(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンのブームの姿勢を求めるブーム姿勢検出装置であって、
前記ブームの先端の位置を測位するＧＰＳ装置と、
前記ブームの姿勢を検出する姿勢検出器と、
前記ＧＰＳ装置の測位値と、前記姿勢検出器の検出値とが入力される演算装置と、を備え、
前記演算装置は、
前記ブームの姿勢ごとに補正値および更新フラグが記憶された補正テーブルが記憶されており、
前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が高い場合に、
前記姿勢検出器の検出値を前記ＧＰＳ装置の測位値から求められる前記ブームの姿勢に補正するための補正値を求め、
求めた補正値で、前記補正テーブル中の前記姿勢検出器の検出値に対応する前記補正値を更新し、
更新した前記補正値に対応する前記更新フラグを更新済みとし、
前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が低い場合に、
前記補正テーブルから前記姿勢検出器の検出値に対応する前記補正値を取得し、
取得した前記補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求め、
求めた前記ブームの姿勢とともに、求めた前記ブームの姿勢の信頼性を出力し、
前記補正テーブルから取得した前記補正値に対応する前記更新フラグが更新済みであれば前記信頼性が高いとし、該更新フラグが未更新であれば前記信頼性が低いとする
ことを特徴とするブーム姿勢検出装置。
【請求項２】
前記演算装置は、
前記ブームの姿勢を求めるにあたり、
前記補正テーブルから前記姿勢検出器の検出値の近傍に対応する前記補正値を取得し、
取得した前記補正値を内挿して前記姿勢検出器の検出値における補正値を求め、
求めた補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求める
ことを特徴とする請求項１記載のブーム姿勢検出装置。
【請求項３】
前記ブームにかかる荷重を検出する荷重検出器を備え、
前記補正テーブルには前記ブームの姿勢および前記ブームにかかる荷重ごとに前記補正値および前記更新フラグが記憶されており、
前記演算装置は、
前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が高い場合に、
前記姿勢検出器の検出値を前記ＧＰＳ装置の測位値から求められる前記ブームの姿勢に補正するための補正値を求め、
求めた補正値で、前記補正テーブル中の前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値に対応する前記補正値を更新し、
前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が低い場合に、
前記補正テーブルから前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値に対応する前記補正値を取得し、
取得した前記補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求める
ことを特徴とする請求項１記載のブーム姿勢検出装置。
【請求項４】
前記演算装置は、
前記ブームの姿勢を求めるにあたり、
前記補正テーブルから前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値の近傍に対応する前記補正値を取得し、
取得した前記補正値を内挿して前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値における補正値を求め、
求めた補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求める
ことを特徴とする請求項３記載のブーム姿勢検出装置。
【請求項５】
前記演算装置は、
前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性に関わらず常に、前記姿勢検出器の検出値を前記補正値で補正して前記ブームの姿勢を求める
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のブーム姿勢検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブーム姿勢検出装置に関する。さらに詳しくは、ＧＰＳを用いてクレーンのブームの姿勢を求めるブーム姿勢検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型のクレーンは、ブームが長尺であり撓みが大きいため、従来の長さ検出器や角度検出器によりブームの姿勢を検出すると誤差が大きくなる。そのため、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いてブームの姿勢を求めることが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
