重心位置檢測(cè)裝置、重心位置檢測(cè)方法及程序的制作方法
【專利摘要】一種重心位置檢測(cè)裝置，其求出被繩索吊起的吊物的重心位置，其具備：實(shí)測(cè)值獲取部，獲取表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值；及重心位置計(jì)算部，根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含吊物的重心位置的吊物的狀態(tài)模型及由實(shí)測(cè)值獲取部獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算吊物的重心位置。
【專利說(shuō)明】重心位置檢測(cè)裝置、重心位置檢測(cè)方法及程序

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種重心位置檢測(cè)裝置、重心位置檢測(cè)方法及程序。
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)2012年10月24日在日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2012-234945號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

【背景技術(shù)】
[0003]在為了防止集裝箱運(yùn)輸車(chē)輛等在運(yùn)輸集裝箱期間失去平衡，檢測(cè)集裝箱的高度方向(上下方向)的重心位置是比較有效的。即，與重心位置較低時(shí)相比，集裝箱的重心位置較高時(shí)易失去平衡。因此，在集裝箱的重心位置較高時(shí)，謀求重新排列集裝箱的貨物來(lái)降低重心位置或者對(duì)集裝箱運(yùn)輸車(chē)輛的駕駛員喚起注意等對(duì)策。
[0004]在此，關(guān)于集裝箱的重心位置的檢測(cè)，專利文獻(xiàn)I中記載的集裝箱重心位置檢測(cè)裝置中，設(shè)置有:放射線源；檢測(cè)器，在與放射線源之間隔開(kāi)集裝箱進(jìn)入空間而配置；及運(yùn)算裝置，根據(jù)檢測(cè)器的輸出進(jìn)行運(yùn)算處理。運(yùn)算裝置中，求出集裝箱進(jìn)入到集裝箱進(jìn)入空間的狀態(tài)下從放射線源到達(dá)檢測(cè)器的放射線的強(qiáng)度分布，并且根據(jù)放射線的強(qiáng)度分布計(jì)算集裝箱的密度分布，根據(jù)該密度分布指定集裝箱的重心位置。
[0005]由此，專利文獻(xiàn)I中記載的集裝箱重心位置檢測(cè)裝置中，無(wú)需打開(kāi)集裝箱就能夠輕松地指定集裝箱的重心位置。尤其，專利文獻(xiàn)I中記載的集裝箱重心位置檢測(cè)裝置中，對(duì)集裝箱的高度方向也能夠指定重心位置。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開(kāi)2006-9803號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]根據(jù)裝載于集裝箱的貨物的種類，存在即使是比較輕的貨物，放射線透射量也比較少的情況，或者即使是比較重的貨物，放射線透射量也比較多的情況。這種情況下，由通過(guò)集裝箱的放射線的強(qiáng)度分布計(jì)算集裝箱的密度分布時(shí)，所得到的密度分布中有可能包含誤差。因此，由該密度分布計(jì)算的集裝箱的高度方向的重心位置中也有可能包含誤差。優(yōu)選在集裝箱中裝載有比較輕且放射線透射量比較少的貨物或比較重且放射線透射量比較多的貨物時(shí)，也可以更準(zhǔn)確地求出高度方向的重心位置。
[0011]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種能夠更準(zhǔn)確地求出高度方向的重心位置的重心位置檢測(cè)裝置、重心位置檢測(cè)方法及程序。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，基于本發(fā)明的一方式的重心位置檢測(cè)裝置為求出被繩索吊起的吊物的重心位置的重心位置檢測(cè)裝置，其具備:實(shí)測(cè)值獲取部，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的所述狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值；及重心位置計(jì)算部，根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的狀態(tài)模型及由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
