JP2000169079A - コンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンテナ船上コンテナ積み荷位置を自動的に
測定して、このコンテナ船上コンテナ積み荷位置情報
を、コンテナヤードを管理する中央指令室の計算機に自
動的に入力することを可能にするコンテナ船上コンテナ
積み荷位置測定装置を提供する。 【解決手段】 コンテナ船６に積まれたコンテナ１６の
斜め上方に位置するようにコンテナクレーン５の海側脚
１２の上部に設置され、この設置位置から１次元に走査
して、コンテナ船６上と陸側岸壁２０の距離分布データ
を計測する１次元に走査可能な光波距離計１と、コンテ
ナクレーン５のトロリ７に設置され、トロリ７とともに
横行移動してトロリ７からの鉛直下向き距離を測定する
光波距離計２と、トロリ７の横行位置を測定するトロリ
横行位置測定装置３と、光波距離計１と光波距離計２と
トロリ横行位置測定装置３の出力信号に基づいてコンテ
ナ船上コンテナ積み荷位置を演算する演算装置とを備え
て、コンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンテナ船上コンテ
ナ積み荷位置測定装置に関し、コンテナクレーンの半自
動運転化に必要なコンテナ船上コンテナ積み荷位置情報
を自動的に測定する場合に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のコンテナクレーンの一例を
示す全体構成図である。同図に示すように、コンテナク
レーン５はコンテナ船６と陸側岸壁２０との間でコンテ
ナ１４の搬送を行うクレーンである。

【０００３】詳述すると、陸側岸壁２０にはレール２１
が敷設されており、このレール２１上には海側脚１２と
陸側脚１３とが走行自在に設けられている。海側脚１２
と陸側脚１３の上部にはガーダ１０が架設されている。
ガーダ１０にはトロリ７とクレーンオペレータが搭乗す
る運転室８とが横行自在に設けられており、これらは一
緒に横行移動するようになっている。トロリ７は図示し
ない巻き取り装置によって吊り具９の巻き上げや巻き下
げを行うことができるようになっている。また、ガーダ
１０の陸側端部には機械室１１が設けられている。

【０００４】このコンテナクレーン５は運転室８にクレ
ーンオペレータが搭乗し、全てマニュアル操作によって
コンテナ１４の搬送作業を行うが、この搬送作業は、コ
ンテナ１４を陸側岸壁２０からコンテナ船６に積み込む
作業と、コンテナ船６から陸側岸壁２０に荷揚げする作
業とに大別される。

【０００５】ここでは、陸側岸壁２０からコンテナ船６
に積み込む作業を例に挙げてコンテナクレーン５の搬送
作業を説明する。

【０００６】運転室８に搭乗したクレーンオペレータ
は、まず、一般にコンテナヤードを管理する中央指令室
（図示せず）からの指令に基づき、コンテナクレーン５
を走行移動させてコンテナ船６に対するコンテナクレー
ン５の走行位置決め作業を実施する。次に、クレーンオ
ペレータは、トレーラやストラドルキャリア等によって
陸側岸壁２０にセットされたコンテナ１４を目視確認
し、トロリ７を横行移動させてコンテナ１４の上空で停
止させる横行移動作業を実施する。

【０００７】この横行移動作業完了後、クレーンオペレ
ータは、吊り具９をコンテナ１４の上空約１ｍまで巻き
下げる巻き下げ作業を実施し、この巻き下げ作業完了後
に目視で吊り具９とコンテナ１４との正確な位置決めを
行ってコンテナ１４を吊り具９で把持するハンドリング
作業を実施する。このハンドリング作業完了後、クレー
ンオペレータは、吊り具９とともにコンテナ１４を巻き
上げる巻き上げ作業を実施し、この巻き上げ作業完了後
にトロリ７をコンテナ船６上の目標位置１５の上空まで
横行移動させる横行移動作業を実施する。

【０００８】そして、この横行移動作業完了後、クレー
ンオペレータは、吊り具９とともにコンテナ１４を目標
位置１５の上空約１ｍまで巻き下げる巻き下げ作業を実
施し、この巻き下げ作業完了後に吊り具９（コンテナ１
４）と目標位置１５との相対位置合せをし、コンテナ１
４を更に巻き下げて目標位置１５に着床させ、吊り具９
から切り離すハンドリング作業を実施する。かくして、
１回の積み込み作業が完了する。その後も、クレーンオ
ペレータは中央指令室の指令に基づき、この積み込み作
業を繰り返す。

