KR101011953B1 - 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템, 방법 및 그방법을 기록한 기록 매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템, 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.

본 발명은 스캐너를 사용하여 주변 물체의 위치에 따른 상대 위치로 컨테이너 이송 차량의 위치를 확인하는 시스템이다. 컨테이너 이송 차량이 컨테이너의 하역을 위해 크레인 밑으로 들어간 경우, 이송 차량의 외부에 부착된 스캐너를 통해 크레인의 레그 위치를 파악할 수 있다. 각각의 레그로부터 떨어진 거리를 분석하여 크레인에 대한 차량의 상대적인 위치를 판단할 수 있다.

이와 같이 탐지된 크레인의 위치에 대한 이송 차량의 상대적인 위치에 따라 이송차량은 하역작업의 차선(LANE) 선택과 하역작업을 위한 정차 위치로의 이동을 하게 된다.

이러한 자가 위치 확인 시스템은 이송 차량이 크레인 아래에 위치하여 GPS 신호를 수신받지 못하는 경우에도 크레인의 구조물에 대한 상대적인 위치를 스스로 탐지하여 정차 위치를 판단할 수 있는 장점이 있다.

컨테이너, 하역, 이송, 정차 위치, 스캐너

Description

컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템, 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체 {Self Position processing system of the container transfer vehicles, Method thereof and Recording Device having that method}

본 발명은 컨테이너 이송 차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨테이너 이송 차량의 위치를 확인하여 원하는 목표 위치로 가도록 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템, 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체에 관한 것이다.

일반적으로, 크레인이 컨테이너를 하역하기 위해, 이송차량은 크레인의 스프레다 위치에 맞도록 정차되어야 한다.

기존에는 신호수가 직접 차량의 위치를 확인하고 정차 위치를 알려 주었다.. 또는 운전자가 차량의 위치에 따라 변하는 신호등을 보고 차량의 정차 위치를 확인하여 목표 위치에 정차하였다.

최근 컨테이너 터미날은 효율성 및 생산성 향상을 위해 무인 자동화가 진행되어 가는 추세이다. 이러한 무인 자동화가 도입됨에 따라 컨테이너 이송 차량에도 무인 주행 시스템이 사용되면서, 신호수 또는 신호등을 보고 차량을 제어하는 운전자가 없게 되어 기존의 방식은 사용이 불가능하게 되었다.

이에 따라 무인 주행 차량이 크레인의 하역 위치에 정확하게 정차할 수 있도록 차량이 자신의 위치를 확인하고 제어할 수 있는 방법이 필요하게 되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 무인 컨테이너 이송차량이 크레인의 하역 위치에 정확하게 정차 할 수 있도록 크레인에 대한 차량의 상대 위치를 계산하여 확인하는, 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템, 방법 및 그 방법을 기록한 기록 매체를 제공하는 것이다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템은

컨테이너 이송차량이 크레인으로부터 컨테이너를 하역 받을 수 있도록 지정된 정차 위치에 정차하도록 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템으로서,

소정 방향의 사물을 감지하는 스캐너;

컨테이너를 하역할 정차 위치를 저장하는 정차위치 저장부;

컨테이너 레그 구조물의 위치를 저장하는 컨테이너 레그 구조물 위치 저장부;

상기 스캐너에 감지된 크레인 레그 구조물과의 거리를 계산하여 이송차량의 현재 위치를 계산하고, 계산된 이송 차량의 위치와 상기 정차 위치와 비교하여 위치 보정 거리를 산출 하는 데이터 분석부;

상기 데이터 분석부에서 산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 차량이동 제어부를 포함한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법은,

컨테이너 이송차량이 크레인으로부터 컨테이너를 하역 받을 수 있도록 지정된 정차 위치에 정차하도록 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법으로서,

이송차량의 정차해야할 목표인 정차 위치 및 크레인 레그 구조물의 위치를 저장하는 단계;

이송차량의 외부에 부착된 스캐너를 통해 크레인 레그 구조물을 스캔하는 단계;

상기 크레인 레그 구조물과의 거리를 계산하고, 상기 크레인 레그 구조물의 위치를 이용하여 현재 이송차량의 위치를 계산하는 단계;

계산된 이송차량의 위치와 상기 정차위치를 비교하여 이송차량이 정차위치까지 가기 위해 이동해야할 위치 보정 거리를 산출 하는 단계;

산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 단계를 포함한다.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법을 기록한 기록매체는,

컨테이너 이송차량이 크레인으로부터 컨테이너를 하역 받을 수 있도록 지정 된 정차 위치에 정차하도록 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서,

이송차량의 정차해야할 목표인 정차 위치 및 크레인 레그 구조물의 위치를 저장하는 기능;

이송차량의 외부에 부착된 스캐너를 통해 크레인 레그 구조물을 스캔하는 기능;

상기 크레인 레그 구조물과의 거리를 계산하고, 상기 크레인 레그 구조물의 위치를 이용하여 현재 이송차량의 위치를 계산하는 기능;

계산된 이송차량의 위치와 상기 정차위치를 비교하여 이송차량이 정차위치까지 가기 위해 이동해야할 위치 보정 거리를 산출 하는 기능;

산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 기능이 구현된 프로그램을 저장한다.

