JP5039385B2

JP5039385B2 - 位置ずれ量算出方法、位置ずれ量算出装置、クレーン、及び荷役システム

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Publication number: JP5039385B2
Application number: JP2007000788A
Authority: JP
Inventors: 伸郎吉岡; 唯明門前; 浩二内田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-01-05
Also published as: JP2008168952A

Description

本発明は、例えば、港湾にて、ワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより荷役作業を行うクレーンに関するものである。

例えば、港湾等のヤードにおいては、クレーンによって船舶あるいは搬送台車へのコンテナの積み込み及び船舶あるいは搬送台車からのコンテナの積み降ろし等の荷役作業が行われている。この種のクレーンとしては、ラバータイヤによって路面上を自走するＲＴＧ（Rubber Tired Gantry Crane）等のヤードクレーンが知られている。

このような荷役作業において、搬送台車がクレーンからコンテナを受け取る場合、または、搬送台車に積載されているコンテナをクレーンが受け取る場合には、搬送台車をクレーンの下に移動させ、積載したコンテナをクレーンに対して正確に位置決めさせる必要がある。
例えば、特開２００３−２５２４４８号公報には、搬送台車にレーザ光源を設けると共に、クレーンにレーザ受光素子を設け、クレーンに搭載されたレーザ受光素子によって搬送台車に搭載されたレーザ光源からのレーザ光を受光することにより、クレーンと搬送台車との相対的な位置を把握する荷役システムが開示されている。
特開２００３−２５２４４８号公報

ところで、上述したような荷役作業は、本体からワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより行われる。従って、コンテナを搬送台車に正確に積み込むためには、クレーンの吊具と搬送台車との相対的な位置関係を把握する必要がある。
しかしながら、上述した特許文献１に記載の荷役システムでは、吊具と搬送台車との相対的な位置関係を把握することができないため、安定した信頼性の高いコンテナ移載が行えないという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、クレーンの吊具と搬送台車との相対的な位置関係を把握し、安定した信頼性の高い荷役作業を行うことのできる位置ずれ量算出方法およびクレーン並びに搬送台車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、クレーン本体からワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより搬送台車との間で荷役作業を行うクレーンに適用される位置ずれ量算出方法であって、前記搬送台車の特定の位置に設けられた目印を前記吊具に取り付けられた撮像装置により撮像し、前記撮像装置により取得された撮影画像上の目印の位置と前記吊具における前記撮像装置の取り付け位置との関係に基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出し、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量と、該位置ずれ量を得たときの前記クレーン本体に対する前記吊具の位置とを用いて、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置を算出し、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置が算出された以降においては、前記クレーン本体に対する前記吊具の位置を検出し、検出した前記クレーン本体に対する前記吊具の位置と、既に得られた前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置とに基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出方法を提供する。

このような構成によれば、搬送台車の特定の位置に設けられた目印をクレーンの吊具に取り付けられた撮像装置により撮像し、この撮像装置により取得された撮影画像上の目印の位置と、クレーン本体における撮像装置の取り付け位置との関係に基づいて搬送台車と吊具との相対的な位置ずれ量を算出し、更に、算出した搬送台車と吊具との相対的な位置ずれ量と、該位置ずれ量を得たときのクレーン本体に対する吊具の位置とを用いて、クレーン本体に対する搬送台車の位置を算出する。そして、クレーン本体に対する搬送台車の位置を算出した以降においては、クレーン本体に対する吊具の位置を検出し、検出したクレーン本体に対する吊具の位置と、既に得られたクレーン本体に対する搬送台車の位置とに基づいて、搬送台車と吊具との相対的な位置ずれ量を算出する。

本発明は、クレーン本体からワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより搬送台車との間で荷役作業を行うクレーンに適用される位置ずれ量算出装置であって、前記吊具に取り付けられ、前記搬送台車の特定の位置に設けられた目印を撮像する撮像装置と、制御装置とを有し、前記制御装置は、前記撮像装置により取得された撮影画像上の目印の位置と前記吊具における前記撮像装置の取り付け位置との関係に基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段と、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量と、該位置ずれ量を得たときの前記クレーン本体に対する前記吊具の位置とを用いて、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置を算出する手段と、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置が算出された以降においては、前記クレーン本体に対する前記吊具の位置を検出し、検出した前記クレーン本体に対する前記吊具の位置と、既に得られた前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置とに基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段とを備える位置ずれ量算出装置を提供する。

このように、クレーン本体に対する吊具の位置を検出し、このクレーン本体に対する吊具の位置、並びに、搬送台車と吊具との相対的な位置ずれ量から、クレーン本体に対する搬送台車の位置を算出し、更には、このクレーン本体に対する搬送台車の位置、および、クレーン本体に対する吊具の位置から吊具と搬送台車との相対的な位置ずれ量を求める。これにより、クレーン本体に対する搬送台車の位置が把握された以降においては、クレーン本体と吊具との位置関係がわかれば、吊具と搬送台車との位置ずれ量を検出することが可能となる。これにより、上記撮像装置により目印を撮影することができなかった場合でも、吊具と搬送台車との位置ずれ量の検出が可能となる。

