JP7172256B2

JP7172256B2 - クレーン

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Inventors: 佳成南
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Description

本発明は、クレーンに関する。

従来、移動式クレーン等において、各アクチュエータが遠隔操作されるクレーンが提案されている。このようなクレーンにおいて、遠隔操作端末の操作具の操作方向とクレーンの作動方向とを一致させて、クレーンの操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末およびクレーンが知られている。クレーンは、遠隔操作装置からの荷物を基準とした操作指令信号によって操作されるので、各アクチュエータの作動速度、作動量、作動タイミング等を意識することなく直観的に操作することができる。例えば、特許文献１の如くである。

特許文献１に記載の遠隔操作装置は、操作部の操作指令信号に基づいて操作速度に関する速度信号と操作方向に関する方向信号とをクレーンに送信する。このため、クレーンは、遠隔操作装置からの速度信号がステップ関数の態様で入力される移動開始時や停止時に不連続な加速度が生じて荷物に揺れが発生する場合があった。そこで、速度信号に特定の周波数範囲の信号を抑制するフィルタを用いることで荷物の揺れを抑制する技術が知られている。しかし、クレーンは、速度信号にフィルタを適用することで応答性が低下する。このため、クレーンは、操縦者の操作感覚に対する荷物の動きにずれが生じ、操縦者の意図に沿って荷物を移動させることができない場合があった。

特開２０１０－２２８９０５号公報

本発明の目的は、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物の揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿った態様で荷物を移動させることができるクレーンの提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、ブームからワイヤロープで吊り下げられている荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンであって、目標速度信号における荷物の加速時間、速さおよび移動方向を入力する操作具と、前記ブームの旋回角度検出手段と、前記ブームの起伏角度検出手段と、前記ブームの伸縮長さ検出手段と、基準位置に対する荷物の現在位置を検出する荷物位置検出手段と、を備え、前記荷物位置検出手段が荷物を検出し、基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出し、前記操作具から入力された目標速度信号を積分し、式（１）によって表されるフィルタによって所定の周波数範囲の周波数成分を減衰させて目標軌道信号を算出し、前記目標軌道信号から前記基準位置に対する前記荷物の目標位置を算出し、前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、前記基準位置に対するブーム先端の現在位置を算出し、前記荷物の現在位置と前記ブーム先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰出し量を算出し、前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、前記ワイヤロープの繰出し量と前記ワイヤロープの前記方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブーム先端の目標位置を算出し、前記ブーム先端の目標位置に基づいて前記アクチュエータの作動信号を生成し、前記式（１）における係数ａ、係数ｂおよび指数ｃが、前記目標速度信号における荷物の加速時間および速さに基づいて決定されるクレーンである。

ａ、ｂ：係数、ｃ：指数、ｓ：微分要素

第２の発明は、前記式（１）における係数ａ、係数ｂおよび指数ｃが、前記ブーム先端の現在位置に基づいて決定されるクレーンである。

第３の発明は、ブームからワイヤロープで吊り下げられている荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンであって、目標速度信号における荷物の加速時間、速さおよび移動方向を入力する操作具と、前記ブームの旋回角度検出手段と、前記ブームの起伏角度検出手段と、前記ブームの伸縮長さ検出手段と、基準位置に対する荷物の現在位置を検出する荷物位置検出手段と、を備え、前記荷物位置検出手段が荷物を検出し、基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出し、前記操作具から入力された目標速度信号を積分し、式（１）によって表されるフィルタによって所定の周波数範囲の周波数成分を減衰させて目標軌道信号を算出し、前記目標軌道信号から前記基準位置に対する前記荷物の目標位置を算出し、前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、前記基準位置に対するブーム先端の現在位置を算出し、前記荷物の現在位置と前記ブーム先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰出し量を算出し、前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、前記ワイヤロープの繰出し量と前記ワイヤロープの前記方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブーム先端の目標位置を算出し、前記ブーム先端の目標位置に基づいて前記アクチュエータの作動信号を生成し、所定の条件毎に前記式（１）における係数ａ、係数ｂおよび指数ｃが定められているデータベースを有し、前記データベースから任意の条件に対応する前記係数ａ、係数ｂおよび指数ｃを選択するクレーンである。

ａ、ｂ：係数、ｃ：指数、ｓ：微分要素

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明においては、ブームの目標位置を算出する際の微分操作によって生じる特異点を含む周波数成分が減衰されるので、ブームの制御が安定する。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物の揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿った態様で荷物を移動させることができる。また、フィルタによって減衰される目標速度信号の周波数成分が操縦者の入力状態に応じて決定されるので、入力状態から推測される操縦者の所望する作動状態に近づけることができる。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物の揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿った態様で荷物を移動させることができる。

第２の発明においては、フィルタによって減衰される目標速度信号の周波数成分が操縦者の入力状態に応じて決定されるので、入力状態から推測される操縦者の所望する作動状態に近づけることができる。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物の揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿った態様で荷物を移動させることができる。

第３の発明においては、ブームの目標位置を算出する際の微分操作によって生じる特異点を含む周波数成分が減衰されるので、ブームの制御が安定する。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物の揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿った態様で荷物を移動させることができる。
また、所定の条件に応じて予め定められている係数ａ、係数ｂおよび指数ｃがデータベースから選択されるので、リアルタイムで複雑な計算をすることなく作動条件に応じてローパスフィルタが設定される。これにより、荷物を基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物の揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿った態様で荷物を移動させることができる。

