JP6729865B2 - コンテナヤードおよびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、人工衛星から受信する情報に基づき荷役機器の位置を把握できるコンテナヤードおよびその制御方法に関し、詳しくは荷役機器の位置を把握する精度を向上できるコンテナヤードおよびその制御方法に関するものである。

ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム）等の利用により門型クレーンやコンテナシャシの位置を把握することにより、コンテナの荷役作業を効率的に行なうコンテナヤードが種々提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載のコンテナヤードは、門型クレーンにＧＮＳＳアンテナを設置しているので門型クレーンの位置を把握することができる。

門型クレーンが走行するコンテナヤードの走行面は、雨水等を海に流すために海側に向かって下がる傾斜状態で構成されていることが多い。また重量が非常に大きい門型クレーンが繰り返し走行するので、走行面には不均一な凹凸ができることがある。つまり走行面が平らな水平面であることはほとんどない。

走行面の傾斜や凹凸により門型クレーンが傾くことがあり、この場合ＧＮＳＳアンテナで取得した位置と実際の門型クレーンの位置との間に誤差が発生する。ＧＮＳＳアンテナは一般的に上下方向における測定精度がよくないため、従来は門型クレーンの傾きにともなう測定誤差を把握することが困難であった。

例えば門型クレーンの大きさが横行方向に３０ｍ、上下方向に３０ｍであり、ＧＮＳＳアンテナを上端部に設置した場合、一方の走行装置の位置が０．３ｍ下がると、門型クレーンは約０．５７度傾く。この場合ＧＮＳＳアンテナの位置は本来の位置から約０．４ｍ水平方向に移動する。走行装置の位置が０．５ｍ下がると、門型クレーンは約１度傾く。この場合ＧＮＳＳアンテナの位置は水平方向に約０．８ｍずれる。つまりＧＮＳＳアンテナで取得した門型クレーンの位置は±１．０ｍ程度の誤差を含んでいる可能性があった。

門型クレーン等の走行を自動化したコンテナヤードでは、門型クレーン等を任意の位置まで自動走行させる。その後クレーンオペレータが遠隔操作でコンテナを他のコンテナの上に積み上げたり、積み上げられているコンテナをコンテナシャシに搭載する作業を行なう。

この場合、門型クレーンの位置が１ｍもずれているとコンテナの荷役は不可能となるため、その都度クレーンオペレータが遠隔操作で門型クレーンを走行させて位置合わせを行なう必要があり、荷役効率を向上することが困難であった。

特開２００６−２２５０７９号公報

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は荷役機器の位置を把握する精度を向上できるコンテナヤードおよびその制御方法を提供することである。

上記の目的を達成するための第一の本発明のコンテナヤードは、人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を備えていて走行面の上を走行可能に構成された荷役機器と、この座標情報を取得する上位システムとを備えるコンテナヤードであって、前記荷役機器の傾きを取得して姿勢情報を生成する姿勢検知機構を備えていて、前記上位システムが、前記姿勢情報を取得して前記姿勢情報に基づき前記座標情報を補正して真の座標情報を生成する制御機構を備えていて、前記荷役機器が二つ以上の前記無線機を備えていて、前記姿勢検知機構が、前記上位システムに設置される記憶部と演算部とを備えていて、前記記憶部が、前記走行面の上下方向の変位量と水平方向の位置座標とを組み合わせたマップ情報と、前記無線機どうしの間隔を含む機器情報とを格納する構成を備え、前記演算部が、前記無線機から取得する前記座標情報と前記マップ情報とに基づき前記姿勢情報を生成する構成を備えることを特徴とする。

第一の本発明のコンテナヤードの制御方法は、走行面の上を走行可能に構成された荷役機器に、人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を設置して、前記座標情報により前記荷役機器の位置を把握するコンテナヤードの制御方法において、前記コンテナヤードに上位システムを設置して、この上位システムに記憶部と演算部とを設置して、前記走行面の上下方向の変位量と水平方向の位置座標とを組み合わせたマップ情報を前記記憶部に予め格納して、前記荷役機器に二つ以上の前記無線機を設置して、前記無線機から取得する前記座標情報と前記マップ情報とに基づき前記荷役機器の傾きを示す姿勢情報を前記演算部が生成して、前記姿勢情報と前記座標情報とを前記上位システムが取得した後に、前記上位システムが前記姿勢情報に基づき前記座標情報を補正して真の座標情報を生成することを特徴とする。

第二の本発明のコンテナヤードは、人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を備えていて走行面の上を走行可能に構成された荷役機器と、この座標情報を取得する上位システムとを備えるコンテナヤードであって、前記上位システムが、前記コンテナヤードの多数箇所において前記荷役機器が前記走行面に接地している位置を示す真の座標情報とこのときの前記無線機の位置を示す仮想座標情報とを組み合わせたマップ情報を予め格納する記憶部と、前記荷役機器から取得する前記座標情報に基づき前記マップ情報を参照して、前記座標情報と一致する前記仮想座標情報を抽出して、この仮想座標情報に対応する前記真の座標情報を出力する演算部とを備えることを特徴とする。

