(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-05
(45)【発行日】2024-03-13
(54)【発明の名称】旅客搭乗橋
(51)【国際特許分類】
B64F 1/305 20060101AFI20240306BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20240306BHJP
G05D 1/46 20240101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
B64F1/305
G01B11/00 A
G05D1/46
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2023509915
(86)(22)【出願日】2021-03-29
(86)【国際出願番号】 JP2021013257
(87)【国際公開番号】W WO2022208601
(87)【国際公開日】2022-10-06
【審査請求日】2023-05-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000002358
【氏名又は名称】新明和工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】國武 隆
【審査官】志水 裕司
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／１９４９３３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１７４１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１３６１３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｆ １／３０５
Ｇ０１Ｂ １１／００
Ｇ０５Ｄ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ターミナルビルに接続され、鉛直軸線まわりに正逆回転自在なロタンダと、基端が前記ロタンダに俯仰自在に接続されるとともに長手方向に伸縮自在に構成されたトンネル部と、
前記トンネル部の先端に回転自在に設けられ、航空機の乗降部に先端部が装着されるキャブと、
前記トンネル部または前記キャブに取り付けられ、長手方向に伸縮動作することにより前記トンネル部または前記キャブを昇降させる昇降装置と、
前記昇降装置の下方に取り付けられて地面を走行し、中心点を通る軸線まわりに正逆回転することにより走行方向を変更可能に構成された走行装置と、
前記キャブを回転させるキャブ回転装置と、
前記キャブに取り付けられ、前記航空機の乗降部を撮影する第１及び第２のカメラと、
前記走行装置、前記昇降装置及び前記キャブ回転装置を制御する制御装置と、
を備えた旅客搭乗橋であって、
前記制御装置は、
前記航空機及び前記旅客搭乗橋の各部の位置を、所定位置を原点とする３次元直交座標系を用いた位置座標で表現するよう構成されており、
前記キャブが移動の起点となる所定の待機位置にあるときに、前記第１及び第２のカメラに前記乗降部を撮影させ、この撮影させた前記乗降部の画像に基づいて前記航空機の乗降部の基準点の位置座標を算出する第１の乗降部位置算出処理と、
前記第１の乗降部位置算出処理により算出された前記乗降部の基準点の位置座標に基づいて、前記キャブの先端部が前記乗降部から所定距離前方の位置となる前記キャブの一時停止位置における前記キャブの先端部の基準点の目標位置座標を算出するキャブ停止位置算出処理と、
前記キャブ停止位置算出処理により算出された前記一時停止位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記一時停止位置における特定の水平方向に対する前記キャブの第１の所望回転角度とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、前記一時停止位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さと前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを算出する第１の逆運動学計算処理と、
前記走行装置の中心点が前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標位置座標となるように前記走行装置を走行動作させる処理と、前記昇降装置の長さが前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標長さとなるように前記昇降装置を伸縮動作させる処理と、前記トンネル部に対する前記キャブの回転角度が前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標回転角度となるように前記キャブ回転装置を駆動させる処理とを実施することにより、前記キャブを前記待機位置から前記一時停止位置へ移動させる第１の移動処理と、
を行うよう構成された旅客搭乗橋。
【請求項2】
前記第１の逆運動学計算処理は、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記一時停止位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記一時停止位置における前記特定の水平方向に対する前記キャブの第１の所望回転角度とを用いて、前記一時停止位置における前記キャブの中心点の水平２方向における座標と、前記第１の所望回転角度に対応する前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを近似的に算出した後、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記一時停止位置における前記キャブの基準点から前記トンネル部の中心線に下した垂線の足の水平２方向における座標を算出し、前記垂線の足の高さ方向の座標を前記一時停止位置における前記キャブの基準点の高さ方向の座標と同一として、前記垂線の足の位置座標を算出する第１計算処理と、
前記第１計算処理で算出した前記垂線の足の位置座標を用いて逆運動学計算を行うことにより、前記一時停止位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さとを算出する第２計算処理と、を有する、
請求項１に記載の旅客搭乗橋。
【請求項3】
前記第１の所望回転角度は、平面視において、前記特定の水平方向と、エプロン上に描かれた機体誘導ラインと直交する水平方向とのなす角度である、
請求項１または２に記載の旅客搭乗橋。
【請求項4】
水平方向に離れて前記キャブに取り付けられ、前記キャブの先端部と前記航空機との距離を計測する一対の距離センサを、さらに備え、前記制御装置は、さらに、
前記キャブが前記一時停止位置で停止しているときに、前記一対の各々の距離センサにより計測される前記キャブの先端部と前記航空機との距離が等しくなるように前記キャブ回転装置を駆動させて前記キャブを回転させるキャブ回転処理と、
前記キャブ回転処理の後、前記第１及び第２のいずれか一方のカメラに前記乗降部を撮影させ、この撮影させた前記乗降部の画像と、前記距離センサにより計測された前記キャブの先端部と前記航空機との距離とに基づいて、前記乗降部の基準点の位置座標を算出する第２の乗降部位置算出処理と、
前記第２の乗降部位置算出処理により算出された前記乗降部の基準点の位置座標に基づいて、前記キャブの先端部が前記乗降部に装着される位置となる前記キャブの装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標を算出するキャブ装着位置算出処理と、
前記キャブ装着位置算出処理により算出された前記装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記装着位置における前記特定の水平方向に対する前記キャブの第２の所望回転角度とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、前記装着位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さと前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを算出する第２の逆運動学計算処理と、