[0014]并且，基于本發(fā)明的另一方式的重心位置檢測(cè)裝置為上述重心位置檢測(cè)裝置，其中，所述實(shí)測(cè)值獲取部在至少包含所述吊物正在加速或減速或旋轉(zhuǎn)的時(shí)刻的時(shí)間序列數(shù)據(jù)中，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，所述重心位置計(jì)算部將所述吊物的運(yùn)動(dòng)模型用作所述吊物的狀態(tài)模型。
[0015]并且，基于本發(fā)明的另一方式的重心位置檢測(cè)裝置為上述重心位置檢測(cè)裝置，其中，所述重心位置計(jì)算部具備:數(shù)值設(shè)定部，設(shè)定所述吊物的運(yùn)動(dòng)模型中所包含的變量的初始值及未知常數(shù)的值；變量值運(yùn)算部，將由所述數(shù)值設(shè)定部設(shè)定的值應(yīng)用于所述運(yùn)動(dòng)模型，求出所述變量在由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值的測(cè)量時(shí)刻的值；及評(píng)價(jià)部，對(duì)由所述變量值運(yùn)算部獲取的所述變量值進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)評(píng)價(jià)結(jié)果滿足預(yù)定條件時(shí)，將已設(shè)定的所述吊物的重心位置作為所述重心位置計(jì)算部的計(jì)算結(jié)果，當(dāng)所述評(píng)價(jià)部的評(píng)價(jià)結(jié)果不滿足所述預(yù)定條件時(shí)，所述數(shù)值設(shè)定部重新設(shè)定所述吊物的運(yùn)動(dòng)模型中所包含的變量的初始值及未知常數(shù)的值。
[0016]并且，基于本發(fā)明的另一方式的重心位置檢測(cè)裝置為上述重心位置檢測(cè)裝置，其中，所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，其中包含所述吊物的吊力的實(shí)測(cè)值，所述評(píng)價(jià)部根據(jù)從由所述變量值運(yùn)算部獲取的所述變量值得到的所述吊物的吊力的計(jì)算值及由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的所述吊物的吊力的實(shí)測(cè)值，對(duì)由所述變量值運(yùn)算部獲取的所述變量值進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0017]并且，基于本發(fā)明的另一方式的重心位置檢測(cè)裝置為上述重心位置檢測(cè)裝置，其中，所述實(shí)測(cè)值獲取部在可忽視所述吊物的加速度及角加速度的狀態(tài)下獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，所述重心位置計(jì)算部將所述吊物的靜態(tài)模型用作所述吊物的狀態(tài)模型。
[0018]并且，基于本發(fā)明的另一方式的重心位置檢測(cè)裝置為上述重心位置檢測(cè)裝置，其中，所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，其中包含所述吊物的旋轉(zhuǎn)量的實(shí)測(cè)值及所述吊物的位置的實(shí)測(cè)值，所述重心位置計(jì)算部根據(jù)包含表示所述吊物的旋轉(zhuǎn)量、所述吊物的位置及所述吊物的重心位置的變量的所述吊物的狀態(tài)模型及由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
[0019]并且，基于本發(fā)明的另一方式的重心位置檢測(cè)方法為求出被繩索吊起的吊物的重心位置的重心位置檢測(cè)裝置的重心位置檢測(cè)方法，其具備:實(shí)測(cè)值獲取步驟，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的所述狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值；及重心位置計(jì)算步驟，根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的狀態(tài)模型及在所述實(shí)測(cè)值獲取步驟中獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
[0020]并且，基于本發(fā)明的另一方式的程序?yàn)橛糜谠谧鳛榍蟪霰焕K索吊起的吊物的重心位置的重心位置檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下步驟的程序，即實(shí)測(cè)值獲取步驟，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的所述狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值；及重心位置計(jì)算步驟，根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的狀態(tài)模型及在所述實(shí)測(cè)值獲取步驟中獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，能夠更準(zhǔn)確地求出高度方向的重心位置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的重心位置檢測(cè)裝置的功能結(jié)構(gòu)的概要框圖。
