JP2006235702A - 搬送車両の走行位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行開始位置の設定を自動的に行うことにより、オペレータの労力を大幅に軽減させることのできるヤードクレーンの走行位置検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 コンテナヤードの路面に設けられた走行経路に沿って走行する搬送車両の走行位置検出装置において、ＧＰＳ衛星から位置情報を取得するＧＰＳ受信機３６を備え、走行開始時において、ＧＰＳ受信機３６により取得された位置情報を初期位置に設定することにより、正確な初期位置を自動的に設定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自走運転を行う搬送車両の走行位置検出装置に係り、特に、箱型形状のコンテナが多数載置されるコンテナヤードなどにおいて、コンテナを搬送するクレーンなどの走行位置検出を行う走行位置検出装置に関する。

従来、搬送車両などの自走運転を実現させる技術が各種提案されている。
例えば、特開２００１−８４０３６号公報（特許文献１）には、所定の軌道上を走行する移動車両において、軌道上にタグ（標識）を配置し、タグ間の走行においては、タイヤを駆動するモータの回転量から走行位置を求め、タグ上においては、タグが保有している個別の位置情報により、走行位置を補正して、自走運転を実現させる運転方法が開示されている。
特開２００１−８４０３６号公報

ところで、上記特許文献１の発明では、タグによって走行位置を判断しているため、移動車両の走行開始時において、移動車両がタグ上にない場合には、初期位置を検出することができないという問題があった。このため、移動車両の走行開始時には、常に、オペレータが初期位置を手入力などしなければならず、労力や時間を費やしていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、走行開始時における位置設定を自動的に行うことにより、オペレータの労力を大幅に軽減させることのできる搬送車両の走行位置検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、路面に設けられた走行経路に沿って走行する搬送車両の走行位置検出装置であって、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星から位置情報を取得するＧＰＳ受信機と、走行開始時において、前記ＧＰＳ受信機により取得された位置情報を初期位置に設定する初期設定手段とを具備する搬送車両の走行位置検出装置を提供する。

上記構成によれば、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星から現在位置情報が取得され、取得されたこの位置情報が初期設定手段により初期位置に設定される。これにより、搬送車両の走行開始時において、初期位置として正確な位置情報を自動的に設定することが可能となる。

本発明は、コンテナヤードの路面に設けられたオートステア用磁気ガイドラインに沿って走行するクレーンの走行位置検出装置であって、ＧＰＳ衛星から位置情報を取得するＧＰＳ受信機と、前記オートステア用磁気ガイドラインを検出するオートステアセンサと、走行開始時において、前記ＧＰＳ受信機により取得された位置情報を初期位置に設定するとともに、この設定後においては、前記オートステアセンサの検出出力に基づいて走行制御を行う走行制御装置とを具備するクレーンの走行位置検出装置を提供する。

上記構成によれば、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星から位置情報が取得され、取得されたこの位置情報が走行制御装置により初期位置に設定される。その後、オートステアセンサによりコンテナヤードの路面に設けられたオートステア用磁気ガイドラインが検出され、この検出結果に基づいて、走行制御装置により自動走行が実現されることとなる。これにより、初期位置として正確な位置情報を自動的に設定することが可能となり、且つ、その後においても、オートステア用磁気ガイドラインに沿った自動走行が実現されるため、人が介在することなく、完全な自走運転を実現させることが可能となる。

上記搬送車両の走行位置検出装置において、前記オートステア用磁気ガイドライン上に配置されている複数の識別部に対応する位置情報が格納されている記憶手段を更に備え、前記走行制御装置は、前記オートステアセンサにより前記識別部が検出される度に、前記識別部に対応する位置情報を前記記憶手段から取得し、取得した前記位置情報に基づいて現在位置を校正すると良い。

上記構成によれば、コンテナヤードに設けられているオートステア用磁気ガイドラインに上には、複数の識別部が敷設されており、さらに、これら各識別部の敷設位置情報が予め記憶手段に記憶されている。そして、搬送車両の走行中においては、オートステアセンサにより識別部が検出されるたびに、走行制御装置によって、その識別部の位置情報が記憶手段から取得され、取得された位置情報に基づいて現在位置が校正されるので、搬送車両の正確な現在位置を得ることができる。

