特許 6976624 測位装置を用いた天井クレーンの運転制御システム、運転制御方法、及び運転制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6976624

(24)【登録日】2021年11月12日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】測位装置を用いた天井クレーンの運転制御システム、運転制御方法、及び運転制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 5/14 20060101AFI20211125BHJP

   G01S 5/04 20060101ALI20211125BHJP

   B66C 13/22 20060101ALI20211125BHJP

   B66C 13/48 20060101ALI20211125BHJP

【ＦＩ】

   G01S5/14

   G01S5/04

   B66C13/22 M

   B66C13/48 B

【請求項の数】11

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2021-88200(P2021-88200)

(22)【出願日】2021年5月26日

【審査請求日】2021年6月1日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521228606

【氏名又は名称】株式会社辻電制

(74)【代理人】

【識別番号】110002516

【氏名又は名称】特許業務法人白坂

(72)【発明者】

【氏名】辻 亨

【審査官】 渡辺 慶人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２８１５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６４７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／０９８６３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−１３８２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３９９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０８８３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１５２７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０５１９７８００（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ５／００ − ５／１４

１９／００ − １９／５５

Ｂ６６Ｃ １３／００ − １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測位の対象物に取り付けられビーコン信号を発信するビーコン発信部と、
予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置され、前記ビーコン発信部から発信されるビーコン信号を受信する受信部と、
前記ビーコン信号を受信した複数の前記受信部より前記ビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づき前記ビーコン発信部の位置を特定するサーバー部と、
基準となる既知の位置に予め設置され、ビーコン信号を発信する基準発信部と、
前記サーバー部が特定した前記基準発信部の位置と前記既知の位置との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記サーバー部が特定した前記ビーコン発信部の位置を補正する補正部と、を備える測位装置を用い、
建屋に敷設された走行レールにおいて走行し吊り荷を昇降する天井クレーンの運転制御システムであって、
前記天井クレーンは、前記吊り荷を昇降する昇降部と、前記走行レールを走行する走行部とを、クレーン本体部に備えており、
前記走行部に備えられた走行用モータの回転数を制御することにより前記クレーン本体部が前記走行レールを走行する際の速度を制御する走行用モータ制御部と、
前記昇降部の前記建屋における位置を測定する第１の前記測位装置と、
前記昇降部に吊り下げられている前記吊り荷の位置を測定する第２の前記測位装置と、
第１の前記測位装置が測定した第１位置情報及び第２の前記測位装置が測定した第２位置情報を取得し、前記第１位置情報に基づく前記昇降部の位置及び移動速度、並びに前記第１位置情報と前記第２位置情報との相対位置関係に基づく前記吊り荷の振れ変位及び振れ速度を算出する算出部と、
前記昇降部の前記位置及び前記移動速度、並びに前記吊り荷の前記振れ変位及び前記振れ速度の算出結果に基づいて前記走行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成する速度指令信号生成部と、を備える
ことを特徴とする天井クレーンの運転制御システム。

【請求項2】

前記速度指令信号生成部は、予め設定された前記吊り荷の振れ止めのための最適ゲインと、前記昇降部の前記位置及び前記移動速度、並びに前記吊り荷の前記振れ変位及び前記振れ速度の算出結果とに基づいて、前記走行用モータ制御部に対する最適操作量の前記速度指令信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項3】

前記クレーン本体部は、
２本の前記走行レールに跨がるとともに直交するガータと、
前記ガータに設けられ前記昇降部が横行する横行レールと、
前記昇降部に備えられ前記横行レールを横行する横行部と、をさらに備え、
前記横行部に備えられた横行用モータの回転数を制御することにより前記昇降部が前記横行レールを横行する際の速度を制御する横行用モータ制御部と、をさらに備え、
前記速度指令信号生成部は、前記昇降部の前記位置及び前記移動速度、並びに前記吊り荷の前記振れ変位及び前記振れ速度の算出結果に基づいて前記横行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項4】

前記速度指令信号生成部は、予め設定された前記吊り荷の振れ止めのための最適ゲインと、前記昇降部の前記位置及び前記移動速度、並びに前記吊り荷の前記振れ変位及び前記振れ速度の算出結果とに基づいて、前記横行用モータ制御部に対する最適操作量の前記速度指令信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項5】

前記測位装置において、
前記ビーコン発信部は複数種類のビーコン信号を発信し、
前記サーバー部は、前記複数種類のビーコン信号ごとに前記ビーコン発信部の位置を算出し、算出された複数の前記ビーコン発信部の位置の平均を前記ビーコン発信部の位置として特定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項6】

前記測位装置において、
前記ビーコン発信部の位置は、
前記ビーコン信号を受信する３台以上の前記受信部の測定値に基づいて特定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項7】

前記測位装置において、
前記ビーコン発信部の位置は、
前記受信部が受信する前記ビーコン信号の受信信号強度の測定値に基づいて特定される
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項8】

前記測位装置において、
前記受信部は複数のアンテナを備え、
前記ビーコン発信部の位置は、
前記受信部の複数のアンテナの各々で受信する前記ビーコン信号の間に生じる位相差の測定値に基づき前記ビーコン信号の到来方向を特定し、前記ビーコン信号の当該到来方向に基づいて特定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項9】

前記測位装置において、
前記ビーコン信号は前記ビーコン発信部の各々に割り当てられた固有の識別信号を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の天井クレーンの運転制御システム。

【請求項10】

測位の対象物に取り付けられビーコン信号を発信するビーコン発信部と、
予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置され、前記ビーコン発信部から発信されるビーコン信号を受信する受信部と、
前記ビーコン信号を受信した複数の前記受信部より前記ビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づき前記ビーコン発信部の位置を特定するサーバー部と、
基準となる既知の位置に予め設置され、ビーコン信号を発信する基準発信部と、
前記サーバー部が特定した前記基準発信部の位置と前記既知の位置との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記サーバー部が特定した前記ビーコン発信部の位置を補正する補正部と、を備える測位装置を用い、
建屋に敷設された走行レールにおいて走行し吊り荷を昇降する天井クレーンの運転制御方法であって、
前記天井クレーンは、前記吊り荷を昇降する昇降部と、前記走行レールを走行する走行部とを備えるクレーン本体部と、
前記走行部に備えられた走行用モータの回転数を制御することにより前記クレーン本体部が前記走行レールを走行する際の速度を制御する走行用モータ制御部と、を備え、
前記天井クレーンの運転制御システムに用いられるコンピュータは、
第１の前記測位装置が、前記クレーン本体部の前記建屋における位置を測定する第１の測位ステップと、
第２の前記測位装置が、前記昇降部に吊り下げられている前記吊り荷の位置を測定する第２の測位ステップと、
第１の前記測位装置が測定した第１位置情報及び第２の前記測位装置が測定した第２位置情報を取得し、前記第１位置情報に基づく前記昇降部の位置及び移動速度、並びに前記第１位置情報と前記第２位置情報との相対位置関係に基づく前記吊り荷の振れ変位及び振れ速度を算出する算出ステップと、
前記昇降部の前記位置及び前記移動速度、並びに前記吊り荷の前記振れ変位及び前記振れ速度の算出結果に基づいて前記走行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成する速度指令信号生成ステップと、を実行する
ことを特徴とする天井クレーンの運転制御方法。

【請求項11】

測位の対象物に取り付けられビーコン信号を発信するビーコン発信部と、
予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置され、前記ビーコン発信部から発信されるビーコン信号を受信する受信部と、
前記ビーコン信号を受信した複数の前記受信部より前記ビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づき前記ビーコン発信部の位置を特定するサーバー部と、
基準となる既知の位置に予め設置され、ビーコン信号を発信する基準発信部と、
前記サーバー部が特定した前記基準発信部の位置と前記既知の位置との誤差を算出する誤差算出部と、
前記誤差算出部により算出された誤差を用いて、前記サーバー部が特定した前記ビーコン発信部の位置を補正する補正部と、を備える測位装置を用い、
建屋に敷設された走行レールにおいて走行し吊り荷を昇降する天井クレーンの運転制御プログラムであって、
前記天井クレーンは、前記吊り荷を昇降する昇降部と、前記走行レールを走行する走行部とを備えるクレーン本体部と、
前記走行部に備えられた走行用モータの回転数を制御することにより前記クレーン本体部が前記走行レールを走行する際の速度を制御する走行用モータ制御部と、を備え、
前記天井クレーンの運転制御システムに用いるコンピュータに、
第１の前記測位装置に前記クレーン本体部の前記建屋における位置を測定させる第１の測位機能と、
第２の前記測位装置に前記昇降部に吊り下げられている前記吊り荷の位置を測定させる第２の測位機能と、
第１の前記測位装置により測定された第１位置情報及び第２の前記測位装置により測定された第２位置情報を取得し、前記第１位置情報に基づく前記昇降部の位置及び移動速度、並びに前記第１位置情報と前記第２位置情報との相対位置関係に基づく前記吊り荷の振れ変位及び振れ速度を算出する算出機能と、
前記昇降部の前記位置及び前記移動速度、並びに前記吊り荷の前記振れ変位及び前記振れ速度の算出結果に基づいて前記走行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成する速度指令信号生成機能と、を実現する
ことを特徴とする天井クレーンの運転制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測位装置を用いた天井クレーンの運転制御システム、運転制御方法、及び運転制御プログラムに関し、特に、ビーコン信号を用いて測位対象物を測位することを特徴とする測位装置を用いた天井クレーンの運転制御システム、運転制御方法、及び運転制御プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