本発明は、クレーン本体からワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより搬送台車との間で荷役作業を行うクレーンであって、前記吊具に取り付けられ、前記搬送台車の特定の位置に設けられた目印を撮像する撮像装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記撮像装置により取得された撮影画像上の目印の位置と前記吊具における前記撮像装置の取り付け位置との関係に基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段と、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量と、該位置ずれ量を得たときの前記クレーン本体に対する前記吊具の位置とを用いて、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置を算出する手段と、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置が算出された以降においては、前記クレーン本体に対する前記吊具の位置を検出し、検出した前記クレーン本体に対する前記吊具の位置と、既に得られた前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置とに基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段と、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量に基づいて、前記吊具の巻き下げ制御と前記クレーン本体の横行方向および走行方向における位置合わせ制御とを行う手段とを具備するクレーンを提供する。

このように、搬送台車の特定の位置に設けられた目印をクレーンの吊具に設けられた撮像装置により撮影することとしたので、この撮影画像に映された目印の位置から吊具と搬送台車との位置ずれ量を正確に検出することが可能となる。
また、搬送台車と吊具との相対的な位置ずれ量に基づいて吊具の巻き下げ制御を行うので、吊具が把持するコンテナを搬送台車の所望の位置に着床させることが可能となる。また、搬送台車に積載されているコンテナを吊具により確実に把持することが可能となる。

上記クレーンにおいて、前記制御装置は、前記走行方向における位置合わせ制御を行う場合において、前記クレーン本体の走行方向における前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量から前記クレーン本体の走行方向における前記吊具の振れ変位による位置ずれ量を減算することにより、基本ずれ量を算出し、前記基本ずれ量が許容範囲を超えていた場合に、前記搬送台車に対して前記基本ずれ量に基づく移動指令を出力することとしてもよい。

本発明は、上記クレーンと、前記クレーンとの間で前記コンテナの受け渡しを行う搬送台車とを備え、前記搬送台車は、コンテナを積載する目標積載領域の近傍に設けられ、前記クレーンに位置を検出させるための目印を備え、前記目印は、内部に複数のレーザ光源が配置された硝材で構成され、該硝材の上部が傾斜している荷役システムを提供する。

このように、搬送台車において、コンテナを積載する目標積載領域の近傍には、クレーンに位置を検出させるための目印が設けられているので、例えば、この目印をクレーンの吊具に取り付けられた撮像装置で撮影することにより、吊具と搬送台車との位置関係を容易に把握することができる。

上記荷役システムにおいて、前記搬送台車の目印は、前記硝材の内部またはその近傍にヒータが設けられていてもよい。

本発明によれば、安定した信頼性の高い荷役作業を行うことができるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る位置ずれ量検出方法及びクレーン並びに搬送台車の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るトランスファークレーン（以下、単に「クレーン」という。）の斜視図である。
図１に示すように、クレーン１は、水平方向に配設されたガータ１１の両端部に柱状の脚構造体１１ａ、１１ｂを連結してなる門型構造の本体２を有している。
本体２を構成する脚構造体１１ａ、１１ｂには、それぞれその下端部に、複数の車輪１２が設けられており、これら車輪１２によってクレーン１が走行可能とされている。それぞれの脚構造体１１ａ、１１ｂの下端には、走行モータ（図示略）が設けられており、これら走行モータによって、それぞれの脚構造体１１ａ、１１ｂの下端部に設けられた車輪１２の内の少なくとも一つが駆動されるようになっている。すなわち、走行モータによって車輪１２が回転駆動されることにより、クレーン１が自走するようになっている。また、これら車輪１２は、それぞれ操舵可能とされている。

ガータ１１には、ガータ１１の長手方向へ沿って移動可能に支持されたトロリ１３が設けられており、このトロリ１３には、コンテナ５０を吊り上げる吊具１５がワイヤ１４によって吊り下げられている。

トロリ１３には、ワイヤ１４の巻取り、巻下げ（送り出し）を行う昇降装置１６が設けられている。この昇降装置１６は、巻取りモータ（図示略）によってワイヤ１４が巻回されたドラム（図示略）を回転させることにより、ワイヤ１４のドラムへの巻取り及び巻下げを行い、吊具１５を昇降させるようになっている。さらに、トロリ１３には、トロリモータ（図示略）によってトロリ１３をガータ１１の長手方向、つまり、クレーン１の走行方向に直交する方向に沿って走行させるトロリ装置（図示略）が設けられている。

また、本体２を構成する一方の脚構造体１１ａには、その下端側にディーゼルエンジン式の発電機が設けられており、隣接して設けられた燃料タンク（図示略）からの燃料によって駆動するようになっている。また、対向側の脚構造体１１ｂには、制御装置２０が設けられている。

