KR100388887B1 - 컨테이너용트럭의위치제어방법및그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항만부두 등에서 크레인을 이용하여 트럭에 탑재된 컨테이너를 선박에 선적하거나, 선박에 선적된 컨테이너를 트럭으로 하역시 트럭이 정확한 위치에 정지할 수 있도록 하여주는 트럭의 위치제어방법 및 그 장치에 관한 것이다. 종래에는 트럭의 위치를 작업자의 수신호에 의해 조정하였다. 종래에는 작업능률을 저하시키고, 인명사고의 위험이 있었다. 본 발명의 방법 및 장치는 트럭 섀시의 끝단 또는 컨테이너의 끝단과 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 측정하여 트럭의 위치를 제어한다. 본 발명은 컨테이너의 선적, 하역작업시 트럭의 위치를 제어하는데 이용된다.

Description

컨테이너용 트럭의 위치제어방법 및 그 장치

본 발명은 항만부두 등에서 크레인을 이용하여 트럭에 탑재된 컨테이너를 선박에 선적하거나, 선박에 선적된 컨테이너를 트럭에 하역시 트럭이 정확한 위치에 정지할 수 있도록 하여주는 트럭의 위치제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 컨테이너의 선적 및 하역작업은 크레인에 의해 이루어진다. 컨테이너의 선적작업은 다음과 같은 과정으로 이루어진다. 즉, 컨테이너를 실은 트럭이 크레인 스프레더의 동작영역안으로 진입하여 일정위치에 정지하고 있으면 크레인의 스프레더가 트럭위쪽으로 접근한다. 그런다음 작업자의 수신호에 의해 크레인이 크레인의 갠트리방향으로 미세이동하거나, 트럭이 미세이동하면서 위치를 조정한다. 위치조정이 끝나면 스프레더가 서서히 하강하여 컨테이너를 클램핑하고, 호이스트에 의해 권상된다. 스프레더가 일정위치까지 권상된후 트롤리가 선박쪽으로 이동하여 컨테이너를 선적한다. 컨테이너의 하역작업은 선적작업이 역순으로 이루어지는데, 이때에도 선적작업에서와 마찬가지로 스프레더와 트럭의 위치는 작업자의 수신호에 의해 조정된다.

이러한 작업과정으로 인해 해상쪽에 비해 육지쪽에서는 자동화가 제대로 이루어지지 않고 있어, 컨테이너의 선적, 하역작업의 능률이 떨어지고 경우에 따라서는 인명사고가 발생된다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 트럭이 정확한 위치에 용이하게 정지할 수 있도록 하므로써 컨테이너의 선적 및 하역효율을 높이고, 인명사고발생의 위험도 줄일 수 있는 트럭의 위치제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 장치를 제공하는데 있다.

이와같은 본 발명의 목적은 트럭의 섀시상에 탑재된 컨테이너를 크레인의 스프레더가 정확하게 클램핑할 수 있게 하거나 상기 트럭의 섀시상에 상기 스프레더에 클램핑되어 있는 컨테이너를 정확하게 로딩할 수 있게하기 위한 상기 트럭의 위치제어방법에 있어서, 상기 스프레더의 동작영역안으로 상기 트럭을 서서히 진입시키는 트럭진입단계, 상기 트럭 섀시의 끝단 또는 상기 섀시에 탑재된 컨테이너의 끝단에서부터 상기 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 연속적으로 측정하는 거리측정단계, 상기 컨테이너의 종류를 판별하는 판별단계, 상기 측정되는 거리값과 상기 판별된 컨테이너 길이의 반값을 연속적으로 비교하는 비교단계 및 상기 측정되는 거리값이 상기 판별된 컨테이너 길이의 반값과 같아지면 상기 트럭을 정지시키는 트럭정지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어방법에 의해 달성 가능하다.