測位対象物を測位する方法は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）を用いる方法が知られている。この方法は、上空の測位衛星からの信号をＧＰＳ受信機で受け取ることで、当該ＧＰＳ受信機の現在位置を測位する。

【0003】

ＧＰＳを用いた測位では、測位衛星からの信号を受信することが必要となるため、屋内などの位置を測位することは困難であった。そこで、屋内において、測位対象物からビーコン信号を発射することで当該対象物の位置を測位する技術が提案された（例えば、特許文献１）。ビーコン信号を用いた測位では、屋内の所定箇所にビーコン信号の受信機を配置して当該受信機がビーコン信号の直接波を受信しその測定値を利用する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０−１５３７３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、屋内におけるビーコン信号を用いた測位では、受信機の地点において、ビーコン信号が天井、壁などに反射して生じるビーコン信号の反射波が、ビーコン信号の直接波と干渉し、当該直接波を正確に測定することが困難な場合があった。

【0006】

そこで本開示は、ビーコン信号の反射波による悪影響を抑制することで、ビーコン信号を用いた測位を正確に行うことができる測位装置、測位方法、及び測位プログラム、並びに、当該測位装置を用いた天井クレーンの運転制御システム、運転制御方法、及び運転制御プログラム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】

【0007】

すなわち、第１の態様に係る測位装置は、測位の対象物に取り付けられビーコン信号を発信するビーコン発信部と、予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置され、ビーコン発信部から発信されるビーコン信号を受信する受信部と、ビーコン信号を受信した複数の受信部よりビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づきビーコン発信部の位置を特定するサーバー部と、基準となる既知の位置に予め設置され、ビーコン信号を発信する基準発信部と、サーバー部が特定した基準発信部の位置と既知の位置との誤差を算出する誤差算出部と、誤差算出部により算出された誤差を用いて、サーバー部が特定したビーコン発信部の位置を補正する補正部と、を備える。

【0008】

第２の態様は、第１の態様にかかる測位装置において、ビーコン発信部は複数種類のビーコン信号を発信し、サーバー部は、複数種類のビーコン信号ごとにビーコン発信部の位置を算出し、算出された複数のビーコン発信部の位置の平均をビーコン発信部の位置として特定することとしてもよい。

【0009】

第３の態様は、第１または２の態様にかかる測位装置において、ビーコン発信部の位置は、ビーコン信号を受信する３台以上の受信部の測定値に基づいて特定されてもよい。

【0010】

第４の態様は、第１ないし３のいずれか１の態様にかかる測位装置において、ビーコン発信部の位置は、受信部が受信するビーコン信号の受信信号強度の測定値に基づいて特定されることしてもよい。

【0011】

第５の態様は、第１または２の態様にかかる測位装置において、受信部は複数のアンテナを備え、ビーコン発信部の位置は、受信部の複数のアンテナの各々で受信するビーコン信号の間に生じる位相差の測定値に基づきビーコン信号の到来方向を特定し、ビーコン信号の当該到来方向に基づいて特定されることとしてもよい。

【0012】

第６の態様は、第１ないし５のいずれか１の態様にかかる測位装置において、ビーコン信号はビーコン発信部の各々に割り当てられた固有の識別信号を含むこととしてもよい。

【0013】

第７の態様は、第１ないし６のいずれか１の態様にかかる測位装置において、ビーコン発信部は、無線ＬＡＮの通信によってアクセスポイントの位置情報を取得することによりビーコン発信部の位置を測定する位置情報取得部と、取得されたビーコン発信部の位置の位置情報をＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）方式の無線通信によりユーザへ送信する位置情報送信部と、をさらに備えることとしてもよい。

【0014】

第８の態様にかかる測位方法は、第１ないし７のいずれか１の態様にかかる測位装置における測位方法であって、測位装置に用いられるコンピュータが、測位の対象物に取り付けられたビーコン発信部からビーコン信号を発信させる発信ステップと、予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置された受信部に、ビーコン発信部から発信されるビーコン信号を受信させる受信ステップと、ビーコン信号を受信した複数の受信部よりビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づきビーコン発信部の位置を特定するサーバーステップと、基準となる既知の位置に予め設置された基準発信部からビーコン信号を発信させる基準発信ステップと、サーバー部が特定した基準のビーコン発信部の位置と既知の位置との誤差を算出する誤差算出ステップと、誤差算出部により算出された誤差を用いて、サーバー部が特定したビーコン発信部の位置を補正する補正ステップと、を実行する。

【0015】

第９の態様にかかる測位プログラムは、第１ないし７のいずれか１の態様にかかる測位装置における測位プログラムであって、測位装置に用いられるコンピュータに、測位の対象物に取り付けられたビーコン発信部に、ビーコン信号を発信させる発信機能と、予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置された受信部に、ビーコン発信部から発信されるビーコン信号を受信させる受信機能と、ビーコン信号を受信した複数の受信部よりビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づきビーコン発信部の位置を特定するサーバー機能と、基準となる既知の位置に予め設置された基準発信部からビーコン信号を発信させる基準発信機能と、サーバー部が特定した基準発信部の位置と既知の位置との誤差を算出する誤差算出機能と、誤差算出部により算出された誤差を用いて、サーバー部が特定したビーコン発信部の位置を補正する補正機能と、を実現する。

【0016】

第１０の態様にかかるクレーンの運転制御システムは、第１ないし７のいずれか１の態様にかかる測位装置を用いる、建屋に敷設された走行レールにおいて走行し吊り荷を昇降する天井クレーンの運転制御システムであって、天井クレーンは、吊り荷を昇降する昇降部と、走行レールを走行する走行部とを、クレーン本体部に備えており、走行部に備えられた走行用モータの回転数を制御することによりクレーン本体部が走行レールを走行する際の速度を制御する走行用モータ制御部と、昇降部の建屋における位置を測定する第１の測位装置と、昇降部に吊り下げられている吊り荷の位置を測定する第２の測位装置と、第１の測位装置が測定した第１位置情報及び第２の測位装置が測定した第２位置情報を取得し、第１位置情報に基づく昇降部の位置及び移動速度、並びに第１位置情報と第２位置情報との相対位置関係に基づく吊り荷の振れ変位及び振れ速度を算出する算出部と、昇降部の位置及び移動速度、並びに吊り荷の振れ変位及び振れ速度の算出結果に基づいて走行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成する速度指令信号生成部と、を備える。

【0017】

第１１の態様は、第１０の態様にかかる天井クレーンの運転制御システムにおいて、速度指令信号生成部は、予め設定された吊り荷の振れ止めのための最適ゲインと、昇降部の位置及び移動速度、並びに吊り荷の振れ変位及び振れ速度の算出結果とに基づいて、走行用モータ制御部に対する最適操作量の速度指令信号を生成することとしてもよい。

【0018】

第１２の態様は、第１０または１１の態様にかかる天井クレーンの運転制御システムにおいて、クレーン本体部は、２本の走行レールに跨がるとともに直交するガータと、ガータに設けられ昇降部が横行する横行レールと、昇降部に備えられ横行レールを横行する横行部と、をさらに備え、横行部に備えられた横行用モータの回転数を制御することにより昇降部が横行レールを横行する際の速度を制御する横行用モータ制御部と、をさらに備え、速度指令信号生成部は、昇降部の位置及び移動速度、並びに吊り荷の振れ変位及び振れ速度の算出結果に基づいて横行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成することとしてもよい。

