JP4073203B2

JP4073203B2 - 荷役岸壁用コンテナクレーンの搬送台車停止位置誘導装置

Info

Publication number: JP4073203B2
Application number: JP2001353144A
Authority: JP
Inventors: 淳也宮田; 欣也市村
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2021-11-19
Also published as: JP2003155189A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャシーレーン上の停止位置付近を走行している搬送台車の停止すべき位置を検出し、その位置を搬送台車の運転手に知らせるクレーンにおける搬送台車停止位置誘導装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トロリーに、コンテナ及び搬送台車の位置を検出する２つの光センサーを設け、該光センサーの信号によってコンテナと搬送台車の位置ずれ量を算出するようにしたクレーン用の位置検出装置が知られている（特開２００１−１８７６８７号公報参照）。
【０００３】
また、コンテナクレーンの側面に設置した複数の１次元距離計によって搬送台車の側面に取り付けたリフレクタ（反射板）を検出し、前記搬送台車の位置に応じてインジケータ（表示ランプ）を点灯させる搬送台車の停止位置誘導装置が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の場合、トロリーは、吊り具を備えているので、吊り具によって吊り具に設けた光センサーの視界が遮られ、搬送台車全長にわたる位置検出を困難にしている。
【０００５】
また、トロリーがシャシーレーン以外の位置で荷役している時は、光センサーがシャシーレーン上に無いので、シャシーレーン上に停止している搬送台車の位置を検出することができない。
【０００６】
搬送台車の位置決めは、主として、トロリーがシャシーレーン以外の位置で荷役作用している時に行うため、別途、搬送台車の位置を検出する装置が必要となる。また、２つの光センサーを使用する場合、機器のコストやメンテナンスのコストが高くなる。
【０００７】
後者の場合、シャシーレーンが１つのみの場合に有効であるが、複数のシャシーレーン上にそれぞれ搬送台車が停止している場合には、一方の搬送台車が他方の搬送台車の影になるので、後方の搬送台車を検出することができない。また、搬送台車に、それぞれ、リフレクタを取り付ける必要があるため、コスト高となる。
【０００８】
また、コンテナ搬送車の場合、図１０乃至図１２に示すように、コンテナ５の形状寸法及び搭載位置によりコンテナ搬送車６の停止位置が異なる。コンテナ搬送車６は、何れの場合でも、コンテナ５の中心がセンサ１の真下になるように停車するので、例えば、図１０のように、シャシー３１の前部に２０フィートのコンテナ５ａを搭載した場合には、コンテナ搬送車６は、シャシー３１の前部がセンサ１の真下になるように停車する。また、図１１のように、シャシー３１の後部に２０フィートのコンテナ５ａを搭載した場合には、コンテナ搬送車６は、シャシー３１の後部がセンサ１の真下になるように停車する。更に、図１２のように、４０フィートのコンテナ５ｂを搭載した場合には、コンテナ搬送車６は、シャシー３１の中央がセンサ１の真下になるように停車する。
【０００９】
従って、１次元距離計を用いる方法では、コンテナ搬送車の停止位置の数だけ、センサ群が必要となるが、３次元センサ、或いは２次元センサを用いることにより、異なる停止位置に対してシャーシ検出範囲θ₁〜θ₂を任意に設置することができる。なお、センサ１の全検出範囲は、２θで示される。
【００１０】
本発明は、このような知見に基づいて発明したものであり、その目的とするところは、トロリーの位置に関係なく搬送台車の位置を検出でき、かつ、機器のコストや、メンテナンスのコストを低減できるクレーンにおける搬送台車停止位置誘導装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。
【００１２】
