JP3238285B2 - 無軌道式走行体の走行軌道制御方法 - Google Patents
無軌道式走行体の走行軌道制御方法Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無軌道の路面を走行す
る走行体、例えば無軌道式クレーンの走行軌道制御方法
に関する。
る走行体、例えば無軌道式クレーンの走行軌道制御方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】無軌道の路面を走行して荷役を行う走行
体としての無軌道式クレーンの走行軌道の制御状況を図
1に基づいて説明する。図1に示すように、走行路面に
延長・布設されたガイドライン6を、クレーン1の脚構
造2aの左右2個所に間隔lをあけて設けた2組のカメ
ラ8a,8bで刻々撮影し、カメラ8a,8bで撮影し
た映像を画像処理し、その出力信号を相関処理してガイ
ドライン6からのずれ量を検出し、その検出値よりクレ
ーン1の前後の駆動輪3a,3bを駆動する走行用モー
タ(図示せず)に対する指令値を算出し、この指令値に
よって前記走行ずれを制御するようになっている。
体としての無軌道式クレーンの走行軌道の制御状況を図
1に基づいて説明する。図1に示すように、走行路面に
延長・布設されたガイドライン6を、クレーン1の脚構
造2aの左右2個所に間隔lをあけて設けた2組のカメ
ラ8a,8bで刻々撮影し、カメラ8a,8bで撮影し
た映像を画像処理し、その出力信号を相関処理してガイ
ドライン6からのずれ量を検出し、その検出値よりクレ
ーン1の前後の駆動輪3a,3bを駆動する走行用モー
タ(図示せず)に対する指令値を算出し、この指令値に
よって前記走行ずれを制御するようになっている。
【0003】以下、画像処理方式による走行ずれ検出方
法及び走行制御方法を説明する。図5(a)はカメラ8
a,8bで撮影されたガイドライン6の画像例であり、
カメラ8bの画像A1 に写ったガイドライン像C1 、カ
メラ8bの画像A2 に写ったガイドライン像C2 はそれ
ぞれ基準線O−Oに対してΔX1 ,ΔX2 のずれがあ
る。図5(b)はこの映像を画像処理して得られたx方
向ラインL1 ,L2 上の出力信号例であり、φA1はガイ
ドライン像C1 の、φA2はガイドライン像C2 の出力信
号を示す。いま、図5(c)に示すように、x=δのと
き或る有限の値yとなるような三角波形(他の形状でも
可)の関数φB (x−δ)を基準信号としてδ=Δxとお
くと、基準信号φBと出力信号φA1,φA2との相互相関
関数f(δ)は f(δ)=∫φB(x−δ)φA(x)dx と定義される。この相互相関関数f(δ)は図5(b)
より分るように、xの有限の区間においてはΔxがある
値のとき以外は零となるから、微小時間間隔毎に撮影し
た画像A1 ,A2 の出力信号それぞれについては相互相
関関数f(δ)を計算し、 max|f(δ)|となるδの
値を求めると図5(d)に示すδi のように変化する。
このδi はクレーン1のガイドライン6からのずれ量を
示し、図3に示すように、それぞれ同一時刻に撮影され
た画像A1 によるずれ量をΔx1 、画像A2 によるずれ
量をΔx2 とすると、ずれ角θ、ずれ角速度θs及び速
度操作量Δvが次のように算出される。
法及び走行制御方法を説明する。図5(a)はカメラ8
a,8bで撮影されたガイドライン6の画像例であり、
カメラ8bの画像A1 に写ったガイドライン像C1 、カ
メラ8bの画像A2 に写ったガイドライン像C2 はそれ
ぞれ基準線O−Oに対してΔX1 ,ΔX2 のずれがあ
る。図5(b)はこの映像を画像処理して得られたx方
向ラインL1 ,L2 上の出力信号例であり、φA1はガイ
ドライン像C1 の、φA2はガイドライン像C2 の出力信
号を示す。いま、図5(c)に示すように、x=δのと
き或る有限の値yとなるような三角波形(他の形状でも
可)の関数φB (x−δ)を基準信号としてδ=Δxとお
くと、基準信号φBと出力信号φA1,φA2との相互相関