【0019】

第１３の態様は、第１２の態様にかかる天井クレーンの運転制御システムにおいて、速度指令信号生成部は、予め設定された吊り荷の振れ止めのための最適ゲインと、昇降部の位置及び移動速度、並びに吊り荷の振れ変位及び振れ速度の算出結果とに基づいて、横行用モータ制御部に対する最適操作量の速度指令信号を生成することとしてもよい。

【0020】

第１４の態様にかかる天井クレーンの運転制御方法は、第１ないし７のいずれか１の態様にかかる測位装置を用いる、建屋に敷設された走行レールにおいて走行し吊り荷を昇降する天井クレーンの運転制御方法であって、天井クレーンは、吊り荷を昇降する昇降部と、走行レールを走行する走行部とを備えるクレーン本体部と、走行部に備えられた走行用モータの回転数を制御することによりクレーン本体部が走行レールを走行する際の速度を制御する走行用モータ制御部と、を備え、天井クレーンの運転制御システムに用いられるコンピュータは、第１の測位装置が、昇降部の建屋における位置を測定する第１の測位ステップと、第２の測位装置が、昇降部に吊り下げられている吊り荷の位置を測定する第２の測位ステップと、第１の測位装置が測定した第１位置情報及び第２の測位装置が測定した第２位置情報を取得し、第１位置情報に基づく昇降部の位置及び移動速度、並びに第１位置情報と第２位置情報との相対位置関係に基づく吊り荷の振れ変位及び振れ速度を算出する算出ステップと、昇降部の位置及び移動速度、並びに吊り荷の振れ変位及び振れ速度の算出結果に基づいて走行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成する速度指令信号生成ステップと、を実行する。

【0021】

第１５の態様にかかるクレーンの運転制御プログラムは、第１ないし７のいずれか１の態様にかかる測位装置を用いる、建屋に敷設された走行レールにおいて走行し吊り荷を昇降する天井クレーンの運転制御プログラムであって、天井クレーンは、吊り荷を昇降する昇降部と、走行レールを走行する走行部とを備えるクレーン本体部と、走行部に備えられた走行用モータの回転数を制御することによりクレーン本体部が走行レールを走行する際の速度を制御する走行用モータ制御部と、を備え、天井クレーンの運転制御システムに用いるコンピュータに、第１の測位装置に昇降部の建屋における位置を測定させる第１の測位機能と、第２の測位装置に昇降部に吊り下げられている吊り荷の位置を測定させる第２の測位機能と、第１の測位装置により測定された第１位置情報及び第２の測位装置により測定された第２位置情報を取得し、第１位置情報に基づく昇降部の位置及び移動速度、並びに第１位置情報と第２位置情報との相対位置関係に基づく吊り荷の振れ変位及び振れ速度を算出する算出機能と、昇降部の位置及び移動速度、並びに吊り荷の振れ変位及び振れ速度の算出結果に基づいて走行用モータ制御部に対する速度指令信号を生成する速度指令信号生成機能と、を実現する。

【発明の効果】

【0022】

本開示に係る測位装置、測位方法、及び測位プログラム、並びに、当該測位装置を用いた天井クレーンの運転制御システム、運転制御方法、及び運転制御プログラムによれば、ビーコン信号の反射波による悪影響を抑制することで、ビーコン信号を用いた測位を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１実施形態に係る制御装置を含む天井クレーンの運転制御システムの全体構成を説明する図である。

【図2】制御装置の構成を説明する図である。

【図3】昇降部と吊り荷のモデルを説明する図である。

【図4】測位装置の全体の構成を説明する図である。

【図5】他の実施例の測位装置の全体の構成を説明する図である。

【図6】他の実施例の測位装置の受信部の測定原理を説明する図である。

【図7】測位装置の受信部のハードの構成を説明する図である。

【図8】測位装置のサーバー部のハードの構成を説明する図である。

【図9】測位装置のサーバー部の機能的構成の一例を説明する図である。

【図10】測位装置のサーバー部のファームウエアのフローチャートである。

【図11】天井クレーンの運転制御プログラムのフローチャートである。

【図12】第２実施形態に係る測位装置のビーコン発信部の使用状況を示す図である。

【図13】測位装置のビーコン発信部のハードの構成を説明する図である。

【図14】測位装置のビーコン発信部のソフトの構成を説明する図である。

【図15】測位装置のビーコン発信部の制御プログラムのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（第１実施形態）
図１乃至図１１を参照して本開示に係る測位装置を天井クレーンの運転制御システム１０に適用した第１実施形態について説明する。なお、本開示に係る測位装置は、天井クレーンの運転制御システムへの適用に限定されるものではなく、様々な対象を測位し、さらには位置決め制御に応用することができる。

【0025】

図１を参照して、天井クレーンの運転制御システム１０の全体構成について説明する。図１は制御装置を含む天井クレーンの運転制御システム１０の全体構成を説明する図である。
天井クレーンの運転制御システム１０は天井クレーン１１と制御装置２６とを含む。天井クレーン１１はクレーン本体部１３を備えており、クレーン本体部１３は走行部１４と昇降部１５とを備える。走行部１４はクレーン本体部１３を構成するガータ１６の両端の各々に取り付けられている。昇降部１５はガータ１６に設置され、ガータ１６の延伸方向に沿って横行するものである。

【0026】

クレーン本体部１３はガータ１６と横行レール２３とをさらに備える。
ガータ１６は、２本の走行レール１８に跨がるとともに直交する。横行レール２３は、ガータ１６に設けられ昇降部１５が横行する。横行部２１は、昇降部１５に備えられ横行レール２３を横行する。

【0027】

走行レール１８は建屋１２の天井近くで左右に２本敷設され、この２本の走行レール１８の一部は建屋１２の出入り口から屋外に飛び出ている。クレーン本体部１３は、走行部１４が２本の走行レール１８に跨がるように取り付けられることで、走行レール１８に走行可能に取り付けられる。走行部１４は走行用モータ１７が設置されており、走行用モータ１７が駆動することでクレーン本体部１３が走行レール１８の延伸方向に沿って走行するものである。

【0028】

横行部２１は横行用モータ２２が設置されており、横行用モータ２２が駆動することで昇降部１５が横行レール２３の延伸方向に沿って横行するものである。
吊り荷２５は、昇降部１５から吊り下げられたワイヤ１９の下端にあるフック２０に吊り下げられた状態で移動する。吊り荷２５は、天井クレーン１１によって建屋１２の内部を移動する。吊り荷２５は、天井クレーン１１によって建屋１２の内部から外部に運び出され、若しくは、天井クレーン１１によって建屋１２の内部から外部に運び込まれる。

【0029】

制御装置２６は、クレーン本体部１３が走行レール１８上を走行する際の速度、及び昇降部１５が横行レール２３上を横行する際の速度を制御するために、速度指令信号を生成し走行用モータ１７及び横行用モータ２２へ向けて出力する。走行用モータ１７及び横行用モータ２２の回転数は、後述する第１の測位装置２７及び第２の測位装置２８が測定した測定結果に応じて制御装置２６により決定される。

【0030】

図２を参照して、制御装置２６の物理的及び機能的構成について説明する。図２は制御装置２６の構成を説明する図である。図２に示す様に、制御装置２６は、ＥＣＵ（Electric Control Unit:電子制御ユニット）２９、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３１、記憶部３２、入出力インターフェース３３、機能部３４、などを備えている。

【0031】

入出力インターフェース３３は、制御装置２６の外部に設置される走行用モータ１７、第１の測位装置２７、及び第２の測位装置２８に対してデータ及び信号などの送受信を行う。制御装置２６は、入出力インターフェース３３を介して走行用モータ１７に対して速度指令信号を出力し、入出力インターフェース３３を介して第１の測位装置２７及び第２の測位装置２８の測定結果を取得する。

【0032】

記憶部３２は、記憶装置として利用でき、制御装置２６が動作する上で必要となるファームウエア及び当該ファームウエアによって利用される各種データなどが記録される。制御装置２６のファームウエアとなる後述の運転制御プログラム（図１１参照）は、ＲＯＭ３０若しくは記憶部３２に予め記憶されている。

【0033】

制御装置２６は、ＲＯＭ３０若しくは記憶部３２に保存された運転制御プログラムをＲＡＭ３１などで構成されるメインメモリに取り込む。ＥＣＵ２９は、制御装置２６を制御するための運転制御プログラムを取り込んだメインメモリにアクセスして、当該プログラムを実行する。

【0034】

制御装置２６は、ＥＣＵ２９に運転制御プログラムを実行させることで、内蔵する電子機器の機能を制御し、各種機能を実現させるための機能部３４を当該電子機器に構成する。機能部３４は、運転制御プログラムを実行することで、算出部３５、速度指令信号生成部３６、走行用モータ制御部３７、及び横行用モータ制御部３８を備える。