しかし、ＧＰＳを用いてブームの姿勢を求める方法では、ＧＰＳ衛星からの電波が途切れた場合に姿勢が検出できなくなるという問題がある。ブームの姿勢が検出できなくなると、それを利用する過負荷防止装置等の安全装置が機能しないため、クレーン作業を中断しなければならなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４４９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑み、ＧＰＳ装置の電波受信状態が悪い場合でもブームの姿勢を求めることができるブーム姿勢検出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】
第１発明のブーム姿勢検出装置は、クレーンのブームの姿勢を求めるブーム姿勢検出装置であって、前記ブームの先端の位置を測位するＧＰＳ装置と、前記ブームの姿勢を検出する姿勢検出器と、前記ＧＰＳ装置の測位値と、前記姿勢検出器の検出値とが入力される演算装置と、を備え、前記演算装置は、前記ブームの姿勢ごとに補正値および更新フラグが記憶された補正テーブルが記憶されており、前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が高い場合に、前記姿勢検出器の検出値を前記ＧＰＳ装置の測位値から求められる前記ブームの姿勢に補正するための補正値を求め、求めた補正値で、前記補正テーブル中の前記姿勢検出器の検出値に対応する前記補正値を更新し、更新した前記補正値に対応する前記更新フラグを更新済みとし、前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が低い場合に、前記補正テーブルから前記姿勢検出器の検出値に対応する前記補正値を取得し、取得した前記補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求め、求めた前記ブームの姿勢とともに、求めた前記ブームの姿勢の信頼性を出力し、前記補正テーブルから取得した前記補正値に対応する前記更新フラグが更新済みであれば前記信頼性が高いとし、該更新フラグが未更新であれば前記信頼性が低いとすることを特徴とする。
第２発明のブーム姿勢検出装置は、第１発明において、前記演算装置は、前記ブームの姿勢を求めるにあたり、前記補正テーブルから前記姿勢検出器の検出値の近傍に対応する前記補正値を取得し、取得した前記補正値を内挿して前記姿勢検出器の検出値における補正値を求め、求めた補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求めることを特徴とする。
第３発明のブーム姿勢検出装置は、第１発明において、前記ブームにかかる荷重を検出する荷重検出器を備え、前記補正テーブルには前記ブームの姿勢および前記ブームにかかる荷重ごとに前記補正値および前記更新フラグが記憶されており、前記演算装置は、前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が高い場合に、前記姿勢検出器の検出値を前記ＧＰＳ装置の測位値から求められる前記ブームの姿勢に補正するための補正値を求め、求めた補正値で、前記補正テーブル中の前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値に対応する前記補正値を更新し、前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性が低い場合に、前記補正テーブルから前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値に対応する前記補正値を取得し、取得した前記補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求めることを特徴とする。
第４発明のブーム姿勢検出装置は、第３発明において、前記演算装置は、前記ブームの姿勢を求めるにあたり、前記補正テーブルから前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値の近傍に対応する前記補正値を取得し、取得した前記補正値を内挿して前記姿勢検出器および前記荷重検出器の検出値における補正値を求め、求めた補正値で、前記姿勢検出器の検出値を補正して前記ブームの姿勢を求めることを特徴とする。
第５発明のブーム姿勢検出装置は、第１〜第４発明のいずれかにおいて、前記演算装置は、前記ＧＰＳ装置の測位の信頼性に関わらず常に、前記姿勢検出器の検出値を前記補正値で補正して前記ブームの姿勢を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第１発明によれば、姿勢検出器の検出値を補正してブームの姿勢を求めるので、ＧＰＳ装置の電波受信状態が悪く、測位の信頼性が低い場合でもブームの姿勢を求めることができる。また、補正値をブームの姿勢により変更するので、ブームの姿勢を精度よく求めることができる。さらに、求めたブームの姿勢の信頼性を出力することで、作業員に適切な操作を促したり、他の装置を適切に制御したりできる。
第２発明によれば、補正テーブルから取得した補正値を内挿して実際のブームの姿勢における補正値を求めることで、実際のブームの姿勢の変化に応じて連続的に補正値を変更することができ、連続的にブームの姿勢を求めることができる。
