JP7212054B2 - コンテナクレーン装置及びコンテナクレーン装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンテナクレーン装置及びコンテナクレーン装置の制御方法に関する。

例えば、港湾において荷役を行うコンテナクレーン装置は、コンテナを保持するトロリーを備えた荷役部と、荷役部を移動可能に支持するガーダとを備えている。そして、コンテナクレーン装置は、ガーダによる荷役部の可動域である作業領域内のコンテナ蔵置エリアからコンテナをシャーシに載置し、或いは、シャーシからコンテナを受け取ってコンテナ蔵置エリアに蔵置する作業を実施している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－２１４１７６号公報

本発明は、シャーシを牽引するトラックのトレーラーヘッドと荷役部との接触事故の発生を抑制することを目的とする。

本発明に係るコンテナクレーン装置は、
コンテナをトラックのシャーシに搭載するコンテナクレーン装置において、
前記コンテナを保持する荷役部と、
前記荷役部を移動可能に支持するクレーン本体部と、
前記クレーン本体部の下側で規定の荷役位置に停車したトラックのトラクタヘッドの位置を検出する位置検出部と、
前記荷役部の荷役動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記位置検出部で検出した前記トラックのトラクタヘッドが、鉛直方向から見て、前記荷役部の移動範囲に重なる位置であるか否かを判定し、
前記トラックのトラクタヘッドが、前記荷役部の移動範囲に重なる位置ではないと判定しない限り、前記トラックに対する前記荷役部の荷役動作を行わず、
前記トラックの前記シャーシ上に前記コンテナが載置されていないと判定しない限り、前記荷役部が保持する前記コンテナの前記シャーシ上への荷役を行わない構成とした。

本発明に係るコンテナクレーン装置の制御方法は、
コンテナをトラックのシャーシに搭載するコンテナクレーン装置の制御方法において、
前記コンテナクレーン装置は、前記コンテナを保持する荷役部と、前記荷役部を移動可能に支持するクレーン本体部と、前記クレーン本体部の下側で規定の荷役位置に停車したトラックのトラクタヘッドの位置を検出する位置検出部と、前記荷役部の荷役動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記位置検出部で検出した前記トラックのトラクタヘッドが、鉛直方向から見て、前記荷役部の移動範囲に重なる位置であるか否かを判定し、
前記トラックのトラクタヘッドが、前記荷役部の移動範囲に重なる位置ではないと判定しない限り、前記トラックに対する前記荷役部の荷役動作を行わず、
前記トラックの前記シャーシ上に前記コンテナが載置されていないと判定しない限り、前記荷役部が保持する前記コンテナの前記シャーシ上への荷役を行わない構成とした。

本発明によれば、シャーシのトレーラーヘッドと荷役部との接触事故の発生を抑制するという効果がある。

本発明の実施形態であるコンテナクレーン装置の斜視図である。 コンテナクレーン装置を前後方向から見た図である。 コンテナクレーン装置の平面図である。 コンテナクレーン装置の部分斜視図である。 コンテナクレーン装置を示すブロック図である。 荷役動作制御のフローチャートである。 搭載作業エリアにトラックが到着していない状態での第一のレーザスキャナの複数の着光点の位置を示す説明図である。 搭載作業エリアにトラックが停車している状態での第一のレーザスキャナの複数の着光点の位置を示す説明図である。 搭載作業エリア内のトラックのトラクタヘッドに対する第一のレーザスキャナの着光点の位置を示す説明図である。 搭載作業エリア内のトラックに搭載されたコンテナに対する第一のレーザスキャナの着光点の位置を示す説明図である。 搭載作業エリア内のトラックに搭載されたコンテナの着光点から求まる中心位置を示す説明図である。 トラクタヘッドとスプレッダとが干渉しない場合のコンテナクレーン装置の左側面図である。 トラクタヘッドとスプレッダとが干渉する場合のコンテナクレーン装置の左側面図である。 スプレッダが搭載作業エリアに位置する状態でのコンテナクレーン装置を前後方向から見た図である。 第一のレーザスキャナを複数設けた場合の説明図である。 トラックのトラクタヘッドの上面に反射板を設けた例を示す説明図である。 橋型のコンテナクレーン装置の例を示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態であるコンテナクレーン装置の斜視図、図２はコンテナクレーン装置を前後方向から見た図、図３はコンテナクレーン装置の平面図、図４はコンテナクレーン装置の部分斜視図である。図５は、コンテナクレーン装置１０を示すブロック図である。
図示のコンテナクレーン装置１０は、コンテナＣをトラック１００のシャーシ１０１に搭載する作業を行うためのものであり、当該コンテナクレーン装置１０とトラック１００とからコンテナクレーンシステムを構成する。

［コンテナ］
コンテナクレーン装置１０が荷役を行うコンテナＣは、ＩＳＯ規格コンテナ等のコンテナである。コンテナＣは、長尺の直方体状を呈し、その長手方向において例えば２０フィート、４０フィートといった所定の長さを有している。本実施形態では４０フィートのコンテナＣを例示するが、コンテナＣの他のサイズについても本発明を適用可能である。

コンテナＣは、図２に示すコンテナ蔵置エリアＡ１に複数段積み上げられてなるロウＲを構成する。ロウＲは、コンテナ蔵置エリアＡ１において、左右方向及び前後方向について複数形成される。各ロウＲは、それぞれのロウＲを構成するコンテナＣの長手方向が全て後述するコンテナクレーン装置１０の前後方向に平行となるように並べられる。

コンテナクレーン装置１０は、コンテナ蔵置エリアＡ１において、いずれかのロウＲの最上段に位置するコンテナＣを保持して取り上げるか、或いは、いずれかのロウＲの規定位置における最上段となる位置にコンテナＣを蔵置する。

