JP2024051879A - クレーンの運転システムおよび運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンが荷役するまでに、不規則に積み重ねられた荷役物のそれぞれの形状を特定するクレーンの運転システムおよび運転方法を提供する。
【解決手段】荷台５でＺ方向に積み重ねられた複数の荷役物３を運搬する運搬車両４が走行する走行路６の側方で、荷台５の上端および複数の荷役物３の最上端の間の高さに設置された距離計１１と、演算装置１３と、を備えていて、演算装置１３は、距離計１１により計測した複数の荷役物３の各々の水平方向に面する外周面までの距離データＤ１、Ｄ２に基づいて、複数の荷役物３の各々の外周面の形状を特定するデータ処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、クレーンの運転システムおよび運転方法に関し、より詳しくは、運搬車両の荷台で鉛直方向に積み重ねられた複数の荷役物を荷役するクレーンの運転システムおよび運転方法に関する。

スラブなどの鋼片を荷役するクレーンの自動化には、クレーンの荷役を制御する演算装置が鋼片などの荷役物の形状を正確に把握する必要がある。これに関して、斜め上方に配置されたカメラによって鉛直方向に積み重ねられた複数の鋼片の平面画像と側面画像を撮像し、平面画像から鋼片の中心点および側面画像から鋼片の高さを演算して鋼片の重心位置を求める方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の発明は積み重ねられた複数の鋼片などの荷役物の大きさが下から上に向かって順に小さい場合に全ての荷役物の形状を演算可能である。

例えば、最上段の荷役物の大きさがそれより下方に積み重ねられた他の荷役物の大きさよりも大きく、他の荷役物が最上段の荷役物に隠れてしまう場合、斜め上方に配置されたカメラでは、最上段の荷役物しか撮像することができない。それ故、特許文献１に記載の発明を適用してクレーンの自動化を図るには、荷台での荷役物の積み重ね方を所定の規則に従って整頓する必要がある。したがって、荷台での荷役物の整頓に要する手間や時間の分、荷役効率が低下するおそれがある。また、荷役物の積み重ねに制約を掛けない場合には最上段の荷役物を荷役しないと次の最上段の荷役物の形状情報が演算できないときがある。つまり、特許文献１に記載の発明では複数の荷役物を一度に荷役できずに荷役物を一つずつ荷役することになり、荷役効率が低下するおそれがある。このように、クレーンが荷役するまでに、不規則に積み重ねられた荷役物のそれぞれの形状を特定するには改善の余地がある。

特開平７－３３０２８７号公報

本発明の目的は、クレーンが荷役するまでに、不規則に積み重ねられた荷役物のそれぞれの形状を特定するクレーンの運転システムおよび運転方法を提供することである。

上記の目的を達成する本発明のクレーンの運転システムは、荷台で鉛直方向に積み重ねられた複数の荷役物を運搬する運搬車両が走行する走行路の側方で、前記荷台の上端および前記複数の荷役物の最上端の間に配置された距離計と、演算装置と、を備えていて、前記距離計は、前記複数の荷役物の各々の水平方向に面する外周面までの距離データを計測していて、前記演算装置は、前記距離計により計測した前記距離データに基づいて、前記外周面の形状を特定するデータ処理を実行することを特徴とする。

上記の目的を達成する本発明のクレーンの運転方法は、運搬車両が走行路を走行して、荷台で鉛直方向に積み重ねられた複数の荷役物をクレーンに運搬するまでの間に、前記走行路の側方で、前記荷台の上端および前記複数の荷役物の最上端の間の高さに設置された距離計により前記複数の荷役物の水平方向に面する外周面までの距離データを計測し、演算装置により前記距離計が計測した前記距離データをデータ処理することにより、前記複数の荷役物の各々の前記外周面の形状を特定することを特徴とする。

本発明によれば、複数の荷役物の各々の水平方向に面する外周面までの距離データを計測して、複数の荷役物の各々の外周面の形状を特定することで、仮に最上段に積み重ねられた荷役物が他の荷役物よりも大きくても、全ての荷役物の外周面の形状を特定できる。つまり、複数の荷役物を荷台で不規則に積み重ねることが可能となり、荷台での荷役物の積み重ね方を所定の規則に従って整頓する必要がない。また、荷台での複数の荷役物の積み重ね方に依らずに全ての荷役物の外周面の形状を特定できるため、クレーンにより安定して把持可能な荷役物の数を把握することが可能となる。この結果、不規則に積み重ねられた複数の荷役物の荷役時の安全性と荷役効率とを向上することができる。