前記走行装置の中心点が前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標位置座標に向かうように前記走行装置を走行動作させる処理と、前記昇降装置の長さが前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標長さとなるように前記昇降装置を伸縮動作させる処理と、前記トンネル部に対する前記キャブの回転角度が前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標回転角度となるように前記キャブ回転装置を駆動させる処理とを実施することにより、前記キャブを前記一時停止位置から前記装着位置へ移動させる第２の移動処理と、を行うよう構成された、
請求項１～３のいずれかに記載の旅客搭乗橋。
【請求項5】
前記第２の逆運動学計算処理は、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記装着位置における前記特定の水平方向に対する前記キャブの第２の所望回転角度とを用いて、前記装着位置における前記キャブの中心点の水平２方向における座標と、前記第２の所望回転角度に対応する前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを近似的に算出した後、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記装着位置における前記キャブの基準点から前記トンネル部の中心線に下した垂線の足の水平２方向における座標を算出し、前記垂線の足の高さ方向の座標を前記装着位置における前記キャブの基準点の高さ方向の座標と同一として、前記垂線の足の位置座標を算出する第３計算処理と、
前記第３計算処理で算出した前記垂線の足の位置座標を用いて逆運動学計算を行うことにより、前記装着位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さとを算出する第４計算処理と、を有する、
請求項４に記載の旅客搭乗橋。
【請求項6】
前記第２の所望回転角度は、平面視において、前記特定の水平方向と、前記航空機の前記キャブが装着される部分の水平方向に延びる接線と直交する水平方向とのなす角度である、
請求項４または５に記載の旅客搭乗橋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、旅客搭乗橋に関する。
【背景技術】
【0002】
空港のターミナルビルと航空機との間の乗客の歩行通路になる設備として、旅客搭乗橋が知られている。旅客搭乗橋は、ターミナルビルに接続されて水平回転自在に支持されたロタンダと、基端がロタンダに接続されて伸縮自在に構成されたトンネル部と、トンネル部の先端に回転自在に設けられ航空機の乗降部に装着されるキャブと、トンネル部の先端寄りに支持脚として設けられたドライブコラムとを備えている。ドライブコラムには、トンネル部を支持して上下移動させる昇降装置と、昇降装置の下部に設けられ一対の走行車輪を有する走行装置とを備えている。このような旅客搭乗橋の移動を自動化することが提案されている（例えば特許文献１～３参照）。
【0003】
例えば、特許文献１には、キャブに航空機の乗降部を撮影するカメラを取り付け、所定の待機位置にキャブがあるときに、カメラで撮影される乗降部の画像に基づいて当該乗降部の水平位置情報を算出し、この水平位置情報に基づいて、キャブを乗降部に装着するために移動させる移動先の目標位置を算出し、待機位置にあるキャブを目標位置に向かって移動させることが記載されている。
【0004】
また、特許文献２には、航空機の乗降口と接続可能なヘッド部（キャブ）に第１及び第２の２つのカメラを備えた構成が記載されている。そして、操作盤において駆動開始の入力が行われると、走行駆動部によって車輪走行が開始され、ヘッド部が航空機の数メートル手前まで到達したとき、第１及び第２カメラによる航空機の第１の特徴部及び第２の特徴部の撮像が開始される。そして、第１及び第２カメラの撮像画像を用いて航空機の乗降口の目標点の位置を算出し、航空機の乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度を算出し、これらに基づいて制御補正量を算出し、それに基づいて各種駆動部が駆動されて、ヘッド部を航空機の目標点に向けて移動させることが記載されている。
【0005】
また、特許文献３には、ロタンダが接続されるターミナルビルに第１及び第２の２つのカメラが設置された構成が記載されている。そして、操作盤において駆動開始の入力が行われると、走行駆動部によって車輪走行が開始され、ヘッド部が航空機の数メートル手前まで到達したとき、第１及び第２カメラによる航空機の第１の特徴部及び第２の特徴部の撮像が開始される。そして、第１及び第２カメラの撮像画像を用いて航空機の乗降口の目標点の位置を算出し、航空機の乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度を算出し、これらに基づいて制御補正量を算出し、それに基づいて各種駆動部が駆動されて、ヘッド部を航空機の目標点に向けて移動させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第６７２０４１４号公報
【文献】特開２０２０－１７５７２７号公報
【文献】特開２０２０－１７５７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献１の構成では、旅客搭乗橋の各部の位置を二次元座標系を用いて算出している。しかしながら、旅客搭乗橋はトンネル部が水平状態ではなく傾斜した状態で、キャブが航空機に装着される場合が多い。そのため、二次元座標系を用いて算出される各部の位置には誤差が含まれて正確ではないという問題があり、キャブの目標位置への移動を精度良く行うことは難しいと考えられる。
【0008】
また、特許文献２の構成では、航空機の乗降口に接近しながら、航空機の乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度を繰り返し算出して制御補正量を算出する必要がある。このため、ヘッド部を移動しながらヘッド部に設置された第１及び第２カメラで乗降口を撮影するが、旅客搭乗橋の移動による振動やたわみ等により、上記算出する相対位置及び相対角度には誤差が含まれて正確に算出することができないという問題があり、ヘッド部（キャブ）の目標位置への移動を精度良く行うことは難しいと考えられる。
【0009】
また、特許文献３の構成では、第１及び第２カメラが航空機から遠く離れたターミナルビルに設置されているため、航空機の乗降口に対するヘッド部の相対位置及び相対角度を正確に算出することができず、ヘッド部（キャブ）の目標位置への移動を精度良く行うことは難しいと考えられる。
【0010】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、キャブの目標位置への移動を精度良く行うことが可能になる旅客搭乗橋を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するために、本発明のある態様に係る旅客搭乗橋は、ターミナルビルに接続され、鉛直軸線まわりに正逆回転自在なロタンダと、基端が前記ロタンダに俯仰自在に接続されるとともに長手方向に伸縮自在に構成されたトンネル部と、前記トンネル部の先端に回転自在に設けられたキャブと、前記トンネル部または前記キャブに取り付けられ、長手方向に伸縮動作することにより前記トンネル部または前記キャブを昇降させる昇降装置と、前記昇降装置の下方に取り付けられて地面を走行し、中心点を通る軸線まわりに正逆回転することにより走行方向を変更可能に構成された走行装置と、前記キャブを回転させるキャブ回転装置と、前記キャブに取り付けられ、航空機の乗降部を撮影する第１及び第２のカメラと、前記走行装置、前記昇降装置及び前記キャブ回転装置を制御する制御装置と、を備えた旅客搭乗橋であって、
前記制御装置は、
前記航空機及び前記旅客搭乗橋の各部の位置を、所定位置を原点とする３次元直交座標系を用いた位置座標で表現するよう構成されており、
前記キャブが移動の起点となる所定の待機位置にあるときに、前記第１及び第２のカメラに前記乗降部を撮影させ、この撮影させた前記乗降部の画像に基づいて前記航空機の乗降部の基準点の位置座標を算出する第１の乗降部位置算出処理と、
前記第１の乗降部位置算出処理により算出された前記乗降部の基準点の位置座標に基づいて、前記キャブの先端部が前記乗降部から所定距離前方の位置となる前記キャブの一時停止位置における前記キャブの先端部の基準点の目標位置座標を算出するキャブ停止位置算出処理と、
前記キャブ停止位置算出処理により算出された前記一時停止位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記一時停止位置における特定の水平方向に対する前記キャブの第１の所望回転角度とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、前記一時停止位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さと前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを算出する第１の逆運動学計算処理と、