すなわち、荷役岸壁においてコンテナを荷役するコンテナクレーン（３）のシャシーレーン（Ｂ）上のコンテナ搬送車（６）を走査する単数個の３次元センサー（１）と、該３次元センサー（１）で得られた３次元情報から該コンテナ搬送車（６）の後部エッジを抽出して該コンテナ搬送車（６）の位置を検出する制御装置（２）と、該制御装置（２）が検出した前記コンテナ搬送車（６）の位置を該コンテナ搬送車（６）のオペレータに表示する搬送台車誘導用信号表示器（２５）とからなる荷役岸壁用コンテナクレーンの搬送台車停止位置誘導装置であって、前記３次元センサー（１）は、１次元レーザ距離計（９）と、該１次元レーザ距離計（９）からのレーザ光を反射する平面ミラー（１０）と、該反射されたレーザ光が前記コンテナ搬送車（６）を長さ方向に走査するように前記平面ミラー（１０）を回転させるモータ（１１）及び該平面ミラー（１０）の回転角度を検出する第１エンコーダ（１３）と、該反射されたレーザ光が前記コンテナ搬送車（６）を幅方向に走査するように前記平面ミラー（１０）を回転させるモータ（１２）及び該平面ミラー（１０）の回転角度を検出する第２エンコーダ（１４）とを備え、前記制御装置（２）は、前記１次元レーザ距離計（９）からの距離データ（ｃ）と、前記第１エンコーダ（１３）及び第２エンコーダ（１４）がそれぞれ検出したミラー角度データ（ｄ、ｅ）とが入力されるデータ処理部（８）と、該データ処理部（８）が出力する前記１次元レーザ距離計（９）、前記２台のモータ（１１、１２）及び前記搬送台車誘導用信号表示器（２５）への指令（ｆ、ｇ、ｈ、ｊ）を中継するコントローラ（７）とから構成され、前記搬送台車誘導用信号表示器（２５）は、前記データ処理部（８）が計算した前記コンテナ搬送車（６）の位置が所定の停止位置からずれている程度を段階的に表示する３個以上のランプ（２６）を備えた、荷役岸壁用コンテナクレーンの搬送台車停止位置誘導装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
図１に示すように、コンテナクレーン３は、３次元レーザセンサシステムＡを備えており、３次元レーザセンサシステムＡは、３次元レーザセンサ１および制御装置２から構成されている。
【００２０】
３次元レーザセンサ１は、コンテナクレーン３の陸脚４の上部に設けられており、シャシーレーンＢ上に停車しているコンテナ搬送車６に対してその走行方向にある一定の範囲θ₁〜θ₂だけ走査するようになっている（図２参照）。
【００２１】
このシャシー検出範囲θ₁〜θ₂は、クレーン運転手若しくはコンテナ搬送車６の運転手が、その都度、設定するようになっている。つまり、クレーン運転手若しくはコンテナ搬送車６の運転手が、コンテナクレーン３に設けられている操作盤２９を操作してシャシー３１に搭載されているコンテナ５の搭載位置およびコンテナサイズを制御装置２に入力すると、制御装置２によってシャシー検出範囲θ₁〜θ₂が自動的に設定される。図２中、２θは、３次元レーザセンサ１の全検出範囲を示している。
【００２２】
例えば、どのシャシーがどのコンテナをどの位置に搭載してくるかということが、予め、上位の荷役管理システムにスケジューリングされているのであれば、そのデータからシャシー検出範囲θ₁〜θ₂を設定することもできる。
【００２３】
そして、３次元レーザセンサ１によって得られたコンテナ搬送車６の３次元情報が制御装置２に入力され、コンテナ搬送車６の特徴的な部分、例えば、コンテナ搬送車６の後部エッジ６ａ，６ａ（図３参照）を抽出してコンテナ搬送車６の現在位置を算出するようになっている。
【００２４】
図４に示すように、３次元レーザセンサ１は、１次元レーザ距離計９と、レーザ光走査用の平面ミラー１０と、平面ミラー１０を回転させる２台のモータ１１及び１２と、平面ミラー１０の回転角度を測定する２台のエンコーダ１３及び１４とから構成されている。
【００２５】
例えば、ロール・ピッチ方式の３次元レーザセンサの場合、平面ミラー１０は、Ｕ字形の枠体１５に回転自在に取り付けた左右一対のＸ軸方向の軸１６及び１６によって支持されており、前記枠体１５の一方の側面には、平面ミラー１０を２頭矢印ａのように回転させる第２モータ１２が取り付けられ、他の一方の側面には、平面ミラー１０の回転角度を検出する第２エンコーダ１４が取り付けられている。
【００２６】