［コンテナクレーン装置］
コンテナクレーン装置１０の構成について説明する。図１～図５に示すように、コンテナクレーン装置１０は、クレーン本体部２０と、荷役部としてのスプレッダ３０と、制御部４０と、位置検出部としての第一のレーザスキャナ４１とを備えている。

なお、コンテナクレーン装置１０において、その直進移動方向の一方を「前」、他方を「後」とする。また、直進移動方向に直交する方向であって前方を向いて左手側を「左」、右手側を「右」と定義する。言い換えると、左右方向は、後述するガーダの延在方向と一致する。前後方向は、左右方向及び上下方向と直交する方向と一致する。

クレーン本体部２０は、走行装置２１とフレーム２２とトロリー２３とを備えている。コンテナクレーン装置１０は、走行装置２１により前後方向の任意の位置に移動される。
そして、上記走行装置２１は、タイヤとホイールからなる車輪２１１とその駆動装置とを備えている。

駆動装置は、車輪２１１の駆動を行う走行モータ２１３と、車輪の操舵を行う操舵機構２１４とから主に構成される。駆動装置は、フレーム２２の左右両側にそれぞれ設けられた一対の脚部２２２（後述）の下端部に個別に設けられている。
個々の駆動装置は、前後の車軸の左右両端部に個別に車輪２１１を備えている。なお、各車軸の左右両端部に二つずつ車輪を有する構成としても良い。

フレーム２２は、左右方向に延在する一対のガーダ２２１と、各ガーダ２２１の左右の両端部を個別に下から支持する合計四本の脚部２２２とを備える門型構造を呈している。
一対のガーダ２２１は、前後に並んで配設され、トロリー２３の前端部と後端部とを個別に支持している。そして、一対のガーダ２２１は、左右方向に沿ってトロリー２３を移動可能に支持している。

フレーム２２の左側の脚部２２２と右側の脚部２２２の間には、内側領域が定められる。内側領域は、コンテナ蔵置エリアＡ１（左側）、搭載作業エリアＡ２（右側）に分割される。
コンテナ蔵置エリアＡ１は、複数のコンテナを蔵置するスペースである。コンテナ蔵置エリアＡ１には、複数のロウＲが左右方向に並んで配置される。
また、搭載作業エリアＡ２は、トラック１００に対する荷役動作を行うための荷役位置である。搭載作業エリアＡ２には、コンテナＣの荷役作業が行われるトラック１００が前後方向に車体を向けた状態で停車する。
実施形態では、搭載作業エリアＡ２は、一台のトラック１００が停車することが可能な幅に設定されている。搭載作業エリアＡ２は、左右方向について、複数台のトラック１００が並んで停車することが可能な広さに設定しても良い。

トロリー２３は、自身が左右方向に移動することで、スプレッダ３０の左右方向位置を調整する。トロリー２３は、二本のガーダ２２１によって左右方向に移動可能に支持されている。そして、トロリー２３には、ガーダ２２１に沿ってトロリー２３が左右に移動するための搬送装置が併設されている。また、トロリー２３には、スプレッダ３０を吊下する巻き上げ装置が搭載されている。
搬送装置は、制御部４０の制御の下、トロリー２３及びスプレッダ３０を左右方向における任意の位置に位置決めする搬送モータ２３１を備えている。
トロリー２３には、コンテナクレーン装置１０を制御する操縦者を収容する運転室２４を有している。

巻き上げ装置は、スプレッダ３０を任意の高さに昇降させる。巻き上げ装置は、スプレッダ３０を吊下するワイヤ２３２と、ワイヤ２３２を巻き取るドラム２３３と、ドラム２３３の回転駆動源となる巻き取りモータ２３４とを備えている。
巻き取りモータ２３４は、制御部４０の制御により、スプレッダ３０を任意の高さに昇降させることができる。

［スプレッダ］
スプレッダ３０は、コンテナＣを保持するための部材である。スプレッダ３０は、スプレッダ本体部３１と、コンテナＣに係合する部材であるロックピン３２と、を備える。スプレッダ３０は、コンテナＣまでの距離を測定するセンサとして、第二のレーザスキャナ３３を備えてもよい。
スプレッダ本体部３１は、平面視においてコンテナＣの上面と前後左右の幅がほぼ等しい矩形の枠体である。なお、スプレッダ３０は、保持するコンテナＣの寸法に対応する長さに調節することが可能である。又は、各コンテナＣのサイズに対応するスプレッダ３０に交換しても良い。

ロックピン３２は、スプレッダ本体部３１の四隅から下側に突出して設けられている。各ロックピン３２は、コンテナＣの上部の四隅に設けられた図示しない保持穴に挿入することで、スプレッダ３０に対するコンテナＣの保持を行う。なお、図４ではロックピン３２を一部のみ図示して、他は省略している。
例えば、ロックピン３２は、ツイストロックピンであって、保持穴に挿入後、回転することで、先端部の係止部が保持穴内部に係止されて抜脱不能なロック状態となる。また、ロックピン３２は、挿入時と逆方向に回転することでロック状態を解除する分離可能状態にすることができる。

第二のレーザスキャナ３３は、レーザ光の光源と受光素子とを備え、レーザ光が測定対象物から反射して戻って来るまでの時間に基づいて、測定対象物としてのコンテナＣまでの距離を算出する。この第二のレーザスキャナ３３は、左右方向を主走査方向、前後方向を副走査方向としてレーザ光を走査して、複数の着光点について各々のレーザ光の照射方向とその時の測定距離とに基づいて、それぞれの着光点の座標を取得する三次元センサである。
制御部４０は、第二のレーザスキャナ３３によりスプレッダ３０からコンテナＣまでの距離を認識することで、ロックピン３２は、適正にコンテナＣを保持することができる。