関数f(δ)は f(δ)=∫φB(x−δ)φA(x)dx と定義される。この相互相関関数f(δ)は図5(b)
より分るように、xの有限の区間においてはΔxがある
値のとき以外は零となるから、微小時間間隔毎に撮影し
た画像A1 ,A2 の出力信号それぞれについては相互相
関関数f(δ)を計算し、 max|f(δ)|となるδの
値を求めると図5(d)に示すδi のように変化する。
このδi はクレーン1のガイドライン6からのずれ量を
示し、図3に示すように、それぞれ同一時刻に撮影され
た画像A1 によるずれ量をΔx1 、画像A2 によるずれ
量をΔx2 とすると、ずれ角θ、ずれ角速度θs及び速
度操作量Δvが次のように算出される。
【数2】 また、この操作量Δvを用いて左,右の走行用モータに
対する速度指令値v1,v2 が v1 =v0 +Δv v2 =v0 −Δv ただし、v0 :初期指令値 として算出される。このようにして、この指令値v1 ,
v2 を用いてずれ量がΔx1 =Δx2 =0となるように
前後の走行モータを適宜制御するものである。
対する速度指令値v1,v2 が v1 =v0 +Δv v2 =v0 −Δv ただし、v0 :初期指令値 として算出される。このようにして、この指令値v1 ,
v2 を用いてずれ量がΔx1 =Δx2 =0となるように
前後の走行モータを適宜制御するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、クレ
ーン1に設けた2組のカメラ8a,8bでガイドライン
6を刻々撮影し、撮影した映像を画像処理してずれ量を
算出し、そのずれ量より走行用モータに対する指令値を
算出する方法では、例えば、ガイドライン6上に紙等が
放置されていたり、ガイドライン6が汚れて(或いは消
えて)或る範囲だけ見えなくなっている場合、画像から
ガイドラインが消えてしまうことがある。このような場
合には、当然その区間は画像処理に基づくずれ量の検出
及びモータに対する指令値の算出ができないことにな
り、クレーン1の走行制御にとって大きな支障となる虞
があった。
ーン1に設けた2組のカメラ8a,8bでガイドライン
6を刻々撮影し、撮影した映像を画像処理してずれ量を
算出し、そのずれ量より走行用モータに対する指令値を
算出する方法では、例えば、ガイドライン6上に紙等が
放置されていたり、ガイドライン6が汚れて(或いは消
えて)或る範囲だけ見えなくなっている場合、画像から
ガイドラインが消えてしまうことがある。このような場
合には、当然その区間は画像処理に基づくずれ量の検出
及びモータに対する指令値の算出ができないことにな
り、クレーン1の走行制御にとって大きな支障となる虞
があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記状況に鑑み
てなされたもので、走行路面に布設されたガイドライン
に沿って走行モータの駆動により走行する無軌道式走行
体の左,右2個所に2組のカメラを設け、該2組のカメ
ラで前記ガイドラインを刻々撮影すると共に、前記無軌
道式走行体に設けたジャイロで前記ガイドラインとのず
れ角θ及びずれ角速度θsを刻々検出し、前記カメラで
撮影された映像にガイドライン像が写っている間は映像
を画像処理し、その出力信号を相関処理してずれ量Δx
1 ,Δx2 を算出し、このずれ量Δx1 ,Δx2 を用い
てΔx=Δx 1 または、Δx=Δx 2 または、Δx=
(Δx 1 +Δx 2 )/2として前記走行モータの操作量
Δv=aΔx+bθ+cθsを算出し、操作量Δvより
求めた指令値v1 ,v2 を用いて左,右の走行用モータ
を制御し、一方、前記映像内からガイドライン像が消え
ている間は、前記ジャイロによるずれ角検出値θ及び映
像からガイドライン像が消える直前のずれ量算出値Δx
0 =(Δx1 +Δx2 )/2を用いてその間のずれ量Δ
xを(1) 式を用いて演算して操作量Δv'=a'Δx+
b'θ+c'θsを算出し、操作量Δv' より求めた指令
値v1',v2'を用いて前後の走行用モータを制御するよ
うにしたことを特徴とする。
