JP6511683B1 - コンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吊体のコーナー部の下部とその下方に位置する荷役対象面の隅部との相対的な位置関係をより把握しやすくするコンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法を提供する。【解決手段】トロリ１３に設置された撮影装置２１により、吊体４０とその吊体４０の下方に位置する荷役対象面５０とを撮影し、水平変位検出装置２２ａによりトロリ１３に対する吊体４０の水平方向の相対変位を検出し、制御装置２３により、水平変位検出装置２２ａから入力された相対変位に基づいて、撮影画像３０の一部の領域を切り取る画像処理を施して、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとが写る切り取り画像３２を作成し、その作成した切り取り画像３２を表示装置２４に表示させる。【選択図】図６

Description

本発明は、コンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法に関し、より詳細には、吊体のコーナー部の下部とその下方に位置する荷役対象面の隅部との相対的な位置関係をより把握しやすくするコンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法に関する。

コンテナクレーンの吊具を荷役対象面（置荷）に着床させる操作を支援する方法として、トロリに設置した撮影装置（カメラ）で、吊具とその下方の荷役対象面を撮影し、その撮影した画像を表示装置（ディスプレイ装置）に表示するクレーンの運転方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、コンテナクレーンの吊具に設置した撮影装置によって、着床操作の位置合わせに必要な、吊体のコーナー部と、その吊体を着床させる荷役対象面の隅部（着地目標位置）とを撮影し、その撮影した画像を表示装置（テレビモニター画面）に表示するシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２４６６８３号公報 特開２００３−０５４８７１号公報

ところで、コンテナクレーンでは、吊具によってコンテナを掴むために、吊具の四隅に設けられているツイストロックピンを、コンテナの上部の四隅に設けられた隅金具の係合孔に挿入する必要がある。それ故、オペレータが吊具を荷役対象面（コンテナの上面）に着床させる操作を行う際には、吊具の四方に位置するコーナー部の下部と、その下方にある荷役対象面の四方に位置する隅部との位置を正確に合わせる必要がある。吊具が掴んでいるコンテナを荷役対象面（例えば、船舶に積載されているコンテナの上面やトラック等の運搬機の荷台上面等）に着床させる操作を行う際にも同様に、吊具が掴んでいるコンテナのコーナー部の下部と、荷役対象面の隅部との位置を正確に合わせる必要がある。

特許文献１に記載の運転方法では、トロリに設置した撮影装置によって撮像した吊具の全体が写る撮影画像をそのまま表示装置に表示させている。しかしながら、例えば、４０フィートのコンテナを荷役の対象とする吊具は、長手方向の寸法が約１２．２ｍ、幅方向の寸法が約２．４ｍと、サイズが非常に大きく細長い形状である。また、吊具の着床操作を行う際には、吊具をトロリの近傍からトロリの数十ｍ下方の荷役対象面に向かって降下させることになる。さらに、トロリに対して吊具が水平方向に揺れることがあるため、表示装置に常に吊具の全体が写る画像を表示させるには、撮影装置の撮影範囲を広く設定する必要がある。

そのため、表示装置に吊具の全体が写る撮影画像をそのまま表示させる方法では、吊体のコーナー部とその下方の荷役対象面の隅部の表示サイズが小さくなり、吊体と荷役対象面との位置合わせを行う際に重要な、吊体のコーナー部の下部と荷役対象面の隅部との相対的な位置関係が把握しづらい。特に、トロリに対して吊体が相対的に移動しているときには、吊体のコーナー部の下部と荷役対象面の隅部との相対的な位置関係を正確に把握することが難しかった。

特許文献２に記載のシステムでは、吊具に設置した撮影装置で撮像した吊具の位置を基準にした撮影画像が表示装置に表示されるので、トロリに対して吊具が相対的に移動しているときにも、吊体のコーナー部に対する荷役対象面の隅部の相対的な位置が把握しやすい。また、吊体のコーナー部に近い位置から撮影するので、位置合わせに必要な吊体のそれぞれのコーナー部の下部と荷役対象面の隅部を比較的大きく表示することができる。しかしながら、吊体を移動させる際や吊体を荷役対象面に着床させる際には、吊具に大きな衝撃（数十Ｇの加速度、まれに１００Ｇを超える）がかかることや、吊具が激しく振動することがあるため、撮影装置として採用できる機材は激しい環境で使用できる特殊な機材に限られる。また、振動や衝撃によって撮影装置が故障する可能性があるため、吊具に撮影装置を設置する方法は実用的ではない。

本発明の目的は、吊体のコーナー部の下部とその下方に位置する荷役対象面の隅部との相対的な位置関係をより把握しやすくするコンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明のコンテナクレーンの遠隔操作システムは、コンテナクレーンのトロリに設置されて前記トロリからワイヤにより吊り下げられた吊体およびその吊体の下方に位置する荷役対象面を逐次撮影する撮影装置と、前記撮影装置によって撮像された撮影画像に基づく画像が逐次表示される表示装置とを備えたコンテナクレーンの遠隔操作システムにおいて、前記トロリに対する前記吊体の水平方向の相対変位を逐次検出する水平変位検出装置と、前記水平変位検出装置から入力される前記水平方向の相対変位に基づいて前記撮影装置によって撮像された撮影画像の一部の領域を切り取る画像処理を施して切り取り画像を作成し、前記切り取り画像を前記表示装置に逐次出力する制御装置とを有し、前記表示装置に、前記吊体のコーナー部の下部と、前記荷役対象面の隅部とが写った前記切り取り画像が逐次表示される構成にしたことを特徴とする。