【０００９】以上がコンテナクレーン５による積み込み
作業の概要であるが、従来、この積み込み作業は、上記
の如く、全てクレーンオペレータによるマニュアル作業
であった。

【００１０】これに対して、最近、クレーンオペレータ
の負担軽減を目的にコンテナクレーン５の半自動運転化
が試みられている。これは、予めコンテナ船上コンテナ
積み荷位置情報等のコンテナ船上コンテナ積み付け情報
を中央指令室の計算機（図示せず）に入力しておき、ク
レーンオペレータによるコンテナクレーン５の走行位置
決め作業完了後に、中央指令室の指令に基づいて、コン
テナ１４のハンドリング作業以外のトロリ７の横行作業
や吊り具９の巻き上げ巻き下げ作業を自動的に行うとい
うものである。

【００１１】この半自動運転化により、クレーンオペレ
ータは走行位置決め作業と、コンテナ船６上及び陸側岸
壁２０上でのコンテナ１４のハンドリング作業のみをマ
ニュアル操作で実施すればよくなり、コンテナクレーン
５の搬送作業におけるクレーンオペレータの大幅な負担
軽減が実現できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、現在進
められているコンテナクレーン５の半自動運転化は、ク
レーンオペレータの負担軽減を実現する方法として有効
な手段である。しかしながら、このコンテナクレーン５
の半自動運転化は、予めコンテナ船上コンテナ積み荷位
置情報がコンテナヤードを管理する中央指令室の計算機
に入力してある場合に限られている。そして現状は、中
央指令室のオペレータの手入力によってそれが実現され
ている。このデータ入力は中央指令室のオペレータにと
って大変な作業であり、このことがコンテナクレーンの
半自動運転化の普及を妨げている。

【００１３】従って本発明は上記従来技術に鑑み、コン
テナ船上コンテナ積み荷位置を自動的に測定して、この
コンテナ船上コンテナ積み荷位置情報を、コンテナヤー
ドを管理する中央指令室の計算機に自動的に入力するこ
とを可能にするコンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装
置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のコンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置は、コン
テナ船に積まれたコンテナの斜め上方に位置するように
コンテナクレーンの上部に設置され、この設置位置から
１次元に走査して、前記コンテナ船上と陸側岸壁の距離
分布データを計測する１次元に走査可能な第１距離計
と、前記コンテナクレーンのトロリに設置され、前記ト
ロリとともに横行移動して前記トロリからの鉛直下向き
距離を測定する第２距離計と、前記トロリの横行位置を
測定するトロリ横行位置測定装置と、前記第１距離計と
前記第２距離計と前記トロリ横行位置測定装置の出力信
号に基づいてコンテナ船上コンテナ積み荷位置を演算す
る演算装置とを備え、この演算装置では、前記第１距離
計の測定データに対して、陸側岸壁の距離分布データを
基に陸側岸壁のエッジ位置と陸側岸壁を直線近似したと
きの傾斜角度を検出し、それらを基にクレーンの変形等
による計測誤差を補正するとともに、前記第２距離計で
測定した前記トロリの横行位置に対する鉛直下向き距離
データを利用して、前記第１距離計の計測不能領域の鉛
直高さを補完する処理を行うことにより、前記コンテナ
船上コンテナ積み荷位置を求めることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。なお、図中、従来（図４）と
同様の部分には同一の符号を付し、重複する詳細な説明
は省略する。

【００１６】図１は本発明の実施の形態に係るコンテナ
船上コンテナ積み荷位置測定装置のブロック図、図２は
前記コンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置を備えた
コンテナクレーンの全体構成図、図３は前記コンテナ船
上コンテナ積み荷位置測定装置の構成要素である１次元
に走査可能な光波距離計の計測領域を示す説明図であ
る。

【００１７】＜構成＞図１に示すように、本実施の形態
に係るコンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置は、１
次元に走査可能な光波距離計１と、光波距離計２と、ト
ロリ横行位置測定装置３と、演算装置４とを備えてなる
ものである。