第３発明によれば、補正値をブームの姿勢や荷重により変更するので、ブームの姿勢を精度よく求めることができる。
第４発明によれば、補正テーブルから取得した補正値を内挿して実際のブームの姿勢や荷重における補正値を求めることで、実際のブームの姿勢や荷重の変化に応じて連続的に補正値を変更することができ、連続的にブームの姿勢を求めることができる。
第５発明によれば、ＧＰＳ装置の測位の信頼性に関わらず常に姿勢検出器の検出値を補正してブームの姿勢を求めるので、ＧＰＳ装置の測位の信頼性が切り換わる前後でも、連続的にブームの姿勢を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】移動式クレーンＣの側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るブーム姿勢検出装置Ａのブロック図である。
【図３】ＥＮＵ座標系の説明図である。
【図４】補正テーブル４４の説明図である。
【図５】ブーム姿勢検出方法全体のフローチャートである。
【図６】補正テーブル更新処理のフローチャートである。
【図７】姿勢演算処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の一実施形態に係るブーム姿勢検出装置Ａは、例えば図１に示す大型の移動式クレーンＣに設けられ、ブーム１３の姿勢を求める装置である。本実施形態のブーム姿勢検出装置Ａは種々のクレーンに適用でき、移動式クレーンのほかに固定式クレーンにも適用できるが、以下移動式クレーンの場合を例に説明する。
【００１０】
（移動式クレーンＣ）
まず、移動式クレーンＣの基本的構造を説明する。
図１中符号１１は走行車体であり、走行のための車輪が備えられている。走行車体１１には旋回台１２が搭載されており、旋回モータにより水平面内で360°旋回できるようになっている。
【００１１】
旋回台１２にはブーム１３が起伏自在に取付けられている。ブーム１３の基端部はピンで旋回台１２に枢支され、ブーム１３と旋回台１２との間には起伏シリンダが取付けられている。この起伏シリンダを伸長させるとブーム１３が起立し、起伏シリンダを収縮させるとブーム１３が倒伏する。ブーム１３はテレスコピック状に構成されており、伸縮シリンダにより伸縮動作する。
【００１２】
ブーム１３の先端からは、フック１４を備えたワイヤロープが吊り下げられ、そのワイヤロープはブーム１３に沿って旋回台１２に導かれてウインチに巻き取られている。ウインチはホイストモータの駆動により正逆回転し、ワイヤロープを巻き取り、繰り出しすることでフック１４の上げ下げができる。
【００１３】
旋回台１２の旋回、ブーム１３の起伏、伸縮、フック１４の上げ下げを組合せることにより、立体空間内での荷揚げと荷降ろしが可能となっている。
【００１４】
移動式クレーンＣの旋回台１２およびブーム１３の先端には、それぞれＧＰＳアンテナ２１、２２が設けられている。旋回台１２に設けられたＧＰＳアンテナ２１を基地局ＧＰＳアンテナ２１と称し、ブーム１３の先端に設けられたＧＰＳアンテナ２２を移動局ＧＰＳアンテナ２２と称する。なお、基地局ＧＰＳアンテナ２１の取り付け位置は旋回台１２であれば特に限定されないが、できるだけ天空が開けた位置に取り付けることが好ましい。
【００１５】
後述のごとく、ＧＰＳアンテナ２１、２２で受信したＧＰＳ衛星の電波を解析することで、ブーム１３の先端の位置を、基地局ＧＰＳアンテナ２１に対する移動局ＧＰＳアンテナ２２の相対的な位置として求めることができる。求めたブーム１３の先端の位置からブーム１３の姿勢（例えば、ブーム長さ、起伏角度）を求めることができる。
【００１６】
ところで、移動式クレーンＣの周囲の環境やＧＰＳ衛星の位置によっては、ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態が悪い場合がある。しかも、基地局ＧＰＳアンテナ２１は旋回台１２に設けられるため、ＧＰＳ衛星がブーム１３の影に入る可能性がある。そうすると、十分な数（例えば４つ以上）のＧＰＳ衛星の電波が受信できずに、測位の信頼性が低くなったり、測位不能になったりする。本実施形態のブーム姿勢検出装置Ａは、ＧＰＳの電波受信状態が悪い場合でもブーム１３の姿勢を求めることができるところに特徴を有する。
【００１７】
（ブーム姿勢検出装置Ａ）
つぎに、ブーム姿勢検出装置Ａの構成を説明する。
図２に示すように、本実施形態のブーム姿勢検出装置Ａは、ＧＰＳ装置２０と、各種の検出器３１〜３３と、演算装置４０とから構成されている。
【００１８】
ＧＰＳ装置２０は相対測位法によりブーム１３の先端の位置を測位する機能を有する。ＧＰＳ装置２０は、前記２つのＧＰＳアンテナ２１、２２と、各ＧＰＳアンテナ２１、２２に接続されたＧＰＳ受信機２３、２４と、測位演算部２５とからなる。なお、ＧＰＳアンテナ２１、２２は移動式クレーンＣの旋回台１２およびブーム１３に取り付けられるが、ＧＰＳ受信機２３、２４の取り付け位置は特に限定されず、例えば、移動式クレーンＣの運転室に取り付けられる。
【００１９】
