KR101058594B1 - System and method for loading/unloading container - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 컨테이너 하역 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 갠트리 크레인(gantry crane) 혹은 트랜스퍼 크레인(transfer crane)을 사용하여 컨테이너를 하역(loading/unloding)시키기 위한 시스템 및 그 방법, 더욱 상세하게는 레이저 스캐너와 카메라를 이용한 컨테이너 하역 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a container unloading system and a method thereof, and more particularly, to a system and a method for loading / unloding a container using a gantry crane or a transfer crane, and more particularly. The present invention relates to a container unloading system and method using a laser scanner and a camera.
일반적으로, 갠트리 크레인(gantry crane) 혹은 트랜스퍼 크레인(transfer crane)과 같은 컨테이너 크레인은 항만에서, 컨테이너를 선박에서 트럭으로 혹은 트럭에서 선박으로 하역(또는 선적)하는데 필요한 장비이다. 컨테이너 크레인의 하역 속도는 화물의 취급 속도와 처리능력의 한계를 결정하는 핵심적 요소이다. 이에 따라, 최근 선박 및 컨테이너가 대형화되어 선박에 혹은 선박으로부터 하역하여야 할 화물의 양이 증가하고, 해상에서 화물을 하역하는 이동 항구(mobile hobor)의 개념이 등장하기 시작하면서 더욱 신속하고 정밀한 컨테이너 운반이 더욱 중요하게 되었다. In general, container cranes, such as gantry cranes or transfer cranes, are the equipment required to unload (or ship) containers in ports, ships to trucks, or trucks to ships. The unloading speed of container cranes is a key factor in determining the limits of handling speed and handling capacity of cargo. As a result, ships and containers have become larger in recent years, increasing the amount of cargo to be unloaded to or from ships, and the concept of mobile hobors that unload cargoes at sea has begun to emerge. This became even more important.
기존에 컨테이너 크레인을 이용한 컨테이너 하역방법은 컨테이너 크레인의 작업자가 직접 크레인과 스프레더를 조작하여 컨테이너 크레인의 트롤리를 하역할 컨테이너의 위치에 이동시킨 후 스프레더를 하강시킨 다음, 스프레더를 컨테이너와 결합시키는 방식으로 이루어졌다. 이와 같이 기존에는 컨테이너 크레인의 조작이 작업자의 수작업에 의존하고 있기 때문에, 그 효율성이 작업자의 작업 숙련도에 극히 의존할 수밖에 없다. 또한 작업자의 몸 상태나 집중도에 따라 작업의 효율성이 달라져 컨테이너 하역 또는 선적에 있어서 그 작업의 효율성을 담보하지 못하는 실정이다. Conventionally, the container unloading method using a container crane is a method in which a container crane operator directly operates a crane and a spreader to move a trolley of a container crane to a position of a container to be unloaded, lowers the spreader, and then combines the spreader with the container. Was done. As described above, since the operation of the container crane depends on the manual labor of the operator, the efficiency is inevitably dependent on the skill of the operator. In addition, the efficiency of work varies depending on the physical condition and concentration of the worker, so the efficiency of the work in the container unloading or shipping is not guaranteed.
이러한 종래기술에 따른 컨테이너 하역방법의 문제점을 해결하기 위한 일환으로, 본 출원인에 의해 2004년 2월 6일자로 특허출원되어 2004년 9월 8일자로 등록공고된 한국등록특허 제10-0447911호(등록일 : 2004.08.31)가 제안된 바 있다. 기등록된 한국등록특허 제10-0447911호는 "컨테이너 승하차 시스템 및 방법"에 관한 것으로서, 이 발명은 3차원 레이저 스캐너와 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 이용하여 트레일러와 컨테이너의 3차원적인 형태 및 위치를 파악함으로써 컨테이너의 하역 작업시, 보다 정확하고 신속한 작업이 이루어질 수 있다는 이점이 있다. As part of solving the problems of the container unloading method according to the prior art, Korean Patent No. 10-0447911 (patent filed on February 6, 2004, and registered and published on September 8, 2004 by the present applicant) Date of registration: August 31, 2004, has been proposed. Registered Korean Patent No. 10-0447911 relates to "Container Unloading System and Method," which relates to a three-dimensional form of a trailer and a container using a three-dimensional laser scanner and a CCD (Charge Coupled Device) camera. Knowing the location has the advantage that more accurate and faster work can be done when unloading containers.
전술한 바와 같이, 이러한 종래기술에 따른 컨테이너 하역방법에서는 컨테이너 하역 작업시 작업속도를 개선시켜 물류처리속도를 향상시킬 수 있는 이점은 있으나, 컨테이너 하역 과정에서 여전히 작업시간이 소모(loss)되는 부분이 존재하였고, 이로 인해 하역 작업시간이 증대되어 물류처리속도를 배가시키는데 한계가 있다. 이에 따라 컨테이너 하역작업시 작업시간이 소모되는 것을 최소화하여 물류처리속도를 배가시킬 수 있는 컨테이너 하역(또는 선적) 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
As described above, in the container unloading method according to the prior art, there is an advantage that the logistics processing speed can be improved by improving the working speed during the container unloading operation, but the part of the container unloading process still consumes work time. There exists a limit to double the logistics speed by increasing the unloading work time. Accordingly, there is a need for a study on the container unloading (or shipping) method that can double the logistics processing speed by minimizing the consumption of working time during container unloading.