［第一のレーザスキャナ］
コンテナクレーン装置１０は、搭載作業エリアＡ２に停車したトラック１００までの距離を算出するセンサを備える。センサは、例えば、第一のレーザスキャナ４１である。第一のレーザスキャナ４１は、第二のレーザスキャナ３３と同じ構造のレーザスキャナであり、測定対象物である搭載作業エリアＡ２に停車したトラック１００までの距離を算出する。この第一のレーザスキャナ４１は、フレーム２２の右側の一対の脚部２２２の上部において、レーザ光の照射方向が概ね左斜め下方向を向くように支持されている。そして、この第一のレーザスキャナ４１も、左右方向を主走査方向、前後方向を副走査方向としてレーザ光を走査する。

第一のレーザスキャナ４１は、搭載作業エリアＡ２の適正な位置に停車したトラック１００の上部全域に対して、レーザ光の走査を行うことができる。
制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１の検出出力から当該第一のレーザスキャナ４１からトラック１００の上部全域までの距離を認識し、トラック１００の全長に渡ってその高さを検出する処理を実行する。
なお、図２及び後述する図１４では、搭載作業エリアＡ２のトラック１００の向きが他の図とは逆向きとなっているが、この図のように、搭載作業エリアＡ２内のトラック１００の向きは前後いずれに向いていても良い。但し、搭載作業エリアＡ２においてトラック１００を前後いずれの向きで停車させるべきかは、予め、定めを設け、常に、各トラック１００が一定の方向を向いて、荷役作業を行うことが望ましい。

［トラック］
トラック１００は、シャーシ１０１とトラクタヘッド１０２とを備えている。
シャーシ１０１は、平面視でコンテナＣを載置することが可能なサイズのフレームと当該フレーム後端部に装備された二軸の車輪とを有している。即ち、フレーム上部の荷台は、その前後左右の寸法が、コンテナＣの前後左右の寸法と同程度か或いは幾分大きく設定されている。
車輪は各軸の左右両端部に二つずつ設けられている。また、シャーシ１０１の前端部には、図示しないキングピンが設けられ、トラクタヘッド１０２の図示しないカプラに連結することができる。

トラクタヘッド１０２は、駆動系を備え、シャーシ１０１を牽引する車両である。図８に示すように、トラクタヘッド１０２の前部１０３は車高が高く、後部１０４は車高が低い。トラクタヘッド１０２の前部１０３には、運転手が搭乗するキャブを有し、後部１０４には、カプラを介してシャーシ１０１を連結する牽引部を有している。
そのため、シャーシとトラクタヘッド１０２が連結された状態を鉛直上側から見ると、トラクタヘッド１０２の後部１０４の一部はシャーシ１０１に覆われる。
なお、トラックは、シャーシとトラクタヘッドが固定的に連結されている構造であっても良い。

［制御部］
制御部４０は、コンテナクレーン装置１０の動作制御及び処理を実行するものである。具体的には、制御部４０は、図示は省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、各種制御プログラム（図示略）に従って荷役動作の制御及び処理を行う。
このため、図５に示すように、制御部４０は、駆動装置の走行モータ２１３及び操舵機構２１４と、トロリー２３の搬送モータ２３１及び巻き取りモータ２３４と、スプレッダ３０のロックピン３２及び第二のレーザスキャナ３３と、第一のレーザスキャナ４１とが接続されている。

また、コンテナクレーン装置１０による荷役動作は、コンテナ蔵置エリアＡ１に配置されたコンテナＣを搭載作業エリアＡ２に停車したトラック１００のシャーシ１０１に搭載する作業と、搭載作業エリアＡ２に停車したトラック１００のシャーシ１０１に搭載されたコンテナＣをコンテナ蔵置エリアＡ１に蔵置する作業とからなる。
制御部４０は、運転室２４の操縦者による入力に従い、各機器を制御する。なお、操縦者は、コンテナクレーン装置１０から離れた位置からコンテナクレーン装置１０を操縦してもよい。その場合、各機器の制御は、遠隔地に設けられた外部操作装置４２を通じて操縦者の操作によって実行される。
このため、制御部４０には、通信回線やネットワークを通じて外部操作装置４２と接続されている。
また、コンテナ蔵置エリアＡ１側でのスプレッダ３０による荷役作業の動作制御は、制御部４０により自律的に実行されてもよい。一方、搭載作業エリアＡ２側でのスプレッダ３０による荷役作業の動作は、安全を考慮して、操縦者の操作によって実行されることが好ましい。
また、スプレッダ３０のコンテナ蔵置エリアＡ１から搭載作業エリアＡ２への移動及び搭載作業エリアＡ２からコンテナ蔵置エリアＡ１への移動は、制御部４０の制御により行っても良いし、外部操作装置４２を通じて操縦者の操作によって行っても良い。

そして、制御部４０は、上記荷役動作制御の中で、搭載作業エリアＡ２に停車したトラック１００のトラクタヘッド１０２の前部１０３が、鉛直方向から見て、スプレッダ３０の移動範囲Ｍ（図３参照）に重なる位置であるか否かを判定する。制御部４０は、トラック１００のトラクタヘッド１０２が、スプレッダ３０の移動範囲Ｍに重なる位置ではないと判定しない限り、トラック１００に対するスプレッダ３０の荷役動作を行わないように荷役動作制御を実行する。
なお、以下の説明では、トラクタヘッド１０２の前部１０３が鉛直方向から見て、スプレッダ３０の移動範囲Ｍに重なる位置である状態を「トラクタヘッド１０２とスプレッダ３０とが干渉する」と記載する。