クレーンの運転システムの実施形態を例示する構成図である。 二つの停止線の間の停止位置に運搬車両が停止した状態を例示する斜視図である。 運搬車両の後端を停止線に合わせた停止位置に運搬車両が停止した状態を例示する斜視図である。 荷台に積み重ねられた複数の荷役物のＸ方向に向いた外周面までの距離データを例示する説明図である。 荷台に積み重ねられた複数の荷役物のＹ方向に向いた外周面までの距離データを例示する説明図である。 クレーンの運転方法の実施形態の手順を例示するフロー図である。

以下、本発明のクレーンの運転システムおよびクレーンの運転方法を、図に示す実施形態に基づいて説明する。図中では、Ｘ方向を距離計１１による計測時における走行路６の横断方向（運搬車両４の車幅方向）とし、Ｙ方向を距離計１１による計測時における走行路６の延在方向（運搬車両４の前後方向）とし、Z方向を鉛直方向とする。

図１に例示する運転システム１０の実施形態は、蔵置ヤード１でのクレーン２による荷役物３の荷役を自動制御している。荷役物３としては、鋼塊が分塊圧延されて成る半成品であり、スラブ、ブルーム、ビレットなどが例示される。荷役物３は、その形状がＺ方向視で矩形の板状を成しているが、荷役物３どうしがＺ方向に積み重ねられるものであればその形状が特に限定されるものではない。

蔵置ヤード１は、複数の荷役物３が一時的に蔵置される公知の種々の蔵置ヤードを用いることができる。蔵置ヤード１の一例は、Ｚ方向に積み重ねられた複数の荷役物３がＹ方向に間隔を空けて並べられた列がＸ方向に間隔を空けて複数並んでいる。蔵置ヤード１は荷役物３を蔵置できればよく、その構造は特に限定されない。蔵置ヤード１における複数の荷役物３の配列方向は、特に限定されるものではない。また、Ｘ方向やＹ方向に隣接する荷役物３どうしの間の間隔は、一定である必要が無く、異なっていてもよい。

クレーン２は、門型クレーン、天井クレーンなどの公知の種々のクレーンを用いることができる。クレーン２の一例は、蔵置ヤード１をＹ方向に跨いでＸ方向に走行する門型クレーンが例示される。クレーン２はトロリのＹ方向の横行と走行装置によるＸ方向の走行とにより吊具を移動させ、吊具のＺ方向の昇降により複数の荷役物３の荷役作業を行う。図示しない吊具は、荷役物３に応じたものであればよく、公知の種々の吊具を用いることができる。吊具としては、複数の荷役物３がスラブ、ブルーム、ビレットなどの場合に、スラブトングやスラブリフタが例示される。

運搬車両４は、荷役物３を蔵置ヤード１まで運搬する公知の種々の車両を用いることができる。運搬車両４としては、複数の荷役物３が積み重ねられた荷台５（パレットともいう）の下に潜り込み、その荷台５を上方に持ち上げて蔵置ヤード１まで運搬し、所定の位置にその荷台５を下ろし、下ろされた荷台５の下から這い出る自走式キャリヤやパレットトラックが例示される。運搬車両４は複数の荷役物３を運搬可能な構成であればよく、荷台５が別体のものに限定されず、荷台５が一体的に搭載されたものでもよい。本実施形態の荷台５は、積み重ねられた荷役物３が置かれる台部５ａと、台部５ａを支持する脚部５ｂと、を有している。荷台５は運搬車両４により運搬され、蔵置ヤード１の所定の位置に設置され、置かれた荷役物３の荷役が完了すると再度、運搬車両４により運搬される。

運搬車両４が走行する走行路６には、停止線７が設置されている。停止線７は、運搬車両４が停止する目安として用いられている。なお、停止線７の代わりに、遮断器などを設置してもよい。図中には、二つの停止線７が設置されており、二つの停止線７の間は、一台の運搬車両４分の距離が空いている。

運転システム１０は、距離計１１と車両検知センサ１２と演算装置１３とを備えている。運転システム１０は、距離計１１が計測した距離データＤ１、Ｄ２に基づいて演算装置１３によりデータ処理することにより、運搬車両４の荷台５でＺ方向に積み重ねられた複数の荷役物３の各々の外周面の形状を特定し、特定した外周面の形状を利用して荷役に必要な各データを取得して、クレーン２の荷役を自動制御している。

