(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作筐体と、該操作筐体に具備された動作指令手段と、走行モータへの走行指令信号、横行モータの横行指令信号、及び昇降モータへの昇降指令信号とを生成する指令信号生成手段と、該指令信号生成手段からの前記各指令信号に基づいて前記走行モータ、横行モータ、及び昇降モータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備えたクレーンの操作制御装置であって、
前記操作筐体に該操作筐体が水平面内で向いている方向を示す方向指示体を設けると共に、前記方向指示体を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像を画像処理する画像処理装置を設け、
前記指令信号生成手段は、前記画像処理装置で前記カメラが撮影した前記方向指示体の画像を画像処理により前記方向指示体の所定形状を認識し、前記動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、前記画像処理装置で認識できた前記方向指示体の水平面内で指す方位を基に前記走行モータへの走行指令信号、及び前記横行モータへの横行指令信号を生成することを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクレーンの操作制御装置において、
前記操作筐体に方向指示体が水平面内で向く方位を検出するためのジャイロセンサを設け、
前記指令信号生成手段は、前記画像処理装置で前記方向指示体の水平面内で指す方位が認識できる場合はその方位を基に、前記画像処理装置で前記方向指示体の水平面内で指す方位が認識できない場合は前記ジャイロセンサの出力から求めた方位を基に前記走行モータへの走行指令信号、前記横行モータへの横行指令信号を生成することを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のクレーンの操作制御装置において、
前記操作筐体の方向指示体が垂直面内で傾く方向とその角度を検出する加速度センサを設け、
前記指令信号生成手段は、前記加速度センサの出力から求めた前記操作筐体の傾く方向とその傾き角度から前記動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、前記昇降指令信号及び昇降速度指令信号を生成することを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクレーンの操作制御装置において、
前記走行モータへの走行速度、前記横行モータへの横行速度、昇降モータへの昇降速度を設定する速度設定手段を設け、
前記指令信号生成手段は、前記速度設定手段からの各設定速度に基づいて走行速度指令信号、横行速度指令信号、及び昇降速度指令信号を生成することを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクレーンの操作制御装置において、
前記方向指示体は複数の発光素子が前記操作筐体上に、前記所定形状に配列されてなり、前記カメラにより前記発光素子の所定形状の配列を撮影し、前記画像処理装置は画像処理により前記方向指示体の水平面内での指す方向を検出することを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のクレーンの操作制御装置において、
前記発光素子は特定の波長領域の光を発するＬＥＤであり、前記画像処理装置は前記特定の波長領域の光のみを透過させるフィルタを備えていることを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項７】
請求項２に記載のクレーンの走行制御装置において、
前記画像処理装置が、前記カメラの撮影する位置で前記方向指示体の所定形状を認識できない場合、前記指令信号生成手段は所定条件のもとで前記ジャイロセンサによる前記操作筐体の検出方向に基づいて前記走行モータへの走行指令信号及び走行速度指令信号と、横行モータへの横行指令信号及び横行速度指令信号とを生成することを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載のクレーンの操作制御装置において、
前記所定条件は、下記事項であることを特徴とするクレーンの操作制御装置。
・前記ジャイロセンサ単独使用で連続してクレーンを操作制御した時間が所定時間未満であること、
・前記単独使用中に操作筐体の一方向のＹ軸及び該Ｙ軸に直交するＸ軸が所定角度以上に傾けたひねる操作がないこと
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれか１項に記載のクレーンの操作制御装置において、
前記画像処理装置で前記方向指示体の所定形状を認識して該方向指示体の指す方位が認識できる場合、該認識した方位で前記ジャイロセンサの出力から求めた方位を補正することを特徴とするクレーンの操作制御装置。
【請求項１０】
操作筐体と、該操作筐体に具備された動作指令手段と、走行モータへの走行指令信号、横行モータの横行指令信号、及び昇降モータへの昇降指令信号とを生成する指令信号生成手段と、該指令信号生成手段からの前記各指令信号に基づいて前記走行モータ、横行モータ、及び昇降モータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備えたクレーンの操作制御方法であって、
前記操作筐体に該操作筐体が水平面内で向いている方向を示す方向指示体を設けると共に、前記方向指示体を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像を画像処理する画像処理装置を設け、
前記指令信号生成手段は、前記画像処理装置で前記カメラが撮影した前記方向指示体の画像を画像処理により前記方向指示体の所定形状を認識し、前記動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、前記画像処理装置で認識できた前記方向指示体の水平面内で指す方位を基に前記走行モータへの走行指令信号、及び前記横行モータへの横行指令信号を生成することを特徴とするクレーンの操作制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のクレーンの操作制御方法において、
前記操作筐体に方向指示体が水平面内で向く方向を検出するためのジャイロセンサを設け、
前記画像処理装置で前記カメラで撮影した前記方向指示体の画像を画像処理して前記方向指示体の所定形状を認識し該方向指示体が指す方位が検出できない場合は、前記ジャイロセンサの出力から求めた方位を基に前記走行モータへの走行指令信号、前記横行モータへの横行指令信号を生成し、該走行指令信号、及び横行指令信号により前記クレーンを移動させることを特徴とするクレーンの操作制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のクレーンの操作制御方法において、