上記荷役動作制御において、トラック１００のトラクタヘッド１０２とスプレッダ３０の干渉が生じる配置と認識されると、トラック１００の運転手に対して、搭載作業エリアＡ２において前方又は後方への誘導を行う必要がある。この誘導は、例えば、コンテナクレーン装置１０の操縦者がスピーカー等の音声出力手段を通じてトラック１００の運転手に対して行われる。このため、外部操作装置４２または運転室２４には、誘導の必要性及び前方又は後方へのいずれに誘導すべきかを表示する表示部４３が併設されており、当該表示部４３も制御部４０に接続されている。

［荷役動作制御］
制御部４０により実行される荷役動作制御の詳細な内容について図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、制御部４０は、トロリー２３及びスプレッダ３０を図２に示す配置、即ち、コンテナ蔵置エリアＡ１内の搭載作業エリアＡ２側の端部で待機させる（ステップＳ１）。スプレッダ３０が待機する上述の位置を待機位置とする。

そして、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１により、搭載作業エリアＡ２にトラック１００が到着したか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定は、トラック１００の到着まで繰り返し実行される。

図７は搭載作業エリアＡ２にトラック１００が到着していない状態、図８は搭載作業エリアＡ２にトラック１００が停車している状態を示している。
第一のレーザスキャナ４１は略前後方向を副走査方向として三次元的にレーザ光の走査を行うので、トラック１００が到着していない状態では、図７に示すように、搭載作業エリアＡ２の路面にレーザ光の照射による着光点Ｐが並ぶ。従って、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１の検出出力から、搭載作業エリアＡ２の前後方向の照射範囲全域に渡って高さ0[m]を検出する。
一方、トラック１００が停車している状態では、図８に示すように、トラック１００の全長に渡ってその上部にレーザ光の照射による着光点Ｐが並ぶ。従って、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１の検出出力から、トラック１００の前後方向全長における各部の高さを検出する。

このように、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１の検出出力から、例えば、搭載作業エリアＡ２の左右方向中央部における前後方向の全長に渡って高さ0[m]を検出した場合には、搭載作業エリアＡ２にトラック１００なしと判定することができる。また、搭載作業エリアＡ２の左右方向中央部において、一定の以上の高さ（例えば、トラック１００のシャーシ１０１上面の高さ）を検出した場合には、搭載作業エリアＡ２にトラック１００ありと判定することができる。

この場合、制御部４０は、トラック１００のシャーシ１０１上面の高さよりも幾分低い所定の高さを閾値として設定してもよい。そして、搭載作業エリアＡ２の前後方向について、閾値以上の高さを示す距離を複数取得した場合には、搭載作業エリアＡ２にトラック１００ありと判定してもよい。
また、第一のレーザスキャナ４１による走査は、短時間周期で繰り返し行われることから、当該走査が複数回繰り返される一定期間において、継続的に一定の以上の高さを取得した場合に、搭載作業エリアＡ２にトラック１００ありと判定しても良い。

搭載作業エリアＡ２にトラック１００が到着したと判定すると、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１により、搭載作業エリアＡ２のトラック１００のトラクタヘッド１０２（より具体的には前部１０３）の前後方向における位置を検出する（ステップＳ５）。

図９は搭載作業エリアＡ２のトラック１００にレーザ光の走査を行っている状態を示している。
図示のように、トラック１００の全長に渡ってその上部にレーザ光の照射による着光点Ｐが並び、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１の検出出力から、トラクタヘッド１０２（より具体的には前部１０３）における着光点Ｐの高さ（一例として、2.7[m]程度）を検出する。
さらに、トラクタヘッド１０２の前部１０３（キャブ）の後端部の着光点Ｐ１より後方の着光点Ｐは高さが低くなり、落差があるので、第一のレーザスキャナ４１の検出出力から、前後方向について着光点Ｐの高さが急激な下降を示す手前の着光点Ｐ１をトラクタヘッド１０２の前部１０３（キャブ）の後端部と認識することができる。

つぎに、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１により、搭載作業エリアＡ２内のトラック１００がシャーシ１０１にコンテナＣが搭載されているか否かを判定する（ステップＳ７）。
図１０は搭載作業エリアＡ２のトラック１００にコンテナＣが搭載された状態を示している。

図示のように、コンテナＣは、前後方向についてトラクタヘッド１０２よりも十分に長く、トラクタヘッド１０２よりも高さも高い。
従って、制御部４０は、第一のレーザスキャナ４１の検出出力から、コンテナＣの上面における着光点Ｐの高さ（一例として、4.0～4.3[m]程度）を前後方向について所定距離以上検出した場合に、コンテナＣありと判定することができる。
一方、シャーシ１０１にコンテナＣが搭載されていない場合には、図８に示すように、コンテナＣ相当の高さとなる着光点Ｐが検出されないので、これにより、コンテナＣなしと判定することができる。

そして、トラック１００のシャーシ１０１にコンテナＣが搭載されていると判定した場合には、制御部４０は、シャーシ１０１上のコンテナＣの前後方向における位置を検出する（ステップＳ９）。
図１１はトラック１００上のコンテナＣの前後方向の位置を検出するための説明図である。

図示のように、コンテナＣ上の着光点Ｐは、コンテナＣに相当する高さで前後方向に所定長さの範囲で検出される。そして、コンテナＣの前端部における着光点Ｐ３はそれより前側の着光点Ｐに比べて急激に高さが上昇しており、コンテナＣの後端部における着光点Ｐ４の後側の着光点Ｐは着光点Ｐ４に比べて急激に高さが下降している。これらの高さ変化から、コンテナＣの前端部における着光点Ｐ３と後端部における着光点Ｐ４のぞれぞれの前後方向位置を特定することができる。
さらに、制御部４０は、着光点Ｐ３と着光点Ｐ４のそれぞれの前後方向における位置から、コンテナＣの前後方向の中心位置Ｈを求めることができる。