[0024]圖2是表示該實(shí)施方式中重心位置檢測(cè)裝置當(dāng)作重心位置檢測(cè)對(duì)象的吊物的例子的說(shuō)明圖。
[0025]圖3是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的重心位置檢測(cè)裝置的功能結(jié)構(gòu)的概要框圖。
[0026]圖4是表示該實(shí)施方式中的評(píng)價(jià)對(duì)象值的時(shí)刻變化的例子的說(shuō)明圖。
[0027]圖5是表示該實(shí)施方式中的重心位置檢測(cè)裝置檢測(cè)吊物的重心位置的處理的順序的流程圖。
[0028]圖6是表示該實(shí)施方式中的吊物主體的重心位置及吊具的重心位置的例子的說(shuō)明圖。
[0029]圖7是表示該實(shí)施方式中的2維空間中的坐標(biāo)設(shè)定的例子的說(shuō)明圖。
[0030]圖8是表示該實(shí)施方式中的重心位置計(jì)算部所應(yīng)用的在吊物的靜態(tài)模型中設(shè)定的點(diǎn)的例子的說(shuō)明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，通過(guò)發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但是以下實(shí)施方式并不限定權(quán)利要求書(shū)所涉及的發(fā)明。并且，實(shí)施方式中說(shuō)明的特征的所有組合不一定是發(fā)明必要解決手段。
[0032]<第I實(shí)施方式>
[0033]圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式中的重心位置檢測(cè)裝置的功能結(jié)構(gòu)的概要框圖。該圖中，重心位置檢測(cè)裝置10具備實(shí)測(cè)值獲取部11及重心位置計(jì)算部12。實(shí)測(cè)值獲取部11獲取表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值。
[0034]在此，圖2是表示重心位置檢測(cè)裝置10當(dāng)作重心位置檢測(cè)對(duì)象的吊物的例子的說(shuō)明圖。該圖中示出有起重機(jī)的小車(chē)910、繩索920、吊箱架930及集裝箱C11。集裝箱Cll被吊箱架930把持并通過(guò)繩索920由小車(chē)910吊起。
[0035]以下，將吊箱架930及集裝箱Cll合起來(lái)看作一體的剛體，并記載為吊物800。
[0036]在此所說(shuō)的表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)為表示吊物(圖2的例子中為吊物800)或繩索(圖2的例子中為繩索920)的力學(xué)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。在表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)中作為可實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)的例子可舉出表示吊物支承于繩索的位置、吊物的姿勢(shì)(吊物的傾斜度或繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)角度)、吊物重量、吊物從繩索承受的力、吊物的速度、吊物的加速度、吊物的角速度、吊物的角加速度、繩索支承于小車(chē)的位置、繩索長(zhǎng)度、繩索從小車(chē)承受的力等的數(shù)據(jù)。并且，表示作為重心位置檢測(cè)裝置10的檢測(cè)對(duì)象的吊物的重心位置的數(shù)據(jù)也相當(dāng)于表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的一例。
[0037]但是，重心位置檢測(cè)裝置10并不限于被具備小車(chē)的起重機(jī)吊起的吊物，還可應(yīng)用于用繩索吊起的多種吊物的重心位置的檢測(cè)。例如，重心位置檢測(cè)裝置10可檢測(cè)在具有可回轉(zhuǎn)的吊臂的起重機(jī)中由該吊臂吊起的吊物的重心位置。
[0038]以下，將小車(chē)或吊臂等支承繩索的物體稱為“繩索支承物”。并且，將繩索支承于繩索支承物的位置稱為“上部吊點(diǎn)位置”。并且，將吊物支承于繩索的位置稱為“吊物吊點(diǎn)位置”。