第二の本発明のコンテナヤードの制御方法は、走行面の上を走行可能に構成された荷役機器に、人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を設置して、前記座標情報により前記荷役機器の位置を把握するコンテナヤードの制御方法において、前記コンテナヤードに記憶部と演算部とを備える上位システムを設置して、前記コンテナヤードの多数箇所において前記荷役機器が前記走行面に接地している位置を示す真の座標情報とこのときの前記無線機の位置を示す仮想座標情報とを組み合わせたマップ情報を前記記憶部に予め格納して、前記荷役機器から取得する前記座標情報に基づき前記マップ情報を参照して、前記座標情報と一致する前記仮想座標情報を抽出して、この仮想座標情報に対応する前記真の座標情報を前記演算部が出力することを特徴とする。

本発明のコンテナターミナルおよびその制御方法によれば、荷役機器の傾きにより生じる座標情報の誤差を補正できるので、荷役機器の位置を把握する精度を向上するには有利である。

本発明のコンテナヤードを平面視で例示する説明図である。 図１の門型クレーンを斜視で例示する説明図である。 第一の本発明のコンテナヤードを模式的に例示する説明図である。 図２の門型クレーンを正面視で例示する説明図である。 図４の門型クレーンを側面視で例示する説明図である。 マップ情報を例示する説明図である。 門型クレーンの傾きを示す説明図である。 図３のコンテナヤードの変形例を例示する説明図である。 第二の本発明のコンテナヤードを模式的に例示する説明図である。

以下、本発明のコンテナヤードおよびその制御方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。なお、図中では門型クレーンの走行方向を矢印ｙ、この走行方向ｙを直角に横断する横行方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。

図１に例示するように本発明のコンテナヤード１は、多数のコンテナ２が蔵置される複数の蔵置レーン３と、この蔵置レーン３を跨いだ状態で蔵置レーン３に沿って走行可能に構成される複数の門型クレーン４とを備えている。この門型クレーン４は地表面で構成される走行面５の上を走行する。

コンテナヤード１は、岸壁に沿って敷設されるレールの上を走行する複数の岸壁クレーン６と、コンテナヤード１内を走行する複数のコンテナシャシ７とを備えている。門型クレーン４と岸壁クレーン６とコンテナシャシ７とを以下総称する場合は荷役機器８という。荷役機器８は上記に限らず、コンテナヤード１でコンテナ２を荷役する機器を示し、例えばストラドルキャリアやトップリフター等も含む概念である。

コンテナヤード１には、管理棟９が設置されている。管理棟９には、各種荷役機器８に荷役作業の指示等を行なう上位システム１０が設置されている。また門型クレーン４の遠隔操作を行なう遠隔操作用コントローラ等が管理棟９に設置される場合もある。

図２に例示するように門型クレーン４は、上下方向ｚに延在する四本の脚１１と、隣接する脚１１の上端どうしまたは下端どうしを連結する複数の水平梁１２とを備えている。横行方向ｘに対向する脚１１は上端部どうしを水平梁１２で連結され、走行方向ｙに対向する脚１１は下端部どうしを水平梁１２で連結されている。

脚１１の下端部を連結する水平梁１２の下面にはそれぞれ走行装置１３が設置されている。走行装置１３にはそれぞれ複数の車輪１４が設置されている。車輪１４は、例えばゴムタイヤで構成されている。

門型クレーン４の構成は上記に限らない。例えば車輪１４をレールの上を走行する鉄輪で構成して、蔵置レーン３に沿ってレールを敷設して、門型クレーン４がこのレールの上を走行する構成にしてもよい。この場合、レールの上面が門型クレーン４の走行面５となる。

門型クレーン４の上端には二つの無線機１５が設置されている。無線機１５は、例えばＧＮＳＳアンテナで構成され、複数の人工衛星から受信する時刻等の情報に基づき経度と緯度と高度とからなる座標情報Ｐ１、Ｐ１’を生成する機能を有している。

門型クレーン４の平面視における形状を略長方形と仮定すると無線機１５は対角となる隅にそれぞれ配置される。二つの無線機１５を設置する位置はこれに限定されない。二つの無線機１５が横行方向ｘに互いにずれた位置であり、かつ走行方向ｙに互いにずれた位置に配置されていれることが望ましい。また無線機１５を三つ以上設置する構成にしてもよい。

無線機１５は、門型クレーン４の脚１１の途中部分や走行装置１３の近傍に設置してもよいが、可能な限り高い位置に設置する方が人工衛星からの情報を受信する際の感度が向上するので望ましい。

例えば管理棟９などの固定物に基準局１６を設置する構成にしてもよい。基準局１６は
、例えばＧＮＳＳアンテナで構成され、予め設定され基準となる基準座標情報Ｐ２と、人工衛星からの情報に基づき生成される基準局１６の座標情報とを比較してその誤差を示す誤差情報Ｐ３を生成する機能を有している。

基準局１６を設置する位置は管理棟９に限らず、固定物であれば他の場所でもよい。コンテナヤード１内で可能な限り高い位置に設置する方が、人工衛星からの情報の受信環境がよくなるので望ましい。

図３に例示するように管理棟９に設置される上位システム１０は、姿勢検知機構１７と制御機構１８とを備えている。姿勢検知機構１７は、記憶部１９と演算部２０とを備えている。記憶部１９は、二つの無線機１５の横行方向ｘの間隔Ｄｘと、走行方向ｙの間隔Ｄｙと、走行面５からの高さＨとからなる機器情報Ｐ４を格納している。

機器情報Ｐ４には、門型クレーン４に設置される二つの無線機１５の位置に対するそれぞれの走行装置１３の相対位置が含まれることが望ましい。つまり無線機１５から座標情報Ｐ１が取得できれば、この座標情報Ｐ１からそれぞれの走行装置１３の位置座標を求めることができる。