上記のような目的を達成するための本発明のコンテナクレーンの遠隔操作方法は、コンテナクレーンのトロリに設置された撮影装置により、前記トロリからワイヤにより吊り下げられた吊体およびその吊体の下方に位置する荷役対象面を逐次撮影し、その前記撮影装置によって撮像された撮影画像に基づく画像を表示装置に逐次表示させるコンテナクレーンの遠隔操作方法において、前記撮影装置により前記吊体および前記荷役対象面を撮影するステップと、水平変位検出装置により前記トロリに対する前記吊体の水平方向の相対変位を検出するステップと、制御装置により、前記水平変位検出装置から入力された前記水平方向の相対変位に基づいて、前記撮影画像の一部の領域を切り取る画像処理を施して、前記吊体のコーナー部の下部と前記荷役対象面の隅部とが写る切り取り画像を作成するステップと、その前記制御装置によって作成した前記切り取り画像を前記表示装置に表示させるステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、トロリに設置された撮影装置、水平変位検出装置、および制御装置により、表示装置に、撮影装置で撮影した撮影画像から吊体のコーナー部の下部とその下方の荷役対象面の隅部とが写る一部の領域を切り取った切り取り画像を表示させることで、トロリに対して吊体が相対的に移動しているときにも、コンテナクレーンのオペレータが、吊体のコーナー部の下部と荷役対象面の隅部との相対的な位置関係をより把握しやすくなる。

本発明のコンテナクレーンの遠隔操作システムの実施形態を例示する構成図である。 図１のＡ矢視図である。 図１の遠隔操作システムを例示するブロック図である。 撮影装置で撮像した撮影画像と切り取り領域を例示する説明図である。 本発明のコンテナクレーンの遠隔操作方法の実施形態を例示するフロー図である。 吊具を荷役対象面に着床させる際に図１の表示装置に表示される画像を例示する説明図であり、図６（ａ）は吊具を降下させる前の状態を例示し、図６（ｂ）は荷役対象面に向かって吊具を降下させている中途の状態を例示し、図６（ｃ）は吊具を荷役対象面に着床し終えた状態を例示している。 吊具が掴んでいるコンテナを荷役対象面に着床させる際に図１の表示装置に表示される画像を例示する説明図であり、図７（ａ）は吊具およびコンテナを降下させる前の状態を例示し、図７（ｂ）は荷役対象面に向かって吊具およびコンテナを降下させている中途の状態を例示し、図７（ｃ）は吊具およびコンテナを荷役対象面に着床し終えた状態を例示している。 本発明のコンテナクレーンの遠隔操作システムの別の実施形態を例示するブロック図である。 吊具を荷役対象面に着床させる際に図８の表示装置に表示される別の画像を例示する説明図であり、図９（ａ）は吊具を降下させる前の状態を例示し、図９（ｂ）は荷役対象面に向かって吊具を降下させている中途の状態を例示し、図９（ｃ）は吊具を荷役対象面に着床し終えた状態を例示している。 吊具が掴んでいるコンテナを荷役対象面に着床させる際に図８の表示装置に表示される別の画像を例示する説明図であり、図１０（ａ）は吊具およびコンテナを降下させる前の状態を例示し、図１０（ｂ）は荷役対象面に向かって吊具およびコンテナを降下させている中途の状態を例示し、図１０（ｃ）は吊具およびコンテナを荷役対象面に着床し終えた状態を例示している。

以下、本発明のコンテナクレーンの遠隔操作システムおよび遠隔操作方法の実施形態について説明する。図中では、コンテナクレーン１０（以下、クレーン１０という）の桁部１１の延在する方向をＸ方向、Ｘ方向に直交して走行装置１２ａによりクレーン１０が移動する方向をＹ方向、上下方向（鉛直方向）をＺ方向で示している。

図１に例示する遠隔操作システム２０は、クレーン１０の遠隔操作の作業性を向上させるシステムであり、主に、クレーン１０のトロリ１３からワイヤにより吊り下げられた吊体４０を、吊体４０の下方に位置する荷役対象面５０に着床させる着床操作（以下、着床操作という）の作業性を向上させる。前述した吊体４０は、クレーン１０の吊具１４によってコンテナ６０を掴みに行く場合には吊具１４単体であり、荷役対象面５０は、コンテナ６０の上面である。吊具１４が掴んでいるコンテナ６０を置きに行く場合の吊体４０は吊具１４および吊具１４が掴んでいるコンテナ６０であり、荷役対象面５０は、船舶に積載されているコンテナ６０の上面や、船舶の床面、運搬機の荷台上面、地面、地面に積載されているコンテナ６０の上面等である。

図１に例示するように、クレーン１０は、Ｘ方向に延在する桁部１１と、桁部１１に支持されてＸ方向に移動するトロリ１３と、トロリ１３からワイヤにより吊り下げられたコンテナ用の吊具１４（スプレッダ）とを備えている。

桁部１１は、複数の脚体と水平梁を有して構成された脚構造体１２の上部に支持されている。桁部１１は、脚構造体１２から海側に張り出したブームと、脚構造体１２から陸側に張り出したガーダとで構成されている。脚構造体１２の下端には、岸壁に敷設されたＹ方向に延在するレールに沿って走行可能な走行装置１２ａが設置されている。

脚構造体１２の上部には機械室１７が設けられていて、その機械室１７にトロリ１３をＸ方向に移動させる図示しない移動装置と、ワイヤを巻き取るあるいは繰り出すことで吊具１４をＺ方向に昇降させる図示しない昇降装置が設置されている。クレーン１０としては、移動装置がトロリ１３に設置されるクレーンや、昇降装置がトロリ１３に設置されるクレーンとしてもよい。

クレーン１０（移動装置や昇降装置など）の操作を行う操作装置１５が設置された操作室（運転室）１６は、クレーン１０と離間した位置に配置されている。このクレーン１０では、操作室１６において、オペレータが操作装置１５によりクレーン１０を遠隔操作することで吊体４０の着床操作を行う。