更に、枠体１５の側面に取り付けたＹ軸方向の軸１７は、第１モータ１１によって２頭矢印ｂのように回転される。即ち、Ｙ軸方向の軸１７に設けたベルト車１８と、第１モータ１１の回転軸（図示せず）に取り付けたベルト車１９との間にベルト２０が巻回され、第１モータ１１の回転がベルト２０を介してＹ軸方向の軸１７に伝達される。その上、Ｙ軸方向の軸１７を支持する支持体２１の一つに第１エンコーダ１３が取り付けられている。
【００２７】
制御装置２は、コントローラ７及びデータ処理部８から構成されており、データ処理部８には、１次元レーザ距離計９からの距離データｃと、第１，第２エンコーダ１３，１４からのミラー角度データｄ，ｅとが入力され、データ処理部８からは、コントローラ７を経て第１，第２モータ１１，１２と、クレーン制御装置２２及び搬送台車誘導用の信号表示器２５に指令ｆ，ｇ，ｈ，ｊが出力されるようになっている。
【００２８】
データ処理部８は、１次元レーザ距離計９から入力される距離データｃと、第１，第２エンコーダ１３，１４から入力される回転角データｄ，ｅとから直座標系におけるコンテナ搬送車６の位置データを得ることができる。得られた直座標系におけるコンテナ搬送車６の位置データよりコンテナ搬送車６の後部エッジ６ａ，６ａをデータ処理部８で計算する。対象物である後部エッジ６ａ，６ａの計算方法としては、次のような２通りの方法がある。
【００２９】
（１）マトリクス化してエッジを求める方法
得られた直座標系における３次元データを水平面についてマトリクス化し、Ｘ軸及びＹ軸方向にそれぞれ微分を行うことによりエッジを求める。
【００３０】
（２）最小二乗方法によりエッジを求める方法
得られた直座標系における３次元データからエッジ部分のデータ点を抽出し、そのデータより最小二乗法を用いてエッジの直線を計算する。
【００３１】
そして、コンテナ搬送車６の後部エッジ６ａをサンプリングタイム毎に求めることによって、コンテナ搬送車６の現在位置をサンプリングタイム毎に検出する。
【００３２】
図５に示すように、搬送台車誘導用の信号表示器２５は、コンテナ搬送車６のずれ位置を段階的に表示する４個の三角形のランプ２６ａ，２６ｂ，２６ｄ，２６ｅと、１個の円形のランプ２６ｃとを備えている。円形ランプ２６ｃは、表示盤２７の中央に位置し、その上方に三角形のランプ２６ａ，２６ｂが設けられ、その下方に三角形のランプ２６ｄ，２６ｅが設けられている。しかも、４個の三角形のランプ２６ａ，２６ｂ，２６ｄ，２６ｅは、その頂点の１つが、いずれも、表示盤中央の円形ランプ２６ｃの方を向くように表示盤本体２７に取り付けられている。
【００３３】
しかして、図６に示すように、コンテナクレーン３に設置した３次元レーザセンサ１によって、予め、設定されたシャシー検出範囲θ₁〜θ₂を走査する。
【００３４】
そして、３次元レーザセンサ１によってシャシー検出範囲θ₁〜θ₂を走査する毎に、３次元レーザセンサ１によって得られた３次元情報からコンテナ搬送車６の後部エッジ６ａ，６ａを抽出してコンテナ搬送車６の位置を検出する。そして、コンテナ搬送車６が停止すべき位置「ハ」、コンテナ搬送車６が停止すべき位置付近「ロ、ニ」、それ以外の位置「イ、ホ」にある場合に、それぞれの位置に対応する誘導用信号が点灯するようになっている。
【００３５】
例えば、図７に示すように、コンテナ搬送車６の後部エッジ６ａ，６ａが「イ」の位置に位置している時は、最上段の三角形のランプ２６ａが点灯する。そこで、コンテナ搬送車の運転手は、ランプ２６ａの指示に従ってコンテナ搬送車６を、若干、バックさせる。
【００３６】
また、図８に示すように、コンテナ搬送車６の後部エッジ６ａ，６ａが「ニ」の位置に位置している時は、下から２番目のランプ２６ｄが点灯する。そこで、コンテナ搬送車の運転手は、ランプ２６ｄの指示に従ってコンテナ搬送車６を、若干、前進させる。
【００３７】
上記のような操作を繰り返すことにより、図９に示すように、コンテナ搬送車６を所定の停止位置へ誘導する。コンテナ搬送車６の後部エッジ６ａ，６ａが所定の停止位置「ハ」に位置すると、真ん中のランプ２６ｃが点灯して、運転者に伝達する。
【００３８】
しかる後に、クレーンの制御装置２２は、データ処理部８からの指令ｈに基づいてガーダ２３上のトロリ２３を制御し、コンテナ５の荷役を行う。
【００３９】
以上の説明では、本発明を荷役岸壁のコンテナクレーンに適用した場合について説明したが、これに限らず、例えば、積荷蔵置ヤードのクレーンに適用することもできる。
【００４０】