본 발명의 다른 목적은 트럭의 섀시상에 탑재된 컨테이너를 크레인의 스프레더가 정확하게 클램핑할 수 있게 하거나 상기 트럭의 섀시상에 상기 스프레더에 클램핑되어 있는 컨테이너를 정확한 위치에 탑재할 수 있게하기 위한 상기 트럭의 위치제어장치에 있어서, 상기 트럭 섀시의 끝단 또는 상기 섀시에 탑재된 컨테이너의 끝단에서부터 상기 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 연속적으로 측정하기 위한 거리측정기, 상기 컨테이너의 종류를 판별하기 위한 컨테이너판별기, 상기 측정되는 거리값과 상기 판별된 컨테이너 길이의 반값을 비교하기 위한 비교기, 상기 트럭의 운전자에게 필요한 신호를 보내기 위한 신호발생기 및 상기 비교기에서의 비교결과에 따라 상기 신호발생기에 필요한 신호를 발생하게 하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어장치에 의해 달성 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

제 1도는 크레인을 이용한 컨테이너의 선적 및 하역과정을 설명하기 위한 도면이다. 제 1도 부두(10)의 바다에는 선박(12)이 정박하고 있다. 이 선박(12)에는 컨테이너(14)들이 선적되어 있다. 부두(10)에는 레일(16)이 깔려있다. 이 레일(16) 상에는 크레인(20)이 설치되어 있다. 크래인(20)은 횡행 가능한 트롤리(trolley)(22), 컨테이너(14)를 클램핑할 수 있는 스프레더(spreader)(24)를 구비하고 있다. 스프레더(24)는 권상로프(26)에 매달려 있으며, 트롤리(22)에 의해 수평이동 가능하고 동시에 호이스트(hoist)(미도시)에 의해 권상 및 권하 가능하다.

크레인의 다리에는 실-빔(sill-beam)(28) 및 레그 타이-빔(leg tie-beam)(29)이 있다. 트럭(30)은 이 실-빔(28) 및 레그 타이-빔(29) 아래쪽의 일정위치에 정지하고, 스프레더(24)가 트럭(30)위쪽으로 이동하여 컨테이너(14)를 클램핑하거나 탑재하게 된다.

제 2도는 본 발명에 따른 트럭의 위치제어장치의 구성을 나타낸 블럭도이다. 제 2도에 도시된 바와같이 본 발명에 따른 트럭의 위치제어장치는 적외선감지센서(40), 2차원영상인식센서(42) 및 컨테이너판별기(44)를 구비하고 있다. 적외선감지센서(40)는 트럭이 진입되는 것을 감지하기 위한 것이고, 2차원영상인식센서(42)는 트럭 섀시의 끝단 또는 섀시에 탑재된 컨테이너의 끝단에서부터 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 연속적으로 측정하기 위한 것으로 일종의 거리측정기이며, 일정경우 컨테이너판별기(44)의 역할을 하기도 한다. 컨테이너판별기(44)는 트럭에 탑재된 컨테이너 또는 트럭에 탑재할 컨테이너의 종류를 판별하므로써 컨테이너의 길이를 알기 위한 것이다. 컨테이너판별기술은 이미 상용화되어 있다. 2차원영상인식센서(42)와 컨테이너판별기(44)에는 비교기(46)가 연결되어 있다. 이 비교기(46)는 2차원영상인식센서(42)에서 연속적으로 측정되는 트럭 섀시 또는 컨테이너의 끝단에서 스프레더의 좌우중심까지의 거리값과 컨테이너판별기(46)에서 판별된 컨테이너의 길이의 반값을 연속적으 비교하기 위한 것이다. 이러한 비교기(46)와 적외선 감지센서(40)에는 제어기(48)가 연결되어 있고, 이 제어기(48)에는 정위치지시장치(49)가 연결되어 있다. 이 제어기(48)는 적외선감지센서(40) 및 비교기(46)에서의 비교결과에 따라 정위치지시장치(49)에 필요한 문자정보를 표시하도록 하기 위한 것이다. 물론, 이 제어기(48)로는 크레인의 제어시스템을 이용하는 것이 좋다. 여기서, 적외선감지센서(40)는 반드시 필요한 것은아니며, 정위치지시장치(49)는 여타의 신호발생장치를 사용할 수도 있다.

