように走査式レーザ距離計１３が台船２に固定される。
【００５８】
この走査式レーザ距離計１３は、特に図示しないが、レーザダイオード等のレーザビーム１１を発信する発信部と、発信部と同軸状に配置されたフォトダイオード等の受信部とを備え、レーザビーム１１の発射に伴う発射信号と、受信部による反射ビーム１２を受信した際の受信信号との時間間隔を計測し、その時間間隔に基づき走査式レーザ距離計１３と物体との距離を算出できるようになっている。
【００５９】
また、この走査式レーザ距離計１３には、特に図示しないが、旋回走査手段を構成するモータにより回転する反射鏡を備え、この反射鏡及びその回転によりレーザビーム１１が走査式レーザ距離計１３より水平方向に向けて発射されるとともに、所望の走査角度範囲で旋回走査されるようになっている。
【００６０】
さらに、走査式レーザ距離計１３には、旋回走査手段を構成するモータにロータリーエンコーダ等の角度センサを備え、角度分解能に応じてレーザビーム１１の走査角度を検知できるようになっている。
【００６１】
そして、この走査式レーザ距離計１３では、レーザビーム１１を所望の走査角度範囲で水平に旋回走査させることにより扇状の計測範囲平面１７が形成され、この計測範囲平面１７内に上下に跨ぐ配置に存在する物体の外周面をレーザビーム１１が走査し、その走査対象部上の各点、即ち、レーザビーム１１が反射した各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及びその反射ビーム１２を受信した際の走査角度β１〜βｎが検知され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及びその反射ビーム１２を受信した際の走査角度β１〜βｎが演算手段を構成するコンピュータ１４に随時送信されるようになっている。
【００６２】
ＧＰＳ方位計１６は、台船２上の任意の位置に着脱可能に固定された一対のＧＰＳアンテナ２０，２１と、両ＧＰＳアンテナ２０，２１と接続されたＧＰＳ受信機本体２２とを備え、ＧＰＳ受信機本体２２がＧＰＳアンテナ２０で受信した電波に基づき、ＧＰＳアンテナ２０の水平方向位置を計測するとともに、両ＧＰＳアンテナ２０，２１の位置関係に基づいて両ＧＰＳアンテナ２０，２１間方向、即ち、一方のＧＰＳアンテナ２０を基点とした方位（方位角α）を計測し、その計測データをＧＰＳ受信機本体２２より有線又は無線により演算手段を構成するコンピュータ１４に送信するようになっている。
【００６３】
両ＧＰＳアンテナ２０，２１の取り付けに際しては、走査式レーザ距離計１３とＧＰＳアンテナ２０との距離ｄ、走査式レーザ距離計１３・ＧＰＳアンテナ２０間方向と両ＧＰＳアンテナ２０，２１間方向とが成す角度γ、及び、走査式レーザ距離計１３の取付け角度ε、即ち、両ＧＰＳアンテナ２０，２１間方向と走査式レーザ距離計１３の基準方向とが成す角度εを予め測定し、その測定値d、γ、εを演算手段に入力しておくことで、ＧＰＳ方位計１６により計測された水平方向位置（ｘ１，ｙ１）及び真方位αに基づいて走査式レーザ距離計１３の位置及び走査式レーザ距離計１３を基点とした任意の方向の真方位を計測できるようになっている。
【００６４】
尚、距離計位置計測手段及び距離計方位計測手段の態様は、上述のＧＰＳ方位計１６に限定されず、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを別個に備え、距離計位置計測手段にＧＰＳ測位を使用し、方位計測にジャイロコンパス等の真方位計を使用するものであってもよく、両ＧＰＳアンテナ２０，２１を用いた方位計測とジャイロコンパス等の真方位計とを併用するものであってもよい。
【００６５】
また、走査式レーザ距離計１３にＧＰＳアンテナ２０，２１及び方位計を一体的に組み込みユニット化し、走査式レーザ距離計１３の位置及び方位を直接計測するようにしたものであってもよい。
【００６６】