この制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＨＤ（Hard Disk）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成されている。後述するズレ位置演算処理などの各種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ＨＤ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、後述するワイヤの巻下げ制御やトロリの横行制御、位置ずれ量の検出等を行う。

次に、上記吊具１５について詳しく説明する。
図２は、吊具をトロリの走行方向（図１における横行方向）に見たときの図、図３は、吊具の平面図である。
図２及び図３に示すように、吊具１５は、コンテナ５０を把持するフリッパ２１を備えた外枠体２２を備えている。この外枠体２２は、例えば、吊具１５の長手方向に沿って設けられており、コンテナ５０の上部を固定して把持するような構成となっている。この外枠体２２のクレーン正面から見て左側面には、所定の間隔をあけて２つのカメラ（撮像装置）２３ａ、２３ｂが設けられている。
ここでは、説明の便宜上、クレーン正面からみて前側に配置されているカメラを前側カメラ２３ａ、後側に配置されているカメラを後側カメラ２３ｂという。

前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂは、吊具１５の下方を撮影するようにそれぞれ取り付けられている。具体的には、当該クレーン１とコンテナ５０の受け渡しを行う搬送台車３０（図４、図５参照）に設けられた目印を撮影可能に取り付けられている。

次に、上記クレーン１との間でコンテナ５０の受け渡しを行う搬送台車３０について説明する。搬送台車３０としては、例えば、有人で走行を行うシャーシ、無人で走行を行う搬送台車（Automatic Ｇuided Vehicle）等が一例として挙げられる。
図４及び図５は、クレーン１の吊具１５と搬送台車３０に設けられた目印Ｍｆ，Ｍｒとの位置関係を説明するための図であり、図４は吊具１５をクレーン１の走行方向に見たときの前側カメラ２３ａと前側目印Ｍｆとの位置を示した図、図５は吊具１５の上方から見たときの前側カメラ２３ａと前側目印Ｍｆとの位置関係、並びに後側カメラ２３ｂと後側目印Ｍｒとの位置関係を示した図である。
図４及び図５に示すように、搬送台車３０には、クレーン１の吊具１５に取り付けられた前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂと一対をなす目印Ｍｆ，Ｍｒがそれぞれ設けられている。

具体的には、前側目印Ｍｆ、後側目印Ｍｒは、吊具１５に把持された状態のコンテナ５０を搬送台車３０の目標積載領域Ｓに正確に着床させた場合に、吊具１５に設けられた前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂによって対応する目印Ｍｆ、Ｍｒがそれぞれ撮影可能な場所、より具体的には、前側カメラ２３ａのカメラ視野の中心に前側目印Ｍｆが、後側カメラ２３ｂのカメラ視野の中心に後側目印Ｍｒがくるように配置されている。

目印Ｍｆ，Ｍｒは、その位置が前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂによって認識可能なものであればよく、例えば、レーザ光源、ＬＥＤ等の光源や、ペイント等が採用される。
また、例えば、目印として、図６に示すように、複数のレーザ光源３１を配置することとしてもよい。この場合において、雨などの水に対する耐性を高めるために、図７に示すように、硝材３２等の内部に複数の光源３１を配置することで目印を構成し、更に、この硝材の上方Ａを傾斜させることとしてもよい。このようにすることで、水溜りによる影響を低減させることができ、水溜りによる光の拡散を低減させることができる。また、気温が低い場合に備えて、目印の近傍、または、硝材内部にヒータを設けることとしてもよい。このように、ヒータを設けることで、雪等の堆積を防止することができ、天候にかかわらずに良好な撮影画像を得ることができる。

次に、本実施形態に係るクレーン１の制御装置２０により実行される位置ずれ量検出方法について説明する。
まず、本実施形態に係る位置ずれ量検出方法では、図８に示すように、搬送台車３０における目標積載位置Ｓに対する吊具１５の横行方向における位置ずれ量Ｆｙ、Ｒｙ、及び、走行方向における位置ずれ量Ｃ＝（Ｆｘ＋Ｒｘ）／２（例えば、図２１参照）を求める。
なお、カメラ２３ａ，２３ｂにおいて位置ずれ量の算出方法は同じであるので、以下の説明においては、カメラ２３ａにおける位置ずれ量の算出方法について説明する。

〔横行方向における位置ずれ量の算出〕
横行方向における位置ずれ量Ｆｙの算出は、前側カメラ２３ａにより取得された撮影画像上における前側目印ＭｆのＹ座標ｙｆと（図９参照）、吊具１５における前側カメラ２３ａの取り付け位置の関係とから求められる。具体的には、位置ずれ量Ｆｙは、以下の（１）式及び（２）式により求められる。