따라서, 본 발명은 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 컨테이너 하역 작업 과정을 최적화하여 하역 작업시간이 소모되는 것을 최소화하고, 이를 통해 물류처리속도를 배가시켜 가장 짧은 시간에 많은 컨테이너 물량을 처리할 수 있도록 제공하는 컨테이너 하역 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention has been proposed to solve the problems according to the prior art, by optimizing the container unloading operation process to minimize the consumption of the unloading work time, thereby doubling the logistics processing speed through a large amount of containers in the shortest time The object of the present invention is to provide a container unloading system and a method for providing the same.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 트롤리와 스프레더를 포함하는 크레인을 이용하여 컨테이너를 하역하는 시스템에 있어서, 상기 트롤리 또는 상기 크레인의 상부 프레임에 하나 또는 복수개가 설치되고, 상기 스프레더에 장착된 이송 컨테이너가 적재될 목표 컨테이너의 각 테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 획득하고, 획득된 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 상기 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상 경계막을 형성하며, 상기 스프레더 하강시 상기 이송 컨테이너가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 레이저 스캐너와, 상기 레이저 스캐너로부터 제공되는 상기 감지신호에 따라 상기 스프레더의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내로 조정하는 방식으로 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하여 상기 목표 컨테이너 상에 상기 이송 컨테이너가 랜딩되도록 제어하는 메인 컨트롤러를 구비하는 컨테이너 하역 시스템을 제공한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a system for unloading a container using a crane including a trolley and a spreader, wherein one or more are installed on the trolley or the upper frame of the crane, and the spreader Scanning the respective edges of the target container to which the transport container mounted on the target container is to be loaded, obtaining position coordinates of each edge of the target container, and continuously irradiating a laser to the position coordinates with the focusing on the acquired position coordinates A laser scanner that forms a virtual boundary film in space and detects in real time whether the transport container leaves the virtual boundary film when the spreader descends, and provides a corresponding detection signal according to the detection signal provided from the laser scanner Position the spreader By adjusting the virtual boundary into the film area to control the descent and positioning of the spreader repeatedly provides a container handling system having a main controller for controlling such that the transfer container onto the target container landing.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 트롤리와 스프레더를 포함하는 크레인을 이용하여 컨테이너를 하역하는 시스템에 있어서, 상기 트롤리 또는 상기 크레인의 상부 프레임에 하나 또는 복수개가 설치되고, 상기 스프레더에 의해 픽업될 목표 컨테이너의 각 테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 획득하고, 획득된 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 상기 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상 경계막을 설정하며, 상기 스프레더 하강시 상기 스프레더가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 레이저 스캐너와, 상기 레이저 스캐너로부터 제공되는 상기 감지신호에 따라 상기 스프레더의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내로 조정하는 방식으로 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하여 상기 스프레더가 상기 목표 컨테이너를 픽업하도록 제어하는 메인 컨트롤러를 구비하는 컨테이너 하역 시스템을 제공한다.In addition, the present invention according to another aspect for achieving the above object is a system for unloading a container by using a crane including a trolley and a spreader, one or more are installed on the trolley or the upper frame of the crane, Scan the respective edges of the target container to be picked up by the spreader to obtain positional coordinates of each edge of the target container, and continuously irradiate a laser to the positional coordinates with the positional coordinates of each obtained edge as the focal point. A laser scanner configured to provide a detection signal corresponding to the virtual barrier in real time and detect the spreader leaving the virtual boundary in real time when the spreader descends, and a detection signal provided from the laser scanner. Position of the virtual barrier Provided is a container unloading system having a main controller that controls the spreader to pick up the target container by repeatedly controlling the lowering and positioning of the spreader in a manner that adjusts into an area.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 트롤리와 스프레더를 포함하는 크레인을 이용하여 컨테이너를 하역하는 방법에 있어서, 레이저 스캐너를 이용하여 상기 스프레더에 장착된 이송 컨테이너가 적재될 목표 컨테이너의 각 테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 획득하는 단계와, 획득된 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 각 테두리의 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상 경계막을 설정하는 단계와, 상기 스프레더가 하강시 상기 가상 경계막을 기준으로 상기 이송 컨테이너가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 단계와, 상기 감지신호에 따라 상기 스프레더의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내로 조정하는 방식으로 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하는 단계와, 상기 목표 컨테이너 상에 상기 이송 컨테이너를 랜딩하는 단계를 포함하는 컨테이너 하역 방법을 제공한다.In addition, the present invention according to another aspect for achieving the above object is a method for unloading a container by using a crane including a trolley and a spreader, the target to be loaded on the transport container mounted on the spreader using a laser scanner Scanning the respective edges of the container to obtain the position coordinates of each edge of the target container, and continuously irradiating a laser to the position coordinates of each edge with the focus on the position coordinates of each edge of the target container. Setting a virtual boundary layer in the; and detecting in real time whether the transport container leaves the virtual boundary layer on the basis of the virtual boundary layer when the spreader descends, and providing a corresponding detection signal according to the detection signal; The position of the spreader is zero of the virtual boundary film. Comprising the steps of: repeatedly controls the descent and positioning of the spreader to the adjusting manner into, there is provided a cargo container comprising the step of landing the transfer container onto the target container.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 트롤리와 스프레더를 포함하는 크레인을 이용하여 컨테이너를 하역하는 방법에 있어서, 레이저 스캐너를 이용하여 상기 스프레더에 의해 픽업될 목표 컨테이너의 각 테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 획득하는 단계와, 획득된 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 각 테두리의 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상 경계막을 설정하는 단계와, 상기 스프레더가 하강시 상기 가상 경계막을 기준으로 상기 스프레더가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 단계와, 상기 감지신호에 따라 상기 스프레더의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내로 조정하는 방식으로 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하는 단계와, 상기 목표 컨테이너를 픽업하는 단계를 포함하는 컨테이너 하역 방법을 제공한다.