前記カメラで撮影した画像を画像処理して前記方向指示体の所定形状を認識し該方向指示体が指す方位が検出できるようになった場合は、該検出した方向指示体が指す方位を基に前記走行指令信号、及び横行指令信号を生成し、該走行指令信号、及び横行指令信号により前記クレーンを移動させることを特徴とするクレーンの操作制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平面内の所定方向（例えば、東西方向）に敷設された走行レールと、該走行レールに直交する方向（例えば、南北方向）に配置され且つ走行モータにより、該走行レールに沿って移動する横行レール（ガータ）と、該横行レールに沿って横行する横行モータと荷を巻上下げするための昇降モータを具備する電動巻上機を備えたクレーンの操作制御装置、及び操作制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は本特許出願人が先に特許出願し、特開２００９−２０８９１９号公報として公開されたクレーンの操作装置の全体システム構成を示すブロック図である。本操作制御装置は、操作装置制御回路部１０と、モータ駆動制御回路部３０とから構成されている。操作装置制御回路部１０は、指令信号生成部２１と通信部２２を備えている。モータ駆動制御回路部３０は、通信部３１、制御部３２、走行インバータ３３、横行インバータ３４、昇降インバータ３５を備えている。図２は操作装置制御回路部１０の外観構成例を示す図であり、操作装置制御回路部１０は操作筐体１１を備え、該操作筐体１１には、電源押釦スイッチ１２、リセット用押釦スイッチ１４、動作指令無段速押釦スイッチ１５が実装され、更に操作筐体１１の内部には、操作筐体１１の垂直面内での傾きを検出する３軸加速度センサ１６（図示せず）、操作筐体１１の水平面内での方向（方位）を検出する３軸ジャイロセンサ１７（図示せず）が配置されている。
【０００３】
操作装置制御回路部１０の指令信号生成部２１には、３軸加速度センサ１６で検出された操作筐体１１の先端部１１ａが上向きであるか下向きであるかを示す傾き方向検出信号Ｓ１６ａとその傾き角度を示す傾き角度検出信号Ｓ１６ｂ、動作指令無段速押釦スイッチ１５が押圧操作された場合の動作指令信号Ｓ１５、押圧圧力に応じた無段速信号ＳＶ１５、リセット用押釦スイッチ１４の押圧操作によるリセット信号Ｓ１４、３軸ジャイロセンサ１７で検出された操作筐体１１の先端部１１ａが水平面内で向く方位角を検出した操作筐体方位検出信号Ｓ１７がそれぞれ入力されるようになっている。
【０００４】
操作装置制御回路部１０の指令信号生成部２１は、３軸加速度センサ１６からの傾き方向検出信号Ｓ１６ａと傾き角度検出信号Ｓ１６ｂ、動作指令無段速押釦スイッチ１５からの動作指令信号Ｓ１５と無段速信号ＳＶ１５、３軸ジャイロセンサ１７からの操作筐体方位検出信号Ｓ１７を受けて、走行モータ４１への走行指令信号と走行速度指令信号、横行モータ４２への横行指令信号と横行速度指令信号、昇降モータ４３の昇降指令信号と昇降速度信号を生成し、通信部２２を介して、モータ駆動制御回路部３０の通信部３１に伝送する。通信部３１は受信した各指令信号を制御部３２に送る。制御部３２はマイクロコンピュータを備えており、各指令信号に基づいて走行モータ４１の起動信号と速度信号、横行モータ４２の起動信号と速度信号、及び昇降モータ４３の起動信号と速度信号を生成して、走行インバータ３３、横行インバータ３４、及び昇降インバータ３５を起動する。
【０００５】
これにより走行インバータ３３、横行インバータ３４、及び昇降インバータ３５から、それぞれ走行モータ４１、横行モータ４２、及び昇降モータ４３に駆動電力が供給され、走行モータ４１、横行モータ４２、及び昇降モータ４３が起動しクレーンの電動巻上機を操作筐体１１の先端部１１ａが向く方位に、設定された速度で走行・横行すると共に、昇降モータ４３を指定された方向に設定された速度で昇降（巻上下）する。即ち、操作筐体１１の先端部の垂直面内での上げ下げ操作（ピッチ角操作）と、水平面内の変位操作（ヨー角操作）と動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作のみで、クレーンの走行、横行、及び昇降運転を手元を注視する必要なく、素早く、的確に実行できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献２】特開２００９−２０８９１９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、操作筐体１１の先端部１１ａが水平面内で向く方位を検出するためのジャイロセンサには、レートジャイロが多用される。レートジャイロセンサで旋回方向の角速度を検出し、積分演算で旋回した角度を算出するのは、一般的な方法であるが、操作筐体１１の先端部１１ａがどの位置から旋回したかを（絶対旋回角度）を検出できない。また、積分演算や環境（温度等）の影響で、レートジャイロセンサの出力から旋回角度を算出する場合、基本的に誤差を持っている。操作筐体１１の旋回角度の誤差は時間とともに累積し、大きくなる。その結果、最終的にクレーンの水平移動が操作筐体１１の先端部１１ａで指示された方向に追従しなくなる。
【０００８】
このため、クレーンを操作する前、操作筐体１１の矢印Ａを予め決めた方向（基準方向）に向けてセットし、この状態でリセット用押釦スイッチ１４を押し、３軸ジャイロセンサ１７の初期値を設定する必要がある。また、操作途中、クレーンの水平移動が操作筐体１１の先端部１１ａで指示された方向に追従しない時、ジャイロセンサから求めた方位の累積誤差を消去するために、同じように、操作筐体１１の矢印Ａを予め決めた方向（基準方向）に向けセットし、この状態でリセット用押釦スイッチ１４を押す必要がある。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、リセット用押釦スイッチの手動操作によりジャイロセンサの初期値設定と累積誤差の消去が必要でなく、操作性と安全性を高めることができるクレーンの操作制御装置、及び操作制御方法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】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明は、操作筐体と、該操作筐体に具備された動作指令手段と、走行モータへの走行指令信号、横行モータの横行指令信号、及び昇降モータへの昇降指令信号とを生成する指令信号生成手段と、該指令信号生成手段からの前記各指令信号に基づいて前記走行モータ、横行モータ、及び昇降モータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備えたクレーンの操作制御装置であって、操作筐体に該操作筐体が水平面内で向いている方向を示す方向指示体を設けると共に、方向指示体を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像を画像処理する画像処理装置を設け、指令信号生成手段は、画像処理装置でカメラが撮影した方向指示体の画像を画像処理により方向指示体の所定形状を認識し、動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、画像処理装置で認識できた方向指示体の水平面内で指す方位を基に走行モータへの走行指令信号、及び横行モータへの横行指令信号を生成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御装置において、操作筐体に方向指示体が水平面内で向く方位を検出するためのジャイロセンサを設け、指令信号生成手段は、画像処理装置で方向指示体の水平面内で指す方位が認識できる場合はその方位を基に、画像処理装置で方向指示体の水平面内で指す方位が認識できない場合はジャイロセンサの出力から求めた方位を基に走行モータへの走行指令信号、横行モータへの横行指令信号を生成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御装置において、操作筐体の方向指示体が垂直面内で傾く方向とその角度を検出するための加速度センサを設け、指令信号生成手段は、加速度センサの出力から求めた操作筐体の傾く方向とその傾き角度から動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、昇降指令信号及び昇降速度指令信号を生成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御装置において、走行モータへの走行速度、横行モータへの横行速度、昇降モータへの昇降速