上記（１）式において、図１０に示すように、Ｆｙ´は、吊具１５の左側面の延長線と搬送台車の積載面との交点Ｏｙから前側目印Ｍｆまでの距離、ｙｆは撮影画像における前側目印Ｍｆのｙ軸座標、Ｎｙは撮影画像のｙ軸の全画素数（図９参照）、θｙは前側カメラ２３ａの視野角、φｙは前側カメラ２３ａの取り付け角度、ｈは吊具１５の下面から前側カメラ２３ａの取り付け位置までの鉛直方向の距離、ｄは吊具１５の側面から前側カメラ２３ａの取り付け位置までの水平方向の距離、Ｈは搬送台車のコンテナ積載面から吊具１５の下面までの鉛直方向の距離である。
また、上記（２）式において、Ｃｙは、上記交点Ｏｙから前側カメラ２３ａの中心線と搬送台車の積載面との交点までの距離であり、位置ずれ量Ｆｙは前側カメラ２３ａの中心線と搬送台車の積載面との交点から前側目印Ｍｆまでの距離である。

〔走行方向における位置ずれ量の算出〕
走行方向における位置ずれ量Ｆｘの算出は、前側カメラ２３ａにより取得された撮影画像上における前側目印ＭｆのＸ座標ｘｆと、吊具１５における前側カメラ２３ａの取り付け位置の関係とから求められる。具体的には、走行方向における位置ずれ量Ｆｘは、以下の（３）式及び（４）式により求められる。

上記（３）式において、図１１に示すように、Ｆｘ´は、前側カメラ２３ａの中心を通り、鉛直方向に伸びる延長線と搬送台車の積載面との交点Ｏｘから前側目印Ｍｆまでの距離、ｘｆは撮影画像における前側目印Ｍｆのｘ軸座標、Ｎｘは撮影画像のｘ軸の全画素数（図９参照）、θｘは前側カメラ２３ａの視野角、φｘは前側カメラ２３ａの取り付け角度、ｈは吊具１５の下面から前側カメラ２３ａの取り付け位置までの鉛直方向の距離（図１０参照）、Ｈは搬送台車のコンテナ積載面から吊具１５の下面までの鉛直方向の距離である（図１０参照）。
また、上記（４）において、Ｃｘは、上記交点Ｏｘから前側カメラ２３ａの中心線と搬送台車の積載面との交点までの距離であり、位置ずれ量Ｆｘは前側カメラ２３ａの中心線と搬送台車の積載面との交点から前側目印Ｍｆまでの距離である。

そして、同様の方法により、カメラ２３ｂにおいても横行方向の位置ずれ量Ｒｙ、走行方向の位置ずれ量Ｒｘが求められる。
そして、制御装置２０は、前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂによって取得された撮影画像に基づいて算出した走行方向の位置ずれ量を平均化することにより、吊具１５の走行方向における位置ずれ量Ｃ＝（Ｆｘ＋Ｒｘ）／２を算出する。

このように、搬送台車の特定の位置に設けられた前側目印Ｍｆ，後側目印Ｍｒをクレーン１の吊具１５に取り付けられた前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂによりそれぞれ撮像し、これらの前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂにより取得された撮影画像上の目印Ｍｆ，Ｍｒの位置と、クレーン１の本体２における前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂの取り付け位置との関係に基づいて搬送台車３０と吊具１５との相対的な位置ずれ量を算出するので、正確な位置ずれ量を求めることが可能となる。

次に、上述した位置ずれ量算出方法をクレーン１におけるコンテナ５０の着床制御に適用する場合について説明する。ここでは、クレーン１において、吊具１５により把持されているコンテナ５０を搬送台車に積載させる場合について説明する。
まず、図１に示した制御装置２０は、トロリ１３を横行させることにより、吊具１５を搬送台車の着床目標領域Ｓの略上方まで移動させると、トロリ１３の横行を停止する。続いて、制御装置２０は、ワイヤ１４の巻下げを開始する。例えば、制御装置２０は、上述した昇降装置が備える巻取りモータを駆動させることにより、ドラムに巻取られているワイヤ１４を送出させる。これにより、ワイヤ１４が巻下げられ、ワイヤ１４に吊り下げられている吊具１５、つまりコンテナ５０が除々に下降することとなる。そして、吊具１５に設けられた前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂによって搬送台車に設けられた前側目印Ｍｆ，後側目印Ｍｒをそれぞれ撮像可能な位置までワイヤ１４が巻き下げられると、制御装置２０は、着床制御を開始する。