演算手段には、例えば、モニタＭ等の表示手段を備えたノートパソコンやタブレットＰＣ等の持ち運び可能なコンピュータ端末を使用し、図４に示す関係より、走査式レーザ距離計１３より送信された走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及びその反射ビーム１２を受信した際の走査角度β１〜βｎと、ＧＰＳ方位計１６より送信された位置（ｘ１，ｙ１）及び真方位角度αに基づいて走査対象部上の各点の水平位置座標（ｘ２１，ｙ２１）〜（ｘ２ｎ，ｙ２ｎ）を算出するようになっており、例えば、次式を用いて各点の水平位置座標を算出する。
【００６７】
【数１】
2015134684.tif 000003
【００６８】
そして、演算手段は、この走査対象部上の各点の水平面位置座標から得られる情報（以下、走査情報という）に基づいて物体が計測対象物１８であるかを判別するようになっており、計測対象物判別手段としても機能するようになっている。
【００６９】
計測対象物判別手段の態様は、特に限定されないが、例えば、走査情報の変位を観測することにより判別するようにしてもよく、走査情報より物体の形状情報を検出し、その物体の形状情報を予め演算手段に入力された計測対象物１８の形状情報と比較することにより物体が計測対象物１８であるかを判別するようにしてもよい。また、計測対象物判別手段は、目視等によるものとしてもよい。
【００７０】
また、計測対象物判別手段は、物体の走査情報を予め入力されたワイヤ５、バケット６、石材８，８...の形状情報と比較し、その結果に基づいて計測対象物１８をワイヤ５、バケット、石材の何れかに特定するようにしてもよい。
【００７１】
また、演算手段は、走査対象部上の各点の座標より計測対象物１８の中心位置座標を算出し、その計測対象物１８の水平方向位置に基づいてバケット６等の吊り体の水平方向位置を特定し、モニタＭ等の表示手段やクレーン及びバケットの制御装置に出力するようになっている。
【００７２】
計測対象物１８の中心位置座標の算出は、例えば、計測された走査対象部上の各点の中で走査対象部の中央に位置する点の水平座標を検出し、その座標と予め演算手段に入力された計測対象物１８の半径とに基づいて算出してもよく、計測された走査対象部上の各点の座標に基づいて、各点を通る円の中心座標としてワイヤ５の中心位置座標（ｘ，ｙ）を算出するようにしてもよい。
【００７３】
また、演算手段は、走査情報より計測対象物１８以外の対象外物体を検出できるようにし、対象外物体が検出された場合、その対象外物体の情報を除いて計測対象物１８の位置を算出するようになっている。
【００７４】
即ち、捨石投入作業区域に隣接して既存のケーソン等が存在した場合、そのケーソンが走査線群から形成される扇状の計測範囲平面１７内に位置すると、走査式レーザ距離計１３は、計測対象物１８に加え、ケーソンの側面を走査し、その走査情報が演算手段に出力される。
【００７５】
そこで、演算手段は、走査情報を計測対象物１８の形状情報と比較し、走査式レーザ距離計１３より得られた走査情報の内、計測対象物１８と判別された部分のみを抽出し、その他の走査情報、即ち、ケーソン部分に係る走査情報を削除し、計測対象物１８の水平方向位置を算出するようになっている。
【００７６】
また、計測物判別手段は、受信された反射ビーム１２の反射強度に基づいて、天候による影響、即ち、霧、雨、粉塵等により反射した反射ビーム１２の影響を排除することが望ましい。
【００７７】
さらに、演算手段は、走査式レーザ距離計１３の位置（ｘ１，ｙ１）、走査式レーザ距離計１３を基点とした真方位α、予め計測されて演算手段に設定された走査式レーザ距離計１３と台船２との相対位置関係に基づいて台船２の位置及び真方位を算出するようになっている。
【００７８】
このように構成されたクレーン船の吊り位置計測装置は、台船２上に設置された走査式レーザ距離計１３、距離計位置計測手段及び距離計方位計測手段を用いて吊り体の位置を計測することができるので、ジブ先端等の高所や危険個所での取付け作業を必要とせず、クレーン船１に対して容易に着脱できるので、装置全体のクレーン船間の載せ替えを容易に行うことができる。
【００７９】
また、この吊り位置計測装置では、計測対象物１８をレーザビームが旋回走査し、その走査対象部上の各点の座標より計測対象物１８の中心水平方向位置座標を算出するので、計測対象物１８にターゲットを設置せずとも、計測対象物１８の正確な位置を計測することができる。