基地局ＧＰＳアンテナ２１は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して、それを基地局ＧＰＳ受信機２３に入力する。基地局ＧＰＳ受信機２３は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を解析して航法データと観測データを出力する。同様に、移動局ＧＰＳアンテナ２２は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して、それを移動局ＧＰＳ受信機２４に入力する。移動局ＧＰＳ受信機２４は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を解析して航法データと観測データを出力する。ここで、航法データとは、ＧＰＳ衛星の軌道情報や電離層遅延計数などの測位に必要なデータである。また、観測データとは、電波受信時刻から求められる擬似距離やドップラ周波数、信号強度などのデータである。
【００２０】
測位演算部２５は、ＣＰＵやメモリなどで構成されたコンピュータである。測位演算部２５は、ＧＰＳ受信機２３、２４から入力された航法データと観測データに基づき、基地局ＧＰＳアンテナ２１に対する移動局ＧＰＳアンテナ２２の相対的な位置を求める。
【００２１】
測位演算部２５は、例えば図３に示すＥＮＵ座標系で測位値を求める。ここで、ＥＮＵ座標系とは、東（East）、北（North）、高さ（Up）の三要素で位置を表現する座標系である。図３に示すＥＮＵ座標系において、原点Ｏ（0,0,0）は基地局ＧＰＳアンテナ２１の位置であり、点Ｐ（e,n,u）は移動局ＧＰＳアンテナ２２の位置である。このように、測位演算部２５は移動局ＧＰＳアンテナ２２の位置、すなわちブーム１３の先端の位置Ｐ（e,n,u）を求める。
【００２２】
なお、ＧＰＳアンテナ２１、２２の位置と、ブーム１３の姿勢を表現するのに適した位置とは異なる場合がある。例えば、基地局ＧＰＳアンテナ２１の位置に代えてブーム１３基端の起伏中心とし、移動局ＧＰＳアンテナ２２の位置に代えてブーム１３先端のシーブの回転中心とする方が適している場合がある。この場合、移動式クレーンＣの寸法を基に基地局ＧＰＳアンテナ２１の位置からブーム１３基端の起伏中心を求め、これを原点Ｏとするとともに、移動局ＧＰＳアンテナ２２の位置からブーム１３先端のシーブの回転中心を求め、これを点Ｐとする。このようにすることで、ブーム１３の姿勢を表現するのに適した測位値Ｐを求めることができる。
【００２３】
測位演算部２５は、下記数１に従いＥＮＵ座標系を円筒座標系に座標変換することで、ＯＰ間の水平面内の距離Ｒｇｐｓと鉛直方向の距離Ｈｇｐｓを求める。そして、ブーム１３の先端の測位値Ｐとして、ＯＰ間の水平面内の距離Ｒｇｐｓと鉛直方向の距離Ｈｇｐｓを出力する。
【数１】
0006539984.tif 000002
【００２４】
また、測位演算部２５は、測位値（Ｒｇｐｓ、Ｈｇｐｓ）に加えて、測位の信頼性Ｑｇｐｓも出力する。信頼性Ｑｇｐｓは、例えば測位の信頼性が高い場合に真（１）、測位の信頼性が低い場合に偽（０）とする。測位の信頼性が低い場合には、測位ができない場合も含まれる。測位の信頼性の求め方は特に限定されないが、例えば、ＧＰＳ衛星から送られてくる搬送波を用いた測位演算では、一般的にフィックス解と呼ばれる搬送波の整数倍の値を持つ位相のオフセット推定量の確度が高い状態をもって信頼性が高いとしてよい。
【００２５】
ブーム姿勢検出装置Ａは、ブーム１３の長さを検出する長さ検出器３１と、ブーム１３の起伏角度を検出する起伏角度検出器３２と、ブーム１３にかかる荷重を検出する荷重検出器３３とを備えている。なお、長さ検出器３１および起伏角度検出器３２は、特許請求の範囲に記載の「姿勢検出器」に相当する。以下、長さ検出器３１および起伏角度検出器３２を、単に姿勢検出器３１、３２と称する場合がある。姿勢検出器としては、ＧＰＳ装置２０の代替手段としてブーム１３の姿勢を直接検出する検出器が用いられる。この機能を有すれば、長さ検出器３１と起伏角度検出器３２とからなる構成に限らず、他の構成としてもよい。
【００２６】
長さ検出器３１の構成は特に限定されないが、例えばブーム１３の先端にコードの端部が固定されたコードリールの回転角度をポテンショメータで読み取る構成が挙げられる。また、起伏角度検出器３２の構成は特に限定されないが、ポテンショメータに振り子を取り付けた振子式の角度測定器が挙げられる。また、荷重検出器３３の構成は特に限定されないが、フック１４を吊り下げるワイヤロープの張力から吊り荷の重量を検出する張力検出器や、ブーム１３の起伏シリンダ内の油圧から荷重を検出する構成が挙げられる。
【００２７】
演算装置４０はＣＰＵやメモリ等で構成されたコンピュータである。演算装置４０がメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、補正値演算部４１、補正テーブル更新部４２、および姿勢演算部４３が実現される。また、演算装置４０のメモリには補正テーブル４４が記憶されている。この演算装置４０に、ＧＰＳ装置２０から測位値（Ｒｇｐｓ、Ｈｇｐｓ）および信頼性Ｑｇｐｓが入力され、各検出器３１〜３３から検出値であるブーム長さＬｄｅｔ、起伏角度θｄｅｔ、荷重Ｗｄｅｔが入力されている。
【００２８】