前記走行装置の中心点が前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標位置座標となるように前記走行装置を走行動作させる処理と、前記昇降装置の長さが前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標長さとなるように前記昇降装置を伸縮動作させる処理と、前記トンネル部に対する前記キャブの回転角度が前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標回転角度となるように前記キャブ回転装置を駆動させる処理とを実施することにより、前記キャブを前記待機位置から前記一時停止位置へ移動させる第１の移動処理と、を行うよう構成されている。
前記制御装置は、
前記航空機及び前記旅客搭乗橋の各部の位置を、所定位置を原点とする３次元直交座標系を用いた位置座標で表現するよう構成されており、
前記キャブが移動の起点となる所定の待機位置にあるときに、前記第１及び第２のカメラに前記乗降部を撮影させ、この撮影させた前記乗降部の画像に基づいて前記航空機の乗降部の基準点の位置座標を算出する第１の乗降部位置算出処理と、
前記第１の乗降部位置算出処理により算出された前記乗降部の基準点の位置座標に基づいて、前記キャブの先端部が前記乗降部から所定距離前方の位置となる前記キャブの一時停止位置における前記キャブの先端部の基準点の目標位置座標を算出するキャブ停止位置算出処理と、
前記キャブ停止位置算出処理により算出された前記一時停止位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記一時停止位置における特定の水平方向に対する前記キャブの第１の所望回転角度とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、前記一時停止位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さと前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを算出する第１の逆運動学計算処理と、
前記走行装置の中心点が前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標位置座標となるように前記走行装置を走行動作させる処理と、前記昇降装置の長さが前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標長さとなるように前記昇降装置を伸縮動作させる処理と、前記トンネル部に対する前記キャブの回転角度が前記第１の逆運動学計算処理により算出された前記目標回転角度となるように前記キャブ回転装置を駆動させる処理とを実施することにより、前記キャブを前記待機位置から前記一時停止位置へ移動させる第１の移動処理と、を行うよう構成されている。
【0012】
この構成によれば、航空機及び旅客搭乗橋の各部の位置を３次元直交座標系を用いた位置座標で表現し、キャブが待機位置において、第１及び第２のカメラで撮影した乗降部の画像に基づいて航空機の乗降部の基準点の位置座標を算出し、これに基づいて、一時停止位置におけるキャブの先端部の基準点の目標位置座標を算出する。そして、この一時停止位置におけるキャブの基準点の目標位置座標とキャブの姿勢（第１の所望回転角度）とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、一時停止位置における走行装置の中心点の目標位置座標と昇降装置の目標長さとトンネル部に対するキャブの目標回転角度とを算出し、この算出結果に基づいて走行装置、昇降装置及びキャブ回転装置を駆動させ、キャブを待機位置から一時停止位置へ移動させるようにしている。
【0013】
上記のように、キャブが待機位置において、キャブに取り付けた第１及び第２のカメラで航空機の乗降部を撮影し、その乗降部の基準点の位置を絶対座標（３次元直交座標系を用いた位置座標）によって算出し、この絶対座標に基づいて一時停止位置におけるキャブの基準点の目標位置座標を算出するようにしている。よって、キャブが待機位置から一時停止位置へ移動中に、航空機の乗降部の基準点の位置を算出する必要がないので、第１及び第２のカメラによる撮影を行う必要もなく、キャブの目標位置（一時停止位置）への移動を精度良く行うことが可能になる。
【0014】
前記第１の逆運動学計算処理は、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記一時停止位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記一時停止位置における前記特定の水平方向に対する前記キャブの第１の所望回転角度とを用いて、前記一時停止位置における前記キャブの中心点の水平２方向における座標と、前記第１の所望回転角度に対応する前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを近似的に算出した後、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記一時停止位置における前記キャブの基準点から前記トンネル部の中心線に下した垂線の足の水平２方向における座標を算出し、前記垂線の足の高さ方向の座標を前記一時停止位置における前記キャブの基準点の高さ方向の座標と同一として、前記垂線の足の位置座標を算出する第１計算処理と、前記第１計算処理で算出した前記垂線の足の位置座標を用いて逆運動学計算を行うことにより、前記一時停止位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さとを算出する第２計算処理と、を有していてもよい。
【0015】
前記第１の所望回転角度は、平面視において、前記特定の水平方向と、エプロン上に描かれた機体誘導ラインと直交する水平方向とのなす角度であってもよい。
【0016】
水平方向に離れて前記キャブに取り付けられ、前記キャブの先端部と前記航空機との距離を計測する一対の距離センサを、さらに備え、
前記制御装置は、さらに、
前記キャブが前記一時停止位置で停止しているときに、前記一対の各々の距離センサにより計測される前記キャブの先端部と前記航空機との距離が等しくなるように前記キャブ回転装置を駆動させて前記キャブを回転させるキャブ回転処理と、
前記キャブ回転処理の後、前記第１及び第２のいずれか一方のカメラに前記乗降部を撮影させ、この撮影させた前記乗降部の画像と、前記距離センサにより計測された前記キャブの先端部と前記航空機との距離とに基づいて、前記乗降部の基準点の位置座標を算出する第２の乗降部位置算出処理と、
前記第２の乗降部位置算出処理により算出された前記乗降部の基準点の位置座標に基づいて、前記キャブの先端部が前記乗降部に装着される位置となる前記キャブの装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標を算出するキャブ装着位置算出処理と、
前記キャブ装着位置算出処理により算出された前記装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記装着位置における前記特定の水平方向に対する前記キャブの第２の所望回転角度とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、前記装着位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さと前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを算出する第２の逆運動学計算処理と、
前記走行装置の中心点が前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標位置座標に向かうように前記走行装置を走行動作させる処理と、前記昇降装置の長さが前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標長さとなるように前記昇降装置を伸縮動作させる処理と、前記トンネル部に対する前記キャブの回転角度が前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標回転角度となるように前記キャブ回転装置を駆動させる処理とを実施することにより、前記キャブを前記一時停止位置から前記装着位置へ移動させる第２の移動処理と、を行うよう構成されていてもよい。
前記制御装置は、さらに、