제 2도 장치에서 스프레더의 작업영역으로 트럭이 진입되면 적외선감지센서(40)는 트럭의 진입을 감지하여 제어기(48)로 인가한다. 그러면, 제어기(48)는 정위치지시장치(49)에 서서히 진입하라는 문자정보를 출력하도록 한다. 트럭운전자는 이 문자정보에 따라 트럭을 서서히 진입시킨다. 이와동시에 2차원영상인식센서(42)는 선적작업시에는 트럭 섀시에 실려 있는 컨테이너의 끝단에서부터 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 측정하고, 하역작업시에는 트럭 섀시의 끝단에서부터 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 연속적으로 측정하여 비교기(46)로 인가한다. 이 거리는 트럭의 진입에 따라 스프레더의 좌우중심선을 지난 앞쪽끝단과의 거리는 서서히 증가되고, 뒤쪽끝단과의 거리는 서서히 감소된다. 물론, 어느 한쪽 끝단과의 거리만을 측정하면 되지만 앞쪽끝단과의 거리를 측정하는 것이 좋다.

한편, 컨테이너판별기(44)는 트럭에 탑재된 컨테이너 또는 탑재할 컨테이너의 종류를 판별하여 비교기(46)로 인가한다.

비교기(46)는 컨테이너판별기(44)에서 판별된 컨테이너의 길이의 반값과 2차원영상인식센서(40)에서 측정된 거리값을 비교하여 제어기(48)로 출력한다.

제어기(48)는 비교기(46)에서의 출력값에 따라 정위치지시장치(49)에 필요한 문자정보를 표시하도록 한다. 즉, 2차원영상인식센서(42)에서 앞쪽끝단과 스프레더의 좌우중심선까지의 측정된 거리값이 작으면 그 차이값만큼 더 진입하라는 표시를 출력하도록 하고, 반대로 측정된 거리값이 더 크면 그 차이값만큼 후진하라는 표시를 출력하도록 한다. 비교값이 동일하면 정지신호를 출력하게 한다.

제 3도는 2차원영상인식센서 및 적외선감지센서가 설치된 크레인의 다리를 나타낸 도면이다. 제 3도에는 레일(16) 및 바퀴(21)를 구비하여 레일(16)을 따라 주행하는 크레인의 다리(25)가 도시되어 있다. 이 다리(25)의 중앙부 부근에는 제 2도에서 설명한 2차원영상인식센서(42)가 부착되어 있다. 이 2차원영상인식센서(42)의 좌우 양쪽에는 적외선감지센서(40)가 각각 부착되어 있다. 이 적외선감지센서(40)는 트럭의 진입을 감지하기 위한 것이다. 이를 2개 설치한 것은 통상 컨테이너의 선적작업시와 하역작업시의 트럭의 진입방향이 서로 다르기 때문이다.

제 4도는 2차원영상인식센서를 이용한 거리측정 개념을 설명하기 위한 도면이다. 제 4도에 나타낸 바와같이 2차원영상인식센서(42)는 크레인의 다리(25)에 설치되어 있으며, 스프레더(24)의 좌우중심선(27)과 일치되는 곳에 설치되어 있다. 이 스프레더(24)의 좌우중심선(27)은 2차원영상인식센서(42)의 인식중심기준선이 된다. 이 좌우중심선(27)을 기준으로 트럭의 섀시 끝단 또는 컨테이너의 끝단과의 거리를 측정하면 된다. 이 거리측정은 컨테이너 또는 트럭섀시와의 미리 정해진 거리와 2차원영상인식센서(42)에서 인식되는 측정대상물의 끝단의 위치를 이용하여 구할 수 있다. 이러한 2차원영상인식센서(42)의 앞,뒤쪽에는 각각 1개씩의 적외선감지센서(40)가 설치되어 있다. 이 적외선감지센서(40)는 트럭의 진입을 감지하기 위한 것이다. 이를 2개 설치하는 것은 선적작업시와 하역작업시 트럭의 진입방향이 서로 바뀌기 때문이다.

제 5도는 컨테이너를 운반하는 트럭을 나타낸 도면이다. 제 5도에 나타낸 바와같이 트럭(30)은 섀시(32)를 구비하고 있다. 이 섀시(32) 상에는 컨테이너(14)가 탑재되어 있다. 선적작업시 제 4도 2차원영상인식센서(42)는 컨테이너(14)이 끝단과의 거리를 측정하고, 하역작업시에는 섀시(32)의 끝단과의 거리를 측정한다. 트럭(30)의 진입은 제 4도 적외선감지센서(40)가 감지한다.