補正値演算部４１には、ＧＰＳ装置２０から測位値（Ｒｇｐｓ、Ｈｇｐｓ）および信頼性Ｑｇｐｓが入力されるとともに、長さ検出器３１からブーム長さＬｄｅｔが、起伏角度検出器３２から起伏角度θｄｅｔが入力されている。補正値演算部４１は、ＧＰＳ装置２０の測位の信頼性が高い場合（Ｑｇｐｓ＝１）に以下の処理を行う。なお、補正値演算部４１は、ＧＰＳ装置２０の測位の信頼性が低い場合（Ｑｇｐｓ＝０）は処理を行わない。
【００２９】
まず、補正値演算部４１は、下記数２に従いＧＰＳ装置２０の測位値（Ｒｇｐｓ、Ｈｇｐｓ）からブーム１３の姿勢、すなわちブーム長さＬｇｐｓと起伏角度θｇｐｓとを求める。
【数２】
0006539984.tif 000003
【００３０】
大型の移動式クレーンＣのブーム１３は、自重や吊り荷の重量により撓みが生じる。特に、ブーム１３の先端の位置は撓みが生じていない場合に比べてズレが大きい。ＧＰＳ装置２０はブーム１３の先端の位置を測位するので、その測位値から求められたブーム１３の姿勢（Ｌｇｐｓ、θｇｐｓ）はブーム１３の撓みも考慮された現実に近い値である。一方、姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）はブーム１３の撓みの影響が僅かであり、現実から乖離する場合がある。
【００３１】
そこで、補正値演算部４１は、数３に示すように、ＧＰＳ装置２０の測位値から求められるブーム１３の姿勢（Ｌｇｐｓ、θｇｐｓ）と姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）との差分（ΔＬ、Δθ）を求める。この差分（ΔＬ、Δθ）は、ブーム１３の撓みにより生じるものである。したがって、この差分（ΔＬ、Δθ）を用いれば、姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）からブーム１３の撓みを考慮した実際のブーム１３の姿勢を求めることができる。換言すれば、差分（ΔＬ、Δθ）は、姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）をＧＰＳ装置２０の測位値から求められるブーム１３の姿勢（Ｌｇｐｓ、θｇｐｓ）に補正するための補正値（ΔＬ、Δθ）である。
【数３】
0006539984.tif 000004
【００３２】
数３により求められた補正値（ΔＬ、Δθ）は、ＧＰＳ装置２０および姿勢検出器３１、３２が検出した時点でのブーム１３の姿勢および荷重における補正値である。ブーム１３の姿勢や荷重が変わると、ブーム１３の撓み量も変化するため、補正値（ΔＬ、Δθ）が変化する。
【００３３】
そこで、演算装置４０には、ブーム１３の姿勢およびブーム１３にかかる荷重ごとに補正値が記憶された補正テーブル４４が記憶されている。図４に示すように、補正テーブル４４は、ブーム長さ用のテーブルと、起伏角度用のテーブルとで構成されている。各テーブルは、ブーム長さＬｉ（ｉ＝１，２，・・・，I）、起伏角度θｊ（ｊ＝１，２，・・・，J）、荷重Ｗｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｋ）の３つをインデックスとする３次元テーブルである。ブーム長さＬｉ、起伏角度θｊ、荷重Ｗｋの３つをインデックスとする３次元配列ともいえる。ブーム長さテーブルの要素をΔＬｉｊｋと表記し、起伏角度テーブルの要素をΔθｉｊｋと表記する。ここで、添字ｉ、ｊ、ｋは、ブーム長さＬｉ、起伏角度θｊ、荷重Ｗｋの添字と同一である。すなわち、ブーム長さがＬｉ、起伏角度がθｊ、荷重がＷｋである場合の補正値はΔＬｉｊｋ、Δθｉｊｋと表記される。
【００３４】
補正テーブル更新部４２には、補正値演算部４１から補正値（ΔＬ、Δθ）が入力されるとともに、各検出器３１〜３３から検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）が入力されている。補正テーブル更新部４２は、以下の処理を行い、補正テーブル４４を更新する。
【００３５】
補正テーブル４４の更新方法は、例えば、単純に、補正テーブル４４の要素（ΔＬｉｊｋ、Δθｉｊｋ）のうち、検出器３１〜３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）に一番近い要素（ΔＬａｂｃ、Δθａｂｃ）を、補正値演算部４１が求めた補正値（ΔＬ、Δθ）で更新すればよい。しかし、以下に示すように、補正値演算部４１が求めた補正値（ΔＬ、Δθ）を外挿して、検出器３１〜３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）の近傍に対応する要素の補正値を求め、その補正値で更新すれば、より正確な値で補正テーブル４４を更新できる。
【００３６】
まず、補正テーブル更新部４２は、補正テーブル４４のインデックス（Ｌｉ、θｊ、Ｗｋ）から、検出器３１〜３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）の前後の値を検索する。以下、ブーム長さの検出値Ｌｄｅｔの前後のインデックス値をＬａ、Ｌａ＋１とする（Ｌａ＜Ｌｄｅｔ＜Ｌａ＋１）。起伏角度の検出値θｄｅｔの前後のインデックス値をθｂ、θｂ＋１とする（θｂ＜θｄｅｔ＜θｂ＋１）。荷重の検出値Ｗｄｅｔの前後のインデックス値をＷｃ、Ｗｃ＋１とする（Ｗｃ＜Ｗｄｅｔ＜Ｗｃ＋１）。