度を設定する速度設定手段を設け、指令信号生成手段は、速度設定手段からの各設定速度に基づいて走行速度指令信号、横行速度指令信号、及び昇降速度指令信号を生成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御装置において、方向指示体は複数の発光素子が操作筐体上に、所定形状に配列されてなり、カメラにより発光素子の所定形状の配列を撮影し、画像処理装置は画像処理により方向指示体の水平面内での指す方向を検出することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御装置において、発光素子は特定の波長領域の光を発するＬＥＤであり、画像処理装置は前記特定の波長領域の光のみを透過させるフィルタを備えていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記クレーンの走行制御装置において、画像処理装置が、カメラの撮影する位置で方向指示体の所定形状を認識できない場合、指令信号生成手段は所定条件のもとでジャイロセンサによる操作筐体の検出方向に基づいて走行モータへの走行指令信号及び走行速度指令信号と、横行モータへの横行指令信号及び横行速度指令信号とを生成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御装置において、所定条件は、下記事項であることを特徴とする。
・前記ジャイロセンサ単独使用で連続してクレーンを操作制御した時間が所定時間未満であること、
・前記単独使用中に操作筐体の一方向のＹ軸及び該Ｙ軸に直交するＸ軸が所定角度以上に傾けたひねる操作がないこと
【００１８】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御装置において、画像処理装置で方向指示体の所定形状を認識して該方向指示体の指す方位が認識できる場合、該認識した方位でジャイロセンサの出力から求めた方位を補正することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、操作筐体と、該操作筐体に具備された動作指令手段と、走行モータへの走行指令信号、横行モータの横行指令信号、及び昇降モータへの昇降指令信号とを生成する指令信号生成手段と、該指令信号生成手段からの各指令信号に基づいて走行モータ、横行モータ、及び昇降モータを駆動制御するモータ駆動制御装置とを備えたクレーンの操作制御方法であって、操作筐体に該操作筐体が水平面内で向いている方向を示す方向指示体を設けると共に、方向指示体を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像を画像処理する画像処理装置を設け、指令信号生成手段は、画像処理装置でカメラが撮影した方向指示体の画像を画像処理により方向指示体の所定形状を認識し、動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、画像処理装置で認識できた方向指示体の水平面内で指す方位を基に走行モータへの走行指令信号、及び横行モータへの横行指令信号を生成することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記クレーンの操作制御方法において、操作筐体に方向指示体が水平面内で向く方向を検出するためのジャイロセンサを設け、画像処理装置でカメラで撮影した方向指示体の画像を画像処理して方向指示体の所定形状を認識し該方向指示体が指す方位が検出できない場合は、ジャイロセンサの出力から求めた方位を基に走行モータへの走行指令信号、横行モータへの横行指令信号を生成し、該走行指令信号、及び横行指令信号によりクレーンを移動させることを特徴とする。
【００２１】
また、上記クレーンの操作制御方法において、カメラで撮影した画像を画像処理して方向指示体の所定形状を認識し該方向指示体が指す方位が検出できるようになった場合は、該検出した方向指示体が指す方位を基に前記走行指令信号、及び横行指令信号を生成し、該走行指令信号、及び横行指令信号によりクレーンを移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、操作筐体に該操作筐体が水平面内で向いている方向を示す方向指示体を設けると共に、方向指示体を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像を画像処理する画像処理装置を設け、指令信号生成手段は、画像処理装置のカメラが撮影した方向指示体の画像を画像処理により方向指示体の所定形状を認識し、動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、画像処理装置で認識できた方向指示体が水平面内で指す方位を基に走行モータへの走行指令信号、及び横行モータへの横行指令信号を生成するので、画像処理装置で操作筐体の水平面内での方向を精度良く検出できるから、従来のように操作筐体１１の矢印Ａをクレーンを移動させたい方向に向けセットし、この状態でリセット用押釦スイッチ１４を押すことにより、３軸ジャイロセンサ１７の初期設定と累積誤差を消去する必要がなくなり、安全で且つ操作性の優れたクレーン操作が実現できる。
【００２３】
また、本発明によれば、画像処理装置で操作筐体上の方向指示体の所定形状が認識できない場合、指令信号生成手段は所定条件のもとでジャイロセンサによる操作筐体の検出方位に基づいて走行モータへの走行指令信号と、横行モータへの横行指令信号を生成し、更に方向指示体が指す方位を検出できるようになった場合、この検出した方向指示体が指す方位に基づいて走行指令信号、横行指令信号を生成して操作制御するので、安全且つスムーズな操作が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来のクレーンの操作装置の全体システム構成を示すブロック図である。
【図２】従来のクレーンの操作装置の操作装置制御回路部外観構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る操作制御装置を用いるクレーンの概略構成例を示す図である。
【図４】本発明に係るクレーンの操作制御装置の全体システム構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るクレーンの操作制御装置の全体システム構成を示すブロック図である。
【図６】本発明に係るクレーンの操作装置の操作筐体外観構成例を示す図である。
【図７】操作筐体の垂直面内の傾き範囲を説明するための図である。
【図８】操作筐体の水平面内の変位を説明するための図である。
【図９】操作筐体の回転軸とジャイロセンサの入力軸の関係を示す図である。
【図１０】ひねる操作の判定処理フローを示す図である。
【図１１】本発明に係る操作制御装置の制御処理フローを示す図である。
【図１２】ジャイロセンサ積分値利用可能性判定処理フローを示す図である。
【図１３】操作筐体の水平面内の回転状態を示す図である。
【図１４】本発明に係るクレーンの操作制御装置の全体システム構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて詳細に説明する。図３において本クレーン１００は、建物天井の水平面内の所定方向（例えば、東西方向）に敷設された走行レール１０１、１０１と、該走行レール１０１、１０１に直交する方向（例えば、南北方向）に配置され、ギヤードモータ（走行モータ）１０３により該走行レール１０１、１０１上を移動する横行レール（ガータ）１０２と、横行レール１０２に沿って横行する横行モータ１０４と荷巻上下するための昇降モータ１０５を備えた電動巻上機１０６を備えて構成されている。横行レール１０２の所定位置（例えば中央位置）で、電動巻上機１０６の移動の支障にならない位置にカメラ（図示せず）を備えた画像処理装置３６が取り付けられている。なお、画像処理装置３６の取り付け位置は、横行レール１０２に限定されるものではなく、電動巻上機１０６に配置したり、或いはカメラの数は１台に限定されるものではなく、後に詳述する操作装置制御回路部１０の操作筐体１１が向いている方向を示す方向指示発光体（後に詳述）を撮影できる場所であればどこでもよく、死角を無くするために、必要な数だけ配置すれば良い。