クレーンの全体構成を示す側面図。クレーンの制御構成を示すブロック図。操作端末の概略構成を示す平面図。操作端末の制御構成を示すブロック図。吊り荷移動操作具が操作された場合の荷物の搬送される方位を示す図。第一実施形態における制御装置の制御構成を示すブロック図。クレーンの逆動力学モデルを示す図。目標速度信号を例示するグラフを示す図。クレーンの制御方法の制御工程を示すフローチャートを表す図。第一実施形態における目標軌道算出工程を示すフローチャートを表す図。ブーム位置算出工程を示すフローチャートを表す図。作動信号生成工程を示すフローチャートを表す図。第二実施形態における制御装置の制御構成を示すブロック図。第二実施形態における目標軌道算出工程を示すフローチャートを表す図。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明の一実施形態に係る作業車両として移動式クレーン（ラフテレーンクレーン）であるクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、作業車両としてクレーン（ラフテレーンクレーン）ついて説明を行うが、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、積載型トラッククレーン、高所作業車等でもよい。

図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、作業装置であるクレーン装置６およびクレーン装置６を操作可能な操作端末３２（図２参照）を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送するそう走行体である。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。

クレーン装置６は、荷物Ｗをワイヤロープによって吊り上げる作業装置である。クレーン装置６は、旋回台７、ブーム９、ジブ９ａ、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６およびキャビン１７等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成する駆動装置である。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。

旋回台カメラ７ｂは、旋回台７の周辺の障害物や人物等を撮影する監視装置である。旋回台カメラ７ｂは、旋回台７の前方の左右両側および旋回台７の後方の左右両側に設けられている。各旋回台カメラ７ｂは、それぞれの設置個所の周辺を撮影することで、旋回台７の全周囲を監視範囲としてカバーしている。また、旋回台７の前方の左右両側にそれぞれ配置されている旋回台カメラ７ｂは、一組のステレオカメラとして使用可能に構成されている。つまり、旋回台７の前方の旋回台カメラ７ｂは、一組のステレオカメラとして使用することで吊り下げられている荷物Ｗの位置情報を検出する荷物位置検出手段として構成することができる。なお、荷物位置検出手段は、後述するブームカメラ９ｂでも構成してもよい。また、荷物位置検出手段は、ミリ波レーダー、ＧＮＳＳ装置等の荷物Ｗの位置情報を検出できるものであればよい。

旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ２３（図２参照）によって回転操作されるアクチュエータである。旋回用バルブ２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台７は、旋回用バルブ２３によって回転操作される旋回用油圧モータ８を介して任意の旋回速度に制御可能に構成されている。旋回台７には、旋回台７の旋回角度θｚ（角度）と旋回速度とを検出する旋回用センサ２７（図２参照）が設けられている。

ブーム９は、荷物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持する可動支柱である。ブーム９は、複数のブーム部材から構成されている。ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。また、ブーム９には、ジブ９ａが設けられている。

図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ２４（図２参照）によって伸縮操作されるアクチュエータである。伸縮用バルブ２４は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム９には、ブーム９の長さを検出する伸縮用センサ２８と、ブーム９の先端を中心とする方位を検出する車両側方位センサ２９とが設けられている。

ブームカメラ９ｂ（図２参照）は、荷物Ｗおよび荷物Ｗの周辺の地物を撮影する検知装置である。ブームカメラ９ｂは、ブーム９の先端部に設けられている。ブームカメラ９ｂは、荷物Ｗの鉛直上方から荷物Ｗおよびクレーン１周辺の地物や地形を撮影可能に構成されている。

メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、荷物Ｗを吊る吊り具である。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Ｗを吊るメインフック１０ａとが設けられている。サブフックブロック１１には、荷物Ｗを吊るサブフック１１ａが設けられている。

起伏用油圧シリンダ１２は、ブーム９を起立および倒伏させ、ブーム９の姿勢を保持するアクチュエータである。起伏用油圧シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部がブーム９のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ２５（図２参照）によって伸縮操作される。起伏用バルブ２５は、起伏用油圧シリンダ１２に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム９には、起伏角度θｘを検出する起伏用センサ３０（図２参照）が設けられている。

メインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行う巻回装置である。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。

メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ２６ｍ（図２参照）によって回転操作される。メインウインチ１３は、メイン用バルブ２６ｍによってメイン用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ２６ｓ（図２参照）によってサブ用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。メインウインチ１３とサブウインチ１５とには、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６の繰り出し量ｌをそれぞれ検出する巻回用センサ４３（図２参照）が設けられている。

キャビン１７は、筐体に覆われた操縦席である。キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍ、サブドラム操作具２１ｓ等が設けられている（図２参照）。旋回操作具１８は、旋回用油圧モータ８を操作することができる。起伏操作具１９は、起伏用油圧シリンダ１２を操作することができる。伸縮操作具２０は、伸縮用油圧シリンダを操作することができる。メインドラム操作具２１ｍは、メイン用油圧モータを操作することができる。サブドラム操作具２１ｓは、サブ用油圧モータを操作することができる。