以下、図２および図３に基づいて、運転システム１０の各装置について詳述する。図２および図３の各々は、所定の停止位置で運搬車両４が停止している状態を示している。具体的に、図２は、二つの停止線７（７ａ、７ｂ）の間に運搬車両４が停止した状態を示している。図３は、停止線７（７ｂ）に運搬車両４の後端を合わせて運搬車両４が停止した状態を示している。以降、距離計１１ａ、１１ｂの両方を表す場合、距離計１１と称し、停止線７ａ、７ｂの両方を表す場合、停止線７と称し、車両検知センサ１２ａ、１２ｂの両方を表す場合、車両検知センサ１２と称す。以下、距離計１１ａは、走行路６を運搬車両４の進行方向に見て左側に配置されたものとし、距離計１１ｂは、右側に配置されたものとする。停止線７ａは、運搬車両４の進行方向の後方側に配置されたものとし、停止線７ｂは、前方側に配置されたものとする。車両検知センサ１２ａは、運搬車両４の進行方向の後方側に配置されたものとし、車両検知センサ１２ｂは、前方側に配置されたものとする。

距離計１１（１１ａ、１１ｂ）は、超音波式距離計、レーザー光線式距離計などの公知の種々の距離計を用いることができる。距離計１１は、荷台５が運搬車両４に運搬されている状態で、その荷台５でＺ方向に積み重ねられた複数の荷役物３の各々の外周面に超音波やレーザー光線を照射して、各々の外周面までの距離データＤ１、Ｄ２を計測している。距離データＤ１、Ｄ２の詳細は後述する。複数の荷役物３ごとの水平方向に面する外周面は、水平方向に直交する面を含むが、水平方向に交差する面（鉛直方向に向いた面を除いた面）を含んでもよい。

距離計１１は、運搬車両４が走行する走行路６の側方で、運搬車両４の荷台５の上端および複数の荷役物３の最上端の間に配置されている。走行路６の側方は、走行路６の外側であり、距離計１１の測定範囲は、走行路６の外側から走行路６の内側に向かっている。荷台５の上端は、荷台５が運搬車両４により運搬された状態での荷台５の上端を示し、そのＺ方向の位置は、図２のＨ１で示す。複数の荷役物３の最上端は、運搬車両４の荷台５に予め設定された最大数の荷役物３が積み重ねられた状態での複数の荷役物３の最上端を示し、そのＺ方向の位置は、図２のＨ２で示す。距離計１１が荷台５の上端および複数の荷役物３の最上端の間に配置されることで、距離計１１と複数の荷役物３とが略水平方向で対向する位置関係になる。それ故、距離計１１から照射される超音波やレーザー光線が荷台５の上端や複数の荷役物３のなかのＺ方向視で最大の荷役物３により遮られる頻度を最小にできる。距離計１１は、荷台５の上端および複数の荷役物３の最上端の間に配置されていればよいが、荷台５の上端および複数の荷役物３の最上端の間の中間地点に配置されることがより望ましい。

距離計１１は、運搬車両４がクレーン２により複数の荷役物３が荷役されるよりも前に、距離データＤ１、Ｄ２を計測可能であればよい。つまり、距離計１１は、運搬車両４がクレーン２の荷役する領域に到着するまでの間に配置されていればよい。図１では、距離計１１が走行路６のＹ方向に延在する部分に配置されている。

距離計１１は、距離計１１の近傍を運搬車両４が通過する際に、距離データＤ１、Ｄ２や距離計１１自身への影響度が低い位置に配置されることが望ましい。影響度は、距離計１１による計測の精度に及ぼす度合いや距離計１１の耐久性に及ぼす度合いを示す。影響度が低い位置では運搬車両４が距離計１１の近傍を幾度となく通過しても計測の精度を維持できるが、影響度が高い位置では運搬車両４が距離計１１の側を通過すると計測の精度が低下したり、距離計１１の耐久性が早めに低下したりする。

影響度の程度は、当業者であれば、経験則などに基づいて概ね把握されており、影響度が低い位置は、当業者の経験則を利用して設定することが可能となっている。例えば、荷役物３がスラブ、ブルーム、ビレットなどの場合に、製造直後の荷役物３の温度に起因した影響度が例示される。製造直後のスラブ、ブルーム、ビレットは９００℃に対することもあり、距離計１１と通過する運搬車両４とが近接すると高温により距離計１１自身や距離計１１を支持する部分が熱損により故障するおそれがある。この場合に、影響度が低い位置とは、製造直後のスラブ、ブルーム、ビレットから発せられる熱の放射（輻射）伝熱による影響が低い位置であり、影響度の指標として放射照度を用いることができる。走行路６の側方は、走行路６の外側に限定されるものではなく、影響度が低い位置であれば走行路６の内側でもよい。