そして、制御部４０は、スプレッダ３０とトラック１００のトラクタヘッド１０２とが前後方向について干渉するか、さらに、前後方向についてスプレッダ３０とシャーシ１０１上のコンテナＣとが互いに適正な位置かを判定する（ステップＳ１１）。
図１２はスプレッダ３０とトラック１００のトラクタヘッド１０２とが前後方向について干渉しない状態、図１３は干渉する状態を示す左側面図である。

図１２のように、トラクタヘッド１０２の前部１０３の後端部がスプレッダ３０の前端部よりも前方に位置していれば、スプレッダ３０がトラック１００上方から下降した場合に、トラクタヘッド１０２との干渉を生じない。
トラクタヘッド１０２の前部１０３の後端部の前後方向における位置は、ステップＳ５において既に検出されているので、このときの検出位置から制御部４０は、干渉を判定することができる。
なお、図１２及び図１３では、スプレッダ３０がコンテナＣを保持している状態を図示しているが、スプレッダ３０がコンテナＣを保持していない場合でも、スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２の干渉が生じない位置関係及び干渉が生じる位置関係については同様となる。

さらに、スプレッダ３０の前端部及び後端部の前後方向における位置が、トラック１００のシャーシ１０１上のコンテナＣの前端部及び後端部の前後方向における位置と略一致している場合に、スプレッダ３０がコンテナＣを保持することができるので、制御部４０は、この状態を適正な位置と判定する。
コンテナＣの前端部、後端部、中心位置Ｈは、ステップＳ９において既に検出されているので、このときの検出位置から制御部４０は、適正な位置であるか否かを判定することができる。

制御部４０は、スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２の干渉が生じない位置関係であるとの判定と、スプレッダ３０とコンテナＣとが適正な位置であるとの判定のいずれか一方でも成立しなかった場合には、表示部４３により、トラック１００の移動を指令する警告処理を実行する（ステップＳ１３）。
このとき、制御部４０は、スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２の干渉が生じている場合には、トラック１００の前進移動を指示すべき表示を行う。
また、スプレッダ３０とコンテナＣとが適正な位置ではない場合には、ステップＳ９において検出されたコンテナＣの前端部、後端部、中心位置Ｈから、トラック１００を前後いずれの方向に移動させるべきかを判定し、当該判定に応じた移動方向への移動を指示すべき表示を行う。

表示部４３によるこれらの表示を受けて、運転室２４または外部操作装置４２の操縦者は、トラック１００の運転手に対して、スピーカー等の音声出力手段を通じて、前後いずれかの方向への移動を指示する。なお、移動の指示は、音声には限られない。トラックの運転手に移動方向を表示してもよい。あるいは、トラックの１００の制御装置に移動を指示する信号を発信してもよい。
制御部４０は、表示部４３による移動指令を表示した後には、移動指令に応じて移動したトラック１００に対して、ステップＳ５以降の処理を再度実行する。

また、制御部４０は、スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２の干渉が生じない位置関係であるとの判定と、スプレッダ３０とコンテナＣとが適正な位置であるとの判定の両方が成立した場合には、表示部４３により、トラック１００が現在位置で待機するよう指令する処理を実行する（ステップＳ１５）。
表示部４３によるこれらの表示を受けて、運転室２４又は外部操作装置４２の操縦者は、トラック１００の運転手に対して、スピーカー等の音声出力手段を通じて、現在位置で待機するよう指示する。
この場合も、待機の指示は、音声には限らず、待機指示の表示やトラック１００の制御装置に対する待機指令の入力を行っても良い。

そして、制御部４０は、荷役作業を実行する（ステップＳ２５）。
この場合、トラック１００のシャーシ１０１にコンテナＣが搭載されているので、これをスプレッダ３０で保持して、コンテナ蔵置エリアＡ１のいずれかのロウＲに蔵置する作業を行うことになる。
但し、スプレッダ３０は、既に、コンテナ蔵置エリアＡ１内の搭載作業エリアＡ２側の端部で待機しているので、制御部４０は、運転室２４又は外部操作装置４２による操縦を許可状態に切り替える。これにより、これ以降の動作は、操縦者による運転室２４又は外部操作装置４２の操縦に基づいて実行される。

即ち、操縦者は、図１４に示すように、運転室２４又は外部操作装置４２により、トロリー２３をコンテナ蔵置エリアＡ１から搭載作業エリアＡ２内に移動させる。
このとき、ステップＳ９において、既にトラック１００のシャーシ１０１上のコンテナＣの前後方向における位置検出が行われているが、第一のレーザスキャナ４１は三次元センサであることから、このときの検出結果から、制御部４０は、コンテナＣの前後方向における位置だけでなく、左右方向におけるコンテナＣの位置も取得している。
従って、既に取得されているシャーシ１０１上のコンテナＣの左右方向の位置を参照しつつ、トロリー２３及びスプレッダ３０を左右方向における適正な位置まで移動させる。
その後、操縦により、スプレッダ３０を下降させて、各ロックピン３２の固定動作によりスプレッダ３０にコンテナＣを連結する。
再び、操縦により、スプレッダ３０を上昇させて、コンテナ蔵置エリアＡ１まで移動させる。

スプレッダ３０が再びコンテナ蔵置エリアＡ１内に移動すると、制御部４０は、運転室２４又は外部操作装置４２による操縦を不許可状態に切り替える。これ以降は、制御部４０が荷役動作の制御を実行する。即ち、トロリー２３を所定のロウＲの上方まで移動させ、スプレッダ３０を下降させて、各ロックピン３２を解除し、コンテナＣを蔵置する。
そして、制御部４０は、スプレッダ３０を上昇させると共にコンテナ蔵置エリアＡ１における搭載作業エリアＡ２側の端部である初期の待機位置まで移動させて、荷役動作を終了する。