図２に示すように、制御装置３１は、各操作弁を介してクレーン装置６のアクチュエータを制御する制御装置である。制御装置３１は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３１は、各アクチュエータや切換えバルブ、センサ等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

制御装置３１は、旋回台カメラ７ａ、ブームカメラ９ｂ、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓに接続され、旋回台カメラ７ａからの映像ｉ１、ブームカメラ９ｂからの映像ｉ２、を取得し、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓのそれぞれの操作量を取得することができる。

制御装置３１は、操作端末３２の端末側制御装置４１に接続され、操作端末３２からの制御信号を取得することができる。

制御装置３１は、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに接続され、旋回用バルブ２３、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに作動信号Ｍｄを伝達することができる。

制御装置３１は、旋回用センサ２７、伸縮用センサ２８、方位センサ２９、起伏用センサ３０および巻回用センサ４３に接続され、旋回台７の旋回角度θｚ、伸縮長さＬｂ、起伏角度θｘ、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６（以下、単に「ワイヤロープ」と記す）の繰り出し量ｌ（ｎ）のおよびブーム９の先端の方位を取得することができる。

制御装置３１は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓの操作量に基づいて各操作具に対応した作動信号Ｍｄを生成する。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の操作によって起伏用油圧シリンダ１２でブーム９を任意の起伏角度θｘに起立させて、伸縮操作具２０の操作によってブーム９を任意のブーム９長さに延伸させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、サブドラム操作具２１ｓ等によって荷物Ｗを吊り上げて、旋回操作具１８の操作によって旋回台７を旋回させることで荷物Ｗを搬送することができる。

図３と図４に示すように、操作端末３２は、荷物Ｗを移動させる方向と速さに関する目標速度信号Ｖｄを入力する端末である。操作端末３２は、筐体３３、筐体３３の操作面に設けられる吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０および端末側制御装置４１（図３、図５参照）等を具備する。操作端末３２は、吊り荷移動操作具３５または各種操作具の操作により生成される荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄをクレーン１（クレーン装置６）の制御装置３１に送信する。

図３に示すように、筐体３３は、操作端末３２の主たる構成部材である。筐体３３は、操縦者が手で保持可能な大きさの筐体に構成されている。筐体３３には、操作面に吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９および端末側表示装置４０が設けられている。

吊り荷移動操作具３５は、水平面において荷物Ｗの移動方向と速さについての指示を入力する操作具である。吊り荷移動操作具３５は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。吊り荷移動操作具３５は、操作スティックが任意の方向に傾倒操作可能に構成されている。吊り荷移動操作具３５は、操作面に向かって上方向（以下、単に「上方向」と記す）をブーム９の延伸方向として図示しないセンサで検出した操作スティックの傾倒方向とその傾倒量についての操作信号を端末側制御装置４１（図２参照）に伝達するように構成されている。

端末側旋回操作具３６は、クレーン装置６の旋回方向と速さについての指示が入力される操作具である。端末側伸縮操作具３７は、ブーム９の伸縮と速さについての指示を入力する操作具である。端末側メインドラム操作具３８ｍ（端末側サブドラム操作具３８ｓ）は、メインウインチ１３の回転方向と速さについての指示を入力する操作具である。端末側起伏操作具３９は、ブーム９の起伏と速さについての指示を入力する操作具である。各操作具は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。各操作具は、一側および他側に傾倒可能に構成されている。

端末側表示装置４０は、クレーン１の姿勢情報や荷物Ｗの情報等の様々な情報を表示する。端末側表示装置４０は、液晶画面等の画像表示装置から構成されている。端末側表示装置４０は筐体３３の操作面に設けられている。端末側表示装置４０には、ブーム９の延伸方向を端末側表示装置４０に向かって上方向とし、その方位が表示されている。

図４に示すように、制御部である端末側制御装置４１は、操作端末３２を制御する。端末側制御装置４１は、操作端末３２の筐体３３内に設けられている。端末側制御装置４１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。端末側制御装置４１は、吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９および端末側表示装置４０等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

端末側制御装置４１は、吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９に接続され、各操作具の操作スティックの傾倒方向および傾倒量からなる操作信号を取得することができる。

端末側制御装置４１は、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９の各センサから取得した各操作スティックの操作信号から、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを生成することができる。また、端末側制御装置４１は、クレーン装置６の制御装置３１に有線または無線で接続され、生成した荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄをクレーン装置６の制御装置３１に送信することができる。

次に、図５と図６を用いて、操作端末３２によるクレーン装置６の制御について説明する。

図５に示すように、ブーム９の先端が北を向いている状態において操作端末３２の吊り荷移動操作具３５が上方向に対して左方向に傾倒角度θ２＝４５°の方向に任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置４１は、ブーム９の延伸方向である北から傾倒角度θ２＝４５°の方向である北西への傾倒方向と傾倒量についての操作信号を吊り荷移動操作具３５の図示しないセンサから取得する。さらに、端末側制御装置４１は、取得した操作信号から、北西に向かって傾倒量に応じた速さで荷物Ｗを移動させる目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎に算出する。操作端末３２は、算出した目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎にクレーン装置６の制御装置３１に送信する（図４参照）。

