(57)【要約】【課題】経年変化するヤードの傾斜を考慮した走行制御が迅速かつ正確に行うことができるヤードクレーン及びその走行制御方法を提供すること。【解決手段】衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器１６を具備したヤードクレーン１０をヤード内で走行させるヤードクレーンの走行制御方法であって、ヤードクレーン１０の走行位置と、衛星電波検出器１６に測定されるヤードクレーン１０の測定位置との間において、走行方向と交差する方向に生じたヤードの傾斜によるずれを補正して、ヤードクレーン１０の走行を制御することを特徴とする。【選択図】    図２
2004287571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備したヤードクレーンをヤード内で走行させるヤードクレーンの走行制御方法であって、
前記ヤードクレーンの走行位置と、前記衛星電波検出器に測定される前記ヤードクレーンの測定位置との間において、走行方向と交差する方向に生じた前記ヤードの傾斜によるずれを補正して、ヤードクレーンの走行を制御することを特徴とするヤードクレーンの走行制御方法。
【請求項２】
請求項１記載のヤードクレーンの走行制御方法において、
前記測定位置をリアルタイムに測定して、前記ずれを即時補正することを特徴とするヤードクレーンの走行制御方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のヤードクレーンの走行制御方法において、
前記測定位置を予め測定してデータ化した測定位置テーブルを作成しておき、前記測定位置テーブルに基づいて前記ずれを即時補正することを特徴とするヤードクレーンの走行制御方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のヤードクレーンの走行制御方法において、
前記ヤードクレーンが、前記衛星電波検出器を具備し、複数の走行車輪を介して前記ヤード上に支持された複数の脚部と、該脚部間に架設された梁部とを備えて門型に構成され、かつ、前記梁部に該梁部の軸方向に移動するように設けられたトロリと、該トロリから吊設された吊り具とを備えて構成され、前記測定位置と前記走行位置との間において、走行方向に生じた前記ヤードの傾斜によるずれに基づいて、前記吊り具の荷役位置を判断することを特徴とするヤードクレーンの走行制御方法。
【請求項５】
衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備し、ヤード内で走行するヤードクレーンにおいて、
前記ヤード内を走行する走行位置と、前記衛星電波検出器に測定される測定位置との間において、走行方向と交差する方向に生じた前記ヤードの傾斜によるずれを補正して走行を制御する制御装置が設けられていることを特徴とするヤードクレーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備し、傾斜を有するヤード内を走行するヤードクレーン及びその走行制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ヤード内を走行するヤードクレーンの走行制御方法においては、センサを利用してヤードクレーンのオートステアリングを行う走行制御方法が採用されており、この種の方法として、センサとして衛星電波によって位置を認識するＧＰＳ検出器（衛星電波検出器）を利用して、ヤードクレーンのオートステアリングを行う走行制御方法が提案されている。
【０００３】
従来のヤードクレーンの走行制御方法としては、例えば、ヤードクレーンのオートステアリング用にＧＰＳ検出器を利用して、ヤードクレーンと、そのヤードクレーンが直進方向に走行する走行経路との平面的なずれを補正し、自動的に走行制御する方法がある（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、例えば、ガイドラインに沿って走行するヤードクレーンについて、前後の２定点のガイドラインからのずれ量を刻々検出し、この検出値に左右の車輪に速度差を与える速度操作量を算出し、また他方の手段では、左右の路面傾斜から算出されたずれ角の目標値に、検出ずれ量の平均値に基づき算出したずれ角が一致するように速度操作量を算出し、これらの操作量に基づき左右車輪のモータを制御するという方法がある（特許文献２参照。）。
【０００５】
また、従来のヤードクレーンの走行制御方法を行う走行制御装置として、例えば、ヤードクレーンの両脚部にそれぞれ個別に走行用の駆動源を備え、両脚部にそれぞれＧＰＳ検出器を設け、これらのＧＰＳ検出器で検出された位置データから両脚部間の走行位置誤差を算出し、ヤードクレーンのガーダが走行レールに直角な位置関係となるように、走行位置誤差に基づいて両脚部における駆動源を制御する制御部を有する走行揃速制御装置がある（特許文献３参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１１２５２４号公報（第１−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−１１５１２７号公報（第１−９頁、第１−４図）