제 6도는 정위치지시장치의 일예를 나타낸 도면이다. 이 정위치지시장치(49)는 제어기에 의해 필요한 문자정보를 표시한다. 즉, 필요에 따라 진입하라는 표시, 후진하라는 표시, 정지표시가 출력된다. 트럭의 운전자는 이 정위치지시장치(49)의 상태에 따라 트럭을 운전하면 된다.

제 7도는 본 발명의 장치가 크레인의 제어시스템에 결합된 일예를 나타낸 도면이다. 제 7도에 나타낸 바와같이 크레인의 제어시스템은 크게 전기실(50), 원격입출력부(60) 및 운전실(70)로 구분되고, 적외선감지센서(40) 및 2차원영상인식센서(42)는 운전실(70)과 연결되어 있다.

전기실(50)은 컴퓨터(51), 프린터(52), 호이스트와 갠트리를 동작시키기 위한 제 1드라이브(53), 트롤리와 붐 등을 동작시키기 위한 제 2드라이브(54), PLC 메인 랙(55), 서브 랙(sub rack)(56) 등으로 구성되어 있다.

원격입출력부(60)는 해상쪽 관련데이타를 입출력하기 위한 제 1입출력부(61), 육상쪽 관련데이타를 입출력하기 위한 제 2입출력부(62)를 구비하고 있다.

운전실(70)은 로칼 스테이션(local station)(71), 서브랙(72), 프로세싱 유닛(processing unit)(73)로 구성되어 있고, 적외선감지센서(40) 및 카메라로 구성된 2차원영상인식센서(42)는 프로세싱 유닛(73)에 연결되어 있다. 이러한 프로세싱 유닛(73)에는 제 6도에 나타낸 바와같은 정위치지시장치(49)가 결합되어 있다.

제 8도는 컨테이너 하역작업과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 먼저, 트럭이 서서히 진입한다(단계 101). 이에 따라 적외선감지센서가 트럭의 진입을 감지하여 제어기로 신호를 보낸다(단계 102). 제어기는 정위치지시장치에 서서히 진입하라는 표시를 하고, 스프레더에 클램핑되어 있는 컨테이너의 크기를 판단하여 비교기로 출력한다(단계 103). 2차원영상인식센서는 트럭 섀시의 진입단과 스프레더의 좌우중심선까지의 거리(X)를 계속 측정하여 비교기로 출력한다(단계 104). 이에 따라 비교기는 측정값을 컨테이너의 길이의 반값(Xi, 여기서 i = 1, 2, 3 ...)과 비교한다(단계 105). 제어기는 측정값이 작으면 정위치지시장치에 전진하라는 표시를, 컨테이너 길이의 반값이 작으면 후진하라는 표시를 출력하도록 한다(단계 106). 측정값과 컨테이너 길이의 반값이 동일하면 제어기는 정위치지시장치 정지신호를 출력하도록 한다(단계 107). 그런다음 트럭의 섀시에 컨테이너를 적재한후 트럭을 이동시킨다(단계 108).

제 9도는 컨테이너를 선박에 선적시의 작업과정을 설명하기 위한 흐름도 이다. 먼저, 트럭을 진입시킨다(단계 201). 이에 따라 적외선감지센서는 트럭의 진입을 감지하여 제어기로 신호를 보낸다(단계 202). 제어기는 정위치지시장치가 시서히 진입하라는 표시를 하도록 하고, 2차원영상인식센서는 트럭의 섀시에 탑재되어 있는 컨테이너의 크기를 판단하여 비교기로 출력한다(단계 203). 2차원영상인식센서는 컨테이너의 끝단과 스프레더의 좌우중심선까지의 거리(X)를 계속 측정하여 비교기로 출력한다(단계 204). 이에 따라 비교기는 측정값을 컨테이너의 길이의 반값(Xi, 여기서 i = 1, 2, 3 ...)과 비교한다(단계 205). 제어기는 측정값이 작으면 정위치지시장치에 전진하라는 표시를, 컨테이너 길이의 반값이 작으면 후진하라는 표시를 출력하도록 한다(단계 206). 측정값과 컨테이너 길이의 반값이 동일하면 제어기는 정위치지시장치 정지신호를 출력하도록 한다(단계 207). 그런다음 트럭의 섀시에 탑재되어 이는 컨테이너를 스프레더가 클램핑한 후, 트럭을 이동시킨다(단계 208).