本発明の搬送車両の走行位置検出装置において、前記オートステア用磁気ガイドライン上に、複数の識別部を一定間隔で敷設し、前記走行制御装置は、前記識別部が前記オートステアセンサにより検出される度に、前記識別部の敷設間隔に基づいて、現在位置を校正すると良い。

上記構成によれば、コンテナヤードに設けられているオートステア用磁気ガイドライン上には、識別部が一定間隔で敷設されている。そして、搬送車両の走行時においては、識別部が検出されるたびに、走行制御装置によって、その識別部の敷設間隔に基づいて、現在位置が校正されるので、搬送車両の正確な位置を得ることができる。

また、上記識別部は、前記オートステア用磁気ガイドラインの他の部位とは、異なる磁気特性（例えば、異なる磁極）を有していると良い。
例えば、従来は全体がＮ極を上方に向けた磁石が設置されているオートステア用磁気ガイドラインにおいて、Ｓ極を上方に向けた磁石を識別部として敷設する。これにより、搬送車両がＳ極にさしかかったときには、オートステアセンサにより検出される磁界が逆向きになることから、オートステアセンサによって識別部を容易に検出することができる。

また、前記識別部は、前記オートステア用磁気ガイドラインの他の部位とは、幅が異なるようにしても良い。
このように、識別部の幅を磁気ガイドラインの他の部位とは異ならせておくことにより、オートステアセンサにより検出される磁界の幅が異なることとなるので、識別部を容易に検出することが可能となる。

また、前記識別部は、磁気を有しないようにしても良い。
このように、磁気を有しない識別部とすることにより、オートステアセンサにより検出される磁界に切れ目が生ずることから、このことをもって、識別部の位置を検出することが可能となる。

本発明の搬送車両の走行位置検出装置によれば、走行開始位置の設定を自動的に行うので、オペレータの労力を大幅に軽減させることができるという効果を奏する。

以下に、本発明の一実施形態に係る搬送車両の走行位置検出装置をヤードクレーンに適用する場合について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係るヤードクレーンが荷役作業などを行うコンテナヤードについて、図１を参照して簡単に説明する。
図１は、コンテナヤードの一例を示す図である。図１に示されるように、コンテナヤードには複数のレーン１８が設けられており、一つのレーン１８に一台以上のヤードクレーン１０が設置されている。このようなコンテナヤードにおいて、本実施形態に係るヤードクレーン１０は各レーン１８内を移動することで、ヤード上に積み上げられたコンテナＣを無人搬送車１９に積載したり、或いは、無人搬送車１９に積載されているコンテナを積み降ろしたりする荷役作業を行う。

上記ヤードクレーン１０は、図２に示されるように、タイヤ９を備えたタイヤ式走行装置１１によって無軌道面上を走行する門形のクレーン走行機体１０ａを有している。クレーン走行機体１０ａの水平な上部梁１２には、この上部梁１２に沿って水平方向に移動する横行トロリ１３が設けられている。
横行トロリ１３には巻上装置１４が搭載されており、巻上装置１４が巻き上げ、繰り出しを行う吊ロープ１５によってコンテナ用の吊具（スプレッダ）１６が吊り下げられている。吊具１６は吊荷であるコンテナＣを係脱可能に保持することができるようになっている。

図２において、符号４０で示す部材は路面上に設けられたオートステア用磁気ガイドライン（以下「ガイドライン」という。）であり、ヤードクレーン１０において、符号３２で示す部材は、上記ガイドライン４０を検出するオートステアセンサである。オートステアセンサ３２は、ガイドライン４０の検出結果を後述する走行制御装置１７へ出力する。
更に、タイヤ式走行装置１１が備える複数のタイヤには、各タイヤの速度検出を行うための速度検出器３５（図３参照）が設けられている。この速度検出器３５は、各タイヤの速度を検出し、この検出結果を後述する走行制御装置１７に出力する。速度検出器３５としては、例えば、パルスジェネレータや、ロータリーエンコーダ等が挙げられる。速度検出器３５は、各タイヤの回転軸に設けられていても良いし、各タイヤを回転駆動させる走行モータの回転軸に設けられていても良い。