In addition, the present invention according to an aspect to achieve the above object is a method for unloading a container using a crane comprising a trolley and a spreader, each edge of the target container to be picked up by the spreader using a laser scanner Scanning position and obtaining position coordinates of each edge of the target container, and irradiating a laser to position coordinates of each edge successively by using the position coordinates of each edge of the target container. And setting, in real time, whether the spreader leaves the virtual boundary layer based on the virtual boundary layer when the spreader descends, providing a corresponding detection signal, and positioning the spreader according to the detection signal. In a manner that adjusts into the area of the virtual barrier. It provides the step of iteratively controlling the descent and positioning of the machine and the spreader, container handling method comprising picking up the target container.
따라서, 본 발명에 따르면, 스프레더를 목표 컨테이너 방향으로 하강시키기 전에, 레이저 스캐너를 통해 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 측정하여 공간상에 가상 경계막을 형성하고, 이렇게 형성된 가상 경계막을 이용하여 스프레더의 위치를 조정함으로써 스프레더의 위치가 가상 경계막 내에 제한되어 목표 컨테이너와 결합하기 위한 최적화된 영역 내에 위치함에 따라 추후 CCD 카메라를 이용한 정밀제어가 용이하고, 스프레더의 위치조정이 간편하며, 랜딩/픽업 작업시간을 단축시킬 수 있다.
Therefore, according to the present invention, before lowering the spreader toward the target container, a virtual boundary film is formed in the space by measuring the position coordinates of each edge of the target container through a laser scanner, and the virtual boundary film formed as described above is used to By adjusting the position, the position of the spreader is confined within the virtual boundary and within the optimized area for combining with the target container, so that it is easy to precisely control the CCD camera later, the position of the spreader is easy, and the landing / pickup operation It can save time.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 하역 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 크레인(100)의 스프레더(130)를 도시한 도면.
도 3은 크레인(100)에 설치된 레이저 스캐너, 광학센서 및 스프레더 카메라의 인식영역을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 하역 시스템의 구성을 일례로 도시한 구성도.
도 5는 레이저 스캐너(111-1, 112-1, 111-2, 112-2)가 설치되는 위치를 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 6은 스프레더 카메라(131~134)를 통해 획득된 이미지 정보를 도시한 도면.
도 7은 스프레더 카메라(131~134)를 통해 컨테이너 랜딩/픽업 작업시 획득된 이미지 정보를 도시한 도면.
도 8은 레이저 스캐너(111, 112)를 통해 컨테이너 랜딩/픽업 작업시 획득된 위치좌표를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일례에 따른 컨테이너 하역 방법의 랜딩 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 10은 도 9에 도시된 컨테이너 하역 방법의 랜딩 방법을 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 일례에 따른 컨테이너 하역 방법의 픽업 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 컨테이너 하역 방법의 랜딩 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 컨테이너 하역 방법의 픽업 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 14는 비교예에 따른 컨테이너 하역 방법의 랜딩 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.
도 15는 비교예에 따른 컨테이너 하역 방법의 픽업 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도.1 is a view showing a container unloading system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a
3 is a view illustrating a recognition area of a laser scanner, an optical sensor, and a spreader camera installed in the
4 is a configuration diagram showing the configuration of a container unloading system according to an embodiment of the present invention as an example.
FIG. 5 is a diagram for explaining a position where laser scanners 111-1, 112-1, 111-2, and 112-2 are installed; FIG.
6 is a view showing image information obtained through the spreader camera (131 ~ 134).
FIG. 7 is a diagram illustrating image information acquired during a container landing / pickup operation through the
FIG. 8 is a view showing position coordinates acquired during container landing / pickup operation through the
9 is a flowchart illustrating a landing method of a container unloading method according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a landing method of the container unloading method shown in FIG.
11 is a flowchart illustrating a pickup method of a container unloading method according to an example of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a landing method of a container unloading method according to another embodiment of the present invention.
13 is a flowchart illustrating a pickup method of a container unloading method according to another embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a landing method of a container unloading method according to a comparative example.
15 is a flowchart illustrating a pickup method of a container unloading method according to a comparative example.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below but may be implemented in various different forms.
본 명세서에서 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. The embodiments herein are provided to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art. And the present invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known components, well known operations and well known techniques are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Like reference numerals refer to like elements throughout. In addition, the terms used (discussed) herein are for the purpose of describing particular embodiments only and are not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.
명세서 전체에 있어서, '하역'은 하역과 선적을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, '하역'은 스프레더를 이용하여 컨테이너를 목표 컨테이너 또는 지면(ground) 상에 결합, 즉 적재시키는 랜딩(landing) 작업과, 목표 컨테이너 상에 적재된 컨테이너를 다른 곳으로 이송하기 위해 들어올리는 픽업(pick-up) 작업을 포함한다.