また、３次元センサーは、１個でも複数のシャシーレーンを受け持つことが可能であるが、２次元センサーを用いる場合には、各シャシーレーン毎に２次元センサーを設ける必要がある。
【００４１】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、積荷を荷役するクレーンにおいて、シャシーレーン上の搬送台車を走査する単数個の３次元センサーと、該３次元センサーで得られた３次元情報から搬送台車の特徴的な部分を抽出して搬送台車の位置を検出する制御装置と、該制御装置で得られた搬送台車の位置を搬送台車のオペレータに表示する搬送台車誘導用信号表示器とから構成されているので、次のような優れた効果が得られる。
【００４２】
すなわち、
（１）クレーン上に設置されたレーザセンサを用いるため、トロリの位置にほとんど関係なく搬送台車の位置検出を行うことができる。
【００４３】
（２）３次元センサ１台でターゲットである搬送台車の位置を検出できるため、複数のセンサを必要とするシステムと比較してコスト低減が計れる。また、システムが単純なため、メンテナンスが容易である。
【００４４】
（３）搬送台車の現在位置を搬送台車誘導用信号表示器により運転手に知らせるため、クレーンの運転手などによる誘導を行う必要がなく、クレーンの運転手などの負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る搬送台車誘導装置を備えたコンテナクレーンの側面図である。
【図２】シャシー検出範囲を示す説明図である。
【図３】３次元レーザセンサの走査作業説明図である。
【図４】３次元レーザセンサシステムの概略図である。
【図５】搬送台車誘導用信号表示器の正面図である。
【図６】搬送台車の位置と点灯ランプとの関係を示す説明図である。
【図７】搬送台車の誘導説明図である。
【図８】搬送台車の誘導説明図である。
【図９】搬送台車の誘導説明図である。
【図１０】２０フィートのコンテナをシャシー前部に搭載した場合のシャシー検出範囲説明図である。
【図１１】２０フィートのコンテナをシャシー後部に搭載した場合のシャシー検出範囲説明図である。
【図１２】４０フィートのコンテナをシャシー中央に搭載した場合のシャシー検出範囲説明図である。
【符号の説明】
Ｂシャシーレーン
１多次元センサー
２制御装置
３クレーン
５積荷
６搬送台車
６ａ搬送台車の特徴的な部分
２５搬送台車誘導用信号表示器

Claims

荷役岸壁においてコンテナを荷役するコンテナクレーン（３）のシャシーレーン（Ｂ）上のコンテナ搬送車（６）を走査する単数個の３次元センサー（１）と、該３次元センサー（１）で得られた３次元情報から該コンテナ搬送車（６）の後部エッジを抽出して該コンテナ搬送車（６）の位置を検出する制御装置（２）と、該制御装置（２）が検出した前記コンテナ搬送車（６）の位置を該コンテナ搬送車（６）のオペレータに表示する搬送台車誘導用信号表示器（２５）とからなる荷役岸壁用コンテナクレーンの搬送台車停止位置誘導装置であって、
前記３次元センサー（１）は、
１次元レーザ距離計（９）と、該１次元レーザ距離計（９）からのレーザ光を反射する平面ミラー（１０）と、該反射されたレーザ光が前記コンテナ搬送車（６）を長さ方向に走査するように前記平面ミラー（１０）を回転させるモータ（１１）及び該平面ミラー（１０）の回転角度を検出する第１エンコーダ（１３）と、該反射されたレーザ光が前記コンテナ搬送車（６）を幅方向に走査するように前記平面ミラー（１０）を回転させるモータ（１２）及び該平面ミラー（１０）の回転角度を検出する第２エンコーダ（１４）とを備え、
前記制御装置（２）は、
前記１次元レーザ距離計（９）からの距離データ（ｃ）と、前記第１エンコーダ（１３）及び第２エンコーダ（１４）がそれぞれ検出したミラー角度データ（ｄ、ｅ）とが入力されるデータ処理部（８）と、該データ処理部（８）が出力する前記１次元レーザ距離計（９）、前記２台のモータ（１１、１２）及び前記搬送台車誘導用信号表示器（２５）への指令（ｆ、ｇ、ｈ、ｊ）を中継するコントローラ（７）とから構成され、
前記搬送台車誘導用信号表示器（２５）は、前記データ処理部（８）が計算した前記コンテナ搬送車（６）の位置が所定の停止位置からずれている程度を段階的に表示する３個以上のランプ（２６）を備えた、
荷役岸壁用コンテナクレーンの搬送台車停止位置誘導装置。