着床制御では、まず、校正制御が実行される（図１２のステップＳＡ１）。
この校正制御は、クレーン１の正面からみて右側に位置する脚構造体１２ｂから搬送台車までの水平方向の距離であるオフセット量を求める処理である（図１４参照）。
まず、校正制御では、吊具１５に取り付けられた前側カメラ２３ａにより吊具下方の画像が取得され、この撮影画像が制御装置２０に送信される。
制御装置２０は、前側カメラ２３ａにより取得された撮影画像から前側目印Ｍｆの座標（ｘｆ，ｙｆ）（図９参照）を検出する（図１３のステップＳＢ１）。この結果、前側目印Ｍｆの座標（ｘｆ，ｙｆ）が検出できた場合には（図１３のステップＳＢ２において「ＹＥＳ」）、続いて、前側カメラ２３ａにより取得された撮影画像から横行方向における位置ずれ量Ｆｙを算出する（図１３のステップＳＢ３）。この位置ずれ量Ｆｙについての算出方法は、上述の通りである。
続いて、制御装置２０は、横行方向における位置ずれ量Ｆｙを用いて、前側オフセット量Ｈｆの算出処理を行う（図１３のステップＳＢ４）。
前側オフセット量Ｈｆは、以下の（５）式を用いて演算される。
Ｈｆ＝Ｔ＋Ｓｆ−Ｆｙ（５）

ここで、図１４に示すように、Ｔはクレーン１の右側の脚構造体１２ｂとトロリ１３との間の水平方向の距離、Ｓｆはトロリ１３の中心から吊具１５の中心までの水平方向の距離である。なお、上記トロリ１３の中心から吊具１５の中心までの水平方向の距離は、例えば、トロリ１３及び吊具１５に一般的に設けられている振れ検出装置等により検出することが可能である。

このようにして、横行方向における位置ずれ量Ｆｙを用いてクレーン１の脚構造体１２ｂと搬送台車との間の距離であるオフセット量Ｈｆを求めると、続いて、後側校正処理が終了しているか、換言すると、オフセット量Ｈｒの算出処理が終了しているか否かを判定する（図１３のステップＳＢ５）。この結果、後側オフセット量Ｈｒの算出処理が終了していなかった場合には（図１３のステップＳＢ５において「ＮＯ」）、後側カメラ２３ｂにより取得された撮影画像から後側目印Ｍｒの座標（ｘｒ，ｙｒ）を検出する（図１３のステップＳＢ６）。この結果、後側目印Ｍｒの座標（ｘｒ，ｙｒ）の検出ができた場合には（図１３のステップＳＢ７において「ＹＥＳ」）、続いて、後側カメラ２３ｂにより取得された撮影画像から横行方向における位置ずれ量Ｒｙを算出する（図１３のステップＳＢ８）。この位置ずれ量Ｒｙについての算出方法も上述した通りである。
続いて、制御装置２０は、横行方向における位置ずれ量Ｒｙを用いて、後側オフセット量Ｈｒの算出処理を行う（図１３のステップＳＢ９）。ここで、後側オフセット量Ｈｒについても上述した前側オフセット量と同様、以下の（６）式により算出される。
Ｈｒ＝Ｔ＋Ｓｒ−Ｒｙ（６）

このようにして、後側オフセット量Ｈｒが算出されると、前側校正処理が終了しているか否かを判定し（図１３のステップＳＢ１０）、終了していれば、当該校正処理を終了する。
また、上述した図１３のステップＳＢ２において、前側目印Ｍｆの座標（ｘｆ，ｙｆ）が検出できなかった場合には、トロリ１３を横行させることにより、前側カメラ２３ａと搬送台車との水平方向における相対距離を変化させ（図１３のステップＳＢ１１）、前側カメラ２３ａにより前側目印Ｍｆが撮影されるようにした後、後側校正処理が終了しているかを判定する（図１３のステップＳＢ１２）。この結果、後側校正処理が終了していなければ、後側校正処理に移行する（図１３のステップＳＢ６）。一方、ステップＳＢ１２において、後側校正処理が終了していれば、ステップＳＢ１に戻り、前側目印Ｍｆの座標検出を再度行う。
また、同様に、上述した図１３のステップＳＢ７において、後側目印Ｍｒの座標（ｘｒ，ｙｒ）が検出できなかった場合には、トロリ１３を横行させることにより、後側カメラ２３ｂと搬送台車との水平方向における相対距離を変化させ（図１３のステップＳＢ１３）、前側カメラ２３ｂにより前側目印Ｍｒが撮影されるようにした後、前側校正処理が終了しているかを判定する（図１３のステップＳＢ１４）。この結果、前側校正処理が終了していなければ、前側校正処理に移行する（図１３のステップＳＢ１）。一方、ステップＳＢ１４において、前側校正処理が終了していれば、ステップＳＢ６に戻り、後側目印Ｍｒの座標検出を再度行う。

このように、校正処理においては、前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂによりそれぞれ対応する目印が撮影されるまでトロリ１３の横行方向における調整が行われ、各カメラ２３ａ、２３ｂにより目印が撮影されたときの撮影画像を用いて、横行方向における位置ずれ量Ｆｙ、Ｒｙ及び前側オフセット量Ｈｆ，後側オフセット量Ｈｒがそれぞれ算出されることとなる。