【００２６】
上記クレーン１００において、クレーンの操作者（図示せず）が電動巻上機１０６を移動させたい方向に操作筐体１１を水平面内で向けることにより、画像処理装置３６のカメラは操作筐体１１の上面に取り付けている所定形状の方向指示発光体１８（図６参照）を撮影し、その画像を画像処理し（画像処理装置３６はカメラ３６ａが撮影した画像を処理する画像処理ソフトを備えている。）、該方向指示発光体１８の指す方向から操作筐体１１の先端部が水平面内で向いている方向を検出し、それに基づいて走行モータ１０３及び横行モータ１０４を起動し、電動巻上機１０６を操作筐体１１が向く方向に移動させるようになっている。以下詳細に説明する。
【００２７】
図６（ａ）は操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の外観構成を示す図であり、図６（ｂ）は操作筐体１１の上面に実装された方向指示体としての方向指示発光体１８の平面図である。操作筐体１１の上面に取り付けた方向指示発光体１８は、長方形状の基板１９に面積の異なる発光素子グループＧ１、Ｇ２、Ｇ３を直線（中央線）ｌ上に配置している。ここでは発光素子として特定波長領域の光を発するＬＥＤを用い、４個のＬＥＤを矩形状に配置した第１グループＧ１を操作筐体１１の先端部１１ａ側に、１個のＬＥＤを配置した第２グループＧ２を操作筐体１１の後端部１１ｂ側に、１個のＬＥＤを配置した第３グループＧ３を第１グループＧ１と第２グループＧ２の間に配置している。
【００２８】
画像処理装置３６のカメラで連続的に方向指示発光体１８を撮影する。撮影した画像に対しては、白黒二値化処理を行い、輝度の連結解析でＬＥＤの第１グループＧ１、第２グループＧ２、第３グループＧ３を背景から抽出し、第１グループＧ１の水平面内で向いている方向から、操作筐体１１の先端部１１ａが水平面内で向いている方位（水平面内での角度）を検出する。基板１９の中央線ｌ上に３つのＬＥＤグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３を配置することにより、３つのＬＥＤグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３が同一直線上にあること、ＬＥＤグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３の距離の比例が一定値であること等の判断条件として外乱光を排除し、検出精度を高めることができる。
【００２９】
なお、検出精度は若干劣るがＬＥＤのグループを第１グループＧ１と第２グループＧ２だけとしてもよい。また、発光素子であるＬＥＤの配列方法は上記例に限定されるものではなく、例えば、複数のＬＥＤを矢印状に配置して方向指示発光体１８を形成し、該方向指示発光体１８を撮影し、撮影した画像に対しては、白黒二値化処理を行い、輝度の連結解析でＬＥＤからなる矢印を背景から抽出し、この矢印の指す方向から操作筐体１１の先端部１１ａが水平面内で向いている方位を検出するようにしてもよい。
【００３０】
上記のように上方に固定した画像処理装置３６のカメラで方向指示発光体１８を撮影し、画像処理により発光体の所定形状を認識して操作筐体１１の向いている方位を認識（検出）できた場合、画像処理装置３６で認識できた操作筐体の方位を３軸ジャイロセンサの出力から求めた方位検出に優先させて走行モータへの走行指令信号及び走行速度指令信号と、横行モータへの横行指令信号及び横行速度指令信号と生成することにより、操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の水平面内での方位を高精度で検出できるから、従来のように操作筐体１１の矢印Ａ（図２参照）をクレーンの基準方向に向けセットし、この状態でリセット用押釦スイッチ１４を押すことによる、３軸ジャイロセンサ１７による方位データの初期設定と累積誤差を消去する手動操作が必要なくなると共に、高精度で操作筐体１１の方向を検出でき、操作性と安全性を高めることが可能となる。また、後に詳述するように、画像処理装置３６と３軸ジャイロセンサ１７の併用する制御により、安全且つスムーズな操作が実現できる。
【００３１】
方向指示発光体１８のＬＥＤは特定波長領域の光を発するＬＥＤであり、画像処理装置３６のカメラ３６ａには該特定波長領域の光のみを透過させるフィルタを備えている。これにより周辺ノイズ光に影響されることなく、方向指示発光体１８のＬＥＤが発する光の画像を精度良く認識できる。なお、上記例では方向指示発光体１８は、ＬＥＤを用いた発光体によって方向指示体を構成したが、方向指示体は必ずしも発光体によって構成する必要がなく、クレーンが使用される環境（背景）において、方向指示体の形状を画像処理装置３６によって認識可能な素材によって構成されていれば良い。また、操作筐体１１の形状そのものを方向指示体としたり、動作指令無段速押釦スイッチ１５、電源押釦スイッチ１２等から方向指示体を構成してもよい。
【００３２】
図４は本発明に係るクレーンの操作制御装置の全体システム構成を示すブロック図である。クレーンの操作制御装置は、図１と同様、操作装置制御回路部１０と、モータ駆動制御回路部３０とから構成されている。操作装置制御回路部１０は、指令信号生成部２１と通信部２２を備えている。モータ駆動制御回路部３０は、通信部３１、制御部３２、走行インバータ３３、横行インバータ３４、昇降インバータ３５を備えている。上記操作装置制御回路部１０の指令信号生成部２１や通信部２２を構成する電子部品や機器は操作筐体１１内に実装され、モータ駆動制御回路部３０の通信部３１や制御部３２を構成する電子部品や機器は電動巻上機１０６（図３参照）に搭載配置される。
【００３３】
また、操作筐体１１の上面には、操作筐体１１の先端部１１ａが水平面内でどの方向を向いているか（どの方向を指しているか）を示す方向指示発光体１８が実装され、更に電源押釦スイッチ１２、巻上指示押釦スイッチ（巻上動作指令手段）２５、巻下指示押釦スイッチ（巻下動作指令手段）２６、走行・横行指示押釦スイッチ（走行・横行動作指令手段）２３が配置され、電源押釦スイッチ１２を押圧することにより、図示しない電源供給部から、操作筐体１１内の方向指示発光体１８、巻上指示押釦スイッチ２５、巻下指示押釦スイッチ２６、走行・横行指示押釦スイッチ２３、指令信号生成部２１、通信部２２等の各部に電源が供給されるようになっている。
【００３４】
上記構成のクレーンの操作制御装置において、画像処理装置３６のカメラ３６ａが操作筐体１１上面の方向指示発光体１８を撮影し、その撮影画像を画像処理し、該方向指示発光体１８の指す方位（角度）から操作筐体１１の先端部１１ａの水平面内での指す方位（ヨー角）を検出する。モータ駆動制御回路部３０の制御部３２は、この検出信号を基に走行モータ４１への走行指令信号、横行モータ４２への横行指令信号及び横行速度指令信号を生成し、走行・横行指示押釦スイッチ２３からの走行・横行指示信号Ｓ２３があることを条件に走行インバータ３３、横行インバータ３４を起動し、各インバータから走行モータ４１、横行モータ４２に駆動電力を出力し、該走行モータ４１、横行モータ４２を起動し、クレーン１００（電動巻上機１０６）を操作筐体１１の方向指示発光体１８が指す方向（方位）に速度指令信号で指定された速度で移動させる。
【００３５】