前記キャブが前記一時停止位置で停止しているときに、前記一対の各々の距離センサにより計測される前記キャブの先端部と前記航空機との距離が等しくなるように前記キャブ回転装置を駆動させて前記キャブを回転させるキャブ回転処理と、
前記キャブ回転処理の後、前記第１及び第２のいずれか一方のカメラに前記乗降部を撮影させ、この撮影させた前記乗降部の画像と、前記距離センサにより計測された前記キャブの先端部と前記航空機との距離とに基づいて、前記乗降部の基準点の位置座標を算出する第２の乗降部位置算出処理と、
前記第２の乗降部位置算出処理により算出された前記乗降部の基準点の位置座標に基づいて、前記キャブの先端部が前記乗降部に装着される位置となる前記キャブの装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標を算出するキャブ装着位置算出処理と、
前記キャブ装着位置算出処理により算出された前記装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記装着位置における前記特定の水平方向に対する前記キャブの第２の所望回転角度とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、前記装着位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さと前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを算出する第２の逆運動学計算処理と、
前記走行装置の中心点が前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標位置座標に向かうように前記走行装置を走行動作させる処理と、前記昇降装置の長さが前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標長さとなるように前記昇降装置を伸縮動作させる処理と、前記トンネル部に対する前記キャブの回転角度が前記第２の逆運動学計算処理により算出された前記目標回転角度となるように前記キャブ回転装置を駆動させる処理とを実施することにより、前記キャブを前記一時停止位置から前記装着位置へ移動させる第２の移動処理と、を行うよう構成されていてもよい。
【0017】
この構成によれば、キャブが一時停止位置において、キャブの先端部と航空機との距離が等しくなるようにキャブを回転させた後、第１及び第２のいずれか一方のカメラで撮影した乗降部の画像と、距離センサにより計測されたキャブの先端部と航空機との距離とに基づいて、航空機の乗降部の基準点の位置座標を算出し、これに基づいて、装着位置におけるキャブの先端部の基準点の目標位置座標を算出する。そして、この装着位置におけるキャブの基準点の目標位置座標とキャブの姿勢（第２の所望回転角度）とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、装着位置における走行装置の中心点の目標位置座標と昇降装置の目標長さとトンネル部に対するキャブの目標回転角度とを算出し、この算出結果に基づいて走行装置、昇降装置及びキャブ回転装置を駆動させ、キャブを一時停止位置から装着位置へ移動させるようにしている。
【0018】
上記のように、キャブが一時停止位置において、航空機の乗降部の基準点の位置を絶対座標によって算出し、この絶対座標に基づいて装着位置におけるキャブの基準点の目標位置座標を算出するようにしている。よって、キャブが一時停止位置から装着位置へ移動中に、航空機の乗降部の基準点の位置を算出する必要がないので、カメラによる撮影を行う必要もなく、キャブの目標位置（装着位置）への移動を精度良く行うことが可能になる。また、一時停止位置では、距離センサを用いてキャブの先端部と航空機との距離を計測しているので、乗降部の基準点の位置座標を高精度に算出することができ、キャブの装着位置も精度よく算出することができる。よって、キャブの航空機への自動装着を良好に行うことが可能になる。
【0019】
前記第２の逆運動学計算処理は、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記装着位置における前記キャブの基準点の目標位置座標と、前記装着位置における前記特定の水平方向に対する前記キャブの第２の所望回転角度とを用いて、前記装着位置における前記キャブの中心点の水平２方向における座標と、前記第２の所望回転角度に対応する前記トンネル部に対する前記キャブの目標回転角度とを近似的に算出した後、前記キャブが水平状態であると仮定して、前記装着位置における前記キャブの基準点から前記トンネル部の中心線に下した垂線の足の水平２方向における座標を算出し、前記垂線の足の高さ方向の座標を前記装着位置における前記キャブの基準点の高さ方向の座標と同一として、前記垂線の足の位置座標を算出する第３計算処理と、前記第３計算処理で算出した前記垂線の足の位置座標を用いて逆運動学計算を行うことにより、前記装着位置における前記走行装置の中心点の目標位置座標と前記昇降装置の目標長さとを算出する第４計算処理と、を有していてもよい。
【0020】
前記第２の所望回転角度は、平面視において、前記特定の水平方向と、前記航空機の前記キャブが装着される部分の水平方向に延びる接線と直交する水平方向とのなす角度であってもよい。
【発明の効果】
【0021】
本発明は、以上に説明した構成を有し、キャブの目標位置への移動を精度良く行うことが可能になる旅客搭乗橋を提供することができるという効果を奏する。
【0022】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状及び寸法比等については正確な表示ではない場合がある。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【0025】
（実施形態）
図１は、本実施形態に係る旅客搭乗橋の一例を示す概略平面図である。また、図２は、旅客搭乗橋を側方から視た概略図である。図３は、キャブを航空機に装着した状態の一例を示す側面図である。図４は、航空機に装着されるキャブ先端部分を正面（航空機側）から視た図である。図５は、操作盤等の一例を示す図である。
図１は、本実施形態に係る旅客搭乗橋の一例を示す概略平面図である。また、図２は、旅客搭乗橋を側方から視た概略図である。図３は、キャブを航空機に装着した状態の一例を示す側面図である。図４は、航空機に装着されるキャブ先端部分を正面（航空機側）から視た図である。図５は、操作盤等の一例を示す図である。
【0026】
この旅客搭乗橋１は、空港のターミナルビル２の乗降口に接続された水平回転自在なロタンダ（基部円形室）４と、基端がロタンダ４に俯仰自在に接続されて長手方向に伸縮自在に構成されたトンネル部５と、トンネル部５の先端に正逆回転自在に設けられたキャブ（先端部円形室）６と、ドライブコラム７とを備えている。
【0027】
ロタンダ４は、支柱７０によって回転軸（鉛直軸線）ＣＬ１の回りに正逆回転自在に支持されている。
【0028】
トンネル部５は、乗客の歩行通路を形成し、筒状体からなる複数のトンネル５ａ，５ｂが入れ子式に嵌合されて長手方向に伸縮自在に構成されている。なお、ここでは、２つのトンネル５ａ，５ｂによって構成されたトンネル部５が例示されているが、トンネル部５は２つ以上の複数のトンネルによって構成されていればよい。また、トンネル部５の基端部は、ロタンダ４に、水平回転軸ＣＬ４（図２）の回りに揺動自在（上下に揺動自在）に接続されることにより、ロタンダ４に俯仰自在に接続されている。
【0029】
また、トンネル部５の先端寄り部分（最も先端側のトンネル５ｂ）には、支持脚としてドライブコラム７が取り付けられている。なお、ドライブコラム７は、キャブ６に取り付けられていてもよい。
【0030】
ドライブコラム７には、キャブ６及びトンネル部５を上下移動（昇降）させる昇降装置８が設けられている。昇降装置８は、例えば、２つの柱が入れ子式に嵌合されて伸縮可能に構成された一対の支柱部を有し、この一対の支柱部によってトンネル部５を支持している。この一対の支柱部の伸縮によって昇降装置８はトンネル部５を昇降（上下移動）させることができる。これにより、キャブ６及びトンネル部５は、ロタンダ４を基点として上下方向に揺動運動することができる。
【0031】
また、ドライブコラム７には、昇降装置８の下方に、個々に独立して正逆回転駆動可能である２つの走行車輪９（右側走行車輪９Ｒ及び左側走行車輪９Ｌ）を有する走行装置１０が設けられている。走行装置１０は、２つの走行車輪９の正回転駆動によって前進走行（矢印Ｆ方向への走行）が可能であり、２つの走行車輪９の逆回転駆動によって後進走行（矢印Ｆとは逆方向への走行）が可能に構成されている。また、走行装置１０は、舵角がトンネル部５の伸縮方向（長手方向）に対して、－９０度～＋９０度の範囲内で変更可能なように、回転軸ＣＬ２の回りに正逆回転が自在に構成され、走行方向を変更可能である。例えば、２つの走行車輪９を互いに逆方向に回転させることにより、その場において走行方向（走行車輪９の向き）を変更することもできる。走行装置１０（走行車輪９）がエプロン上を走行することにより、トンネル部５をロタンダ４のまわりに回転させるとともにトンネル部５を伸縮させることができる。