てなされたもので、走行路面に布設されたガイドライン
に沿って走行モータの駆動により走行する無軌道式走行
体の左,右2個所に2組のカメラを設け、該2組のカメ
ラで前記ガイドラインを刻々撮影すると共に、前記無軌
道式走行体に設けたジャイロで前記ガイドラインとのず
れ角θ及びずれ角速度θsを刻々検出し、前記カメラで
撮影された映像にガイドライン像が写っている間は映像
を画像処理し、その出力信号を相関処理してずれ量Δx
1 ,Δx2 を算出し、このずれ量Δx1 ,Δx2 を用い
てΔx=Δx 1 または、Δx=Δx 2 または、Δx=
(Δx 1 +Δx 2 )/2として前記走行モータの操作量
Δv=aΔx+bθ+cθsを算出し、操作量Δvより
求めた指令値v1 ,v2 を用いて左,右の走行用モータ
を制御し、一方、前記映像内からガイドライン像が消え
ている間は、前記ジャイロによるずれ角検出値θ及び映
像からガイドライン像が消える直前のずれ量算出値Δx
0 =(Δx1 +Δx2 )/2を用いてその間のずれ量Δ
xを(1) 式を用いて演算して操作量Δv'=a'Δx+
b'θ+c'θsを算出し、操作量Δv' より求めた指令
値v1',v2'を用いて前後の走行用モータを制御するよ
うにしたことを特徴とする。
【数3】
【0006】
【作用】路面に布設されたガイドラインに沿って走行す
る無軌道式走行体に設けた2組のカメラでガイドライン
が刻々撮影され、また無軌道式走行体に設けたジャイロ
でガイドラインとのずれ角θ,ずれ角速度θが刻々検出
され、カメラで撮影された映像にガイドライン像が写っ
ている間は、その映像を画像処理してずれ量Δx 1 ,Δ
x2 が算出され、このΔx1 ,Δx2 より求めた指令値
v1 ,v2 を用いて前後の走行用モータが制御され、一
方、映像内からガイドライン像に消えている間は、ジャ
イロによるずれ角検出値θ及び映像からガイドライン像
が消える直前のずれ量算出値Δx0 を用いてその間のず
れ量Δxが算出され、このΔxより求めた指令値v1',
v2'を用いて前後の走行用モータが制御される。
る無軌道式走行体に設けた2組のカメラでガイドライン
が刻々撮影され、また無軌道式走行体に設けたジャイロ
でガイドラインとのずれ角θ,ずれ角速度θが刻々検出
され、カメラで撮影された映像にガイドライン像が写っ
ている間は、その映像を画像処理してずれ量Δx 1 ,Δ
x2 が算出され、このΔx1 ,Δx2 より求めた指令値
v1 ,v2 を用いて前後の走行用モータが制御され、一
方、映像内からガイドライン像に消えている間は、ジャ
イロによるずれ角検出値θ及び映像からガイドライン像
が消える直前のずれ量算出値Δx0 を用いてその間のず
れ量Δxが算出され、このΔxより求めた指令値v1',
v2'を用いて前後の走行用モータが制御される。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1には本発明の制御方法を適用するクレーンの全体斜
視、図2にはガイドラインの詳細状況、図3には走行ず
れの説明、図4には制御方法を示すフローチャート、図
5(a)〜(d)には画像処理手順の状況説明を示して
ある。
図1には本発明の制御方法を適用するクレーンの全体斜
視、図2にはガイドラインの詳細状況、図3には走行ず
れの説明、図4には制御方法を示すフローチャート、図
5(a)〜(d)には画像処理手順の状況説明を示して
ある。
【0008】本発明の制御方法は、無軌道式走行体とし
て、路面に布設されたガイドライン(例えば白線)6に
沿って走行する無軌道クレーンを対象とするもので、図
1に示すように、クレーン1の前後脚構造2a,2bの
うち、例えば前側脚構造2aの左右2個所に間隔lをあ
けてそれぞれカメラ8a,8bが設置され、カメラ8
a,8bでガイドライン6を刻々撮影するようになって
いる。また、クレーン1の脚構造2aにはジャイロ9が
設置され、ガイドライン6に対するクレーン1の走行方
向のずれ角を検出するようになっている。
て、路面に布設されたガイドライン(例えば白線)6に