[0039]重心位置計(jì)算部12根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含吊物的重心位置的吊物的狀態(tài)模型及由實(shí)測(cè)值獲取部11獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算吊物的重心位置。
[0040]在此所說(shuō)的吊物的狀態(tài)模型是力學(xué)模擬被繩索吊起的吊物的模型。例如，示出表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)應(yīng)滿足的條件的狀態(tài)方程式相當(dāng)于吊物的狀態(tài)模型的一例，但并不限于此。重心位置計(jì)算部12能夠根據(jù)表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)，應(yīng)用可計(jì)算該狀態(tài)下的其他數(shù)據(jù)的各種狀態(tài)模型。
[0041]如上，所述實(shí)測(cè)值獲取部11獲取表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值，重心位置計(jì)算部12根據(jù)由實(shí)測(cè)值獲取部11獲取的實(shí)測(cè)值計(jì)算吊物的重心位置。
[0042]由此，重心位置檢測(cè)裝置10能夠求出該吊物的重心高度(高度方向的重心位置)。
[0043]在此，重力對(duì)吊物施加的力矩以從力矩的基準(zhǔn)點(diǎn)至重心位置為止的矢量與重力矢量的內(nèi)積表示。由此，即使吊物的重心位置沿著垂直方向(重力矢量方向)移動(dòng)，力矩也不會(huì)發(fā)生變化。
[0044]因此，通過(guò)僅對(duì)一個(gè)狀態(tài)獲取表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)，無(wú)法確定吊物的重心高度(垂直方向上的吊物的重心位置)。
[0045]與此相對(duì)，重心位置檢測(cè)裝置10如上述，應(yīng)用至少在2個(gè)不同的狀態(tài)下的表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)，由此能夠求出吊物的重心高度。
[0046]尤其，重心位置檢測(cè)裝置10不應(yīng)用放射線就能夠求出吊物的重心高度，能夠與吊物的放射線透射量無(wú)關(guān)地更準(zhǔn)確地求出該吊物的重心高度。
[0047]<第2實(shí)施方式>
[0048]第2實(shí)施方式中，對(duì)進(jìn)一步具體化第I實(shí)施方式中說(shuō)明的重心位置檢測(cè)裝置10的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0049]圖3是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的重心位置檢測(cè)裝置的功能結(jié)構(gòu)的概要框圖。該圖中，重心位置檢測(cè)裝置100具備實(shí)測(cè)值獲取部110、重心位置計(jì)算部120及顯示部130。重心位置計(jì)算部120具備預(yù)處理部121、數(shù)值設(shè)定部122、變量值運(yùn)算部123及評(píng)價(jià)部124。
[0050]實(shí)測(cè)值獲取部110相當(dāng)于實(shí)測(cè)值獲取部11 (圖1)的一例，在至少包含吊物正在移動(dòng)或加速或減速或旋轉(zhuǎn)的時(shí)刻的時(shí)間序列的數(shù)據(jù)中，獲取表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值。即，實(shí)測(cè)值獲取部110所獲取的該時(shí)間序列的數(shù)據(jù)中可包含可忽視吊物的加速度與角加速度的狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，也可不包含該數(shù)據(jù)。
[0051]另外，以下，將由實(shí)測(cè)值獲取部110獲取的表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值稱為“吊起狀態(tài)實(shí)測(cè)值”。并且，將可忽視吊物的加速度與角加速度的狀態(tài)稱為“靜定狀態(tài)”。
[0052]重心位置計(jì)算部120相當(dāng)于重心位置計(jì)算部12(圖1)的一例，將吊物的運(yùn)動(dòng)模型用作吊物的狀態(tài)模型。
[0053]在此所說(shuō)的吊物的運(yùn)動(dòng)模型為力學(xué)模擬被繩索吊起的吊物的運(yùn)動(dòng)的模型。吊物的運(yùn)動(dòng)模型相當(dāng)于吊物的狀態(tài)模型的一例，構(gòu)成為包含表示吊物的速度或吊物的加速度或吊物的角速度或吊物的角加速度中的至少任一個(gè)的變量。