본 발명의 실시예에서는 컨테이너 이송차량 스스로 크레인과의 하역 위치를 탐지하여 올바른 정차 위치에서의 하역 작업을 진행할 수 있는 장점이 있다. 특히, 컨테이너 이송 차량이 컨테이너의 하역을 위해 크레인 밑으로 들어간 경우, 이송 차량의 외부에 부착된 스캐너를 통해 크레인의 레그 위치를 파악하여 적어도 하나의 레그로부터 떨어진 거리를 분석하여 크레인에 대한 차량의 상대적인 위치를 판단할 수 있다. 또한, 이송 차량이 크레인 아래에 위치하여 GPS 신호를 수신받지 못하는 경우에도 크레인의 구조물에 대한 상대적인 위치를 스스로 탐지하여 정차 위치를 판단할 수 있는 장점이 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

크레인은 작업하는 선박의 선석에 따라 또는 야드의 작업 구역에 따라 위치를 옮겨 다니며 하역작업을 수행한다. 이러한 크레인과의 하역작업을 연계하기 위해 이송 차량은 크레인이 하역하는 위치에 정차할 수 있어야 한다.

크레인은 도 1과 같이 지정된 위치에서, 하역작업을 진행한다. 크레인의 위치는 크레인 레그(LEG) 구조물의 위치와 동일하게 간주될 수 있으며, 이송 차량이 크레인의 하역위치 즉, 이송차량의 정차위치에 정차하면, 크레인은 하역을 할 수 있게 된다. 이송 차량이 크레인이 작업중인 선석 또는 야드 구역에 도달하면 크레인의 레그 구조물을 확인하여 지정된 하역위치 즉, 정차위치를 찾아가도록 한다. 지정된 정자위치에서 바라본 크레인의 레그 구조물 형태 및 거리는 일정하게 측정되므로, 역으로 이송 차량을 크레인의 레그 구조물에서 일정 거리를 유지하여 정차하도록 하면 지정된 정차위치에 정차할 수 있다. 즉, 이송 차량에서 바라본 크레인의 위치를 지정된 정차 위치에서 바라본 크레인의 위치와 동일하도록 이송 차량의 위치를 제어하면 지정된 정차 위치에 정차할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템은, 하역차량의 외부에 부착된 적어도 하나의 스캐너(101);

컨테이너를 하역할 정차 위치를 저장하는 정차위치 저장부(103);

컨테이너 레그 구조물의 위치를 저장하는 컨테이너 레그 구조물 위치 저장부(107);

상기 스캐너로부터 데이터를 입력받아 현재 위치를 분석하는 데이터 분석부(102);

현재 위치가 정차 위치에 도달하기 위한 위치 보정 거리를 저장하는 위치 보정 거리 저장부(104);

상기 위치 보정 거리 저장부(104)에 저장되어 있거나 상기 데이터 분석부(102)에서 산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템(106)에 전송하는 차량이동 제어부(105)를 포함한다.

스캐너(101)는 이송 차량의 주변을 탐지할 수 있도록 차량의 외부에 부착된 다. 적어도 하나의 스캐너가 필요하며, 좌우에 하나씩 부착되어 각각 좌측 180도, 우측 180도의 탐지 범위를 갖게 되며, 정확한 분석을 위해 전방과 후방에도 스캐너를 추가로 구비될 수 있다.

상기 스캐너(101)를 통해 차량 주변의 사물을 인식하게 되며, 데이터 분석부(102)가 크레인 레그 구조물의 형상을 구분해 낸다. 크레인 레그 구조물(210, 220)의 형상이 탐지되면 크레인 레그 구조물(210, 220)의 위치 정보로부터 현재 이송 차량의 위치를 분석한다. 이때, 도 1에서는 두개의 크레인 레그 구조물(210, 220)에 모두 스캔되는 구조이지만 필요에 따라서는 하나의 레그 구조물만을 스캔하여 이송 차량의 위치를 분석하게 된다.

그리고, 데이터 분석부(102)는 분석된 이송 차량의 현재 상태로부터 정차 위치에 도달하기 위해 어느 방향으로 얼마만큼의 거리를 가야하는지를 계산하여 위치 보정되어야 할 거리 및 방향을 산출한다.