【００８０】
次に、この吊り位置計測装置１０を使用したクレーン船１の吊り位置計測方法について説明する。尚、上述の実施例と同様の構成には同一符号を付して説明する。
【００８１】
まず、事前準備として、クレーン船１に吊り位置計測装置１０を取付ける。即ち、走査式レーザ距離計１３を船縁の任意の位置に固定するとともに、ＧＰＳ方位計１６を所定の位置に固定し、走査式レーザ距離計１３のＧＰＳ方位計１６に対する相対角度γ、走査式レーザ距離計１３とＧＰＳアンテナ２０，２１との相対距離ｄ及び取付角度εを実際に計測し、それを演算手段であるコンピュータ１４に入力する。
【００８２】
また、演算手段には、計測対象物１８となるワイヤ５、バケット６、石材８の何れか又はその全ての物体形状情報を予め入力する。
【００８３】
次に、実際にバケット６等の吊り体の位置の計測を開始すると、ＧＰＳ方位計１６よりＧＰＳアンテナ２０，２１の位置（ｘ１，ｙ１）及び両ＧＰＳアンテナ２０，２１方向の真方位αが演算手段に随時送信され、演算手段はそれに基づき走査式レーザ距離計１３の位置及び走査式レーザ距離計１３を基点とした所望の向きの真方位を算出し、演算手段の記憶部に記憶される。
【００８４】
また、演算手段は、ＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）、ＧＰＳアンテナ２０を基点とした真方位α、予め計測されて演算手段に設定された走査式レーザ距離計１３と台船２との相対位置関係及び台船の形状情報に基づいて台船２全体の位置及び真方位を算出する。
【００８５】
一方、走査式レーザ距離計１３は、レーザビーム１１を所望の走査角度範囲で水平に旋回走査させ、台船２側縁外側にレーザビーム１１を旋回走査させることにより扇状の計測範囲平面１７がグラブバケット６の予想移動範囲と重なるように形成される（計測初期状態）。
【００８６】
この状態においては、レーザビーム１１を旋回走査させてなる扇状の計測範囲平面１７を鉛直方向に横切る物体が存在しない場合、走査式レーザ距離計１３は反射ビーム１２を受信しない。
【００８７】
一方、計測範囲平面１７内に既存のケーソン等が存在する場合には、レーザビーム１１がケーソンの外周面を走査してその走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離及び走査角度が演算手段に送信され、演算手段は、その走査情報に基づいてケーソンを計測対象物１８以外の対象外物体として検出し、その走査情報を対象外物体情報として記憶部に記憶する。
【００８８】
そして、クレーンを動作させてバケット６を予想移動範囲内の任意の位置に移動させ、更にその位置でワイヤ５を繰り出してバケット６を所望の高さ位置まで降下させるか或いはバケット６を開放して石材８，８...を投下すると、ワイヤ５、バケット６又は石材８，８...が計測範囲平面１７を跨ぐ配置となり、計測対象物１８の外周面がレーザビーム１１で走査され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及び各レーザビーム１１の走査角度β１〜βｎが走査式レーザ距離計１３より演算手段に送信される。
【００８９】
また、演算手段には、傾斜計１５より台船２の傾きが随時送信される。
【００９０】
走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及び各レーザビーム１１の走査角度β１〜βｎを受信した演算手段は、この走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及び各レーザビーム１１の走査角度β１〜βｎと、ＧＰＳ方位計１６より送信されたＧＰＳアンテナ２０，２１位置（ｘ１，ｙ１）及び真方位αと、予め設定された走査式レーザ距離計１３のＧＰＳ方位計１６に対する相対角度γ、走査式レーザ距離計１３とＧＰＳアンテナ２０，２１との相対距離ｄ及び取付角度εとに基づいて走査対象部上の各点の水平座標（ｘ２１，ｙ２１）〜（ｘ２ｎ，ｙ２ｎ）を、図４に示す関係より、例えば数式１を用いてそれぞれ算出し、それを走査情報として記憶部に記憶する。
【００９１】