図２に例示するように、吊具１４は、四隅にそれぞれコーナーブロック１４ａを有しており、それぞれのコーナーブロック１４ａに、コンテナ６０の上部の四隅に設けられた隅金具に係合させるツイストロックピンが挿設されている。

本明細書では、吊具１４を荷役対象面５０に着床させる着床操作を行う場合には、吊具１４の四隅に位置するコーナーブロック１４ａの外周角を含むコーナー部分をそれぞれ吊体４０のコーナー部４１とする。そして、そのコーナーブロック１４ａのコーナー部４１の側面を含む下側部分を吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａとし、コーナーブロック１４ａのコーナー部４１の上面部分を吊体４０のコーナー部４１の上部４１ｂとする。

吊具１４が掴んでいるコンテナ６０を荷役対象面５０に着床させる着床操作を行う場合には、吊具１４および吊具１４が掴んでいるコンテナ６０の四隅に位置する外周角を含むコーナー部分をそれぞれ吊体４０のコーナー部４１とする。そして、その吊具１４が掴んでいるコンテナ６０のコーナー部４１の側面を含む下側部分を吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａとし、コーナーブロック１４ａのコーナー部４１の上面部分を吊体４０のコーナー部４１の上部４１ｂとする。

また、荷役対象面５０が、コンテナ６０の上面である場合には、隅金具が配置されているコンテナ６０の四隅をそれぞれ荷役対象面５０の隅部５０ａとする。荷役対象面５０が、運搬機の荷台上面や、船舶の床面、地面などである場合には、吊具１４が掴んでいるコンテナ６０のコーナー部４１の下部４１ａを合わせる目標位置に設けられている金具や標示（例えば、コンテナ６０のコーナー部を合わせる位置を示すＬ字状の印等）をそれぞれ荷役対象面５０の隅部５０ａとする。

図３に例示するように、遠隔操作システム２０は、撮影装置２１、水平変位検出装置２２ａ、上下変位検出装置２２ｂ、制御装置２３、および表示装置２４を有して構成されている。撮影装置２１、水平変位検出装置２２ａ、および上下変位検出装置２２ｂはそれぞれ、制御装置２３に光ファイバ等の通信線または無線アンテナなどを介して通信可能に接続されている。制御装置２３は表示装置２４に光ファイバ等の通信線または無線アンテナなどを介して通信可能に接続されている。

図１および図２に例示するように、撮影装置２１はトロリ１３に撮影方向を下向きで設置されていて、吊体４０と、吊体４０の下方に位置する荷役対象面５０とを逐次撮影し、所定の周期毎に撮影画像３０を撮像する。撮影装置２１としては、デジタルビデオカメラなどが例示できる。撮影装置２１の設置位置、撮影方向、および撮影範囲条件は、少なくとも吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとを撮影可能な条件であれば適宜決定できる。撮影装置２１の撮影方向は真下に限らず、斜め下向きに設定することもできる。

トロリ１３に設置する撮影装置２１の台数は１台でもよいが、トロリ１３に複数台の撮影装置２１を設置することが望ましい。図２に例示するように、好ましくは、トロリ１３に吊体４０のそれぞれのコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａを撮影可能な撮影装置２１を計４台設置するとよい。それぞれの撮影装置２１は、トロリ１３の真下に吊具１４が位置している状態で、Ｘ方向に関して、トロリ１３における吊具１４のＸ方向の端部よりも外側の位置に配置するとよい。この実施形態では、Ｙ方向に関して、トロリ１３における吊具１４のＹ方向の端部よりも内側の位置に撮影装置２１を設置しているが、吊具１４のＹ方向の端部よりも外側の位置に撮影装置２１を設置することもできる。

図４は、撮影装置２１で撮像される撮影画像３０を例示している。図４の一点鎖線の四角枠で囲われた部分が、１台の撮影装置２１によって撮像された撮影画像３０、即ち、１台の撮影装置２１の撮影範囲を例示している。この実施形態では、４台の撮影装置２１によって同じ周期でそれぞれ吊体４０の異なるコーナー部４１が写った４つの撮影画像３０が撮像される。それぞれの撮影装置２１の撮影範囲は、撮影対象となる吊体４０のコーナー部４１が移動し得る全範囲を網羅する範囲に設定することが望ましい。言い換えると、それぞれの撮影装置２１の撮影範囲は、トロリ１３に対して吊体４０が水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）およびＺ方向に相対的に移動した場合にも、常に撮影対象となる吊体４０のコーナー部４１を撮影可能な範囲に設定することが望ましい。それぞれの撮影装置２１によって撮像された撮影画像３０のデータはそれぞれ、後述する制御装置２３の切り取り領域決定部２３ｂに逐次入力される構成になっている。

水平変位検出装置２２ａは、トロリ１３に対する吊体４０の水平方向の相対変位を逐次検出する装置である。水平変位検出装置２２ａは、例えば、吊体４０の振れ止めを行うために使用されるトロリ１３と吊体４０の水平方向の移動情報（振れ量）を検出するセンサ（所謂、振れ止めセンサ）で構成される。水平変位検出装置２２ａによって検出されたトロリ１３に対する吊体４０の水平方向の相対変位のデータ（以下、水平変位データという）は、後述する制御装置２３の切り取り領域決定部２３ｂに逐次入力される構成になっている。

水平変位検出装置２２ａは、少なくともトロリ１３に対する吊体４０の水平方向の相対変位を検出できれば上記の構成に限定されない。例えば、水平変位検出装置２２ａは、トロリ１３に設置されたレーザ距離計と、吊具１４の上部に設置された２つのターゲットとで構成することもできる。また、水平変位検出装置２２ａは、例えば、トロリ１３と吊具１４にそれぞれ設置したＧＰＳ受信器で構成することもできる。