図６に示すように、制御装置３１の目標軌道算出部３１ａは、操作端末３２から目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎に受信すると、方位センサ２９が取得したブーム９の先端の方位に基づいて、荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄを算出する。さらに、目標軌道算出部３１ａは、目標軌道信号Ｐｄから荷物Ｗの目標位置である荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）を算出する。制御装置３１の作動信号生成部３１ｃは、目標位置座標ｐ（ｎ＋１）に荷物Ｗを移動させる旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの作動信号Ｍｄを生成する。図５に示すように、クレーン１は、吊り荷移動操作具３５の傾倒方向である北西に向けて傾倒量に応じた速さで荷物Ｗを移動させる。この際、クレーン１は、旋回用油圧モータ８、縮用油圧シリンダ、起伏用油圧シリンダ１２およびメイン用油圧モータ等を作動信号Ｍｄによって制御する。

このように構成することで、クレーン１は、操作端末３２からブーム９の延伸方向を基準として、吊り荷移動操作具３５の操作方向に基づいた移動方向と速さの目標速度信号Ｖｄを単位時間ｔ毎に取得し、荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）を決定するので、操縦者が吊り荷移動操作具３５の操作方向に対するクレーン装置６の作動方向の認識を喪失することがない。つまり、吊り荷移動操作具３５の操作方向と荷物Ｗの移動方向とが共通の基準であるブーム９の延伸方向に基づいて算出されている。これにより、クレーン装置６の操作を容易かつ簡単に行うことができる。なお、本実施形態において、操作端末３２は、キャビン１７の内部に設けられているが、端末側無線機を設けてキャビン１７の外部から遠隔操作可能な遠隔操作端末として構成してもよい。

次に、図６から図１２を用いて、クレーン装置６の制御装置３１における作動信号Ｍｄを生成するための荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄ、およびブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出する制御工程の第一実施形態について説明する。制御装置３１は、目標軌道算出部３１ａ、ブーム位置算出部３１ｂ、作動信号生成部３１ｃを有している。また、制御装置３１は、旋回台７の前方の左右両側の一組の旋回台カメラ７ａを荷物位置検出手段であるステレオカメラとし、荷物Ｗの現在位置情報を取得可能に構成されている（図２参照）。

図６に示すように、目標軌道算出部３１ａは、制御装置３１の一部であり、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄに変換する。目標軌道算出部３１ａは、荷物Ｗの移動方向および速さから構成されている荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを操作端末３２から単位時間ｔ毎に取得することができる。また、目標軌道算出部３１ａは、取得した目標速度信号Ｖｄを積分して荷物Ｗの目標位置情報を算出することができる。また、目標軌道算出部３１ａは、荷物Ｗの目標位置情報にローパスフィルタＬｐを適用して単位時間ｔ毎に荷物Ｗの目標位置情報である目標軌道信号Ｐｄに変換するように構成されている。

図６と図７とに示すように、ブーム位置算出部３１ｂは、制御装置３１の一部であり、ブーム９の姿勢情報と荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄからブーム９の先端の位置座標を算出する。ブーム位置算出部３１ｂは、目標軌道算出部３１ａから目標軌道信号Ｐｄを取得することができる。ブーム位置算出部３１ｂは、旋回用センサ２７から旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ）を取得し、伸縮用センサ２８から伸縮長さｌｂ（ｎ）を取得し、起伏用センサ３０から起伏角度θｘ（ｎ）を取得し、巻回用センサ４３からメインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６（以下、単に「ワイヤロープ」と記す）の繰り出し量ｌ（ｎ）を取得し、旋回台７の前方の左右両側にそれぞれ配置されている一組の旋回台カメラ７ａが撮影した荷物Ｗの画像から荷物Ｗの現在位置情報を取得することができる（図２参照）。

ブーム位置算出部３１ｂは、取得した荷物Ｗの現在位置情報から荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を算出し、取得した旋回角度θｚ（ｎ）、伸縮長さｌｂ（ｎ）、起伏角度θｘ（ｎ）からブーム９の先端の現在位置であるブーム９の先端（ワイヤロープの繰り出し位置）の現在位置座標ｑ（ｎ）（以下、単に「ブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）」と記す）を算出することができる。また、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）とブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）とからワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）を算出することができる。さらに、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）と単位時間ｔ経過後の荷物Ｗの位置である荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とから荷物Ｗが吊り下げられているワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）を算出することができる。ブーム位置算出部３１ｂは、逆動力学を用いて荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）と、ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）とから単位時間ｔ経過後のブーム９の先端の位置であるブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出するように構成されている。

作動信号生成部３１ｃは、制御装置３１の一部であり、単位時間ｔ経過後のブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）から各アクチュエータの作動信号Ｍｄを生成する。作動信号生成部３１ｃは、ブーム位置算出部３１ｂから単位時間ｔ経過後のブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を取得することができる。作動信号生成部３１ｃは、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍまたはサブ用バルブ２６ｓの作動信号Ｍｄを生成するように構成されている。