Throughout the specification, 'unloading' should be interpreted to include unloading and shipping. In addition, 'unloading' is a landing operation that combines, ie, loads, a container onto a target container or ground using a spreader, and a pick-up to lift the container loaded on the target container to be transported elsewhere. (pick-up) work.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 하역 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 크레인(100)의 스프레더(130)를 도시한 도면이며, 도 3은 크레인(100)에 설치된 레이저 스캐너, 광학센서 및 카메라의 인식영역를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a container unloading system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 하역 시스템은 크레인(100)을 포함한다. 일례로 본 실시예에서, 크레인(100)은 RTGC(Rubber Tired Gantry Crane)를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, RMGC(Rail Mounted Gantry Crane), ASC(Automatic Stacking Crane), OHBC(Over Head Bridge Crane)일 수 있다. 또한, 트롤리 구조에 있어서도 호이스트 타입, 크래브 타입, 로프 트롤리 타입, 맨 트롤리 타입, 선회 맨 트롤리 타입 등을 포함할 수 있다. 또한, 호이스트 타입의 경우 싱글 호이스트 또는 듀얼 호이스트 타입을 포함할 수 있다. Referring to Figure 1, the container unloading system according to an embodiment of the present invention includes a crane (100). For example, in the present embodiment, the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 크레인(100)은 트롤리(110)를 포함한다. 트롤리(110)는 크레인(100)의 가이드 레일(120)을 따라 수평방향으로 이동하도록 설치되어 있다. 1 to 3, the
트롤리(110)에는 지면방향, 즉 수직방향으로 로프(101)를 통해 스프레더(130)가 연결되어 있다. 트롤리(110)의 양측에는 레이저 스캐너(111, 112)가 설치되어 있다.
레이저 스캐너(111, 112)로는 스캐닝하고자 하는 대상물을 입체적으로 표현하여 대상물의 위치좌표의 정확성을 확보하기 위하여 3차원 레이저 스캐너를 사용한다. 이때, 대상물의 위치좌표에는 레이저 스캐너와 대상물 간의 거리값을 포함한다. In the
레이저 스캐너(111, 112)는 도 1에 도시된 바와 같이 트롤리(110)의 이동방향으로 양측에 설치된다. 그러나, 레이저 스캐너(111, 112)가 설치되는 위치가 도 1에 도시된 위치에 한정되는 것은 아니며, 목표 컨테이너(150)의 위치좌표, 바람직하게는 테두리의 위치좌표를 정확하게 스캐닝하여 측정할 수 있는 위치는 모두 무방하다. 예를 들어, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 레이저 스캐너(111-1, 112-1, 111-2, 112-2)는 크레인(100)의 상부 프레임에 나란한 방향으로 설치될 수 있다. 또한, 레이저 스캐너(111, 112)의 개수는 2개로 제한되는 것은 아니며, 설치 비용과, 획득하고자 하는 대상물의 위치좌표 정확성을 고려하여 그 개수는 증가할 수 있다. The
본 발명의 레이저 스캐너(111, 112)를 통해 획득된 이미지 정보가 도 8에 도시되었다. 도 8의 (a)는 컨테이너 랜딩 작업시 스캐닝되어 획득된 위치좌표를 도시한 도면이고, (b)는 컨테이너 픽업 작업시 스캐닝되어 획득된 획득된 위치좌표를 도시한 도면이다. Image information obtained through the
트롤리(110) 또는 트롤리(110)의 상부 프레임에는 레이저 스캐너(111, 112)와 인접되어 한쌍으로 또는 별도로 도 4에 도시된 바와 같이 카메라(161a, 161b)(이하, 트롤리 카메라라 함)가 설치될 수 있다. 트롤리 카메라(161a, 161b)로는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 사용할 수 있으며, 트롤리(110)의 이동방향 또는 스프레더(130)에 설치된 특정마크(미도시)를 인식하는데 사용할 수 있다. 이외에도, 트롤리 카메라(161a, 161b)는 레이저 스캐너(111, 112)와 함께 목표 컨테이너(150), 이송 컨테이너(140) 또는 스프레더(130)를 촬영하는데 사용할 수도 있다. 이를 통해 얻어진 이미지 정보는 레이저 스캐너(111, 112)를 통해 획득된 목표 컨테이너(150), 이송 컨테이너(140) 또는 스프레더(130)의 위치좌표와 함께 목표 컨테이너(150), 이송 컨테이너(140) 또는 스프레더(130)의 위치를 파악하는데 사용된다.In the upper frame of the
스프레더(130)는 전술한 바와 같이 로프(101)를 통해 트롤리(110)와 연결되고, 트롤리(110)와 연동하여 수평방향으로 이동한다. 또한, 스프레더(130)는 로프(101)의 상하 운동을 통해 수직방향으로 이동한다. 도 2에 도시된 바와 같이 스프레더(130)의 각 테두리 부위에는 카메라(131~134)(이하, 스프레더 카메라라 함)가 설치된다. As described above, the
스프레더 카메라(131~134)로는 CCD 카메라를 사용할 수 있으며, 목표 컨테이너(150), 이송 컨테이너(140) 또는 스프레더(130)를 실시간으로 촬영하여 목표 컨테이너(150), 이송 컨테이너(140) 또는 스프레더(130)에 대한 이미지 정보를 획득한다. 이렇게 획득된 이미지 정보는 레이저 스캐너(111, 112)를 통해 획득된 목표 컨테이너(150), 이송 컨테이너(140) 또는 스프레더(130)의 위치좌표와 함께 목표 컨테이너(150), 이송 컨테이너(140) 또는 스프레더(130)의 위치를 파악하는데 사용된다. As the