【００３７】
つぎに、数４に従い、更新前の補正テーブル４４の値を用いて、Ｌａ、Ｌａ＋１、θｂ、θｂ＋１、Ｗｃ、Ｗｃ＋１に対応する８つの補正値（Ｘａｂｃ、Ｘａｂｃ＋１、Ｘａｂ＋１ｃ、Ｘａｂ＋１ｃ＋１、Ｘａ＋１ｂｃ、Ｘａ＋１ｂｃ＋１、Ｘａ＋１ｂ＋１ｃ、Ｘａ＋１ｂ＋１ｃ＋１）から、検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）における補正値（ΔＬ′、Δθ′）を求める。なお、数４において、Ｘ′は補正テーブル４４の値を内挿して求めた補正値ΔＬ′またはΔθ′であり、Ｘｉｊｋは補正テーブル４４の要素ΔＬｉｊｋまたはΔθｉｊｋである。
【数４】
0006539984.tif 000005
【００３８】
つぎに、数５に従い、補正値演算部４１が求めた補正値（ΔＬ、Δθ）を外挿して、補正テーブル４４中の検出器３１〜３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）の近傍に対応する８つの補正値Ｘｉｊｋを求め、その値で補正テーブル４４を更新する。なお、数５において、Ｘは補正値演算部４１が求めた補正値ΔＬまたはΔθであり、Ｘ′は補正テーブル４４の値を内挿して求めた補正値ΔＬ′またはΔθ′であり、Ｘｉｊｋは補正テーブル４４の要素ΔＬｉｊｋまたはΔθｉｊｋである。また、数５の右辺のＸｉｊｋは更新前の値であり、左辺のＸｉｊｋは更新後の値である。
【数５】
0006539984.tif 000006
【００３９】
補正テーブル４４は、要素ごとに更新済みか否かを示す更新フラグＦｉｊｋを有する。更新フラグＦｉｊｋは、例えば更新済みの場合に真（１）、未更新の場合に偽（０）とする。補正テーブル更新部４２は、補正値（ΔＬｉｊｋ、Δθｉｊｋ）を更新するとともに、更新した要素に対応する更新フラグＦｉｊｋを更新済みとする。
【００４０】
姿勢演算部４３には、各検出器３１〜３３から検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）が入力されている。姿勢演算部４３は、以下の処理を行い、ブーム１３の姿勢を求める。
【００４１】
ブーム１３の姿勢演算方法は、例えば、単純に、補正テーブル４４から検出器３１〜３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）に一番近い要素（ΔＬａｂｃ、Δθａｂｃ）を取得し、取得した補正値（ΔＬａｂｃ、Δθａｂｃ）で姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）を補正してブーム１３の姿勢を求めればよい。しかし、以下に示すように、補正テーブル４４から取得した補正値を内挿して検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）における補正値（ΔＬ′、Δθ′）を求め、求めた補正値（ΔＬ′、Δθ′）で姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）を補正してブーム１３の姿勢を求めれば、より精度よくブーム１３の姿勢を求めることができる。
【００４２】
まず、姿勢演算部４３は、補正テーブル４４のインデックス（Ｌｉ、θｊ、Ｗｋ）から、検出器３１〜３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）の前後の値（Ｌａ、Ｌａ＋１、θｂ、θｂ＋１、Ｗｃ、Ｗｃ＋１）を検索し、対応する８つの補正値を取得する。つぎに、数４に従い、取得した補正値を内挿して、検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）における補正値（ΔＬ′、Δθ′）を求める。
【００４３】
つぎに、姿勢演算部４３は、数６に示すように、姿勢検出器３１、３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）を、求めた補正値（ΔＬ′、Δθ′）で補正してブーム１３の姿勢（Ｌｅｓｔ、θｅｓｔ）を求める。
【数６】
0006539984.tif 000007
【００４４】
姿勢演算部４３は、ブーム１３の姿勢として（Ｌｅｓｔ、θｅｓｔ）を出力してもよいし、これを変換した値を出力してもよい。例えば、数７に基づき、ブーム長さＬｅｓｔおよび起伏角度θｅｓｔから、ブーム１３の基端から先端の水平面内の距離Ｒｅｓｔと鉛直方向の距離Ｈｅｓｔを求め、それらを出力してもよい。
【数７】
0006539984.tif 000008
【００４５】
姿勢演算部４３は、ブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）に加えて、求めたブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）の信頼性Ｑｅｓｔを出力する。信頼性Ｑｅｓｔは、例えば信頼性が高い場合に真（１）、信頼性が低い場合に偽（０）とする。姿勢演算部４３は、ブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を求める際に補正テーブル４４から取得した補正値（ΔＬｉｊｋ、Δθｉｊｋ）が更新済みか否かを更新フラグＦｉｊｋから判断し、更新済みであれば信頼性が高いとし（Ｑｅｓｔ＝１）、未更新であれば信頼性が低いとする（Ｑｅｓｔ＝０）。