演算部２０は、二つ以上の無線機１５から取得する座標情報Ｐ１、Ｐ１’と記憶部１９から取得する機器情報Ｐ４から門型クレーン４の傾きをあらわす姿勢情報Ｐ５を生成する機能を有する。

制御機構１８は、演算部２０で生成される姿勢情報Ｐ５を取得して、これに基づき無線機１５から取得する座標情報Ｐ１、Ｐ１’を補正して真の座標情報Ｐ６、Ｐ６’を生成する機能を有する。また制御機構１８は、生成した真の座標情報Ｐ６、Ｐ６’に基づき門型クレーン４に制御信号ｐを送る構成を有する。

図３および図４に例示するように門型クレーン４の横行方向ｘの傾きを求める場合は、まず人工衛星から受信する情報に基づき二つの無線機１５が、座標情報Ｐ１、Ｐ１’をそれぞれ生成して上位システム１０に送る。この座標情報Ｐ１、Ｐ１’は経度と緯度と高度との組み合わせからなり、それぞれの無線機１５の位置座標を示す。

姿勢検知機構１７の演算部２０は、上位システム１０が取得した二つの座標情報Ｐ１、Ｐ１’を門型クレーン４の横行方向ｘと走行方向ｙとからなる座標系に変換する。座標変換により座標情報Ｐ１（ｘ１、ｙ１）、座標情報Ｐ１’（ｘ１’、ｙ１’）が得られる。つまり座標情報Ｐ１、Ｐ１’は緯度経度座標からｘｙ座標に変換される。

緯度経度座標を回転させてｘｙ座標に変換する際の回転角度は、緯度経度座標に対する走行方向ｙまたは横行方向ｘを決定すれば求めることができる。例えば無線機１５から取得する座標情報Ｐ１の経時変化から門型クレーン４の走行方向ｙを決定することができる。

門型クレーン４にコンパスを設置して、このコンパスにより緯度経度座標における門型クレーン４の走行方向ｙを決定する構成にしてもよい。この構成により門型クレーン４が走行せず停止している場合であっても走行方向ｙを決定することができる。コンテナヤード１における蔵置レーン３の延在方向から門型クレーン４の走行方向ｙを予め決定しておく構成にしてもよい。

ｘｙ座標に変換された座標情報Ｐ１、Ｐ１’から、図４に例示するように横行方向ｘにおける二つの無線機１５の間隔ｄｘを算出する。具体的には間隔ｄｘはｘ１−ｘ１’の絶
対値として算出される。このとき門型クレーン４は横行方向ｘに傾いているので、間隔ｄｘは本来の無線機１５の間隔Ｄｘよりも小さくなる。

横行方向ｘにおける門型クレーン４の傾きの角度をθｘとすると、ｃｏｓθｘ＝ｄｘ／Ｄｘで表すことができる。間隔ｄｘは座標情報Ｐ１、Ｐ１’から具体的な距離として求められ、間隔Ｄｘは記憶部１９の機器情報Ｐ４から具体的な値を得ることができる。演算部２０は、Ｄｘおよびｄｘの具体的な値から門型クレーン４の横行方向ｘの傾きの角度であるθｘを算出することができる。

座標情報Ｐ１、Ｐ１’は誤差が大きいものの高度の情報を含んでいる。二つの無線機１５の高度を比較することにより、相対的に上方に位置する無線機１５を判定することができる。これにより門型クレーン４が傾いている方向を検知することができる。

演算部２０は、横行方向ｘにおける門型クレーン４の傾きの角度θｘおよび傾きの方向を姿勢情報Ｐ５として生成する。

図５に例示するように門型クレーン４の走行方向ｙの傾きを求める場合は、ｘｙ座標に変換された座標情報Ｐ１、Ｐ１’から走行方向ｙにおける二つの無線機１５の間隔ｄｙを算出する。具体的には間隔ｄｙはｙ１−ｙ１’の絶対値として算出される。

走行方向ｙにおける門型クレーン４の傾きの角度をθｙとして、走行方向ｙにおける二つの無線機１５の間隔をＤｙとすると、ｃｏｓθｙ＝ｄｙ／Ｄｙで表すことができる。演算部２０は、Ｄｙおよびｄｙの具体的な値から門型クレーン４の走行方向ｙの傾きの角度であるθｙを算出する。

前述と同様に二つの無線機１５の高度を比較することにより、門型クレーン４が傾いている方向を検知することができる。

演算部２０は、走行方向ｙにおける門型クレーン４の傾きの角度θｙおよび傾きの方向を姿勢情報Ｐ５として生成する。

演算部２０は、門型クレーン４の傾きの角度θｘ、θｙおよび傾きの方向を含む姿勢情報Ｐ５と、ｘｙ座標に変換された座標情報Ｐ１、Ｐ１’とを制御機構１８に送る。図４に例示するように門型クレーン４の車輪１４が走行面５に接地している場所の横行方向ｘの座標Ｘ１およびＸ１’を、制御機構１８は以下の数式（１）により算出する。