距離計１１の測定範囲は、運搬車両４の荷台５に積み重ね可能な高さまで複数の荷役物３を積み重ねた状態で、Ｚ方向において、荷台５の上端部から最上段の荷役物３が含まれる範囲で、かつ、ＸＹ平面において、荷台５の上端部の外周面よりも広い範囲であることが望ましい。距離計１１の測定範囲に、荷台５の上端部を含めることで、複数の荷役物３の外周面の特定に既知の形状との比較を利用することが可能となり、より簡便に特定が可能となる。

距離計１１は、走行路６の側方に一つ配置されていればよい。距離計１１の測定範囲に依るが、運搬車両４の停車位置を変えれば、一台の距離計１１でも運搬車両４の荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３の水平方向に向いた外周面のうちの半周以上を計測可能である。荷役物３の外周面の形状が対称性を有している場合に、外周面の半周程度が計測対象となっていれば概ね外周面の形状を把握することが可能である。ただし、距離計１１は、走行路６の側方に複数配置されて、複数の距離計１１による計測により運搬車両４の荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３の各々の水平方向に面する外周面の全周が計測対象となることが望ましい。距離計１１を複数備えて、外周面の全周が計測対象となることで、荷役物３の外周面の形状が非対称性であっても、その外周面を特定可能になり、外周面の形状をより詳細に特定するには有利になる。

一対の距離計１１ａ、１１ｂは、走行路６の両側方の各々に対向配置されている。一対の距離計１１ａ、１１ｂが対向する方向は、走行路６の横断方向（Ｘ方向）でもよく、その横断方向から傾いた方向でもよい。つまり、一対の距離計１１ａ、１１ｂは、二つの停止線７ａ、７ｂの間に運搬車両４が停車したときに、停車した運搬車両４のＺ方向視での中心に対して点対称に対向配置されていればよい。一対の距離計１１ａ、１１ｂが停車した運搬車両４の中心に対して点対称に対向配置されることで、荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３の各々の水平方向に面する外周面の全域を計測対象として網羅することが可能となる。

一対の距離計１１ａ、１１ｂは、二つの停止線７ａ、７ｂの間に運搬車両４が停車したときに、荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３の各々のＸ方向に向いた外周面までの距離データＤ１を計測している。また、一対の距離計１１ａ、１１ｂは、運搬車両４の前端が一対の距離計１１ａ、１１ｂよりも後側に、または、運搬車両４の後端が一対の距離計１１ａ、１１ｂよりも前側に位置して運搬車両４が停車したときに、停車した運搬車両４の荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３の各々のＹ方向に向いた外周面までの距離データＤ２を計測している。運搬車両４の前端が一対の距離計１１ａ、１１ｂよりも後側に位置したときは、運搬車両４の前端が停止線７ａに合わせられて運搬車両４が停車したときである。運搬車両４の後端が一対の距離計１１ａ、１１ｂよりも前側に位置したときは、運搬車両４の後端が停止線７ｂに合わせられて運搬車両４が停車したときである。一対の距離計１１ａ、１１ｂは、運搬車両４が停車せずに各々の近傍を通過する際に、距離データＤ１、Ｄ２を計測することも可能であるが、より精度が高い距離データＤ１、Ｄ２を計測するには、運搬車両４が所定の位置で停車したタイミングで計測することが望ましい。その所定の位置として、二つの停止線７ａ、７ｂの間の位置と、各々の停止線７上に運搬車両４の前端または後端が位置する位置との三ヶ所が例示される。

図４および図５は、一対の距離計１１ａ、１１ｂにより測定された距離データＤ１、Ｄ２の一例を示す。図４に例示する距離データＤ１は、二つの停止線７ａ、７ｂの間の停車位置に運搬車両４が停車したときに距離計１１ａにより計測されている。同様の距離データＤ１が、距離計１１ｂにより計測される。図５に例示する距離データＤ２は、運搬車両４の前端が停止線７ａに合う停車位置に運搬車両４が停車したときに距離計１１ａにより計測されている。また、同様の距離データＤ２が運搬車両４の後端が停止線７ｂに合う停車位置に運搬車両４が停車したときに距離計１１ｂにより計測される。