[0054]S卩，實(shí)測(cè)值獲取部110獲取在吊物移動(dòng)或加速或減速或旋轉(zhuǎn)的時(shí)刻的吊起狀態(tài)實(shí)測(cè)值，與此相應(yīng)地，重心位置計(jì)算部120應(yīng)用可表達(dá)吊物的移動(dòng)或加速或減速或旋轉(zhuǎn)的模型計(jì)算吊物的重心位置。
[0055]另外，以下以實(shí)測(cè)值獲取部110應(yīng)用吊物的運(yùn)動(dòng)方程式的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，但是實(shí)測(cè)值獲取部110所應(yīng)用的吊物的運(yùn)動(dòng)模型并不限于運(yùn)動(dòng)方程式。實(shí)測(cè)值獲取部110能夠應(yīng)用根據(jù)表示吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)可計(jì)算該狀態(tài)下的其他數(shù)據(jù)的各種運(yùn)動(dòng)模型。
[0056]預(yù)處理部121作為應(yīng)用運(yùn)動(dòng)方程式求出吊物的重心位置的預(yù)處理而求出吊物重量(荷載)及水平方向上的吊物的重心位置。例如，預(yù)處理部121根據(jù)吊物的吊力計(jì)算吊物重量或水平方向上的吊物的重心位置。
[0057]在此所說(shuō)的吊物的吊力為吊起吊物的繩索所作用的力或作用于該繩索的力。作為吊物的吊力，可應(yīng)用在吊物吊點(diǎn)位置上繩索作用于吊物的力，也可應(yīng)用在上部吊點(diǎn)位置上繩索支承物作用于繩索的力。例如，圖2的例子中，吊箱架930可在4處吊物吊點(diǎn)位置上各自具備張力計(jì)，將該張力計(jì)檢測(cè)的張力(由此，吊物吊點(diǎn)位置上的繩索張力)用作吊物的吊力?；蛘?，小車(chē)910可在4處上部吊點(diǎn)位置各自具備張力計(jì)，將該張力計(jì)檢測(cè)的張力(由此，上部吊點(diǎn)位置上的繩索張力)用作吊物的吊力。或者，可將從在上部吊點(diǎn)位置上繩索支承物作用于繩索的力減去相當(dāng)于繩索重量的力的、補(bǔ)正后的力用作吊物的吊力。
[0058]另外，可省略由預(yù)處理部121進(jìn)行的吊物重量的計(jì)算及水平方向上的吊物的重心位置的計(jì)算中的任一個(gè)或兩個(gè)。由此，重心位置檢測(cè)裝置100可以是不具有預(yù)處理部121的結(jié)構(gòu)。預(yù)處理部121不獲取吊物重量時(shí)，重心位置計(jì)算部120將吊物重量作為未知常數(shù)來(lái)處理。并且，預(yù)處理部121不獲取水平方向上的吊物的重心位置時(shí)，重心位置計(jì)算部120將水平方向的吊物的重心位置(例如，小車(chē)的行進(jìn)方向上的坐標(biāo)值及小車(chē)的橫行方向上的坐標(biāo)值)作為未知常數(shù)來(lái)處理。
[0059]另一方面，通過(guò)由預(yù)處理部121獲取吊物荷載或水平方向上的吊物的重心位置，能夠減少吊物的運(yùn)動(dòng)模型中的未知常數(shù)的個(gè)數(shù)。由此，能夠減輕重心位置檢測(cè)裝置100檢測(cè)吊物的重心位置時(shí)的負(fù)荷，并且可提高檢測(cè)精確度。
[0060]或者，即使在不減少未知常數(shù)的個(gè)數(shù)時(shí)，也可通過(guò)對(duì)這些未知常數(shù)賦予初始值，減輕重心位置檢測(cè)裝置100檢測(cè)吊物的重心位置時(shí)的負(fù)荷且提高檢測(cè)精確度。S卩，可期待預(yù)處理部121根據(jù)實(shí)測(cè)值計(jì)算的吊物重量或水平方向上的吊物的重心位置接近實(shí)際值。重心位置計(jì)算部120從該接近實(shí)際值的初始值開(kāi)始運(yùn)算，由此較少反復(fù)進(jìn)行由以下說(shuō)明的數(shù)值設(shè)定部122、變量值運(yùn)算部123及評(píng)價(jià)部124進(jìn)行的處理即可，并且能夠以更高精確度檢測(cè)吊物的重心位置。
[0061]數(shù)值設(shè)定部122設(shè)定吊物的運(yùn)動(dòng)模型中所包含的變量及未知常數(shù)的值。
[0062]變量值運(yùn)算部123將由數(shù)值設(shè)定部122設(shè)定的值應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)模型，求出變量在由實(shí)測(cè)值獲取部110獲取的吊起狀態(tài)實(shí)測(cè)值的測(cè)量時(shí)刻的值。另外，以下，將實(shí)測(cè)值獲取部110獲取的吊起狀態(tài)實(shí)測(cè)值的測(cè)量時(shí)刻稱為“實(shí)測(cè)值的采樣時(shí)刻”。
[0063]在此，對(duì)變量值運(yùn)算部123用作運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)方程式進(jìn)行說(shuō)明。