산출된 위치 보정 거리는 차량 이동 제어부(150)로 보내지고, 차량 이동 제어부(105)는 이송 차량이 바라보는 크레인의 위치가 정차 위치에서의 크레인 위치와 동일하도록 이송 차량이 이동하도록 주행 제어 신호를 주행 제어 시스템(106)으로 전송한다.

주행 제어 시스템(106)은 4륜 조향이 가능한 차량의 주행 제어를 담당하며, 주행제어 시스템(106)의 제어에 따라 이송 차량은 좌회전, 우회전, 좌회전 평행 주행, 우회전 평행주행, 전진, 후진 등이 가능하다.

이러한 구성을 가진 컨테이너 이송 차량이 자가 위치 확인 시스템을 이용하 여 크레인을 향해 주행하여 정차 위치에 도달하기까지의 과정을 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 이송차량의 자가 위치 확인 방법의 동작 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 적어도 하나의 스캐너(101)가 주위의 사물을 스캔하여 데이터 분석부(102)로 스캔 데이터를 전달한다(S301).

그러면, 데이터 분석부(102)는 스캔 데이터를 분석하여 크레인을 탐지한다(S302).

그리고 나서, 데이터 분석부(102)는 컨테이너 레그 구조물 위치 저장부(107)의 컨테이너 레그 구조물 위치를 참조하여 스캔 데이터를 이용하여 크레인과 현재 이송차량과의 거리 및 각도를 계산하고, 이로부터 자신의 위치를 계산한다(S303).

한편, 산출된 각도로부터 차량 이동 제어부(150)는 이송 차량과 컨테이너 레그 구조물의 각도가 서로 평행인지 판단한다(S304).

평행이 아니면, 차량 이동 제어부(150)는 데이터 분석부(102)를 통해 평행이 되도록 이동해야할 각도 및 거리를 계산하도록 하고(S305), 계산된 값에 대응하여 좌회전 또는 우회전을 하도록 주행제어신호를 출력한다(S306). 그러면, 주행제어 시스템(106)의 제어에 의해 이송차량이 좌회전 또는 우회전을 하여 컨테이너 레그 구조물과 평행이 된다.

또한, 데이터 분석부(102)는 자신의 위치와 정차 위치 저장부(103)에 저장된 목표 정차위치까지 가기 위해 이동 해야할 보정 거리 및 방향에 대해 연산한다(S307).

산출된 위치 보정 거리와 방향에 관한 데이터를 참조하여 차량 이동 제어부(150)는 이송 차량이 바라보는 크레인의 위치가 정차 위치에서의 크레인 위치와 동일하도록 즉, 이송 차량이 정차위치까지 이동하도록 주행 제어 신호를 출력하게 된다.

이를 위해, 차량 이동 제어부(105)는 이송 차량의 현재 상태가 주행중인 차선(Lane)이 올바른 차선인지 확인한다. 즉, 정차위치에 가기 위해 올바른 방향으로 가고 있는지 판단한다(S308).

차선이 올바르지 않으면 차량 이동 제어부(105)는 평행주행해야할 방향을 판단하여(S309), 주행 제어 시스템(106)에 좌회전 또는 우회전 평행 주행을 하여 올바른 차선으로 차선 변경이 되도록 제어 신호를 보낸다(S310, S311).

그러면, 주행제어 시스템(106)의 제어에 의해 이송차량이 차선 변경을 하게 된다.

한편, 올바른 차선일 경우, 차량 이동 제어부(105)는 이송 차량의 현재 상태가 정차위치와 비교하여 보정거리가 있는지 판단한다. 즉, 정차위치에 가기 위해 이동해야할 거리가 있는지 판단한다(S312).

보정 거리가 있다면, 차량 이동 제어부(105)는 전진을 해야할 지 후진을 해야할지를 판단하여(S313), 주행 제어 시스템(106)에 전진 또는 후진 주행을 하여 올바른 정치위치로 이동하도록 제어 신호를 보낸다(S314, S315).

한편, 이러한 과정에 의해 보정거리가 없다면, 차량 이동 제어부(105)는 정차를 하도록 주행 제어 신호를 보낸다(S316).

그러면, 주행제어 시스템(106)의 제어에 의해 이송차량이 정지된다.

상기 과정에 의해 이송 차량은 목표가 되는 정차위치에 정차를 하게 되며, 이러한 차량의 좌회전, 우회전, 평형주행, 전후진 주행 등의 순서는 바뀔 수 있다.

또한, 상기 차량 이동 과정은 크레인 이송 차량이 목표가 되는 정차 위치에 도달할때까지 반복이 된다.