次に、図７に示すように、制御装置３１は、ブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出するためのクレーン１の逆動力学モデルを定める。逆動力学モデルは、ＸＹＺ座標系に定義され、原点Ｏをクレーン１の旋回中心とする。制御装置３１は、逆動力学モデルにおいて、ｑ、ｐ、ｌｂ、θｘ、θｚ、ｌ、ｆおよびｅをそれぞれ定義する。ｑは、例えばブーム９の先端の現在位置座標ｑ（ｎ）を示し、ｐは、例えば荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を示す。ｌｂは、例えばブーム９の伸縮長さｌｂ（ｎ）示し、θｘは、例えば起伏角度θｘ（ｎ）を示し、θｚは、例えば旋回角度θｚ（ｎ）を示す。ｌは、例えばワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）を示し、ｆはワイヤロープの張力ｆを示し、ｅは、例えばワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）を示す。

このように定まる逆動力学モデルにおいてブーム９の先端の目標位置ｑと荷物Ｗの目標位置ｐとの関係が、荷物Ｗの目標位置ｐと荷物Ｗの質量ｍとワイヤロープのばね定数ｋｆとから式（２）によって表され、ブーム９の先端の目標位置ｑが、荷物Ｗの時間の関数である式（３）によって算出される。

ｆ：ワイヤロープの張力、ｋｆ：ばね定数、ｍ：荷物Ｗの質量、ｑ：ブーム９の先端の現在位置または目標位置、ｐ：荷物Ｗの現在位置または目標位置、ｌ：ワイヤロープの繰出し量、ｅ：方向ベクトル、ｇ：重力加速度

ローパスフィルタＬｐは、所定の周波数以上の周波数を減衰させる。目標軌道算出部３１ａは、荷物Ｗの目標位置情報にローパスフィルタＬｐを適用することにより微分操作による特異点（急激な位置変動）の発生を抑制している。ローパスフィルタＬｐは、式（１）の伝達関数Ｇ（ｓ）からなる。式（１）におけるａ、ｂは係数、ｃは指数である。目標軌道算出部３１ａは、予め実験等で目標速度信号Ｖｄの整定時間Ｔｓおよび信号の大きさＶ毎に定めた係数ａ、ｂおよび指数ｃが格納されているデータベースＤｖ１を有している（図７参照）。ローパスフィルタＬｐは、目標速度信号Ｖｄの整定時間Ｔｓおよび信号の大きさＶに基づいて、伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃが任意の値に設定されるように構成されている。なお、本実施形態において、ローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）は、式（１）の形式で表されているが、データベースＤｖ１に格納されている係数ａ、ｂおよび指数ｃによって任意の伝達関数Ｇ（ｓ）が表現できる形式であればよい。

ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）は、以下の式（４）から算出される。
ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）は、ブーム９の先端位置であるブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）と荷物Ｗの位置である荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）の距離で定義される。

ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）は、以下の式（５）から算出される。
ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）は、ワイヤロープの張力ｆ（式（２）参照）の単位長さのベクトルである。ワイヤロープの張力ｆは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）と単位時間ｔ経過後の荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）から算出される荷物Ｗの加速度から重力加速度を減算して算出される。

単位時間ｔ経過後のブーム９の先端の目標位置であるブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）は、式（２）をｎの関数で表した式（６）から算出される。ここで、αは、ブーム９の旋回角度θｚ（ｎ）を示している。
ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）は、逆動力学を用いてワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）と方向ベクトルｅ（ｎ＋１）とから算出される。

次に、図８を用いて、制御装置３１におけるローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃ（式（１）参照）の決定方法の第一実施形態について説明する。

図８に示すように、目標速度信号Ｖｄは、操作端末３２の吊り荷移動操作具３５が任意の傾倒角度まで傾倒されるまでの所要時間とその傾倒角度から、信号の大きさＶと信号の大きさＶが一定になるまでの信号の整定時間Ｔｓとが定まる。例えば、荷物Ｗの揺れの抑制を優先し、精度よく搬送するようにクレーン装置６を操作する場合、操縦者は、吊り荷移動操作具３５を通常の傾倒操作時よりも傾倒角度が小さく、かつ傾倒操作の所要時間が長くなるように操作する。これにより、操作端末３２の端末側制御装置４１は、通常の傾倒操作時における整定時間よりも長い信号の整定時間Ｔｓ１、通常の傾倒操作時における傾倒角度よりも大きい信号の大きさＶ１の目標速度信号Ｖｄ１を生成する（図９における実線参照）。また、荷物Ｗの速さを優先し、揺れの発生をある程度許容してクレーン装置６を操作する場合、操縦者は、吊り荷移動操作具３５を通常の傾倒操作時よりも傾倒角度が大きく、かつ傾倒操作の所要時間が短くなるように操作する。これにより、端末側制御装置４１は、通常の傾倒操作時における整定時間よりも短い信号の整定時間Ｔｓ２、通常の傾倒操作時における傾倒角度よりも大きい信号の大きさＶ２の目標速度信号Ｖｄ２を生成する（図９における一点鎖線参照）。

