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特表2022-523323対象物の相対位置および相対運動を決定するシステムならびに方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-04-22
(54)【発明の名称】対象物の相対位置および相対運動を決定するシステムならびに方法
(51)【国際特許分類】
B66C 13/46 20060101AFI20220415BHJP
G08G 3/00 20060101ALI20220415BHJP
【ＦＩ】
B66C13/46 D
G08G3/00 A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021544543
(86)(22)【出願日】2020-02-04
(85)【翻訳文提出日】2021-09-22
(86)【国際出願番号】 US2020016527
(87)【国際公開番号】W WO2020163288
(87)【国際公開日】2020-08-13
(31)【優先権主張番号】62/801,305
(32)【優先日】2019-02-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/830,228
(32)【優先日】2019-04-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519311226
【氏名又は名称】ジェイ． レイ マクダーモット， エス．エー．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】ガイモン， デーヴィッド リー
(72)【発明者】
【氏名】マクリーン， マシュー
(72)【発明者】
【氏名】ウェルティ， ジェレミー
(72)【発明者】
【氏名】ライアン， マケナ
(72)【発明者】
【氏名】ミデル， マイケル
【テーマコード（参考）】
3F204
5H181
【Ｆターム（参考）】
3F204AA04
3F204BA02
3F204DB02
3F204DB03
3F204DC06
5H181AA25
5H181AA26
5H181BB04
5H181CC01
5H181CC03
5H181CC04
5H181CC12
5H181MA41
(57)【要約】
対象物（１０３、６０２、６０４）の間の相対位置および／または相対運動を決定するシステム。開示するシステムは、第１の対象物（６０２）上の標的追跡デバイス（１１０、６２０、６２２）と、第２の対象物（６０４）上の光学標的とを含む。標的追跡デバイスは、光学標的を追跡するように構成された、光学標的の画像を撮影するカメラを備える。システムは、陸上クレーン（６０１）、船舶システム（７００）、飛行システム（８００）、または海上クレーン（１００）を備える。コントローラ（１１５、６１５、７１５、８１５）は、追跡デバイスからのデータを使用して、クレーン、船舶（７０１）、またはヘリコプター（８０１）を制御する。
【選択図】図６Ａ
【選択図】図６Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１つまたは複数の対象物上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、前記１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、前記１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを備える、陸上クレーン上に配設するための標的追跡デバイスと、
前記標的追跡デバイスからデータを受信し、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して前記陸上クレーンを制御するように構成された、コントローラとを備える、陸上クレーンシステム。
【請求項2】
前記コントローラが、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対距離を計算するように構成され、前記データが、前記カメラによって撮影された前記１つまたは複数の画像内における前記１つまたは複数の光学標的の位置を含む、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項3】
前記相対距離が、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対垂直距離と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第１の相対水平距離と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第２の水平相対距離とを含む、請求項２に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項4】
前記データが、前記１つまたは複数の光学標的それぞれに関する、垂直位置、第１の水平位置、第２の水平位置、相対垂直位置、第１の相対水平位置、第２の相対水平位置、前記標的追跡デバイスと前記１つまたは複数の光学標的の１つとの間の距離、または軸線と前記標的追跡デバイスから前記１つまたは複数の光学標的の１つまでの見通し線との間で測定した相対角度のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項5】
前記コントローラまたは前記標的追跡デバイスの１つもしくは複数と通信するＲＦＩＤ読取り機と、前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つの上のＲＦＩＤタグとを更に備える、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項6】
前記コントローラが、前記陸上クレーンのフックを前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つにガイドするように構成され、前記陸上クレーンシステムが、前記陸上クレーン上に配設するための１つまたは複数の基準標的を備える、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項7】
前記標的追跡デバイスが、第１の角度位置と第２の角度位置との間をスキャンして、前記１つまたは複数の光学標的を前記標的追跡デバイスの前記カメラの視野内に位置決めするように構成され、前記１つまたは複数の光学標的のうちの１つもしくは複数が前記視野外にある場合、前記陸上クレーンシステムがメッセージを出力するように構成された、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項8】
前記１つまたは複数の対象物が、第１の対象物と第２の対象物とを含み、前記１つまたは複数の光学標的が、前記第１の対象物上の第１の光学標的と前記第２の対象物上の第２の光学標的とを含み、前記第１の光学標的が第１のタグパターンを備え、前記第２の光学標的が前記第１のタグパターンとは異なる第２のタグパターンを備える、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項9】
対象物上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、前記１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、前記１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを備える、船舶上に配設するための標的追跡デバイスと、
前記標的追跡デバイスからデータを受信し、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記標的追跡デバイスと前記１つまたは複数の光学標的との間の相対運動を計算し、前記相対運動を使用して前記船舶を制御するように構成された、コントローラとを備える、船舶システム。
【請求項10】
前記データが、前記カメラによって撮影された前記１つまたは複数の画像内における前記１つまたは複数の光学標的の位置を含む、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項11】
前記対象物が、第２の船舶、海上プラットフォーム、またはドックであり、前記船舶システムが、前記船舶上に配設するための１つまたは複数の基準標的を備える、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項12】
前記コントローラまたは前記標的追跡デバイスの１つもしくは複数と通信するＲＦＩＤ読取り機と、前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つの上のＲＦＩＤタグとを更に備える、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項13】
前記相対運動が、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対垂直運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第１の相対水平運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第２の水平相対運動とを含む、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項14】
前記標的追跡デバイスが、第１の角度位置と第２の角度位置との間をスキャンして、前記１つまたは複数の光学標的を前記標的追跡デバイスの前記カメラの視野内に位置決めするように構成され、前記１つまたは複数の光学標的のうちの１つもしくは複数が前記視野外にある場合、前記船舶システムがメッセージを出力するように構成された、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項15】
前記１つまたは複数の光学標的が、前記対象物上の第１の光学標的と前記対象物上の第２の光学標的とを含み、前記第１の光学標的が第１のタグパターンを備え、前記第２の光学標的が前記第１のタグパターンとは異なる第２のタグパターンを備える、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項16】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記船舶を前記１つまたは複数の光学標的に向かってガイドするように構成された、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項17】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記１つまたは複数の光学標的からのオフセット距離およびオフセット角度で前記船舶を維持するように構成された、請求項９に記載の船舶システム。
【請求項18】
対象物上に配設するための光学標的と、前記光学標的を追跡するように構成され、前記１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを備える、ヘリコプター上に配設するための標的追跡デバイスと、
前記標的追跡デバイスからデータを受信し、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記標的追跡デバイスと前記光学標的との間の相対運動を計算し、前記相対運動を使用して前記ヘリコプターを制御するように構成された、コントローラとを備える、飛行システム。
【請求項19】
前記対象物が船舶である、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項20】
前記ヘリコプターが、ウィンチとホイストフックとを更に備える、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項21】
前記データが、前記カメラによって撮影された前記１つまたは複数の画像内における前記１つまたは複数の光学標的の位置を含む、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項22】
前記コントローラまたは前記標的追跡デバイスの１つもしくは複数と通信するＲＦＩＤ読取り機と、前記光学標的上のＲＦＩＤタグとを更に備える、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項23】
前記相対運動が、前記光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対垂直運動と、
前記光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第１の相対水平運動と、
前記光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第２の水平相対運動とを含む、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項24】
前記標的追跡デバイスが、第１の角度位置と第２の角度位置との間をスキャンして、前記光学標的を前記標的追跡デバイスの前記カメラの視野内に位置決めするように構成され、前記１つまたは複数の光学標的のうちの１つもしくは複数が前記視野外にある場合、前記飛行システムがメッセージを出力するように構成された、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項25】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記ヘリコプターを前記光学標的に向かってガイドするように構成された、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項26】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記ヘリコプターを前記光学標的からのオフセット距離で維持するように構成され、前記船舶システムが、前記船舶上に配設するための１つまたは複数の基準標的を備える、請求項１９に記載の飛行システム。
【請求項27】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記ホイストフックを前記光学標的に向かってガイドするように構成された、請求項２０に記載の飛行システム。
【請求項28】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記ホイストフックを前記光学標的からのオフセット距離で維持するように構成された、請求項２０に記載の飛行システム。
【請求項29】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記ウィンチをペイインまたはペイアウトするように構成された、請求項２０に記載の飛行システム。
【請求項30】
前記対象物上に配設するための第２の光学標的を更に備え、前記光学標的が第１のタグパターンを備え、前記第２の光学標的が前記第１のタグパターンとは異なる第２のタグパターンを備える、請求項１８に記載の飛行システム。
【請求項31】
第１の船舶上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、前記１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、前記１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを備える、第２の船舶上に配設されたクレーン上に配設するための標的追跡デバイスと、