【特許文献３】
特開２０００−２２９７７９号公報（第１−６頁、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のヤードクレーンの走行制御方法においては、ヤードにヤードクレーンの走行方向と直角の方向に０．５〜１．０％程度の傾斜があり、この傾斜によってヤードクレーンがその走行方向と直角の方向に傾いている場合、そのヤードクレーンの足元の位置と、そのヤードクレーンの上部に設置されたＧＰＳ検出器によって測定された位置との間にずれが生じることにより、そのずれをヤードクレーンが走行レーンから外れて走行しているものと誤って認識して走行制御するため、ヤードクレーンが蛇行あるいは走行方向を逸脱して走行してしまうという問題があった。
また、施工の精度、あるいはヤードを長期間使用することによって、そのヤードに部分的に凹凸部が形成されるとともに、基礎が沈下するため、そのヤードの傾斜が一定にはならず、経年変化する。したがって、その傾斜の変化に対応したヤードクレーンの走行を制御する必要があるという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、経年変化するヤードの傾斜を考慮した走行制御が迅速かつ正確に行うことができるヤードクレーン及びその走行制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
請求項１に係る発明は、衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備したヤードクレーンをヤード内で走行させるヤードクレーンの走行制御方法であって、前記ヤードクレーンの走行位置と、前記衛星電波検出器に測定される前記ヤードクレーンの測定位置との間において、走行方向と交差する方向に生じた前記ヤードの傾斜によるずれを補正して、ヤードクレーンの走行を制御することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、走行方向と交差する方向に傾斜するヤードの傾斜によって、ヤードクレーンの走行位置と、衛星電波検出器に測定されるヤードクレーンの測定位置との間にずれが生じるため、そのずれを補正してヤードクレーンの走行を制御することにより、そのずれが抑制され、ヤードクレーンがそのヤードを走行しても正確に制御されることとなる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のヤードクレーンの走行制御方法において、前記測定位置をリアルタイムに測定して、前記ずれを即時補正することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ヤードクレーンの測定位置をリアルタイムに測定して、そのずれを即時補正することにより、測定によって得られたずれをヤードクレーンの走行制御に対応させて補正することとなる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載のヤードクレーンの走行制御方法において、前記測定位置を予め測定してデータ化した測定位置テーブルを作成しておき、前記測定位置テーブルに基づいて前記ずれを即時補正することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、測定位置を予め測定してデータ化した測定位置テーブルを作成しておき、ヤードクレーンの走行位置とその測定位置テーブルとの間に生じるずれを即時補正することにより、その測定位置テーブルによってヤードクレーンの走行制御が迅速に行われることとなる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のヤードクレーンの走行制御方法において、前記ヤードクレーンが、前記衛星電波検出器を具備し、複数の走行車輪を介して前記ヤード上に支持された複数の脚部と、該脚部間に架設された梁部とを備えて門型に構成され、かつ、前記梁部に該梁部の軸方向に移動するように設けられたトロリと、該トロリから吊設された吊り具とを備えて構成され、前記測定位置と前記走行位置との間において、走行方向に生じた前記ヤードの傾斜によるずれに基づいて、前記吊り具の荷役位置を判断することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、ヤードクレーンの走行方向における測定位置は、ヤードの傾斜によってそのヤードクレーンが走行方向に傾いていた場合においても、ヤードクレーンに備えられた吊り具の荷役位置と一致しているため、走行位置と測定位置との間に生じるずれを補正することなく、その荷役位置が判断されることとなる。したがって、ヤードクレーンの荷役位置が迅速に把握されることとなる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、衛星電波によって位置を認識する衛星電波検出器を具備し、ヤード内で走行するヤードクレーンにおいて、前記ヤード内を走行する走行位置と、前記衛星電波検出器に測定される測定位置との間において、走行方向と交差する方向に生じた前記ヤードの傾斜によるずれを補正して走行を制御する制御装置が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、走行方向と交差する方向に傾斜するヤードの傾斜によって、ヤードクレーンの走行位置と、衛星電波検出器に測定されるヤードクレーンの測定位置との間にずれが生じるため、そのずれを補正してヤードクレーンの走行を制御装置によって制御することにより、そのずれが抑制されてヤードクレーンが走行することとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