【0032】
キャブ６は、トンネル部５の先端に設けられており、キャブ回転装置６Ｒ（図５）によってキャブ６の床面に垂直な回転軸線ＣＬ３の回りに正逆回転可能に構成されている。
【0033】
また、図３、図４に示すように、航空機３に装着されるキャブ６の床６１の先端にはバンパー６２が設けられ、このバンパー６２の左右方向に並んで、キャブ６と航空機３との間の距離を計測する計測手段としての距離センサ２３（例えばレーザー距離計）が複数（この例では２つ）取り付けられている。なお、距離センサ２３の設置位置は、適宜変更可能であり、例えば、キャブ６の床６１の上に配置されていてもよい。
【0034】
また、図４に示すように、キャブ６の先端部分の奥まった位置に航空機３の乗降部（ドア３ａ）を撮影するための第１，第２カメラ２１，２２が設置されている。この第１，第２カメラ２１，２２は、キャブ６に対して撮影方向を調整（変更）できるものが好ましく、画角を調整できるものであってもよい。本例では、第１カメラ２１の上方に第２カメラ２２２が配置されているが、これらの第１，第２カメラ２１，２２は、互いに離れて配置されて航空機３のドア３ａを撮影できれば、設置位置は適宜変更してもよい。
【0035】
また、キャブ６の先端部分には、クロージャ６３が設けられている。クロージャ６３は、前後方向に展開及び収縮可能な蛇腹部を備え、キャブ６を航空機３に装着して、蛇腹部を前方へ展開することにより、蛇腹部の前端部を航空機３の乗降部（ドア３ａ）の周囲に当接できる。
【0036】
また、キャブ６の例えば側壁には、前進可能なホイル６４Ａを有するレベル検知装置６４が配置されている。レベル検知装置６４は、キャブ６を航空機３に装着した後、乗客の乗降や荷物の積み下ろし等によって航空機３が上下動した場合に、キャブ６に対する航空機３の相対的な上下の移動量を検出する機器である。レベル検知装置６４を作動させると、ホイル６４Ａが前進して航空機３の機体表面へ最適な圧力で当接し、航空機３が上下動するとホイル６４Ａが回転する。このホイル６４Ａの回転方向及び回転角度に基づいて、航空機３の上下の移動量を検出し、この移動量が所定量以上になると、この移動量を制御装置５０へ出力する。制御装置５０は、キャブ６が航空機３の上下動に追従移動するようにドライブコラム７の昇降装置８を制御する。
【0037】
さらに、図５に示すように、旅客搭乗橋１には、ロタンダ４の回転角度φｒ（図１）を検出するロタンダ用角度センサ２４と、トンネル部５に対するキャブ６の回転角度φｃ（図１）を検出するキャブ用角度センサ２５と、トンネル部５に対する走行装置１０の回転角度（走行方向を示す角度）φｗ（図１）を検出する走行用角度センサ２６と、昇降装置８の昇降量を検出する昇降センサ２７と、距離計等で構成されトンネル部５の長さを検出するトンネル長さセンサ２８とが、適宜な位置に設けられている。
【0038】
なお、図１では、トンネル部５が水平状態（図２の傾斜角度β＝０の状態）で、キャブ６の先端部分が航空機３の方を向いた状態が示されている。一方、図２では、トンネル部５が傾斜角度βにて傾斜した状態で、キャブ６の先端部分がトンネル部５の伸長方向と同方向を向いた状態（キャブ６の回転角度φｃ＝０の場合）が示されている。図２に示すように、旅客搭乗橋１は、トンネル部５の伸縮方向と昇降装置８の伸縮方向（昇降方向）とが直交するように、トンネル部５に昇降装置８が取り付けられている。
【0039】
そして、キャブ６の内部には、図５に示すような操作盤３１が設けられている。操作盤３１には、昇降装置８によるトンネル部５及びキャブ６の昇降や、キャブ６の回転等を操作するための各種操作スイッチ３３の他、走行装置１０を操作するための操作レバー３２及び表示装置３４が設けられている。操作レバー３２は、多方向の自由度をもったレバー状入力装置（ジョイスティック）によって構成されている。操作レバー３２及び各種操作スイッチ３３によって操作装置３０が構成されている。なお、操作装置３０の構成は、適宜変更可能である。
【0040】
また、制御装置５０は、操作盤３１と相互に電気回路で接続され、操作装置３０の操作に基づく動作指令等の情報が入力されるとともに、各センサ２３～２８の出力信号等が入力されて、旅客搭乗橋１の動作を制御するとともに、表示装置３４に表示される情報等を出力する。
【0041】
なお、制御装置５０には、ＣＰＵ等の演算処理部と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部とを有している。記憶部には、旅客搭乗橋１を動作させるための制御プログラム及び当該動作に必要な情報が予め記憶されており、演算処理部が制御プログラムを実行することにより、制御装置５０は、旅客搭乗橋１の各部の動作（走行装置１０、昇降装置８及びキャブ回転装置６Ｒ等の動作）の制御等を行う。なお、旅客搭乗橋１の動作中に記憶される情報も記憶部に記憶される。制御装置５０は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、インターネットやＬＡＮを経由して互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。制御装置５０は、例えば、キャブ６または最も先端側のトンネル５ｂ等に設けられている。
【0042】
制御装置５０は、図１に示すようなＸＹＺ直交座標系を用いて、リアルタイムで旅客搭乗橋１の各部の位置（座標）を把握している。すなわち絶対座標として、ロタンダ４の回転軸ＣＬ１とエプロンＥＰ（図２）の平面との交点を原点（０，０，０）にして、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（上下方向に延びる軸）をとり、旅客搭乗橋１の各部の位置座標をあらわす。この位置座標のＸ座標値、Ｙ座標値、Ｚ座標値は、それぞれ、ロタンダ４の回転軸ＣＬ１の位置である原点（０，０，０）からの距離（例えば単位〔ｍｍ〕）を示す。この例では、Ｘ座標値は図１において原点（０，０，０）より右側を正の値とし、左側を負の値とする。また、Ｙ座標値は原点（０，０，０）に対しターミナルビル２と反対方向を正の方向とし、Ｚ座標値は原点（０，０，０）より上方向を正の方向とする。
【0043】
制御装置５０は、航空機３及び旅客搭乗橋１の各部の位置を、前述の３次元直交座標系（ＸＹＺ直交座標系）を用いた位置座標として表現する。よって、以下に記載する「位置座標」は、３次元位置座標のことである。
【0044】
図１における「Ｅｄ」はトンネル部５の中心線（長手方向に延びる中心線）を示し、前述のロタンダ用角度センサ２４により検出されるロタンダ４の回転角度φｒは、平面視において、Ｘ軸に対して反時計回りに計算されるトンネル部５の中心線Ｅｄがなす角度であり、特定の水平方向（Ｘ軸の正方向）に対するロタンダ４の回転角度である。また、キャブ用角度センサ２５により検出されるキャブ６の回転角度φｃは、トンネル部５の中心線Ｅｄに対してキャブ６の回転角度を示している。また、走行用角度センサ２６により検出される走行装置１０の回転角度φｗは、平面視において、トンネル部５の中心線Ｅｄに対して走行装置１０の回転角度を示している。
【0045】
また、図１に示すキャブ６の回転角度θｃは、特定の水平方向（Ｘ軸の正方向）に対するキャブ６の回転角度である。以下、キャブ６の回転角度θｃのことをキャブ絶対角度θｃと言い、キャブ６の回転角度φｃのことをキャブ相対角度φｃと言う場合がある。トンネル部５が水平状態（図２の傾斜角度β＝０）の場合には、θｃ＝φｃ＋φｒである。
【0046】
図２において、直線１００は、ロタンダ４とトンネル部５との接続部（ＣＬ４）からトンネル部５の伸縮方向に伸ばした直線を示し、走行装置１０（２つの走行車輪９）の中心点Ｐ２から直線１００までの距離を、伸縮可能な昇降装置８の長さＬＡとして昇降センサ２７により検出することができる。
【0047】
制御装置５０は、キャブ６の中心点Ｐ１から先端部６ａの基準点６Ｐまでの距離ＬＢ（所定値）と、キャブ６の中心点Ｐ１からトンネル部５の先端までの距離ＬＣ（所定値）と、トンネル部５の先端からドライブコラム７の取付位置までの距離ＬＤ（所定値）と、ロタンダ４の中心点からトンネル部５の接続部（水平回転軸ＣＬ４の位置）までの距離ＬＲ（所定値）と、上記接続部の高さＨＲ（所定値）と、走行車輪９の半径ＨＷ（所定値）と、基準点６Ｐと直線１００との高低差ＬＧとを予め記憶部に記憶している。トンネル部５の基端（上記接続部）からドライブコラム７の取付位置までの距離ＬＥは、トンネル長さセンサ２８で検出されるトンネル部５の長さＬＦから距離ＬＤを減じることにより算出できる。