また、指令信号生成部２１は巻上指示押釦スイッチ２５からの巻上指示信号Ｓ２５又は巻下指示押釦スイッチ２６からの巻下指示信号Ｓ２６があると巻上指令信号又は巻下指令信号を生成し、通信部２２、通信部３１を経由して制御部３２に伝送する。制御部３２はこの巻上指示信号又は巻下指示信号を受けて、昇降インバータ３５を起動し、該昇降インバータ３５から昇降モータ４３に駆動電力を出力し、昇降モータ４３を起動し、荷の巻上又は巻下げを行う。ここでは、累積誤差を生じるジャイロセンサを用いることなく、カメラ３６ａによる方向指示発光体１８の指す方位から、操作筐体１１の先端部１１ａの水平面内での指す方位を検出して、クレーン１００を移動させるから、操作筐体１１の先端部１１ａが指す方向に精度よくクレーン１００を移動させることができる。また、指令信号生成部２１は、モータ駆動制御回路部３０の制御部３２にその一部又は全部の機能を具備させ、操作装置制御回路部１０の走行・横行指示押釦スイッチ２３、巻上指示押釦スイッチ２５、巻下指示押釦スイッチ２６のそれぞれからの走行・横行指示信号Ｓ２３、巻上指示信号Ｓ２５、巻下指示信号Ｓ２６は通信部２２、通信部３１を介して制御部３２に伝送するようにしてもよい。
【００３６】
図５は本発明に係るクレーンの操作制御装置の他の全体システム構成を示すブロック図である。本クレーンの操作制御装置が図４に示すクレーンの操作制御装置と異なる点は、操作装置制御回路部１０内に３軸加速度センサ１６と、３軸ジャイロセンサ１７を設け、巻上指示押釦スイッチ２５、巻下指示押釦スイッチ２６、及び走行・横行指示押釦スイッチ２３に替えて動作指令無段速押釦スイッチ１５を設けている点である。
【００３７】
操作装置制御回路部１０の指令信号生成部２１には、図１と同様、３軸加速度センサ１６で検出された操作筐体１１の先端部１１ａが垂直面内で上向きであるか下向きであるかを示す傾き方向検出信号Ｓ１６ａとその傾き角度（ピッチ角度）を示す傾き角度検出信号Ｓ１６ｂ、動作指令無段速押釦スイッチ１５が押圧操作された場合の動作指令信号Ｓ１５、押圧圧力に応じた無段速信号ＳＶ１５、３軸ジャイロセンサ１７で検出された操作筐体１１の先端部１１ａが水平面内で向く方位を検出した操作筐体方位検出信号（ヨー角検出信号）Ｓ１７がそれぞれ入力されるようになっている。なお、動作指令無段速押釦スイッチ１５は、押圧操作時の押圧力に応じた大きさの無段速信号ＳＶ１５が出力できるように、例えば感圧ゴム（押圧力に応じて抵抗値が変化するゴム材）を用いた押釦スイッチとする。また、３軸ジャイロセンサ１７はレートジャイロと該レートジャイロの出力信号から姿勢データを演算するマイコン回路を具備しているが、レートジャイロの出力信号から姿勢データを演算する機能を有するマイコン回路（図示せず）を指令信号生成部２１に設け、指令信号生成部２１にて処理するようにしてもよい。
【００３８】
３軸ジャイロセンサ１７に小型で安価な圧電ジャイロを用いた場合、累積誤差を生じるから、ここでは画像処理装置３６のカメラ３６ａが方向指示発光体１８を撮影し、その撮影画像を画像処理し、操作筐体１１の先端部１１ａの水平面内での指す方位が検出できた場合、モータ駆動制御回路部３０の制御部３２は指令信号生成部２１から送られてくる走行モータ４１への走行指令信号と走行速度指令信号、横行モータ４２への横行指令信号と横行速度指令信号に優先させて画像処理装置３６で検出した操作筐体１１の方位に基づいて走行指令信号と走行速度指令信号、横行指令信号と横行速度指令信号を生成している。
【００３９】
これにより走行インバータ３３、横行インバータ３４、及び昇降インバータ３５から、それぞれ走行モータ４１、横行モータ４２、及び昇降モータ４３に駆動電力が供給され、走行モータ４１、横行モータ４２、及び昇降モータ４３が起動しクレーン１００を操作筐体１１の先端部１１ａが向く方向に、設定された速度で走行・横行させると共に、昇降モータ４３を指定された方向に設定された速度で昇降（巻上下）させる。即ち、操作筐体１１の先端部の垂直面内での上げ下げ操作と、水平方向への変位操作（旋回操作）と動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作のみで、クレーンの走行、横行、及び昇降運転を手元を注視する必要なく、素早く、的確に実行できる。
【００４０】
以下、運転操作手順を詳細に説明する。３軸加速度センサ１６からの傾き方向検出信号Ｓ１６ａ、即ち操作筐体１１の先端部１１ａの垂直面内での傾き方向を図７に示すように、上方で傾き角度が０°〜１５°の場合を第１傾き範囲Ｂ１、傾き角度が１５°〜６０°の場合を第２傾き範囲Ｂ２、傾き角度が６０°〜９０°を第３傾き範囲Ｂ３とし、傾き方向が下方で、傾き角度０°〜−１５°を第１傾き範囲Ｂ１、傾き角度が−１５°〜−６０°を第２傾き範囲Ｂ２、傾き角度が−６０°〜−９０°を第３傾き範囲Ｂ３とする。そして、指令信号生成部２１は動作指令無段速押釦スイッチ１５からの動作指令信号Ｓ１５があることを条件として、操作筐体１１の先端部１１ａの傾き方向が上方か下方かにより、上記傾き範囲によりクレーン１００を下記のように運転する指令信号を生成する。
【００４１】
〔操作筐体先端部が上向きに傾いている場合〕
・第１傾き範囲Ｂ１：第１傾き範囲Ｂ１では、クレーン１００の走行、横行運転のみを行う。画像処理装置３６で操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の先端部１１ａが指す方位が検出できた場合、該画像処理装置３６で検出した方位が３軸ジャイロセンサ１７が検出した操作筐体方位検出信号Ｓ１７に優先する。モータ駆動制御回路部３０の制御部３２のマイクロコンピュータは指令信号生成部２１からの走行モータ４１への走行指令信号及び速度指令信号と横行モータ４２への横行指令信号及び速度指令信号に優先して画像処理装置３６で検出した操作筐体１１の方位に従い走行モータ４１への走行指令信号及び速度指令信号と横行モータ４２への横行指令信号及び速度指令信号を生成し、この指令信号でクレーン１００の走行、横行のみの運転を行う。この時、走行指令信号及び横行指令信号に対応する速度信号は、動作指令無段速押釦スイッチ１５からの無段速信号ＳＶ１５に応じた速度の走行速度指令信号、横行速度指令信号を生成する。
【００４２】
・第２傾き範囲Ｂ２：第２傾き範囲Ｂ２では、クレーンの走行、横行、及び昇降運転を行う。この場合も画像処理装置３６で操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の先端部１１ａが指す方位が検出できた場合、該画像処理装置３６で検出した方向が３軸ジャイロセンサ１７が検出した操作筐体方位検出信号Ｓ１７に優先する。この時、走行指令信号及び横行指令信号に対する速度信号は、動作指令無段速押釦スイッチ１５からの無段速信号ＳＶ１５に応じた速度の走行速度指令信号、横行速度指令信号を生成する。また、指令信号生成部２１の昇降モータ４３への上昇指令信号に対する速度信号は３軸加速度センサ１６からの傾き角度検出信号Ｓ１６ｂが示す操作筐体１１の傾き角度に応じた速度の上昇速度指令信号を生成する。
【００４３】
・第３傾き範囲Ｂ３：第３傾き範囲Ｂ３では、クレーンの上昇運転のみを行う。即ち、昇降モータ４３への上昇指令信号のみを生成する。この上昇指令信号に対する上昇速度指令信号は、動作指令無段速押釦スイッチ１５からの無段速信号ＳＶ１５に応じた速度の上昇速度指令信号を生成する。
【００４４】
〔操作筐体先端部が下向きに傾いている場合〕
・第１傾き範囲Ｂ１：第１傾き範囲Ｂ１では、クレーンの走行、横行運転のみを行う。画像処理装置３６で操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の先端部１１ａが指す方向が検出できた場合、該画像処理装置３６で検出した方位が３軸ジャイロセンサ１７が検出した操作筐体方位検出信号Ｓ１７に優先する。即ちモータ駆動制御回路部３０の制御部３２は指令信号生成部２１からの走行モータ４１への走行指令信号及び速度指令信号と横行モータ４２への横行指令信号及び速度指令信号に優先して画像処理装置３６で検出した操作筐体１１の方位に従い走行モータ４１への走行指令信号及び速度指令信号と横行モータ４２への横行指令信号及び速度指令信号を生成し、この指令信号でクレーンの走行、横行のみの運転を行う。この時、走行指令信号及び横行指令信号に対応する速度信号は、動作指令無段速押釦スイッチ１５からの無段速信号ＳＶ１５に応じた速度の走行速度指令信号、横行速度信号を生成する。