스프레더 카메라(131~134)는 도 2에 도시된 바와 같이 스프레더(130)의 각 테두리 부위에 설치되어 있으나, 이 또한 일례로서 설치되는 위치는 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 스프레더 카메라(131~134)는 스프레더(130)의 각 측면 중앙부에 설치될 수도 있다. 또한 도 2에는 스프레더 카메라(131~134)가 각 테두리 부위에 한 개씩 총 4개가 설치되어 있으나, 이 또한 일례로서 그 수는 제한을 두지 않는다. The
본 발명의 스프레더 카메라(131~134)를 통해 획득된 이미지 정보가 도 6 및 도 7에 도시되었다. 도 7의 (a)는 컨테이너 랜딩 작업시 촬영하여 획득된 이미지 정보를 도시한 도면이고, (b)는 컨테이너 픽업 작업시 촬영하여 획득된 이미지 정보를 도시한 도면이다. Image information obtained through the
스프레더(130)의 길이방향으로 양측에는 카메라(도시되지 않음)(이하, 갠트리 카메라라 함)가 설치될 수 있다. 갠트리 카메라로는 CCD 카메라를 사용할 수 있으며, 크레인(100)의 이동방향을 체크하고, 또한 목표 컨테이너(150) 또는 이송 컨테이너(140)의 상부에 표기된 번호(컨테이너 번호)를 인식하는데 사용할 수 있다. 예를 들어, 갠트리 카메라는 랜딩 작업시 목표 컨테이너(150)의 좌우측에 표기된 컨테이너 번호를 인식할 수 있도록 스프레더(130)의 길이방향으로 좌우측부에 설치될 수 있다. Cameras (not shown) (hereinafter, referred to as gantry cameras) may be installed at both sides in the lengthwise direction of the
한편, 갠트리 카메라와 인접하게 또는 갠트리 카메라와 별도로 스프레더(130)의 길이방향으로 좌우측부에 광학센서(135, 136)가 설치될 수 있다. 광학센서(135, 136)는 카메라, 특히 갠트리 카메라 대신에 설치될 수 있다. 갠트리 카메라의 경우 주간과 야간의 환경에 따라 얻어지는 이미지 정보의 편차가 심하기 때문에, 주광, 야간 또는 우천시와 같은 외부 환경에 따른 편차가 작은 광학센서를 사용하여 컨테이너 번호 또는 지면에 표시되는 그라운드 마크(ground mark)를 인식하도록 한다. Meanwhile, the
본 발명의 실시예에서, 트롤리 카메라(161a, 161b), 스프레더 카메라(131~134), 갠트리 카메라 등을 포함하는 카메라 시스템들은 외부 환경에 따른 이미 정보의 편차를 감소시키기 위하여 이미지 촬영, 처리방법 등을 조정할 수 있다. In an embodiment of the present invention, camera systems including
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 지면 랜딩(ground landing) 작업시 이송 컨테이너(140), 목표 컨테이너(150), 그라운드 마크를 촬영하여 이미지 정보를 획득하고, 획득된 이미지 정보에 가로선과 세로선('A'참조)을 추가하여 각 부위에서 X, Y축 오차 및 각도를 검출한다. 이렇게 얻어진 이미지 정보를 토대로 목표 컨테이너(150)와 스프레더(130) 간 X, Y축 변위, 즉 트림(trim)/리스트(list)/스큐(skew) 상태를 검출할 수 있다. 또한, 'B'에서와 같이 빛의 산란을 방지하기 위하여 카메라 시스템 내의 프로그램을 조정하거나, 카메라 내에 구동식 편광필터를 장착할 수도 있다. For example, as illustrated in FIG. 6, image information is obtained by photographing the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 하역 시스템의 구성을 일례로 도시한 구성도로서, 레이저 스캐너와 각 카메라 시스템을 통해 얻어진 정보들을 처리하고, 처리된 정보들을 이용하여 트롤리와 스프레더를 제어하기 위한 하역 시스템의 구성도이다. 4 is a configuration diagram showing an example of a container unloading system according to an embodiment of the present invention, which processes information obtained through a laser scanner and each camera system, and controls the trolley and the spreader using the processed information. It is a schematic diagram of the unloading system.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컨테이너 하역 시스템은 크레인 PLC(Programmable Logic Control)(168), 메인 컨트롤러(167a), 허브(166), 메인 컨트롤 센터(167b), 로컬 컨트롤러(162a~162e)를 포함한다. 또한, 표시장치(169), 비디오 데이터 처리부(165a, 165b), 분배기(164a, 164b), 스위칭부(163)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the container unloading system according to the embodiment of the present invention includes a crane programmable logic control (PLC) 168, a
크레인 PLC(168)는 크레인(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 메인 컨트롤러(167a)가 연결된다. 메인 컨트롤러(167a)는 허브(166)를 통해 각 로컬 컨트롤러(162a~162e)를 제어한다. 예를 들어 크레인 PLC(168)와 메인 컨트롤러(167a)는 RS232를 통해 연결되고, 메인 컨트롤러(167a)와 로컬 컨트롤러(162a~162e)는 TCP/IP 통신으로 연결된다. The
로컬 컨트롤러(162a, 162b)는 메인 컨트롤러(167a)로부터 제공되는 명령신호에 응답하여 레이저 스캐너(111, 112)와 트롤리 카메라(161a, 161b)를 제어한다. 로컬 컨트롤러(162a, 162b)는 레이저 스캐너(111, 112)와 트롤리 카메라(161a, 161b)로부터 획득된 목표 컨테이너(150)(또는, 트레일러)에 대한 위치좌표와 이미지 정보를 허브(166)를 통해 메인 컨트롤러(167a)로 제공한다. 또한, 획득된 위치좌표와 이미지 정보는 필요에 따라 분배기(164b)를 통해 메인 컨트롤 센터(167b)로 제공한다. The