ヤードクレーン１０は、図１に示すように、ヤード７１に設けられた複数のレーン７２上に、同方向に走行するように複数配置されている。このヤード７１上には、ヤードクレーン１０に指示を送る管理棟３０が設けられている。
また、ヤードクレーン１０は、図２に示すように、複数の走行車輪１１を介してヤード７１上に支持された複数の脚部１２と、その脚部１２間に架設された梁部１３とを備えて門型に構成され、梁部１３にその梁部１３の軸方向に移動するように設けられたトロリ１４と、そのトロリ１４から吊設された吊り具１５とを備えて構成されている。
【００２０】
梁部１３の端部１３ａおよび１３ｂには、ＧＰＳ検出器１６として、それぞれＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｂが設けられている。このＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｂは、ヤードクレーン１０の走行方向と直角の方向に並ぶように配置されている。
また、ヤードクレーン１０の左右側に配置された走行車輪１１の上部には、制御装置１７が設けられている。この制御装置１７は、図示しないが、ヤードクレーン１０の走行方向を制御する走行軌道制御装置と、複数の走行車輪１１を駆動する走行速度制御装置であるモータと、そのモータの回転速度を検出する回転速度検出器とを備えて構成されている。
【００２１】
上記の構成からなるヤードクレーン１０の走行制御方法について、図３のヤードクレーン１０のモデル図及び図４のフローチャートを用いて説明する。
ヤードクレーン１０は、クレーン上の運転室あるいは管理棟３０から初期速度指令値Ｖ０で走行する指示を受けながら、貨物の荷役作業を行うために、ヤード７１に設けられたレーン７２上を速度Ｖ０で走行する（ステップＳ１１）。
ヤードクレーン１０の走行中に、ＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｂが、そのＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｂそれぞれが設置されている位置の座標を検出する（ステップＳ１２）。すなわち、ＧＰＳ検出器１６ａは座標（ｘａ，ｙａ，ｚａ）、ＧＰＳ検出器１６ｂは座標（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）を得る。このとき、ＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｂがヤードクレーン１０の速度及び進行方向についても認識可能であるため、そのヤードクレーン１０がどちらの方向を向いて走行しているかが特定されている。
【００２２】
そのＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｂそれぞれによって検出された座標間の高度差ｈａｂから、ヤードクレーン１０が走行している現在位置のヤード７１が、その走行方向と交差する方向にどの程度傾斜しているか、すなわちヤード７１の横行傾斜を算出する（ステップＳ１３）。ここで、ヤードクレーン１０の幅をＬａｂとし、ヤード７１の傾斜角をαとすると、横行傾斜は、
【数１】
2004287571.tif 000003
となる。
【００２３】
ヤードクレーン１０の高さをＨとすると、横行傾斜ずれ量は、
【数２】
2004287571.tif 000004
となり（ステップＳ１４）、基準線その１および基準線その２のｘ座標をそれぞれｘ１，ｘ２とし、その横行傾斜ずれ量ｔａと現在位置が走行位置からずれた量との和をそれぞれ走行ずれ量ｓａ，ｓｂとすると、
【数３】
2004287571.tif 000005
となる（ステップＳ１５）。
また、走行ずれ量ｘ、走行ずれ角θ、走行ずれ角積分θｓ、走行ずれ量積分Ｓとすると、
【数４】
2004287571.tif 000006
となる（ステップＳ１６）。
その後、速度操作△Ｖ’が次式により算出される。
【数５】
2004287571.tif 000007
さらに、この△Ｖ’を用いて左右の走行モータの速度指令値Ｖ１，Ｖ２が次式により算出される。
【数６】
2004287571.tif 000008
または、初期速度指令値Ｖ０が最大速度のとき、左右いずれかの加速度を遅くすることのみ行うようにしてもよい。つまり、
【数７】