つまり、一対の距離計１１ａ、１１ｂの三箇所の停車位置での測定により、二つの距離データＤ１と、二つの距離データＤ２とが計測される。二つの距離データＤ１は、荷役物３のＸ方向に向いた各々の外周面までの距離を示し、二つの距離データＤ２は、荷役物３のＹ方向に向いた各々の外周面までの距離を示す。つまり、二つの距離データＤ１および二つの距離データＤ２を合わせたデータは、複数の荷役物３の水平方向に面する外周面までの距離をその外周面の全周に亘って集積したデータである。このように、複数の距離計１１ａ、１１ｂにより、複数の荷役物３を四方向（例えば、Ｘ方向の左方から右方へ向かう方向、右方から左方へ向かう方向、Ｙ方向の前方から後方へ向かう方向、後方から前方へ向かう方向の計四方向）から測定すれば、複数の荷役物３の水平方向に面する外周面までの距離をその外周面の全周に亘って取得することができる。なお、この一例では、距離計１１としてレーザー光線式距離計を用いている。

図中の多数の点は、レーザー光線が照射された箇所を示している。つまり、図中の多数の点は、計測した距離データＤ１、Ｄ２を三次元座標系にプロットしたものである。図中の多数の点から三次元座標系の限定までの距離が、計測した距離データＤ１、Ｄ２となっている。

図４に例示する距離データＤ１には、複数の荷役物３の各々の水平方向に向いた外周面のなかのＸ方向に向いた外周面までの多数の距離データが含まれている。また、この距離データＤ１には、荷台５の上端部の外周面のなかのＸ方向に向いた外周面までの多数の距離データも含まれている。この距離データＤ１には、複数の荷役物３の各々の水平方向に向いた外周面のなかのＹ方向に向いた外周面までの距離データが含まれていない。

図５に例示する距離データＤ２には、複数の荷役物３の各々の水平方向に向いた外周面のなかのＹ方向に向いた外周面までの多数の距離データが含まれている。また、この距離データＤ２には、荷台５の上端部の外周面のなかのＹ方向に向いた外周面までの多数の距離データも含まれている。さらに、この距離データＤ２には、複数の荷役物３の各々の水平方向に向いた外周面のなかのＸ方向に向いた外周面までの距離データの一部が含まれている。距離データＤ２において、複数の荷役物３のなかの最上段に位置する荷役物３のＹ方向に向いた外周面の一部の距離データは、その下方に位置する荷役物３によりレーザー光線が遮られていて取得できていない。

車両検知センサ１２（１２ａ、１２ｂ）は、停止線７（７ａ、７ｂ）に合わせて運搬車両４が停止したことを検知可能な公知の種々のセンサを用いることができる。センサとしては、停止線７と同一に設置した地面設置型の地磁気センサやループコイルセンサ、距離計１１と同様に走行路６の側方に配置された周波数変調連続波や無変調連続波のマイクロ波を照射するマイクロウェーブセンサ、あるいは、照射した近赤外線の反射や遮断を利用する近赤外線センサなどが例示される。

車両検知センサ１２は、距離計１１の計測状況に応じた運搬車両４の停止位置を検知できればよい。一例では、近赤外線センサで構成された車両検知センサ１２ａ、１２ｂを停止線７ａ、７ｂごとに設置している。二つの車両検知センサ１２ａ、１２ｂが同時に運搬車両４を検知することにより、運搬車両４が二つの停止線７ａ、７ｂの間に存在していることが特定される。二つの車両検知センサ１２ａ、１２ｂのどちらか一方のみのセンサが運搬車両４を検知することにより、運搬車両４が二つの停止線７ａ、７ｂのどちらか一方側に存在していることが特定される。したがって、二つの車両検知センサ１２ａ、１２ｂと二つの停止線７ａ、７ｂとを組み合わせることにより、運搬車両４が三箇所の停止位置に停止したことを検知することができる。そして、その検知結果を、一対の距離計１１ａ、１１ｂが距離データＤ１、Ｄ２を計測する際のトリガとして利用することが可能となっている。

図示しないが、車両検知センサ１２の検知結果に応じた運搬車両４の停止状況を運搬車両４の運転者に報知する報知装置を備えてもよい。報知装置としては、光の明滅や音の吹鳴などを利用する公知の報知装置を用いることができる。報知装置を備えることで、運搬車両４の運転者が運搬車両４の停止状況を把握可能になる。また、この報知装置を利用して、運搬車両４の運転者に距離計１１による距離データＤ１、Ｄ２の計測が完了したことを報知することもできる。なお、報知装置を備えていなくても、運搬車両４の停止時間により、計測の完了を推測することが可能であるため、報知装置は必須ではない。

演算装置１３は、公知の種々のコンピュータを用いることができる。演算装置１３は、中央演算処理部（ＣＰＵ）、主記憶部（メモリ）、補助記憶部（例えば、HDD）、入出力部を有している。演算装置１３は、距離計１１および車両検知センサ１２に電気的に接続されている。演算装置１３と距離計１１や車両検知センサ１２との接続は、ネットワークを介した接続でもよい。補助記憶部には、距離計１１が計測した距離データＤ１、Ｄ２が記憶される。

