JP2006124182A - コンテナヤードの監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンテナヤードの監視方法において、コンテナやクレーン、作業者間の衝突などを防止して作業効率の向上を図る。
【解決手段】コンテナヤード内に配設された複数個のＣＣＤカメラ１１によってコンテナの少なくとも長辺方向及び短辺方向の形状を視野におさめ、この各カメラ１１の情報を合成することでコンテナヤード内全域の状況を把握し、各カメラ１１に入力された情報に基づいて画像処理装置１６によりコンテナやコンテナやクレーンの位置及び積載量を自動的に認識する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンテナヤード内でのコンテナの自動運用管理などに用いられるコンテナヤードの監視方法に関する。

従来のコンテナヤードの監視方法にあっては、このコンテナヤード内において、特に注目したエリアを視野におさめるようにカメラを配置し、このカメラから送られてくる情報を中央制御室内のモニタテレビに写し、この中央制御室内のいるオペレータがこのモニタテレビを肉眼で見ながら監視していた。

上述したような監視装置にあっては、下記に示すような構成並びに作用が必要である。
１．複数配置されたＣＣＤカメラによってコンテナヤード内の全コンテナを視野におさめてコンテナヤード全域を監視する。
２．各カメラからの入力情報から視野内のコンテナの種類（２０ftか４０ftか）各列の段数を認識し、且つ、各ベイの積形状を把握する。
３．各カメラからの入力情報から視野内のトランスファークレーンの位置と移動方向を認識する。
４．各カメラの入力情報から視野内のトレーラの位置と移動方向を認識する。
５．各カメラからの入力情報から視野内の人間の位置と移動方向を認識する。

これらを自動的に認識して監視することにより、衝突しそうになるトランスファークレーンやトレーラがあったら警報を出し、停止させたり、それぞれの機器の位置からスケジューリング計算の前提になる条件を出来るだけリアルタイムに提供し、計算精度をあげることによりコンテナヤードの運用を安全かつ効率的なものとすることであり、それをさらに少ない作業者数で実現するものである。

ところが、従来の監視装置にあっては、制御室のオペレータがモニタテレビを見ながらコンテナやクレーンなどの位置を認識して衝突などを監視しており、状況の把握に時間がかかる。そのため、衝突を事前に認識して回避することは困難であり、積荷の落下などが発生するおそれがある。

本発明は、このような問題を解決するものであって、コンテナやクレーン、作業者間の衝突などを防止して作業効率の向上を図ったコンテナヤードの監視方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するための本発明のコンテナヤードの監視方法は、コンテナヤード内に配設された複数個のＣＣＤカメラによって該コンテナヤードのコンテナの少なくとも２方向の形状を視野におさめ、前記各カメラの情報を合成することで前記コンテナヤード内全域の状況を把握し、前記各カメラに入力された情報に基づいて画像処理装置により前記コンテナの位置及び積載量を自動的に認識することを特徴とするものである。

［作用］
複数個のＣＣＤカメラはコンテナヤード内のコンテナの少なくとも２方向の形状を撮像し、この各カメラの情報からコンテナヤード内全域の状況を把握し、画像処理装置は全てのカメラに入力された情報に基づいてコンテナの位置及び積載量を自動的に認識し、衝突等を防止する。

本発明のコンテナヤードの監視方法によれば、コンテナヤード内の複数個のＣＣＤカメラによってコンテナの少なくとも２方向の形状を視野におさめ、この各カメラの情報を合成することでコンテナヤード内全域の状況を把握し、各カメラに入力された情報に基づいて画像処理装置によりコンテナの位置及び積載量を自動的に認識するようにしたので、コンテナの配置状況をリアルタイムで現場認識により把握でき、トランスファークレーンによる荷役作業で移動したコンテナに関する情報にコミュニケーションミスがあってもすぐに情報修正が行なわれ、誤作業ややり直し作業がなくなって作業効率の低下を防止することができる。また、トランスファークレーンやトレーラ、人間の位置や移動方向がリアルタイムに把握でき、衝突を事前に防止することができると共に、各機器のスケジューリングを最新位置情報を前提にして行なうことができ、スケジューリング精度が向上してコンテナヤード運用管理を効率よくすることができる。その結果、作業の自動化が図れ、コンテナヤードの自動運用管理システムに組込む事により全体のオペレータの人数を減らして効率化を図ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
図１に本発明の一実施例に係るコンテナヤードの監視方法のシステム概略構成、図２にカメラの入力情報を示す概略、図３にカメラの視野内にトランスファークレーンをとらえた場合の概略、図４にトランスファークレーンの位置を認識する方法を説明する概略、図５にトレーラの標準外形例を表す概略、図６に作業者の標準外形例を表す概略、図７に連続２画面の差の移動を表す概略、図８に移動物体の軌跡を表す概略、図９にコンテナヤードを表す概略を示す。