次に、制御装置３１の目標軌道算出部３１ａは、操作端末３２の端末側制御装置４１から取得した目標速度信号Ｖｄを積分して荷物Ｗの目標位置情報を算出する。さらに、目標軌道算出部３１ａは、取得した目標速度信号Ｖｄの整定時間Ｔｓおよび信号の大きさＶに基づいて、データベースＤｖ１から対応する係数ａ、ｂおよび指数ｃを取得してローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）を算出する（図６参照）。例えば、目標軌道算出部３１ａは、端末側制御装置４１から目標速度信号Ｖｄ１を取得すると、信号の整定時間Ｔｓ１および信号の大きさＶ１から荷物Ｗの揺れを抑制し、かつ搬送精度を良くする係数ａ１、ｂ１および指数ｃ１をデータベースＤｂから選択する。また、目標軌道算出部３１ａは、端末側制御装置４１から目標速度信号Ｖｄ２を取得すると、信号の整定時間Ｔｓ２および信号の大きさＶ２から荷物Ｗの揺れをある程度許容しつつ速く搬送する係数ａ２、ｂ２および指数ｃ２をデータベースＤｂから選択する。

次に図９から図１２を用いて、制御装置３１における作動信号Ｍｄを生成するための荷物Ｗの目標軌道信号Ｐｄの算出およびブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）の算出の制御工程について詳細に記載する。

図９に示すように、ステップＳ１００において、制御装置３１は、クレーン１の制御方法における目標軌道算出工程Ａを開始し、ステップをステップＳ１１０に移行させる（図１０参照）。そして、目標軌道算出工程Ａが終了するとステップをステップＳ２００に移行させる（図９参照）。

ステップ２００において、制御装置３１は、クレーン１の制御方法におけるブーム位置算出工程Ｂを開始し、ステップをステップＳ２１０に移行させる（図１１参照）。そして、ブーム位置算出工程Ｂが終了するとステップをステップＳ３００に移行させる（図９参照）。

ステップ３００において、制御装置３１は、クレーン１の制御方法における作動信号生成工程Ｃを開始し、ステップをステップＳ３１０に移行させる（図１２参照）。そして、作動信号生成工程Ｃが終了するとステップをステップＳ１００に移行させる（図９参照）。

図１０に示すように、ステップＳ１１０において、制御装置３１の目標軌道算出部３１ａは、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを取得したか否か判定する。
その結果、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを取得した場合、目標軌道算出部３１ａはステップをＳ１２０に移行させる。
一方、荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを取得していない場合、目標軌道算出部３１ａはステップをＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１２０において、制御装置３１のブーム位置算出部３１ｂは、旋回台７の前方の左右両側の一組の旋回台カメラ７ａをステレオカメラとして構成し、荷物Ｗを撮影してステップをステップＳ１３０に移行させる。

ステップＳ１３０において、ブーム位置算出部３１ｂは、一組の旋回台カメラ７ａが撮影した画像から荷物Ｗの現在位置情報を算出し、ステップをステップＳ１４０に移行させる。

ステップＳ１４０において、目標軌道算出部３１ａは、取得した荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを積分して荷物Ｗの目標位置情報を算出し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。

ステップＳ１５０において、目標軌道算出部３１ａは、取得した目標速度信号Ｖｄの整定時間Ｔｓ、信号の大きさＶに基づいて、データベースＤｂ１よりローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃ（式（１）参照）を選択し、ローパスフィルタＬｐを算出し、ステップをステップＳ１６０に移行させる。

ステップＳ１６０において、目標軌道算出部３１ａは、算出した荷物Ｗの目標位置情報に式（３）の伝達関数Ｇ（ｓ）で示されるローパスフィルタＬｐを適用して目標軌道信号Ｐｄを単位時間ｔ毎に算出し、目標軌道算出工程Ａを終了してステップをステップＳ２００に移行させる（図９参照）。

図１１に示すように、ステップＳ２１０において、制御装置３１のブーム位置算出部３１ｂは、任意に定めた基準位置Ｏ（例えば、ブーム９の旋回中心）を原点として、取得した荷物Ｗの現在位置情報から荷物Ｗの現在位置である荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ２２０に移行させる。

ステップＳ２２０において、ブーム位置算出部３１ｂは、取得した旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ）、伸縮長さｌｂ（ｎ）およびブーム９の起伏角度θｘ（ｎ）からブーム９の先端の現在位置座標ｑ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ２３０に移行させる。

ステップＳ２３０において、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）とブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）から上述の式（４）を用いてワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ２４０に移行させる。

ステップＳ２４０において、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）を基準として、目標軌道信号Ｐｄから単位時間ｔ経過後の荷物Ｗの目標位置である荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）を算出し、ステップをステップＳ２５０に移行させる。

ステップＳ２５０において、ブーム位置算出部３１ｂは、荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とから荷物Ｗの加速度を算出し、重力加速度を用いて上述の式（５）を用いてワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）を算出し、ステップをステップＳ２６０に移行させる。

ステップＳ２６０において、ブーム位置算出部３１ｂは、算出したワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋１）とから上述の式（６）を用いてブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出し、ブーム位置算出工程Ｂを終了してステップをステップＳ３００に移行させる（図９参照）。

図１２に示すように、ステップＳ３１０において、制御装置３１の作動信号生成部３１ｃは、ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）から単位時間ｔ経過後の旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ＋１）、伸縮長さＬｂ（ｎ＋１）、起伏角度θｘ（ｎ＋１）およびワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）を算出し、ステップをステップＳ３２０に移行させる。