前記標的追跡デバイスからデータを受信し、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記クレーンを制御するように構成された、コントローラとを備える、海上クレーンシステム。
【請求項32】
前記コントローラが、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対運動を計算するように構成され、前記データが、前記カメラによって撮影された前記１つまたは複数の画像内における前記１つまたは複数の光学標的の位置を含む、請求項３１に記載の海上クレーンシステム。
【請求項33】
前記相対運動が、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対垂直運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第１の相対水平運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第２の水平相対運動とを含む、請求項３２に記載の海上クレーンシステム。
【請求項34】
前記データが、前記１つまたは複数の光学標的それぞれに関する、垂直位置、第１の水平位置、第２の水平位置、相対垂直位置、第１の相対水平位置、第２の相対水平位置、前記標的追跡デバイスと前記１つまたは複数の光学標的の１つとの間の距離、または軸線と前記標的追跡デバイスから前記１つまたは複数の光学標的の１つまでの見通し線との間で測定した相対角度のうちの少なくとも１つを含む、請求項３１に記載の海上クレーンシステム。
【請求項35】
前記コントローラまたは前記標的追跡デバイスの１つもしくは複数と通信するＲＦＩＤ読取り機と、前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つの上のＲＦＩＤタグとを更に備える、請求項３１に記載の海上クレーンシステム。
【請求項36】
前記コントローラが、前記クレーンのフックを前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つにガイドするように構成され、前記陸上クレーンシステムが、前記第２の船舶上に配設するための１つまたは複数の基準標的を備える、請求項３１に記載の海上クレーンシステム。
【請求項37】
前記標的追跡デバイスが、第１の角度位置と第２の角度位置との間をスキャンして、前記１つまたは複数の光学標的を前記標的追跡デバイスの前記カメラの視野内に位置決めするように構成され、前記１つまたは複数の光学標的のうちの１つもしくは複数が前記視野外にある場合、前記海上クレーンシステムがメッセージを出力するように構成された、請求項３１に記載の海上クレーンシステム。
【請求項38】
前記１つまたは複数の光学標的が、前記第１の船舶上の第１の光学標的と前記第２の船舶上の第２の光学標的とを含み、前記第１の光学標的が第１のタグパターンを備え、前記第２の光学標的が前記第１のタグパターンとは異なる第２のタグパターンを備える、請求項３１に記載の海上クレーンシステム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年４月５日付けの米国仮特許出願第６２／８３０，２２８号、および２０１９年２月５日付けの米国仮特許出願第６２／８０１，３０５号の利益を主張し、それらそれぞれを参照により本明細書に組み込む。
本出願は、２０１９年４月５日付けの米国仮特許出願第６２／８３０，２２８号、および２０１９年２月５日付けの米国仮特許出願第６２／８０１，３０５号の利益を主張し、それらそれぞれを参照により本明細書に組み込む。
【0002】
本開示の態様は、全体として、対象物および／または物体の間の相対位置ならびに相対運動を決定する、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
多くの産業活動には、対象物の変動する位置および移動が関与する。かかる活動には、海上輸送、海上石油およびガス活動、積荷移載、ならびに飛行活動が関与する場合がある。例えば、２つの浮遊船舶が存在する場合があり、それらの相対位置および運動は、海洋による上下揺れ、前後揺れ、左右揺れ、縦揺れ、横揺れ、および船首揺れなどの変化する海の条件によって変動する。変動する相対位置および運動によって、２つの浮遊船舶が流されて互いに近付いたり離れたりする場合がある。他の構造体、船舶、または浮体に近接して作業する船舶の場合、船舶と対象物との間の相対オフセットまたは空間が慎重に制御され、安定して維持されることが関心事であり得る。例えば、船舶がクレーンを使用して対象物を別の浮体に載せるには、２つの物体を互いに結合させるか、またはそれぞれ安定した位置を維持する必要がある。一般的には、大型の浮揚施設は適所でチェーンまたはロープに係留され、浮揚施設に近付いてくる船舶は、気象条件によって移動することがある係留された施設から固定のオフセットで維持される。
【0004】
対象物の相対位置および／または移動は、決定するのが困難でありコストがかかる場合がある。例えば、対象物の相対位置または移動を手動で決定する試みは、誤差、相当の時間、および言葉の壁を招いてきた。また、対象物の相対位置または移動を決定する試みには、物体に対する１つまたは２つの自由度しか考慮されないという制限があった。かかる制限は、より多くの基準が必要になり、不具合の機会が増加することにつながる。
【0005】
したがって、対象物間の相対位置および運動を適時にコスト効率が良い方式で決定する、正確なシステムおよび方法が必要とされている。
【発明の概要】
【0006】
本開示の実現例は、全体として、対象物および／または物体の間の相対位置ならびに相対運動を決定する、システムおよび方法に関する。
【0007】
一実現例では、陸上クレーンシステムは、１つまたは複数の対象物上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、陸上クレーン上に配設するための標的追跡デバイスとを含む。標的追跡デバイスは、１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、標的追跡デバイスは、１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを含む。陸上クレーンシステムは、標的追跡デバイスからデータを受信し、標的追跡デバイスから受信したデータを使用して陸上クレーンを制御するように構成された、コントローラを含む。
【0008】
一実現例では、船舶システムは、対象物上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、船舶上に配設するための標的追跡デバイスとを含む。標的追跡デバイスは、１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、標的追跡デバイスは、１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを含む。船舶システムは、標的追跡デバイスからデータを受信し、標的追跡デバイスから受信したデータを使用して、標的追跡デバイスと１つまたは複数の光学標的との間の相対運動を計算し、相対運動を使用して船舶を制御するように構成された、コントローラを含む。
【0009】
一実現例では、飛行システムは、対象物上に配設するための光学標的と、ヘリコプター上に配設するための標的追跡デバイスとを含む。標的追跡デバイスは、光学標的を追跡するように構成され、標的追跡デバイスは、１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを含む。飛行システムは、標的追跡デバイスからデータを受信し、標的追跡デバイスから受信したデータを使用して、標的追跡デバイスと光学標的との間の相対運動を計算し、相対運動を使用してヘリコプターを制御するように構成された、コントローラを含む。
【0010】
一実現例では、海上クレーンシステムは、第１の船舶上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、第２の船舶上に配設されたクレーン上に配設するための標的追跡デバイスとを含む。標的追跡デバイスは、１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、標的追跡デバイスは、１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを含む。海上クレーンシステムは、標的追跡デバイスからデータを受信し、標的追跡デバイスから受信したデータを使用してクレーンを制御するように構成された、コントローラを含む。
【0011】
本開示の上記に列挙した特徴を詳細に理解することができるような形で、上記に概説した本開示が、実現例を参照して更に詳細に説明されることがあり、その一部が添付図面に例証される。しかしながら、添付図面は本開示の一般的な実現例を例証しているにすぎず、したがって、本開示は他の等しく有効な実現例を許容することができるので、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことに注目すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】本開示の一実現例による、海上クレーンシステムを示す部分概略図である。
【図2A】本開示の一実現例による、標的追跡デバイスを示す部分概略図である。
【図2B】本開示の一実現例による、光学標的を示す部分概略図である。
【図3A】本開示の一実現例による、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）上に示されるデータを示す部分概略図である。
【図3B】本開示の一実現例による、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）上に示されるデータを示す部分概略図である。
【図4A】本開示の実現例による、表示情報を示す部分概略図である。
【図4B】本開示の実現例による、表示情報を示す部分概略図である。
【図5】クレーンが載せられた船舶を示す部分概略上面図である。
【図6A】本開示の一実現例による、陸上クレーンシステムを示す部分概略図である。
【図7A】本開示の一実現例による、第１の位置にある船舶システムを示す部分概略図である。
【図7B】本開示の一実現例による、第２の位置にある船舶システムを示す部分概略図である。
【図7C】本開示の一実現例による、船舶システムを示す部分概略図である。
【図8A】本開示の一実現例による、飛行システムを示す部分概略図である。
【図9】本開示の一実現例による、飛行システムを示す部分概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
理解を容易にするため、可能な場合、図面に共通である同一の要素を指定するのに、同一の参照番号を使用している。ある実現例に開示される要素は、具体的に言及することなく、他の実現例で有益に利用されてもよいことが想到される。
【0014】
本開示は、対象物および／または物体の間の相対位置ならびに相対運動を決定する、システムおよび方法に関する。
【0015】
本開示の態様は、対象物の相対位置を決定するシステムおよび方法を含む。開示するシステムは、第１の場所で第１の対象物上またはその付近に搭載された標的追跡デバイスと、第２の対象物上またはその付近の第２の場所に配置された標的とを含む。標的追跡デバイスおよび標的は、２つの場所間の相対運動のリアルタイム決定を容易にする。このシステムを使用する方法も開示される。
【0016】
図１Ａは、本開示の一実現例による、海上クレーンシステム１９８を概略的かつ部分的に示している。図１Ｂおよび図１Ｃは、図１Ａの部分拡大図である。図示されるように、クレーン１００は、水域１１６に配置された第１の船舶１０２の甲板１０１上に位置決めされる。クレーン１００は、第１の船舶１０２に隣接して配置された第２の船舶１０４上に対象物１０３を位置決めするか、またはそこから対象物１０３を除去するように構成される。対象物１０３は、あるいは、本明細書では貨物と呼ばれる。クレーン１００は、少なくとも、運転室１０５と、ブーム１０６と、ジブ１０７と、ホイストライン１０８と、フック１０９とを含む。クレーン１００は、クレーン１００の回転移動を容易にするため、または第１の船舶１０２の甲板１０１との結合を容易にするため、架台上に搭載されてもよい。任意のキャリッジ１２０が、ブーム１０６およびジブ１０７に沿って進んで、ホイストライン１０８およびそれに結合されたフック１０９を横方向に移動させる。
【0017】
第１の船舶１０２（およびしたがって、クレーン１００）と第２の船舶１０４との間の相対運動を考慮することによって、対象物１０３の移載を容易にするため、標的追跡デバイス１１０が利用される。標的追跡デバイス１１０は、対象物１０３などの対象物上にまたはそれに隣接して位置決めされることがある、光学標的１１１の位置を正確に測定する機器である。標的追跡デバイス１１０は、クレーン１００の運転室１０５上に、または運転室１０５に隣接して搭載される。甲板１０１上など、運転室１０５以外の搭載場所が使用されてもよい。標的追跡デバイス１１０は、第１の船舶１０２またはその付近の任意の場所に配設されてもよい。光学標的１１１は、対象物１０３の付近（または対象物１０３が位置決めされるべき場所の付近）で第２の船舶１０４上に搭載される。このように、標的追跡デバイス１１０が光学標的１１１を追跡する際に、標的追跡デバイス１１０（またそれに対応して、クレーン１００および第１の船舶１０２）に対する第２の船舶１０４の追跡が行われる。一例では、標的追跡デバイス１１０はレーザーを含む。一例では、標的追跡デバイス１１０はカメラを含む。１つまたは複数の基準標的１１９は、標的追跡デバイス１１０が、第１の船舶１０２の向きおよび／またはクレーン１００の向きに対する標的追跡デバイス１１０の位置を決定するため、第１の船舶１０２上に、例えばクレーン１００上に配設されてもよい。基準標的１１９は、光学標的１１１に類似しており、それと同じ特徴、向き、構成要素、および／または性質の１つもしくは複数を含んでもよい。標的追跡デバイス１１０は、光学標的１１１を追跡する前に標的追跡デバイス１１０の位置を決定するため、基準標的１１９をスキャンしてその相対位置を検出し決定してもよい。基準標的１１９は、光学標的１１１に対して分かっている相対位置および／または分かっている距離に配設されてもよい。
【0018】
本開示は、標的追跡デバイス１１０および基準標的１１９が第２の船舶１０４上に配設され、光学標的１１１が第１の船舶１０２上に配設されるように、標的追跡デバイス１１０および光学標的１１１の位置が置き換えられてもよいことを想到する。かかる例では、光学標的１１１は、標的追跡デバイス１１０が第２の船舶１０４に対するクレーン１００の相対運動を追跡することができるように、クレーン１００の先端付近または先端上など、クレーン１００上に配置されてもよい。
【0019】