【００１８】図２に示すように、光波距離計１はコンテ
ナ船６に積まれたコンテナ１６の斜め上方に位置するよ
うにコンテナクレーン５の海側脚１２の上部（ガーダ１
０付近）に設置されており、この設置位置から１次元に
走査することによって、コンテナ船６上のコンテナ積み
荷位置（コンテナ積み付け形状）と陸側岸壁２０の位置
（陸側岸壁形状）とを測定するようになっている。光波
距離計２はトロリ７の前側（海側）に鉛直下向きに設置
されており、トロリ７とともに横行移動してトロリ７か
らの鉛直下向き距離を測定するようになっている。トロ
リ横行位置測定装置３はトロリ７上に設置されており、
トロリ７の横行位置を測定する。なお、トロリ横行位置
測定装置３としては、具体的にはエンコーダやリニア変
位計や光波距離計等を適用することができる。

【００１９】演算装置４はトロリ７上または運転室８内
に設置されており、詳細は後述するが、光波距離計１と
光波距離計２とトロリ横行位置測定装置３の出力信号に
基づいてコンテナ船上コンテナ積み荷位置を演算する。
この演算装置４で演算されたコンテナ船上コンテナ積み
荷位置情報は、コンテナヤードを管理する中央指令室の
計算機（図示せず）に自動的に入力されるようになって
いる。

【００２０】詳述すると、コンテナクレーン５には、ト
ロリ７の横行位置や移動等の機械的な要因や、気温や風
等の自然現象が原因となって構造的な変形や振動が発生
する。従って、コンテナクレーン５の海側脚１２に設置
されている光波距離計１の位置も、このコンテナクレー
ン５の構造的な変形や振動に伴って時間的に変化する。
このため、光波距離計１によってコンテナ積み荷位置を
測定しただけでは正確なコンテナ積み荷位置を特定する
ことができない。

【００２１】そこで、図３に示すように、光波距離計１
では、コンテナ積み付け形状を計測するとき、常に、陸
側岸壁形状も計測するようにしており、演算装置４で
は、この光波距離計１の測定データに基づいて、陸側岸
壁地上面（水平面）と、陸側岸壁２０と海との境のエッ
ジ位置とを求め、これらを基準位置にして、光波距離計
１の計測データの位置や回転成分を補正することによ
り、精度良くコンテナ船上コンテナ積み荷位置を特定す
るようになっている（詳細後述）。

【００２２】また、図３に例示するように、コンテナ船
６上のコンテナ１６の積み付け状態によっては、光波距
離計１では計測できない計測不能領域１８が生じる場合
がある。更には、コンテナ船６のホールド内（甲板の
下）のコンテナ積み付け状態も、幾何学的に測定不能で
ある。

【００２３】そこで、このことに対しては、トロリ７の
前側に鉛直下向きに光波距離計２を設置し、この光波距
離計２によって、トロリ７の横行移動時にトロリ７の横
行位置に対するトロリ７からの鉛直下向き距離を測定
し、この光波距離計２の測定データに基づき、演算装置
４で計測不能領域１８の鉛直高さを補完するようになっ
ている。

【００２４】ここで、勿論、光波距離計２による鉛直下
向き距離の測定精度は、コンテナクレーン５の構造体の
変形や振動による光波距離計２の傾きによって悪化する
ことが予想される。しかし、実際には、光波距離計２に
よる鉛直下向き距離の測定誤差は、光波距離計２の傾き
角度をθとすると（１−ｃｏｓθ）となるため、傾き角
度θが数度の場合には無視できる程度である。

【００２５】一方、横行位置については鉛直下向き距離
のｓｉｎθ倍が誤差になり、θが数度の場合、この誤差
は数百ｍｍとかなり大きなものになる。このため、光波
距離計２による鉛直下向き距離の測定では、横行位置に
対して誤差が数百ｍｍ以下の精度で形状計測を行うこと
はできない。しかし、各コンテナ１６の幅は２〜３ｍあ
るので、各コンテナ１６までの鉛直下向き距離は光波距
離計２によって精度よく測定することが可能である。従
って、この光波距離計２で測定した鉛直下向き距離に基
づき、演算装置４で光波距離計１の計測不能領域１８に
おける鉛直高さを補完することができる。

【００２６】＜作用・効果＞次に、本実施の形態に係る
コンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置の作用と効果
について説明する。