【0048】
ここで、トンネル長さセンサ２８の検出値ＬＦを用いて算出できる距離ＬＥと、昇降センサ２７により検出される昇降装置８の長さＬＡとが決まれば、ロタンダ４の中心点から走行装置１０の中心点Ｐ２までの水平距離Ｌ２及び走行装置１０の中心点Ｐ２の高さ（Ｚ座標値＝ＨＷで一定）は一意に決まる。同様に、ロタンダ４の中心点からキャブ６の中心点Ｐ１までの水平距離Ｌ１及びキャブ６の中心点Ｐ１の高さ（Ｚ座標値）も一意に決まる。さらに、ロタンダ４の回転角度φｒが決まれば、走行装置１０の中心点Ｐ２及びキャブ６の中心点Ｐ１の各ＸＹ座標値が一意に決まる。この結果、走行装置１０の中心点Ｐ２及びキャブ６の中心点Ｐ１の位置座標が一意に決まる。さらに、キャブ用角度センサ２５で検出されるキャブ相対角度φｃが決まれば、キャブ６の先端部６ａの基準点６Ｐの位置座標も一意に決まる。
【0049】
よって、制御装置５０は、トンネル長さセンサ２８の検出値ＬＦと昇降センサ２７の検出値ＬＡとロタンダ用角度センサ２４の検出値φｒとを逐次取得し、これらから順運動学に基づいて、走行装置１０の中心点Ｐ２の位置座標及びキャブ６の中心点Ｐ１の位置座標を算出することができる。また、制御装置５０は、前述の検出値ＬＦ，ＬＡ、φｒに加えてキャブ相対角度φｃも逐次取得するので、順運動学に基づいて、キャブ６の先端部６ａの基準点６Ｐの位置座標も算出することができる。なお、キャブ６を回転軸線ＣＬ３方向の上方から見て、キャブ６の基準点６Ｐと中心点Ｐ１とを結ぶ線分と、トンネル部５の中心線Ｅｄとのなす角度が、キャブ相対角度φｃとなるように、キャブ６の基準点６Ｐが定められている。そして、キャブ６の基準点６Ｐと中心点Ｐ１とを通る直線と、キャブ６の先端部６ａに沿った直線とが直交している。
【0050】
次に、旅客搭乗橋１の動作の一例について説明する。
航空機３がエプロンに到着していないときには、旅客搭乗橋１は図１の二点鎖線で示される所定の待機位置で待機している。航空機３の正規の停止位置は、航空機３の機軸が機体誘導ラインＡＬ上で、かつ、機体誘導ラインＡＬの延伸方向において定められた所定の位置である。航空機３は、正規の停止位置を目標にして停止されるが、実際の停止位置が正確に正規の停止位置になるとは限らない。なお、機体誘導ラインＡＬは、エプロンの地面上に描かれている。また、機体誘導ラインＡＬがＸ軸となす角度αは、所定値として、予め制御装置５０の記憶部に記憶されている。
航空機３がエプロンに到着していないときには、旅客搭乗橋１は図１の二点鎖線で示される所定の待機位置で待機している。航空機３の正規の停止位置は、航空機３の機軸が機体誘導ラインＡＬ上で、かつ、機体誘導ラインＡＬの延伸方向において定められた所定の位置である。航空機３は、正規の停止位置を目標にして停止されるが、実際の停止位置が正確に正規の停止位置になるとは限らない。なお、機体誘導ラインＡＬは、エプロンの地面上に描かれている。また、機体誘導ラインＡＬがＸ軸となす角度αは、所定値として、予め制御装置５０の記憶部に記憶されている。
【0051】
旅客搭乗橋１の待機位置は、旅客搭乗橋１を航空機３の乗降部（ドア３ａ）に装着する際に移動の起点となる移動開始位置である。旅客搭乗橋１が航空機３の乗降部に装着される際には、キャブ６が待機位置から一時停止位置へ移動し、その後、装着位置へ移動することによりキャブ６が乗降部に装着される。そして、キャブ６が乗降部から離脱したときには待機位置に戻って停止し、次の航空機の乗降部への装着動作が開始されるまで、待機位置で待機している。なお、キャブ６が航空機３から離脱して待機位置へ戻る際に、走行装置１０の目標とする待機位置における走行装置１０の中心点Ｐ２の位置座標は、予め制御装置５０に記憶されている。
【0052】
この旅客搭乗橋１では、航空機３に装着されるまでの動作が制御装置５０による制御によって自動で行われる。この自動制御は、以下のようにして行われる。図６は、旅客搭乗橋１のキャブ６を航空機３へ装着する時の動作の一例を示すフローチャートである。この旅客搭乗橋１の動作は、制御装置５０の制御によって実現される。なお、以下の説明で使用する「位置座標」も、３次元直交座標系（ＸＹＺ直交座標系）を用いた３次元位置座標のことである。
【0053】
旅客搭乗橋１（キャブ６）が待機位置において、オペレータが操作盤３１の自動制御のスタートボタン（操作スイッチ３３の一つ）を押すことにより、以下の自動制御が開始される。
【0054】
上記のスタートボタンが押されると、制御装置５０は、ステップＳ１の第１の乗降部位置算出処理を行う。このステップＳ１では、制御装置５０は、まず、第１，第２カメラ２１，２２に航空機３の乗降部（ドア３ａ）を撮影させる。ここで、航空機３の乗降部が撮影視野に入らない場合には、撮影視野に入るようにキャブ回転装置６Ｒを駆動してカメラ２１，２２の撮影方向等を調整させるようにしてもよい。図７は、キャブが待機位置での第１カメラ２１の撮影画像の一例を示す概略図である。航空機３では、ドア３ａが視認できるようにドア３ａの輪郭部分にペイントが施されている（ペイント部分４１）。図７の撮影画像Ａ１におけるｘ及びｙ軸はカメラ座標系を示す。
【0055】
続いて、制御装置５０は、２つのカメラ２１，２２の撮影画像データを取得し、これらの撮影画像データに基づいて、航空機３のドア３ａの基準点３Ｐの位置座標（ＸＹＺ直交座標系における位置座標）を算出する。このとき、ドア３ａの輪郭のペイント部分４１や補強プレート３ｃの形状等に基づいてドア３ａ及びそのドア３ａの基準点３Ｐを検出することができる。ドア３ａの基準点３Ｐは、図７に示すようにドアシルの中央部である（またはドア３ａの直下に設けられている補強プレート３ｃの上端中央部としてもよい）。
【0056】
制御装置５０は、２つのカメラ２１，２２の撮影画像データから画像処理を行って、ドア３ａの基準点３Ｐを検出し、２つのカメラ２１，２２から見たドア３ａの基準点３Ｐの方向を算出し、この算出したカメラ２１，２２からの２つの方向と、キャブ６に対する２つのカメラ２１，２２の取付位置および取付角度と、待機位置におけるキャブ６の中心点Ｐ１の位置座標等を用いて、ドア３ａの基準点３Ｐの位置座標を算出することができる。
【0057】
次に制御装置５０は、ステップＳ２のキャブ停止位置算出処理を行う。このステップＳ２では、制御装置５０は、最初の移動先となる一時停止位置におけるキャブ６の先端部６ａ（バンパー６２）の所定の基準点６Ｐの目標位置の位置座標（目標位置座標）を算出する。
【0058】
図８（Ａ）は、一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置の一例を示す図である。一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置の高さは、例えば、ドア３ａの基準点３Ｐと同じ高さとする。また、基準点６Ｐの目標位置の水平位置は、ドア３ａの基準点３Ｐから機体誘導ラインＡＬと平行方向にドア３ａの左側へ所定距離Ｄａ離れた位置をＥ１とすると、この位置Ｅ１から、さらに機体誘導ラインＡＬと垂直方向であって航空機３から離れる方向へ所定距離Ｄｂ（例えば１０００ｍｍ）移動した位置とする。このようにして、一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標を算出する。
【0059】
次に制御装置５０は、ステップＳ３の第１の逆運動学計算処理を行う。このステップＳ３では、制御装置５０は、ステップＳ２により算出された一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標と、一時停止位置における特定の水平方向（Ｘ軸正方向）に対するキャブ６の第１の所望回転角度（θｃ１）とに基づいて逆運動学計算（逆運動学に基づく計算）を行うことにより、一時停止位置における走行装置１０の中心点Ｐ２の目標位置座標と、昇降装置８の目標長さＬＡ１（昇降装置８の長さＬＡの目標値）と、キャブ相対角度φｃの目標値φｃ１とを算出する。ここで、一時停止位置における特定の水平方向（Ｘ軸正方向）に対するキャブ６の第１の所望回転角度（θｃ１）とは、一時停止位置におけるキャブ絶対角度θｃの所望値である。この所望値（θｃ１）は、平面視において、キャブ先端部６ａが機体誘導ラインＡＬと平行になる状態のキャブ絶対角度θｃとする。つまり、キャブ絶対角度θｃの所望値（θｃ１）は、平面視において、Ｘ軸正方向と、機体誘導ラインＡＬと直交する水平方向とのなす角度になる。ここで、機体誘導ラインＡＬがＸ軸となす角度がα（所定値）であるので、キャブ絶対角度θｃの所望値（θｃ１）は、（α＋９０）度として算出できる。
【0060】