図５に例示するように門型クレーン４の車輪１４が走行面５に接地している場所の走行方向ｙの座標Ｙ１およびＹ１’を、制御機構１８は以下の数式（２）により算出する。

門型クレーン４の傾きの方向が図４および図５と逆方向となる場合には、数式（１）および（２）の代わりに以下の数式（３）および（４）により各座標が算出される。

無線機１５の下方に位置する走行装置１３の車輪１４が走行面５と接地する位置の座標であり、門型クレーン４の傾きの影響を受けない真の座標情報Ｐ６（Ｘ１、Ｙ１）、真の座標情報Ｐ６’（Ｘ１’、Ｙ１’）を制御機構１８が生成する。門型クレーン４の走行を自動化する場合には、制御機構１８が真の座標情報Ｐ６、Ｐ６’に基づいて門型クレーン４に走行速度や停止位置を指示する制御信号ｐを送信する構成にすることができる。つまり荷役機器８を上位システム１０からの制御信号ｐにより制御することができる。

無線機１５から上位システム１０に座標情報Ｐ１を送信する際に使用する無線の伝送路を利用して、制御信号ｐを上位システム１０から門型クレーン４に送信する構成にすることができる。制御信号ｐを門型クレーン４に送信する伝送路は別途設けてもよい。また座
標情報Ｐ１および制御信号ｐを有線の伝送路を利用して送る構成にしてもよい。

姿勢検知機構１７により門型クレーン４等の荷役機器８の傾きを検知して、この傾きの影響を排除できるので荷役機器８の位置を把握する精度を向上できる。荷役機器８の位置を測定する際の誤差を、従来の±１．０ｍから±０．１ｍ程度とすることができる。

門型クレーン４やコンテナシャシ７の走行を自動化する自動化コンテナヤードにおいては、門型クレーン４等を正確な位置に停止させることができるので、遠隔操作のオペレータによる位置合わせ等が不要となる。荷役効率を飛躍的に向上することができる。

荷役機器８の位置とともにコンテナヤード１内の作業員の位置も把握する構成とすれば、荷役機器８と作業員とが例えば０．５ｍ以内の距離まで異常接近したときに、荷役機器８を操作するオペレータや作業員に注意喚起する警報を発することができる。本発明では位置を把握する精度が高いため、誤って警報が発せられる事態を抑制できる。コンテナヤード１における安全性を向上するには有利である。

コンテナヤード１内で工事などにより進入に注意が必要な領域（以下、進入注意領域ということがある）に荷役機器８が接近した際に、制御信号ｐにより荷役機器８を減速させる制御が可能となる。

本発明は自動化コンテナヤードに限定されるものではない。有人の門型クレーン４においても、位置を把握する精度を向上することにより、門型クレーン４が作業員と衝突したりする事故を回避することができる。この場合は門型クレーン４に搭乗しているクレーンオペレータの操作に関わらず、上位システム１０の制御機構１８から門型クレーン４を減速させたり停止させたりする制御信号ｐを送信して事故を回避する。

門型クレーン４等の荷役機器８がオペレータにより操作される場合は、上位システム１０から門型クレーン４等に送信される制御信号ｐに、オペレータが必要とする情報や、オペレータに注意を促す注意情報等が含まれる。オペレータは制御信号ｐに含まれる情報に基づき、例えば門型クレーン４が荷役対象のコンテナ２に対して正しい位置で停止しているか否かなどを高い精度で把握することができる。

荷役機器８が進入注意領域に接近したときに、これを操作するオペレータに注意情報を送信して注意喚起する構成にしてもよい。この場合はオペレータに注意を促すための情報を含む制御信号ｐが、上位システム１０の制御機構１８から荷役機器８に送信される。荷役作業時の安全性を向上するには有利である。

上位システム１０は、複数の門型クレーン４やその他の荷役機器８から同時に座標情報Ｐ１と姿勢情報Ｐ５とを取得して、それぞれの荷役機器８の位置を精度よく把握することができる。上位システム１０は真の座標情報Ｐ６を逐次生成して、荷役機器８の位置を正確かつリアルタイムで追跡できる。

図３に例示するように上位システム１０が、判定部２１を備える構成にしてもよい。この実施形態では荷役機器８が上位システム１０に座標情報Ｐ１を送信する場合に、荷役機器８を識別する識別番号の情報が同時に上位システム１０に送信される。識別番号はそれぞれの荷役機器８ごとに予め付与されている。判定部２１はこの識別番号に応じて、対象の座標情報Ｐ１を受け入れるか否かを判定する構成を備えている。

この構成によれば、上位システム１０は複数の荷役機器８の中から所定の荷役機器８に対してのみ、真の座標情報Ｐ６を算出する処理を行ない、真の座標情報Ｐ６に基づく制御
信号ｐを対象の荷役機器８に送信することができる。例えば上位システム１０が門型クレーン４からの座標情報Ｐ１のみを受け入れる制御を行なうことができる。また門型クレーン４の中でも例えば把持しているコンテナ２を蔵置レーン３に蔵置するために走行している門型クレーン４からのみ座標情報Ｐ１を受け入れる制御を行なうことができる。

この構成によれば真の座標情報Ｐ６を必要としている荷役機器８に対して優先的に制御を行なうことができるので、上位システム１０において真の座標情報Ｐ６を算出するために必要な負荷を抑制することができる。

上位システム１０の負荷を抑制できるので、一台当たりの門型クレーン４において真の座標情報Ｐ６を短い時間間隔で算出することが可能となる。門型クレーン４の位置を把握する際の精度を向上するには有利である。また上位システム１０の負荷の抑制により、真の座標情報Ｐ６を算出する時間を短縮することができる。上位システム１０が座標情報Ｐ１を取得してから真の座標情報Ｐ６を算出するまでの遅れが小さくなるので、門型クレーン４の制御等を行なう際の精度を向上するには有利である。