標的追跡デバイス１１０は、クレーン１００と、第３の船舶上の第２のクレーンおよび／または他の船舶上の追加のクレーンとの間で追跡を切り替えるように構成されてもよい。標的追跡デバイス１１０はまた、クレーン１００と、第３の船舶上の第２のクレーンおよび／または他の船舶上の追加のクレーンとを同時に追跡するように構成されてもよい。一例では、クレーン１００は第１のクレーンであり、海上クレーンシステム１９８は、第１の船舶１０２上に配設された第２のクレーンおよび第３のクレーンを含む。標的追跡デバイス１１０は、単一のカメラを含み、第１のクレーン１００、第２のクレーン、および第３のクレーンの運転室からオフセットされた場所で、第１の船舶１０２上に搭載される。標的追跡デバイス１１０の単一のカメラは、第１のクレーン１００、第２のクレーン、および第３のクレーンの間で追跡を切り替えるように構成されてもよい。標的追跡デバイス１１０の単一のカメラはまた、第１のクレーン１００、第２のクレーン、および第３のクレーンを同時に追跡するように構成されてもよい。一例では、光学標的１１１は、鏡面が表面に形成された玉軸受を模倣した、球面マウント再帰反射器（spherically mounted retroreflector）（ＳＭＲ）である。別の例では、光学標的１１１は、標的追跡デバイス１１０によって認識可能な正方形が交互に配置された光学グリッドである。標的追跡デバイス１１０によって区別可能な三角形または円などの他の形状が、光学グリッドに利用されてもよいことが注目されるべきである。更に、光学標的１１１はまた、標的追跡デバイス１１０によって認識可能な異なるタイプのマーカーであってもよい。
【0020】
標的追跡デバイス１１０は、例えば、光学標的１１１の撮影された１つまたは複数の画像を介して、標的追跡デバイス１１０と光学標的１１１との間の距離Ｌ１の決定を容易にするように構成される。それに加えて、標的追跡デバイス１１０は、また同時に、運転室１０５の垂直軸Ｚ１または他の基準軸に対する見通し線（例えば、標的追跡デバイス１１０と光学標的１１１との間の直線１９６）の角度Ａ１の決定を容易にしてもよい。三次元軸系を含む、追加の軸および／または他の座標系が利用されてもよいことが想到される。
【0021】
一例では、標的追跡デバイス１１０内のサーボモータは、標的追跡デバイス１１０を光学標的１１１に向かって、それらの間の相対移動に応答して連続的に配向する。光学標的１１１の上にある対象物１０３の高さおよびそれらの間の距離を計算するのに、三角関数計算が実施される。標的追跡デバイス１１０と光学標的１１１との間の距離、対象物１０３と光学標的１１１との間の距離、および運転室１０５の軸線Ｚ１などの軸線に対する、光学標的１１１までの標的追跡デバイス１１０の見通し線１９６の角度Ａ１の決定は、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の相対運動を決定するのに使用される。
【0022】
一例では、標的追跡デバイス１１０は、光学標的１１１として使用される光学グリッドの形状間の距離を決定するのを容易にする。形状は標的追跡デバイス１１０によって区別可能である。形状の間の距離、またはそれらのサイズは、光学標的１１１と標的追跡デバイス１１０との間の距離を決定するのを容易にするため、標的追跡デバイス１１０によって使用される。例えば、形状の間の距離は分かっていてもよい。標的追跡デバイス１１０は、形状間の距離を測定すること、および測定された形状間の距離を形状間の分かっている距離に関連付けて、標的追跡デバイス１１０からの光学標的１１１の距離を決定することを容易にするように構成される。
【0023】
標的追跡デバイス１１０はまた、光学標的１１１の回転運動の決定を容易にしてもよい。一例では、標的追跡デバイス１１０は、光学標的１１１の光学グリッドを形成するのに使用される対象物間の距離の決定、および／または分かっている相対回転の光学グリッドの画像に対する前記光学グリッドの画像の画像照合を容易にすることによって、光学標的１１１の相対回転の決定を容易にする。光学標的１１１の決定された回転運動は、対象物１０３または船舶の甲板上の着地エリアなど、そこからオフセットされた対象物の回転を決定するのに使用することができる。
【0024】
計算の実施を含むデータの処理は、コントローラ１１５または他のコンピューティングデバイスによって実施される。一例では、コントローラ１１５は、運転室１０５内に配置され、情報をオペレータに対してディスプレイ上に表示する。コントローラ１１５は、第１の船舶１０２の場所、第１の船舶１０２の甲板１０１、第１の船舶１０２のブリッジ、または第１の船舶１０２のヘリパッド上もしくはその下など、海上クレーンシステム１９８の他の場所に配置されてもよい。コントローラ１１５は標的追跡デバイス１１０に隣接して配設される。コントローラ１１５は、中央処理装置（ＣＰＵ）、補助回路類、および関連付けられた制御ソフトウェアを収容したメモリを含むことができる。コントローラ１１５は、産業設備で使用することができる、汎用コンピュータプロセッサの任意の形態のものであってもよい。ＣＰＵは、ランダムアクセスメモリ、読出し専用メモリ、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ、ハードディスク、またはローカルもしくは遠隔の他の任意の形態のデジタル記憶装置など、任意の好適なメモリを使用してもよい。海上クレーンシステム１９８を支援するのに、様々な補助回路がＣＰＵに結合されてもよい。コントローラ１１５は、個々のチャンバ構成要素に隣接して配置される、別のコントローラに結合されてもよい。コントローラ１１５と海上クレーンシステム１９８の他の様々な構成要素との間の双方向通信は、信号バスと総称される多数の信号ケーブルを通して扱われる。ディスプレイは、任意に、オペレータがディスプレイ、コントローラ１１５、および標的追跡デバイスと相互作用するのを可能にする、タッチスクリーンパネルであってもよい。一例では、ディスプレイはヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）であってもよい。
【0025】
本開示は、海上クレーンシステム１９８の態様が、クレーン１００の位置決めおよび移動を制御する態様など、クレーン１００の制御システムの態様の一部であるか、それに連動するか、またはそれと直接通信してもよいことを想到する。一例として、コントローラ１１５は、決定された相対運動に基づいて、クレーン１００を指定位置に指定速度で移動させるようにクレーン１００に指令する指令を送ってもよい。そのため、海上クレーンシステム１９８は、クレーン１００の位置決めおよび移動を自動的に制御することができ、オペレータは、ジョイスティックの手動操作などの手動運転を使用して、自動位置決めを中断することができる。
【0026】
標的追跡デバイス１１０および光学標的１１１は、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の相対速度（例えば、ある期間にわたる測定された相対位置の変化）を決定することを可能にする。ある期間にわたる相対位置の変化を測定することによって、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の相対加速を決定することも可能になる。相対速度および／または相対加速の決定によって、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の運動が、その所与の貨物およびサイズなど、特定の吊上げに対応する指定の動作範囲内にあるか否かを評価することが可能になる。それに加えて、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の相対速度、相対加速、および／または相対運動を使用して、相対運動に基づいた、クレーンのディレーティング係数およびその吊上げ荷重を決定することができる。相対速度および／または相対加速の決定によって、ディレーティング係数、吊上げ荷重、および／または好天期など、吊上げ作業および陸揚げ作業の作業パラメータを正確かつ迅速に決定することが容易になる。相対速度および／または相対加速の決定によって、クレーン１００、第１の船舶１０２、および／または第２の船舶１０４を操作して吊上げ作業または陸揚げ作業を遂行する前に、作業パラメータを決定することが容易になる。作業パラメータは、吊上げ作業または陸揚げ作業を遂行するのに、第１の船舶１０２、クレーン１００、および／または第２の船舶１０４を定位置に配置する前に決定されてもよい。一例では、作業パラメータは、第２の船舶１０４が、クレーン１００が吊上げ作業または陸揚げ作業を遂行するにはまだ遠すぎる距離にあるときに決定される。相対速度および／または相対加速の決定によって、波高および／または天気予報に依存して作業パラメータを評価もしくは予測するのに比べて、作業パラメータを正確かつ迅速に決定することが容易になる。
【0027】
従来、上下揺れ補償装置（heave compensator）および関連システムは、ホイストライン１０８をリーブする際にホイストまたはシリンダに対して作用する。図１Ｃを参照すると、クレーン１００は、代表してブーム１０６に結合された、例示のアクティブな上下揺れ補償装置１１２を含む。ブーム１０６は、それと統合されたアクティブな上下揺れ補償装置１１２を含んでもよいこと、またはブームは、図示されるように、アクティブな上下揺れ補償装置１１２によって改良されてもよいことが想到される。アクティブな上下揺れ補償装置１１２はまた、アクティブな上下揺れ補償装置１１２がホイストライン１０８と接触している限り、クレーン架台内または更には第１の船舶１０２内など、任意の場所に設置されてもよい。アクティブな上下揺れ補償装置１１２は、吊上げ作業中のアクティブな上下揺れ補償を容易にするため、１つまたは複数のモータ、油圧ポンプ、アキュムレータ、および／またはガス系統を含む。アクティブな上下揺れ補償装置１１２はコントローラ１１５から信号を受信する。コントローラ１１５は、標的追跡デバイス１１０によって決定および／または提供されたデータ、あるいはコントローラ１１５によって受信または計算されたデータに応答して、吊上げ作業中の対象物１０３と第２の船舶１０４との間の相対移動を低減するため、調節動作を実施するようにアクティブな上下揺れ補償装置１１２に指令する。アクティブな上下揺れ補償装置１１２によって実施される動作によって、特に光学標的１１１の場所において、対象物１０３と第２の船舶１０４の甲板との間の実質的に同期の移動がもたらされ、それによって貨物の衝撃が低減または排除され、作業を実施するために利用可能な作業ウィンドウが増大する。例えば、従来、吊り上げられる貨物サイズは、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の相対運動の原因となる、水域１１６の波高によって限定される。しかしながら、本明細書の方法およびシステムは、従来技術と比較して、より高い波高での貨物の吊上げ（即ち、２つの船舶間の相対運動の増大）を可能にすることによって、作業ウィンドウの増大を可能にする。アクティブな上下揺れ補償は、コントローラ１１５から受信される信号に応答して、クレーン１００のホイストライン１０８に結合されたホイスト（即ち、ウィンチ）の上下揺れ補償動作によって遂行されてもよいことが想到される。
【0028】
標的追跡デバイス１１０は、アクティブな上下揺れ補償を適用することなく、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の相対運動の決定を容易にしてもよい。例えば、標的追跡デバイス１１０は、船舶間の相対運動の決定を容易にして、オペレータが、決定された相対運動に関連してクレーン１００の吊上げ荷重のディレーティング係数を決定するのを支援することができる。ディレーティング係数は、制御システムによって自動的に決定されてもよく、または相対速度、相対加速、および／または相対運動に基づいて、ディレーティングチャートを使用して、オペレータによって決定されてもよい。それに加えて、クレーン１００および第１の船舶１０２は固定の海上構造体上に配置されるものとして示されているが、あるいは、クレーン１００が陸上または固定の海上構造体上に配置されてもよいことが想到される。かかる例では、クレーン１００は、トラックもしくは岸壁などの移動プラットフォーム上に搭載されてもよく、または定位置で固定されてもよい。クレーン１００はまた、ジャッキアップクレーン船、ジャッキアップ海上プラットフォーム、または浮揚海上プラットフォームに搭載されてもよい。
【0029】
本開示の実現例に従って、光学標的１１１以外の標的が利用されてもよいことが想到される。光学標的１１１は、他の反射性材料を含んでもよく、またはサイズ、量、および形状が変動してもよい。
【0030】
１つを超える光学標的１１１が利用されてもよいことが想到される。一例では、レーザーまたは光学グリッドなどの第２の光学標的を、標的追跡デバイス１１０によって識別可能な、波長またはグリッドパターンなどの署名とともに、追加のソースから出力することができる。かかる構成は、光学標的１１１が、吊り下げられた貨物の下（例えば、陸揚げもしくはリフトオフ中の対象物１０３の直下）のエリアなど、危険な環境に配置されることになるときに有用であり得る。第２の船舶１０４の甲板など、作業甲板上にいる人員は、レーザーポインタなどの光学標的ソースを使用して、標的追跡デバイス１１０を第２の光学標的上に方向付けることができる（例えば、オペレータは、標的追跡デバイス１１０によって認識されるべき標的を「ペイント」することができる）。標的追跡デバイス１１０が第２の光学標的を認識すると、第２の光学標的の位置が、標的追跡デバイス１１０による後の追跡のため、また運転室１０５のディスプレイで見るために登録される。第２の光学標的はまた、標的追跡デバイス１１０によって認識可能な、システムに入力された一連の座標点であってもよい。
【0031】
標的が登録されると、標的は、海上クレーンシステム１９８のメモリ（コントローラ１１５のメモリなど）によって格納することができ、したがって、オペレータのレーザーポインタで継続して照明する必要はない。例えば、標的は、コントローラによって画像照合される画像として格納されてもよい。このように、標的は、当座のリフトオフまたは陸揚げ作業以降の作業のために格納することができる。その際、格納された対象物（ＨＵＤなど、クレーンオペレータのディスプレイ上で見られる）は、クレーンオペレータがフック１０９またはそこから吊り下げられた対象物１０３をそこまで操縦することができる、視覚的ランドマークを提供してもよい。このように、フック１０９を、通常は操縦不能な、または少なくともフック１０９と周囲の物品とが意図せず衝突する可能性なしに操縦不能である、位置へと案内することができる。フック１０９は、手動、半手動（即ち、コンピュータ支援）、または自動で所望の位置に案内されてもよい。
【0032】
かかる機能性は、海上作業、ならびにクレーン１００、第１の船舶１０２、第２の船舶１０４、および／または対象物１０３の１つもしくは複数が固定されているかまたは移動する、および／または陸上もしくは海上にある作業の両方に、有益であり適用可能であることが想到される。方法およびシステムは、本明細書では海上作業の文脈で記載されるが、陸上作業も想到され記載される。それに加えて、クレーン以外の、またはクレーンに追加される機器に関する作業も想到され記載される。
【0033】
図２Ａは、本開示の一実現例による、標的追跡デバイス１１０の部分概略図を示している。標的追跡デバイス１１０は、光学標的１１１が映像追跡および／または画像追跡を使用して光学標的を追跡するなど、光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成された、四軸カメラを含む。四軸カメラは４つの移動軸を含む。一軸もしくは二軸カメラなど、従来のカメラを上回る追加の移動軸によって、カメラが搭載される対象物、例えばヘリコプターまたは海上船舶の移動を補償することが容易になる。本明細書で利用されてもよい例示のカメラは、米国フロリダ州ブレーデントン（USA, Bradenton, FL）のトラッカシステムズ（Trakka Systems）から入手可能なＳＷＥ－３００ＬＥである。一例では、カメラは高解像度カメラである。一例では、カメラは１２８０ピクセル×９２０ピクセルの解像度を含む。他のカメラおよび他の標的追跡デバイスが利用されてもよい。本開示は、四軸カメラが海上システムおよび飛行システム上で使用されてもよく、二軸カメラまたは一軸カメラなどの異なるカメラが、後述する陸上クレーンシステム６００などの陸上システムに使用されてもよいことを想到する。