2004287571.tif 000009
となる。
【００２４】
これらによって、制御量が計算されることとなる（ステップＳ１７）。
上記の算出結果に基づき、左右のモータに速度指令を出力し（ステップＳ１８）、ヤードクレーン１０が直進走行するように、制御装置１７によって制御される（ステップＳ１９）。その制御が終了した後、ヤードクレーン１０の走行が終了したかを確認し（ステップＳ２０）、走行中であればステップ１２からのフローをくり返し行い、走行が終了していれば、このフローを終了する（ステップＳ２１）。このフローは、ヤードクレーン１０が走行している際、リアルタイムでくり返し行われる。
【００２５】
上記の構成によれば、ヤードクレーン１０の測定位置をリアルタイムで測定して、そのずれを上記の方法によって即時補正することにより、測定によって得られたずれをヤードクレーン１０の走行制御に対応させて補正することとなるので、ヤード７１の傾斜に迅速に対応した走行制御の補正を行うことができる。また、ヤード７１の傾斜を走行時に測定するので、その傾斜が沈下などによって経年変化した場合においても問題ない。
【００２６】
次に、この発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。
この第２の実施の形態に係るヤードクレーン１０の構成においては、上記第１の実施の形態における図２と同一であるため、その構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２７】
上記の構成からなるヤードクレーン１０の走行制御方法について、図３のヤードクレーン１０のモデル図及び図５のフローチャートを用いて説明する。
ヤードクレーン１０は、クレーン上の運転室あるいは管理棟３０から初期速度指令値Ｖ０で走行する指示を受けながら、貨物の荷役作業を行うために、ヤード７１上を速度Ｖ０で走行する（ステップＳ２２）。
ヤードクレーン１０の走行中に、ＧＰＳ検出器１６ａまたは１６ｂ、あるいはその両方が、現在位置の座標を検出する（ステップＳ２３）。
測定位置の座標、傾斜角を予め測定して、その座標、傾斜角およびその座標、傾斜角から算出される横行傾斜をデータ化した測定位置テーブルを作成しておき（ステップＳ２４）、その測定位置テーブルから測定位置および横行傾斜を読み出す（ステップＳ２５）。
【００２８】
ステップＳ２６は、横行傾斜ずれ量を算出するステップであり、ステップＳ１４と同様である。また、それ以降のフロー（ステップＳ２６〜Ｓ３３）については、上記第１の実施の形態に係るフロー（ステップＳ１４〜Ｓ２１）と同様であるため、説明を省略する。
このフローは、上記第１の実施の形態と同様に、ヤードクレーン１０が走行している際、リアルタイムでくり返し行われる。
【００２９】
このように、この第２の実施の形態においても、その測定位置テーブルによってヤードクレーン１０の走行制御が迅速に行われることとなるので、ヤード７１の傾斜に迅速に対応した走行制御の補正を行うことができる。また、ヤード７１の傾斜の経年変化については、定期的に測定位置テーブルを修正することによれば問題ない。
【００３０】
なお、ヤードクレーン１０の測定位置は、ヤード７１の傾斜によってそのヤードクレーン１０が走行方向に傾いていた場合、走行方向において、ヤードクレーン１０の走行位置に対してずれを生じているが、ヤードクレーン１０に備えられた吊り具１５の荷役位置と一致しているため、走行位置と測定位置との間に生じるずれを補正する必要がない。したがって、その測定位置が補正されることなく、吊り具の荷役位置が判断されることとなる。
【００３１】
また、ＧＰＳ検出器１６を用いたＧＰＳシステムとしては、例えば、一般に利用されているＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）の他、Ｄ−ＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−ＧＰＳ）またはＲＴＫ−ＧＰＳ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ−ＧＰＳ）がある。
ＧＰＳの測定精度は１０ｍ程度、Ｄ−ＧＰＳの測定精度は１００ｍｍ程度、ＲＴＫ−ＧＰＳの測定精度は１０〜７０ｍｍ程度である。
ヤードクレーン１０において、例えば、その幅を２０ｍとし、ヤードの傾斜を０．５％とすると、１００ｍｍ程度のずれが生じるため、１０ｍｍ程度の精度を必要とするＧＰＳシステムが好ましい。したがって、ヤードクレーン１０に利用されるＧＰＳシステムは、ＲＴＫ−ＧＰＳを使用することが好ましい。
【００３２】
また、ヤードクレーン１０に設置されるＧＰＳ検出器１６は、図６に示すように、上記第１または第２の実施の形態において設置されるＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｂの他に、別の梁部１３の端部１３ｃにＧＰＳ検出器１６ｃが設置されることによって、合計３個設置されてもよい。これによって、測定位置の精度向上に寄与することとなる。