また、演算手段では、走査情報を記憶部に記憶するとともに、計測対象物判別手段が走査情報に基づき物体が計測対象物１８であるかを判別する。その際、対象外物体情報が記憶されている場合には、その対象外物体情報を走査情報より除いた上で物体が計測対象物１８であるかを判別する。
【００９２】
次に、演算手段は、傾斜計１５より得られた台船２の姿勢情報に応じて台船２の姿勢変化で生じる各計測値の誤差を調整するとともに、走査対象部上の各点座標より計測対象物１８と判別された物体の中心座標（ｘ，ｙ）を走査対象部上の中央に位置する点の座標と計測対象物１８の半径より算出し、その結果をモニタ等の表示手段に出力するとともに、クレーンやバケットの制御装置に送信する。
【００９３】
尚、上述の実施例では、走査式レーザ距離計１３を台船２上に固定した例について説明したが、本発明においては、図５〜図８に示す第２の実施例のようにクレーン旋回部３に走査式レーザ距離計１３を固定するようにしてもよい。尚、上述の第１の実施例と同様の構成には、同一符号を付して適宜説明を省略する。
【００９４】
この吊り位置計測装置は、クレーン旋回部３上に着脱可能に固定された走査式レーザ距離計１３と、走査式レーザ距離計１３の位置を計測するための距離計位置計測手段と、走査式レーザ距離計１３を基点とした所望の向きの真方位を計測するための距離計方位計測手段と、物体が計測対象物１８であるかを判別する判別手段と、走査式レーザ距離計１３、距離計位置計測手段、距離計方位計測手段から送信された情報に基づき演算を行う演算手段とを備え、グラブバケット６等の吊り体の水平方向位置を計測できるようになっている。
【００９５】
また、この吊り位置計測装置には、クレーン船１の傾きを計測する傾斜計１５を備え、波浪等によりクレーン船１が傾いた場合、演算手段は、傾斜計１５から送信されたクレーン船１の傾きに基づいてクレーン船１の姿勢を検知し、そのクレーン船１の姿勢情報に対応してクレーン船１の姿勢変位により生じる各計測値の誤差を調整し、グラブバケット６等の吊り体の水平方向位置をより正確に計測できるようにしている。
【００９６】
走査式レーザ距離計１３は、上述の第１実施例と同様の構成のものを使用し、クレーン旋回部３上の任意の位置、例えば、作業員のアクセスが容易なクレーン操作室の上面等に着脱可能に固定され、クレーン旋回部３よりジブ側に向けてクレーン船平面と平行にレーザビーム１１を発射するとともに、レーザビーム１１が走査機構によって、５〜１００Ｈｚの周期で所望の走査角度範囲（最大３００°）を旋回走査し、レーザビーム１１からなる走査線群が扇型状の計測範囲平面１７を形成するようになっている。
【００９７】
この吊り位置計測装置では、走査式レーザ距離計１３がクレーン旋回部３に固定されたことにより、ジブ側に形成された扇状の計測範囲平面１７がクレーン旋回部３の旋回動作に追従し、バケット６等の吊り体の予想移動範囲と重なった状態で移動するようになっている。
【００９８】
そして、この計測範囲平面１７内に上下に跨ぐ配置で存在する物体の外周面をレーザビーム１１が走査し、その走査対象部上の各点、即ち、レーザビーム１１が反射した各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及びその反射ビーム１２を受信した際の走査角度β１〜βｎが検知され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及びその反射ビーム１２を受信した際の走査角度β１〜βｎが演算手段を構成するコンピュータ１４に随時送信されるようになっている。
【００９９】
一方、距離計位置計測手段には、クレーン旋回部３の任意の位置、例えば、作業員のアクセスが容易名な操作室の上面等に着脱可能に固定されたＧＰＳアンテナ２０を備え、このＧＰＳアンテナ２０の位置が計測され、演算手段を構成するコンピュータ１４に随時送信されるようになっている。
【０１００】
また、距離計方位計測手段には、ＧＰＳアンテナ２０の真方位（方位角θ）を計測する方位計を備え、その計測されたＧＰＳアンテナの真方位（方位角θ）が演算手段を構成するコンピュータ１４に随時送信されるようになっている。
【０１０１】