로컬 컨트롤러(162d, 162e)는 메인 컨트롤러(167a)로부터 제공되는 명령신호에 응답하여 스프레더 카메라(131~134)와 광학센서(135, 136)(또는 갠트리 카메라)를 제어한다. 로컬 컨트롤러(162d)는 스위칭부(163)를 통해 스프레더 카메라(131~134)의 동작을 제어한다. The
스프레더 카메라(131~134)로부터 획득된 이미지 정보는 분배기(164a)를 통해 분배된 후 영상처리기인 비디오 데이터 처리부(165b)를 통해 처리된다. 이렇게 처리된 이미지 정보는 로컬 컨트롤러(162d)와 허브(166)를 통해 메인 컨트롤러(167a)로 제공되어 표시장치(169)에 표시되고, 또한 필요에 따라 메인 컨트롤 센터(167b)로 제공된다. 광학센서(135, 136)를 통해 획득된 이미지 정보는 로컬 컨트롤러(162e)와 허브(166)를 통해 메인 컨트롤러(167a)로 제공되어 표시장치(169)에 표시된다. The image information obtained from the
메인 컨트롤러(167a)는 레이저 스캐너(111, 112)와 트롤리 카메라(161a, 161b)를 통해 획득된 위치좌표(스캐닝 정보) 및 이미지 정보, 그리고 스프레더 카메라(131~134)와 광학센서(135, 136)를 통해 획득된 이미지 정보, 예를 들면, 목표 컨테이너(150)의 각 테두리 부위의 위치좌표를 제공받아 분석하여 랜딩 작업시 이송 컨테이너(140)가 목표 컨테이너(150) 상에 안착되어 결합되도록, 또는 픽업 작업시 목표 컨테이너(150) 상에 결합된 이송 컨테이너(140)를 픽업할 수 있도록 제공한다. The
메인 컨트롤러(167a)는 제공받은 위치좌표와 이미지 정보를 토대로 크레인 PLC(168)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 크레인 PLC(168)에 제공한다. 크레인 PLC(168)은 메인 컨트롤러(167a)의 제어신호에 응답하여 트롤리(110)와 스프레더(130)를 제어한다. The
이러한 시스템 동작을 통해 트롤리(110)의 수평이동 중, 또는 트롤리(110)의 정지시, 또는 스프레더(130)의 수직이동중, 또는 스프레더(130) 정지시 이송 컨테이너(140)의 스웨이(sway)를 보정하고, 위치를 보정하며, 스큐(skew)를 보정할 수 있다. This system operation allows the sway of the
예를 들어, 스웨이(sway)와 스큐(skew) 보정방법은 김영복외 4인에 의해 2007년 11월에 한국동력기계공학회지 제11권 제4호에 공동 발표된「이미지 센서를 이용한 크레인의 흔들림 계측 및 제어」방법, 또는 카와이 히데키외 2인에 의해 "Journal of Mechanical Science and Technology 23 (2009) 2757~2765"에 발표된 "Anti-sway system with image sensor for container cranes"에 기술된 방법을 이용할 수 있다. For example, the sway and skew correction method was jointly published by Kim Young-bok and four others in November 2007, Vol. 11, No. 4, Vol. And control, or the method described in "Anti-sway system with image sensor for container cranes" published by "Kourai Hideki et al." In "Journal of Mechanical Science and Technology 23 (2009) 2757-2765". have.
전술한 스웨이(sway)와 스큐(skew) 보정방법을 이용하여, 본 발명에서는 스프레더(130)에 특정마크를 설치하고, 트롤리 카메라(161a, 161b)를 통해 스프레더(130)에 설치된 특정마크를 인식하여 스프레더(130)의 현재 상태를 측정한다. 트롤리 카메라(161a, 161b)에 측정된 스프레더(130)의 현재 상태는 스웨이(sway), 스큐(skew), 트림(trim), 리스트(rist)를 포함하며, 이러한 스프레더(130)의 상태를 측정하여 메인 컨트롤러(167a)로 제공한다. 메인 컨트롤러(167a)는 트롤리 카메라(161a, 161b)로부터 제공되는 스프레더(130)의 상태를 토대고 스프레더(130)의 위치를 조정한다. 즉, 스웨이(sway), 스큐(skew), 트림(trim), 리스트(rist)를 조정한다. Using the above-described sway and skew correction method, in the present invention, a specific mark is installed on the
이와 같이, 본 발명에서는 트롤리 카메라(161a, 161b)를 통해 스프레더(130)의 상태, 즉 스웨이(sway), 스큐(skew), 트림(trim), 리스트(rist)를 조정함으로써 컨테이너의 랜딩 또는 픽업 작업시 스프레더의 위치 뿐만 아니라 상태를 완벽하게 보완할 수 있다. As described above, in the present invention, the landing or pickup of the container by adjusting the state of the
도 9는 본 발명의 일례에 따른 컨테이너 하역 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도로서, 랜딩 방법을 도시한 흐름도이며, 도 10은 도 9에 도시된 컨테이너 하역 방법에 따른 스프레더의 위치 조정을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 9 is a flowchart illustrating a container unloading method according to an example of the present invention. FIG. 9 is a flowchart illustrating a landing method. FIG. 10 is a diagram illustrating a spreader position adjustment according to the container unloading method shown in FIG. 9. It is a schematic drawing.