【0035】

図２に示す、算出部３５は、第１の測位装置２７が測定した第１位置情報及び第２の測位装置２８が測定した第２位置情報を取得し、第１位置情報に基づく昇降部１５の位置及び移動速度、並びに第１位置情報と第２位置情報との相対位置関係に基づく吊り荷の振れ変位及び振れ速度を算出する。

【0036】

第１の測位装置２７は、昇降部１５の建屋１２における位置を測定する。第１の測位装置２７が測定した第１位置情報は、建屋１２の所定位置を原点とした三次元の直交座標系で表され、点Ｐ（Ｐｘ（ｔ），Ｐｙ（ｔ），Ｐｚ（ｔ））とする。点Ｐは時間によって変化する関数である。

【0037】

第２の測位装置２８は、昇降部１５に吊り下げられている吊り荷２５の建屋１２における位置を測定する。第２の測位装置２８が測定した第２位置情報は、建屋１２の所定位置を原点とした三次元の直交座標系で表され、点Ｑ（Ｑｘ（ｔ），Ｑｙ（ｔ），Ｑｚ（ｔ））とする。点Ｑは時間によって変化する関数である。

【0038】

算出部３５は、第１位置情報に基づき昇降部１５の位置及び移動速度を算出する。昇降部１５の位置をＸ１として移動速度をＸ２とした場合、以下の式（数１）で表される。なお、これ以降では、関数の時間微分は、文章中では変数の上に点を着けることで表すこととする。

【0039】

【数1】

【0040】

算出部３５は、第１位置情報と第２位置情報との相対位置関係に基づき吊り荷２５の振れ変位及び振れ速度を算出する。吊り荷２５の振れ変位をＸ３として振れ速度をＸ４とした場合、以下の式（数２）で表される。

【0041】

【数2】

【0042】

図２に示す、速度指令信号生成部３６は、昇降部１５の位置（Ｘ１）及び移動速度（Ｘ２）、並びに吊り荷の振れ変位（Ｘ３）及び振れ速度（Ｘ４）の算出結果に基づいて走行用モータ制御部３７及び横行用モータ制御部３８に対する速度指令信号を生成する。

【0043】

速度指令信号生成部３６は、予め設定された吊り荷２５の振れ止めのための最適ゲインＫと、昇降部１５の位置（Ｘ１）及び移動速度（Ｘ２）、並びに吊り荷２５の振れ変位（Ｘ３）及び振れ速度（Ｘ４）の算出結果とに基づいて、走行用モータ制御部３７及び横行用モータ制御部３８に対する最適操作量の速度指令信号を生成する。

【0044】

速度指令信号生成部３６は、昇降部１５の位置（Ｘ１）及び移動速度（Ｘ２）、並びに吊り荷２５の振れ変位（Ｘ３）及び振れ速度（Ｘ４）をゼロに戻すために必要な最適操作量を演算し、その速度指令信号を生成する。

【0045】

図２に示す、走行用モータ制御部３７は、走行部１４に備えられた走行用モータ１７の回転数を制御することによりクレーン本体部１３が走行レール１８を走行する際の速度を制御する。

【0046】

走行用モータ制御部３７は、速度指令信号生成部３６により生成された速度指令信号に基づいて走行用モータ１７の回転数を制御することによりクレーン本体部１３が走行レール１８を走行する際の速度を制御する。

【0047】

図２に示す、横行用モータ制御部３８は、横行部２１に備えられた横行用モータ２２の回転数を制御することにより昇降部１５が横行レール２３を横行する際の速度を制御する。
横行用モータ制御部３８は、速度指令信号生成部３６により生成された速度指令信号に基づいて横行用モータ２２の回転数を制御することにより昇降部１５が横行レール２３を横行する際の速度を制御する。

【0048】

以下に、図３を参照して、吊り荷２５の振れ止め及び位置決めの制御の具体的処理について説明する。図３は昇降部１５と吊り荷２５のモデルを説明する図である。Ｌはワイヤ１９の長さを示す。説明の便宜上、ワイヤ１９の先端は吊り荷２５の重心にあるものとする。

【0049】

上記の処理により、昇降部１５及び吊り荷２５の運動状態量である、昇降部１５の位置（Ｘ１）及び移動速度（Ｘ２）、並びに吊り荷２５の振れ変位（Ｘ３）及び振れ速度（Ｘ４）が算出部３５により算出される。

【0050】

次に、算出部３５で算出された昇降部１５及び吊り荷２５の運動状態量から速度指令信号生成部３６によって、走行用モータ制御部３７及び横行用モータ制御部３８に対する最適操作量の速度指令ｕを算出する。最適操作量ｕは、昇降部１５及び吊り荷２５の運動状態量（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４）と最適ゲインＫとに基づいて、以下の式（数３）によって算出される。

【0051】

【数3】

Ｋは、以下の式（数４）に示す１行４列の定数マトリックスである。

【0052】

【数4】

従って、ｕは以下の式（数５）によって算出される。

【0053】

【数5】

次に、最適ゲインＫの求め方について以下に説明する。
昇降部１５、ワイヤ１９、及び吊り荷２５について立てた運動方程式より、以下の式（数６）の状態方程式を導出する。この状態方程式は吊り荷２５の振れをバネ・マス系として線形微分方程式として表したものである。Ａは２行２列の遷移行列、Ｂは２行１列の駆動行列である。

【0054】

【数6】

【0055】

上述した式（数６）の状態方程式に対して、以下の式（数７）で示される評価関数Ｊを最小化する以下の式（数８）で示される最適ゲインを求める。なお、Ｑ、Ｒはそれぞれ重み行列である。

【0056】

【数7】

【0057】

【数8】

上述のように評価関数Ｊを最小化することで、できるだけ小さな操作量ｕの状態量のすべての要素を速やかにゼロにする最適ゲインＫを求めたことになる。

【0058】

制御装置２６は、上記した演算により求めた最適ゲインＫに基づいて、昇降部１５及び吊り荷２５の運動状態量及び運転状態に応じた最適操作量を演算し、この最適操作量を走行用モータ制御部３７の制御指令信号として出力し、走行用モータ１７を駆動することで吊り荷２５の位置決めと振れ止めの最適制御を実行する。この最適制御により吊り荷２５の振れ止めを実現しつつ、高精度な吊り荷２５の位置決め制御が可能となる。

【0059】

次に図４を参照して第１の測位装置２７及び第２の測位装置２８について説明する。図４は測位装置２７、２８の全体の構成を説明する図である。

【0060】

第１の測位装置２７は、第１のビーコン発信部４０、第１の受信部４２、第１のサーバー部４６、基準発信部８５、第１の誤差算出部８７、及び第１の補正部８９を備える。
第２の測位装置２８は、第２のビーコン発信部４１、第２の受信部４３、第２のサーバー部４７、基準発信部８５、第２の誤差算出部８８、及び第２の補正部９０を備える。

【0061】

第１のビーコン発信部４０は、測位の対象物となる昇降部１５に取り付けられ第１のビーコン信号を発信する。
第２のビーコン発信部４１は、測位の対象物となる吊り荷２５に取り付けられ第１のビーコン信号とは異なる第２のビーコン信号を発信する。

【0062】

第１の受信部４２は、建屋１２の予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置され、第１のビーコン発信部４０が発信する第１のビーコン信号を受信する。
第２の受信部４３は、建屋１２の予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置され、第２のビーコン発信部４１が発信する第２のビーコン信号を受信する。

【0063】

第１のサーバー部４６は、第１のビーコン信号を受信した複数の第１の受信部４２より第１のビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づき第１のビーコン発信部４０の位置を特定する。
第２のサーバー部４７は、第２のビーコン信号を受信した複数の第２の受信部４３より第２のビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づき第２のビーコン発信部４１の位置を特定する。

【0064】

基準発信部８５は、基準となる既知の位置に予め設置され、ビーコン信号を発信する。
基準発信部８５は、第１及び第２の測位装置２７、２８で共有されるものであるが、第１及び第２の測位装置２７、３８ごとに用意されてもよい。
第１の誤差算出部８７は、第１のサーバー部４６が特定した基準発信部８５の位置と既知の位置との誤差を算出する。
第２の誤差算出部８８は、第２のサーバー部４７が特定した基準発信部８５の位置と既知の位置との誤差を算出する。