本実施例においては、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを兼ねたＧＰＳ方位計１６を使用し、このＧＰＳ方位計１６には、クレーン旋回部３上の任意の位置に着脱可能に固定された一対のＧＰＳアンテナ２０，２１を備え、ＧＰＳアンテナ２０で受信した電波に基づき、ＧＰＳアンテナ２０の水平方向位置を計測するとともに、両ＧＰＳアンテナ２０，２１の位置関係に基づいて両ＧＰＳアンテナ２０，２１間方向、即ち、一方のＧＰＳアンテナ２０を基点とした方位（方位角θ）を計測し、その計測データを有線又は無線により演算手段を構成するコンピュータ１４に送信するようになっている。
【０１０２】
両ＧＰＳアンテナ２０，２１の取り付けに際しては、走査式レーザ距離計１３とＧＰＳアンテナ２０との距離Ｄ１、走査式レーザ距離計１３・ＧＰＳアンテナ２０間方向と両ＧＰＳアンテナ２０，２１間方向とが成す角度ω、及び、走査式レーザ距離計１３の取付け角度、即ち、両ＧＰＳアンテナ２０，２１間方向と走査式レーザ距離計１３の基準方向とが成す角度ν、ＧＰＳアンテナ２０のクレーン旋回部３の旋回中心Ｃに対する相対位置を示す距離Ｄ２，Ｄ３を予め測定し、その測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、ω、νを演算手段に入力しておくことで、ＧＰＳ方位計１６により計測された水平方向位置（ｘ１，ｙ１）及び真方位θに基づいて走査式レーザ距離計１３の位置及び走査式レーザ距離計１３を基点とした任意の方向の真方位を計測できるようになっている。
【０１０３】
尚、距離計位置計測手段及び距離計方位計測手段の態様は、上述のＧＰＳ方位計１６に限定されず、距離計位置計測手段と距離計方位計測手段とを別個に備え、距離計位置計測手段にＧＰＳ測位を使用し、方位計測にジャイロコンパス等の真方位計を使用するものであってもよく、両ＧＰＳアンテナ２０，２１を用いた方位計測とジャイロコンパス等の真方位計とを併用するものであってもよい。
【０１０４】
また、走査式レーザ距離計１３にＧＰＳアンテナ２０及び方位計を一体的に組み込みユニット化し、走査式レーザ距離計１３の位置及び方位を直接計測するようにしたものであってもよい。
【０１０５】
演算手段には、上述の第１の実施例と同様に、モニタＭ等の表示手段を備えたノートパソコンやタブレットＰＣ等の持ち運び可能なコンピュータ端末を使用し、図７に示す関係より、走査式レーザ距離計１３より送信された走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及びその反射ビーム１２を受信した際の走査角度β１〜βｎと、ＧＰＳ方位計１６より送信された位置（ｘ１，ｙ１）及びＧＰＳアンテナ２０の真方位角度θに基づいて走査対象部上の各点の水平位置座標（ｘ２１，ｙ２１）〜（ｘ２ｎ，ｙ２ｎ）を算出するようになっており、例えば、次式を用いて各点の水平位置座標を算出する。
【０１０６】
【数２】
2015134684.tif 000004
【０１０７】
また、ＧＰＳアンテナ２０の旋回中心Ｃに対する相対位置を示す距離Ｄ２，Ｄ３が既知であるので、演算手段１５は、クレーン旋回部３の旋回中心Ｃの位置（ｘ３，ｙ３）と入力されたＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）との関係から、ＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）に基づき旋回中心Ｃの位置（ｘ３，ｙ３）を例えば、次式により算出できるようになっている。
【０１０８】
【数３】
2015134684.tif 000005
【０１０９】
更に、演算手段は、この走査対象部上の各点の水平面位置座標から得られる情報（以下、走査情報という）に基づいて物体が計測対象物１８であるかを判別するようになっており、計測対象物判別手段としても機能するようになっている。
【０１１０】
尚、計測対象物判別手段の態様は、上述の第１の実施例と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１１】