도 1 내지 도 4, 도 9 및 도 10을 참조하면, 메인 컨트롤러(167a)를 통해 크레인 PLC(168)를 제어하여 트롤리(110)를 수평방향으로 수평목표지점까지 이동시킨다(S11, S12). 1 to 4, 9 and 10, the
여기서, '수평목표지점'이라 함은 이송 컨테이너(140)를 목표 컨테이너(150) 상에 적재시키기 위해 가장 적합한 위치로서, 가능한 목표 컨테이너와 수직방향으로 중첩되고, 목표 컨테이너와 가장 근접한 위치가 될 수 있다. 바람직하게, 수평목표지점은 추후 레이저 스캐너(111, 112)가 목표 컨테이너(150)의 각 테두리 위치좌표를 정확하게 측정할 수 있도록 제공하는 위치가 바람직하다. 즉, 수평목표지점은 도 10에 도시된 바와 같이 가상 경계막(113) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 수평목표지점은 레이저 스캐너(111, 112)와 스프레더 카메라(131~134) 등을 통해 미리 측정 산출되어 데이터 형태로 메인 컨트롤러(167a)에 저장될 수 있으며, 혹은 트롤리(110)에 설치된 트롤리 카메라(161a, 161b)를 통해 트롤리(110) 이동시 실시간 이미지 정보를 제공받고, 이를 토대로 산출된 목표 컨테이너와 최적 또는 최단 거리일 수 있다. Here, the "horizontal target point" is the most suitable position for loading the
트롤리(110)가 수평목표지점에 도달한 경우 트롤리(110)를 정지시킨 후 레이저 스캐너(111, 112)를 이용하여 목표 컨테이너(150)의 각 테두리의 위치좌표(스캐닝 정보)를 측정한 다음, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 측정된 목표 컨테이너(150)의 각 테두리의 위치좌표를 이용하여 가상 경계막(113)을 설정한다(S13, S14). When the
여기서, '가상 경계막(113)을 설정한다'라는 의미는 레이저 스캐너(111, 112)가 목표 컨테이너(150)의 각 테두리의 위치좌표를 기준좌표로 설정한다는 것을 의미하며, 레이저 스캐너(111, 112)는 레이저 초점을 설정된 기준좌표에 고정시킨 후 연속적으로 레이저를 조사하여 커튼 형태의 가상 위치좌표를 형성하는 것을 의미한다. 이때, 가상 위치좌표는 레이저 스캐너(111, 112)와 목표 컨테이너(150) 간에 거리값을 포함한다. Here, the term 'setting the virtual boundary membrane 113' means that the
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 가상 경계막(113)이 설정된 후, 메인 컨트롤러(167a)는 가상 경계막(113) 내에서 스프레더(130)를 지면방향으로 하강시킨다(S15).As shown in FIG. 10A, after the
이후, 메인 컨트롤러(167a)는 이송 컨테이너(140)가 지면방향, 즉 목표 컨테이너(150)로 하강하는 과정에서 가상 경계막(113)을 이탈하는지를 실시간으로 분석 판단한다(S16). 레이저 스캐너(111, 112)는 기준좌표를 초점으로 하여 연속적으로 레이저를 조사하여 가상 경계막(113)을 형성한다. 이런 상태에서, 이송 컨테이너(140)가 가상 경계막(113)을 이탈(접촉)하는 경우, 레이저 스캐너(111, 112)는 가상 경계막(113)을 이탈하는 이송 컨테이너(140)를 감지하여, 그에 상응하는 감지신호를 제공한다. Thereafter, the
상기에서, 이송 컨테이너(140)가 가상 경계막(113)을 이탈했는지를 판단하는 방법은 스프레더(130) 하강시 레이저 스캐너(111, 112)를 통해 실시간으로 측정되는 거리값을 이용하여 판단할 수 있다. 즉, 레이저 스프레더(130)를 통해 측정된 거리값이 최초 목표 컨테이너(150)의 각 테두리의 위치좌표에 상응하여 측정된 거리값보다 짧은 경우, 이송 컨테이너(140)가 가상 경계막(113)을 이탈한 것으로 판단한다. 이와 반대로, 거리값이 동일한 경우 이송 컨테이너(140)가 이탈하지 않은 것으로 판단한다. In the above, the method of determining whether the
도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 이송 컨테이너(140)가 가상 경계막(113)을 이탈(접촉)하는 경우 레이저 스캐너(111, 112)는 이를 감지하고, 감지신호를 메인 컨트롤러(167a)로 제공한다. 메인 컨트롤러(167a)는 레이저 스캐너(111, 112)로부터 제공되는 감지신호를 통해 이송 컨테이너(140)가 가상 경계막(113)을 이탈한 것으로 판단하여 크레인 PLC(168)를 제어하고, 스프레더(130)의 위치를 조정하게 된다(S17). 예를 들어 도 10의 (b)의 경우 스프레더(130)는 좌측 방향으로 이동하게 된다. As shown in (b) of FIG. 10, when the
이후, 스프레더(130)의 하강과 위치조정을 스프레더(13), 즉 이송 컨테이너(140)가 목표 컨테이너(150)에 도달할 때까지 반복적으로 수행한다(S18, S15, S16, S17). 여기서, '이송 컨테이너(140)가 목표 컨테이너(150)에 도달한다'라는 것은 이송 컨테이너(140)를 목표 컨테이너(150) 상부에 결합시킬 수 있는 상태, 즉 이송 컨테이너(140)의 바닥면이 목표 컨테이너(150) 상부면에 맞닿은 상태를 의미한다. Thereafter, the lowering and positioning of the
이후, 이송 컨테이너(140)를 목표 컨테이너(150) 상에 결합시켜 랜딩 작업을 완료한다(S19).