[0064]另外，以下，以基于分別向小車(chē)的行進(jìn)方向、小車(chē)的橫行方向、垂直方向設(shè)定X軸、y軸、z軸的三維坐標(biāo)空間的運(yùn)動(dòng)方程式為例進(jìn)行說(shuō)明，但坐標(biāo)空間的設(shè)定方法并不限于此。例如，能夠應(yīng)用基于極坐標(biāo)空間等其他坐標(biāo)空間的運(yùn)動(dòng)方程式。
[0065]首先，例如如公式(I)表示關(guān)于某一時(shí)刻的吊物的平移的運(yùn)動(dòng)方程式。
[0066][數(shù)式I]
[0067]mpc” = Σ f j+mg+fd *..(1)
[0068]其中表示荷載質(zhì)量，p。(說(shuō)明書(shū)的記載中，省略表示矩陣或矢量的粗字標(biāo)記)表示吊物的位置(例如，吊箱架上表面的中央位置等設(shè)定于吊物的基準(zhǔn)點(diǎn)的位置)。并且，“’”表示I階的時(shí)間微分，“””表示2階的時(shí)間微分。由此，P?！北硎镜跷锏募铀俣?。
[0069]并且，fji為I彡i彡n(n為繩索的根數(shù))的正整數(shù))表示第i個(gè)繩索對(duì)吊物施加的力，g表示重力加速度，fd表示作為平移方向的力而作用于吊物的外力。
[0070]并且，例如如公式⑵表示關(guān)于某一時(shí)刻的吊物圍繞重心的旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)方程式。
[0071][數(shù)式2]
[0072]Ιω，= Σ Ii1- ω X I ω +nd...(2)
[0073]其中，I表示吊物的慣性張量，ω表示吊物的角速度。并且，nji為I彡i彡η(η為繩索的根數(shù))的正整數(shù))表示第i個(gè)繩索圍繞吊物重心施加的力矩，“ X ”表示外積，nd表示作為旋轉(zhuǎn)方向的力而作用于吊物的外力。
[0074]作為作用于吊物的外力，例如可考慮風(fēng)對(duì)吊物施加的力。作為表示外力的公式，可根據(jù)假設(shè)的外力而應(yīng)用各種公式。
[0075]例如，作為外力假設(shè)基于一定側(cè)風(fēng)的力時(shí)，將標(biāo)量常數(shù)fdx及fdy作為風(fēng)參數(shù)，并如公式(3)表不。
[0076][數(shù)式3]
[0077]fd = [fdx, fdy,0]T...(3)
[0078]其中，“T”表示轉(zhuǎn)置矩陣或者轉(zhuǎn)置矢量。
[0079]并且，將外力看作在水平方向上作用于吊物的正弦波的強(qiáng)度的力時(shí)，將標(biāo)量常數(shù)fdx及fdy、a及b作為風(fēng)參數(shù),并如公式(4)表示。
[0080][數(shù)式4]
[0081]fd = [fdxsin (at+b), fdysin (at+b), 0]T...(4)
[0082]或者，除了公式(4)所示的對(duì)外力進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的I次成分之外，公式中還可包含2次成分以后的項(xiàng)。
[0083]其中，能夠根據(jù)小車(chē)的位置Pt⑴(括弧內(nèi)的t表示時(shí)刻)、繩索長(zhǎng)度Ii⑴、吊物的位置、吊物的速度、吊物的姿勢(shì)、吊物的角速度、吊物的(吊物內(nèi)的)重心位置、繩索的特性，從而得到第i個(gè)繩索對(duì)吊物施加的力A或該繩索圍繞吊物重心施加的力矩IV并且，可檢測(cè)小車(chē)的位置或繩索長(zhǎng)度。并且，吊物的重心位置為固定且表示為未知常數(shù)。
[0084]由此，公式⑴及公式⑵所示的運(yùn)動(dòng)方程式能夠變形為公式(5)所示的12變量(P。、'、Θ及ω)的I階常微分方程式。
[0085][數(shù)式5]
[0086]

【權(quán)利要求】
1.一種重心位置檢測(cè)裝置，其求出被繩索吊起的吊物的重心位置，其具備: 實(shí)測(cè)值獲取部，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的所述狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值；及 重心位置計(jì)算部，根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的狀態(tài)模型及由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重心位置檢測(cè)裝置，其中， 所述實(shí)測(cè)值獲取部在至少包含所述吊物正在加速或減速或旋轉(zhuǎn)的時(shí)刻的時(shí)間序列數(shù)據(jù)中，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值， 所述重心位置計(jì)算部將所述吊物的運(yùn)動(dòng)模型用作所述吊物的狀態(tài)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重心位置檢測(cè)裝置，其中， 