また、演算手段は、上述の第１の実施例と同様に、走査対象部上の各点の座標より計測対象物１８の中心位置座標を算出し、その計測対象物１８の水平方向位置に基づいてバケット６等の吊り体の水平方向位置を特定し、モニタＭ等の表示手段やクレーン及びバケットの制御装置に出力するようになっている。
【０１１２】
更に、演算手段は、走査情報より計測対象物１８以外の対象外物体を検出できるようにし、対象外物体が検出された場合、その対象外物体の情報を除いて計測対象物１８の位置を算出するようになっている。
【０１１３】
一方、この第２の実施態様に係る吊り位置検出装置では、走査式レーザ距離計１３及びＧＰＳ方位計１６をクレーン旋回部３に設置したため、クレーン旋回部３と台船２の位置関係はクレーン旋回部３の旋回動作毎に変化する。
【０１１４】
そこで、本実施例においては、図５に示す如き台船位置計測手段を備え、台船２の姿勢を検知できるようにしている。
【０１１５】
台船位置計測手段には、例えばＤＧＰＳやＲＴＫ−ＧＰＳが使用され、台船２上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０の水平位置座標（ｘ４，ｙ４）を計測するようになっている。
【０１１６】
また、演算手段は、位置方位計測手段１３より得られるＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）及び真方位（方位角θ）と、ＧＰＳアンテナ２０のクレーン旋回部３の旋回中心Ｃに対する相対位置関係を示す長さＤ２，Ｄ３とに基づいてクレーン旋回部３の旋回中心Ｃの位置（ｘ３，ｙ３）を算出するとともに、旋回中心位置（ｘ３，ｙ３）と計測された台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０の位置（ｘ４，ｙ４）とに基づいて台船２の位置及び方位（方位角φ）を算出するようになっている。
【０１１７】
尚、台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０と旋回中心Ｃとの相対位置関係は、それぞれ台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０と旋回中心Ｃとを結ぶ直線を斜辺とする直角三角形の互いに直交する各辺の距離Ｄ４，Ｄ５で表され、距離Ｄ４，Ｄ５を実際に計測する等して求め、それを演算手段に設定する。尚、当該直角三角形の直交する各辺は、台船２の全長方向に対しそれぞれ平行又は直交するように設定することが望ましい。
【０１１８】
この第２の実施例による吊り位置計測方法では、実際にバケット６等の吊り体の位置の計測を開始すると、ＧＰＳ方位計１６よりＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）及び両ＧＰＳアンテナ２０，２１方向の真方位θが演算手段に随時送信され、演算手段はそれに基づき走査式レーザ距離計１３の位置及び走査式レーザ距離計１３を基点とした所望の向きの真方位を算出し、演算手段の記憶部に記憶する。
【０１１９】
一方、走査式レーザ距離計１３は、レーザビーム１１を所望の走査角度範囲で水平に旋回走査させ、クレーン旋回部３のジブ側にレーザビーム１１を旋回走査させることにより扇状の計測範囲平面１７を形成する。
【０１２０】
この状態で、クレーンを動作させてワイヤ５を繰り出し、バケット６を所望の高さ位置まで降下させると、計測対象物１８が計測範囲平面１７を鉛直方向で跨ぐ配置となり、計測対象物１８の外周面がレーザビーム１１で走査され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及び各レーザビーム１１の走査角度β１〜βｎが走査式レーザ距離計１３より演算手段に送信される。
【０１２１】
一方、クレーン旋回部３を旋回動作させ、バケット６等の吊り体を台船２の外側まで移動させると、計測範囲平面１７がクレーン旋回部３の旋回動作に追従して移動し、計測範囲平面１７とバケット６等の予想移動範囲とが重なった状態のまま移動し、バケット６等の吊り体を所望の高さ位置まで降下させた状態であれば、計測対象物１８の外周面がレーザビーム１１で走査され、その走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及び各レーザビーム１１の走査角度β１〜βｎが走査式レーザ距離計１３より随時演算手段に送信される。