まず、本実施例のコンテナヤードの監視方法による処理について説明する。図１に示すように、コンテナヤード内の所定の位置に配設されたカメラ１１は視野領域Ａを視野に収める。この視野領域Ａがカメラ１１に光信号として入力されたら、図２に示すような２次元位置に対応した各ドット毎に明るさ情報としてカメラ１１にとらえられ、これはさらに画像処理１２に入力される。この画像処理装置１２において、視野領域Ａ内の各ベイ１３ａ，１３ｂの積段数を２つのコンテナの境界１４ａ，１４ｂを検出することによって認識し、各ベイ１３ａ，１３ｂ毎の積段数を一定時間毎にまとめて中央制御室１５内に設けられたコンテナヤード内のコンテナ情報管理装置１６に通信する。すると、このコンテナ情報管理装置１６は、コンテナヤード内全カメラ１１から通信されてきた情報をもとに、コンテナヤード内全アドレスをコンテナ情報として更新する。

このとき、図３に示すように、カメラ１１によっておさめた視野領域Ａの中にトランスファークレーン２１があれば、このトランスファークレーン２１の位置をこの視野領域Ａ内の相対位置関係から図４のように求める。即ち、図３に示すように、
トランスファークレーン２１の走行方向からのカメラ１１ａによって横行方向の位置を認識し、横行方向からのカメラ１１ｂによって走行方向の位置を認識する。この場合、カメラ１１ａを第ｉ番目のカメラとするときの視野領域Ａ内の左半分にあるものはｉ、右半分に位置するものはｉ＋１とする。また、カメラ１１ｂを第ｊ番目のカメラとするときの視野倍率係数（ｄ₀＋ｄ（ｉ−１））を標準視野領域Ａ内位置ｘ′と乗じてカメラ１１ｂの位置ｊ・ｌ₀を加算して出す。従って、
ｘ＝ｊ・ｌ₀＋（ｄ₀＋ｄ（ｉ−１））ｘ′となり、この（ｉ，ｘ）をトランスファークレーン２１の位置と認識する。

また、視野領域Ａ内にトランスファークレーン２１があるかどうか、あるいは視野領域Ａ内のどこにトランスファークレーン２１があるのかの認識は、例えば、次のように行なうことができる。通常、同一のコンテナヤード内において作業するトランスファークレーン２１は同一色、同一デザインで塗装されているので、まず、この色のカラーフィルタをかけることにより、トランスファークレーン２１の外形だけが抽出できる。ただし、このときにコンテナヤード内には様々な色合いのコンテナがおかれているのが通例であるから、その中のいくつかは同色のトランスファークレーン２１がありうる。そこで、抽出されている情報の輪部をとり、トランスファークレーン２１の高い柱（すなわち長い直線部）の存在を確認することによって他のコンテナ等と区別する。

一方、トレーラと人間（作業者）の認識については、例えば、Ｔ秒おきにカメラ１１でとらえた視野領域Ａ内の情報の２回の続けて入力されたものの差をとることにより、その間に変化のあった部分だけを抽出し、その抽出したものが、図５及び図６に示すように、トレーラや人間の標準形に近いかどうかのチェックを行ない、近ければトレーラあるいは人間とみなす。更に、カメラ１１でとらえる時間Ｔ秒の値を小さく（例えば、数秒）しておけば、このＴ秒間隔の連続入力情報の差の情報は、図７に示すように、カメラ１１の視野の境界部分から始まり、比較的直線的動作の接続された折線的動きとしていくことから、その判別を行なうことができる。

この動きの軌跡は、例えば、図８に示すように、図形の重心Ｏの軌跡としてとらえることができる。Ｂの方法によれば、図５及び図６に示すようなトレーラあるいは人間の標準形をしたものでないものも、コンテナヤード内に何らか侵入してきたこととして認識することもできるが、屋外ゆえの様々の光学的存在を考慮するとある程度の条件を付加して判定した方がよい。

ここで、実際のコンテナヤードの監視について説明する。図９に示すように、コンテナヤード内に縦方向を見るＣＣＤカメラ１１ａと横方向を見るＣＣＤカメラ１１ｂをコンテナヤードの周辺部に配置する。なお、ここでは分かり易くするため、コンテナヤードの周辺部のみとするが、広いコンテナヤードの場合には、中間部に配列しても同じである。カメラの数を増やす目的は、全カメラの視野を全て合成すれば、コンテナヤード内全体が視野内におさめられるようにするためである。このようにコンテナヤード内に配置された多数のカメラ１１ａ，１１ｂから入力された情報を、前述したように、画像処理装置１２（図１参照）で処理され、中央制御室１５内のコンテナ情報管理装置１６に送られる。