一方、ステップＳ７において、トラック１００のシャーシ１０１にコンテナＣが搭載されていないと判定した場合には、制御部４０は、シャーシ１０１の上面である荷台の前後方向における位置を検出する（ステップＳ１７）。
この場合、制御部４０は、図９に示すように、荷台の高さ相当の高さで検出された複数の着光点Ｐが前後方向について並んだ状態において、最も後方に位置する着光点Ｐ２をシャーシ１０１の荷台の後端部と認識する。

そして、制御部４０は、スプレッダ３０とトラック１００のトラクタヘッド１０２とが前後方向について干渉するか、さらに、前後方向についてスプレッダ３０とシャーシ１０１の荷台とが互いに適正な位置かを判定する（ステップＳ１９）。

スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２との干渉については、ステップＳ１１の場合と同様である。
また、前後方向におけるスプレッダ３０の後端部の位置に対して、シャーシ１０１の荷台の後端部がより後方であって規定の距離範囲内に位置する場合には、制御部４０は、適正な位置と判定する。
シャーシ１０１の荷台の後端部の位置は、ステップＳ１７において既に検出されているので、このときの検出位置から制御部４０は、適正な位置であるか否かを判定することができる。

制御部４０は、スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２の干渉が生じない位置関係であるとの判定と、スプレッダ３０とシャーシ１０１の荷台とが適正な位置であるとの判定のいずれか一方でも成立しなかった場合には、表示部４３により、トラック１００の移動を指令する警告処理を実行する（ステップＳ２１）。
このとき、制御部４０は、スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２の干渉が生じている場合には、トラック１００の前進移動を指示すべき表示を行う。
また、スプレッダ３０とシャーシ１０１の荷台とが適正な位置ではない場合には、ステップＳ１７において検出されたシャーシ１０１の荷台の後端部の位置から、トラック１００を前後いずれの方向に移動させるべきかを判定し、当該判定に応じた移動方向への移動を指示すべき表示を行う。

表示部４３に基づく外部操作装置４２の操縦者の指示については、前述したステップＳ１３の場合と同様である。
そして、制御部４０は、表示部４３による移動指令を表示した後には、移動指令に応じて移動したトラック１００に対して、ステップＳ５以降の処理を再度実行する。

また、制御部４０は、スプレッダ３０とトラクタヘッド１０２の干渉が生じない位置関係であるとの判定と、スプレッダ３０とシャーシ１０１の荷台とが適正な位置であるとの判定の両方が成立した場合には、表示部４３により、トラック１００が現在位置で待機するよう指令する処理を実行する（ステップＳ２３）。
表示部４３によるこれらの表示を受けて、外部操作装置４２の操縦者は、トラック１００の運転手に対して、スピーカー等の音声出力手段を通じて、現在位置で待機するよう指示する。
この場合も、待機の指示は、音声には限らず、待機指示の表示やトラック１００の制御装置に対する待機指令の入力を行っても良い。

そして、制御部４０は、荷役作業を実行する（ステップＳ２５）。
この場合、トラック１００のシャーシ１０１にはコンテナＣが搭載されていないので、これをスプレッダ３０で保持して、コンテナ蔵置エリアＡ１のいずれかのロウＲに蔵置されたコンテナＣをシャーシ１０１の荷台に搭載する作業を行うことになる。

まず、制御部４０は、所定のロウＲの上方までトロリー２３を移動させて、スプレッダ３０を下降させると共に、各ロックピン３２を作動させてコンテナＣを保持する。
そして、スプレッダ３０を上昇させると共に、トロリー２３をコンテナ蔵置エリアＡ１における搭載作業エリアＡ２側の端部まで移動させる。

そして、制御部４０は、運転室２４又は外部操作装置４２による操縦を許可状態に切り替える。これにより、これ以降の動作は、操縦者による運転室２４又は外部操作装置４２の操縦に基づいて実行される。

即ち、操縦者は、運転室２４又は外部操作装置４２により、トロリー２３をコンテナ蔵置エリアＡ１から搭載作業エリアＡ２内に移動させる（図１４参照）。
そして、ステップＳ１７において行われたシャーシ１０１の荷台の前後方向における位置検出の検出結果に基づいて取得されたシャーシ１０１の荷台の左右方向の位置を参照しつつ、トロリー２３及びスプレッダ３０を左右方向における適正な位置まで移動させる。
その後、操縦により、スプレッダ３０を下降させて、各ロックピン３２の固定解除動作によりシャーシ１０１の荷台上にコンテナＣを搭載する。
そして、操縦により、スプレッダ３０を上昇させると共にコンテナ蔵置エリアＡ１における搭載作業エリアＡ２側の端部である初期の待機位置まで移動させて、荷役動作を終了する。

［発明の実施形態における技術的効果］
以上のように、コンテナクレーン装置１０では、制御部４０が、第一のレーザスキャナ４１により検出したトラック１００のトラクタヘッド１０２がスプレッダ３０に干渉するか否かを判定し、トラック１００のトラクタヘッド１０２がスプレッダ３０に干渉しないと判定しない限り、トラック１００に対するスプレッダ３０の荷役動作を行わない制御を実行している。
このため、スプレッダ３０とトラック１００のトラクタヘッド１０２との接触事故の発生を効果的に抑制し、安全性の向上を図ることが可能となる。