【００２７】運転室８に搭乗したクレーンオペレータ
は、中央指令室の指令に基づき、コンテナクレーン５を
走行移動させてコンテナ船６に対するコンテナクレーン
５の走行位置決め作業を実施する。この走行位置決め作
業完了後、クレーンオペレータは、トロリ７を所定の休
止位置に横行移動させる。この休止位置は、通常、陸側
岸壁２０の上空位置である。

【００２８】演算装置４では、トロリ４が休止位置にあ
ることを確認すると、１次元に走査可能な光波距離計１
に指令を出し、この指令に基づいて、光波距離計１で
は、１次元の走査を行って１走査分の走査角度に対する
距離分布データを測定する。その結果、例えば図３に太
線で示す計測可能領域１７のように、コンテナ船６上と
陸側岸壁２０の距離分布データが得られる。

【００２９】この光波距離計１の測定データはクレーン
上の光波距離計１を基準とした走査角度と距離のデータ
であるため、演算装置４では、この光波距離計１の測定
データを、陸側岸壁２０のエッジ位置を基準としてトロ
リ７の横行方向と鉛直方向に平行な２次元直交座標系の
データに変換する。

【００３０】そして、このとき演算装置４では、まず、
光波距離計１の測定データ（走査角度と距離のデータ）
より、陸側岸壁２０のエッジ位置と陸側岸壁２０上の測
定データのみを抽出後、全測定データについて直交座標
変換を実施する。次に、直交座標変換した陸側岸壁２０
上の測定データのみに対して、直線近似処理を実施し、
直線式の傾き角度を計算する。そして、直交座標変換し
た光波距離計１の全測定データを前記陸側岸壁２０のエ
ッジ位置分だけ平行移動処理を実施し、さらに引き続い
て直線式の傾き角度を基に回転変換処理を実施する。す
ると、陸側岸壁２０のエッジ位置を基準としてトロリの
横行方向と鉛直方向に平行な直交座標系のコンテナ船上
コンテナ積み荷位置データを作成することができる。こ
の位置データは、常に固定点として考えられる陸側岸壁
２０のエッジ位置を基準とした座標系の位置データであ
るため、クレーンの変形等による計測誤差はキャンセル
されたことになる。かくして、精度よくコンテナ船上コ
ンテナ積み荷位置が特定される。

【００３１】次に、コンテナ船６上で光波距離計１によ
る測定データが存在しない領域（例えば図３に示す計測
不能領域１８等）については、光波距離計２の測定デー
タである鉛直下向き距離データを基にして補完する。

【００３２】具体的には、例えば、演算装置４からトロ
リ７へ指令を出して、トロリ７をガーダ１０の陸側岸壁
上空位置から海側先端まで移動させ、その間に、逐次、
トロリ横行位置測定装置３と光波距離計２とでそれぞれ
トロリ７の横行位置と鉛直下向き距離とを測定する。或
いは、クレーンオペレータがトロリ７を横行移動させた
ときに、その間、逐次、トロリ横行位置測定装置３と光
波距離計２とでそれぞれトロリ７の横行位置と鉛直下向
き距離とを測定する。

【００３３】そして、演算装置４では、このトロリ７の
横行位置に対する鉛直下向き距離データを利用して、光
波距離計１の計測不能領域（計測不能領域１８等）の鉛
直高さを補完する処理を行うことにより、計測不能領域
の解消を行う。

【００３４】以上のように、本実施の形態に係るコンテ
ナ船上コンテナ積み荷位置測定装置によれば、クレーン
の変形等による計測誤差をキャンセルして精度よくコン
テナ船上コンテナ積み荷位置を自動的に測定することが
できる。このため、コンテナ船上コンテナ積み荷位置情
報を、コンテナヤードを管理する中央指令室の計算機に
中央指令室のオペレータを介さず自動的に入力すること
が可能になるので、従来、コンテナ船上コンテナ積み荷
位置情報がなくて半自動運転化ができなかったコンテナ
ヤードのコンテナクレーンについても、半自動運転化が
可能になり、コンテナクレーンの半自動運転化の普及が
期待できる。