上下変位検出装置２２ｂは、トロリ１３に対する吊体４０のＺ方向の相対変位を逐次検出する装置である。上下変位検出装置２２ｂは、例えば、トロリ１３に設置され、トロリ１３と吊具１４とのＺ方向の離間距離を検出するレーザ距離計で構成される。上下変位検出装置２２ｂによって検出されたトロリ１３に対する吊体４０のＺ方向の相対変位のデータ（以下、上下変位データという）は、後述する制御装置２３のズーム制御部２３ａに逐次入力される構成になっている。

上下変位検出装置２２ｂは、少なくともトロリ１３に対する吊体４０のＺ方向の相対変位を検出できれば上記の構成に限定されない。例えば、上下変位検出装置２２ｂは、吊具１４を懸吊するワイヤの繰り出し量を検出するセンサで構成することもできる。また、上下検出装置２２ｂは、例えば、トロリ１３と吊具１４にそれぞれ設置したＧＰＳ受信器で構成することもできる。

制御装置２３は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、および各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。この実施形態では、制御装置２３を操作室１６に配置しているが、制御装置２３は機械室１７などの他の場所に配置することもできる。

制御装置２３は、少なくとも水平変位検出装置２２ａから入力される水平変位データに基づいて、撮影画像３０の一部の領域を切り取る画像処理（トリミング処理）を施して、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとが写る切り取り画像３２を逐次作成する。そして、制御装置２３は、その作成した切り取り画像３２を表示装置２４に逐次出力する。この実施形態の制御装置２３は、上下変位検出装置２２ｂから入力される上下変位データと、水平変位検出装置２２ａから入力される水平変位データとに基づいて、切り取り画像３２を作成する構成となっている。

より詳しくは、図３に例示するように、この実施形態の制御装置２３は、各機能要素として、ズーム制御部２３ａ、切り取り領域決定部２３ｂ、切り取り部２３ｃ、および表示制御部２３ｄを有している。各機能要素は、プログラムとして内部記憶装置に記憶されていて、適時、ＣＰＵにより実行される。なお、各機能要素としては、プログラムの他にそれぞれが独立して機能する電気回路も例示される。また、各機能要素をＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）で構成し、制御装置２３を複数のＰＬＣの集合体としてもよい。

ズーム制御部２３ａは、上下変位検出装置２２ｂから逐次入力される上下変位データに基づいて、撮影装置２１によって撮像される撮影画像３０に写る吊体４０のコーナー部４１の表示サイズを一定に維持する撮影装置２１のズーム制御（焦点距離の調節する光学ズームやデジタルズームの制御）を行う機能要素である。遠隔操作システム２０が複数の撮影装置２１を有している場合には、ズーム制御部２３ａはすべての撮影装置２１のズーム制御を行う。

図４に例示するように、切り取り領域決定部２３ｂは、撮影装置２１から入力された撮影画像３０と、水平変位検出装置２２ａから入力された水平変位データと、に基づいて、撮影画像３０における、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとが写る切り取り領域３１を決定する機能要素である。図４では、撮影画像３０の内側に位置する破線の四角枠で囲われた部分が切り取り領域３１を示している。

切り取り領域決定部２３ｂに、複数の撮影装置２１により同じ周期に複数の撮影画像３０が入力される場合には、切り取り領域決定部２３ｂは、入力された複数の撮影画像３０に対してそれぞれ切り取り領域３１を決定する。切り取り領域決定部２３ｂによる具体的な切り取り領域３１の決定の仕方については、後述する。

切り取り部２３ｃは、撮影装置２１から入力されたそれぞれの撮影画像３０に対して、切り取り領域決定部２３ｂが決定した切り取り領域３１を切り取る画像処理を施すことで、撮影画像３０の一部の領域を切り取った切り取り画像３２を作成する機能要素である。即ち、図４の切り取り領域３１の内側の画像が切り取り画像３２となる。

表示制御部２３ｄは、切り取り部２３ｃによって作成された切り取り画像３２を表示装置２４に出力して、表示装置２４に切り取り画像３２を表示させる機能要素である。切り取り部２３ｃにより同じ周期に複数の切り取り画像３２が作成される場合には、表示制御部２３ｄは、その作成された複数の切り取り画像３２を組み合わせた１組の画像を表示装置２４に表示させる。

表示装置２４は、制御装置２３（表示制御部２３ｄ）から出力された切り取り画像３２を逐次表示させる画面を有するディスプレイ（モニタ）である。表示装置２４は、オペレータがクレーン１０の操作中に見ることができる操作室１６の所定位置に設置される。

次に、この遠隔操作システム２０を利用したクレーン１０の遠隔操作方法を説明する。

図５に例示するように、この遠隔操作方法は、オペレータが操作装置１５によりクレーン１０の操作を開始するとスタートし、オペレータが操作装置１５によるクレーン１０の操作を終了するまで周期的に繰り返し行われる。オペレータが操作装置１５によりクレーン１０の操作を開始すると、上下変位検出装置２２ｂにより、トロリ１３に対する吊体４０のＺ方向の相対変位を検出し、その検出した上下変位データをズーム制御部２３ａに入力する（Ｓ１０）。

次いで、ズーム制御部２３ａにより、上下変位検出装置２２ｂから入力された上下変位データに基づいて、撮影画像３０に写る吊体４０のコーナー部４１の表示サイズを一定に維持する撮影装置２１のズーム制御を行う（Ｓ２０）。次いで、それぞれの撮影装置２１により、吊体４０のコーナー部４１とその下方に位置する荷役対象面５０の隅部５０ａとを撮影し、撮像した撮影画像３０をそれぞれ切り取り領域決定部２３ｂに入力する（Ｓ３０）。次いで、水平変位検出装置２２ａが、トロリ１３に対する吊体４０の水平方向の相対変位を検出し、その検出した水平変位データを切り取り領域決定部２３ｂに入力する（Ｓ４０）。