【0065】

例えば、基準発信部８５の既知の位置が（１０，１０，１０）であって第１のサーバー部４６が基準発信部８５の位置を（９，８，９）であると特定した場合に、第１の誤差算出部８７は誤差を（−１，−２，−１）と算出する。
さらに、基準発信部８５の既知の位置が（１０，１０，１０）であって第２のサーバー部４７が基準発信部８５の位置を（１２，１１，１２）であると特定した場合に、第２の誤差算出部８８は誤差を（２，１，２）と算出する。

【0066】

第１の補正部８９は、第１の誤差算出部８７により算出された誤差を用いて、第１のサーバー部４６が特定した第１のビーコン発信部４０の位置を補正する。
第２の補正部９０は、第２の誤差算出部８８により算出された誤差を用いて、第２のサーバー部４７が特定した第２のビーコン発信部４１の位置を補正する。

【0067】

例えば、第１のサーバー部４６が第１のビーコン発信部４０の位置を（４，４，３）と特定した場合について説明する。第１の誤差算出部８７により算出された誤差は（−１，−２，−１）であったので、第１の補正部８９は第１のビーコン発信部４０の位置を（４，４，３）から（５，６，４）へと補正をする。
さらに、第２のサーバー部４７が第２のビーコン発信部４１の位置を（７，６，８）と特定した場合について説明する。第２の誤差算出部８８により算出された誤差は（２，１，２）であったので、第２の補正部９０は第２のビーコン発信部４１の位置を（７，６，８）から（５，５，６）へと補正をする。
このようにすることで、第１及び第２の測位装置２７、２８を用いて測位するにあたり、含み得る誤差を算出し補正をすることが可能である。

【0068】

第１の誤差算出部８７、及び第１の補正部８９は、第１のサーバー部４６の機能の一部として第１のサーバー部４６に内蔵されてもよい。第２の誤差算出部８８、及び第２の補正部９０は、第２のサーバー部４７の機能の一部として第２のサーバー部４７に内蔵されてもよい。

【0069】

また、ビーコン発信部４０、４１は複数種類のビーコン信号を発信し、サーバー部４６、４７は、複数種類のビーコン信号ごとにビーコン発信部４０、４１の位置を算出し、算出された複数の発信部の位置の平均をビーコン発信部４０、４１の位置として特定することとしてもよい。

【0070】

即ち、第１のビーコン発信部４０は複数種類の第１のビーコン信号、例えば、ビーコン信号Ａ、Ｂ、Ｃの３種類のビーコン信号を発信する。第１のサーバー部４６は、まず、第１のビーコン発信部４０の位置について、ビーコン信号Ａに係る位置Ａ、ビーコン信号Ｂに係る位置Ｂ、ビーコン信号Ｃに係る位置Ｃを算出する。第１のサーバー部４６は、次に、位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃの平均を第１のビーコン発信部４０の位置として特定する。

【0071】

第２のビーコン発信部４１は、第１のビーコン信号とは異なる、複数種類の第２のビーコン信号、例えば、ビーコン信号Ｄ、Ｅ、Ｆの３種類のビーコン信号を発信する。第２のサーバー部４７は、まず、第２のビーコン発信部４１の位置について、ビーコン信号Ｄに係る位置Ｄ、ビーコン信号Ｅに係る位置Ｅ、ビーコン信号Ｆに係る位置Ｆを算出する。第２のサーバー部４７は、次に、位置Ｄ、位置Ｅ，位置Ｆの平均を第２のビーコン発信部４１の位置として特定する。

【0072】

上記によれば、ビーコン信号のビーコン発信部４０、４１の位置について、複数種類のビーコン信号ごとに算出されたビーコン発信部４０、４１の位置の中心値を用いて特定するので、１個の算出結果と比較してより確からしい位置を特定することができる。平均の母数、即ち、ビーコン信号の種類の数を多くすることでより信頼性の高いビーコン発信部４０、４１の位置を特定することができる。

【0073】

第１及び第２のビーコン発信部４０、４１は、ビーコン信号の波長又は周波数を異ならせた複数種類を発信する。
なお、第１の測位装置２７及び第２の測位装置２８は、第１のゲートウェイ部４４、及び第２のゲートウェイ部４５を更に備えることとしてもよい。

【0074】

第１の測位装置２７と第２の測位装置２８とは、同じ機能及び構成を備えているので、以下、第１の測位装置２７についてのみ説明をし、第２の測位装置２８についての説明は省略する。また、第1の測位装置２７または第２の測位装置２８のどちらか一方が、第１のビーコン発信部４０及び第２のビーコン発信部４１の両方の位置を特定する構成としてもよい。この場合は、ビーコン信号はビーコン発信部の各々に割り当てられた固有の識別信号を含むものとし、測位装置はビーコン信号に含まれる当該識別信号に基づいてそれぞれのビーコン発信部の位置を特定する。

【0075】

第１のゲートウェイ部４４は、第１の受信部４２と第１のサーバー部４６とを中継する役割を担う。第１の受信部４２と第１のサーバー部４６とが扱うデータ形式などが異なる場合に、第１のゲートウェイ部４４は第１の受信部４２から受け取ったデータを変換して第１のサーバー部４６に送信する。

【0076】

第１の受信部４２と第１のサーバー部４６とが扱うデータ形式などが同じである場合、若しくは、第１の受信部４２又は第１のサーバー部４６が第１のゲートウェイ部４４の役割を担う場合は、第１のゲートウェイ部４４は不要となる。

【0077】

第１のビーコン発信部４０の位置は、第１の受信部４２が受信する第１のビーコン信号の受信信号強度(RSSI : Received Signal Strength Indicator)の測定値に基づいて特定される。
第１のビーコン発信部４０の位置は、第１のビーコン信号を受信する３台以上の第１の受信部４２の測定値に基づいて特定される。

【0078】

第１のビーコン信号は第１のビーコン発信部４０の各々に割り当てられた固有の識別信号を含む。
第１のビーコン発信部４０は、ＢＬＥ（Bluetooth (登録商標) Low Energy）の無線通信によりビーコン信号をブロードキャスト通信により発信する。ブロードキャスト通信とは、不特定多数の第１の受信部４２に対して信号を送信する一方通行の通信方式のことである。

【0079】

第１のビーコン発信部４０はペリフェラル機器として機能し、第１の受信部４２はセントラル機器として機能する。第１のビーコン発信部４０と第１の受信部４２とは相互の通信接続が確立されていないアドバタイズの状態にある。アドバタイズは、ペリフェラル機器が自機の存在をセントラル機器に伝えるために信号及びデータなどを定期的に発信することである。

【0080】

ビーコン信号は第１のビーコン発信部４０の各々に割り当てられた固有の識別信号を含むことができる。従って、第１の受信部４２はビーコン信号を受信すること、ビーコン信号に含まれている第１のビーコン発信部４０の各々に割り当てられた固有の識別信号を受信し、ビーコン信号を発信している第１のビーコン発信部４０を識別することが可能となる。

【0081】

また、第１の受信部４２はビーコン信号を受信したときに、受信したビーコン信号の強さに関する情報を得る。ビーコン信号の強度に関する情報とは、受信信号強度(RSSI : Received Signal Strength Indicator)のことである。

【0082】

受信信号強度の測定値は受信した電波の電力を対数で表すものであり、受信信号強度の測定値の大きさから第１のビーコン発信部４０から第１の受信部４２までの距離を計算することができる。建屋１２内の三次元の座標が既知である第１の受信部４２を複数配置し、第１のサーバー部４６は、第１の受信部４２の受信信号強度の測定値から、第１のビーコン発信部４０から第１の受信部４２までの距離を測定し、第１のビーコン発信部４０の位置の算出を行う。このとき、予め測定された距離１ｍでの受信信号強度の測定値に基づいて距離を推定することもできる。３つ以上の受信信号強度が計測できれば第１のビーコン発信部４０の位置の算出が可能となる。従って、第１の受信部４２は少なくとも３個以上必要となる。

【0083】

第１のビーコン発信部４０の位置は上記した様なビーコン信号の受信信号強度の測定値に基づいて特定されるのみならず、他の方法によっても第１のビーコン発信部４０の位置を特定することができる。第１のビーコン発信部４０の位置を特定する他の実施例について、図５及び図６を参照して説明する。図５は他の実施例の測位装置の全体の構成を説明する図であり、図６は他の実施例の測位装置の受信部の測定原理を説明する図である。

【0084】

すなわち、第１のビーコン発信部４０の位置を特定する他の実施例では、第１の受信部４２は複数のアンテナを備え、第１のビーコン発信部４０の位置は、第１の受信部４２の複数のアンテナ７０ａ、７０ｂの各々で受信する第１のビーコン信号７１ａ、７１ｂの間に生じる位相差の測定値に基づき第１のビーコン信号７１ａ、７１ｂの到来方向を特定し、第１のビーコン信号７１ａ、７１ｂの当該到来方向に基づいて特定されることとしてもよい。