判定部２１が、真の座標情報Ｐ６の算出の対象としない荷役機器８に対して、座標情報Ｐ１の取得は行い、真の座標情報Ｐ６の算出を行なわない構成にすることができる。この構成によれば上位システム１０の負荷を抑制するとともに、コンテナヤード１において各荷役機器８の位置を上位システム１０は把握できる。

図６に例示するように記憶部１９に、走行面５の水平方向の位置座標と、上下方向ｚの変位量Ｚｎとを組み合わせたマップ情報Ｐ７を格納する構成にすることができる。水平方向の位置座標は例えば緯度経度座標（Ｌａｔ ｎ、Ｌｎｇ ｎ）を利用することができる。

このマップ情報Ｐ７は、コンテナヤード１の走行面５を三次元スキャナ等で測定して取得することができる。コンテナヤード１の走行面５を所定の範囲で区分けして、この範囲ごとの傾きの平均値をマップ情報Ｐ７として記憶部１９に格納してもよい。

マップ情報Ｐ７における情報の数が多いほど荷役機器８の位置を把握する精度を向上できる。マップ情報Ｐ７における情報の数が少ないほど予めマップ情報Ｐ７を作成する際の作業量を低減できる。

上位システム１０が門型クレーン４等から座標情報Ｐ１、Ｐ１’を取得すると、座標情報Ｐ１、Ｐ１’は姿勢検知機構１７の演算部２０に送られる。演算部２０は記憶部１９のマップ情報Ｐ７を参照して、取得した座標情報Ｐ１、Ｐ１’のぞれぞれとマップ情報Ｐ７の緯度経度座標とを比較する。演算部２０は、マップ情報Ｐ７に座標情報Ｐ１と一致する緯度経度座標がある場合にはこれを抽出し、一致するものがない場合には値が最も近い緯度経度座標を抽出する。

演算部２０は、マップ情報Ｐ７から抽出した緯度経度座標と組になっている変位量Ｚｎを、座標情報Ｐ１、Ｐ１’にそれぞれ対応する変位量Ｚｎとして取得する。

図７に例示するように二つの無線機１５に対応する二点の変位量を例えばＺ１、Ｚ２とすると、二つの無線機１５の上下方向ｚのずれΔＺは、Ｚ１−Ｚ２の絶対値で求めることができる。記憶部１９には無線機１５どうしの間隔Ｄが機器情報Ｐ４として予め格納されている。この間隔Ｄは二つの無線機１５の直線距離を表している。門型クレーン４等の傾きの角度をθとすると、ｔａｎθ＝ΔＺ／Ｄで表すことができる。演算部２０は、二つの無線機１５のずれΔＺと機器情報Ｐ４に含まれる間隔Ｄの具体的な値から門型クレーン４
の傾きの角度θを算出して、この角度θを姿勢情報Ｐ５として生成することができる。

姿勢検知機構１７で生成される姿勢情報Ｐ５は、前述と同様に制御機構１８に送られ、真の座標情報Ｐ６を生成する際に利用される。

予めマップ情報Ｐ７を作成して記憶部１９に格納しておかなくてはならないが、荷役機器８の姿勢情報Ｐ５の精度を向上するには有利である。

門型クレーン４は蔵置レーン３に沿って走行することがほとんどであり、コンテナシャシ７等の荷役機器８に比べて移動範囲が比較的限定的である。そのため門型クレーン４にのみ対応するマップ情報Ｐ７として、門型クレーン４が走行する可能性の高い領域に限定して生成してもよい。これによりマップ情報Ｐ７の情報量および作成するための作業時間を短縮できる。

図８に例示するように門型クレーン４に姿勢検知機構１７を設置する構成にすることができる。つまり姿勢検知機構１７は、荷役機器８または上位システム１０のいずれか一方に設置されていればよい。

この実施形態では姿勢検知機構１７は、横行方向ｘおよび走行方向ｙにおける門型クレーン４の傾きを測定する傾斜センサで構成されている。門型クレーン４に設置する姿勢検知機構１７の構成はこれに限定されず、門型クレーン４の傾きからなる姿勢情報Ｐ５を生成できる構成であればよい。例えば図３に例示する実施形態と同様に記憶部１９と演算部２０とからなる姿勢検知機構１７を設置してもよい。

管理棟９には基準局１６が設置されている。この基準局１６は固定物に固定されているので所定の座標から移動することがない。そのため基準局１６の位置を示す位置座標は予め決まっている。基準局１６は、この予め定められた位置座標と、人工衛星から受信する情報に基づき生成される位置座標とを比較してその誤差を誤差情報Ｐ３として生成する。位置座標の誤差は、電離層や大気の影響により発生する。

基準局１６は生成する誤差情報Ｐ３を門型クレーン４の無線機１５に無線または有線で送信する。無線機１５は、人工衛星から受信する情報に基づき補正前の座標情報を生成し、その後、この補正前の座標情報を誤差情報Ｐ３に基づき補正して、補正後の座標情報Ｐ１を生成する。無線機１５はこの補正後の座標情報Ｐ１を上位システム１０に無線または有線で送信する。このとき誤差情報Ｐ３を受信する伝送路と同じルートを利用してもよい。