【0034】
標的追跡デバイス１１０は、基部２２０と、回転マウント２２１と、光学ユニット２２２とを含む。基部２２０は、クレーン１００の運転室１０５の外表面などの表面に搭載されるように構成される。基部２２０は、甲板１０１上など、運転室１０５以外の場所に搭載されてもよい。回転マウント２２１は、基部２２０上に搭載され、垂直軸Ｚ２を中心にして回転する。光学ユニット２２２は、回転マウント２２１内に位置決めされ、その中で軸Ｘ１を中心にして回転する。一例では、標的追跡デバイス１１０は慣性補償ジンバルを含む。一例では、標的追跡デバイス１１０は四軸ジャイロ安定化ジンバルを含む。光学ユニット２２２は、レーザー２２３を光学標的１１１に向かって投射する、レーザー発生源を中に含んでもよい。本開示は、レーザー発生源およびレーザー２２３が省略されてもよいことを想到する。かかる例では、相対的な距離、位置、および／または配向は、カメラを使用して、カメラ画像の多数のピクセルを、エイプリルタグなどの標的上の分かっている寸法に対して等置することによって決定されてもよい。光学ユニット２２２は、カメラレンズを有するカメラを含む。標的追跡デバイス１１０は、標的追跡デバイス１１０の見通し線１９６および／またはレーザー２２３を光学標的１１１に、それらの間の移動に応答して継続的に方向付けるように、回転マウント２２１および光学ユニット２２２の相対位置を調節する。レーザー２２３は、標的追跡デバイス１１０と光学標的１１１との間の距離の決定を容易にするため、球面マウント再帰反射器（ＳＭＲ）などの光学標的１１１から反射され、光学ユニット２２２によって受信されてもよい。光学ユニット２２２はまた、見通し線１９６および／またはレーザー２２３と垂直軸Ｚ２（もしくは別の軸）との間の相対角度を決定するのを容易にするため、加速度計、運動基準ユニット（ＭＲＵ）、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、および／またはエンコーダなど、１つまたは複数の機器を中に収容してもよい。光学標的１１１に対する相対的な角度および距離などの情報が、コントローラ１１５などのコントローラに提供されて、アクティブな上下揺れ補償、１つもしくは複数の対象物の相対移動、または他の動作の計算が実施される。
【0035】
他の実施形態と組み合わせることができる、一実施形態では、標的追跡デバイス１１０は、レーザーに加えてまたはその代わりにカメラを含む。対象物の相対運動を提供することに加えて、カメラは、カメラが見た相対運動の動画像および／または写真画像を提供する。一例では、標的追跡デバイス１１０の光学ユニット２２２は、光学標的１１１を認識するように構成された、カメラシステムなどの光学ビュワーと置き換えられてもよい。標的追跡デバイス１１０は、レーザー追跡およびカメラシステムの組合せを使用してもよい。
【0036】
一例では、標的追跡デバイス１１０は視野が規定された光学ビュワーを有する。光学標的１１１は標的追跡デバイス１１０の視野内に維持される。標的追跡デバイス１１０の視野内における光学標的１１１の相対位置、およびある期間にわたる光学標的１１１の相対位置の変化が、標的追跡デバイス１１０によって使用されて、第１の船舶１０２と第２の船舶１０４との間の相対運動、および／または標的追跡デバイス１１０からの光学標的１１１の距離を決定することが容易になる。一例では、光学ビュワーを有する２つの標的追跡デバイス１１０が使用される。各標的追跡デバイス１１０は光学標的１１１に向かって方向付けられる。標的追跡デバイス１１０の船上コントローラ、および／またはコントローラ１１５などのコントローラは、各標的追跡デバイス１１０からの検出画像を比較して、標的追跡デバイスからの光学標的１１１の距離、および／または光学標的１１１の相対運動を決定する。
【0037】
少なくとも２つの軸を中心にした回転などによって、移動できることにより、標的追跡デバイス１１０は、品質追跡測定値および画像を正確に描写することができ、単一の標的追跡デバイス１１０を使用してそれを行うことができる。標的追跡デバイスはまた、標的追跡デバイスが配設された、クレーン１００の運転室１０５など、対象物の移動および振動を考慮することができる。
【0038】
図２Ｂは、本開示の一実現例による、光学標的１１１の部分概略図である。光学標的１１１は、上述したまたは後述する態様、特徴、および／または構成要素の１つもしくは複数を含んでもよい。光学標的１１１は、標的追跡デバイス１１０が１つまたは複数の画像内を認識して、画像内の光学標的１１１を識別するように構成された、第１のタグパターン２９２を有する第１のタグ２９１を含む。第１のタグパターン２９２は、白い背景に所定の構成の黒いボックスなどの黒い形状のパターンを含む、エイプリルタグを含む。第１のタグパターン２９２は、第２のセットの形状と認識可能なコントラストをなす第１のセットの形状を含む。一例では、第１のタグパターン２９２は白い紙に印刷された黒い形状を含む。かかる例では、黒い形状は第１のセットの形状の一部であり、第２のセットの形状は白である。第１のタグパターン２９２は、他の材料、形状、および／または色を含んでもよい。一例では、第１のタグパターン２９２は対象物の表面にペイントされた形状を含む。
【0039】
一例では、光学標的１１１は無線認証（ＲＦＩＤ）タグ２１０を含む。ＲＦＩＤタグ２１０は、無線アンテナ（例えば、ＲＦタグ読取り機）に、光学標的１１１がその上に配設された対象物など、光学標的１１１と関連付けられた対象物に関する情報を送信するように構成される。情報としては、対象物の垂直位置、対象物の水平位置、対象物の最終重量、対象物の寸法、対象物の綱具装置認証情報、および／またはＲＦＩＤタグ２１０と対象物との間の位置オフセットのうちの１つもしくは複数が挙げられる。一例では、ＲＦＩＤタグ２１０は、図２Ａに示される標的追跡デバイス１１０の視野外である、光学標的１１１の水平位置情報および／または垂直位置情報を提供する。ＲＦＩＤタグ２１０は、標的追跡デバイス１１０を調節して、標的追跡デバイス１１０の視野外にある光学標的１１１の位置を見つけるのを容易にする。一例では、標的追跡デバイス１１０および／またはコントローラ１１５と関連付けられた無線アンテナは、ＲＦＩＤタグ２１０によって送信された無線信号を受信する。無線アンテナによって受信された無線信号の強度および／または方向に基づいて、コントローラ１１５は、ＲＦＩＤタグの、またしたがってそれに結合された光学標的１１１の近似位置を決定することができる。次に、標的追跡デバイス１１０に、コントローラ１１５によって、受信した無線信号に基づいて特定された近似位置のスキャンを始めるように指令することができる。それにより、スキャン領域を近似位置に絞ることによって、光学標的の獲得時間が大幅に低減される。かかる実施形態では、１つまたは複数のＲＦアンテナが利用されてもよいことが想到される。それに加えてまたはその代わりに、１つまたは複数のＲＦアンテナは、ＲＦＩＤタグ２１０の配置を容易にするため、移動または回転するように構成されてもよい。
【0040】
図２Ｃは、本開示の一実現例による、光学標的１１１および第２の光学標的２９３の、図１Ａに示される標的追跡デバイス１１０によって撮影された画像２９６の部分概略図である。画像２９６は、標的追跡デバイス１１０のカメラの視野内である。光学標的１１１は第１の光学標的である。第２の光学標的２９３は、標的追跡デバイス１１０が１つまたは複数の画像内を認識して、画像２９６内の第２の光学標的２９３を識別し、第２の光学標的と第１の光学標的１１１とを区別するように構成された、第２のタグパターン２９５を有する第２のタグ２９４を含む。第２のタグパターン２９５は、白い背景に黒いボックスなどの黒い形状のパターンを含む、エイプリルタグを含む。一例では、第２のタグパターン２９５は白い紙に印刷された黒い形状を含む。第２のタグパターン２９５は、例えば、各タグ２９１、２９４の白い背景に沿った異なる場所に異なる黒い対象物を有することによって、第１のタグパターン２９２と異なる。
【0041】
標的追跡デバイス１１０は、画像２９６内の特徴を使用して、第１の船舶１０２に対する第２の船舶１０４および／または対象物１０３の相対運動を決定するのを容易にする。一例では、画像２９６内の第１の光学標的１１１および第２の光学標的２９３の位置は、第１の光学標的１１１および第２の光学標的２９３の相対運動を決定するのに使用される。画像２９６内の特徴が占めるピクセル、例えば第１の光学標的１１１の特徴が占めるピクセルは、画像２９６内の特徴の相対運動を決定するのに使用されてもよい。例えば、コントローラは、獲得画像におけるタグのピクセル変位を決定することができる。エイプリルタグなどの既知のタグを使用する場合、タグの寸法が分かっており、したがって、タグを占める（もしくはその一部分が分かっている）ピクセルが分かっていて、画像のピクセル間の縮尺および物理的測定値が確立されて、タグ（およびタグが付着された対象物）が進む相対距離が決定される。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、単一のカメラを使用して、第１の光学標的１１１および第２の光学標的２９３が追跡される。第１の光学標的１１１および／または第２の光学標的２９３の画像獲得に基づいて、標的追跡デバイス１１０が、標的追跡デバイス１１０に対する基準点２９７を追跡するように、基準点２９７など、追跡のための基準点が設定されてもよい。基準点２９７は、第１および第２の光学標的１１１、２９３の間など、第１および第２の光学標的１１１、２９３からオフセットされ、ならびに／あるいは第１および第２の光学標的１１１、２９３から分かっている距離に設定される。一例では、基準点は、第１の光学標的１１１および第２の光学標的２９３によって規定される面とは異なる面内にあってもよい。一例では、基準点２９７は、視覚的に隠れた場所にあってもよいが、第１の光学標的１１および第２の光学標的２９３を使用して一貫して正確に追跡されてもよい。かかる一例は、視覚的に隠れた場所での作業を容易にする。第１の光学標的１１１に対する第２の光学標的２９３の分かっている相対位置、および／または第１および第２の光学標的１１１、２９３の間の分かっている距離など、分かっているデータを使用して、標的追跡デバイス１１０に対する基準点２９７の相対運動が追跡されてもよい。
【0042】
本開示は、第１および第２の光学標的１１１、２９３に加えて、複数の光学標的が使用されてもよいことが想到される。標的追跡デバイス１１０は、標的を個々に追跡するため、異なる光学標的１１１、２９３の間で切り替えるように構成されてもよい。標的追跡デバイス１１０はまた、対象物を同時に追跡するように構成されてもよく、それによって、複数の標的が取り付けられた対象物の配向の決定、および／または三次元追跡／描写／処理が容易になる。一例では、複数の光学標的のうちの８つの光学標的の一部として、６つの追加の光学標的が第２の船舶上に配設される。複数の光学標的は、光学標的の間のギャップおよび距離にまたがるタグアレイを作成するのに使用されてもよい。各光学標的が別の光学標的からある距離に配設される、組み合わされた光学標的を含むタグアレイは、各光学標的が別の光学標的に接するように光学標的がともに配置された場合、光学標的のサイズよりも大きいサイズを有する単一の標的として作用してもよい。より大きいサイズを有するタグアレイは、最大六自由度の正確で迅速な三次元追跡を容易にする。各光学標的が別の光学標的からある距離にあるような、複数の光学標的の間隔によって、相対運動決定などの決定を行う際にコントローラ（コントローラ１１５など）のノイズをフィルタ除去してより少なくする、正確で迅速な測定が容易になる。一例では、コントローラ（コントローラ１１５など）は、エラーチェックに光学標的の対を使用するようにプログラムされる。コントローラはまた、光学標的の１つまたは複数の一部分が隠れている場合、タグアレイの光学標的を横断するリダンダンシーを使用してもよい。一例では、光学標的を横断するリダンダンシーは、第１のタグパターン２９２の白い形状を影が部分的に隠して、白い形状と黒い形状との間のコントラストを隠している場合に使用される。
【0043】
一例では、標的の閾値数は海上クレーンシステム１９８に対して設定されてもよい。海上クレーンシステム１９８は、１つまたは複数の光学標的がカメラの視野外にあって、画像２９６内で検出される光学標的の数が標的の閾値数を下回る場合、運転室１０５内のオペレータなどのオペレータに対して、エラーメッセージおよび／または警告メッセージを出力する。オペレータは、画像内で検出される光学標的の数が標的の閾値数以上であるように、カメラを移動して視野を移動させるのを容易にしてもよく、またはカメラは、カメラ画像が閾値数未満の標的を含む場合、コントローラによって自律的にスキャンするように指令されてもよい。一例では、８つの光学標的が第２の船舶１０４上に配設され、標的の閾値数は６つの光学標的に設定されるが、１つまたは２つなど他の閾値が想到される。かかる例では、画像２９６内で検出される光学標的の数が５つ以下の場合、警告メッセージおよび／またはエラーメッセージが出力される。一例では、警告メッセージおよび／またはエラーメッセージは、警告メッセージおよび／またはエラーメッセージをヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）上に表示することによって、オペレータに対して出力される。
【0044】
記載される標的追跡デバイス１１０は、単一のカメラを使用して、カメラからの距離を決定するのに必要なレーザー測定なしで、複数の光学標的を追跡することを容易にする。海上クレーンシステム１９８の態様は、カメラに対する光学標的の相対運動の、より迅速、より正確、およびより低コストの追跡を容易にする。一例では、相対運動を決定するのに画像内の特徴の位置を使用することで、距離測定のためにレーザーに依存するシステムよりも高速の、３０ミリ秒以下で行われる測定などの測定が容易になる。一例では、１つを超える光学標的を使用することで、最大六自由度以内で対象物の相対運動を決定することが容易になる。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１および第２の光学標的１１１、２９３は、第２の船舶１０４の回転移動を測定し、回転移動を横移動と区別することを容易にする。一例では、第１および第２の光学標的１１１、２９３は、垂直軸２８７を中心にした第２の船舶１０４の船首揺れを測定し、船首揺れを水平軸に沿った第２の船舶１０４の横移動と区別することを容易にする。
【0045】
一例では、単一のカメラを使用して複数の光学標的を追跡することで、ＬｉＤＡＲセンサ、ＭＲＵ、または複数のカメラを使用するシステムと比較して、相対運動のより正確で低コストの追跡が容易になる。
【0046】
図２Ｄは、本開示の一実現例による、図２Ｃに示される光学標的１１１および第２の光学標的２９３の、図１Ａに示される標的追跡デバイス１１０によって撮影された画像２８９の部分概略図である。図２Ｄの画像２８９では、第２の船舶１０４は、図２Ｃに示される画像２９６に対して移動（例えば、横揺れもしくは縦揺れ）しているので、基準点２９７が視覚的に隠れた場所にあって、基準点２９７（図２Ｄにゴーストで示される）は図２Ｄの画像２８９では見えていない。標的追跡デバイス１１０は依然として、画像２８９内の第１および第２の光学標的１１１、２９３を使用して、視覚的に隠れた基準点２９７の位置決めおよび相対運動を追跡してもよい。