【0085】

図６（ａ）に示す様に、２つのアンテナ７０ａ、７０ｂの正面から電波が到来した場合、２つのアンテナ７０ａ、７０ｂで同位相の電波が観測される。一方、図６（ｂ）に示す様に、斜め方向から電波が到来した場合、２つのアンテナ７０ａ、７０ｂで観測された電波には所定の位相差が生じる。この位相差を測定することで当該電波の到来方向を特定することが可能となる。

【0086】

例えば、図５に示すようなｘｙの直交座標系において、第１の受信部４２を（０，０）、（ｘ０，０）の位置に置き、第１の受信部４２で受信したビーコン信号７１ａ、７１ｂの到来角度がそれぞれθ１、θ２だった場合に、第１のビーコン発信部４０の位置（ｘ，ｙ）は以下の式（数９）によって表される。

【0087】

【数9】

【0088】

上記の方法によれば、第１のビーコン発信部４０の位置の測定は、ビーコン信号の反射波による影響を受けること無く行われるので、反射波の影響を受ける受信信号強度に基づく測定と比較して正確に第１のビーコン発信部４０の位置を測定することができる。なお、上記した他の実施例にかかる測位装置は、天井クレーンの運転制御システムへの適用に限定されるものではなく、様々な対象を測位し、さらには位置決め制御に応用することができる。

【0089】

以下に、第１の受信部４２の概要について説明する。第１の受信部４２は、ＢＬＥの無線通信によるビーコン信号を受信するセントラル機器であり情報通信端末である。第１の受信部４２は、受信したビーコン信号の測定値をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に第１のゲートウェイ部４４に無線ＬＡＮにより送信する。

【0090】

図７を参照して、第１の受信部４２の物理的構成の一例について説明する。図７は測位装置２７、２８の受信部４２、４３のハードの構成を説明する図である。第１の受信部４２は、無線ＬＡＮインターフェース５０、Read Only Memory（ＲＯＭ）５１、Random Access Memory（ＲＡＭ）５２、記憶部５３、Central Processing Unit（ＣＰＵ）５４、入出力インターフェース５５などを備えている。

【0091】

第１の受信部４２は、外部装置として入力装置５６及び出力装置５７を備える。第１の受信部４２は、入力装置５６としてアンテナ５８を備える。アンテナ５８は、ＢＬＥの無線通信によるビーコン信号を受信するための空中線として機能する。

【0092】

無線ＬＡＮインターフェース５０は、主に第１のビーコン信号の測定値のデータを第１のゲートウェイ部４４に対して送信を行う機能を備える。記憶部５３は、記憶装置として利用でき、第１の受信部４２が動作する上で必要となる各種ファームウエア及び当該ファームウエアによって利用される各種データなどが記録される。入出力インターフェース５５は、第１の受信部４２の外部装置となる入力装置５６及び出力装置５７に対してデータなどの送受信を行う。

【0093】

第１の受信部４２は、ＲＯＭ５１若しくは記憶部５３に保存された各種ファームウエアをＲＡＭ５２などで構成されるメインメモリに当該ファームウエアを取り込む。ＣＰＵ５４は、当該ファームウエアを取り込んだメインメモリにアクセスして、当該ファームウエアを実行する。

【0094】

第１及び第２の受信部４２、４３は、ＣＰＵ５４にファームウエアを実行させることで、基準発信部８５又はビーコン発信部４０、４１から発信されるビーコン信号を受信し、受信したビーコン信号の測定値をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、第１及び第２のゲートウェイ部４４、４５を介して、若しくは直接に第１及び第２のサーバー部４６、４７へ送信する機能を実現する。

【0095】

以下に、第１のサーバー部４６の概要について説明する。第１のサーバー部４６は、第１の受信部４２で測定した第１のビーコン信号の測定値を取得し、取得した第１のビーコン信号の測定値に基づいて第１のビーコン発信部４０の位置を特定し、特定された当該位置の位置データを制御装置２６の算出部３５に向けて送信する情報処理装置である。

【0096】

制御装置２６の算出部３５では、第１のサーバー部４６から送信されてきた位置データを第１位置情報として取得し、第２のサーバー部４７から送信されてきた位置データを第２位置情報として取得する。算出部３５は、取得した第１位置情報及び第２位置情報に基づいて、昇降部１５の位置Ｘ１及び移動速度Ｘ２、並びに吊り荷２５の振れ変位Ｘ３及び振れ速度Ｘ４を算出する。

【0097】

図８を参照して、第１のサーバー部４６の物理的構成の一例について説明する。図８は測位装置２７、２８のサーバー部４６、４７のハードの構成を説明する図である。第１のサーバー部４６は、通信インターフェース６０、Read Only Memory（ＲＯＭ）６１、Random Access Memory（ＲＡＭ）６２、記憶部６３、Central Processing Unit（ＣＰＵ）６４、入出力インターフェース６５などを備えている。

【0098】

第１のサーバー部４６は、外部装置として入力装置６６及び出力装置６７を備える。第１のサーバー部４６は、入力装置６６として図示しないキーボード、マウス、スキャナなどを備え、出力装置６７として図示しないモニタ、プリンタなどを備えており、いわゆる情報処理装置の周辺機器が外部装置として用いられる。

【0099】

通信インターフェース６０は、制御装置２６及び第１のゲートウェイ部４４に対してデータなどの送受信を行う。通信インターフェース６０は、制御装置２６に対して第１のビーコン発信部４０の特定された位置の当該位置データを送信し、第１のゲートウェイ部４４から第１の受信部４２で受信した第１のビーコン信号の測定値を受信する。

【0100】

記憶部６３は、記憶装置として利用でき、第１のサーバー部４６が動作する上で必要となる各種アプリケーション及び当該アプリケーションによって利用される各種データなどが記録される。入出力インターフェース６５は、第１のサーバー部４６の外部装置となる入力装置６６及び出力装置６７に対してデータなどの送受信を行う。

【0101】

第１のサーバー部４６は、ＲＯＭ６１若しくは記憶部６３に保存された各種ファームウエアをＲＡＭ６２などで構成されるメインメモリに当該ファームウエアを取り込む。ＣＰＵ６４は、当該ファームウエアを取り込んだメインメモリにアクセスして、当該ファームウエアを実行する。

【0102】

図９を参照して、第１及び第２のサーバー部４６、４７の機能的構成の一例について説明する。図９は測位装置２７、２８のサーバー部４６、４７の機能的構成の一例を説明する図である。
第１及び第２のサーバー部４６、４７は、ＣＰＵ６４がファームウエアを実行することで、誤差算出部８７、８８、サーバー部４６、４７、及び補正部８９、９０を備える。なお、これらＣＰＵ６４の機能的構成の個々の説明は既にされているのでここでは省略する。

【0103】

続いて、第１の測位装置２７における測位方法について説明する。第１の測位装置２７は、第１の受信部４２と第１のサーバー部４６とが互いに連携して動作することで測位装置としての機能を発揮する構成となっている。一方で、第１のサーバー部４６は第１の受信部４２に対して分離して設けられているので、第１の受信部４２のファームウエアと第１のサーバー部４６のファームウエアとは、それぞれ独立して動作している。したがって、第１の受信部４２の制御方法と第１のサーバー部４６の制御方法とを各々説明することで、測位方法を説明することにする。

【0104】

第１の受信部４２の制御方法について、第１の受信部４２のファームウエアとともに説明する。第１の受信部４２の制御方法は、第１の受信部４２のファームウエアに基づいて、第１の受信部４２のＣＰＵ５４により実行される。

【0105】

第１の受信部４２のファームウエアは、ＣＰＵ５４に対して、基準発信部８５又はビーコン発信部４０、４１から発信されるビーコン信号を受信し、受信したビーコン信号の測定値をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、第１及び第２のゲートウェイ部４４、４５を介して、若しくは直接に第１及び第２のサーバー部４６、４７へ送信する機能などを実行させる。なお、これらの機能は前述の第１の受信部４２の説明と重複するため、詳細な説明は省略する。

【0106】

次に図１０を参照して、第１のサーバー部４６の制御方法について、第１のサーバー部４６のファームウエアとともに説明する。図１０は測位装置のサーバー部のファームウエアのフローチャートである。第１のサーバー部４６の制御方法は、第１のサーバー部４６のファームウエアに基づいて、第１のサーバー部４６のＣＰＵ６４により実行される。