沿って走行する無軌道クレーンを対象とするもので、図
1に示すように、クレーン1の前後脚構造2a,2bの
うち、例えば前側脚構造2aの左右2個所に間隔lをあ
けてそれぞれカメラ8a,8bが設置され、カメラ8
a,8bでガイドライン6を刻々撮影するようになって
いる。また、クレーン1の脚構造2aにはジャイロ9が
設置され、ガイドライン6に対するクレーン1の走行方
向のずれ角を検出するようになっている。
【0009】そして、カメラ8a,8bで撮影された映
像は、前述した手順にしたがって画像処理され、その出
力信号を相関処理してガイドライン6とのずれ量Δ
x1 ,Δx2 が算出される。ずれ量Δx1 ,Δx2 を用
いて速度操作量Δvが算出され、この速度操作量Δvよ
り前後の駆動輪3a,3bを駆動する走行用モータ(図
示せず)に対する速度指令値v1 ,v2 が算出される。
クレーン1はこの指令値v 1 ,vを用いて、ずれ量がΔ
x1 =Δx2 =0になるように適宜制御されながら走行
する(詳細は従来技術欄参照)。
像は、前述した手順にしたがって画像処理され、その出
力信号を相関処理してガイドライン6とのずれ量Δ
x1 ,Δx2 が算出される。ずれ量Δx1 ,Δx2 を用
いて速度操作量Δvが算出され、この速度操作量Δvよ
り前後の駆動輪3a,3bを駆動する走行用モータ(図
示せず)に対する速度指令値v1 ,v2 が算出される。
クレーン1はこの指令値v 1 ,vを用いて、ずれ量がΔ
x1 =Δx2 =0になるように適宜制御されながら走行
する(詳細は従来技術欄参照)。
【0010】ガイドライン6上に紙などが放置してあっ
たり、またはガイドライン6が或る区間だけ汚れている
(或いは消えている)などの原因で、撮影された映像に
ガイドライン像が写っていない或いは識別できない場合
がある。このような場合には当然、前記画像処理方式に
よってはずれ量に従って速度指令値を得ることはできな
い。本発明は、このように画像処理方式が適用できない
区間では前記ジヤイロ9による検出値(ずれ角)を用い
て速度指令値を算出し、その指令値を用いて走行制御す
るようにしたものである。
たり、またはガイドライン6が或る区間だけ汚れている
(或いは消えている)などの原因で、撮影された映像に
ガイドライン像が写っていない或いは識別できない場合
がある。このような場合には当然、前記画像処理方式に
よってはずれ量に従って速度指令値を得ることはできな
い。本発明は、このように画像処理方式が適用できない
区間では前記ジヤイロ9による検出値(ずれ角)を用い
て速度指令値を算出し、その指令値を用いて走行制御す
るようにしたものである。
【0011】図2に示すように、矢印方向に走行するク
レーン1上のカメラ8a,8bでガイドライン6を刻々
撮影する際、いま、時間的区間T2 において画像A1 ,
A2内からガイドライン像が消えたとする。このような
場合、この区間T2 におけるジャイロ9によるずれ角検
出値θ及び画像A1 ,A2 からガイドライン像が消える
直前(t0 時点)における前記画像処理方式によるずれ
量算出値Δx0 =(Δx1 ,Δx2 )/2を用いて、区
間T2 におけるずれ量Δxが、次式(1)で算出され
る。
レーン1上のカメラ8a,8bでガイドライン6を刻々
撮影する際、いま、時間的区間T2 において画像A1 ,
A2内からガイドライン像が消えたとする。このような
場合、この区間T2 におけるジャイロ9によるずれ角検
出値θ及び画像A1 ,A2 からガイドライン像が消える
直前(t0 時点)における前記画像処理方式によるずれ
量算出値Δx0 =(Δx1 ,Δx2 )/2を用いて、区
間T2 におけるずれ量Δxが、次式(1)で算出され
る。
【数4】 これより操作量Δv' が Δv' =a'Δx+b'θ+c'θs ただしa' ,b' ,c' :定数 として算出され、この区間T2 はこのΔv' より求めた
速度指令値v1',v2'を用いて前後の走行用モータを制
御するものである。また、t1 時点より画像A1,A2
内にガイドライン像が現われると、それ以降は再び前記
