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公開番号2024053386
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-15
出願番号2022159622
出願日2022-10-03
発明の名称位置推定システム及び位置推定方法
出願人株式会社IHI,IHI運搬機械株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01B 11/00 20060101AFI20240408BHJP(測定;試験)
要約【課題】コイルの積載状態又は光沢に起因したコイルの位置の推定精度の低下を抑える位置推定システムを提供する。
【解決手段】位置推定システムは、トロリ4に設置され、レーザLaを用いて床面100の側にある物体までの距離をスキャン計測する距離センサ6aと、床面100の側に載置されている少なくとも1つのコイルCを位置推定対象として特定し、位置推定対象の横断面方向に沿って、トロリ4を移動させながら距離センサ6aにスキャン計測させ、計測点PmごとにレーザLaが位置推定対象のコイル中心Axの高さHを通過した点を仮想通過点Pvとして算出し、位置推定対象に最も近い側にある仮想通過点Pvを、位置推定対象の横断面方向でのコイル端部Peとなり得る端部候補点Pcとして抽出し、端部候補点Pcから推定されたコイル端部Peに基づいて位置推定対象の位置を導出する制御演算部8と、を備える。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
中心軸が床面と平行となる姿勢で載置されているコイルの位置を推定する位置推定システムであって、
前記コイルを吊って移動するトロリに設置され、レーザを用いて前記床面の側にある物体までの距離をスキャン計測する距離センサと、
前記床面の側に載置されている少なくとも１つの前記コイルを位置推定対象として特定し、前記位置推定対象の横断面方向に沿って、前記トロリを移動させながら前記距離センサにスキャン計測させ、計測点ごとに前記レーザが前記位置推定対象のコイル中心の高さを通過した点を仮想通過点として算出し、前記位置推定対象に最も近い側にある前記仮想通過点を、前記位置推定対象の前記横断面方向でのコイル端部となり得る端部候補点として抽出し、当該端部候補点から推定された前記コイル端部に基づいて前記位置推定対象の前記位置を導出する制御演算部と、
を備える、位置推定システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御演算部は、前記距離センサが複数の位置から計測することで得られた計測データを用いて前記コイル端部をそれぞれ推定し、推定された複数の前記コイル端部の値に対して統計処理を実行することで前記位置推定対象の前記位置の推定に用いられる前記コイル端部を特定する、請求項１に記載の位置推定システム。
【請求項３】
前記制御演算部は、複数の当該仮想通過点を互いに近接するもの同士で複数のグループに分け、複数のフレームごとに算出された前記仮想通過点の算出結果に基づいて、複数の前記グループの中で前記位置推定対象に最も近い側にある前記グループを特定し、特定された前記グループに含まれる複数の前記仮想通過点から抽出された前記端部候補点に基づいて、前記位置推定対象の前記位置の推定に用いられる前記コイル端部を特定する、請求項１又は２に記載の位置推定システム。
【請求項４】
前記制御演算部は、前記距離センサから照射された前記レーザが前記位置推定対象の側面と接するときの接線角度に起因する、前記コイル中心の前記高さでの前記仮想通過点と前記コイル端部との間のずれ量を求め、前記端部候補点に前記ずれ量を反映させることで前記コイル端部を推定する、請求項１又は２に記載の位置推定システム。
【請求項５】
中心軸が床面と平行となる姿勢で載置されているコイルの位置を推定する位置推定方法であって、
前記床面の側に載置されている少なくとも１つの前記コイルを位置推定対象として特定する位置推定対象特定工程と、
前記位置推定対象の横断面方向に沿って、前記コイルを吊って移動するトロリを移動させながら、前記トロリに設置されている距離センサにレーザを用いて前記床面の側にある物体までの距離をスキャン計測させる計測工程と、
前記計測工程で計測された計測点ごとに、前記レーザが前記位置推定対象のコイル中心の高さを通過した点を仮想通過点として算出する仮想通過点算出工程と、
前記位置推定対象に最も近い側にある前記仮想通過点を、前記位置推定対象の前記横断面方向でのコイル端部となり得る端部候補点として抽出する端部候補点抽出工程と、
前記端部候補点から推定された前記コイル端部に基づいて、前記位置推定対象の前記位置を導出するコイル位置導出工程と、
を有する、位置推定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、位置推定システム及び位置推定方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば建屋内において、鋼板コイル等のコイルを吊りながら搬送するクレーン等の搬送装置がある。建屋内の敷地では、複数のコイルが、各々の中心軸が床面と平行となるような、いわゆる横置きの姿勢で、２段又は３段程度に積載される。そのため、搬送装置は、すでに載置されている特定のコイルを自動で吊り上げて搬出する場合には、少なくとも当該コイルの位置を把握する必要がある。一方、搬送装置は、特定のコイルを目標位置に自動で吊り下げて搬入する場合には、少なくとも目標位置周辺にある土台となるコイルの位置を把握する必要がある。