次に、上述した校正処理が実行されることにより、前側オフセット量Ｈｆ、後側オフセット量Ｈｒが検出されると、制御装置２０は、巻き下げ速度制御を実行する（図１２のステップＳＡ２）。
巻き下げ速度制御においては、図１５に示すように、前側カメラ２３ａにより下方の様子が撮影され、このときの撮影画像が制御装置２０に入力される。制御装置２０は、この前側カメラ２３ａにより取得された撮影画像上において前側目印Ｍｆが検出できるか否かを判定する（図１５のステップＳＣ１）。この結果、前側目印Ｍｆが検出できなかった場合には（ステップＳＣ１において「ＮＯ」）、ワイヤ１４の巻き下げを停止し（ステップＳＣ７）、当該巻き下げ速度制御を終了する。

一方、上記前側目印Ｍｆの検出ができた場合には（ステップＳＣ１において「ＹＥＳ」）、横行方向における位置ずれ量Ｆｙを算出する。続いて、後側カメラ２３ｂにより下方の様子が撮影され、このときの撮影画像が制御装置２０に入力される。制御装置２０は、この後側カメラ２３ｂにより取得された撮影画像上において後側目印Ｍｒが検出できるか否かを判定する（ステップＳＣ３）。この結果、後側目印Ｍｒが検出できなかった場合には（ステップＳＣ３において「ＮＯ」）、ワイヤ１４の巻き下げを停止し（ステップＳＣ７）、当該巻き下げ速度制御を終了する。一方、上記後側目印Ｍｒの検出ができた場合には（ステップＳＣ３において「ＹＥＳ」）、この撮影画像を用いて横行方向における後側位置ずれ量Ｒｙを算出し、更に、走行方向における前側位置ずれ量Ｆｘと後側位置ずれ量Ｒｘについても算出し、走行方向における吊具１５の位置ずれ量Ｃを求める（ステップＳＣ４）。

続いて、制御装置２０は、横行方向における位置ずれ量Ｆｙ，Ｒｙならびに吊具１５の走行方向における位置ずれ量Ｃが予め設定されている許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＣ５）。この結果、いずれかの位置ずれ量が許容範囲外であった場合には（ステップＳＣ５において「ＮＯ」）、ワイヤ１４の巻き下げを停止し（ステップＳＣ７）、当該ワイヤの巻き下げ速度制御を終了する。また、ステップＳＣ５において、いずれの位置ずれ量も許容範囲内であった場合には、着床巻き下げ速度指令を出力し（ステップＳＣ６）、当該処理を終了する。

次に、制御装置２０は、吊具位置制御を実行する（図１２のステップＳＡ３）。
吊具位置制御においては、上述した校正制御において算出した前側オフセット量Ｈｆおよび後側オフセット量Ｈｒを用いて、前側吊具位置Ｂｆ（＝Ｆｙ）および後側吊具位置Ｂｒ（＝Ｒｙ）をそれぞれ算出する（図１６のステップＳＤ１，ＳＤ２）。
前側吊荷位置Ｂｆは、以下の（７）式により、後側吊荷位置Ｂｒは、以下の（８）式によりそれぞれ算出される。
Ｂｆ＝Ｔ＋Ｓｆ−Ｈｆ＝Ｆｙ（７）
Ｂｒ＝Ｔ＋Ｓｒ−Ｈｒ＝Ｒｙ（８）

このように、上述した校正処理（図１２のステップＳＡ１）によって、前側オフセット量Ｈｆおよび後側オフセット量Ｈｒがそれぞれ算出されることにより、クレーン１の脚構造体１２ｂに対する搬送台車３０の位置を特定することができるので、それ以降の位置ずれ量の算出については、図１４に示されるように、脚構造体１２ｂからトロリ１３までの距離Ｔと吊具１５の振れ変位Ｓｆが検出できれば、吊具１５と搬送台車における目標着床領域Ｓとの位置ずれ量Ｆｙ，Ｒｙを上記（７）、（８）式を用いて容易に算出することができる。
これにより、例えば、吊具１５の振れ幅Ｓｆが大きくて、前側カメラ２３ａ，後側カメラ２３ｂにより前側目印Ｍｆ、後側目印Ｍｒが撮像されないような状況下であっても、横行方向における位置ずれ量Ｂｆ（＝Ｆｙ），Ｂｒ（＝Ｒｙ）を容易に算出することが可能となる。

このようにして、位置ずれ量Ｂｆ（＝Ｆｙ），Ｂｒ（＝Ｒｙ）が求められると、続いて、上述した横行方向における位置ずれ量Ｂｆ、Ｂｒに基づいて、横行方向におけるトロリ１３の位置制御を行う。
具体的には、位置ずれ量Ｂｆ，Ｂｒの平均値（Ｂｆ＋Ｂｒ）／２が予め設定されている所定の値となる位置、つまり、吊具により把持されているコンテナ５０が搬送台車の目標着床領域Ｓの真上となる位置にトロリ１３を横行させるとともに、このときの速度変化がゼロとなるように、トロリを横行させる（図１６のステップＳＤ３）。これにより、横行方向における位置ずれを解消させるとともに、吊具１５の振れを抑制させる。