【0047】
本開示はまた、視覚的に隠れた基準点が、第１の光学標的１１１および第２の光学標的２９３から分かっている距離（Ｘ軸に沿った分かっている距離またはＹ軸に沿った分かっている距離など）で、視覚的に隠れた場所に設定されてもよいことを想到する。標的追跡デバイス１１０は、視覚的に隠れた基準点が標的追跡デバイス１１０のカメラの視野に決して入らず、または標的追跡デバイス１１０のカメラによって撮影される画像のいずれでも見えない場合であっても、第１および第２の光学標的１１１、２９３と分かっている距離とを使用して、視覚的に隠れた基準点を追跡することを容易にする。視覚的に隠れた基準点は、運転室１０５のオペレータなどのオペレータに対して見えないように、視覚的に隠されてもよい。
【0048】
図３Ａおよび図３Ｂは、本開示の一実現例による、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）上に示されるデータの部分概略図である。図３Ａは、リフトオフ作業中のＨＵＤ ３３０ａを示しており、図３Ｂは、陸揚げ作業中のＨＵＤ ３３０ｂを示している。
【0049】
一例では、標的追跡デバイス１１０によって得られたデータはコンパイルされ、クレーン計測からの他の情報と組み合わされる。一例では、標的追跡デバイス１１０によって得られたデータはコンパイルされ、ロープのペイアウト、ブーム角度、キャリッジの相対場所、および／または他のデータと組み合わされる。ＨＵＤはまた、第２の船舶１０４上で対象物１０３の吊上げまたは陸揚げ作業を開始する理想時間を視覚的に示すか、またはオペレータに入力制御を指示するか、またはアクティブな上下揺れ補償装置によって生じる運動を示すように構成される。ＨＵＤはまた、所与の場所で利用可能なフック高さを表示してもよい。本開示は、他のデータおよび／または視像がＨＵＤ上に表示されてもよいことを想到する。例えば、ＨＵＤは、プロット内のデータ変数、テキスト値の読出し、三次元モデル図、および／または映像ウィンドウを表示してもよい。複数の視像がＨＵＤ上に同時に表示されてもよい。オペレータなどのユーザは、ＨＵＤ上の複数の視像を通してトグルしてもよい。
【0050】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、ＨＵＤ ３３０ａおよびＨＵＤ ３３０ｂは、フック停止位置（例えば、フックの最大上方位置）を線３３１に、現在のフック位置を線３３２に、対象物１０３の下方接触点（図１Ａに図示）を線３３３に示している。陸揚げまたは吊上げ表面の相対場所は、上下に揺れる線３３５によって示されるように、船舶間の相対運動によって上下する。陸揚げまたは吊上げ表面の最大上方検出運動が線３３４に示され、陸揚げまたは吊上げ表面の最大下方検出運動が線３３６に示されている。所与の時間間隔にわたる線３３５、３３６の間の相対距離は、貨物と陸揚げまたは吊上げ表面との間の相対速度を決定するのに、システムによって使用される。一例では、線３３２～３３６は、ＨＵＤ ３３０ａおよび３３０ｂにおいてリアルタイムで更新される。ＨＵＤ ３３０ａおよび３３０ｂに提供される情報は、オペレータが、船舶甲板とその上に載せられているかまたはそこから吊り上げられている対象物との間の不用意な接触を緩和しながら、陸揚げおよびリフトオフ作業を実施するのを支援する。それに加えて、オペレータは、船舶甲板とその上に載せられているかまたはそこから吊り上げられている対象物との相対位置を、より簡単に視覚化することができる。一例では、貨物と陸揚げまたは吊上げ表面との間の相対速度、あるいはそれらの間の相対距離は、貨物の陸揚げまたは吊上げに関連する損傷を与える衝撃を防ぐ、貨物の吊上げまたは陸揚げの最適時間を決定するのに、システムによって使用される。相対速度または相対場所はまた、一定の張力を制御するのに、またはアクティブな上下揺れ補償装置１１２が貨物の衝撃を防ぐのに使用されてもよい。したがって、従来の方法に対して、作業が実施されてもよい作業ウィンドウを更に拡張することが可能である。
【0051】
例えば、本明細書に記載する態様を使用して、両方の船舶１０２、１０４の相対速度を正確に導き出すことができ、それにより、従来の方法で使用される波高または相対運動の不正確な視覚的推定を排除することによって、過度のディレーティングが緩和される。更に、本明細書に記載する態様を使用して、相対運動がリアルタイムベースで更新され、周囲条件の変化によって作業ウィンドウを超過せず、一方で依然として作業ウィンドウの上限で作業を実施するのを可能にすることが更に担保される。
【0052】
図４Ａおよび図４Ｂは、本開示の実現例による、表示情報を概略的かつ部分的に示している。図１に関して上述したように、本開示の標的追跡デバイスによって複数のナビゲーション点が認識され記録されてもよい。かかるナビゲーション点は、ディスプレイ上でクレーンオペレータに見えてもよい。図４Ａは、ディスプレイ４４０ａの表現である。ディスプレイ４４０ａは、クレーン１００および船舶１０２の上面図を概略的に示している。進路４４１は複数の印付けられた場所４４２（５つが図示される）によって規定される。このように、クレーンオペレータは、フック１０９（図１Ｂに図示）の所望の経路を簡単に視覚化し、かかる進路４４１をディスプレイ４４０ａ上で辿っているのを確認することができる。コントローラは、オペレータがフック１０９を進路４４１に沿って方向付けるのを支援するため、提案されるブームおよびスルー制御をオペレータに提供してもよいことが想到される。進路４４１は、対象物の周りに適正な遊びを提供するように選択されてもよく、そのため、クレーンオペレータがフックを操縦して、従来の技術を使用して可能であろうよりも近いクォーターまで持っていくことを可能にしてもよい。
【0053】
図４Ｂは、ディスプレイ４４０ｂの表現である。ディスプレイ４４０ｂは、クレーン１００および船舶１０２の上面図を概略的に示している。ディスプレイ４４０ｂは、対象物が吊り上げられていることを示す、印付けられた場所４４５を概略的に示している。場所４４５は、レーザーを使用して、または別の好適な方法で、オペレータによって印付けられてもよい。それに加えて、ディスプレイ４４０ｂは、クレーン１００から印付けられた場所４４５までの径方向距離、径方向距離におけるクレーンの吊上げ荷重、クレーンフックの現在の場所におけるクレーン１００の吊上げ荷重、および利用可能なフック高さを示している。この情報および他の情報は、本明細書に記載する態様を使用して決定され、オペレータが使用するためにディスプレイ４４０ｂなどのディスプレイ上に表示されてもよいことが想到される。このように、オペレータは、クレーン１００のブーム／フックを移動させる必要なしに、任意の所与の場所におけるクレーン範囲および荷重を正確に決定することができる。
【0054】
図５は、クレーン１００が載せられた船舶１０２の部分概略上面図である。本明細書に記載する態様を使用して、標的追跡デバイス１１０（図１Ｂに図示）は、クレーン１００と船舶１０２の甲板１０１上の１つまたは複数の指定場所５６０との間の距離の決定を容易にすることができる。図示される場所５６０は例であり、他の多くの場所５６０が、標的追跡デバイス１１０を使用した距離決定に適していることが注目されるべきである。場所５６０は、例えば、貨物を陸揚げする場所、または貨物が吊り上げられる場所である。コントローラ１１５などのコントローラは、特定の吊上げに対する作業ウィンドウを予め定めるため、貨物の吊上げまたは陸揚げの前にこれらの場所を認識することができる。一例では、コントローラは、貨物を船舶１０２の甲板に移載する前に、貨物を陸揚げする場所を予め定めてもよい。コントローラは、例えば、所与のセットの貨物に対する甲板上の空間利用を最適化することができる。更にまた、オペレータは、貨物を場所５６０の間に陸揚げする前にそれらを示すことができる。次に、示された場所５６０を使用して、貨物を固定するための任意の必要な甲板の修正を決定して、修正時間およびコストを削減することができる。更にまた、場所は、貨物の吊上げ中に人員が進入するのを防ぐため、安全にバリケードで塞がれてもよく、それによって安全性が大幅に改善される。
【0055】
一例では、標的追跡デバイス１１０はレーザー指示器に結合される。標的追跡デバイス１１０は、人員が場所５６０などの位置に印を付けるため、貨物の陸揚げ場所などの位置をレーザー指示器で照射してもよい。場所５６０は、上述したようなシステム、またはオペレータによってシステムに入力された座標点によって決定されてもよい。かかる位置を指示することで、貨物の陸揚げ場所を決定するためなど、人員が従来の手段を使用して手動で場所を測定するのに必要な時間が減少する。
【0056】
それに加えて、上述したように、クレーン１００から場所５６０までの距離を確認するとき、図４Ｂに示されるＨＵＤ ４４０ｂなどのディスプレイは、クレーンオペレータに、場所５６０における最大クレーン吊上げ荷重および最大フック高さを提供する。場所５６０における最大クレーン吊上げ荷重およびフック高さを表示するのを容易にするため、かかる情報を収容したメモリに格納されたインデックスまたはテーブルが参照されてもよい。
【0057】
図６Ａは、本開示の一実現例による、陸上クレーンシステム６００の部分概略図を示している。陸上クレーンシステム６００は、陸上クレーン６０１と、第１の対象物６０２と、第２の対象物６０４とを含む。第１の対象物６０２および第２の対象物６０４は、積荷または他の物品を含んでもよい。陸上クレーン６０１は、陸上表面６１１上に配設され、陸上表面６１１上で固定されるかまたは移動可能に構成される。陸上表面６１１は、埠頭上、荷積みドック、荷降ろしドック、陸上、またはそれらの陸上構造体上であってもよい。陸上クレーン６０１は、ブーム６０６と、ジブ６０７と、第１のホイストライン６１６と、第２のホイストライン６１８とを含む。陸上クレーン６０１はまた、運転室６０５と、第１のフック６０９と、第２のフック６３０とを含む。陸上クレーン６０１は、上述したクレーン１００の１つもしくは複数の態様または構成要素を含んでもよい。
【0058】
陸上クレーンシステム６００は、陸上クレーン６０１の運転室６０５上にまたはそれに隣接して搭載された、標的追跡デバイス１１０を含む。標的追跡デバイス１１０は、標的追跡デバイス１１０に関して上述した特徴、態様、または構成要素の１つもしくは複数を含むことができる。一例では、標的追跡デバイス１１０は、レーザー発生器を含み、レーザー光線を１つまたは複数の光学標的に向かって方向付けるように構成される。一例では、標的追跡デバイス１１０は、カメラを含み、１つもしくは複数の光学標的の動画像および／または写真画像を獲得するように構成される。陸上クレーンシステム６００はコントローラ６１５も含む。コントローラ６１５は、上述のコントローラ１１５に類似し、その特徴、態様、および構成要素の１つもしくは複数を含むことができる。第１の光学標的６２０は第１の対象物６０２の上または中に配設され、第２の光学標的６２２は第２の対象物６０４の上または中に配設される。第１および第２の光学標的６２０、６２２は、上述の光学標的１１１に類似し、その特徴、態様、および構成要素の１つもしくは複数を含んでもよい。一例では、第１の光学標的６２０および第２の光学標的６２２の一方または両方はタグを含む。
【0059】
標的追跡デバイス１１０は、第１の角度位置６３１と第２の角度位置６３３との間をスキャンして、第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２の一方もしくは両方を認識し、その位置を見つけ、ならびに追跡するように構成される。標的追跡デバイス１１０は、第１の角度位置６３１と第２の角度位置６３３との間をスキャンして、標的追跡デバイス１１０の視野内で第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２の一方もしくは両方を位置決めする。第１の角度位置６３１および第２の角度位置６３３は垂直面内に配設される。第１の角度位置６３１および第２の角度位置６３３は、オペレータによってなど、予め選択することができる。例えば、オペレータは、第１の角度位置６３１と第２の角度位置６３３との間の角度範囲を規定することができる。角度範囲の例としては、３６０度、２７０度、１８０度、９０度、または他の角度範囲を挙げることができる。標的追跡デバイス１１０は、第１の対象物６０２の第１の光学標的６２０および第２の対象物６０４の第２の光学標的６２２の、垂直位置および／または相対垂直距離の決定を容易にするように構成される。一例として、標的追跡デバイス１１０は、垂直方向Ｚ－Ｚにおける垂直位置および／または相対垂直距離の決定を容易にするように構成される。光学標的６２０、６２２の相対垂直距離は、標的追跡デバイス１１０の垂直位置、または陸上表面６１１など、陸上クレーンシステム６００の他の任意の場所もしくは構成要素に対するものであることができる。標的追跡デバイス１１０はまた、標的追跡デバイス１１０と第１の対象物６０２の第１の光学標的６２０との間の見通し線６３５の角度Ａ２の決定を容易にするように構成される。角度Ａ２は陸上クレーン６０１の垂直軸Ｚ３に対するものである。角度Ａ２は別の基準軸に対するものであることができる。標的追跡デバイス１１０はまた、陸上クレーン６０１の垂直軸Ｚ３または別の基準軸に対する、標的追跡デバイス１１０と第２の対象物６０４の第２の光学標的６２２との間における、見通し線の角度の決定を容易にすることができる。標的追跡デバイス１１０は更に、標的追跡デバイス１１０と第１の光学標的６２０との間の、直接距離Ｌ２および水平距離Ｌ４の決定を容易にするように構成される。
【0060】
陸上クレーンシステム６００は、コントローラ６１５および／または標的追跡デバイス１１０と通信するＲＦＩＤ読取り機６１２を含む。第１の光学標的６２０はＲＦＩＤタグ２１０を含む。ＲＦＩＤタグ２１０は、図２Ｂを参照して上述した態様、特徴、および／または構成要素の１つもしくは複数を含んでもよい。ＲＦＩＤタグ２１０は、第１の対象物６０２に関連する情報を送信するように構成される。情報は、最終重量、寸法、綱具装置認証情報、垂直位置、水平位置、ＲＦＩＤタグ２１０からの垂直オフセット、および／またはＲＦＩＤタグ２１０からの水平オフセットを含んでもよいがそれらに限定されない。ＲＦＩＤタグ２１０は、第１の対象物６０２が標的追跡デバイス１１０の視野外に配置されるべきである場合に、標的追跡デバイス１１０が第１の対象物６０２を配置するのを容易にするように構成される。例えば、ＲＦＩＤタグ２１０は、標的追跡デバイス１１０が第１の対象物６０２の第１の光学標的６２０をスキャンし、配置するのを容易にするように構成される。一例では、第１の対象物６０２は、標的追跡デバイス１１０の第１の角度位置６３１および第２の角度位置６３３の外にある。ＲＦＩＤタグ２１０は、第１の角度位置６３１および第２の角度位置６３３の外にある第１の対象物６０２をスキャンし配置するように、標的追跡デバイス１１０を調節するのを容易にする。一例では、コントローラ６１５は、第１の光学標的６２０を包含するように、標的追跡デバイス１１０の第１の角度位置６３１および第２の角度位置６３３を調節するのを容易にする。
【0061】
ＲＦＩＤ読取り機６１２は、ＲＦＩＤタグ２１０を検出し、ＲＦＩＤタグ２１０から情報を受信するように構成される。ＲＦＩＤ読取り機６１２は、コントローラ６１５に情報を送信するように構成される。コントローラ６１５は、第１の光学標的６２０をスキャンし配置するように、標的追跡デバイス１１０の視野を調節するのを容易にする。一例では、情報は、第１の対象物６０２の垂直位置、第１の対象物６０２の水平位置、第１の対象物６０２の最終重量、第１の対象物６０２の寸法、第１の対象物６０２の綱具装置認証情報、および／またはＲＦＩＤタグ２１０と第１の対象物６０２との間の位置オフセットのうちの１つもしくは複数を含む。