次いで、切り取り領域決定部２３ｂにより、撮影装置２１から入力された撮影画像データ３０と水平変位検出装置２２ａから入力された水平変位データとに基づいて、撮影画像３０における、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとが写った切り取り領域３１を決定する（Ｓ５０）。

具体的には、例えば、切り取り領域決定部２３ｂには、吊体４０がトロリ１３の真下の基準位置にある場合の基準の切り取り領域３１が、それぞれの撮影装置２１の撮影画像３０に対して予め設定される。そして、図４に例示するように、切り取り領域決定部２３ｂは、基準の切り取り領域３１の位置を、水平変位検出装置２２ａから入力された水平変位データに基づいて基準位置からＸ方向およびＹ方向に補正することで、それぞれの撮影画像３０に対して、水平変位データに応じた切り取り領域３１を決定する。なお、撮影画像３０から、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとが写る切り取り領域３１を決定できる方法であれば、切り取り領域３１の決定の仕方は、前述したロジックに限定されず、他のロジックで切り取り領域３１を決定することもできる。

次いで、切り取り部２３ｃにより、撮影画像３０に対して、切り取り領域決定部２３ｂが決定した切り取り領域３１を切り取る画像処理を施すことで、撮影画像３０の一部の領域を切り取った切り取り画像３２を作成する（Ｓ６０）。この実施形態では、ステップＳ１０〜ステップＳ６０を実行することで、４台の撮影装置２１が撮影した４つの撮影画像３０から吊体４０の四方のそれぞれのコーナー部４１の下部４１ａが写る４つの切り取り画像３２を作成している。

次いで、表示制御部２３ｄにより、切り取り部２３ｂが作成した切り取り画像３２を表示装置２４に出力して、その出力した切り取り画像３２を表示装置２４に表示する（Ｓ７０）。この実施形態では、図６の（ａ）〜（ｃ）に例示するように、表示制御部２３ｄにより、切り取り部２３ｃが作成した４つの切り取り画像３２を組み合わせた１組の４分割の画像を表示装置２４に表示している。

表示装置２４には、１組の４分割の画像の左上、左下、右上、右下にそれぞれ、平面視における吊体４０の左上隅のコーナー部４１の下部４１ａ、左下隅のコーナー部４１の下部４１ａ、右上隅のコーナー部４１の下部４１ａ、右下隅のコーナー部４１の下部４１ａと、それぞれのコーナー部４１に対応する荷役対象面５０の隅部５０ａが表示される。

この実施形態では、さらに、表示制御部２３ｄにより、表示装置２４に、隣り合う切り取り画像３２どうしの境界を示す境界線３３を表示させている。なお、表示装置２４に境界線３３を表示させると切り取り画像３２どうしの継ぎ目の位置がより分かりやすくなるが、境界線３３を表示させない構成にすることもできる。

ステップＳ７０が完了するとスタートへ戻る。上述したステップＳ１０からステップＳ７０が所定の周期で繰り返し連続して実行されることで、図６の（ａ）〜（ｃ）に例示するように、表示装置２４に、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとの相対的な位置関係が写る映像（連続した画像）がリアルタイムに近い状態で表示される。

図６の（ａ）〜（ｃ）は、吊体４０がコンテナ６０を掴んでいない状態の吊具１４であり、荷役対象面５０がコンテナ６０の上面である場合の表示装置２４に表示される画像を例示している。図６の（ａ）は、吊体４０を降下させる前の状態を例示し、図６（ｂ）は吊体４０を降下させている中途の状態を例示し、図６（ｃ）は吊体４０を荷役対象面５０に着床し終えた状態を例示している。図６の（ａ）〜（ｃ）に例示するように、表示装置２４には、トロリ１３に対して吊体４０が相対的に移動している場合にも、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとが写る映像が表示される。

図７の（ａ）〜（ｃ）は、吊体４０が吊具１４および吊具１４が掴んでいるコンテナ６０であり、荷役対象面５０が別のコンテナ６０の上面である場合の表示装置２４に表示される画像を例示している。図７の（ａ）は、吊体４０を降下させる前の状態を例示し、図７（ｂ）は吊体４０を降下させている中途の状態を例示し、図７（ｃ）は吊体４０を荷役対象面５０に着床し終えた状態を例示している。

図６および図７に例示するように、この実施形態では、ズーム制御部２３ａが、上下変位検出装置２２ｂから入力された上下変位データに基づいて撮影装置２１のズーム制御を行なう。そして、切り取り領域決定部２３ｂが、水平変位検出装置２２ａから入力された水平変位データに基づいて切り取り領域３１を決定していることで、表示装置２４に、吊体４０のコーナー部４１の表示サイズと表示位置が一定に維持された切り取り画像３２が表示される。つまり、表示装置２４には、トロリ１３に対して吊体４０が相対変位した場合にも、常に一組の４分割の画像の中央の同じ位置に吊体４０が同じ表示サイズで表示され、トロリ１３に対する吊体４０の相対変位に応じて荷役対象面５０の表示サイズや表示位置が変化する、吊体４０の位置を基準にした映像が表示される構成になっている。

このように、本発明によれば、トロリ１３に設置された撮影装置２１、水平変位検出装置２２ａ、および制御装置２３により、表示装置２４に、撮影装置２１で撮影した撮影画像３０から吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａとその下方の荷役対象面５０の隅部５０ａとが写る一部の領域を切り取った切り取り画像３２を表示させる。これにより、トロリ１３に対して吊体４０が相対的に移動しているときにも、クレーン１０のオペレータが、吊体４０のコーナー４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとの相対的な位置関係をより把握しやすくなる。