이상, 제 1도 내지 제 9도를 통하여 설명한 바와같은 본 발명에 따른 트럭의 위치제어방법 또는 그 장치를 사용하면 신속하게 컨테이너의 선적 및 하역작업을 수행할 수 있고, 인명사고의 위험도 줄어든다.

제 1도는 크레인을 이용한 컨테이너의 선적 및 하역과정을 설명하기 위한 도면,

제 2도는 본 발명에 따른 트럭의 위치제어장치의 구성을 나타낸 블럭도,

제 3도는 2차원영상인식센서 및 적외선감지센서가 설치된 크레인의 다리를 나타낸 도면,

제 4도는 2차원영상인식센서를 이용한 거리측정 개념을 설명하기 위한 도면,

제 5도는 컨테이너를 운반하는 트럭을 나타낸 도면,

제 6도는 정위치지시장치의 일예를 나타낸 도면,

제 7도는 본 발명의 장치가 크레인의 제어시스템에 결합된 일예를 나타낸 도면,

제 8도는 컨테이너 하역작업과정을 설명하기 위한 흐름도,

제 9도는 컨테이너를 선박에 선적시의 작업과정을 설명하기 위한 흐름도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

14 : 컨테이너 24 : 스프레더

30 : 트럭 12 : 섀시

40 : 적외선감지센서 42 : 2차원영상인식센서

44 : 컨테이너판별기 46 : 비교기

48 : 제어기 49 : 정위치지시장치

Claims (7)

1. 트럭의 섀시상에 탑재된 컨테이너를 크레인의 스프레더가 정확하게 클램핑할 수 있게 하거나 상기 트럭의 섀시상에 상기 스프레더에 클램핑되어 있는 컨테이너를 정확하게 로딩할 수 있게 하기 위한 상기 트럭의 위치제어방법에 있어서,

   상기 스프레더의 동작영역안으로 상기 트럭을 서서히 진입시키는 트럭진입단계;

   상기 트럭 섀시의 끝단 또는 상기 섀시에 탑재된 컨테이너의 끝단에서부터 상기 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 연속적으로 측정하는 거리측정단계;

   상기 컨테이너의 종류를 판별하는 판별단계;

   상기 측정되는 거리값과 상기 판별된 컨테이너 길이의 반값을 연속적으로 비교하는 비교단계; 및

   상기 측정되는 거리값이 상기 판별된 컨테이너 길이의 반값과 같아지면 상기 트럭을 정지시키는 트럭정지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 트럭의 진입을 감지하는 진입감지단계를 더포함하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 트럭정지단계는 상기 트럭의 운전자가 정지위치를 인식할 수 있도록 하기 위한 소정의 정지신호를 발생하는 정지신호발생단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어방법.
4. 트럭의 섀시상에 탑재된 컨테이너를 크레인의 스프레더가 정확하게 클램핑할 수 있게 하거나 상기 트럭의 섀시상에 상기 스프레더의 클램핑되어 있는 컨테이너를 정확한 위치에 탑재할 수 있게 하기 위한 상기 트럭의 위치제어장치에 있어서,

   상기 트럭 섀시의 끝단 또는 상기 섀시에 탑재된 컨테이너의 끝단에서부터 상기 스프레더의 좌우중심선까지의 거리를 연속적으로 측정하기 위한 거리측정기;

   상기 컨테이너의 종류를 판별하기 위한 컨테이너판별기;

   상기 측정되는 거리값과 상기 판별된 컨테이너 길이의 반값을 비교하기 위한 비교기;

   상기 트럭의 운전자에게 필요한 신호를 보내기 위한 신호발생기; 및

   상기 비교기에서의 비교결과에 따라 상기 신호 발생기에 필요한 신호를 발생하게 하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 크레인의 다리에 설치되고 트럭의 진입을 감지하기 위한 적외선감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 거리측정기는 2차원영상인식센서인 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어장치.
7. 제 4항에 있어서, 상기 신호발생기는 필요한 문자신호를 출력할 수 있는 영상표시기를 구비하는 것을 특징으로 하는 트럭의 위치제어장치.