画像処理方式によって算出されたずれ量に基づいて走行
制御が行われる。
速度指令値v1',v2'を用いて前後の走行用モータを制
御するものである。また、t1 時点より画像A1,A2
内にガイドライン像が現われると、それ以降は再び前記
画像処理方式によって算出されたずれ量に基づいて走行
制御が行われる。
【0012】このようにして、図4のフローチャートに
示す手順にしたがい、カメラ8a,8bで撮影された画
像にガイドライン像が写っている間は画像処理方式によ
って算出されたずれ量に基づいて指令値v1 ,v2 を算
出し、この指令値v1 ,v2'を用いて前後の走行用モー
タを制御し、画像内からガイドライン像が消えた間はジ
ャイロ9によるずれ量検出値及び画像からガイドライン
像が消える直前の画像処理方式によるずれ量算出値より
算出された指令値v1',v2'を用いて前後の走行用モー
タを制御するようにしたことにより、画像処理方式によ
る不備と、長時間使用時に検出の基準がドリフトによっ
てずれるというジャイロ単独方式の不備がガイドライン
を基準にすることによって互いに補間され、クレーン1
は常に精度の高い指令値に基づいて正確な走行制御され
る。
示す手順にしたがい、カメラ8a,8bで撮影された画
像にガイドライン像が写っている間は画像処理方式によ
って算出されたずれ量に基づいて指令値v1 ,v2 を算
出し、この指令値v1 ,v2'を用いて前後の走行用モー
タを制御し、画像内からガイドライン像が消えた間はジ
ャイロ9によるずれ量検出値及び画像からガイドライン
像が消える直前の画像処理方式によるずれ量算出値より
算出された指令値v1',v2'を用いて前後の走行用モー
タを制御するようにしたことにより、画像処理方式によ
る不備と、長時間使用時に検出の基準がドリフトによっ
てずれるというジャイロ単独方式の不備がガイドライン
を基準にすることによって互いに補間され、クレーン1
は常に精度の高い指令値に基づいて正確な走行制御され
る。
【0013】
【発明の効果】本発明の無軌道式走行体の走行軌道制御
方法によると、路面に布設されたガイドラインに沿って
走行する無軌道式走行体に設けた2組のカメラでガイド
ラインを刻々撮影すると共に、無軌道式走行体に設けた
ジャイロでガイドラインとのずれ角を刻々検出し、カメ
ラの映像にガイドライン像が写っている間はその映像を
画像処理して求めたずれ量に基づいて指令値v1 ,v2
を算出し、このv1 ,v 2 を用いて走行用モータを制御
し、一方、映像からガイドライン像が消えた間はジャイ
ロによるずれ角検出値及び映像からガイドライン像が消
える直前のずれ量算出値より指令値v1',v2'を算出
し、この指令値v1',v1'を用いて走行用モータを制御
するようにしたので、画像処理方式の不備が補完され、
無軌道式走行体は常に精度の高い指令値に基づいて正確
に走行制御されるようになる。この結果、無軌道式走行
体の走行精度が向上して無軌道式走行体による作業が正
確且つ効率よく行えるようになる。
方法によると、路面に布設されたガイドラインに沿って
走行する無軌道式走行体に設けた2組のカメラでガイド
ラインを刻々撮影すると共に、無軌道式走行体に設けた
ジャイロでガイドラインとのずれ角を刻々検出し、カメ
ラの映像にガイドライン像が写っている間はその映像を
画像処理して求めたずれ量に基づいて指令値v1 ,v2
を算出し、このv1 ,v 2 を用いて走行用モータを制御
し、一方、映像からガイドライン像が消えた間はジャイ
ロによるずれ角検出値及び映像からガイドライン像が消
える直前のずれ量算出値より指令値v1',v2'を算出
し、この指令値v1',v1'を用いて走行用モータを制御
するようにしたので、画像処理方式の不備が補完され、
無軌道式走行体は常に精度の高い指令値に基づいて正確
に走行制御されるようになる。この結果、無軌道式走行
体の走行精度が向上して無軌道式走行体による作業が正
確且つ効率よく行えるようになる。
【図1】図1には本発明の制御方法を適用するクレーン
の全体斜視図。
の全体斜視図。