【０１２２】
そして、走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及び各レーザビーム１１の走査角度β１〜βｎを受信した演算手段は、この走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離Ｌ１〜Ｌｎ及び各レーザビーム１１の走査角度β１〜βｎと、ＧＰＳ方位計１６より送信されたＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）及び真方位θと、予め設定された走査式レーザ距離計１３のＧＰＳ方位計１６に対する相対角度ω、走査式レーザ距離計１３とＧＰＳアンテナ２０，２１との相対距離Ｄ１及び取付角度νとに基づいて走査対象部上の各点の水平座標（ｘ２１，ｙ２１）〜（ｘ２ｎ，ｙ２ｎ）を図７に示す関係より、例えば、上述の数式２を用いてそれぞれ算出し、それを走査情報として記憶部に記憶する。
【０１２３】
次に、演算手段は、傾斜計１５より得られた台船２の姿勢情報に応じて台船２の姿勢変化で生じる各計測値の誤差を調整するとともに、走査対象部上の各点座標より計測対象物１８と判別された物体の中心座標（ｘ，ｙ）を走査対象部上の中央に位置する点の座標と計測対象物１８の半径より算出し、その結果をモニタ等の表示手段に出力するとともに、クレーンやバケットの制御装置に送信する。
【０１２４】
また、ＧＰＳアンテナ２０の旋回中心Ｃに対する相対位置を示す距離Ｄ２，Ｄ３が既知であるので、演算手段１５は、クレーン旋回部３の旋回中心Ｃの位置（ｘ３，ｙ３）と入力されたＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）との関係から、ＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）に基づき旋回中心Ｃの位置（ｘ３，ｙ３）を算出する。
【０１２５】
一方、台船２上の任意の位置に設置された台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０の位置座標（ｘ４，ｙ４）が台船位置計測手段により計測され、その計測データが随時演算手段に出力され、演算手段の記憶部に記憶される。
【０１２６】
ここで、台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０と旋回中心Ｃとの相対位置関係を示す距離Ｄ４，Ｄ５は既知であり、旋回中心位置（ｘ３，ｙ３）も随時算出されるので、旋回中心Ｃの水平位置座標（ｘ３，ｙ３）と入力された台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０の水平位置座標（ｘ４，ｙ４）との関係から、例えば、次式により台船２の絶対方位（方位角φ）を算出する。
【０１２７】
【数４】
2015134684.tif 000006
【０１２８】
また、台船２全体の状態は、旋回中心位置（ｘ３，ｙ３）又は台船位置計測用ＧＰＳアンテナ３０の位置座標（ｘ４，ｙ４）と、算出された台船２の絶対方位（方位角φ）と、予め演算手段１５に入力された台船２の寸法とに基づいて検出でき、その結果をモニターＭに表示するとともに記憶部に記憶する。
【０１２９】
尚、クレーン旋回部３の旋回に伴い、計測範囲平面１７と既存のケーソン等とが干渉した場合には、レーザビーム１１がケーソン等の外周面を走査してその走査対象部上の各点と走査式レーザ距離計１３間の距離及び走査角度が演算手段に送信され、演算手段は、その走査情報に基づいてケーソンを計測対象物１８以外の対象外物体として検出し、その走査情報を対象外物体情報として記憶部に記憶する。
【０１３０】
そして、対象外物体情報が記憶された場合には、その対象外物体情報を走査情報より除いた上で物体が計測対象物１８であるかを判別する。
【０１３１】