【００４６】
補正テーブル４４から取得した補正値が更新済みである場合には、その補正値はＧＰＳ装置２０の測位に基づいた値であるので、現実に近いブーム１３の姿勢を求めることができる。そのため、求めたブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）の信頼性Ｑｅｓｔは高い。一方、補正テーブル４４から取得した補正値が未更新である場合には、ＧＰＳ装置２０の測位に基づいてブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を求めることができないので、信頼性Ｑｅｓｔは低い。
【００４７】
なお、補正テーブル４４の初期値として、試験やシミュレーション等により求めた補正値を記憶している場合には、未更新の補正値を用いてもある程度の精度でブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を求めることができる。一方、補正テーブル４４の初期値が例えば０である場合には、未更新の補正値を用いると補正がなされず、姿勢検出器３１、３２の検出値がそのままブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）となり、精度が低くなる。
【００４８】
また、ＧＰＳ装置２０が測位できる状態でクレーン作業を継続することにより、補正テーブル４４が更新されていくので、クレーン作業の時間が長くなるほど、適切な補正値を学習し、未更新の補正値を用いる頻度が低減される。
【００４９】
以上のように、姿勢演算部４３はブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を求め、求めたブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）とその信頼性Ｑｅｓｔを出力する。ここで、姿勢演算部４３は、ＧＰＳ装置２０の測位の信頼性Ｑｇｐｓが低い場合はもとより、測位の信頼性Ｑｇｐｓが高い場合でも、姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）を補正してブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を求める。すなわち、ＧＰＳ装置２０の測位の信頼性Ｑｇｐｓに関わらず常に、姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）を補正してブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を求める。
【００５０】
測位の信頼性Ｑｇｐｓが高い場合はＧＰＳ装置２０の測位値からブーム１３の姿勢を求めて、測位の信頼性Ｑｇｐｓが低い場合は姿勢検出器３１、３２の検出値を補正してブーム１３の姿勢を求めてもよい。ただし、このようにブーム１３の姿勢の演算方法を途中で切り替えると、演算結果が不連続になる可能性がある。これに対して、本実施形態では常に姿勢検出器３１、３２の検出値を補正してブーム１３の姿勢を求めるので、ＧＰＳ装置２０の測位の信頼性Ｑｇｐｓが切り換わる前後でも、連続的にブーム１３の姿勢を求めることができる。そのため、求めたブーム１３の姿勢を利用する他の装置へ悪影響を及ぼすことがない。
【００５１】
演算装置４０から出力されたブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）および信頼性Ｑｅｓｔは、例えばブーム姿勢表示装置や過負荷防止装置等の他の装置に入力される。ブーム姿勢表示装置の場合は、ブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を表示するとともに、信頼性Ｑｅｓｔを表示することで、作業員に信頼性の注意を促すことができる。また、過負荷防止装置の場合は、信頼性Ｑｅｓｔの値によりその制御方法を切り換えることができる。
【００５２】
（ブーム姿勢検出方法）
つぎに、ブーム姿勢検出装置Ａの動作を説明する。
図５に示すように、まず、ブーム姿勢検出装置Ａは、ＧＰＳ装置２０によりブーム１３の先端の位置を測位する（ステップＳ１０）。つぎに、測位の信頼性Ｑｇｐｓが高いか否かを判断する（ステップＳ２０）。測位の信頼性Ｑｇｐｓが高い場合は、後述の補正テーブル更新処理（ステップＳ３０）および姿勢演算処理（ステップＳ４０）を行う。測位の信頼性Ｑｇｐｓが低い場合は、補正テーブル更新処理（ステップＳ３０）を行わず、姿勢演算処理（ステップＳ４０）を行う。ブーム姿勢検出装置Ａは、以上の処理を繰り返し実行することで、リアルタイムでブーム１３の姿勢を求める。
【００５３】
つぎに、補正テーブル更新処理（ステップＳ３０）の詳細を説明する。