この中央制御室１５内のコンテナ情報管理装置１６は、各カメラ１１ａ，１１ｂによって集められた情報に基づいて前述した処理方法により、各ベイ１３のコンテナの積段段数、トランスファークレーン２１の位置、トレーラ２２と人間の位置を演算処理する。コンテナ積段数がそれまでトランスファークレーン２１の作業により変化し、管理されているコンテナ積段数情報と異なる場合、中央制御室１５のコンテナ情報管理装置１６からクレーンオペレータに積段数の肉眼チェックを行うように指示を与える。また、人間が危険域に入ったことが認識された場合、その危険域外に出るように警報指示する。

前述した処理方法で、トランスファークレーン２１の位置とトレーラ２２との位置がコンテナ情報管理装置１６により求められたら、これらの位置に基づいて今後予定されているコンテナ荷役作業を割り当てていく。

例えば、その割り当てかたは次のようにしてもよい。トレーラｉ（ｉ＝１〜ｎ_i）の位置座標を（ｘ_1i，ｙ_1i）とし、トランスファークレーンｊ（ｊ＝１〜ｎ_j）の位置座標を（ｘ_2j，ｙ_2j）とし、作業予定のコンテナｋ（ｋ＝１〜ｎ_k）の位置座標を（ｘ_3k，ｙ_3k）とする。そして、ｋ₁からｎ_kまでに対して順次次のようにトランスファークレーンの割り当てを行なう。即ち、ｋ番目のコンテナに対して作業にトランスファークレーンがあれば（ｊ＝ｊ₁，ｊ₂…ｊ_l）、その中からｋ番目のコンテナまでの距離が一番近いものを選択する。
(ｘ_k−ｘ_jm) ²＋(ｙ_k−ｙ_jm) ²＝min｛（ｘ_k−ｘ_j) ²＋(ｙ_k−ｙ_j) ²｝
もし、全てのトランスファークレーンが使われている場合は、
｛（ｊ₁−ｊ_l｝≡｛１−ｎ_j｝
と定義して全く同じようにすればよい。トレーラについても全く同じようにすればよい。

本発明は、コンテナヤード内でのコンテナの自動運用管理などに用いられるコンテナヤードの監視方法に関する。

本発明の一実施例に係るコンテナヤードの監視方法のシステム概略構成図である。 カメラの入力情報を示す概略図である。 カメラの視野内にトランスファークレーンをとらえた場合の概略図である。 トランスファークレーンの位置を認識する方法を説明する概略図である。 トレーラの標準外形例を表す概略図である。 作業者の標準外形例を表す概略図である。 連続２画面の差の移動を表す概略図である。 移動物体の軌跡を表す概略図である。 コンテナヤードを表す概略図である。

符号の説明

１１，１１ａ，１１ｂ ＣＣＤカメラ
１２ 画像処理装置
１３ ベイ
１５ 中央制御室
１６ コンテナ情報管理装置

Claims (6)

1. コンテナヤード内に配設された複数個のＣＣＤカメラによって該コンテナヤードのコンテナの少なくとも２方向の形状を視野におさめ、
   前記各カメラに入力された情報に基づいて画像処理装置により前記コンテナのコンテナヤード内における位置を自動的に認識することを特徴とするコンテナヤードの監視方法。
2. 請求項１に記載するコンテナヤードの監視方法において、
   前記各カメラに入力された情報に基づいて画像処理装置により前記コンテナの積段数を自動的に認識することを特徴とするコンテナヤードの監視方法。
3. コンテナヤード内に配設された複数個のＣＣＤカメラによって該コンテナヤードの移動物体の少なくとも２方向の形状を視野におさめ、
   前記各カメラに入力された情報に基づいて画像処理装置により前記移動物体のコンテナヤード内における位置を自動的に認識すると共に前記移動物体の判別を行うことを特徴とするコンテナヤードの監視方法。
4. コンテナヤード内に配設された複数個のＣＣＤカメラによって該コンテナヤードのコンテナ及び移動物体の少なくとも２方向の形状を視野におさめ、
   前記各カメラに入力された情報に基づいて画像処理装置により前記コンテナ及び前記移動物体のコンテナヤード内における位置を自動的に認識すると共に前記移動物体の判別を行い、
   当該認識結果及び判別結果に基づいてコンテナ荷役作業を割り当てることを特徴とするコンテナヤードの監視方法。
5. 請求項３に記載するコンテナヤードの監視方法において、
   当該認識結果及び判別結果に基づいて前記移動物体が危険域にあるか否かを自動的に認識することを特徴とするコンテナヤードの監視方法。
6. コンテナヤード内に配設された複数個のＣＣＤカメラによって該コンテナヤードのコンテナ及び移動物体の少なくとも２方向の形状を視野におさめ、
   前記各カメラに入力された情報に基づいて画像処理装置により前記コンテナ及び前記移動物体のコンテナヤード内における位置を自動的に認識すると共に前記移動物体の判別を行い、
   当該認識結果及び判別結果に基づいて前記移動物体が危険域にあるか否かを自動的に認識することを特徴とするコンテナヤードの監視方法。

Images