【００３５】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明のコンテナ船上コンテナ積み
荷位置測定装置は、コンテナ船に積まれたコンテナの斜
め上方に位置するようにコンテナクレーンの上部に設置
され、この設置位置から１次元に走査して、前記コンテ
ナ船上と陸側岸壁の距離分布データを計測する１次元に
走査可能な第１距離計と、前記コンテナクレーンのトロ
リに設置され、前記トロリとともに横行移動して前記ト
ロリからの鉛直下向き距離を測定する第２距離計と、前
記トロリの横行位置を測定するトロリ横行位置測定装置
と、前記第１距離計と前記第２距離計と前記トロリ横行
位置測定装置の出力信号に基づいてコンテナ船上コンテ
ナ積み荷位置を演算する演算装置とを備え、この演算装
置では、前記第１距離計の測定データに対して、陸側岸
壁の距離分布データを基に陸側岸壁のエッジ位置と陸側
岸壁を直線近似したときの傾斜角度を検出し、それらを
基にクレーンの変形等による計測誤差を補正するととも
に、前記第２距離計で測定した前記トロリの横行位置に
対する鉛直下向き距離データを利用して、前記第１距離
計の計測不能領域の鉛直高さを補完する処理を行うこと
により、前記コンテナ船上コンテナ積み荷位置を求める
ことを特徴とする。

【００３６】従って、このコンテナ船上コンテナ積み荷
位置測定装置によれば、クレーンの変形等による計測誤
差をキャンセルして精度よくコンテナ船上コンテナ積み
荷位置を自動的に測定することができる。このため、コ
ンテナ船上コンテナ積み荷位置情報を、コンテナヤード
を管理する中央指令室の計算機に中央指令室のオペレー
タを介さず自動的に入力することが可能になるので、従
来、コンテナ船上コンテナ積み荷位置情報がなくて半自
動運転化ができなかったコンテナヤードのコンテナクレ
ーンについても、半自動運転化が可能になり、コンテナ
クレーンの半自動運転化の普及が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るコンテナ船上コンテ
ナ積み荷位置測定装置のブロック図である。

【図２】前記コンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置
を備えたコンテナクレーンの全体構成図である。

【図３】前記コンテナ船上コンテナ積み荷位置測定装置
の構成要素である１次元に走査可能な光波距離計の計測
領域を示す説明図である。

【図４】従来のコンテナクレーンの一例を示す全体構成
図である。

【符号の説明】

１ １次元に走査可能な光波距離計 ２ 光波距離計 ３ トロリ横行位置測定装置 ４ 演算装置 ５ コンテナクレーン ６ コンテナ船 ７ トロリ ８ 運転室 ９ 吊り具 １０ ガーダ １１ 機械室 １２ 海側脚 １３ 陸側脚 １６ コンテナ １７ 計測可能領域 １８ 計測不能領域 ２０ 陸側岸壁 ２１ レール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 茂幸 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 3F204 AA03 BA04 CA01 DA02 DA10 DB06 DB09 DC03 DC06 DD11 DD14 DD19

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンテナ船に積まれたコンテナの斜め上
   方に位置するようにコンテナクレーンの上部に設置さ
   れ、この設置位置から１次元に走査して、前記コンテナ
   船上と陸側岸壁の距離分布データを計測する１次元に走
   査可能な第１距離計と、 前記コンテナクレーンのトロリに設置され、前記トロリ
   とともに横行移動して前記トロリからの鉛直下向き距離
   を測定する第２距離計と、 前記トロリの横行位置を測定するトロリ横行位置測定装
   置と、 前記第１距離計と前記第２距離計と前記トロリ横行位置
   測定装置の出力信号に基づいてコンテナ船上コンテナ積
   み荷位置を演算する演算装置とを備え、 この演算装置では、前記第１距離計の測定データに対し
   て、陸側岸壁の距離分布データを基に陸側岸壁のエッジ
   位置と陸側岸壁を直線近似したときの傾斜角度を検出
   し、それらを基にクレーンの変形等による計測誤差を補
   正するとともに、前記第２距離計で測定した前記トロリ
   の横行位置に対する鉛直下向き距離データを利用して、
   前記第１距離計の計測不能領域の鉛直高さを補完する処
   理を行うことにより、前記コンテナ船上コンテナ積み荷
   位置を求めることを特徴とするコンテナ船上コンテナ積
   み荷位置測定装置。