【0062】
図６Ｂは、本開示の一実現例による、図６Ａに示される陸上クレーンシステム６００の部分概略上面図を示している。標的追跡デバイス１１０は、第１の角度位置６３７と第２の角度位置６４１との間をスキャンして、第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２の一方もしくは両方を認識し、その位置を見つけ、ならびに追跡するように構成される。角度位置は、図６Ｂでは、第１の角度位置６３７および第２の角度位置６４１に関して示されているが、他の角度位置が本開示によって想到される。第１の角度位置６３７および第２の角度位置６４１は水平面内に配設される。第１の角度位置６３７および第２の角度位置６４１は、オペレータによってなど、予め選択することができる。例えば、オペレータは、第１の角度位置６３７と第２の角度位置６４１との間の角度範囲を規定することができる。角度範囲の例としては、３６０度、２７０度、１８０度、９０度、または他の角度範囲を挙げることができる。標的追跡デバイス１１０は、第１の対象物６０２の第１の光学標的６２０および第２の対象物６０４の第２の光学標的６２２の、水平位置および／または相対水平距離の決定を容易にするように構成される。一例として、標的追跡デバイス１１０は、第１の水平方向Ｘ－Ｘにおける、標的追跡デバイス１１０に対する第１の光学標的６２０のおよび／または第２の光学標的６２２の、第１の水平位置および／または第１の水平距離の決定を容易にするように構成される。標的追跡デバイス１１０はまた、第２の水平方向Ｙ－Ｙにおける、標的追跡デバイス１１０に対する第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２の、第２の水平位置および／または第２の水平距離の決定を容易にするように構成される。光学標的６２０、６２２の第１の相対水平距離および第２の相対水平距離は、標的追跡デバイス１１０の第１の水平位置および第２の水平位置に対するものであることができる。
【0063】
標的追跡デバイス１１０はまた、標的追跡デバイス１１０と第１の対象物６０２の第１の光学標的６２０との間の見通し線６３５の角度Ａ３の決定を容易にするように構成される。角度Ａ３は陸上クレーン６０１の水平軸Ｘ２に対するものである。角度Ａ３は別の基準軸に対するものであることができる。標的追跡デバイス１１０はまた、陸上クレーン６０１の水平軸Ｘ２または別の基準軸に対する、標的追跡デバイス１１０と第２の対象物６０４の第２の光学標的６２２との間における、見通し線の角度の決定を容易にすることができる。標的追跡デバイス１１０は更に、標的追跡デバイス１１０と第１の光学標的６２０との間の、直接距離Ｌ３の決定を容易にするように構成される。
【0064】
コントローラ６１５は、垂直位置、相対垂直位置、相対垂直距離、第１の水平位置、標的追跡デバイス１１０に対する第１の水平距離、第２の水平位置、標的追跡デバイス１１０に対する第２の水平距離、直接距離Ｌ２、直接距離Ｌ３、水平距離Ｌ４、角度Ａ２、および／または角度Ａ３のうちの１つもしくは複数など、標的追跡デバイス１１０からデータを受信するように構成される。標的追跡デバイス１１０からのデータを使用して、コントローラは、陸上クレーン６０１の作業パラメータを決定するように構成される。コントローラ６１５は、第１の光学標的６２０および第２の光学標的６２２の場所における、陸上クレーン６０１に関する積載荷重、垂直フック高さ、水平フック位置、および／または吊上げ半径のうちの１つもしくは複数を決定するように構成される。コントローラ６１５はまた、第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２のスルー角度および到達半径を決定するように構成される。コントローラ６１５はまた、第１の光学標的６２０からオフセットされた第１のオフセット６２１、および第２の光学標的６２２からオフセットされた第２のオフセット６２３の場所に対して、かかる作業パラメータを決定するように構成される。
【0065】
垂直位置、水平位置、直接距離Ｌ２、直接距離Ｌ３、水平距離Ｌ４、角度Ａ２、および／または水平角度Ａ３などのパラメータを決定することによって、クレーンを吊上げ構成へと最初に移動する必要なしに、対象物の吊上げおよび移動の作業荷重を決定することができる。オペレータはまた、１つまたは複数の光学標的（もしくはそこからのオフセット）にクレーンの１つまたは複数のフックを正確に配置して、１つまたは複数の対象物を効率的に吊り上げることができる。これは、フックを試行錯誤して配置する必要性を低減または排除することによって、時間を節約する。
【0066】
コントローラ６１５は、陸上クレーン６０１の動作を制御するように構成される。一例として、コントローラ６１５は、陸上クレーン６０１の構成要素の位置、移動、および／または荷重容量を制御するように構成される。このように、コントローラ６１５は、陸上クレーン６０１の動作を自動化することができる。一例として、コントローラ６１５は、第１のフック６０９および／または第２のフック６３０を、第１の光学標的６２０、第２の光学標的６２２、第１のオフセット６２１、および／または第２のオフセット６２３の１つもしくは複数に向かってガイドする、指令を陸上クレーン６０１に送るように構成される。コントローラ６１５はまた、陸上クレーン６０１の吊上げ荷重以内の第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４の１つもしくは複数を、陸上クレーン６０１に吊り上げさせる指令を送ることができる。
【0067】
コントローラを使用して、クレーンの構成要素の位置、移動、および／または荷重容量を制御することで、人的エラーを低減または排除し、クレーンの動作を自動化することによって、作業が効率的かつ正確に実施される。
【0068】
陸上クレーンシステム６００は、第１の水平方向Ｘ－Ｘ、第２の水平方向Ｙ－Ｙ、および垂直方向Ｚ－Ｚで、第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２の位置および／または距離を追跡することができる。これにより、陸上クレーンシステム６００が、少なくとも三次元（もしくは少なくとも三自由度）で、第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４の場所または移動を追跡することが可能にある。
【0069】
カメラが標的追跡デバイス１１０の一部として含まれる実施形態では、陸上クレーンシステム６００は、第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４に対して最大六自由度を追跡することができる。例えば、カメラによって生成される写真画像または動画像によって、第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４の前後揺れ、上下揺れ、左右揺れ、横揺れ、縦揺れ、および／または船首揺れの追跡が可能になる。
【0070】
一例として、標的追跡デバイス１１０は、第１の水平方向Ｘ－Ｘにおける、第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２の、第１の水平位置および／または第１の相対水平距離の決定を容易にするように構成される。標的追跡デバイス１１０はまた、第２の水平方向Ｙ－Ｙにおける、第１の光学標的６２０および／または第２の光学標的６２２の、第２の水平位置および／または第２の相対水平距離の決定を容易にするように構成される。
【0071】
オペレータは、第１の対象物６０３および／または第２の対象物６０４の１つもしくは複数に対する陸揚げ場所６５０を設定してもよい。標的追跡デバイス１１０は、第１および第２のフック６０９、６３０が第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４を持ち上げる前に、標的追跡デバイス１１０に対する陸揚げ場所６５０の垂直位置、第１の水平位置、および／または第２の水平位置の決定を容易にする。標的追跡デバイス１１０は、陸上クレーン６０１が第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４を持ち上げ、陸揚げ場所６５０に移動する際に従うべきパラメータの決定を容易にする。標的追跡デバイス１１０などの陸上クレーンシステム６００の態様は、陸上クレーンシステム６００が複数の対象物を連続してまたは同時に移動するように構成される際の、作業効率および作業精度を促進し、陸上クレーンシステム６００は、フック６０９、６３０を対象物へとガイドして、対象物を吊り上げ、対象物を移動し、対象物を陸揚げすることができる。陸上クレーンシステム６００は、標的追跡デバイス１１０を使用して、フック６０９、６３０を対象物に向かって移動させ始める前に、次のことを決定することもできる。（１）複数の対象物（第１および第２の対象物６０２、６０４など）を、同時にまたは連続して、１つまたは複数の陸揚げ場所（陸揚げ場所６５０など）に移動させることが可能か否か。また、（２）対象物を吊り上げ、移動させ、１つまたは複数の陸揚げ場所に陸揚げするのに、どのパラメータに従うべきか。
【0072】
陸上クレーン６０１が第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４を吊り上げる際、コントローラ６１５は、第１の対象物６０２および／または第２の対象物６０４に対する吊上げ半径、フック高さ、吊上げ荷重、スルー角度、到達半径、および対象物の場所などの作業パラメータを使用して、陸上クレーン６０１を制御することができる。
【0073】
図７Ａは、本開示の一実現例による、船舶システム７００の部分概略図である。船舶システム７００は、船舶７０１と対象物７０３とを含む。対象物７０３は、例えば、別の船舶、海岸のドッキング構造体、または海上プラットフォームであることができる。船舶７０１は標的追跡デバイス７１０を含む。標的追跡デバイス１１０は、標的追跡デバイス１１０に関して上述した特徴、態様、または構成要素の１つもしくは複数を含むことができる。
【0074】
対象物７０３は、その上に配設された光学標的７１１を含む。光学標的７１１は、光学標的１１１、第１の光学標的６２０、および第２の光学標的６２２の１つまたは複数に類似し、その態様、特徴、および構成要素の１つまたは複数を含んでもよい。
【0075】
標的追跡デバイス１１０は、第１の角度位置７３１と第２の角度位置７３３との間をスキャンして、光学標的７１１を認識し、その位置を見つけ、ならびに追跡するように構成される。第１の角度位置７３１および第２の角度位置７３３は、オペレータによってなど、予め選択することができる。例えば、オペレータは、第１の角度位置７３１と第２の角度位置７３３との間の角度範囲を規定することができる。角度範囲の例としては、３６０度、２７０度、１８０度、９０度、または他の角度範囲を挙げることができる。標的追跡デバイス１１０は、光学標的７１１の垂直位置および／または相対垂直位置の決定を容易にするように構成される。光学標的７１１の相対垂直位置は、標的追跡デバイス１１０または船舶システム７００の他の任意の場所もしくは構成要素の、垂直位置に対するものであることができる。標的追跡デバイスはまた、光学標的７１１の第１の水平位置および／または第１の相対水平位置の決定を容易にするように構成される。標的追跡デバイス１１０は更に、光学標的７１１の第２の水平位置および／または第２の相対水平位置の決定を容易にするように構成される。光学標的７１１の第１の相対水平位置および第２の相対水平位置は、標的追跡デバイス１１０または船舶システム７００の他の任意の場所もしくは構成要素の、第１の水平位置および第２の水平位置に対するものであることができる。
【0076】
標的追跡デバイス１１０は、標的追跡デバイス１１０と光学標的７１１との間の見通し線７３５の角度Ａ４の決定を容易にするように構成される。角度Ａ４は船舶７０１の水平軸Ｘ３に対するものである。角度Ａ４は別の基準軸に対するものであることができる。標的追跡デバイス１１０は更に、標的追跡デバイス１１０と光学標的７１１との間の、直接距離Ｌ５および水平距離Ｌ６の決定を容易にするように構成される。
【0077】
船舶システム７００はまた、船舶７０１に結合されたコントローラ７１５を含む。コントローラ７１５は、船舶７０１の船舶位置制御システムの一部であることができる。コントローラ７１５は、上述のコントローラ１１５およびコントローラ６１５に類似し、その特徴、態様、および構成要素の１つもしくは複数を含むことができる。コントローラ７１５は、船舶７０１の移動を制御するように構成される。コントローラ７１５はまた、標的追跡デバイス１１０からデータを受信し、標的追跡デバイス１１０と併せて測定値の決定を容易にするように構成される。データは、標的追跡デバイス１１０のカメラによって撮影された１つまたは複数の画像内の光学標的７１１の位置、光学標的７１１の垂直位置、光学標的７１１の相対垂直位置、光学標的７１１の第１の水平位置、光学標的７１１の第１の相対水平位置、光学標的７１１の第２の水平位置、光学標的７１１の第２の相対水平位置、角度Ａ４、直接距離Ｌ５、および／または水平距離Ｌ６のうちの１つもしくは複数を含む。コントローラ７１５は、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、光学標的７１１の相対垂直運動、第１の相対水平運動、および第２の水平相対運動を決定する。光学標的７１１の相対垂直運動、第１の相対水平運動、および第２の水平相対運動は、標的追跡デバイス１１０または船舶システム７００の他の任意の場所もしくは構成要素の、垂直運動、第１の水平運動、および第２の水平運動に対するものであることができる。
【0078】
コントローラ７１５は、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、船舶７０１の位置、方向、および／または速度を制御するように構成される。コントローラ７１５は、データを使用して、対象物７０３の光学標的７１１から指定のオフセット距離および／または指定のオフセット角度で、船舶７０１を維持することができる。コントローラ７１５はまた、データを使用して、船舶７０１を光学標的７１１に向かって移動し、ならびに／あるいは船舶７０１を対象物７０３に対してドックに入れることができる。一例として、コントローラ７１５は、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、光学標的７１１に対する指定の場所で標的追跡デバイス１１０を維持することができる。コントローラ７１５は、標的追跡デバイス１１０から得られたデータに基づいて、対象物７０３に対する船舶７０１の位置決めを容易にする。
【0079】
図７Ｂは、本開示の一実現例による、船舶システム７００Ｂの部分概略図である。図７Ｂに示される船舶システム７００Ｂは、図７Ａに示される船舶システム７００に類似し、対象物７０３上または内に配設された第２の光学標的７２１を含む。図７Ａは、第１の位置にある船舶システム７００を示し、図４Ｂは、第２の位置にある船舶システム７００Ｂを示している。第２の光学標的７２１は、光学標的１１１、第１の光学標的６２０、および光学標的７１１の１つまたは複数に類似し、その特徴、構成要素、および態様の１つまたは複数を含んでもよい。
【0080】