また、制御部４０は、トラック１００のトラクタヘッド１０２がスプレッダ３０に干渉しないと判定しない限り、スプレッダ３０を、当該スプレッダ３０の移動方向（左右方向）について、搭載作業エリアＡ２（荷役位置）の範囲外となるコンテナ蔵置エリアＡ１の範囲内で待機させた状態とする制御を行っている。
このため、スプレッダ３０とトラック１００のトラクタヘッド１０２との接触事故の発生をより効果的に抑制し、安全性のさらなる向上を図ることが可能となる。

また、制御部４０は、前述した図６の荷役動作制御のステップＳ７の処理によって、トラック１００のシャーシ１０１上にコンテナＣが載置されていないと判定しない限り、スプレッダ３０が保持するコンテナＣのシャーシ１０１上への荷役を行わない制御を実施している。
このため、トラック１００のシャーシ１０１上に載置されているコンテナＣとスプレッダ３０が保持するコンテナＣとの接触事故の発生を効果的に抑制し、安全性の向上を図ることが可能となる。

また、制御部４０は、トラック１００のトラクタヘッド１０２がスプレッダ３０に干渉すると判定した場合に、トラック１００を移動させるための警告処理を実行している。
これにより、トラクタヘッド１０２とスプレッダ３０の接触を回避し、適正な状態で速やかに荷役動作を再開させることが可能となる。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られず、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、第一のレーザスキャナ４１による着光点Ｐが、前後方向について第一のレーザスキャナ４１から離隔するにつれて、レーザ光の入射方向が、鉛直方向に対して大きく傾斜し、反射光が第一のレーザスキャナ４１とは逆側に反射する傾向が顕著になる。これにより、第一のレーザスキャナ４１から遠い着光点Ｐの距離や高さの検出精度が低下する。
従って、図１５に示すように、前後方向について、第一のレーザスキャナ４１を複数設けても良い。
これにより、トラック１００の各所において、第一のレーザスキャナ４１から着光点Ｐまでの距離を短縮し、反射光の逆側の反射を抑制して、着光点Ｐの距離や高さの検出精度を向上させることが可能となる。
なお、図１５では第一のレーザスキャナ４１を二基設ける場合を例示したが、より多くの第一のレーザスキャナ４１を設けてもよい。

また、図１６に示すように、トラック１００のトラクタヘッド１０２の前部１０３の上面には、反射部材としての反射板１０５を設けて、第一のレーザスキャナ４１からのレーザ光の反射性を高めても良い。
さらに、反射板１０５は、再帰反射性を有する反射板を使用しても良い。その場合、図１６の点線矢印に示すように、レーザ光をより効果的に第一のレーザスキャナ４１側に反射させることができ、着光点Ｐの距離や高さの検出精度を向上させることが可能となる。

また、前述した実施形態では、制御部４０が、荷役動作制御において、トラック１００のトラクタヘッド１０２がスプレッダ３０と干渉しないと判定しない限り、スプレッダ３０を搭載作業エリアＡ２の外側で待機させる制御を行う場合を例示したが、スプレッダ３０の待機位置についてはこれに限られない。
例えば、制御部４０が、荷役動作制御において、トラック１００のトラクタヘッド１０２がスプレッダ３０と干渉しないと判定しない限り、スプレッダ３０を搭載作業エリアＡ２の上方（図１４の配置）で待機させる制御を行っても良い。
この場合、トラクタヘッド１０２がスプレッダ３０と干渉しないとの判定が得られ次第、即座に、スプレッダ３０を荷役作業に移行させることができ、荷役作業の迅速化及び作業効率の向上を図ることが可能となる。

また、制御部４０は、例えば、シャーシ１０１にコンテナＣを搭載してないトラック１００に対して、コンテナ蔵置エリアＡ１のコンテナＣを搭載する作業を行う場合には、予め、スプレッダ３０がコンテナＣを保持した状態で待機するように制御しても良い。

また、前述した荷役動作制御では、制御部４０が、トラック１００のトラクタヘッド１０２の前後方向の位置やシャーシ１０１の荷台の前後方向の位置を検出する場合に、これら各位置に生じる高低差を利用して当該各位置を個別に検出する構成を例示しているが、これに限定されない。
例えば、制御部４０が、トラック１００の各部の寸法データを予め記憶しておき、トラック１００の一又は複数の特定箇所を検出すれば、寸法データを参照することで、他の全ての箇所の位置を求められる構成としても良い。

さらに、この場合、制御部４０は、トラック１００の種別ごとに寸法データを記憶し、荷役動作制御の前にトラック１００の種別を識別した上で寸法データを選択することで、各種のトラック１００に対して、複数箇所の位置を求めることができるように構成としても良い。この場合、トラック１００の種別の識別は、トラック１００の表面に記載された文字、記号、その他の表示情報の読み取り、トラック１００からの識別データの通信、トラック１００の撮像画像による外形的特徴からの識別、トラック１００の運転手による識別情報の入力等の各種方法で行うことが可能である。

また、上記実施形態では、搭載作業エリアＡ２側でのスプレッダ３０による荷役作業の動作が操縦者の操作によって実行される構成を例示したが、搭載作業エリアＡ２の動作も、制御部４０の制御により自律的に行われる構成としても良い。

また、上記実施形態では、トラックのトラクタヘッドにキャブを有し、運転手により運転される構成を例示したが、トラックは、遠隔操作や自動運転が行われる構成としても良い。なお、遠隔操縦の場合には、前述した図６の荷役動作制御において、トラックの運転手に対して、スピーカー等の音声出力手段を通じて行われていた移動や待機の指示は、遠隔操作装置への音声又は表示による通知で行うことが好ましい。また、自動運転の場合には、自動運転を行う制御装置に対する動作指令で行うことが好ましい。