【0107】

第１のサーバー部４６のファームウエアは、第１のサーバー部４６のＣＰＵ６４に対して、誤差算出機能、サーバー機能、補正機能などの各種機能を実行させる。
これらの機能は図１０に示す順序で処理を行う場合を例示したが、これに限らず、これらの順番を適宜入れ替えて第１のサーバー部４６のファームウエアを実行してもよい。なお、各機能は前述の第１のサーバー部４６の説明と重複するため、その詳細な説明は省略する。

【0108】

誤差算出機能は、第１のサーバー部４６が特定した基準発信部８５の位置と既知の位置との誤差を算出する（誤差算出ステップ：Ｓ２００）。

【0109】

サーバー機能は、第１のビーコン信号を受信した複数の第１の受信部４２より第１のビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づき第１のビーコン発信部４０の位置を特定する（サーバーステップ：Ｓ２１０）。

【0110】

補正機能は、誤差算出部により算出された誤差を用いて、サーバー部が特定した発信部の位置を補正する（補正ステップ：Ｓ２２０）。

【0111】

次に、図１１を参照して、本実施形態の天井クレーン１１の運転制御方法について、天井クレーン１１の運転制御プログラムとともに説明する。図１１は天井クレーン１１の運転制御プログラムのフローチャートである。

【0112】

図１１に示す様に、天井クレーン１１の運転制御プログラムは、算出ステップＳ３００、速度指令信号生成ステップＳ３１０、走行用モータ制御ステップＳ３２０、及び横行用モータ制御ステップＳ３３０などを含む。

【0113】

天井クレーン１１の制御装置２６は、ＲＯＭ３０若しくは記憶部３２に保存された天井クレーン１１の運転制御プログラムをメインメモリに取り込み、ＥＣＵ２９により当該運転制御プログラムを実行する。

【0114】

制御装置２６のＥＣＵ２９は、天井クレーン１１の運転制御プログラムを実行することで機能部３４に対して、算出機能、速度指令信号生成機能、走行用モータ制御機能、及び横行用モータ制御機能を実現させる。

【0115】

これらの機能は図１１に示す順序で処理を行う場合を例示したが、これに限らず、これらの順番を適宜入れ替えて制御装置２６は当該運転制御プログラムを実行しても良い。なお、上記した各機能は、前述の天井クレーン１１の運転制御システム１０の算出部３５、速度指令信号生成部３６、走行用モータ制御部３７、及び横行用モータ制御部３８の説明と重複するため、その詳細な説明は省略する。

【0116】

算出機能は、第１の測位装置２７が測定した第１位置情報及び第２の測位装置２８が測定した第２位置情報を取得し、第１位置情報に基づく昇降部１５の位置及び移動速度、並びに第１位置情報と第２位置情報との相対位置関係に基づく吊り荷２５の振れ変位及び振れ速度を算出する（Ｓ３００：算出ステップ）。

【0117】

速度指令信号生成機能は、昇降部１５の位置及び移動速度、並びに吊り荷２５の振れ変位及び振れ速度の算出結果に基づいて走行用モータ制御部３７に対する速度指令信号を生成する（Ｓ３１０：速度指令信号生成ステップ）。

【0118】

走行用モータ制御機能は、走行部１４に備えられた走行用モータ１７の回転数を制御することによりクレーン本体部１３が走行レール１８を走行する際の速度を制御する（Ｓ３２０：走行用モータ制御ステップ）。

【0119】

横行用モータ制御機能は、横行部２１に備えられた横行用モータ２２の回転数を制御することにより昇降部１５が横行レール２３を横行する際の速度を制御する（Ｓ３３０：横行用モータ制御ステップ）

【0120】

（第２実施形態）
次に、図１２乃至図１５を参照して、本開示に係る天井クレーンの運転制御システムの第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る天井クレーンの運転制御システム７９は、第２のビーコン発信部８０に後述する位置情報取得部１１０及び位置情報送信部１２０が追加された点で第１実施形態に係る天井クレーンの運転制御システム１０と異なる。

【0121】

天井クレーンの運転制御システム７９のうち第２のビーコン発信部８０以外の構成については、第１実施形態に係る天井クレーンの運転制御システム１０と同じである。従って、第２実施形態の説明では、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して第１実施形態と重複する説明は省略する。

【0122】

図１２を参照して、第２実施形態に係る天井クレーンの運転制御システム７９の概要について説明する。図１２は第２実施形態に係る測位装置の発信部の使用状況を示す図である。

【0123】

図１２は、吊り荷２５が建屋１２から出荷されてトラック８１の荷台に積まれ輸送されている様子を示している。吊り荷２５は第２のビーコン発信部８０が取り付けられている。

【0124】

高速道路、主要幹線道路、市街地、繁華街などには、公衆無線ＬＡＮのアクセスポイントが設置されている。公衆無線ＬＡＮは電気通信事業者、及び自治体などにより運営されている。無線ＬＡＮのアクセスポイントは、その各々に識別番号であるＭＡＣアドレス（Media Access Control address）が付与されている。

【0125】

無線ＬＡＮのアクセスポイントのＭＡＣアドレスは住所など位置情報と関連づけられており、第２のビーコン発信部８０の位置情報取得部１１０は無線ＬＡＮのアクセスポイントのＭＡＣアドレスを入手することで、吊り荷２５の現在位置を測位することができる。

【0126】

位置情報取得部１１０に取得された吊り荷２５の現在位置の位置データは、位置情報送信部１２０によってＬＰＷＡ（Low power wide area）方式の無線通信によりＬＰＷＡ中継アンテナ８３に向けて送信されユーザ８４の元に届く。ユーザ８４は、輸送中の吊り荷２５の位置を知ることができる。

【0127】

ＬＰＷＡは、ＩｏＴ（Internet of Things）機器による無線通信に適しているとされ、低消費電力でありながら広域的な無線通信が可能である。本実施形態では、ＬＰＷＡの中でもSigfox（登録商標）の通信規格を用いる。Sigfox（登録商標）は、伝送距離が最大５０ｋｍ程度であり、他のＬＰＷＡの通信規格の伝送距離１ｋｍ〜１０数ｋｍ程度に比べて長距離なのが特徴である。

【0128】

なお、ＬＰＷＡの通信規格には、他にもLoRaWAN（登録商標）、エルトレス（ELTRES：登録商標）などがあり、ＬＰＷＡの通信規格に替えてこれらの通信規格を用いてもよい。
また、ＬＰＷＡの他に第三世代（３Ｇ）、第四世代（４Ｇ）移動通信システム、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ｍ（Long Term Evolution for machine-Type-communication）などの無線通信方式があり、ＬＰＷＡの無線通信に替えてこれらの無線通信を用いてもよい。

【0129】

次に、図１３を参照して第２のビーコン発信部８０のハードの構成の一例について説明する。図１３は測位装置の発信部のハードの構成を説明する図である。
第２のビーコン発信部８０は、通信インターフェース９０、Read Only Memory（ＲＯＭ）９１、Random Access Memory（ＲＡＭ）９２、記憶部９３、Central Processing Unit（ＣＰＵ）９４、入出力インターフェース９５などを備えている。

【0130】

第２のビーコン発信部８０は、外部装置として無線ＬＡＮ用アンテナ９６、ＬＰＷＡ用アンテナ９７、及びＢＬＥ用アンテナ９８を備える。
通信インターフェース９０は、主にインターネットを含むネットワークに対してデータなどの送受信を行う。記憶部９３は、記憶装置として利用でき、第２のビーコン発信部８０が動作する上で必要となる各種アプリケーション及び当該アプリケーションによって利用される各種データなどが記録される。

【0131】

入出力インターフェース９５は、第２のビーコン発信部８０の外部装置となる無線ＬＡＮ用アンテナ９６、ＬＰＷＡ用アンテナ９７、及びＢＬＥ用アンテナ９８に対してデータなどの送受信を行う。

【0132】

第２のビーコン発信部８０は、ＲＯＭ９１若しくは記憶部９３に保存された各種アプリケーションをＲＡＭ９２などで構成されるメインメモリに当該アプリケーションを取り込む。ＣＰＵ９４は、当該アプリケーションを取り込んだメインメモリにアクセスして、当該アプリケーションを実行する。

【0133】

図１４を参照して、第２のビーコン発信部８０のソフトの構成の一例について説明する。図１４は測位装置の発信部のソフトの構成を説明する図である。第２のビーコン発信部８０は、ＣＰＵ９４にアプリケーションを実行させることで、ＣＰＵ９４に各種機能を実現させる。ＣＰＵ９４は、アプリケーションを実行することで、ビーコン信号発信部１００、位置情報取得部１１０、及び位置情報送信部１２０などを備える。