図６に示すように、まず、演算装置４０は、長さ検出器３１、起伏角度検出器３２、および荷重検出器３３から、それぞれの検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）を取得する（ステップＳ３１）。つぎに、補正値演算部４１は、姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）をＧＰＳ装置２０の測位値から求められるブーム１３の姿勢（Ｌｇｐｓ、θｇｐｓ）に補正するための補正値（ΔＬ、Δθ）を求める（ステップＳ３２）。つぎに、補正テーブル更新部４２は、補正値演算部４１が求めた補正値（ΔＬ、Δθ）に基づき、補正テーブル４４を更新する（ステップＳ３３）。
【００５４】
つぎに、姿勢演算処理（ステップＳ４０）の詳細を説明する。
図７に示すように、まず、演算装置４０は、長さ検出器３１、起伏角度検出器３２、および荷重検出器３３から、それぞれの検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）を取得する（ステップＳ４１）。つぎに、姿勢演算部４３は、補正テーブル４４から検出器３１〜３３の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ、Ｗｄｅｔ）に対応する補正値（ΔＬ′、Δθ′）を取得する（ステップＳ４２）。そして、取得した補正値（ΔＬ′、Δθ′）で姿勢検出器３１、３２の検出値（Ｌｄｅｔ、θｄｅｔ）を補正してブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）を求める（ステップＳ４３）。また、姿勢演算部４３は求めたブーム１３の姿勢の信頼性Ｑｅｓｔを求める。そして、ブーム１３の姿勢（Ｒｅｓｔ、Ｈｅｓｔ）とその信頼性Ｑｅｓｔを出力する。
【００５５】
以上のように、姿勢検出器３１、３２の検出値を補正してブーム１３の姿勢を求めるので、ＧＰＳ装置２０の電波受信状態が悪く、測位の信頼性が低い場合でもブーム１３の姿勢を求めることができる。しかも、ブーム１３の撓みを考慮した現実に近いブーム１３の姿勢を求めることができるため精度が高い。そのため、ブーム１３の姿勢に基づいて動作する過負荷防止装置等の装置を、ＧＰＳ装置２０の電波受信状態によらず機能させることができ、クレーン作業を中断させるなどの事象が発生しない。
【００５６】
また、補正テーブル４４から補正値を取得する構成とすることにより、補正値をブーム１３の姿勢や荷重により変更するので、ブーム１３の姿勢を精度よく求めることができる。しかも、補正テーブル４４から取得した補正値を内挿して実際のブーム１３の姿勢や荷重における補正値を求めることで、実際のブーム１３の姿勢や荷重の変化に応じて連続的に補正値を変更することができ、連続的にブーム１３の姿勢を求めることができる。そのため、求めたブーム１３の姿勢を利用する他の装置へ悪影響を及ぼすことがない。
【００５７】
さらに、求めたブーム１３の姿勢の信頼性Ｑｅｓｔをを出力することで、作業員に適切な操作を促したり、他の装置を適切に制御したりできる。
【００５８】
（その他の実施形態）
ＧＰＳ装置２０の構成は上記実施形態に限定されず、基地局ＧＰＳアンテナ２１を旋回台１２に代えて地表面等の既知の位置に設置する構成としてもよい。また、ＧＰＳ装置２０の測位方法は相対測位に限定されず。測位精度が十分に得られれば単独測位としてもよい。
【００５９】
姿勢検出器は、長さ検出器３１と起伏角度検出器３２とからなる構成に限らず、いずれか一方のみを備える構成としてもよい。例えば、ブーム１３が伸縮しない場合は長さ検出器３１を設ける必要はない。
【００６０】
補正テーブル４４はブーム長さＬｉ、起伏角度θｊ、荷重Ｗｋの３つをインデックスとするテーブルに限らず、これらのうちの２つまたは１つをインデックスとするテーブルでもよい。クレーンの構成に合わせて、ブーム１３の撓みに影響が大きい要素をインデックスとすればよい。例えば、ブーム１３が伸縮しない場合はブーム長さＬｉをインデックスとする必要はない。また、ブーム１３にかかる荷重がブーム１３の撓みに及ぼす影響が小さい場合は荷重Ｗｋをインデックスとする必要はない。この場合、荷重検出器３３を設けなくてもよい。
【００６１】
図５に示すフローチャートでは、ＧＰＳ測位（ステップＳ１０）から姿勢演算処理（ステップＳ４０）までを順に処理するフローとしたが、これに代えて、ＧＰＳ測位（ステップＳ１０）から補正テーブル更新処理（ステップＳ３０）までの処理と、姿勢演算処理（ステップＳ４０）とを並列に処理してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
Ｃ    移動式クレーン
１１  走行車体
１２  旋回台
１３  ブーム
１４  フック
Ａ    ブーム姿勢検出装置
２０  ＧＰＳ装置
２１  基地局ＧＰＳアンテナ
２２  移動局ＧＰＳアンテナ
２３  基地局ＧＰＳ受信機
２４  移動局ＧＰＳ受信機
２５  測位演算部
３１  長さ検出器
３２  起伏角度検出器
３３  荷重検出器
４０  演算装置
４１  補正値演算部
４２  補正テーブル更新部
４３  姿勢演算部
４４  補正テーブル
【図１】
0006539984.tif 000009
【図２】
0006539984.tif 000010
【図３】
0006539984.tif 000011
【図４】
0006539984.tif 000012
【図５】
0006539984.tif 000013
【図６】
0006539984.tif 000014
【図７】
0006539984.tif 000015