続いて、制御装置２０は、スキュー成分、つまり、吊具の旋回方向における位置ずれ量がゼロとなるように、旋回方向における吊具１５の位置を制御する（図１６のステップＳＤ４）。これは、例えば、トロリ１３に設けられている図示しないスキューシリンダ等を制御することにより行われる。また、このときの旋回方向における速度変化がゼロとなるように、スキューシリンダを制御することで、スキュー振れを抑制させる。
このように、位置ずれ量をゼロとするようにトロリ１３の横行制御と吊具１５のスキュー制御を行うので、コンテナ５０を搬送台車３０の目標着床領域Ｓに正確に着床させることが可能となる。

ここで、上記吊具位置制御における制御ブロックを図１７および図１８に示す。
図１７は、横行方向における位置ずれ量Ｂｆ（＝Ｆｙ），Ｂｒ（＝Ｒｙ）をゼロにするための制御ブロックの一例を示した図、図１８はスキュー成分をゼロにするための制御ブロックの一例を示した図である。また、図１９に、トロリ１３の位置制御およびスキューシリンダの制御を行ったときの位置ずれ量Ｂｆ，Ｂｒの変化の一例を示す。

次に、制御装置２０は、走行方向位置合わせ制御を実行する（図１２のステップＳＡ４）。
走行方向位置合わせ制御においては、上述と同様の方法により、走行方向における位置ずれ量Ｃ＝（Ｆｘ＋Ｒｘ）／２を求め（図２０のステップＳＥ１）、この走行方向における位置ずれ量Ｃから走行方向におけるトロリ１３に対する吊具１５の振れ変位Ｓｘを減算することにより、基本ずれ量Ｃ´を求める。換言すると、基本ずれ量Ｃ´は、図２１に示すように、走行方向に対する位置ずれ量Ｃから吊具１５の振れ変位による位置ずれ量Ｓｘを除外した値に相当する。そして、制御装置２０は、この基本ずれ量Ｃ´＝Ｃ−Ｓｘが予め設定されている所定の許容範囲内であるか否かを判定する（図２０のステップＳＥ２）。

この結果、基本ズレ量Ｃ´が許容範囲内であった場合には、当該走行方向位置合わせを終了する。一方、基本ずれ量Ｃ´が許容範囲を超えていた場合には、搬送台車に対して移動指令を出力する。具体的には、基本ずれ量Ｃ´が最大許容量Ｃｍａｘを超えていた場合には、搬送台車に対して基本ずれ量Ｃ´分、後側に移動する旨の指令を出す。一方、基本ずれ量Ｃ´が最小許容量Ｃｍｉｎ未満であった場合には、搬送台車に対して位置ずれ量Ｃ´分、前側に移動する旨の指令を出す。
なお、上記搬送台車への移動指令は、クレーン１の制御装置２０から無線により直接的に搬送台車に送信されてもよく、また、搬送台車を一元管理している管理棟に対して移動指令を送信し、この管理棟から搬送台車に対して指令が送信されることとしてもよい。

このようにして、走行方向位置合わせ制御が終了すると、制御装置２０は、コンテナ５０が搬送台車の目標着床領域Ｓに着床したか否かを判定する（図１２のステップＳＡ５）。この結果、着床していなければ、図１２のステップＳＡ１に戻り、上述した巻き下げ速度制御以降の処理を再度行う。これにより、コンテナ５０が着床するまで、上述した巻き下げ速度制御、吊具位置制御、並びに走行方向位置合わせ制御が繰り返し実行されることとなる。

なお、本実施形態においては、上述した着床制御をクレーン１に搭載された制御装置２０によって実行することとしたが、これに代えて、クレーン１に搭載されている各カメラによって取得された撮影画像を無線により管理棟へ送信し、管理棟において上述した着床制御を行い、クレーン１の制御指令を管理棟から送信することとしてもよい。

また、本実施形態においては、吊具１５にカメラを２台設けた場合について例示したが、カメラは１台以上設置されていればよく、その設置台数は限定されない。
また、上記巻き下げ速度制御（図１２のステップＳＡ２）においては、図２２に示すように、校正制御を行っている場合には、ワイヤの巻き下げ速度を早くしてコンテナ５０の降下を迅速に行い、一方、校正速度が行われた後においては、ワイヤの巻き下げ速度を低下させることにより、位置ずれ量に基づいてトロリ１３の位置ずれや搬送台車の位置を調整しながらコンテナ５０を目標積載領域Ｓに正確に着床させるようにしてもよい。