また、上記第２の実施の形態において、ＧＰＳ検出器１６ａのみ使用して現在位置を検出する場合、ＧＰＳ検出器１６は、図７に示すように、ＧＰＳ検出器１６ａ、１６ｃのみ設置されることとしてもよい。
【００３３】
また、上記第１または第２の実施の形態において、ヤードクレーン１０の上部に傾斜計を設けて、横行傾斜をその傾斜計によって検出することによって、ヤードクレーン１０の走行制御を行ってもよい。この場合、その横行傾斜の検出方法のみが上記第１または第２の実施の形態と異なるため、最終的に得られる効果は、上記第１または第２の実施の形態と変わらない。
【００３４】
また、上記第２の実施の形態において、測定位置の座標、傾斜角を予め測定して、その座標、傾斜角およびその座標、傾斜角から算出される横行傾斜をデータ化した測定位置テーブルを作成する際（ステップＳ２４）、ＧＰＳ検出器または傾斜計を用いて、地盤沈下などでヤード７１に傾斜が経年変化したことを反映して、測定位置テーブルのデータを自動的に修正するようにしてもよい。
【００３５】
また、上記第２の実施の形態において、測定位置の座標、傾斜角を予め測定して、その座標、傾斜角およびその座標、傾斜角から算出される横行傾斜をデータ化した測定位置テーブルを作成する際（ステップＳ２４）、ＧＰＳ検出器または傾斜計を用いる方法に限らず、例えば、トランシットを用いて計測して座標、傾斜角を得るなどの方法を用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したこの発明のヤードクレーン及びその走行制御方法においては、以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明によれば、ヤードクレーンの走行位置と、衛星電波検出器に測定されるヤードクレーンの測定位置との間に生じるずれを補正して、ヤードクレーンの走行を制御することにより、そのずれが抑制されてヤードクレーンが走行することとなるので、ヤードの傾斜を考慮したヤードクレーンの走行を迅速かつ正確に制御することができる。
【００３７】
請求項２に係る発明によれば、ヤードクレーンの測定位置を逐次測定して、そのずれを逐次補正することにより、測定によって得られたずれをヤードクレーンの走行制御に対応させて補正することとなるので、ヤードの傾斜を考慮したヤードクレーンの走行をリアルタイムに制御することができる。また、ヤードの傾斜を走行時に測定するので、その傾斜が沈下などによって経年変化した場合においても問題ない。
【００３８】
請求項３に係る発明によれば、測定位置を予め測定してデータ化した測定位置テーブルを作成しておき、ヤードクレーンの走行位置とその測定位置テーブルとの間に生じるずれを即時補正することにより、その測定位置テーブルによってヤードクレーンの走行制御が迅速に行われることとなるので、ヤードの傾斜を考慮したヤードクレーンの走行を迅速に制御することができる。
【００３９】
請求項４に係る発明によれば、ヤードクレーンの走行方向における測定位置は、ヤードの傾斜によってそのヤードクレーンが走行方向に傾いていた場合においても、ヤードクレーンに備えられた吊り具の荷役位置と一致しているため、走行位置と測定位置との間に生じるずれを補正することなく、その荷役位置が判断されることとなる。したがって、ヤードクレーンの荷役位置が迅速に把握されることとなるので、荷役位置を補正せずに測定位置を使用することができる。
【００４０】
請求項５に係る発明によれば、走行方向と交差する方向に傾斜するヤードの傾斜によって、ヤードクレーンの走行位置と、衛星電波検出器に測定されるヤードクレーンの測定位置との間にずれが生じるため、そのずれを補正してヤードクレーンの走行を制御装置によって制御することにより、そのずれが抑制されてヤードクレーンが走行することとなるので、ヤードの傾斜を考慮したヤードクレーンの走行を迅速かつ正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における第１の実施の形態に係るヤードクレーンが走行するヤードの斜視図である。
【図２】この発明における第１の実施の形態に係るヤードクレーンの斜視図である。
【図３】この発明における第１の実施の形態に係るヤードクレーンのモデル図である。
【図４】この発明における第１の実施の形態に係るヤードクレーンの走行制御方法のフローチャートである。
【図５】この発明における第２の実施の形態に係るヤードクレーンの走行制御方法のフローチャートである。
【図６】この発明における第１または第２の実施の形態に係る別のヤードクレーンの斜視図である。
【図７】この発明における第１または第２の実施の形態に係る別のヤードクレーンの斜視図である。
【符号の説明】
１０  ヤードクレーン
１６  ＧＰＳ検出器
１７  制御装置
【図１】
2004287571.tif 000010
【図２】
2004287571.tif 000011
【図３】
2004287571.tif 000012
【図４】
2004287571.tif 000013
【図５】
2004287571.tif 000014
【図６】
2004287571.tif 000015
【図７】
2004287571.tif 000016