電離層等の影響を排除した精度の高い座標情報Ｐ１を生成できるので、門型クレーン４等の荷役機器８の位置を精度よく把握するには有利である。この誤差情報Ｐ３を利用した座標情報Ｐ１の補正は、前述の実施形態においても行なうことができる。誤差情報Ｐ３の利用により荷役機器８の位置を測定する際の誤差を、±０．０１ｍ程度まで小さくすることができる。誤差情報Ｐ３を利用することで位置を把握する精度を向上できるが、誤差情報Ｐ３を利用する構成は本発明の必須要件ではない。

誤差情報Ｐ３を利用する方法はＤ−ＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−ＧＰＳ）と呼ばれる。基準局１６を利用した方法としてＲＴＫ−ＧＰＳ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ−ＧＰＳ）を利用する構成にしてもよい。ＲＴＫ−ＧＰＳの利用により荷役機器８の位置の誤差をさらに小さくすることができる。なおＤ−ＧＰＳおよびＲＴＫ−ＧＰＳのいずれを利用する場合においても、コンテナヤード１に基準局１６を設置せずに沿岸部等に既に設置されている基準局を利用する構成にしてもよい。

一方で姿勢検知機構１７は門型クレーン４の傾きを測定する。門型クレーン４の傾きは横行方向ｘと走行方向ｙのそれぞれで測定することが望ましい。この傾きを姿勢情報Ｐ５として姿勢検知機構１７は上位システム１０に無線または有線で送信する。

上位システム１０は、補正後の座標情報Ｐ１と姿勢情報Ｐ５とを受信する。上位システム１０の制御機構１８は、姿勢情報Ｐ５に基づいて補正後の座標情報Ｐ１をさらに補正して真の座標情報Ｐ６を生成する。真の座標情報Ｐ６の生成の際には前述の数式（１）〜（４）を利用することができる。これにより門型クレーン４の傾きによる誤差を排除することができる。

上位システム１０に含まれる制御機構１８は、この真の座標情報Ｐ６に基づき門型クレーン４の走行等を制御する制御信号ｐを門型クレーン４に送信する。

姿勢検知機構１７を傾斜センサとする構成により、門型クレーン４の傾きの角度θを直接的に得ることができる。そのため傾斜センサを利用する構成の場合は、無線機１５は少なくとも一つ設置されていればよい。

荷役機器８として主に門型クレーン４について説明したが、本発明はこれに限定されない。岸壁クレーン、ストラドルキャリア、トップリフター、コンテナシャシにもそれぞれ無線機１５を設置する構成にすることができる。上位システム１０は、コンテナヤード１内で作業を行なう複数の荷役機器８の位置を、逐次かつ同時並行で把握することができる。そのため荷役機器８どうしの位置情報に基づき、衝突回避や荷役作業の効率化などを容易に実現できる。自動化コンテナヤードでは、精度の高い自動運転を実現することができる。

この実施形態において上位システム１０が判定部２１を備える構成にしてもよい。複数の中から選択された一部の荷役機器８に対してのみ上位システム１０は真の座標情報Ｐ６を算出することができる。上位システム１０の負荷を抑制するには有利である。

図９に例示するように荷役機器８の姿勢を姿勢検知機構１７で検知することなく真の座標情報Ｐ６を上位システム１０が取得する構成にすることができる。この実施形態では、上位システム１０は、姿勢検知機構１７を有さず、制御機構１８と記憶部１９と演算部２０とを備えている。上位システム１０が判定部２１を備える構成にしてもよい。

この実施形態では、荷役機器８が走行面５に接地している位置を示す真の座標情報Ｐ６とこのときの無線機１５の位置を示す仮想座標情報Ｐ８とを組み合わせたマップ情報Ｐ７が、記憶部１９に予め格納されている。荷役機器８には少なくとも一つの無線機１５が設置されていればよい。

例えばコンテナヤード１の走行面５を三次元スキャナ等で測定して、走行面５における上下方向ｚの変位量Ｚｎとその地点の緯度経度座標（Ｌａｔ ｎ、Ｌｎｇ ｎ）とを組み合わせたデータを（Ｌａｔ ｎ、Ｌｎｇ ｎ、Ｚｎ）を真の座標情報Ｐ６として予め取得しておく。

次に走行面５の上で門型クレーン４等の荷役機器８を走行させると、走行面５の凹凸により荷役機器８は傾いたりしながら走行する。このときの無線機１５の緯度経度座標（ｌａｔ ｎ、ｌｎｇ ｎ）を仮想座標情報Ｐ８として予め取得する。荷役機器８における無線機１５と走行装置１３との位置関係から、実際に荷役機器８を走行させることなく、無線機１５の緯度経度座標（ｌａｔ ｎ、ｌｎｇ ｎ）を計算により求めることもできる。

門型クレーン４等が走行面５に接地している位置を示す真の座標情報Ｐ６（Ｌａｔ ｎ、Ｌｎｇ ｎ、Ｚｎ）と、無線機１５の位置を示す仮想座標情報Ｐ８（ｌａｔ ｎ、ｌｎｇ ｎ）とを組み合わせたマップ情報Ｐ７を予め作成して、これを記憶部１９に格納しておく。

上位システム１０が門型クレーン４等の座標情報Ｐ１を取得すると、演算部２０がマップ情報Ｐ７を参照して、この座標情報Ｐ１と一致する仮想座標情報Ｐ８を抽出する。演算部２０は、この仮想座標情報Ｐ８と組み合わされている真の座標情報Ｐ６を抽出して制御機構１８に送る。