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。

本発明の一実施形態に係るトランスファークレーンの斜視図である。吊具をトロリの走行方向（図１における横行方向）に見たときの図である。吊具の平面図である。クレーンの吊具と搬送台車に設けられた目印との位置関係を説明するための図であり、吊具をクレーンの走行方向に見たときの前側カメラと前側目印との位置を示した図である。クレーンの吊具と搬送台車に設けられた目印との位置関係を説明するための図であり、吊具の上方から見たときの前側カメラと前側目印との位置関係、並びに後側カメラと後側目印との位置関係を示した図である。目印の一構成例を示した図である。図６に示した目印の他の構成例を示した図である。横行方向における位置ずれ量を示した図である。前側カメラにより取得された撮影画像について説明するための図である。横行方向における位置ずれ量について説明するための図である。走行方向における位置ずれ量について説明するための図である。本発明の一実施形態を適用したコンテナの着床制御の処理手順を示したフローチャートである。校正制御の処理手順を示したフローチャートである。校正処理について算出されるオフセット量について説明するための図である。巻下速度制御の処理手順を示したフローチャートである。吊荷位置制御の処理手順を示したフロチャートである。横行方向における位置ずれ量をゼロにするための制御ブロックの一例を示した図である。スキュー成分をゼロにするための制御ブロックの一例を示した図である。トロリの位置制御およびスキューシリンダの制御を行ったときの位置ずれ量の変化の一例を示した図である。走行方向位置あわせ制御の処理手順を示したフローチャートである。基本ずれ量について説明するための図である。巻き下げ速度の一例を示した図である。

符号の説明

１クレーン
２本体
１１ガータ
１３トロリ
１５吊具
２０制御装置
２３ａ前側カメラ
２３ｂ後側カメラ
３０搬送台車
３１光源
５０コンテナ
Ｍｆ前側目印
Ｍｒ後側目印

Claims

クレーン本体からワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより搬送台車との間で荷役作業を行うクレーンに適用される位置ずれ量算出方法であって、
前記搬送台車の特定の位置に設けられた目印を前記吊具に取り付けられた撮像装置により撮像し、前記撮像装置により取得された撮影画像上の目印の位置と前記吊具における前記撮像装置の取り付け位置との関係に基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出し、
前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量と、該位置ずれ量を得たときの前記クレーン本体に対する前記吊具の位置とを用いて、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置を算出し、
前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置が算出された以降においては、前記クレーン本体に対する前記吊具の位置を検出し、検出した前記クレーン本体に対する前記吊具の位置と、既に得られた前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置とに基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出方法。
クレーン本体からワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより搬送台車との間で荷役作業を行うクレーンに適用される位置ずれ量算出装置であって、
前記吊具に取り付けられ、前記搬送台車の特定の位置に設けられた目印を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により取得された撮影画像上の目印の位置と前記吊具における前記撮像装置の取り付け位置との関係に基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段と、
前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量と、該位置ずれ量を得たときの前記クレーン本体に対する前記吊具の位置とを用いて、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置を算出する手段と、
前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置が算出された以降においては、前記クレーン本体に対する前記吊具の位置を検出し、検出した前記クレーン本体に対する前記吊具の位置と、既に得られた前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置とに基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段と
を備える位置ずれ量算出装置。
クレーン本体からワイヤによって吊り下げられた吊具によりコンテナを把持して移動させることにより搬送台車との間で荷役作業を行うクレーンであって、
前記吊具に取り付けられ、前記搬送台車の特定の位置に設けられた目印を撮像する撮像装置と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記撮像装置により取得された撮影画像上の目印の位置と前記吊具における前記撮像装置の取り付け位置との関係に基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段と、
前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量と、該位置ずれ量を得たときの前記クレーン本体に対する前記吊具の位置とを用いて、前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置を算出する手段と、
前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置が算出された以降においては、前記クレーン本体に対する前記吊具の位置を検出し、検出した前記クレーン本体に対する前記吊具の位置と、既に得られた前記クレーン本体に対する前記搬送台車の位置とに基づいて、前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量を算出する手段と、
前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量に基づいて、前記吊具の巻き下げ制御と前記クレーン本体の横行方向および走行方向における位置合わせ制御とを行う手段と
を具備するクレーン。
前記制御装置は、前記走行方向における位置合わせ制御を行う場合において、前記クレーン本体の走行方向における前記搬送台車と前記吊具との相対的な位置ずれ量から前記クレーン本体の走行方向における前記吊具の振れ変位による位置ずれ量を減算することにより、基本ずれ量を算出し、
前記基本ずれ量が許容範囲を超えていた場合に、前記搬送台車に対して前記基本ずれ量に基づく移動指令を出力する請求項３に記載のクレーン。
請求項３または請求項４に記載のクレーンと、
前記クレーンとの間で前記コンテナの受け渡しを行う搬送台車と
を備え、
前記搬送台車は、コンテナを積載する目標積載領域の近傍に設けられ、前記クレーンに位置を検出させるための目印を備え、
前記目印は、内部に複数のレーザ光源が配置された硝材で構成され、該硝材の上部が傾斜している荷役システム。
前記搬送台車の目印は、前記硝材の内部またはその近傍にヒータが設けられている請求項５に記載の荷役システム。