標的追跡デバイス１１０は、第１の角度位置７３１と第２の角度位置７３３との間をスキャンして、第２の光学標的７２１を認識し、その位置を見つけ、ならびに追跡するように構成される。第１の角度位置７３１および第２の角度位置７３３は、オペレータによってなど、予め選択することができる。例えば、オペレータは、第１の角度位置７３１と第２の角度位置７３３との間の角度範囲を規定することができる。角度範囲の例としては、３６０度、２７０度、１８０度、９０度、または他の角度範囲を挙げることができる。標的追跡デバイス１１０は、第２の光学標的７２１の垂直位置および／または相対垂直位置の決定を容易にするように構成される。第２の光学標的７２１の相対垂直位置は、標的追跡デバイス１１０または船舶システム７００Ｂの他の任意の場所もしくは構成要素の、垂直位置に対するものであることができる。標的追跡デバイス１１０はまた、第２の光学標的７２１の第１の水平位置および／または第１の相対水平位置の決定を容易にするように構成される。標的追跡デバイス１１０は更に、第２の光学標的７２１の第２の水平位置および／または第２の相対水平位置の決定を容易にするように構成される。第２の光学標的７２１の第１の相対水平位置および第２の相対水平位置は、標的追跡デバイス１１０または船舶システム７００Ｂの他の任意の場所もしくは構成要素の、第１の水平位置および第２の水平位置に対するものであることができる。このデータを用いて、標的追跡デバイス１１０に対する第２の光学標的７２１の相対場所を決定する計算が行われてもよい。これにより、船舶７０１に対する対象物７０３の特定の場所、および／または船舶７０１に対する対象物７０３の特定の配向を決定することが可能になる。
【0081】
標的追跡デバイス１１０は、標的追跡デバイス１１０と第２の光学標的７２１との間の見通し線７３９の角度Ａ５の決定を容易にするように構成される。角度Ａ５は船舶７０１の水平軸Ｘ３に対するものである。角度Ａ５は別の基準軸に対するものであることができる。標的追跡デバイス１１０は更に、標的追跡デバイス１１０と第２の光学標的７２１との間の、直接距離Ｌ７および水平距離Ｌ８の決定を容易にするように構成される。
【0082】
コントローラ７１５が標的追跡デバイス１１０から受信するデータとしては、角度Ａ５、直接距離Ｌ７、水平距離Ｌ８、第２の光学標的７２１の垂直位置、第２の光学標的７２１の相対垂直位置、第２の光学標的７２１の第１の水平位置、第２の光学標的７２１の第１の相対水平位置、第２の光学標的７２１の第２の水平位置、および／または第２の光学標的７２１の第２の相対水平位置のうちの１つもしくは複数を挙げることができる。コントローラ７１５は、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、第２の光学標的７２１の相対垂直運動、第１の相対水平運動、および第２の水平相対運動を決定する。第２の光学標的７２１の相対垂直運動、第１の相対水平運動、および第２の水平相対運動は、標的追跡デバイス１１０または船舶システム７００Ｂの他の任意の場所もしくは構成要素の、垂直運動、第１の水平運動、および第２の水平運動に対するものであることができる。
【0083】
コントローラ７１５は、第２の光学標的７２１から受信したデータを、光学標的７１１から受信したデータと比較するように構成される。例えば、コントローラ７１５は、第２の光学標的７２１に関する角度Ａ５を光学標的７１１に関する角度Ａ４と比較することができる。コントローラ７１５は、かかる比較を使用して、船舶７０１の位置、方向、または速度を制御することができる。
【0084】
図７Ｃは、本開示の一実現例による、船舶システム７００Ｃの部分概略図である。対象物７０６は海上プラットフォーム７０５である。海上プラットフォーム７０５は、固定であるかまたは浮揚していることができる。一例では、海上プラットフォーム７０５は、デリック７０９などの石油およびガス機器を含む。しかしながら、デリック７０９は、含まれてもよい機器の単なる一例である。対象物７０６は、それに加えてまたはその代わりに、他の機器を載せていてもよいことが想到される。
【0085】
コントローラ７１５は、海上プラットフォーム７０５に対する場所における船舶７０１の位置決め、またはその場所への船舶７０１の移動を容易にするように構成される。一例として、コントローラ７１５は、船舶７０１の移動を介して、海上プラットフォーム７０５上に配設された光学標的７１１に対する場所における標的追跡デバイス１１０の位置決め、またはその場所への標的追跡デバイス１１０の移動を容易にするように構成される。一例では、コントローラ７１５は、海上プラットフォーム７０５に対する船舶７０１のドッキングを容易にするように構成される。いくつかの例では、コントローラ７１５は、オートパイロット機能を使用することによって、船舶７０１を位置決めしてもよい。
【0086】
少なくとも１つの光学標的の位置および／または移動を追跡することによって、船舶システム７００Ｃは、海洋波に応答した対象物７０６の上下揺れなど、対象物７０６に対する海洋の影響を考慮することができる。船舶システム７００Ｃはまた、船舶のドッキング、または対象物に対する船舶の位置決めを支援もしくは自動化する。
【0087】
船舶システム７００Ｃは、第１の水平方向、第２の水平方向、および垂直方向で、光学標的７１１および／または第２の光学標的７２１の位置を追跡することができる。これにより、船舶システム７００Ｃが、少なくとも三次元（もしくは少なくとも三自由度）で、対象物７０６の場所または移動を追跡することが可能になる。他の構成とは異なり、船舶システムは、二自由度など、三次元未満での対象物の位置の追跡に限定されない。
【0088】
（船舶システム７００Ｂなどにおける）２つ以上の光学標的が使用される実現例では、船舶システム７００Ｂは、対象物７０３に関して最大六自由度を追跡することができる。例えば、船舶システム７００Ｂは、対象物７０３の前後揺れ、上下揺れ、左右揺れ、横揺れ、縦揺れ、および／または船首揺れを追跡することができる。２つ以上の光学標的を使用することで、２つ以上の光学標的間を比較するデータ点を提供することによって、対象物７０３の場所を正確に測定することも可能になる。
【0089】
標的追跡デバイス１１０がカメラを含む実現例では、船舶システム７００Ｃは、最大六自由度を追跡することができる。カメラはまた、対象物７０６の視覚画像を提供する。
【0090】
船舶システム７００Ｃは、対象物７０６を追跡することによって、衝突のリスクなどの作業リスクを低減する。船舶システム７００Ｃの追跡機構によって、他の操縦構成によって消費される時間も削減される。
【0091】
図８Ａは、本開示の一実現例による、飛行システム８００の部分概略図である。飛行システム８００は、航空機８０１と対象物８０３とを含む。図示される実現例では、航空機８０１はヘリコプター８０４であり、対象物８０３は船舶８０５である。飛行システム８００はコントローラ８１５も含む。コントローラ８１５は、上述のコントローラ１１５、コントローラ６１５、およびコントローラ７１５に類似し、その特徴、態様、および構成要素の１つもしくは複数を含むことができる。
【0092】
船舶８０５は、その上に配設されたプラットフォーム８０７を含む。光学標的８１１はプラットフォーム８０７上に配設される。光学標的８１１は、光学標的１１１、第１の光学標的６２０、第２の光学標的６２２、光学標的７１１、および第２の光学標的７２１に類似し、その態様、特徴、および構成要素の１つもしくは複数を含んでもよい。
【0093】
船舶８０５はまた、石油およびガス製造機器などの機器８０９を含んでもよい。ヘリコプター８０４は、ヘリコプター８０４の底面に配設された標的追跡デバイス１１０を含む。標的追跡デバイス１１０は、上述の標的追跡デバイス１１０に類似し、その特徴、構成要素、および態様の１つもしくは複数を含んでもよい。
【0094】
標的追跡デバイス１１０は、第１の角度位置８３１と第２の角度位置８３３との間をスキャンして、光学標的８１１を認識し、その位置を見つけ、ならびに追跡するように構成される。第１の角度位置８３１および第２の角度位置８３３は、オペレータによってなど、予め選択することができる。例えば、オペレータは、第１の角度位置８３１と第２の角度位置８３３との間の角度範囲を規定することができる。角度範囲の例としては、３６０度、２７０度、１８０度、９０度、または他の角度範囲を挙げることができる。標的追跡デバイス１１０は、垂直方向における光学標的８１１の垂直位置および／または相対垂直位置の決定を容易にするように構成される。光学標的８１１の相対垂直位置は、標的追跡デバイス１１０または飛行システム８００の他の任意の場所もしくは構成要素の、垂直位置に対するものであることができる。
【0095】
標的追跡デバイスはまた、光学標的８１１の第１の水平位置および／または第１の相対水平位置の決定を容易にするように構成される。標的追跡デバイス１１０は更に、光学標的８１１の第２の水平位置および／または第２の相対水平位置の決定を容易にするように構成される。光学標的８１１の第１の相対水平位置および第２の相対水平位置は、標的追跡デバイス１１０または飛行システム８００の他の任意の場所もしくは構成要素の、第１の水平位置および第２の水平位置に対するものであることができる。
【0096】
標的追跡デバイス１１０は、標的追跡デバイス１１０と光学標的８１１との間の見通し線８３５の角度Ａ６の決定を容易にするように構成される。角度Ａ６はヘリコプター８０４の垂直軸Ｚ５に対するものである。角度Ａ６は別の基準軸に対するものであることができる。標的追跡デバイス１１０は更に、標的追跡デバイス１１０と光学標的８１１との間の、直接距離Ｌ９および水平距離Ｌ１０の決定を容易にするように構成される。
【0097】
コントローラ８１５は、航空機８０１の移動を制御するように構成される。コントローラ８１５は、航空機８０１の飛行制御システムの一部であってもよい。コントローラ８１５は標的追跡デバイス１１０からデータを受信する。データは、標的追跡デバイス１１０のカメラによって撮影された１つまたは複数の画像内の光学標的８１１の位置、光学標的８１１の垂直位置、光学標的８１１の相対垂直位置、光学標的８１１の第１の水平位置、光学標的８１１の第１の相対水平位置、光学標的８１１の第２の水平位置、光学標的８１１の第２の相対水平位置、角度Ａ６、直接距離Ｌ９、および／または水平距離Ｌ１０のうちの１つもしくは複数を含む。コントローラ８１５は、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、光学標的８１１の相対垂直運動、第１の相対水平運動、および第２の水平相対運動を決定する。光学標的８１１の相対垂直運動、第１の相対水平運動、および第２の水平相対運動は、標的追跡デバイス１１０または飛行システム８００の他の任意の場所もしくは構成要素の、垂直運動、第１の水平運動、および第２の水平運動に対するものであることができる。
【0098】
コントローラ８１５は、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、航空機８０１の位置、方向、および／または速度を制御するように構成される。コントローラ８１５は、データを使用して、対象物８０３から指定のオフセットで航空機８０１を維持することができる。コントローラ８１５はまた、データを使用して、光学標的８１１からオフセットされたプラットフォーム８０７の陸揚げ位置８３７上など、対象物８０３上に航空機８０１を着地させることができる。一例として、コントローラ８１５は、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、光学標的８１１に対する指定の場所で標的追跡デバイス１１０を維持することができる。コントローラ８１５は、特定の垂直位置、光学標的８１１に対する垂直位置、第１の水平位置、第２の水平位置、光学標的８１１に対する第１の水平位置、および／または光学標的８１１に対する第２の水平位置で、標的追跡デバイス１１０を維持するかもしくはそこに移動させることができる。コントローラ８１５は、例えば航空機８０１を移動することによって、標的追跡デバイス１１０を移動する。データはまた、航空機８０１を特定の方向に特定の速度で移動するため、コントローラ８１５によって使用されてもよい。コントローラ８１５はまた、データを使用して、船舶８０５の運動に応答して、ヘリコプター８０４のウィンチ８４７をペイインまたはペイアウトしてもよい。
【0099】
図８Ｂは、本開示の一実現例による、図８Ａに示される飛行システム８００の部分概略図である。標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、コントローラ８１５は、ヘリコプター８０４をホバリング位置で維持する。ヘリコプター８０４は、コントローラ８１５によって、光学標的８１１からの垂直オフセット８２０および光学標的８１１からの水平オフセット８３０で維持される。コントローラはまた、ヘリコプター８０４を、光学標的８１１からの第２の水平オフセットで維持してもよい。コントローラ８１５は、船舶８０５の移動の結果として光学標的８１１が移動した場合、水平オフセット８３０、垂直オフセット８２０、および／または第２の水平オフセットを維持するように構成される。船舶８０５は、例えば、海洋８５０の波によって生じる上下揺れによって移動することがある。
【0100】
飛行システム８００は、ヘリコプター８０４が飛行動作中の船舶８０５の移動を考慮することを可能にする。これにより、ヘリコプター８０４が、海洋８５０の波に応答した船舶８０５の上下揺れなどの変動する条件下で、安全かつ正確に着地し、または自身を位置決めすることが可能になる。ヘリコプター８０４はまた、救助作業のためにウィンチを下降または上昇させるなどの作業を遂行するときに、変動する条件を考慮することができる。対象物の二次元の移動しか考慮することができない構成とは異なり、飛行システム８００は、少なくとも三次元および少なくとも六自由度で、船舶８０５の移動を考慮することができる。飛行システム８００はまた、ヘリコプター８０４の自動化された着地または位置決めを可能にし、それによって作業時間を削減し、作業を妨げる人的エラーの可能性を低減する。
【0101】
図９は、本開示の一実現例による、飛行システム９００の部分概略図である。図９に示される飛行システム９００は、図８Ａおよび図８Ｂに示される飛行システム８００に類似し、その態様、特徴、および／または構成要素の１つもしくは複数を含んでもよい。図９と図８Ａおよび図８Ｂとの間で、類似の構成要素、特徴、および／または態様を特定するのに、同一の番号が特定される。
【0102】
図９では、光学標的８１１は、図８Ａおよび図８Ｂに示される船舶８０５上ではなく、海洋８５０を浮揚している対象物９４０上に配設される。ヘリコプター８０４のウィンチ８４７はホイストフック９４８を含む。ヘリコプター８０４を対象物９４０から指定のオフセットで維持することに加えて、コントローラ８１５は、ウィンチ８４７の制御を容易にするように構成される。一例として、コントローラ８１５は、対象物９４０に対するホイストフック９４８の位置の制御を容易にするように構成される。例えば、コントローラ８１５は、対象物９４０の光学標的８１１に向かって、または光学標的８１１からオフセットされた位置９４１に向かって、ウィンチ８４７をペイアウトするのを容易にする。コントローラ８１５は、ホイストフック９４８が対象物９４０のアタッチメントを引っ掛け、対象物９４０を吊り上げることができるように、ウィンチ８４８をペイアウトするのを容易にする。一例では、ヘリコプターのホイストフック９４８は、救助作業の一部として対象物９４０を吊り上げる。救助作業では、対象物９４０は、１つもしくは複数の構造体および／またはその上の一人または複数の人員を含む。一例では、対象物９４０は人員であり、ヘリコプター８０４は救助作業を遂行している。類似の態様が救助以外の作業に適用されてもよいことが想到される。
【0103】