また、ヤードクレーン１０は、ＧＰＳ受信機３６（図５参照）を備えている。ＧＰＳ受信機３６は、ＧＰＳ衛星から位置情報を取得し、取得した位置情報を後述の走行制御装置１７へ出力する。
走行制御装置１７は、上述のオートステアセンサ３２からの信号、速度検出器３５からの信号、ＧＰＳ受信機からの信号に基づいて、ガイドライン４０に沿った走行を実現させる。なお、詳細については、後述する。

次に、本実施形態に係るガイドライン４０について、図３を参照して説明する。図３は、上記ガイドライン４０とヤードクレーン１０との位置関係を示した平面図である。
ガイドライン４０は、例えば、その長手方向に沿って短いユニット状の磁石が多数並べられたものである。本実施形態において、これら磁石のうちのいくつかの磁石（識別部、校正用磁石）４０ａは、Ｓ極を上方に向けて配置され、他の磁石４０ｂは、Ｎ極を上方に向けて配置されている。ここで、Ｓ極を上方に向けて配置される磁石４０ａ同士は隣接しておらず、これらの間にはＮ極を上方に向けて配置される磁石４０ｂが配置されている。

図４は、オートステアセンサ３２の概略図である。オートステアセンサ３２はガイドライン４０と直行する方向（ヤードクレーン１０の走行方向と略直交する方向）に複数の素子３２ａが並べられて構成されている。ガイドライン４０に近接した素子３２ａは、磁石４０ａ又は磁石４０ｂの磁界４１を感知して磁石４０ａまたは磁石４０ｂの存在を検出する。

オートステアセンサ３２は、素子３２ａの配列方向のうち、磁石４０ａまたは磁石４０ｂを検出した複数の素子群の中間となる位置に、ガイドライン４０が位置していると判定する。走行制御装置１７は、このガイドライン４０の位置情報に基づいて、ガイドライン４０に対するヤードクレーン１０のずれ量を得ることができるから、ヤードクレーン１０の横行方向を制御してオートステアセンサ３２の中間位置にガイドライン４０が対向位置するようにする。このように制御を行うことで、ヤードクレーン１０はガイドライン４０に沿って走行する。

また、オートステアセンサ３２の各素子３２ａは、磁界４１の向き等から、検出した磁石が、Ｎ極を上方に向けて配置された磁石４０ｂと、Ｓ極を上方に向けて配置された磁石４０ａとのうちのどちらであるかを判別することができるようになっている。

次に、上述したヤードクレーン１０の制御系について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る走行位置検出装置の概略構成を示す図である。
図５に示すように、本実施形態に係る走行位置検出装置は、走行制御装置１７、ＧＰＳ受信機３６、速度検出器３５及びオートステアセンサ３２を備えて構成されている。
ここで、ＧＰＳ受信機３６、速度検出器３５、オートステアセンサ３２は、上述した通りである。

走行制御装置１７は、位置検出部（初期設定手段を含む）１７２、位置データ記憶部１７３、及び位置校正部１７４を備えて構成されている。この走行制御装置１７は、例えば、図示しないＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＯＭ（Read Only
Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成されている。上述の各部の機能を実現するための一連の処理手順は、プログラムの形式でＲＯＭ等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述する位置検出部１７２、及び位置校正部１７４などの各種機能を実現させる。また、上記位置データ記憶部１７３は、例えば、上記ＲＯＭ、或いはＲＯＭなどの記憶装置の一部のメモリ領域である。

位置検出部１７２は、ヤードクレーン１０の走行開始時において、上述したＧＰＳ受信機３６からの位置情報を受信し、この位置情報を初期位置として設定するとともに、ヤードクレーン１０の走行中においては、速度検出器３５及びオートステアセンサ３２からの検出信号に基づいて、当該クレーン１０の走行位置を管理する。
位置データ記憶部１７３には、各磁石４０ａが配置されている複数の位置情報が記憶されている。位置校正部１７４は、上述したオートステアセンサ３２により磁石４０ａが検出された場合に、検出された磁石４０ａに対応する位置情報を上記位置データ記憶部１７２から取得し、取得した位置データに基づいて、上記位置検出部１７２により管理されている走行位置を校正する。