演算装置１３は、所定のプログラムが起動されて実行されると、そのプログラムにより指示された各データ処理を実行する。具体的に、そのプログラムは、演算装置１３に、運搬車両４により運搬されている複数の荷役物３の外周面の形状を特定させて、複数の荷役物３の荷役に用いる各種データを取得させる手順と、特定した外周面の形状に基づいて荷役物３を荷役させる手順と、を実行させる。

図６にクレーン２の運転方法の取得工程（Ｓ１００）での手順の一例を示す。この手順では、まず、一対の距離計１１ａ、１１ｂにより複数の荷役物３の水平方向に面する外周面に対して四方向から計測を行って、距離データＤ１、Ｄ２を二つずつ取得する（Ｓ１１０、Ｓ１２０）。ついで、取得した距離データＤ１、Ｄ２に基づいて外周面の形状を特定する（Ｓ１３０）。ついで、特定した外周面の形状から各種データを特定する（Ｓ１４０、１５０）。以下に、（Ｓ１１０）～（Ｓ１５０）の各ステップの内容を詳述する。

（Ｓ１１０）と（Ｓ１２０）の各ステップは、ループ処理になっており、ｎ箇所の停車位置ごとに繰り返される。一例では、二つの停止線７ａ、７ｂの間の位置と、運搬車両４の前端が停止線７ａに合う位置と、運搬車両４の後端が停止線７ｂに合う位置との三箇所の停車位置ごとにループ処理が繰り返される。

ｉ番目の停車位置での停車を検知するステップ（Ｓ１１０）では、車両検知センサ１２により、所定の停車位置での運搬車両４の停車を検知する。ｎ箇所の停車位置は、運搬車両４の進行順に順番が付与されている。一例では、運搬車両４の前端が停止線７ａに合う位置が一番目（ｉ＝１）の停車位置、二つの停止線７ａ、７ｂの間の位置が二番目（ｉ＝２）の停車位置、運搬車両４の後端が停止線７ｂに合う位置が三番目（ｉ＝３）の停車位置となっている。運搬車両４が一番目の停車位置での停車は、車両検知センサ１２ａが運搬車両４を検知し、車両検知センサ１２ｂが運搬車両４を検知していないことで検知される。運搬車両４が二番目の停車位置での停車は、車両検知センサ１２ａ、１２ｂの両方のセンサが運搬車両４を同時に検知したことで検知される。運搬車両４が三番目の停車位置での停車は、車両検知センサ１２ａが運搬車両４を検知しておらず、車両検知センサ１２ｂが運搬車両４を検知したことで検知される。

距離データを計測するステップ（Ｓ１２０）では、演算装置１３により、車両検知センサ１２ａ、１２ｂの検知状況に応じて一対の距離計１１ａ、１１ｂに計測の指示を出し、その指示に基づいて一対の距離計１１ａ、１１ｂが複数の荷役物３の水平方向に面する外周面までの距離を示す距離データＤ１、Ｄ２を計測するデータ処理が実行される。一例では、一番目の停車位置で運搬車両４が停車したことが検知されると、演算装置１３は、距離計１１ａに計測の指示を出し、距離計１１ａにより複数の荷役物３のＹ方向の前方に面する外周面までの距離を示す距離データＤ２が計測される。二番目の停車位置で運搬車両４が停車したことが検知されると、演算装置１３は、一対の距離計１１ａ、１１ｂの各々に計測の指示を出し、距離計１１ａ、１１ｂにより複数の荷役物３のＸ方向の左右に面する外周面までの距離を示す距離データＤ１が各々、計測される。三番目の停車位置で運搬車両４が停車したことが検知されると、演算装置１３は、距離計１１ｂに計測の指示を出し、距離計１１ｂにより複数の荷役物３のＹ方向の後方に面する外周面までの距離を示す距離データＤ２が計測される。