特に、吊体４０を荷役対象面５０に着床させる着床操作を行うときには、吊体４０と荷役対象面５０との位置合わせを行う際に重要な、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとの相対的な位置関係が非常に見やすくなるので、着床操作の作業性を大幅に向上できる。なお、本発明は、着床操作に限らず、例えば、吊体４０を上昇させる操作やトロリ１３をＸ方向に移動させる操作を行うときなどにも、吊体４０と荷役対象面５０との相対的な位置関係を把握する手段として活用することができる。なお、この遠隔操作システム２０では、吊体４０と荷役対象面５０の位置関係によって、撮影画像３０において吊体４０のコーナー部４１と荷役対象面５０の隅部５０ａとが重なっているときやトロリ１３が荷役対象面５０の水平位置まで移動し終えていないときには、撮影画像３０に荷役対象面５０の隅部５０ａが一時的に写り込んでいない状態となる場合もある。その場合には、一時的に切り取り画像３２に吊体４０のコーナー部４１が写り、荷役対象面５０の隅部５０ａが写っていない状態となる。そのような場合にも、吊体４０を荷役対象面５０に着床させる直前の状態では、切り取り画像３２に吊体４０のコーナー部４１と荷役対象面５０の隅部５０ａとが写った状態となる。

さらに、吊具１４に比してトロリ１３にかかる衝撃や振動は小さいので、トロリ１３に撮影装置２１を設置することで、撮影装置２１として様々な機材を採用することが可能となり、撮影装置２１が故障する可能性も非常に低くなる。また、この遠隔操作システム２０では、トロリ１３に設置した撮影装置２１によって吊体４０よりも高い位置から吊体４０を撮影することで、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａとともに吊体４０のコーナー部４１の上部４１ｂが写った撮影画像３０を撮像することができる。そして、図６および図７に例示するように、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａとともにコーナー部４１の上部４１ａが写った切り取り画像３２を表示装置２４に表示することが可能となる。吊体４０のコーナー部４１の上部４１ａが写る切り取り画像３２を表示装置２４に表示すると、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａのみを表示する場合に比して、オペレータが吊体４０と荷役対象面５０との相対的な位置関係を非常に把握しやすくなる。

この実施形態では、トロリ１３に複数の撮影装置２１を互いに離間して設置し、制御装置２３が、吊体４０の異なるコーナー部４１の下部４１ａが写る複数の切り取り画像３２を作成し、その作成した複数の切り取り画像３２を組み合わせた１組の画像を表示装置２４に逐次表示させている。このようにすると、オペレータが、吊体４０の複数箇所のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の隅部５０ａとの相対的な位置関係を把握できる。それ故、オペレータが吊体４０と荷役対象面５０との相対的な位置関係をより把握しやすくなり、着床操作の作業性を向上させるにはより有利になる。

この実施形態のように、表示装置２４に、吊体４０のそれぞれ異なるコーナー部４１の下部４１ａが写る４つの切り取り画像３２を組み合わせた１組の画像を逐次表示すると、オペレータが、吊体４０の四方のコーナー部４１の下部４１ａと荷役対象面５０の四方の隅部５０ａとの相対的な位置関係を総合的に把握できる。それ故、オペレータが吊体４０と荷役対象面５０との相対的な位置関係をより一層把握しやすくなり、着床操作の作業性を向上させるには益々有利になる。

この実施形態では、遠隔操作システム２０が上下変位検出装置２２ｂを有し、制御装置２３が、上下変位検出装置２２ｂから入力される上下変位データと、水平変位検出装置２２ａから入力される水平変位データとに基づいて切り取り画像３２を作成している。そして、表示装置２４に、吊体４０のコーナー部４１の表示サイズが一定に維持された切り取り画像３２が表示される構成にしている。この構成にすると、トロリ１３に対して吊体４０を昇降させた場合にも、表示装置２４に表示されるコーナー部４１の表示サイズ（大きさ）が変わらないので、オペレータが吊体４０（コーナー部４１）の高さ位置を基準にして、吊体４０のコーナー４１の下部４１ａに対する荷役対象面５０の隅部５０ａの相対的な位置をより把握しやすくなる。

制御装置２３により、水平変位検出装置２２ａから逐次入力される水平変位データに基づいて、吊体４０のコーナー部４１の表示位置が一定に維持された切り取り画像３２を作成する構成にすると、トロリ１３に対して吊体４０が水平方向に相対変位している場合にも、表示装置２４に吊体４０の水平位置を基準にした映像を表示できる。それ故、オペレータが、吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａに対する荷役対象面５０の隅部５０ａの相対的な位置をより把握しやすくなる。

さらに、表示装置２４に４つの切り取り画像３２を組み合わせた１組の４分割の画像を表示させる場合には、吊体４０のコーナー部４１の表示位置が一定に維持された切り取り画像３２を表示させることで、トロリ１３に対して吊体４０が水平方向に相対変位している場合にも、吊体４０が常に１組の画像の中央に表示される。それ故、オペレータが吊体４０の四方のコーナー部４１の下部４１ａに対する荷役対象面５０の隅部５０ａの相対的な位置を直感的により把握しやすくなる。

さらに、この実施形態のように、表示装置２４に、吊体４０のコーナー部４１の表示サイズと表示位置が一定に維持された切り取り画像３２を表示すると、トロリ１３に対して吊体４０が水平方向およびＺ方向に相対変位した場合にも、常にコーナー部４１が同じ表示サイズで同じ位置に表示された状態となる。つまり、実際には吊具１４に撮影装置２１を設置することは困難であるが、前述した構成にすることで、トロリ１３に撮影装置２１を設置しつつ、吊具１４に撮影装置２１を設置する場合のように、吊体４０の位置を基準にした映像を表示装置２４に表示することが可能となる。そのため、オペレータが、吊体４０のコーナー４１の下部４１ａに対する荷役対象面５０の隅部５０ａの相対的な位置をより一層把握しやすくなり、吊体４０の着床操作の作業性を向上させるには益々有利になる。