また、上記実施形態では、位置検出部として第一のレーザスキャナ４１を例示しているが、これに限らず、トラック１００のトラクタヘッド１０２（前部１０３）の前後方向の位置を検出可能な種々のセンサを使用することが可能である。また、センサに限らず、カメラのような撮像手段によりトラクタヘッド１０２を撮像し、画像処理によってトラクタヘッド１０２の位置を検出しても良い。

また、上記実施形態では、コンテナクレーン装置として門型構造のクレーンを例示したが、スプレッダを水平に搬送し、昇降動作によりコンテナの荷役動作を行う種々のコンテナクレーン装置について、本発明の特徴を適用することが可能である。
例えば、図１７に示すように、フレーム２２Ａの左右両側に向かってガーダ２２１Ａが長く延出されたクレーン本体部２０Ａを備え、ガーダ２２１Ａの一方の延出端部の下方に、コンテナ蔵置エリアＡ１及び搭載作業エリアＡ２が設けられて荷役作業が行われる、いわゆる橋型のコンテナクレーン装置１０Ａ等でも、前述した荷役動作制御を効果的に行うことが可能である。

また、上記実施形態では、コンテナクレーン装置１０は、タイヤを備えた車輪により移動を行う構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１７のコンテナクレーン装置１０Ａのように、タイヤを使用しない車輪２１１Ａによりレール上を移動する構成であっても良い。
さらに、本発明は、車輪を持たず、フレーム本体を地面に固定的に設置したクレーン装置にも適用可能である。

本発明に係るコンテナクレーン装置は、コンテナを水平に搬送し、昇降して荷役作業を行うコンテナクレーン装置について産業上の利用可能性がある。

１０ コンテナクレーン装置
２０ クレーン本体部
２１ 走行装置
２１１ 車輪
２２ フレーム
２２１ ガーダ
２２２ 脚部
２３ トロリー
３０ スプレッダ（荷役部）
４０ 制御部
４１ 第一のレーザスキャナ（位置検出部）
１００ トラック
１０１ シャーシ
１０２ トラクタヘッド
１０３ 前部
１０５ 反射板（反射部材）
Ａ１ コンテナ蔵置エリア
Ａ２ 搭載作業エリア（荷役位置）
Ｍ 移動範囲
Ｐ 着光点
Ｐ１～Ｐ４ 着光点

Claims (8)

1. コンテナをトラックのシャーシに搭載するコンテナクレーン装置において、
   前記コンテナを保持する荷役部と、
   前記荷役部を移動可能に支持するクレーン本体部と、
   前記クレーン本体部の下側で規定の荷役位置に停車したトラックのトラクタヘッドの位置を検出する位置検出部と、
   前記荷役部の荷役動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記位置検出部で検出した前記トラックのトラクタヘッドが、鉛直方向から見て、前記荷役部の移動範囲に重なる位置であるか否かを判定し、
   前記トラックのトラクタヘッドが、前記荷役部の移動範囲に重なる位置ではないと判定しない限り、前記トラックに対する前記荷役部の荷役動作を行わず、
   前記トラックの前記シャーシ上に前記コンテナが載置されていないと判定しない限り、前記荷役部が保持する前記コンテナの前記シャーシ上への荷役を行わないコンテナクレーン装置。
2. 前記制御部は、
   前記トラックのトラクタヘッドが、前記荷役部の移動範囲に重なる位置ではないと判定しない限り、
   前記荷役部を、当該荷役部の移動方向について、前記荷役位置の範囲外で待機させた状態とする請求項１に記載のコンテナクレーン装置。
3. 前記制御部は、
   前記トラックのトラクタヘッドが、前記荷役部の移動範囲に重なる位置ではないと判定しない限り、
   前記荷役部を、前記荷役位置の上方で待機させた状態とする請求項１に記載のコンテナクレーン装置。
4. 前記位置検出部はレーザセンサであり、当該レーザセンサが前記荷役位置に出入りする前記トラックの進行方向に沿って複数個設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のコンテナクレーン装置。
5. 前記制御部は、
   前記位置検出部で検出した前記トラックのトラクタヘッドが、鉛直方向から見て、前記荷役部の移動範囲に重なる位置であると判定した場合に、
   前記トラックを移動させるための警告処理を実行する請求項１から４のいずれか一項に記載のコンテナクレーン装置。
6. 前記位置検出部はレーザセンサであり、
   当該レーザセンサは、前記トラックのトラクタヘッド上面に設けられた反射部材から反射したレーザを検知する請求項１から５のいずれか一項に記載のコンテナクレーン装置。
7. コンテナをトラックのシャーシに搭載するコンテナクレーン装置の制御方法において、
   前記コンテナクレーン装置は、前記コンテナを保持する荷役部と、前記荷役部を移動可能に支持するクレーン本体部と、前記クレーン本体部の下側で規定の荷役位置に停車したトラックのトラクタヘッドの位置を検出する位置検出部と、前記荷役部の荷役動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記位置検出部で検出した前記トラックのトラクタヘッドが、鉛直方向から見て、前記荷役部の移動範囲に重なる位置であるか否かを判定し、
   前記トラックのトラクタヘッドが、前記荷役部の移動範囲に重なる位置ではないと判定しない限り、前記トラックに対する前記荷役部の荷役動作を行わず、
   前記トラックの前記シャーシ上に前記コンテナが載置されていないと判定しない限り、前記荷役部が保持する前記コンテナの前記シャーシ上への荷役を行わないコンテナクレーン装置の制御方法。
8. 前記位置検出部はレーザセンサであり、
   前記トラックのトラクタヘッド上面に反射部材を設け、
   前記レーザセンサは、前記トラクタヘッド上面の反射部材から反射したレーザを検知する請求項７に記載のコンテナクレーン装置の制御方法。

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