【0134】

ビーコン信号発信部１００は、ＢＬＥ用アンテナ９８を用いて、ＢＬＥの無線通信によりビーコン信号をブロードキャスト通信により発信する。

【0135】

位置情報取得部１１０は、無線ＬＡＮの通信によってアクセスポイントの位置情報を取得することにより発信部の位置を測定する。
位置情報取得部１１０は、無線ＬＡＮ用アンテナ９６を用いて、無線ＬＡＮのアクセスポイントのＭＡＣアドレスを受信することで現在位置を測定する。

【0136】

位置情報送信部１２０は、取得された第２のビーコン発信部８０の位置の位置情報をＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）方式の無線通信によりユーザ８４へ送信する。
位置情報送信部１２０は、ＬＰＷＡ用アンテナ９７を用いて、ＬＰＷＡ方式の無線通信によりＬＰＷＡ中継アンテナ８３に向けて位置情報取得部１１０が取得した位置情報を送信する。

【0137】

次に、図１５を参照して、第２実施形態に係る第２のビーコン発信部８０の制御方法について、第２のビーコン発信部８０の制御プログラムとともに説明する。図１５は測位装置の発信部の制御プログラムのフローチャートである。

【0138】

図１５に示す様に、第２のビーコン発信部８０の制御プログラムは、ビーコン信号発信ステップＳ１００、位置情報取得ステップＳ１１０、及び位置情報送信ステップＳ１２０などを含む。

【0139】

第２のビーコン発信部８０は、ＲＯＭ９１若しくは記憶部９３に保存された第２のビーコン発信部８０の制御プログラムをメインメモリに取り込み、ＣＰＵ９４により当該制御プログラムを実行する。

【0140】

ＣＰＵ９４は、第２のビーコン発信部８０の制御プログラムを実行することで、ビーコン信号発信機能、位置情報取得機能、及び位置情報送信機能を実現させる。これらの機能は図１３に示す順序で処理を行う場合を例示したが、これに限らず、これらの順番を適宜入れ替えてＣＰＵ９４は当該制御プログラムを実行しても良い。なお、上記した各機能は、前述の第２のビーコン発信部８０のビーコン信号発信部１００、位置情報取得部１１０、及び位置情報送信部１２０の説明と重複するため、その詳細な説明は省略する。

【0141】

ビーコン信号発信機能は、ＢＬＥ用アンテナ９８を用いて、ＢＬＥの無線通信によりビーコン信号をブロードキャスト通信により発信する。（Ｓ１００：ビーコン信号発信ステップ）。

【0142】

位置情報取得機能は、無線ＬＡＮの通信によってアクセスポイントの位置情報を取得することにより発信部の位置を測定する（Ｓ１１０：位置情報取得ステップ）。

【0143】

位置情報送信機能は、取得された第２のビーコン発信部８０の位置の位置情報をＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）方式の無線通信によりユーザ８４へ送信する（Ｓ１２０：位置情報送信ステップ）。

【0144】

上記した第１実施形態によれば、第１の測位装置２７の第１のビーコン発信部４０は昇降部１５に取り付けられ、第２の測位装置２８の第２のビーコン発信部４１は吊り荷２５に取り付けられる。従って、第１の測位装置２７及び第２の測位装置２８は、クレーン本体部１３の基幹構成である走行用モータ１７に取り付けられることなく、昇降部１５の位置（Ｘ１）及び移動速度（Ｘ２）、並びに吊り荷２５の振れ変位（Ｘ３）及び振れ速度（Ｘ４）を算出することができる。

【0145】

従って、第１の測位装置２７及び第２の測位装置２８に故障などの不具合が生じたとしても、クレーン本体部１３の運転及び安全に悪影響を及ぼすことはない。

【0146】

上記した第１実施形態によれば、ビーコン信号はビーコン発信部４０の各々に割り当てられた固有の識別信号を含む。従って、ビーコン発信部４０を着けられた吊り荷２５は、ビーコン発信部４０から発信されるビーコン信号によって識別することが可能となり、吊り荷２５の各々の管理などにビーコン信号に含められた識別信号を用いることができる。

【0147】

上記した第１実施形態に係る測位装置２７、２８によれば、基準となる既知の位置に予め設置された基準発信部８５に基づいて、サーバー部４６、４７が特定したビーコン発信部４０、４１の位置に含まれる誤差を削除する補正を行うことが出来る。従って、ビーコン信号の反射波が原因となって生じるマルチパス及びマルチパスフェージングに起因する測位の誤差の低減に対しても有効である。

【0148】

上記した第１実施形態に係る測位装置２７、２８によれば、ビーコン発信部４０、４１から複数種類のビーコン信号を発信し、複数の当該ビーコン信号ごとに算出されたビーコン発信部４０、４１の位置の平均をビーコン発信部４０、４１の位置として特定する。１個の発信部に対して、複数の位置を算出し平均を用いて当該発信部の位置を特定するので、１個の算出結果と比較して信頼性の高いビーコン発信部４０、４１の位置を特定することができる。

【0149】

上記した第２実施形態に係る天井クレーンの運転制御システムによれば、吊り荷２５の輸送中において、ユーザ８４は吊り荷２５が何処にあるのかを知ることができ、さらに、輸送の軌跡を知ることができる。

【0150】

本開示は上記した実施形態に係る天井クレーンの運転制御システム１０に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の変形例、若しくは応用例により実施可能である。

【符号の説明】

【0151】

１０ 天井クレーンの運転制御システム
１１ 天井クレーン
１２ 建屋
１３ クレーン本体部
１４ 走行部
１５ 昇降部
１６ ガータ
１７ 走行用モータ
１８ 走行レール
１９ ワイヤ
２０ フック
２１ 横行部
２２ 横行用モータ
２３ 横行レール
２５ 吊り荷
２６ 制御装置
２７ 第１の測位装置
２８ 第２の測位装置
２９ ＥＣＵ（Electric Control Unit:電子制御ユニット）
３０、５１、６１、９１ ＲＯＭ（Read Only Memory）
３１、５２、６２、９２ ＲＡＭ（Random Access Memory）
３２、５３、６３、９３ 記憶部
３３、５５、６５、９５ 入出力インターフェース
３４ 機能部
３５ 算出部
３６ 速度指令信号生成部
３７ 走行用モータ制御部
３８ 横行用モータ制御部
４０ 第１のビーコン発信部
４１ 第２のビーコン発信部
４２ 第１の受信部
４３ 第２の受信部
４４ 第１のゲートウェイ部
４５ 第２のゲートウェイ部
４６ 第１のサーバー部
４７ 第２のサーバー部
５０ 無線ＬＡＮインターフェース
５４、６４、９４ ＣＰＵ
５６、６６ 入力装置
５７、６７ 出力装置
５８ アンテナ
６０、９０ 通信インターフェース
７０ａ アンテナ
７０ｂ アンテナ
７１ａ ビーコン信号
７１ｂ ビーコン信号
７９ 天井クレーンの運転制御システム
８０ 第２のビーコン発信部
８１ トラック
８２ 無線ＬＡＮアクセスポイント
８３ ＬＰＷＡ中継アンテナ
８４ ユーザ
８５ 基準発信部
８７ 第１の誤差算出部
８８ 第２の誤差算出部
８９ 第１の補正部
９０ 第２の補正部
９６ 無線ＬＡＮ用アンテナ
９７ ＬＰＷＡ用アンテナ
９８ ＢＬＥ用アンテナ
１００ ビーコン発信部
１１０ 位置情報取得部
１２０ 位置情報送信部

【要約】

【課題】ビーコン信号の反射波による悪影響を抑制することで、ビーコン信号を用いた測位を正確に行うことができる。
【解決手段】測位装置は、測位の対象物に取り付けられビーコン信号を発信するビーコン発信部と、予め定められた複数の設置位置にそれぞれ設置され、ビーコン発信部から発信されるビーコン信号を受信する受信部と、ビーコン信号を受信した複数の受信部よりビーコン信号の測定値を取得し、複数の当該測定値に基づきビーコン発信部の位置を特定するサーバー部と、基準となる既知の位置に予め設置され、ビーコン信号を発信する基準発信部と、サーバー部が特定した基準発信部の位置と既知の位置との誤差を算出する誤差算出部と、誤差算出部により算出された誤差を用いて、サーバー部が特定したビーコン発信部の位置を補正する補正部と、を備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】