次に、上述した本実施形態に係る走行位置検出装置によるヤードクレーン１０の走行制御について説明する。
まず、ヤードクレーンの走行開始時（例えば、ヤードクレーンの起動時であり、イグニッションがオンであることが検知された場合など）において、ＧＰＳ受信機３６により現在の位置情報が取得され、この位置情報が走行制御装置１７へ入力される。走行制御装置１７内の位置検出部１７２は、当該クレーンの現在位置を示す走行位置検出値Ｄ１の初期値にＧＰＳ受信機３６から受信した位置情報を初期値として設定する。

このようにして、走行位置検出値Ｄ１の初期値が設定されると、ヤードクレーン１０の自動走行が開始される。
自動走行中においては、速度検出器３５の検出信号が逐次、走行制御装置１７に入力され、位置検出部１７２がこの検出信号に基づいて、上記走行位置検出値Ｄ１を更新することにより、当該クレーンの走行位置を管理する。

ここで、速度検出器３５からは、ヤードクレーン１０がレーン１８（図１参照）の一端側から他端側に向かって移動した場合（この移動の向きを正方向とする）には、正の値の検出値が入力され、ヤードクレーン１０が正方向とは反対方向に移動した場合（この移動の向きを負方向とする）には、負の値の検出値が入力されるようになっている。これにより、位置検出部１７２は、ヤードクレーン１０が正方向に移動した場合には、走行位置検出値Ｄ１を増加させ、ヤードクレーン１０が負方向に移動した場合には、走行位置検出値Ｄ１を減少させるので、ヤードクレーン１０が正方向と負方向のどちらに移動しても、その移動量が走行位置検出値Ｄ１に反映されることとなる。

続いて、ヤードクレーン１０が走行を続けることにより、オートステアセンサ３２により、磁石４０ａが検出されると、走行制御装置１７の位置校正部１７４は、位置データ記憶部１７３に記憶されている磁石４０ａの位置データのうち、現時点における走行位置検出値Ｄ１に最も近い位置情報を取得する。そして、位置検出部１７２により管理されている現時点における走行位置検出値Ｄ１を位置データ記憶部１７３から取得した位置情報に校正する。これにより、走行中においても、走行位置検出値Ｄ１を正確な値に校正することが可能となるので、正確な走行位置に基づく自走運転を実現させることができる。

以上述べてきたように、本実施形態の搬送車両の走行位置検出装置によれば、ＧＰＳ受信機３６によりＧＰＳ衛星から位置情報が取得され、取得されたこの位置情報が走行制御装置１７内の位置検出部１７２により走行位置検出値Ｄ１の初期値に設定される。これにより、初期位置として正確な位置情報を自動的に設定することが可能となるので、オペレータなどの手を煩わせることなく、速やかに自動走行を開始することが可能となる。

次に、本実施形態の変形例について図６を参照して説明する。
本変形例では、ガイドライン４０を構成する磁石の中の一部をＳ極を上方に向けた状態にして配置するのではなく、図６に示すように、ガイドライン４０を構成する磁石の中のいくつかを、磁石４０ｂよりも幅広の磁石４０ｃとして、この磁石４０ｃの設置位置を識別部とする。この場合は磁石４０ｂ、４０ｃはすべてＮ極を上方に向けたままでよい。位置データ記憶部１７３には、コンテナヤードにおける磁石４０ｃの位置を記憶させておく。
この変形例の場合、オートステアセンサ３２が磁石４０ｃに近接した場合は磁界を検出する素子３２ａ（図４参照）の数が通常（磁石４０ｂに近接している場合）よりも増えるので、このことをもって、オートステアセンサ３２が磁石４０ｃを磁石４０ｂと区別して識別することができる。そして磁石４０ｃが検出されたときに、位置校正部１７４が位置データ記憶部１７３に記憶された磁石４０ｃの位置情報を参照して走行位置検出値Ｄ１を校正することで、上記の例と同様に正確な走行位置を得ることができる。