このステップＳ３では、ステップＳ３１を行ってからステップＳ３２を行うことが好ましい。ステップＳ３１の第１計算処理では、まず、キャブ６が水平状態（キャブ６の回転軸線ＣＬ３が垂直状態）であると仮定して、一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標と、一時停止位置におけるキャブ６の第１の所望回転角度θｃ１とを用いて、一時停止位置におけるキャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標（水平２方向における座標）と、第１の所望回転角度θｃ１に対応するキャブ相対角度の目標値（キャブの目標回転角度）φｃ１とを近似的に算出する。
【0061】
ここでは、例えば、キャブ６の先端の基準点６ＰのＸＹ座標と、第１の所望回転角度θｃ１と、キャブ６の中心点Ｐ１と基準点６Ｐとの距離ＬＢ（所定値）とを用いて、キャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標を算出する。
そして、キャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標からロタンダ４の回転角度φｒ１を算出し、キャブ相対角度の目標値φｃ１を、φｃ１＝θｃ１－φｒ１として算出する。
そして、キャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標からロタンダ４の回転角度φｒ１を算出し、キャブ相対角度の目標値φｃ１を、φｃ１＝θｃ１－φｒ１として算出する。
【0062】
さらに、キャブ６が水平状態であると仮定して、一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐからトンネル部５の中心線Ｅｄに下した垂線の足Ｐ１１の水平２方向における座標（ＸＹ座標）を算出し、垂線の足Ｐ１１の高さ方向の座標（Ｚ座標）を一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの高さ方向の座標（Ｚ座標）と同一として、垂線の足Ｐ１１の位置座標（ＸＹＺ座標）を算出する。なお、上記の垂線の足Ｐ１１は、キャブ６が水平状態でない場合もキャブ６の基準点６Ｐの高さと同じ高さになる。
【0063】
上記の垂線の足Ｐ１１のＸＹ座標は、例えば、次のようにして算出してもよい。まず、キャブ６の中心点Ｐ１と垂線の足Ｐ１１との距離Ｆ１を算出する。この距離Ｆ１は、キャブ６の中心点Ｐ１と基準点６Ｐとの距離ＬＢと、キャブ相対角度の目標値φｃ１とを用いて算出できる。つぎに、距離Ｆ１とロタンダ４の回転角度φｒ１とを用いて、キャブ６の中心点Ｐ１に対するＸ軸方向の差分及びＹ軸方向の差分を算出し、これらの差分のそれぞれを、キャブ６の中心点Ｐ１のＸ座標、Ｙ座標に加えることにより、垂線の足Ｐ１１のＸ座標、Ｙ座標を算出することができる。
【0064】
次のステップＳ３２の第２計算処理では、上記第１計算処理で算出した垂線の足Ｐ１１の位置座標を用いて逆運動学計算を行うことにより、一時停止位置における走行装置１０の中心点Ｐ２の目標位置座標と、昇降装置８の目標長さＬＡ１とを算出する。なお、垂線の足Ｐ１１とキャブ６の中心点Ｐ１とは、トンネル部５の伸縮方向に距離Ｆ１をとってキャブ６の回転軸線ＣＬ３と直交する同一平面内に存在する。
【0065】
なお、上記では、ステップＳ３の逆運動学計算処理をステップＳ３１とステップＳ３２の計算処理によって行うようにしたが、これに限らない。例えば、収束計算などの他の方法によって行うようにしてよい。
【0066】
次に制御装置５０は、ステップＳ４の第１の移動処理を行う。この第１の移動処理では、キャブ６を待機位置から一時停止位置へ移動させる。つまり、制御装置５０は、走行装置１０の中心点Ｐ２がステップＳ３により算出された目標位置座標となるように走行装置１０を走行動作させるとともに、昇降装置８の長さＬＡがステップＳ３により算出された目標長さＬＡ１となるように昇降装置８を伸縮動作させるとともに、キャブ相対角度φｃがステップＳ３により算出された目標回転角度（φｃ１）となるようにキャブ回転装置６Ｒを駆動させることにより、キャブ６を待機位置から一時停止位置へ移動させる。
【0067】
次に制御装置５０は、キャブ６が一時停止位置において、ステップＳ５のキャブ回転処理を行う。このキャブ回転処理では、制御装置５０は、キャブ６が一時停止位置で停止しているときに、一対の各々の距離センサ２３で計測されるキャブ６の先端部６ａと航空機３との距離が等しくなるようにキャブ回転装置６Ｒを駆動させる。つまり、平面視において、キャブ６の先端部６ａを、航空機３のキャブ６が装着される部分（ドア３ａ及びその近傍部分）の表面の水平方向に延びる接線ＴＬと平行にする。
【0068】
次に制御装置５０は、ステップＳ６の第２の乗降部位置算出処理を行う。このステップＳ６では、制御装置５０は、まず、第１，第２カメラ２１，２２のいずれか一方のカメラ（例えばカメラ２１）に航空機３の乗降部（ドア３ａ）を撮影させる。続いて、制御装置５０は、撮影したカメラ２１の撮影画像データを取得し、この撮影画像データと、距離センサ２３で計測されたキャブ６の先端部６ａと航空機３との距離と、キャブ６に対する前記一方のカメラ（例えばカメラ２１）の取付位置および取付角度と、一時停止位置におけるキャブ６の中心点Ｐ１の位置座標等に基づいて、航空機３のドア３ａの基準点３Ｐの位置座標（ＸＹＺ直交座標系における位置座標）を算出する。ここで、算出したドア３ａの基準点３Ｐの位置座標は、近距離で撮影した画像データを用いるとともに、距離センサ２３により正確な距離が計測できているので、ステップＳ１で算出したものに比べて精度が高い。
【0069】
次に制御装置５０は、ステップＳ７のキャブ装着位置算出処理を行う。このステップＳ７では、制御装置５０は、ステップＳ６により算出されたドア３ａの基準点３Ｐの位置座標に基づいて、キャブ６の先端部６ａがドア３ａに装着される位置となるキャブ６の装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標を算出する。
【0070】
図８（Ｂ）は、装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置の一例を示す図である。装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置の高さは、例えば、ドア３ａの基準点３Ｐよりも所定距離（例えば１５０ｍｍ）低い高さとする。また、基準点６Ｐの目標位置の水平位置は、平面視においてドア３ａの基準点３Ｐから接線ＴＬに沿ってドア３ａの左側へ所定距離Ｄａ離れた位置をＥ２とすると、この位置Ｅ２から、さらに接線ＴＬと垂直方向であって航空機３から離れる方向へ所定距離Ｄｃ（例えば２０ｍｍ）移動した位置とする。このようにして、装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標を算出する。上記接線ＴＬは、航空機３のキャブ６が装着される部分（ドア３ａ及びその近傍部分）の表面の水平方向に延びる接線である。
【0071】
次に制御装置５０は、ステップＳ８の第２の逆運動学計算処理を行う。このステップＳ８では、制御装置５０は、ステップＳ７により算出された装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標と、装着位置における特定の水平方向（Ｘ軸正方向）に対するキャブ６の第２の所望回転角度（θｃ２）とに基づいて逆運動学計算（逆運動学に基づく計算）を行うことにより、装着位置における走行装置１０の中心点Ｐ２の目標位置座標と、昇降装置８の目標長さＬＡ２（昇降装置８の長さＬＡの目標値）と、キャブ相対角度φｃの目標値φｃ２とを算出する。ここで、装着位置における特定の水平方向（Ｘ軸正方向）に対するキャブ６の第２の所望回転角度（θｃ２）とは、装着位置におけるキャブ絶対角度θｃの所望値である。この所望値（θｃ２）は、平面視において、キャブ先端部６ａが上記接線ＴＬと平行になる状態のキャブ絶対角度θｃとする。つまり、キャブ絶対角度θｃの所望値（θｃ２）は、平面視において、Ｘ軸正方向と、上記接線ＴＬと直交する水平方向とのなす角度になる。現時点では、ステップＳ５のキャブ６の回転処理によって、キャブ６の先端部６ａが接線ＴＬと平行になっているので、現時点においてロタンダ用角度センサ２４によって検出されるロタンダ４の回転角度φｒと、キャブ用角度センサ２５によって検出されるキャブ相対角度φｃとを加算して、キャブ絶対角度θｃの所望値（θｃ２）を算出できる。なお、ステップＳ５のキャブ６の回転処理において、停止誤差が発生し、キャブ６の先端部６ａと接線ＴＬとが平行からずれている場合には、そのずれに相当する角度をさらに加算して上記所望値（θｃ２）を算出するようにしてもよい。
【0072】