【００４５】
・第２傾き範囲Ｂ２：第２傾き範囲Ｂ２では、クレーンの走行、横行、昇降運転を行う。この場合も画像処理装置３６で操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の先端部１１ａが指す方位が検出できた場合、該画像処理装置３６で検出した方位が３軸ジャイロセンサ１７が検出した操作筐体方位検出信号Ｓ１７に優先する。この時、走行指令信号及び横行指令信号に対する速度信号は、動作指令無段速押釦スイッチ１５からの無段速信号ＳＶ１５に応じた速度の走行速度指令信号、横行速度指令信号を生成する。また、指令信号生成部２１の昇降モータ４３への上昇指令信号に対する速度信号は３軸加速度センサ１６からの傾き角度検出信号Ｓ１６ｂが示す操作筐体１１の傾き角度に応じた速度の下降速度指令信号を生成する。  
【００４６】
・第３傾き範囲Ｂ３：第３傾き範囲Ｂ３では、クレーン１００の下降運転のみを行う。即ち、昇降モータ４３への下降指令信号のみを生成する。この下降指令信号に対する下降速度指令信号は、動作指令無段速押釦スイッチ１５からの無段速信号ＳＶ１５に応じた速度の下降速度指令信号を生成する。
【００４７】
上記のように操作筐体１１の垂直面内の傾き範囲を第１乃至第３傾き範囲に区分し、クレーン１００の運転を第１傾き範囲Ｂ１では走行及び横行運転のみを可能とし、第２傾き範囲Ｂ２で走行、横行、及び昇降運転を可能とし、第３傾き範囲Ｂ３で昇降運転のみを可能とすることにより、１個の操作筐体１１の先端部１１ａの垂直面内での傾け操作と水平面内での旋回操作（操作筐体１１の向きを変える操作）と該操作筐体１１に取り付けた動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作という簡単な操作、即ち手元を注視する必要のない操作で、素早く、的確にクレーンの運転操作が可能となる。また、動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作による無段速信号ＳＶ１５、及び操作筐体１１の傾け操作により、無段速変速で走行、横行、及び昇降速度を制御するので、微細な速度制御が可能となる。
【００４８】
なお、上記例では、第２傾き範囲Ｂ２の昇降速度を操作筐体１１の傾き角度により制御するように、昇降速度指令信号を生成しているが、第１傾き範囲Ｂ１、第２の傾き範囲Ｂ２、及び第３傾き範囲Ｂ３を通して、走行、横行、及び昇降運転に対する速度制御を動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作による無段速信号ＳＶ１５に応じた速度で制御ができるように、速度指令信号を該無段速信号ＳＶ１５に応じて生成するようにしてもよい。これにより、１個の動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作により、走行、横行、昇降の三方向の速度制御が可能となる。
【００４９】
また、画像処理装置３６で操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の先端部１１ａが指す方位が検出できた場合、３軸ジャイロセンサ１７の出力から求めた方位に優先して、画像処理装置３６が検出した方位を基にクレーン１００の走行、横行を制御するので、操作筐体１１はその先端部１１ａを水平面内で図８に示すように、３６０°の任意の方向に向けることができるから、クレーン１００の電動巻上機（図３の電動巻上機１０６参照）を荷を吊上下げしたい任意の場所に速やかに移動させることが可能となる。
【００５０】
また、走行モータ４１、横行モータ４２、及び昇降モータ４３の起動、即ち走行指令信号、横行指令信号、昇降指令信号の生成を動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作による動作指令信号Ｓ１５があることを条件とすることにより、オペレータがクレーンの移動、巻上下げを意図して操作筐体１１の先端部１１ａの水平面内の向きや上下方向の傾きを変えた場合にのみ、クレーン１００の走行・横行、昇降（巻上下げ）運転が行われる。即ち、オペレータが不用意に操作筐体１１の先端部１１ａを水平面内で変位させたり、上下方向の傾きを変えても動作指令無段速押釦スイッチ１５の押圧操作による動作指令信号Ｓ１５がないとクレーンが走行、横行、巻上下げ動作をしないことになり、安全性が維持できる。なお、操作装置制御回路部１０の指令信号生成部２１及びモータ駆動制御回路部３０の制御部３２はそれぞれマイクロコンピュータで構成される。また、通信部２２と通信部３１の信号伝送手段としては、有線による信号伝送、電波や光等の無線による信号伝送を用いる。
【００５１】
上記のように本発明に係るクレーン１００の操作制御では、画像処理装置３６においてカメラ３６ａで撮影した画像の画像処理で操作装置制御回路部１０の操作筐体１１の指す方位角度を検出できた場合は、画像処理装置３６の検出結果を利用してクレーン１００の水平運転（走行、横行運転）を行なっている。そしてこの検出方位角で３軸ジャイロセンサ１７の累積誤差（積分値）を補正している。また、画像処理装置３６で操作筐体１１の先端部１１ａが指す方位角度を検出ができない場合は、条件付きで３軸ジャイロセンサ１７の出力から求めた方位角度でクレーンの操作制御を行っている。この条件は、下記の事項である。
・３軸ジャイロセンサ１７単独使用で連続してクレーンを操作制御した時間が所定時間未満であること、
・この単独使用時間中に「ひねる操作」を行っていないこと
【００５２】
操作筐体１１内の所定位置には３軸ジャイロセンサ１７が配設（搭載）されている。この３軸ジャイロセンサ１７で操作筐体１１の先端部１１ａの水平面内で指す方位を検出している。図６に示すように、操作筐体１１の長手方向をＹ軸、該長手方向に直交する幅方向をＸ軸とすると、３軸ジャイロセンサ１７が感度良く動作するためには、図９に示す３軸ジャイロセンサ１７の入力軸Ｍ１７と運動軸（操作筐体１１の回転軸）Ｍ１１が一致している必要がある。入力軸Ｍ１７と運動軸Ｍ１１が一致しない場合は一致しない度合いに応じて、感度が低下し、入力軸Ｍ１７と操作筐体１１の回転軸である運動軸Ｍ１１が直交する場合は、感度がゼロとなる。一致しない度合が所定以下（例えば６０度以下）の場合は、この一致しない度合を操作筐体１１内に搭載している加速度センサ１６で操作筐体１１の傾斜角度を検出して補正できるが、一致しない度合が所定値を超えると（例えば７０度を超えると）、３軸ジャイロセンサ１７の感度が悪くなり、補正ができなくなる。このように３軸ジャイロセンサ１７の感度が悪く補正ができなくなることを「ひねる操作」という。
【００５３】
図１０は上記ひねる操作の判定処理フローを示す図である。先ずステップＳＴ１でＹ軸（操作筐体１１の長手方向軸）（図６参照）の傾き角度が６０度以下かを判断し、ノー（Ｎ）の場合はひねる操作処理状態とし、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ２に移行する。ステップＳＴ２では、Ｙ軸の傾きが角度−６０度以上かを判断し、ノー（Ｎ）の場合はひねる操作処理状態とし、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ３に移行する。ステップＳＴ３では、Ｘ軸（操作筐体１１の幅方向軸）（図６参照）の傾き角度が６０度以下かを判断し、ノー（Ｎ）の場合はひねる操作処理状態とし、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ４では、Ｘ軸の傾き角度が−６０度以上かを判断し、ノー（Ｎ）の場合はひねる操作処理状態とする。