また、ガイドライン４０を構成する磁石の中の一部をＳ極を上方に向けて配置された磁石４０ａとするのではなく、図７のように磁石４０ｂよりも幅狭の磁石４０ｄを設けて、この磁石４０ｄの設置位置を識別部とするようにしてもよい。位置データ記憶部１７３には、コンテナヤードにおける磁石４０ｄの位置を記憶させておく。
この場合は、オートステアセンサが磁石４０ｄに近接した場合は磁界を検出する素子３２ａ（図４参照）の数が通常よりも減少するので、このことをもって、オートステアセンサ３２が磁石４０ｄを磁石４０ｂと区別して識別することができる。そして磁石４０ｄが検出されたときに、位置校正部１７４が位置データ記憶部１７３を参照して走行位置検出値Ｄ１を校正することで、上記の例と同様に正確な走行位置を得ることができる。

さらに、ガイドラインを構成する磁石の中の一部をＳ極を上方に向けて配置するのではなく、ガイドラインの一部の磁石を除去してこの部位を識別部とするようにしてもよい。この場合は、オートステアセンサ３２が識別部にさしかかると全ての素子３２ａ（図４参照）が磁界を検出しなくなるので、このことをもってヤードクレーン１０が識別部上にあると判定する。本変形例では位置データ記憶部１７３にコンテナヤードにおける前記識別部の位置を記憶させておき、識別部を識別したときに、位置校正部１７４が位置データ記憶部１７３に記憶された識別部の位置情報を参照して、この位置情報に基づいて走行位置検出値Ｄ１を校正することで、上記の例と同様に正確な走行位置を得ることができる。

また、上記のヤードクレーンの走行位置検出装置において、各識別部のコンテナヤードにおける位置を保持する位置データ記憶部１７３を設ける代わりに、識別部をガイドライン４０の複数の部位に予め設定された距離間隔で設け、ヤードクレーン１０が識別部を通過する度に、位置校正部１７４が、予め設定された敷設間隔に基づいて、上記走行位置検出値Ｄ１を校正するようにしても良い。これにより、位置データ記憶部１７３を設けなくても、ヤードクレーンの正確な位置を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本発明の搬送車両の走行位置検出装置は、上述したヤードクレーンに限定されることなく、コンテナヤードに存在する各種クレーンに適用可能である他、その他の搬送車両などにも広く適用することができる。
また、搬送車両の走行中における位置検出手法については、上述した位置検出部１７２及び位置校正部１７４による運転方法に限られることなく、その他の周知の走行運転方法を適用することが可能である。

コンテナヤードの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る搬送車両の走行位置検出装置が適用されるヤードクレーンの構成を示した図である。 本発明の一実施形態に係るコンテナヤードに設けられたオートステア用磁気ガイドラインとヤードクレーンとの位置関係を示した平面図である。 オートステアセンサの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係る走行位置検出装置の概略構成を示したブロック図である。 図３の変形例について示した図である。 図３の変形例について示した図である。

符号の説明

１０ ヤードクレーン
１７ 走行制御装置
３２ オートステアセンサ
３５ 速度検出器
３６ ＧＰＳ受信機
４０ オートステア用磁気ガイドライン
４０ａ 磁石（識別部、校正用磁石）
４０ｂ 磁石（Ｎ極）
４０ｃ 磁石（識別部、校正用磁石）
４０ｄ 磁石（識別部、校正用磁石）
１７２ 位置検出部
１７３ 位置データ記憶部
１７４ 位置校正部

Claims (2)

1. 路面に設けられた走行経路に沿って走行する搬送車両の走行位置検出装置であって、
   ＧＰＳ衛星から位置情報を取得するＧＰＳ受信機と、
   走行開始時において、前記ＧＰＳ受信機により取得された位置情報を初期位置に設定する初期設定手段と
   を具備する搬送車両の走行位置検出装置。
2. コンテナヤードの路面に設けられたオートステア用磁気ガイドラインに沿って走行するクレーンの走行位置検出装置であって、
   ＧＰＳ衛星から位置情報を取得するＧＰＳ受信機と、
   前記オートステア用磁気ガイドラインを検出するオートステアセンサと、
   走行開始時において、前記ＧＰＳ受信機により取得された位置情報を初期位置に設定するとともに、この設定後においては、前記オートステアセンサの検出出力に基づいて走行制御を行う走行制御装置と
   を具備するクレーンの走行位置検出装置。

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