図８〜図１０に、本発明の遠隔操作システム２０の別の実施形態を例示する。既述した実施形態では、上下変位検出装置２２ｂが検出した上下変位データに基づいて、ズーム制御部２３ａが、撮影装置２１のズーム制御を行なう場合を例示した。図８に例示するように、この実施形態の遠隔操作システム２０では、上下変位検出装置２２ｂに代えて、トロリ１３と荷役対象面５０との上下方向の離間距離を検出する上下距離検出装置２２ｃを有している。

この実施形態の遠隔操作システム２０では、制御装置２３が、上下距離検出装置２２ｃが検出したトロリ１３と荷役対象面５０との上下方向の離間距離のデータ（以下、上下距離データという）に基づいて、ズーム制御部２３ａによって撮影装置２１のズーム制御を行ない、切り取り画像３２を作成する。そして、図９および図１０に例示するように、表示装置２４に、荷役対象面５０の隅部５０ａの表示サイズが一定に維持された切り取り画像３２を逐次表示する構成になっている。即ち、この実施形態のズーム制御部２３ａは、上下距離検出装置２２ｃから入力される上下距離データに基づいて、撮影画像３０に写る荷役対象面５０の隅部５０ａの表示サイズを一定に維持する撮影装置２１のズーム制御を行う機能要素である。

上下距離検出装置２２ｃは、例えば、トロリ１３に設置されたレーザ距離計で構成される。上下距離検出装置２２ｃは、少なくともトロリ１３と荷役対象面５０とのＺ方向の離間距離を検出できれば前述した構成に限定されない。

図９の（ａ）〜（ｃ）は、吊体４０がコンテナ６０を掴んでいない状態の吊具１４であり、荷役対象面５０がコンテナ６０の上面である場合の表示装置２４に表示される画像を例示している。図９の（ａ）は、吊体４０を降下させる前の状態を例示し、図９（ｂ）は吊体４０を降下させている中途の状態を例示し、図９（ｃ）は吊体４０を荷役対象面５０に着床し終えた状態を例示している。

図１０の（ａ）〜（ｃ）は、吊体４０が吊具１４および吊具１４が掴んでいるコンテナ６０であり、荷役対象面５０が別のコンテナ６０の上面である場合の表示装置２４に表示される画像を例示している。図１０の（ａ）は、吊体４０を降下させる前の状態を例示し、図１０（ｂ）は吊体４０を降下させている中途の状態を例示し、図１０（ｃ）は吊体４０を荷役対象面５０に着床し終えた状態を例示している。

図９および図１０に例示するように、この実施形態の遠隔操作システム２０の表示装置２４には、着床操作の対象となる荷役対象面５０の絶対的な高さが異なる場合にも、常に荷役対象面５０の隅部５０ａが同じ表示サイズで表示される。そして、トロリ１３に対する吊体４０のＺ方向の相対変位に応じて吊体４０のコーナー部４１の表示サイズが変化する、荷役対象面５０の高さ位置を基準にした映像が表示される。つまり、表示装置２４には、吊体４０を降下させるにつれて、吊体４０の表示サイズが徐々に小さくなる映像が表示される。

この実施形態では、上下距離検出装置２２ｃで検出した上下距離データに基づいて撮影装置２１のズーム倍率を制御し、表示装置２４に荷役対象面５０の隅部５０ａの表示サイズが一定に維持された切り取り画像３２を表示させている。このようにすると、荷役対象面５０の隅部５０ａの高さ位置を基準にして荷役対象面５０の隅部５０ａに対する吊体４０のコーナー部４１の下部４１ａの位置を把握しやすくなる。

なお、既述した実施形態では、遠隔操作システム２０が上下変位検出装置２２ｂと上下距離検出装置２２ｃのいずれか一方のみを有する場合を例示したが、例えば、遠隔操作システム２０が上下変位検出装置２２ｂと上下距離検出装置２２ｃを両方有する構成にすることもできる。つまり、表示装置２４に吊体４０のコーナー部４１の表示サイズが一定に維持された切り取り画像３２を表示させるモードと、表示装置２４に荷役対象面５０の隅部５０ａの表示サイズが一定に維持された切り取り画像３２を表示させるモードとをオペレータの好みに応じて切り替え可能な構成にすることもできる。

既述した実施形態では、ズーム制御部２３ａによって撮影装置２１のズーム倍率を制御する場合を例示したが、遠隔操作システム２０は、撮影装置２１のズーム倍率を一定に維持して撮影する構成にすることもできる。遠隔操作システム２０および遠隔操作方法は、例えば、ズーム制御部２３ａを有した上で、図５のステップＳ１０とステップＳ２０を省略してステップＳ３０〜ステップＳ７０を繰り返し実施する構成にすることもできる。また、遠隔操作システム２０は、例えば、上下変位検出装置２２ｂ、上下距離検出装置２２ｃ、およびズーム制御部２３ａを有さない構成にすることもできる。

既述した実施形態では、トロリ１３に対する吊体４０の水平方向の相対変位を直接検出する水平変位検出装置２２ａを例示したが、水平変位検出装置２２ａは、例えば、撮影装置２１が撮像した撮影画像３０を画像解析してトロリ１３に対する吊体４０の相対変位を検出する画像解析装置を有する構成にすることもできる。即ち、例えば、撮影装置２１から入力された撮影画像３０を画像解析装置によって画像解析することで水平変位検出装置２２ａが、トロリ１３に対する吊体４０の水平方向の相対変位を検出する。そして、水平変位検出装置２２ａ（画像解析装置）から入力された水平変位データと、撮影装置２１から入力された撮影画像３０とに基づいて、制御装置２３が切り取り画像３２を作成し、その作成した切り取り画像３２を表示装置２４に出力する構成にすることもできる。画像解析装置は、例えば、制御装置２３と同じハードウェアで構成することもできる。