尚、第２の実施態様に係る吊り位置検出装置では、上述の実施例における台船位置計測手段に換えて、クレーン旋回部３の台船２に対する所望の旋回位置を検出する旋回基準検出手段を備え、演算手段は、当該所望の旋回位置におけるＧＰＳアンテナ２０の位置（ｘ１，ｙ１）及び方位（方位角θ）に基づいて台船２の位置及び方位を算出するようにしてもよい。
【０１３２】
旋回基準検出手段４０は、図８に示すように、クレーン旋回部３の下面に着脱可能に固定された近接センサ４１を備え、この近接センサ４１によって、台船２の旋回台部４２外周部に固定されてクレーン旋回部３の旋回に伴って近接センサ４１に対し旋回方向で相対移動する鉄板等の検出対象体４３の接近を検出し、その検出情報を有線又は無線により演算手段に出力する。
【０１３３】
近接センサ４１及び検出対象体４３は、船倉部７上にジブ４が位置する際、望ましくは、ジブ先端部がクレーン原位置、即ち、台船２の中心軸ＳＣ線上に位置する際を検出するように取り付ける。例えば、近接センサ４１をクレーン旋回部３下面のジブ４の基端位置に固定し、検出対象体４３を旋回台部４２の台船中心軸ＳＣ線上に位置するように固定する。
【０１３４】
尚、ジブ４の長手方向と台船２の中心軸ＳＣとが平行となる旋回位置を検出できるように旋回基準検出手段を設置し、ジブ４の長手方向とＧＰＳアンテナ２０の方位とが平行となるようにＧＰＳアンテナ２０をクレーン旋回部の任意の位置に取り付けることにより、台船２の方位とＧＰＳアンテナ２０の方位（方位角θ）とが一致するので、台船２の方位をＧＰＳアンテナ２０の方位（方位角θ）のみに基づいて検出することができる。
【０１３５】
尚、上述の実施例では、走査式レーザ距離計１３がクレーン船平面と平行に向けたレーザビーム１１をクレーン船平面と平行な方向に旋回走査させるようにし、クレーン船１が傾いた場合には、傾斜計１５より得られたクレーン船の姿勢情報に基づいて誤差を調整するようにした例について説明したが、走査式レーザ距離計１３は、距離計自体に水平レベルを検知する機能を備え、クレーン船１の傾きに関係なく、常に水平面と平行に向けたレーザビーム１１を水平方向に旋回走査させるようにしたものであってもよい。
【０１３６】
また、上述の実施例では、捨石マウンド造成時の捨石投入作業等に使用されるガット船を例に説明したが、クレーン船１はガット船に限定されず、グラブ浚渫船等にも適用できる。
【０１３７】
更に、上述の実施例では、吊り体としてバケットを挙げたが、バケットの態様は上述の実施例に限定されず、グラブバケットやその他のバケットでもよく、また、吊り体はバケット以外の物であってもよい。
【０１３８】
更にまた、位置計測に使用する座標系は、上述の実施例に示す直角平面座標系に限定されず、その他の位置計測用に策定された座標系を用いてもよく、独自に設定した座標系を用いてもよい。
【０１３９】
また、計測対象物１８の中心位置の水平方向座標（ｘ，ｙ）の算出するために使用する各計算式、台船２の絶対方位（方位角φ）の算出に使用する計算式及びその他の計算式は、上述の実施例に示した各計算式に限定されず、他の数学的手法に基づく計算式を適用してもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
Ａ  水面
１  クレーン船
２  台船
３  クレーン旋回部
４  ジブ
５  ワイヤ
６  バケット
７  船倉部
８  石材
１０  吊り位置計測装置
１１  レーザビーム
１２  反射ビーム
１３  走査式レーザ距離計
１４  演算手段
１５  傾斜計
１６  ＧＰＳ方位計
１７  計測範囲平面
１８  計測対象物
２０，２１  ＧＰＳアンテナ
２２  ＧＰＳ受信機本体
３０  台船位置計測用ＧＰＳアンテナ
４０  旋回基準検出手段
４１  近接センサ
４２  旋回台部
４３  検出対象体
【図１】
2015134684.tif 000007
【図２】
2015134684.tif 000008
【図３】
2015134684.tif 000009
【図４】
2015134684.tif 000010
【図５】
2015134684.tif 000011
【図６】
2015134684.tif 000012
【図７】
2015134684.tif 000013
【図８】
2015134684.tif 000014