【００５４】
図１１は本発明に係る操作制御装置の制御処理フローを示す図である。先ずステップＳＴ１１でクレーン１００の水平運転（走行、横行運転）を可能にするクレーン水平運転可能信号をＯＦＦとし、ステップＳＴ１２に移行する。ステップＳＴ１２では３軸ジャイロセンサ１７の単独使用連続時間を計測するジャイロセンサ単独使用連続時間計測タイマをリセットし、ステップＳＴ１３に移行する。ステップＳＴ１３では画像処理装置３６で操作筐体１１の方向検出成功かを判断し、ノー（Ｎ）の場合はステップＳＴ１７に移行し、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ１４に移行する。ステップＳＴ１４ではジャイロセンサの積分値を補正し、ステップＳＴ１５に移行する。ステップＳＴ１５ではジャイロセンサ単独使用連続時間計測タイマをリセットして、ステップＳＴ１６に移行する。ステップＳＴ１６では画像処理装置３６で検出した操作筐体１１の方向でクレーン１００の水平運転を指示しステップＳＴ２０に移行する。
【００５５】
上記ステップＳＴ１７では３軸ジャイロセンサ１７の積分値（姿勢データ）の利用可能性の判定処理（後に詳述）し、ステップＳＴ１８に移行する。ステップＳＴ１８では、ステップＳＴ１７の利用可性判定処理の結果、ジャイロセンサ積分値利用可能かを判断し、ノー（Ｎ）の場合はステップＳＴ２１に移行し、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ１９に移行する。ステップＳＴ１９では３軸ジャイロセンサ１７で検出した方向でクレーン１００の水平運転を指示し、ステップＳＴ２０に移行する。ステップＳＴ２０ではクレーン１００の水平運転を可能にするクレーン水平可能信号をＯＮとする。また、ステップＳＴ２１ではクレーン水平可能信号をＯＦＦとする。
【００５６】
図１２はジャイロセンサ積分値（姿勢データ）利用可能性判定処理（図１１のステップＳＴ１７）のフローを示す図である。先ずステップＳＴ３１では３軸ジャイロセンサ１７の単独使用時間が所定時間（例えば５分間）未満であるか否かを判断し、ノーの場合、即ち所定時間を超している場合ステップＳＴ３５に移行して３軸ジャイロセンサ１７の積分値を利用不可能とする。３軸ジャイロセンサ１７の単独使用時間が所定時間未満の場合、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ３２に移行し、該ステップＳＴ３２では、図１０に示すひねる操作判定処理を行いステップＳＴ３３に移行する。ステップＳＴ３３ではステップＳＴ３２でのひねる操作判定処理の結果、ひねる操作を行っていないかを判断し、ノー（Ｎ）の場合、即ちひねる操作を行っていた場合はステップＳＴ３５に移行し、イエス（Ｙ）の場合、即ちひねる操作がなかった場合はステップＳＴ３４に移行し、３軸ジャイロセンサ１７の積分値を利用可能とする。
【００５７】
操作装置制御回路部１０の操作筐体１１が例えば図１３に示すように、操作筐体１１を東方向からθ°（θ＜９０°）水平に北側に回転した場合、走行モータ４１を東方向（正転）に走行させる走行指令信号を生成すると共に、横行モータ４２を北方向（逆転）に横行させる横行指令信号を生成し、走行モータ４１の回転数（速度）に対する横行モータ４２の回転数（速度）の比は、Ｖｃｏｓθ：Ｖｓｉｎθとなるように制御する。また、操作筐体１１を東方向からθ°水平に南側に回転した場合、走行モータ４１を東方向（正転）に走行させる走行指令信号を生成すると共に、横行モータ４２を南方向（正転）に横行させる横行指令信号を生成し、走行モータ４１の回転数（速度）に対する横行モータ４２の回転数（速度）の比は、Ｖｃｏｓθ：Ｖｓｉｎθとなるように制御する。
【００５８】
また、操作筐体１１を東方向から（１８０−θ）°水平に北側に回転した場合、走行モータ４１を西方向（逆転）に走行させる走行指令信号を生成すると共に、横行モータ４２を北方向（逆転）に横行させる横行指令信号を生成し、走行モータ４１の回転数（速度）に対する横行モータ４２の回転数（速度）の比は、Ｖｃｏｓθ：Ｖｓｉｎθとなるように制御する。また、操作筐体１１を東方向から（１８０−θ）°水平に南側に回転した場合、走行モータ４１を西方向（逆転）に走行させる走行指令信号を生成すると共に、横行モータ４２を南方向（正転）に横行させる横行指令信号を生成し、走行モータ４１の回転数（速度）に対する横行モータ４２の回転数（速度）の比は、Ｖｃｏｓθ：Ｖｓｉｎθとなるように制御する。
【００５９】
上記実施形態例では、動作指令無段速設定手段として感圧ゴムを用いた動作指令無段速押釦スイッチ１５を用い、押圧操作時の押圧圧力に応じた、無段速信号ＳＶ１５を出力するように構成したが、動作指令信号と無段速信号を出力できるものであれば、これに限定されるものではなく、押圧操作時の押圧圧力に応じて無段速信号を出力できる他の押釦スイッチ又は操作部が所定のストロークで移動しその移動ストロークに応じた無段速信号を出力できるスイッチでもよい。
【００６０】
図１４は本発明に係るクレーンの操作制御装置の他の全体システム構成を示すブロック図である。本クレーンの操作制御装置が図４のクレーンの操作制御装置と異なる点は、操作装置制御回路部１０に３軸加速度センサ１６と、３軸ジャイロセンサ（３軸レートジャイロセンサ）１７を設け、走行・横行指示押釦スイッチ２３に替え走行・横行無段速押釦スイッチ２４を、巻上指示押釦スイッチ２５に替え巻上無段速押釦スイッチ２７を、巻下指示押釦スイッチ２６に替え巻下無段速押釦スイッチ２８を設け、更にカメラ３６ａを上下左右に回動させるカメラ回動機構３６ｂを設けた点である。また、図５のクレーンの操作制御装置と異なる点は、動作指令無段速押釦スイッチ１５に替え、走行・横行無段速押釦スイッチ２４、巻上無段速押釦スイッチ２７、及び巻下無段速押釦スイッチ２８を設け更にカメラ３６ａを上下左右に回動させるカメラ回動機構３６ｂを設けた点である。
【００６１】
操作装置制御回路部１０の指令信号生成部２１には、３軸加速度センサ１６で検出された操作筐体１１の姿勢（ピッチ角とロール角）データ信号と、走行・横行無段速押釦スイッチ２４が押圧操作された場合の動作指令信号Ｓ２４、押圧圧力に応じた無段速信号ＳＶ２４、３軸ジャイロセンサ（３軸レートジャイロセンサ）１７で検出された操作筐体１１の回転角速度信号Ｓ１７が入力される。また、巻上無段速押釦スイッチ２７を押圧操作された場合の巻上動作指令信号Ｓ２７、押圧力に応じた大きさの巻上速度信号ＳＶ２８、巻下無段速押釦スイッチ２８を押圧操作された場合の巻下動作指令信号Ｓ２８、押圧力に応じた大きさの巻上速度信号ＳＶ２７、がそれぞれ入力される。
【００６２】
なお、走行・横行無無段速押釦スイッチ２４、巻上無段速押釦スイッチ２７、巻下無段速押釦スイッチ２８は、押圧操作時の押圧力に応じた大きさの無段速信号ＳＶ２４、無段速の巻上速度信号ＳＶ２７、無段速の巻上速度信号ＳＶ２８が出力できるように、例えば感圧ゴム（押圧力に応じて抵抗値が変化するゴム材）を用いた押釦スイッチとする。
【００６３】
操作装置制御回路部１０の指令信号生成部２１には、操作筐体１１のクレーンに対する姿勢、即ち操作筐体１１の先端部１１ａの水平面内で向く角度（方位）／ヨー角、垂直面内の左右傾き角度／ロール角、垂直面内の前後の傾き角度／ピッチ角データを記憶する操作筐体姿勢データメモリ（図示せず）が配置されている。指令信号生成部２１は、該操作筐体姿勢データメモリに格納されている操作筐体姿勢データと走行・横行無段速押釦スイッチ２４からの走行・横行動作指令信号Ｓ２４、押圧力に応じた大きさの無段速信号ＳＶ２４を受けて、クレーン１００の走行・横行速度指令信号を生成し、通信部２１、通信部３１を介して制御部３２に伝送する。
【００６４】