【図2】ガイドラインの詳細状況説明図。
【図3】走行ずれの説明図。
【図4】制御方法を示すフローチャート。
【図5】画像処理手順の状況説明図。
1 クレーン 2a,2b 脚構造 3a,3b 駆動輪 6 ガイドライン 8a,8b カメラ 9 ジャイロ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 五雄 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (72)発明者 西岡 正樹 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (56)参考文献 特開 平2−27408(JP,A) 特開 平1−300311(JP,A) 特開 平1−251209(JP,A) 特開 昭62−26514(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B66C 13/22 G05D 1/02
Claims (1)
- 【請求項1】 走行路面に布設されたガイドラインに沿
って走行モータの駆動により走行する無軌道式走行体の
左,右2個所に2組のカメラを設け、該2組のカメラで
前記ガイドラインを刻々撮影すると共に、前記無軌道式
走行体に設けたジャイロで前記ガイドラインとのずれ角
θ及びずれ角速度θsを刻々検出し、前記カメラで撮影
された映像にガイドライン像が写っている間は映像を画
像処理し、その出力信号を相関処理してずれ量Δx1 ,
Δx2 を算出し、このずれ量Δx1 ,Δx2 を用いてΔ
x=Δx 1 または、Δx=Δx 2 または、Δx=(Δx
1 +Δx 2 )/2として前記走行モータの操作量Δv=
aΔx+bθ+cθsを算出し、操作量Δvより求めた
指令値v1 ,v2 を用いて左,右の走行用モータを制御
し、一方、前記映像内からガイドライン像が消えている
間は、前記ジャイロによるずれ角検出値θ及び映像から
ガイドライン像が消える直前のずれ量算出値Δx0 =
(Δx1 +Δx2 )/2を用いてその間のずれ量Δxを
(1) 式を用いて演算して操作量Δv'=a'Δx+b'θ
+c'θsを算出し、操作量Δv' より求めた指令値
v1',v2'を用いて前後の走行用モータを制御するよう
にしたことを特徴とする無軌道式走行体の走行軌道制御
方法。 【数1】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18703494A JP3238285B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 無軌道式走行体の走行軌道制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18703494A JP3238285B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 無軌道式走行体の走行軌道制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0853291A JPH0853291A (ja) | 1996-02-27 |
JP3238285B2 true JP3238285B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=16199026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18703494A Expired - Fee Related JP3238285B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 無軌道式走行体の走行軌道制御方法 |
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---|---|
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