このステップＳ８では、ステップＳ８１を行ってからステップＳ８２を行うことが好ましい。ステップＳ８１の第３計算処理では、まず、キャブ６が水平状態（キャブ６の回転軸線ＣＬ３が垂直状態）であると仮定して、装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標と、装着位置におけるキャブ６の第２の所望回転角度θｃ２とを用いて、装着位置におけるキャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標（水平２方向における座標）と、第２の所望回転角度θｃ２に対応するキャブ相対角度の目標値（キャブの目標回転角度）φｃ２とを近似的に算出する。
【0073】
ここでは、例えば、キャブ６の先端の基準点６ＰのＸＹ座標と、第２の所望回転角度θｃ２と、キャブ６の中心点Ｐ１と基準点６Ｐとの距離ＬＢ（所定値）とを用いて、キャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標を算出する。
そして、キャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標からロタンダ４の回転角度φｒ２を算出し、キャブ相対角度の目標値φｃ２を、φｃ２＝θｃ２－φｒ２として算出する。
そして、キャブ６の中心点Ｐ１のＸＹ座標からロタンダ４の回転角度φｒ２を算出し、キャブ相対角度の目標値φｃ２を、φｃ２＝θｃ２－φｒ２として算出する。
【0074】
さらに、キャブ６が水平状態であると仮定して、装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐからトンネル部５の中心線Ｅｄに下した垂線の足Ｐ１２の水平２方向における座標（ＸＹ座標）を算出し、垂線の足Ｐ１２の高さ方向の座標（Ｚ座標）を装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの高さ方向の座標（Ｚ座標）と同一として、垂線の足Ｐ１２の位置座標（ＸＹＺ座標）を算出する。なお、上記の垂線の足Ｐ１２は、キャブ６が水平状態でない場合もキャブ６の基準点６Ｐの高さと同じ高さになる。
【0075】
上記の垂線の足Ｐ１２のＸＹ座標は、例えば、次のようにして算出してもよい。まず、キャブ６の中心点Ｐ１と垂線の足Ｐ１２との距離Ｆ２を算出する。この距離Ｆ２は、キャブ６の中心点Ｐ１と基準点６Ｐとの距離ＬＢと、キャブ相対角度の目標値φｃ２とを用いて算出できる。つぎに、距離Ｆ２とロタンダ４の回転角度φｒ２とを用いて、キャブ６の中心点Ｐ１に対するＸ軸方向の差分及びＹ軸方向の差分を算出し、これらの差分のそれぞれを、キャブ６の中心点Ｐ１のＸ座標、Ｙ座標に加えることにより、垂線の足Ｐ１２のＸ座標、Ｙ座標を算出することができる。
【0076】
次のステップＳ８２の第４計算処理では、上記第３計算処理で算出した垂線の足Ｐ１２の位置座標を用いて逆運動学計算を行うことにより、装着位置における走行装置１０の中心点Ｐ２の目標位置座標と、昇降装置８の目標長さＬＡ２とを算出する。なお、垂線の足Ｐ１２とキャブ６の中心点Ｐ１とは、トンネル部５の伸縮方向に距離Ｆ２をとってキャブ６の回転軸線ＣＬ３と直交する同一平面内に存在する。
【0077】
なお、上記では、ステップＳ８の逆運動学計算処理をステップＳ８１とステップＳ８２の計算処理によって行うようにしたが、これに限らない。例えば、収束計算などの他の方法によって行うようにしてよい。
【0078】
次に制御装置５０は、ステップＳ９の第２の移動処理を行う。この第２の移動処理では、キャブ６を一時停止位置から装着位置へ移動させる。ここで、制御装置５０は、例えば、昇降装置８の長さＬＡがステップＳ８により算出された目標長さＬＡ２となるように昇降装置８を伸縮動作させ、キャブ相対角度φｃがステップＳ８により算出された目標回転角度（φｃ２）となるようにキャブ回転装置６Ｒを駆動させる。その後、走行装置１０の中心点Ｐ２がステップＳ８により算出された目標位置座標となるように走行装置１０を走行動作させる。ここで、走行装置１０は、その中心点Ｐ２が目標位置座標に向かうように走行動作させ、前述のように中心点Ｐ２が目標位置座標に到達した時点で停止させるようにしてもよいし、走行中に距離センサ２３で計測されるキャブ６の先端部６ａと航空機３との距離が所定距離になった時点で停止させるようにしてもよい。以上により、キャブ６が航空機３に装着される。
【0079】
次に制御装置５０は、ステップＳ１０で、レベル検知装置６４を作動させるとともにクロージャ６３を展開させる。ここで、レベル検知装置６４の作動とクロージャ６３の展開とはどちらが先に行われてもよい。なお、ステップＳ１０の処理は、オペレータの操作に基づいて行われるようにしてもよい。
【0080】
本実施形態では、航空機３及び旅客搭乗橋１の各部の位置を３次元直交座標系を用いた位置座標で表現し、キャブ６が待機位置において、第１及び第２カメラ２１，２２で撮影した乗降部の画像に基づいて航空機３の乗降部の基準点３Ｐの位置座標を算出し、これに基づいて、一時停止位置におけるキャブ６の先端部６ａの基準点６Ｐの目標位置座標を算出する。そして、この一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標とキャブ６の姿勢（第１の所望回転角度θｃ１）とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、一時停止位置における走行装置１０の中心点Ｐ２の目標位置座標と昇降装置８の目標長さＬＡ１とキャブ相対角度φｃの目標値φｃ１とを算出し、この算出結果に基づいて走行装置１０、昇降装置８及びキャブ回転装置６Ｒを駆動させ、キャブ６を待機位置から一時停止位置へ移動させるようにしている。
【0081】
上記のように、キャブ６が待機位置において、キャブ６に取り付けた第１及び第２のカメラ２１，２２で航空機３の乗降部を撮影し、その乗降部の基準点３Ｐの位置を絶対座標（３次元直交座標系を用いた位置座標）によって算出し、この絶対座標に基づいて一時停止位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標を算出するようにしている。よって、キャブ６が待機位置から一時停止位置へ移動中に、航空機３の乗降部の基準点３Ｐの位置を算出する必要がないので、第１及び第２のカメラ２１，２２による撮影を行う必要もなく、キャブ６の目標位置（一時停止位置）への移動を精度良く行うことが可能になる。
【0082】
また、キャブ６が一時停止位置において、キャブ６の先端部６ａと航空機３との距離が等しくなるようにキャブ６を回転させた後、第１及び第２カメラ２１，２２のいずれか一方のカメラで撮影した乗降部の画像と、距離センサ２３により計測されたキャブ６の先端部６ａと航空機３との距離とに基づいて、航空機３の乗降部の基準点３Ｐの位置座標を算出し、これに基づいて、装着位置におけるキャブ６の先端部６ａの基準点６Ｐの目標位置座標を算出する。そして、この装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標とキャブ６の姿勢（第２の所望回転角度θｃ２）とに基づいて逆運動学計算を行うことにより、装着位置における走行装置１０の中心点Ｐ２の目標位置座標と昇降装置８の目標長さＬＡ２とキャブ相対角度φｃの目標値φｃ２とを算出し、この算出結果に基づいて走行装置１０、昇降装置８及びキャブ回転装置６Ｒを駆動させ、キャブ６を一時停止位置から装着位置へ移動させるようにしている。
【0083】
上記のように、キャブ６が一時停止位置においても、航空機３の乗降部の基準点３Ｐの位置を絶対座標によって算出し、この絶対座標に基づいて装着位置におけるキャブ６の基準点６Ｐの目標位置座標を算出するようにしている。よって、キャブ６が一時停止位置から装着位置へ移動中に、航空機３の乗降部の基準点３Ｐの位置を算出する必要がないので、カメラによる撮影を行う必要もなく、キャブ６の目標位置（装着位置）への移動を精度良く行うことが可能になる。また、一時停止位置では、距離センサ２３を用いてキャブ６の先端部６ａと航空機３との距離を計測しているので、乗降部の基準点３Ｐの位置座標を高精度に算出することができ、キャブ６の装着位置も精度よく算出することができる。
【0084】
よって、キャブ６の航空機３への自動装着を良好に行うことが可能になる。
【0085】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【0086】
本発明は、キャブの目標位置への移動を精度良く行うことが可能になる旅客搭乗橋等として有用である。
【符号の説明】
【0087】
１ 旅客搭乗橋
３ 航空機
３ａ ドア
４ ロタンダ
５ トンネル部
６ キャブ
６Ｒ キャブ回転装置
８ 昇降装置
１０ 走行装置
２１ 第１カメラ
２２ 第２カメラ
２３ 距離センサ
５０ 制御装置
３ 航空機
３ａ ドア
４ ロタンダ
５ トンネル部
６ キャブ
６Ｒ キャブ回転装置
８ 昇降装置
１０ 走行装置
２１ 第１カメラ
２２ 第２カメラ
２３ 距離センサ
５０ 制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】