ステップＳ３２０において、作動信号生成部３１ｃは、算出した旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ＋１）、伸縮長さＬｂ（ｎ＋１）、起伏角度θｘ（ｎ＋１）、ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）から旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍまたはサブ用バルブ２６ｓの作動信号Ｍｄをそれぞれ生成し、作動信号生成工程Ｃを終了してステップをステップＳ１００に移行させる（図９参照）。

制御装置３１は、目標軌道算出工程Ａとブーム位置算出工程Ｂと作動信号生成工程Ｃとを繰り返すことで、ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を算出し、単位時間ｔ経過後に、ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）と荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ＋１）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）ｐ（ｎ＋２）からワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋２）を算出し、ワイヤロープの繰り出し量ｌ（ｎ＋１）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ＋２）とから、更に単位時間ｔ経過後のブーム９の目標位置座標ｐ（ｎ＋１）ｑ（ｎ＋２）を算出する。つまり、制御装置３１は、ワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）を算出し、逆動力学を用いて荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ＋１）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）とから単位時間ｔ後のブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）を順次算出する。制御装置３１は、ブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）に基づいて作動信号Ｍｄを生成するフィードフォワード制御によって各アクチュエータを制御している。

このように構成することで、クレーン１は、操作端末３２から任意に入力される荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄの整定時間Ｔｓと信号の大きさＶとに基づいてデータベースＤｖ１からローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃを定めているので、目標速度信号Ｖｄから推測される操縦者の意図に沿った目標軌道信号Ｐｄを複雑な計算をすることなく算出することができる。また、クレーン１は、荷物Ｗを基準としてブーム９の制御信号を生成するとともに、操縦者の意図する目標軌道に基づいてブーム９の制御信号が生成されるフィードフォワード制御が適用されている。このため、クレーン１は、操作信号に対する応答遅れが小さく、応答遅れによる荷物Ｗの揺れを抑制している。また、逆動力学モデルを構築し、旋回台カメラ７ａを利用して実測した荷物Ｗの現在位置座標ｐ（ｎ）とワイヤロープの方向ベクトルｅ（ｎ）と荷物Ｗの目標位置座標ｐ（ｎ＋１）とからブーム９の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）が算出されるので誤差を抑制することができる。これにより、荷物Ｗを基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物Ｗの揺れを抑制しつつ操縦者の意図に沿って荷物Ｗを移動させることができる。

なお、本実施携帯において、クレーン１は、フィードフォワード制御が適用されているが、油圧式アクチュエータの動作が不連続になり変動が生じた場合、伝達関数Ｇ（ｓ）の微分要素ｓが影響する可能性がある。そこで、本発明にかかる制御において、フィードフォワード制御に加え、フィードバック制御により遅れを補正して安定化（ロバスト性の向上）を図るように構成してもよい。

次に、図１３と図１４を用いて、制御装置３１におけるローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃの決定方法の第二実施形態について説明する。なお、以下の実施形態に係る目標速度信号Ｖｄの補正は、図１から図１２に示すクレーン１および制御工程において、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図１３に示すように、制御装置３１のブーム位置算出部３１ｂは、予め実験等でブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）毎に定めた係数ａ、ｂおよび指数ｃが格納されているデータベースＤｖ２を有している。ローパスフィルタＬｐは、でブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）に基づいて、伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃが任意の値に設定されるように構成されている。

ブーム位置算出部３１ｂは、取得した旋回角度θｚ（ｎ）、伸縮長さｌｂ（ｎ）、起伏角度θｘ（ｎ）からブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）を算出する。さらに、ブーム位置算出部３１ｂは、取得したブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）に基づいて、データベースＤｖ２から対応する係数ａ、ｂおよび指数ｃを取得してローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）を算出する。例えば、ブーム位置算出部３１ｂは、算出したブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）から、ブーム９が大きく延伸している状態であると判断すると、荷物Ｗの揺れを抑制する係数ａ３、ｂ３および指数ｃ３をデータベースＤｂ２から選択する。

次に、制御装置３１における作動信号Ｍｄを生成するための荷物Ｗの補正軌道信号Ｐｄｃの算出およびブーム９の先端の目標位置座標ｑ（ｎ＋１）の算出の制御工程について詳細に記載する。

図１４に示すように、ステップＳ１４０において、目標軌道算出部３１ａは、取得した荷物Ｗの目標速度信号Ｖｄを積分して荷物Ｗの目標位置情報を算出し、ステップをステップＳ１４５に移行させる。

ステップＳ１４５において、ブーム位置算出部３１ｂは、取得した旋回台７の旋回角度θｚ（ｎ）、伸縮長さｌｂ（ｎ）およびブーム９の起伏角度θｘ（ｎ）からブーム９の先端の現在位置座標ｑ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ１５５に移行させる。

ステップＳ１５５において、目標軌道算出部３１ａは、ブーム位置算出部３１ｂからブーム９の先端の現在位置座標ｑ（ｎ）を取得し、ブーム９の先端の現在位置座標ｑ（ｎ）に基づいてデータベースＤｂ２よりローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃを選択し、ローパスフィルタＬｐを算出し、ステップをステップＳ１６０に移行させる。