外周面の形状を特定するステップ（Ｓ１３０）では、演算装置１３により、距離計１１ａ、１１ｂにより計測された距離データＤ１、Ｄ２に基づいて、複数の荷役物３の各々の外周面の形状を特定するデータ処理が実行される。特定される複数の荷役物３の各々の外周面の形状は、Ｚ方向視での形をより詳細に示す各種パラメータとから成る。一例では、複数の荷役物３が矩形の板状を成しているため、外周面の形状は、奥行き（Ｙ方向の長さ）、幅（Ｘ方向の長さ）、厚さ（Ｚ方向の長さ）、形（Ｚ方向視の形）の四つパラメータから成る。計測された各々の距離データＤ１、Ｄ２は、異なる座標系のものが含まれているため、基準となる座標系に変換する必要がある。基準となる座標系は、一対の距離計１１ａ、１１ｂの中点を原点とする座標系を用いることもできるが、この一例では、荷台５の上端部の形状を示す座標系を用いている。各々の距離データＤ１、Ｄ２には、荷台５の上端部の水平方向に面する外周面の距離データが含まれている。荷台５の上端部の外周面の形状は、既知である。つまり、各々の荷台５の上端部の距離データを既知の荷台５の外周面の形状に合わせた変換に伴って、各々の距離データＤ１、Ｄ２が基準となる座標系に変換される。これにより、複数の荷役物３の各々の奥行き（Ｙ方向の長さ）、幅（Ｘ方向の長さ）、厚さ（Ｚ方向の長さ）、形（Ｚ方向視の形）の四つパラメータが特定される。

中心位置を特定するステップ（Ｓ１４０）では、演算装置１３により、特定した複数の荷役物３の各々の外周面の形状に基づいて、複数の荷役物３の各々の中心位置を特定するデータ処理が実行される。特定される複数の荷役物３の各々の中心位置は、荷台５の外周面の形状における中心位置を原点とした座標系での位置を示す。

重量を特定するステップ（Ｓ１５０）では、演算装置１３により、特定した複数の荷役物３の各々の外周面の形状と複数の荷役物３の各々の比重とに基づいて、複数の荷役物３の各々の重量を特定するデータ処理が実行される。複数の荷役物３の各々の比重は、演算装置１３の補助記憶部に予め記憶されている。このステップは、複数の荷役物３の各々の比重が等しい場合に有効であるが、複数の荷役物３の各々の比重が等しくない場合、複数の荷役物３の各々の外周面の形状と比重とに相関関係があれば、その相関関係を用いることもできる。例えば、外周面の形状がＡの荷役物３の比重がａ、外周面の形状がＢの荷役物の比重がｂという相関関係が予め把握可能であれば、特定した外周面の形状により荷役物３の比重が特定でき、荷役物３の重量が特定可能である。

演算装置１３は、上記のフローにより特定した複数の荷役物３の各々の外周面の形状、中心位置、および、重量に基づいて、クレーン２による荷役物３の荷役を制御する。具体的に、クレーン２の吊具により一度に把持する荷役物３の枚数や、掴み方などを判断し、その判断に基づいてクレーン２による荷役物３の荷役を制御する。

以上のように本実施形態によれば、複数の荷役物３の各々の水平方向に面する外周面までの距離データＤ１、Ｄ２を計測して、複数の荷役物３の各々の外周面の形状を特定することで、仮に最上段に積み重ねられた荷役物３が他の荷役物３よりも大きくても、荷台５に積み重ねられた全ての荷役物３の外周面の形状を特定できる。つまり、複数の荷役物３を荷台５で不規則に積み重ねることが可能となり、荷台５での荷役物３の積み重ね方を所定の規則に従って整頓する必要がない。また、荷台５での複数の荷役物３の積み重ね方に依らずに全ての荷役物３の外周面の形状を特定できるため、クレーン２により安定して把持可能な荷役物３の数を把握することが可能となる。この結果、不規則に積み重ねられた複数の荷役物３の荷役時の安全性と荷役効率とを向上することができる。

また、製造された荷役物３は、逐次、荷台５に積み重ねられて、クレーン２により蔵置ヤード１に蔵置される。本実施形態によれば、複数の荷役物３の各々の外周面の形状、中心位置、重量などを把握した状態で、複数の荷役物３を蔵置ヤード１に蔵置させることができる。つまり、特定した各データを利用することにより、蔵置ヤード１に蔵置された複数の荷役物３の管理を簡便に行うことが可能となる。

従来から荷役物３には、荷役物３を識別するための製品番号などが記載されていた。この製品番号を確認することができれば、荷役物３の形状や重量などを確認できる。しかしながら、積み重ねられた複数の荷役物３では、最上段の荷役物３の製品番号しか確認することができなかった。これに関して、本実施形態によれば、最上段の荷役物３以外の荷役物３の形状、中心位置、重量を把握することができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の運転システム１０およびクレーン２の運転方法は特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

運転システム１０は、クレーン２の荷役を制御するシステムに限定されるものではない。運転システム１０は、特定した各種のデータをモニタなどの出力部に出力して、運転者によるクレーン２の運転を補助するシステムでもよい。つまり、運転システム１０は、クレーン２の自動化に寄与するだけでなく、クレーン２の運転支援としても利用することができる。