演算部２０が取得した座標情報Ｐ１に一致する仮想座標情報Ｐ８がマップ情報Ｐ７内に存在しない場合は、緯度および経度の値の差が最小となる仮想座標情報Ｐ８を一致するものとして抽出する構成にしてもよい。

この構成によれば荷役機器８に設置する無線機１５を一つとしても、荷役機器８の傾きの影響を排除した真の座標情報Ｐ６を得ることができる。

無線機１５を二つ以上とすることにより、荷役機器８が異なる位置にあるにも関わらず、無線機１５が同じ値の座標情報Ｐ１を生成する可能性を排除できる。

荷役機器８の位置を正確に検知することができるので、本発明のコンテナヤード１は種々の効果を得ることができる。

蔵置レーン３の位置座標をマップ情報Ｐ７として上位システム１０に格納してもよい。このマップ情報Ｐ７と門型クレーン４の真の座標情報Ｐ６とを比較することにより、上位システム１０は門型クレーン４が蔵置レーン３に沿ってまっすぐ走行しているか否かを検知することができる。門型クレーン４の走行を自動で制御している場合には、まっすぐ走行するために必要な制御信号ｐを上位システム１０の制御機構１８から門型クレーン４に送ることができる。つまり上位システム１０により門型クレーン４の走行を制御することができる。

工事作業中など荷役機器８が進入する際に必要な進入注意領域の位置座標をマップ情報Ｐ７として上位システム１０に格納してもよい。このマップ情報Ｐ７と荷役機器８の真の座標情報Ｐ６とを比較することにより、上位システム１０は荷役機器８が進入注意領域に進入しているか否かを検知することができる。荷役機器８が進入注意領域に進入している際には、制御機構１８から荷役機器８を減速させる制御信号ｐを送ることができる。

荷役機器８どうしが所定の距離よりも近づいた際に、上位システム１０は真の座標情報Ｐ６からこれを検知して、制御機構１８から衝突を回避させる制御信号ｐを荷役機器８に送ることができる。

複数の荷役機器８の真の座標情報Ｐ６から、上位システム１０は各所における荷役作業の進行状況を把握することができる。例えば複数台のコンテナシャシ７が一カ所の蔵置レーン３に集中して、コンテナシャシ７の待機時間が長くなっていることを上位システム１０は検知できる。このような場合は上位システム１０の制御機構１８から各コンテナシャシ７に必要とされている蔵置レーン３の位置を新たに指示することができる。

座標情報Ｐ１などの各種情報の処理は上位システム１０で行う構成に限らず、門型クレーン４等の荷役機器８で行う構成にしてもよい。例えば上位システム１０から門型クレーン４に姿勢情報Ｐ５が送信され、門型クレーン４において姿勢情報Ｐ５から真の座標情報Ｐ６を生成する構成にしてもよい。

この実施形態では判定部２１が、門型クレーン４などの荷役機器８の識別番号を判定して、この識別番号に応じて姿勢情報Ｐ５を送信するか否かを判定する構成にすることができる。門型クレーン４は上位システム１０から姿勢情報Ｐ５を受信しない限り真の座標情報Ｐ６の生成を行なえない。そのため門型クレーン４において真の座標情報Ｐ６の生成を行なうシーケンサ（ＰＬＣ）の負荷が必要以上に増加する不具合を回避するには有利である。

また図８の実施形態において、門型クレーン４で真の座標情報Ｐ６を生成した後に、上位システム１０に真の座標情報Ｐ６を送信する構成にしてもよい。この実施形態では上位システム１０の判定部２１により受け入れ可能と判断された識別番号を有する門型クレーン４のみ、真の座標情報Ｐ６の生成を開始する構成にしてもよい。

１ コンテナヤード
２ コンテナ
３ 蔵置レーン
４ 門型クレーン
５ 走行面
６ 岸壁クレーン
７ コンテナシャシ
８ 荷役機器
９ 管理棟
１０ 上位システム
１１ 脚
１２ 水平梁
１３ 走行装置
１４ 車輪
１５ 無線機
１６ 基準局
１７ 姿勢検知機構
１８ 制御機構
１９ 記憶部
２０ 演算部
２１ 判定部
Ｄｘ （横行方向の）間隔
Ｄｙ （走行方向の）間隔
Ｈ 高さ
Ｐ１ 座標情報
Ｐ２ 基準座標情報
Ｐ３ 誤差情報
Ｐ４ 機器情報
Ｐ５ 姿勢情報
Ｐ６ 真の座標情報
Ｐ７ マップ情報
Ｐ８ 仮想座標情報
ｐ 制御信号

Claims (10)