このように構成することで、クレーン１は、その姿勢状態に基づいてデータベースＤｖ２からローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃを定めているので、姿勢状態から推測される揺れの大きさに応じた目標軌道信号Ｐｄを算出することができる。これにより、荷物Ｗを基準としてアクチュエータを制御する際に、荷物Ｗの揺れを抑制しつつクレーン１の姿勢を考慮した操縦者の意図に沿って荷物Ｗを移動させることができる。

なお、ローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃの決定方法について、目標速度信号Ｖｄに基づく第一実施形態とブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）に基づく第二実施形態とを示したが、目標速度信号Ｖｄとブーム９の現在位置座標ｑ（ｎ）とに基づいて係数ａ、ｂおよび指数ｃを算出する構成でもよい。例えば、ブーム９の延伸長さ毎に、目標速度信号Ｖｄの整定時間Ｔｓと信号の大きさＶとに基づいた係数ａ、ｂおよび指数ｃが定められているデータベースＤｂ３から係数ａ、ｂおよび指数ｃを選択することで、操縦者がクレーン１の姿勢を意識していなくても適切に荷物Ｗの揺れを抑制することができる。

また、本実施形態において、クレーン１は、ローパスフィルタＬｐの伝達関数Ｇ（ｓ）の係数ａ、ｂおよび指数ｃをデータベースＤｂ１、Ｄｂ２等から選択するように構成されているが、ネットワーク経由で取得した他のクレーンの制御状態とその際の係数ａ、ｂおよび指数ｃ等の実績データに基づく機械学習によって、係数ａ、ｂおよび指数ｃを決定するように構成してもよい。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１クレーン
６クレーン装置
９ブーム
Ｏ基準位置
Ｗ荷物
Ｖｄ目標速度信号
ｐ（ｎ）荷物の現在位置座標
ｐ（ｎ＋１）荷物の目標位置座標
ｑ（ｎ）ブームの現在位置座標
ｑ（ｎ＋１）ブームの目標位置座標

Claims

ブームからワイヤロープで吊り下げられている荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンであって、
目標速度信号における荷物の加速時間、速さおよび移動方向を入力する操作具と、
前記ブームの旋回角度検出手段と、
前記ブームの起伏角度検出手段と、
前記ブームの伸縮長さ検出手段と、
基準位置に対する荷物の現在位置を検出する荷物位置検出手段と、を備え、
前記荷物位置検出手段が荷物を検出し、基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出し、
前記操作具から入力された目標速度信号を積分し、式（１）によって表されるフィルタによって所定の周波数範囲の周波数成分を減衰させて目標軌道信号を算出し、前記目標軌道信号から前記基準位置に対する前記荷物の目標位置を算出し、
前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、前記基準位置に対するブーム先端の現在位置を算出し、
前記荷物の現在位置と前記ブーム先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰出し量を算出し、
前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、
前記ワイヤロープの繰出し量と前記ワイヤロープの前記方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブーム先端の目標位置を算出し、
前記ブーム先端の目標位置に基づいて前記アクチュエータの作動信号を生成し、
前記式（１）における係数ａ、係数ｂおよび指数ｃが、前記目標速度信号における荷物の加速時間および速さに基づいて決定されるクレーン。

ａ、ｂ：係数、ｃ：指数、ｓ：微分要素
前記式（１）における係数ａ、係数ｂおよび指数ｃが、前記ブーム先端の現在位置に基づいて決定される請求項１に記載のクレーン。
ブームからワイヤロープで吊り下げられている荷物の移動方向と速さに関する目標速度信号に基づいてアクチュエータを制御するクレーンであって、
目標速度信号における荷物の加速時間、速さおよび移動方向を入力する操作具と、
前記ブームの旋回角度検出手段と、
前記ブームの起伏角度検出手段と、
前記ブームの伸縮長さ検出手段と、
基準位置に対する荷物の現在位置を検出する荷物位置検出手段と、を備え、
前記荷物位置検出手段が荷物を検出し、基準位置に対する前記荷物の現在位置を算出し、
前記操作具から入力された目標速度信号を積分し、式（１）によって表されるフィルタによって所定の周波数範囲の周波数成分を減衰させて目標軌道信号を算出し、前記目標軌道信号から前記基準位置に対する前記荷物の目標位置を算出し、
前記旋回角度検出手段が検出した旋回角度、前記起伏角度検出手段が検出した起伏角度および前記伸縮長さ検出手段が検出した伸縮長さから、前記基準位置に対するブーム先端の現在位置を算出し、
前記荷物の現在位置と前記ブーム先端の現在位置とから、前記ワイヤロープの繰出し量を算出し、
前記荷物の現在位置と前記荷物の目標位置とから、前記ワイヤロープの方向ベクトルを算出し、
前記ワイヤロープの繰出し量と前記ワイヤロープの前記方向ベクトルとから、前記荷物の目標位置におけるブーム先端の目標位置を算出し、
前記ブーム先端の目標位置に基づいて前記アクチュエータの作動信号を生成し、
所定の条件毎に前記式（１）における係数ａ、係数ｂおよび指数ｃが定められているデータベースを有し、前記データベースから任意の条件に対応する前記係数ａ、係数ｂおよび指数ｃを選択するクレーン。

ａ、ｂ：係数、ｃ：指数、ｓ：微分要素