カメラ３６ａにより操作筐体１１上面の方向指示発光体１８を撮影し、該撮影画像を画像処理装置３６で画像処理して操作筐体１１の先端部１１ａの水平面内で向く方位が検出され、該検出された操作筐体方位検出信号は画像処理装置３６から制御部３２、通信部３１、通信部２２を経由して、指令信号生成部２１に送られ、上記操作筐体姿勢データメモリに格納されている操作筐体１１の方位／ヨー角データを更新する。また、操作筐体１１の垂直面内の前後傾き角度／ピッチ角と該垂直面内の左右傾き角度／ロール角は、該操作筐体１１内に固定されている３軸の加速度センサ１６が重力の働く向きを検出することにより算出し、上記操作筐体姿勢データメモリに格納されている操作筐体１１のピッチ角、及びロール角データを更新する。操作筐体１１内に固定されている３軸ジャイロセンサ（圧電型ジャイロセンサ）１７からの回転角速度信号Ｓ１７と上記操作筐体姿勢データメモリに格納されている操作筐体の姿勢データ、即ちヨー角、ピッチ角、ロール角を基に、操作筐体１１の姿勢の変化を算出し、操作筐体姿勢データメモリに格納されている各データを更新する。
【００６５】
上記３軸ジャイロセンサ１７の回転角速度信号Ｓ１７により算出された操作筐体１１の姿勢データは、累積誤差等の問題があるので、カメラ３６ａによる撮影画像を画像処理装置３６で画像処理して得られた操作筐体１１の方位（ヨー角）データと３軸加速度センサ１６による垂直面内の前後傾き角度／ピッチ角データと垂直面内の左右角度／ロール角データを、３軸ジャイロセンサ１７の角速度信号Ｓ１７により算出される姿勢データより優先して操作筐体姿勢データメモリに上書き記憶させる。つまり、カメラ３６ａによる撮影画像を画像処理して得られた方位データと３軸加速度センサ１６による垂直面内の前後傾き角度／ピッチ角データと垂直面内の左右角度／ロール角データにより、３軸ジャイロセンサ１７の回転角速度信号Ｓ１７により算出される姿勢データを補正する。
【００６６】
カメラ３６ａによる撮影画像を画像処理して得られた操作筐体１１の方位データが、画像処理装置３６から、制御部３２、通信部３１、通信部２２を経由して指令信号生成部２１に送信するが、この方位データが送信されてこない間は、３軸加速度センサ１６と３軸レートジャイロセンサ１７のデータによって、上記操作筐体姿勢データメモリ内のデータは更新され、この操作筐体姿勢データメモリ内のデータを基に、指令信号生成部２１は走行指令信号、及び横行指令信号を生成し、走行・横行無段速押釦スイッチ２４からの走行・横行動作指令信号Ｓ２４、走行・横行の無段速の速度信号ＳＶ２４を受けて、更に走行速度指令信号、横行速度指令信号を生成し、これら走行指令信号、走行速度指令信号、横行指令信号、及び横行速度指令信号を通信部２２、通信部３１を経由して制御部３２に送信し、上述したと同様に走行モータ４１、横行モータ４２を運転する。
【００６７】
また、昇降モータ４３の昇降運転による荷の巻上下は、指令信号生成部２１が巻上無段速押釦スイッチ２７からの巻上動作指令信号Ｓ２７と巻上無段速の速度信号ＳＶ２７又は巻下無段速押釦スイッチ２８からの巻下動作指令信号Ｓ２８と巻下無段速の速度信号ＳＶ２８を受けて、巻上指令信号と巻上速度信号又は巻下無段指令信号と巻下無段速の速度指令信号を生成し、これらの信号を通信部２２、通信部３１を経由して制御部３２に送ることにより行う。
【００６８】
上記のように操作筐体１１の方向指示発光体１８をカメラ３６ａで監視し、その撮影画像を画像処理装置３６で処理し、該方向指示発光体１８の指す方位を検出し、操作筐体１１の先端部１１ａが水平面内で向く方位を検出して、この方位検出信号に基づいてクレーン１００の走行・横行を設定しているが、方向指示発光体１８が障害物等によりカメラ３６ａの視野から外れる場合がある。この場合はカメラ回動機構３６ｂによりカメラ３６ａを上下左右に回動させる方向指示発光体１８をカメラ３６ａに視野内に入れるようにするが、カメラ３６ａで方向発光体１８を監視できるようになるまでは、３軸ジャイロセンサ１７の出力から操作筐体１１の方位を求め、該方位に基づいてクレーンの走行・横行操作を行う。この場合、カメラ３６ａが操作筐体１１上の方向発光体１８を監視できるようになったら、その方向検出信号で３軸ジャイロセンサ１７の出力から求めた方位データの累積誤差をリセットし、カメラ３６ａによる撮影画像を画像処理して得られた方位検出データで３軸ジャイロセンサ１７の出力から求めた方位データを更新する（上記操作筐体姿勢データメモリ内の方位検出データに上書き保存）ので、クレーン１００を操作筐体１１の先端部１１ａが指す方向に正しく誘導できる。図１４の３軸ジャイロセンサ（３軸レートジャイロセンサ）１７は小型で安価な回転角速度を出力する圧電ジャイロセンサを例に説明したが、圧電ジャイロ又は他の型式のレートジャイロにマイコン回路を内臓し、方位信号を出力する型式のものでもよい。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、操作筐体に該操作筐体が水平面内で向いている方向を示す方向指示体を設けると共に、方向指示体を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像を画像処理する画像処理装置を設け、指令信号生成手段は、画像処理装置でカメラが撮影した方向指示体の画像を画像処理により方向指示体の所定形状を認識し、動作指令手段からの動作指令信号があることを条件に、画像処理装置で認識できた方向指示体の水平面内で指す方位を基に走行モータへの走行指令信号、及び横行モータへの横行指令信号を生成するので、画像処理装置で操作筐体の方位指示体の指す方位を精度良く検出できるから、従来のように操作筐体をクレーンを移動させたい方向に向けセットし、この状態でリセット用押釦スイッチを押すことにより、ジャイロセンサの初期設定と累積誤差を消去する必要がなくなり、安全なクレーン操作ができるクレーンの操作制御装置として利用できる。
【００７１】
また、本発明は、画像処理装置で操作筐体上の方向指示体の所定形状を認識し、その指す方位が検出できない場合、指令信号生成手段は所定条件のもとでジャイロセンサによる操作筐体の検出方向に基づいて走行モータへの走行指令信号及び走行速度指令信号と、横行モータへの横行指令信号及び横行速度指令信号と生成して操作制御するので、安全且つスムーズな操作ができるクレーンの操作制御装置として利用できる。
【００７２】
また、本発明は、更に方向指示体が指す方位を検出できるようになった場合、この検出した方向指示体が指す方位に基づいて走行指令信号、横行指令信号を生成して操作制御するので、安全且つスムーズな操作ができるクレーンの操作制御装置として利用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０    操作装置制御回路部
１１    操作筐体
１２    電源押釦スイッチ
１４    リセット用押釦スイッチ
１５    動作指令無段速押釦スイッチ
１６    ３軸加速度センサ
１７    ３軸ジャイロセンサ
１８    方向指示発光体
１９    基板
２１    指令信号生成部
２２    通信部
２３    走行・横行指示押釦スイッチ
２４    走行・横行無段速押釦スイッチ
２５    巻上指示押釦スイッチ
２６    巻下指示押釦スイッチ
２７    巻上無段速押釦スイッチ
２８    巻下無段速押釦スイッチ
３０    モータ駆動制御回路部
３１    通信部
３２    制御部
３３    走行インバータ
３４    横行インバータ
３５    昇降インバータ
３６    画像処理装置
４１    走行モータ
４２    横行モータ
４３    昇降モータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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