1. 人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を備えていて走行面の上を走行可能に構成された荷役機器と、この座標情報を取得する上位システムとを備えるコンテナヤードであって、
   前記荷役機器の傾きを取得して姿勢情報を生成する姿勢検知機構を備えていて、
   前記上位システムが、前記姿勢情報を取得して前記姿勢情報に基づき前記座標情報を補正して真の座標情報を生成する制御機構を備えていて、
   前記荷役機器が二つ以上の前記無線機を備えていて、
   前記姿勢検知機構が、前記上位システムに設置される記憶部と演算部とを備えていて、
   前記記憶部が、前記走行面の上下方向の変位量と水平方向の位置座標とを組み合わせたマップ情報と、前記無線機どうしの間隔を含む機器情報とを格納する構成を備え、
   前記演算部が、前記無線機から取得する前記座標情報と前記マップ情報とに基づき前記姿勢情報を生成する構成を備えることを特徴とするコンテナヤード。
2. 人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を備えていて走行面の上を走行可能に構成された荷役機器と、この座標情報を取得する上位システムとを備えるコンテナヤードであって、
   前記上位システムが、前記コンテナヤードの多数箇所において前記荷役機器が前記走行面に接地している位置を示す真の座標情報とこのときの前記無線機の位置を示す仮想座標情報とを組み合わせたマップ情報を予め格納する記憶部と、
   前記荷役機器から取得する前記座標情報に基づき前記マップ情報を参照して、前記座標情報と一致する前記仮想座標情報を抽出して、この仮想座標情報に対応する前記真の座標情報を出力する演算部とを備えることを特徴とするコンテナヤード。
3. 前記上位システムが、前記走行面の水平方向の位置座標と予め設定された進入注意領域とを組み合わせた注意情報を格納する構成を備えていて、
   前記荷役機器の前記真の座標情報と前記注意情報とに基づき、前記荷役機器が前記進入注意領域に進入した際に前記荷役機器の走行速度を減速させる構成を備える請求項１または２に記載のコンテナヤード。
4. 前記上位システムが、前記荷役機器から取得する識別番号に応じて前記荷役機器の前記座標情報を取得するか否かを判定する判定部を備える請求項１〜３のいずれかに記載のコンテナヤード。
5. 人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を備えていて走行面の上を走行可能に構成された荷役機器と、この座標情報を取得する上位システムとを備えるコンテナヤードであって、
   前記荷役機器の傾きを取得して姿勢情報を生成する姿勢検知機構を備えていて、
   前記上位システムが、前記姿勢情報を取得して前記姿勢情報に基づき前記座標情報を補正して真の座標情報を生成する制御機構と、前記走行面の水平方向の位置座標と予め設定された進入注意領域とを組み合わせた注意情報を格納する構成とを備えていて、
   前記荷役機器の前記真の座標情報と前記注意情報とに基づき、前記荷役機器が前記進入注意領域に進入した際に前記荷役機器の走行速度を減速させる構成を備えることを特徴とするコンテナヤード。
6. 人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を備えていて走行面の上を走行可能に構成された荷役機器と、この座標情報を取得する上位システムとを備えるコンテナヤードであって、
   前記荷役機器の傾きを取得して姿勢情報を生成する姿勢検知機構を備えていて、
   前記上位システムが、前記姿勢情報を取得して前記姿勢情報に基づき前記座標情報を補正して真の座標情報を生成する制御機構と、前記荷役機器から取得する識別番号に応じて前記荷役機器の前記座標情報を取得するか否かを判定する判定部とを備えることを特徴とするコンテナヤード。
7. 走行面の上を走行可能に構成された荷役機器に、人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を設置して、前記座標情報により前記荷役機器の位置を把握するコンテナヤードの制御方法において、
   前記コンテナヤードに上位システムを設置して、この上位システムに記憶部と演算部とを設置して、前記走行面の上下方向の変位量と水平方向の位置座標とを組み合わせたマップ情報を前記記憶部に予め格納して、前記荷役機器に二つ以上の前記無線機を設置して、
   前記無線機から取得する前記座標情報と前記マップ情報とに基づき前記荷役機器の傾きを示す姿勢情報を前記演算部が生成して、
   前記姿勢情報と前記座標情報とを前記上位システムが取得した後に、前記上位システムが前記姿勢情報に基づき前記座標情報を補正して真の座標情報を生成することを特徴とするコンテナヤードの制御方法。
8. 走行面の上を走行可能に構成された荷役機器に、人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を設置して、前記座標情報により前記荷役機器の位置を把握するコンテナヤードの制御方法において、
   前記コンテナヤードに記憶部と演算部とを備える上位システムを設置して、前記コンテナヤードの多数箇所において前記荷役機器が前記走行面に接地している位置を示す真の座標情報とこのときの前記無線機の位置を示す仮想座標情報とを組み合わせたマップ情報を前記記憶部に予め格納して、前記荷役機器から取得する前記座標情報に基づき前記マップ情報を参照して、前記座標情報と一致する前記仮想座標情報を抽出して、この仮想座標情報に対応する前記真の座標情報を前記演算部が出力することを特徴とするコンテナヤードの制御方法。
9. 前記上位システムが、前記荷役機器から識別番号を取得して、この識別番号に応じて対象となる前記荷役機器の前記座標情報を取得するか否かを判定する請求項７または８に記載のコンテナヤードの制御方法。
10. 走行面の上を走行可能に構成された荷役機器に、人工衛星から受信する情報に基づき座標情報を生成する無線機を設置して、前記座標情報により前記荷役機器の位置を把握するコンテナヤードの制御方法において、
    前記コンテナヤードに上位システムを設置して、
    前記上位システムが、前記荷役機器から識別番号を取得して、この識別番号に応じて対象となる前記荷役機器の前記座標情報を取得するか否かを判定して、
    前記荷役機器の傾きを示す姿勢情報と前記座標情報とを前記上位システムが取得した後に、前記上位システムが前記姿勢情報に基づき前記座標情報を補正して真の座標情報を生成することを特徴とするコンテナヤードの制御方法。

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