所述重心位置計(jì)算部具備:數(shù)值設(shè)定部，設(shè)定所述吊物的運(yùn)動(dòng)模型中所包含的變量的初始值及未知常數(shù)的值；變量值運(yùn)算部，將由所述數(shù)值設(shè)定部設(shè)定的值應(yīng)用于所述運(yùn)動(dòng)模型，求出所述變量在由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值的測(cè)量時(shí)刻的值；及評(píng)價(jià)部，對(duì)由所述變量值運(yùn)算部獲取的所述變量的值進(jìn)行評(píng)價(jià)，當(dāng)評(píng)價(jià)結(jié)果滿足預(yù)定條件時(shí)，將已設(shè)定的所述吊物的重心位置作為所述重心位置計(jì)算部的計(jì)算結(jié)果， 當(dāng)所述評(píng)價(jià)部的評(píng)價(jià)結(jié)果不滿足所述預(yù)定條件時(shí)，所述數(shù)值設(shè)定部重新設(shè)定所述吊物的運(yùn)動(dòng)模型中所包含的變量的初始值及未知常數(shù)的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重心位置檢測(cè)裝置，其中， 所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，其中包含所述吊物的吊力的實(shí)測(cè)值， 所述評(píng)價(jià)部根據(jù)從由所述變量值運(yùn)算部獲取的所述變量值得到的所述吊物的吊力的計(jì)算值及由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的所述吊物的吊力的實(shí)測(cè)值，對(duì)由所述變量值運(yùn)算部獲取的所述變量值進(jìn)行評(píng)價(jià)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重心位置檢測(cè)裝置，其中， 所述實(shí)測(cè)值獲取部在可忽視所述吊物的加速度及角加速度的狀態(tài)下獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值， 所述重心位置計(jì)算部將所述吊物的靜態(tài)模型用作所述吊物的狀態(tài)模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重心位置檢測(cè)裝置，其中， 所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，其中包含所述吊物的旋轉(zhuǎn)量的實(shí)測(cè)值及所述吊物的位置的實(shí)測(cè)值， 所述重心位置計(jì)算部根據(jù)包含表示所述吊物的旋轉(zhuǎn)量、所述吊物的位置及所述吊物的重心位置的變量的所述吊物的狀態(tài)模型及由所述實(shí)測(cè)值獲取部獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
7.一種重心位置檢測(cè)裝置的重心位置檢測(cè)方法，其求出被繩索吊起的吊物的重心位置，其具備: 實(shí)測(cè)值獲取步驟，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的所述狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值；及 重心位置計(jì)算步驟，根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的狀態(tài)模型及在所述實(shí)測(cè)值獲取步驟中獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
8.一種程序，其用于在作為求出被繩索吊起的吊物的重心位置的重心位置檢測(cè)裝置的計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下步驟: 實(shí)測(cè)值獲取步驟，獲取表示所述吊物的吊起狀態(tài)的數(shù)據(jù)的實(shí)測(cè)值，該實(shí)測(cè)值為至少在2個(gè)不同的所述狀態(tài)下獲取的實(shí)測(cè)值；及 重心位置計(jì)算步驟，根據(jù)作為未知常數(shù)至少包含所述吊物的重心位置的所述吊物的狀態(tài)模型及在所述實(shí)測(cè)值獲取步驟中獲取的實(shí)測(cè)值，計(jì)算所述吊物的重心位置。
【文檔編號(hào)】G01G19/14GK104136900SQ201380011441
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】柳井法貴, 門(mén)前唯明, 林大作 申請(qǐng)人:三菱重工機(jī)械科技株式會(huì)社