【０００３】
特許文献１は、スリット状の光を用いてコイルの外周の位置を計測し、計測値を円の方程式に代入して最小２乗法で解くことでコイルの中心位置等を算出する位置・形状認識装置に関する技術を開示している。また、特許文献２は、距離センサを移動させながら直下の物体までの距離を計測させ、距離プロファイルの基準値に対して所定の設定量だけ変化した正及び負の距離変化量の位置に基づいてロール体の中心位置を計測する方法に関する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平９－１４５３１５号公報
特開２００１－３３５２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、複数のコイルが積載されているとき、位置を特定したいコイルの斜め上段に、予め別のコイルが載置されていることもあり得る。この場合、特許文献１に開示されている認識装置では、上段側のコイルによって距離センサの測定範囲の一部が遮られることがある。このとき、コイルが光沢のある鋼板コイルである場合などで、迷光又は複数反射等の光学的事象により、距離センサによる計測データに大きな誤差が生じると、結果としてコイルの位置の推定精度が低下するおそれがある。特に、コイルの横断面方向での他方の片側の計測データが無いことから、横断面方向での位置ずれが大きくなることが想定される。
【０００６】
特許文献２に開示されている計測方法では、未検出範囲が広いため、コイル端部に相当する、距離変化量が最大となる位置を正確に算出することが難しい。また、特許文献２に開示されている計測方法でも、位置を特定したいロール体の斜め上段に予め別のロール体が載置されている場合、位置を特定したいロール体の横断面方向での一方の片側しか検出されない。特に、距離センサから照射されたレーザがロール体に当たる角度が浅くなると、レーザがロール体に当たっているにも関わらず計測不可となり、情報が疎になる部分が境界付近で発生する。そのため、このような積載状態下では、実際上、正又は負の距離変化量の位置のいずれかを検出することができず、結果としてロール体の中心位置を精度よく計測することができないおそれがある。更に、ロール体が光沢のある鋼板コイルである場合、迷光又は複数反射等の光学的事象により、距離センサによる計測データに大きな誤差が生じるおそれもある。
【０００７】
そこで、本開示は、コイルの積載状態又は光沢に起因したコイルの位置の推定精度の低下を抑える位置推定システム及び位置推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様は、中心軸が床面と平行となる姿勢で載置されているコイルの位置を推定する位置推定システムであって、コイルを吊って移動するトロリに設置され、レーザを用いて床面の側にある物体までの距離をスキャン計測する距離センサと、床面の側に載置されている少なくとも１つのコイルを位置推定対象として特定し、位置推定対象の横断面方向に沿って、トロリを移動させながら距離センサにスキャン計測させ、計測点ごとにレーザが位置推定対象のコイル中心の高さを通過した点を仮想通過点として算出し、位置推定対象に最も近い側にある仮想通過点を、位置推定対象の横断面方向でのコイル端部となり得る端部候補点として抽出し、端部候補点から推定されたコイル端部に基づいて位置推定対象の位置を導出する制御演算部と、を備える。
【０００９】
上記の位置推定システムでは、制御演算部は、距離センサが複数の位置から計測することで得られた計測データを用いてコイル端部をそれぞれ推定し、推定された複数のコイル端部の値に対して統計処理を実行することで位置推定対象の位置の推定に用いられるコイル端部を特定してもよい。制御演算部は、複数の仮想通過点を互いに近接するもの同士で複数のグループに分け、複数のフレームごとに算出された前記仮想通過点の算出結果に基づいて、複数のグループの中で位置推定対象に最も近い側にあるグループを特定し、特定されたグループに含まれる複数の仮想通過点から抽出された端部候補点に基づいて、位置推定対象の位置の推定に用いられるコイル端部を特定してもよい。また、制御演算部は、距離センサから照射されたレーザが位置推定対象の側面と接するときの接線角度に起因する、コイル中心の高さでの仮想通過点とコイル端部との間のずれ量を求め、端部候補点にずれ量を反映させることでコイル端部を推定してもよい。
【００１０】
本開示の他の態様は、中心軸が床面と平行となる姿勢で載置されているコイルの位置を推定する位置推定方法であって、床面の側に載置されている少なくとも１つのコイルを位置推定対象として特定する位置推定対象特定工程と、位置推定対象の横断面方向に沿って、コイルを吊って移動するトロリを移動させながら、トロリに設置されている距離センサにレーザを用いて床面の側にある物体までの距離をスキャン計測させる計測工程と、計測工程で計測された計測点ごとに、レーザが位置推定対象のコイル中心の高さを通過した点を仮想通過点として算出する仮想通過点算出工程と、位置推定対象に最も近い側にある仮想通過点を、位置推定対象の横断面方向でのコイル端部となり得る端部候補点として抽出する端部候補点抽出工程と、端部候補点から推定されたコイル端部に基づいて、位置推定対象の位置を導出するコイル位置導出工程と、を有する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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