이러한 본 바렴의 실시예에서는 이송 차량이 크레인 아래에 위치하여 GPS 신호를 수신받지 못하는 경우에도 크레인의 구조물에 대한 상대적인 위치를 스스로 탐지하여 정차 위치를 판단할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경과 수정 실시가 가능함을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 크레인의 하역 위치를 평면도에 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법의 동작 흐름도이다.

Claims (9)

1. 컨테이너 이송차량이 크레인으로부터 컨테이너를 하역 받을 수 있도록 지정된 정차 위치에 정차하도록 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템으로서,

   소정 방향의 사물을 감지하는 스캐너;

   컨테이너를 하역할 정차 위치를 저장하는 정차위치 저장부;

   컨테이너 레그 구조물의 위치를 저장하는 컨테이너 레그 구조물 위치 저장부;

   상기 스캐너에 감지된 크레인 레그 구조물과의 거리를 계산하여 이송차량의 현재 위치를 계산하고, 계산된 이송 차량의 위치와 상기 정차 위치와 비교하여 위치 보정 거리를 산출 하는 데이터 분석부;

   상기 데이터 분석부에서 산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 차량이동 제어부를 포함하며,

   상기 위치 보정거리를 저장하는 위치 보정거리 저장부를 더 포함하며, 상기 데이터 분석부는 상기 위치 보정 거리를 상기 위치 보정거리 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 스캐너는 2개이며, 상기 이송 차량의 좌,우에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스캐너는 4개이며, 상기 이송 차량의 좌,우, 전, 후에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 시스템.
5. 컨테이너 이송차량이 크레인으로부터 컨테이너를 하역 받을 수 있도록 지정된 정차 위치에 정차하도록 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법으로서,

   이송차량의 정차해야할 목표인 정차 위치 및 크레인 레그 구조물의 위치를 저장하는 단계;

   이송차량의 외부에 부착된 스캐너를 통해 크레인 레그 구조물을 스캔하는 단계;

   상기 크레인 레그 구조물과의 거리를 계산하고, 상기 크레인 레그 구조물의 위치를 이용하여 현재 이송차량의 위치를 계산하는 단계;

   계산된 이송차량의 위치와 상기 정차위치를 비교하여 이송차량이 정차위치까지 가기 위해 이동해야할 위치 보정 거리를 산출 하는 단계;

   산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 단계를 포함하고,

   산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 단계는,

   상기 이송 차량과 컨테이너 레그 구조물의 각도가 서로 평행인지 판단하는 단계;

   평행이 아니면, 평행이 되도록 이송 차량이 이동해야할 각도 및 거리를 계산하여 좌회전 또는 우회전을 하도록 주행제어신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,

   산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 단계는,

   상기 이송 차량이 주행중인 차선(Lane)이 상기 정차 위치의 차선과 같은지 판단하는 단계;

   차선이 올바르지 않으면 좌회전 평행주행 또는 우회전 평행주행을 하여 차선을 변경하도록 주행제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법.
8. 제7항에 있어서,

   산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 단계는,

   상기 이송 차량의 현재 상태가 정차위치와 비교하여 보정거리가 있는지 판단하는 단계;

   보정 거리가 있다면, 전진 또는 후진을 하여 상기 정치 위치로 이동하도록 주행제어 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법.
9. 컨테이너 이송차량이 크레인으로부터 컨테이너를 하역 받을 수 있도록 지정된 정차 위치에 정차하도록 하는 컨테이너 이송 차량의 자가 위치 확인 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서,

   이송차량의 정차해야할 목표인 정차 위치 및 크레인 레그 구조물의 위치를 저장하는 기능;

   이송차량의 외부에 부착된 스캐너를 통해 크레인 레그 구조물을 스캔하는 기능;

   상기 크레인 레그 구조물과의 거리를 계산하고, 상기 크레인 레그 구조물의 위치를 이용하여 현재 이송차량의 위치를 계산하는 기능;

   계산된 이송차량의 위치와 상기 정차위치를 비교하여 이송차량이 정차위치까지 가기 위해 이동해야할 위치 보정 거리를 산출 하는 기능;

   산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 기능을 포함하고,

   산출된 보정 거리에 따라 차량의 위치를 이동하도록 제어 신호를 주행 제어 시스템에 전송하는 기능은,

   상기 이송 차량과 컨테이너 레그 구조물의 각도가 서로 평행인지 판단하는 기능;

   평행이 아니면, 평행이 되도록 이송 차량이 이동해야할 각도 및 거리를 계산하여 좌회전 또는 우회전을 하도록 주행제어신호를 출력하는 기능이 구현된 프로그램을 저장하는 기록매체.

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