運搬車両４は、運転者が直に搭乗して運行する有人車両でもよく、運転者が搭乗せずに遠隔地からの遠隔操作により運行したり、上位システムからの指令に応じて運行したりする無人車両でもよい。無人車両の場合、車両検知センサ１２の検知結果をその無人車両に送信することで、複数の停止位置での停止をコントロール可能になる。

荷台５は運搬車両４と別体の構成に限定されず、荷台５が運搬車両４に一体的に搭載されていてもよい。この場合に、運搬車両４は荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３が荷役されるまで所定の位置で停車するものとする。

距離計１１は、カメラなどの荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３の水平方向に面する外周面の画像を撮像する装置でもよい。カメラなどにより撮像された画像データを画像解析することで、外周面の形状を特定することができる。ただし、カメラで撮像した画像データでは、荷役物３の縁の判別が容易ではなく、計測精度が低くなるおそれがある。また、天候によっても、計測精度が低くなるおそれがある。それ故、複数の荷役物３の水平方向に面する外周面の形状を高精度に特定するには画像を撮像する装置よりも３Ｄレーザーセンサなどの距離計が好ましい。

既述した実施形態では、荷役物３が矩形の板状を成していて、中心位置と重心位置とが一致することから、このステップでは、複数の荷役物３の各々の中心位置を特定したが、荷役物３が中心位置と重心位置とが一致しない場合、中心位置の代わりに重心位置を特定してもよい。

距離データＤ１、Ｄ２は、荷台５に積み重ねられた複数の荷役物３の外周面を四方向から測定したデータであるが、その数は特に限定されるものではない。例えば、距離データＤ２は、運搬車両４の前端が停止線７ａに合う停止位置に運搬車両４が停止したときに、一対の距離計１１ａ、１１ｂの両方により計測されてもよく、運搬車両４の後端が停止線７ｂに合う停止位置に運搬車両４が停止したときに、一対の距離計１１ａ、１１ｂの両方により計測されてもよい。また、距離計１１ａ、１１ｂの測定範囲によっては、距離データＤ１および距離データＤ２を統合したデータが、運搬車両４の前端が停止線７ａに合う停止位置に運搬車両４が停止したときと運搬車両４の後端が停止線７ｂに合う停止位置に運搬車両４が停止したときとに計測されてもよい。

２ クレーン
３ 荷役物
４ 運搬車両
５ 荷台
６ 走行路
７ 停止線
１０ 運転システム
１１ 距離計
１２ 車両検知センサ
１３ 演算装置
Ｄ１、Ｄ２ 距離データ

Claims (6)

1. 荷台で鉛直方向に積み重ねられた複数の荷役物を運搬する運搬車両が走行する走行路の側方で、前記荷台の上端および前記複数の荷役物の最上端の間の高さに設置された距離計と、演算装置と、を備えていて、
   前記演算装置は、前記距離計により計測した前記複数の荷役物の各々の水平方向に面する外周面までの距離データに基づいて、前記外周面の形状を特定するデータ処理を実行することを特徴とするクレーンの運転システム。
2. 前記演算装置は、特定した各々の前記外周面の形状に基づいて前記複数の荷役物の各々の鉛直方向視における中心位置を特定するデータ処理を実行する請求項１に記載のクレーンの運転システム。
3. 前記複数の荷役物は各々の比重が等しく、前記演算装置は、特定した前記外周面の形状および前記比重に基づいて前記複数の荷役物の各々の重量を特定するデータ処理を実行する請求項１または２に記載のクレーンの運転システム。
4. 前記距離計の測定範囲内に設定された停車位置で前記運搬車両が停車したことを検知する車両検知センサ、を備え、前記運搬車両が前記停車位置で停車したことを前記車両検知センサが検知したときに、前記演算装置は、前記距離計に前記距離データを計測させる指令を出すデータ処理を実行する請求項１に記載のクレーンの運転システム。
5. 前記距離計を複数備え、複数の前記距離計は、前記複数の荷役物の各々の水平方向に面する外周面を四方向から計測する請求項１または４に記載のクレーンの運転システム。
6. 運搬車両が走行路を走行して、荷台で鉛直方向に積み重ねられた複数の荷役物をクレーンに運搬するまでの間に、前記走行路の側方で、前記荷台の上端および前記複数の荷役物の最上端の間の高さに設置された距離計により前記複数の荷役物の水平方向に面する外周面までの距離データを計測し、
   演算装置により前記距離計が計測した前記距離データをデータ処理することにより、前記複数の荷役物の各々の前記外周面の形状を特定することを特徴とするクレーンの運転方法。

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