既述した実施形態では、表示装置２４に、吊体４０の四方のコーナー部４１をすべて表示する場合を例示したが、表示装置２４に吊体４０の１カ所のコーナー部４１を表示する構成にしてもよいし、２カ所のコーナー部４１や３ヶ所のコーナー部４１を表示する構成にしてもよい。既述した実施形態では、１台の撮影装置２１の撮影範囲を１カ所のコーナー部４１が写る範囲に設定しているが、例えば、吊具１４のＹ方向の中央に撮影装置２１を設置して、１台の撮影装置２１の撮影範囲を吊体４０のＹ方向に隣り合う２カ所のコーナー部４１が写る範囲に設定してもよい。

また、例えば、制御装置２３が、１つの撮影画像３０から異なるコーナー部４１が写る領域をそれぞれ切り取って、１つの撮影画像３０から複数の切り取り画像３２を作成する構成にすることもできる。また、１つの切り取り画像３２に吊体４０のコーナー部４１が１カ所だけ含まれる場合を例示したが、例えば、１つの切り取り画像３２に吊体４０のＸ方向に隣り合う２カ所のコーナー部４１が含まれる構成にすることもできる。

既述した実施形態では、本発明の遠隔操作システム２０および遠隔操作方法を岸壁クレーンに適用した場合を例示したが、本発明の遠隔操作システム２０および遠隔操作方法は、コンテナターミナルにおいて、運搬機や蔵置レーンに対してコンテナ６０の荷役をする門型クレーンや天井クレーンに適用することもできる。

１０ コンテナクレーン
１３ トロリ
１４ 吊具
１６ 操作室
２０ 遠隔操作システム
２１ 撮影装置
２２ａ 水平変位検出装置
２２ｂ 上下変位検出装置
２２ｃ 上下距離検出装置
２３ 制御装置
２４ 表示装置
３０ 撮影画像
３１ 切り取り領域
３２ 切り取り画像
４０ 吊体
４１ コーナー部
４１ａ （コーナー部の）下部
４１ｂ （コーナー部の）上部
５０ 荷役対象面
５０ａ 隅部
６０ コンテナ

Claims (6)

1. コンテナクレーンのトロリに設置されて前記トロリからワイヤにより吊り下げられた吊体およびその吊体の下方に位置する荷役対象面を逐次撮影する撮影装置と、前記撮影装置によって撮像された撮影画像に基づく画像が逐次表示される表示装置とを備えたコンテナクレーンの遠隔操作システムにおいて、
   前記トロリに対する前記吊体の水平方向の相対変位を逐次検出する水平変位検出装置と、前記水平変位検出装置から入力される前記水平方向の相対変位に基づいて前記撮影装置によって撮像された撮影画像の一部の領域を切り取る画像処理を施して切り取り画像を作成し、前記切り取り画像を前記表示装置に逐次出力する制御装置とを有し、
   前記表示装置に、前記吊体のコーナー部の下部と、前記荷役対象面の隅部とが写った前記切り取り画像が逐次表示される構成にしたことを特徴とするコンテナクレーンの遠隔操作システム。
2. 前記トロリに複数の前記撮影装置が互いに離間して設置されており、前記制御装置が、複数の前記撮影装置によって撮像された複数の前記撮影画像に対してそれぞれ前記画像処理を施して前記吊体の異なる前記コーナー部の下部が写る複数の前記切り取り画像を作成し、前記表示装置に、前記複数の切り取り画像が逐次表示される構成にした請求項１に記載のコンテナクレーンの遠隔操作システム。
3. 前記制御装置が、前記吊体のそれぞれ異なる前記コーナー部の下部が写る４つの前記切り取り画像を作成し、前記表示装置に、前記４つの切り取り画像を組み合わせた１組の画像が逐次表示される構成にした請求項２に記載のコンテナクレーンの遠隔操作システム。
4. 前記トロリに対する前記吊体の上下方向の相対変位を逐次検出する上下変位検出装置を有し、前記制御装置が、前記上下変位検出装置から入力される前記上下方向の相対変位と、前記水平変位検出装置から入力される前記水平方向の相対変位とに基づいて前記切り取り画像を作成し、前記表示装置に、前記コーナー部の表示サイズが一定に維持された前記切り取り画像が表示される構成にした請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンテナクレーンの遠隔操作システム。
5. 前記トロリと前記荷役対象面との上下方向の離間距離を検出する上下距離検出装置を有し、前記制御装置が、前記上下距離検出装置から入力される前記上下方向の離間距離と、前記水平変位検出装置から入力される前記水平方向の相対変位とに基づいて前記切り取り画像を逐次作成し、前記表示装置に、前記隅部の表示サイズが一定に維持された前記切り取り画像が逐次表示される構成にした請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンテナクレーンの遠隔操作システム。
6. コンテナクレーンのトロリに設置された撮影装置により、前記トロリからワイヤにより吊り下げられた吊体およびその吊体の下方に位置する荷役対象面を逐次撮影し、その前記撮影装置によって撮像された撮影画像に基づく画像を表示装置に逐次表示させるコンテナクレーンの遠隔操作方法において、
   前記撮影装置により前記吊体および前記荷役対象面を撮影するステップと、水平変位検出装置により前記トロリに対する前記吊体の水平方向の相対変位を検出するステップと、制御装置により、前記水平変位検出装置から入力された前記水平方向の相対変位に基づいて、前記撮影画像の一部の領域を切り取る画像処理を施して、前記吊体のコーナー部の下部と前記荷役対象面の隅部とが写る切り取り画像を作成するステップと、その前記制御装置によって作成した前記切り取り画像を前記表示装置に表示させるステップと、を含むことを特徴とするコンテナクレーンの遠隔操作方法。

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