一例では、コントローラ８１５は、対象物９４０が移動したとき、光学標的８１１から指定のオフセットでホイストフック９４８を維持するように構成される。ホイストフック９４８は、対象物９４０が移動したとき、人員および／または構造体がホイストフック９４８に付着することができるように、指定のオフセットで維持される。かかる実施形態では、標的追跡情報は、ヘリコプター８０４および／またはウィンチ８４７を移動させて、フック９４８を所望の位置へとガイドするのに利用されてもよい。
【0104】
飛行システム９００によって、ヘリコプター８０４が、救助またはペイロード取得などの他の作業の間、対象物９４０および／またはその上に配設された人員もしくは構造体の移動を考慮することが可能になる。これにより、飛行システム９００が、ヘリコプター８０４および／またはウィンチ８４７のホイストフック９４８を対象物９４０に対して正確に位置決めすることが可能になって、対象物９４０が移動している間、ヘリコプター８０４が、対象物９４０および／またはその上に配設された構造体もしくは人員に付着することが可能になる。飛行システム９００はまた、対象物９４０が移動している間、ヘリコプター８０４がホイストフック９４８を対象物９４０にガイドすることを可能にする。ホイストフック９４８は、対象物８０４および／またはその上に配設された構造体もしくは人員を、吊り上げるかまたは降下することができる。飛行システム９００は、救助作業または他の作業の間、海洋８５０の波による対象物９４０の上下揺れなど、変動する条件を考慮することができる。
【0105】
本開示は、図示されるコントローラ８１５が、ヘリコプター８０４およびウィンチ８４７の両方、またはヘリコプター８０４もしくはウィンチ８４７の一方の制御を容易にするように、構成されてもよいことを想到する。一例として、コントローラ８１５は、別のコントローラ、ヘリコプター８０４の飛行制御システム、またはオペレータデバイスなどの別のデバイスが、ヘリコプター８０４の位置を制御する一方で、ウィンチ８４７およびホイストフック９４８の位置の制御を容易にするように構成されてもよい。他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、コントローラ８１５は、ウィンチ８４７の一部であり、標的追跡デバイス１１０から受信したデータを使用して、ウィンチ８４７およびホイストフック９４８の位置の制御を容易にするように構成される。かかる実施形態では、コントローラ８１５は、ヘリコプター８０４の位置を制御するデバイスとは独立して、および／またはそれとは別個に、ウィンチ８４７およびホイストフック９４８の位置を制御するのを容易にするように構成される。本開示はまた、コントローラ８１５が２つ以上のコントローラを含んでもよいことを想到する。一例では、コントローラ８１５は、ヘリコプター８０４の位置の制御を容易にするように構成された第１のコントローラと、ウィンチ８４７およびホイストフック９４８の位置の制御を容易にするように構成された第２のコントローラとを含む。
【0106】
対象物の二次元の移動しか考慮することができない構成とは異なり、飛行システム９００は、少なくとも三次元および少なくとも六自由度で、対象物９４０の移動を考慮することができる。飛行システム９００はまた、対象物９４０に対するヘリコプター８０４および／またはホイストフック９４８の自動位置決めを可能にし、それによって作業時間を削減し、救助作業を妨げる人的エラーの可能性を低減する。
【0107】
本開示の利益としては、作業効率および有効性の増加、相対運動の正確で迅速な追跡、三次元および六自由度での対象物の移動の追跡、クレーン作業、船舶作業、飛行作業、および救助作業の正確な実施、ならびに作業時間の低減が挙げられる。
【0108】
本開示の態様は、標的追跡デバイス、海上クレーンシステム、陸上クレーンシステム、船舶システム、飛行システム、および救助作業用の飛行システムを含む。本開示の態様はまた、１つまたは複数の光学標的、ＲＦＩＤタグを有する光学標的、コントローラ、ＲＦＩＤ読取り機、ならびに１つもしくは複数の光学標的それぞれの垂直運動、第１の水平運動、および第２の水平運動を追跡する標的追跡デバイスを含む。
【0109】
本開示の態様はまた、単一のカメラを使用して複数の光学標的を追跡すること、カメラによって撮影された画像内の光学標的の特徴の位置を使用して相対運動を決定すること、レーザーや四軸カメラによる距離測定値に依存することなく相対運動を決定すること、複数の光学標的からオフセットされた基準点を追跡すること、異なるタグパターンおよび／またはエイプリルタグを有する光学標的を追跡すること、１つまたは複数の光学標的がカメラの視野外にある場合にメッセージを出力すること、ならびに標的追跡デバイスとともに基準タグを使用することを含む。
【0110】
本明細書の海上クレーンシステム、陸上クレーンシステム、船舶システム、飛行システム、および／または救助作業のための飛行システムの１つもしくは複数の態様は、組み合わされてもよいことが想到される。更に、海上クレーンシステム、陸上クレーンシステム、船舶システム、飛行システム、および／または救助作業のための飛行システムの１つもしくは複数の態様は、上述の利益のいくつかまたは全てを含んでもよいことが想到される。
【0111】
上記は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の基本的範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態および更なる実施形態が考案されてもよい。本開示はまた、本明細書に記載される実施形態の１つまたは複数の態様が、記載される他の態様の１つまたは複数と置き換えられてもよいことを想到する。本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2021-10-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１つまたは複数の対象物上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、前記１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、前記１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを備える、陸上クレーン上に配設するための標的追跡デバイスと、
前記標的追跡デバイスからデータを受信し、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して前記陸上クレーンを制御するように構成された、コントローラとを備える、陸上クレーンシステム。
【請求項2】
前記コントローラが、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対距離を計算するように構成され、前記データが、前記カメラによって撮影された前記１つまたは複数の画像内における前記１つまたは複数の光学標的の位置と、前記１つまたは複数の光学標的それぞれに関して、軸線と前記標的追跡デバイスから前記１つまたは複数の光学標的の１つまでの見通し線との間で測定した相対角度とを含み、
前記相対距離が、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対垂直距離と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第１の相対水平距離と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第２の相対水平距離と、を含む、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項3】
前記コントローラまたは前記標的追跡デバイスの１つもしくは複数と通信するＲＦＩＤ読取り機と、前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つの上のＲＦＩＤタグとを更に備える、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項4】
前記コントローラが、前記陸上クレーンのフックを前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つにガイドするように構成され、前記陸上クレーンシステムが、前記陸上クレーン上に配設するための１つまたは複数の基準標的を備える、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項5】
前記標的追跡デバイスが、第１の角度位置と第２の角度位置との間をスキャンして、前記１つまたは複数の光学標的を前記標的追跡デバイスの前記カメラの視野内に位置決めするように構成され、前記１つまたは複数の光学標的のうちの１つもしくは複数が前記視野の外にある場合、前記陸上クレーンシステムがメッセージを出力するように構成された、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項6】
前記１つまたは複数の対象物が、第１の対象物と第２の対象物とを含み、前記１つまたは複数の光学標的が、前記第１の対象物上の第１の光学標的と前記第２の対象物上の第２の光学標的とを含み、前記第１の光学標的が第１のタグパターンを備え、前記第２の光学標的が前記第１のタグパターンとは異なる第２のタグパターンを備える、請求項１に記載の陸上クレーンシステム。
【請求項7】
対象物上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、前記１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、前記１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを備える、船舶上に配設するための標的追跡デバイスと、
前記標的追跡デバイスからデータを受信し、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記標的追跡デバイスと前記１つまたは複数の光学標的との間の相対運動を計算し、前記相対運動を使用して前記船舶を制御するように構成された、コントローラとを備える、船舶システム。
【請求項8】
前記対象物が、第２の船舶、海上プラットフォーム、またはドックであり、前記船舶システムが、前記船舶上に配設するための１つまたは複数の基準標的を備える、請求項７に記載の船舶システム。
【請求項9】
前記コントローラまたは前記標的追跡デバイスの１つもしくは複数と通信するＲＦＩＤ読取り機と、前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つの上のＲＦＩＤタグとを更に備える、請求項７に記載の船舶システム。
【請求項10】
前記データが、前記カメラによって撮影された前記１つまたは複数の画像内における前記１つまたは複数の光学標的の位置を含み、前記相対運動が、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対垂直運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第１の相対水平運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第２の相対水平運動とを含む、請求項７に記載の船舶システム。
【請求項11】
前記標的追跡デバイスが、第１の角度位置と第２の角度位置との間をスキャンして、前記１つまたは複数の光学標的を前記標的追跡デバイスの前記カメラの視野内に位置決めするように構成され、前記１つまたは複数の光学標的のうちの１つもしくは複数が前記視野の外にある場合、前記船舶システムがメッセージを出力するように構成された、請求項７に記載の船舶システム。
【請求項12】
前記１つまたは複数の光学標的が、前記対象物上の第１の光学標的と前記対象物上の第２の光学標的とを含み、前記第１の光学標的が第１のタグパターンを備え、前記第２の光学標的が前記第１のタグパターンとは異なる第２のタグパターンを備える、請求項７に記載の船舶システム。
【請求項13】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記船舶を前記１つまたは複数の光学標的に向かってガイドするように構成された、請求項７に記載の船舶システム。
【請求項14】
前記コントローラが、前記相対運動を使用して、前記１つまたは複数の光学標的からのオフセット距離およびオフセット角度で前記船舶を維持するように構成された、請求項７に記載の船舶システム。
【請求項15】
第１の船舶上に配設するための１つまたは複数の光学標的と、前記１つまたは複数の光学標的を追跡するように構成され、前記１つまたは複数の光学標的の１つまたは複数の画像を撮影するように構成されたカメラを備える、第２の船舶上に配設されたクレーン上に配設するための標的追跡デバイスと、
前記標的追跡デバイスからデータを受信し、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記クレーンを制御するように構成された、コントローラとを備える、海上クレーンシステム。
【請求項16】
前記コントローラが、前記標的追跡デバイスから受信した前記データを使用して、前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対運動を計算するように構成され、前記データが、前記カメラによって撮影された前記１つまたは複数の画像内における前記１つまたは複数の光学標的の位置と、前記１つまたは複数の光学標的それぞれに関して、軸線と前記標的追跡デバイスから前記１つまたは複数の光学標的の１つまでの見通し線との間で測定した相対角度とを含み、前記相対運動が、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の相対垂直運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第１の相対水平運動と、
前記１つまたは複数の光学標的と前記標的追跡デバイスとの間の第２の相対水平運動と、を含む、請求項１５に記載の海上クレーンシステム。
【請求項17】
前記コントローラまたは前記標的追跡デバイスの１つもしくは複数と通信するＲＦＩＤ読取り機と、前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つの上のＲＦＩＤタグとを更に備える、請求項１５に記載の海上クレーンシステム。
【請求項18】
前記コントローラが、前記クレーンのフックを前記１つまたは複数の光学標的のうちの少なくとも１つにガイドするように構成され、前記海上クレーンシステムが、前記第２の船舶上に配設するための１つまたは複数の基準標的を備える、請求項１５に記載の海上クレーンシステム。
【請求項19】
前記標的追跡デバイスが、第１の角度位置と第２の角度位置との間をスキャンして、前記１つまたは複数の光学標的を前記標的追跡デバイスの前記カメラの視野内に位置決めするように構成され、前記１つまたは複数の光学標的のうちの１つもしくは複数が前記視野の外にある場合、前記海上クレーンシステムがメッセージを出力するように構成された、請求項１５に記載の海上クレーンシステム。
【請求項20】
前記１つまたは複数の光学標的が、前記第１の船舶上の第１の光学標的と前記第２の船舶上の第２の光学標的とを含み、前記第１の光学標的が第１のタグパターンを備え、前記第２の光学標的が前記第１のタグパターンとは異なる第２のタグパターンを備える、請求項１５に記載の海上クレーンシステム。
【国際調査報告】