Thereafter, the
도 11은 본 발명의 일례에 따른 컨테이너 하역 방법 중 픽업 방법을 도시한 흐름도이다. 11 is a flowchart illustrating a pickup method of a container unloading method according to an example of the present invention.
도 11을 참조하면, 픽업 작업은 랜딩 작업과 달리 도 7 및 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 지상에 적재된 컨테이너를 다른 곳으로 이동시키기 위하여 스프레더(130)를 이용하여 이송하고자 하는 컨테이너, 즉 목표 컨테이너를 픽업하는 작업을 의미한다.Referring to FIG. 11, unlike the landing operation, as shown in FIGS. 7 and 8 (b), the pickup operation is a container to be transferred using the
도 10에 도시된 랜딩 작업에서는 레이저 스캐너(111, 112)를 이용하여 가상 경계막(113)을 설정하고, 스프레더(130)에 장착된 이송 컨테이너(140)가 가상 경계막(113)을 이탈하는지를 레이저 스캐너(111, 112)를 통해 감지한다. 하지만, 도 11에 도시된 바와 같이 픽업 작업에서는 스프레더(130)에 이송 컨테이너가 장착되어 있지 않기 때문에 스프레더(130)를 기준으로 이탈 여부를 판단하여 위치조정을 수행한다. In the landing operation illustrated in FIG. 10, the
따라서, 도 11에 도시된 바와 같이 픽업 작업에서는 트롤리 수평 이동 단계(S21), 수평목표지점에 도달하는지를 판단하는 단계(S22), 목표 컨테이너(여기서는 이송할 컨테이더가 됨) 테두리 위치좌표 측정단계(S23), 측정된 위치좌표를 이용하여 가상 경계막을 설정하는 단계(S24), 스프레더를 하강시키는 단계(S25), 스프레더 위치를 조정하는 단계(S27)는 도 10에 도시된 랜딩 작업과 동일한 방법으로 진행된다. Therefore, in the pickup operation as shown in Fig. 11, the trolley horizontal movement step (S21), the step of determining whether the horizontal target point is reached (S22), the target container (here is the container to be transported) the edge position coordinate measuring step (S23), the step of setting the virtual boundary film using the measured position coordinates (S24), the step of lowering the spreader (S25), the step of adjusting the spreader position (S27) is the same method as the landing operation shown in FIG. Proceeds.
다만, 픽업 작업에서는, 가상 경계막(113)을 이탈하는지를 판단하는 단계(S26)에서 이송 컨테이너가 아닌 스프레더(130)가 가상 경계막(113)을 이탈하는지를 판단한다. 또한, 목표 컨테이너에 도달하는지를 판단하는 단계(S28)는 이송 컨테이너가 아닌 스프레더(130)를 기준으로 스프레더(130)가 목표 컨테이너에 도달하는지를 판단하게 된다. 또한, 이송 컨테이너를 목표 컨테이너 상에 결합시키는 단계 대신에 스프레더(130)를 스프레더를 목표 컨테이너 상에 결합시키는 단계(S29)가 수행된다.
However, in the pick-up operation, it is determined whether the
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 컨테이너 하역 방법 중 랜딩 방법을 도시한 흐름도이다. 12 is a flowchart illustrating a landing method of a container unloading method according to another embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3, 도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 컨테이너 랜딩 방법은 도 9에 도시된 일례에 따른 랜딩 방법과 유사한 방법으로 진행된다. 즉, 트롤리를 수평 이동하는 단계(S31), 수평목표지점에 도달하는지를 판단하는 단계(S32), 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 측정하는 단계(S33), 측정된 위치좌표를 이용하여 가상 경계막(113)을 설정하는 단계(S34), 스프레더(130)를 하강시키는 단계(S35), 가상 경계막(113)을 이탈하는지를 판단하는 단계(S36), 스프레더(130)의 위치를 조정하는 단계(S37)는 도 9에 도시된 일례에 따른 랜딩 방법과 동일한 방법으로 진행할 수 있다. 1 to 3 and 12, the container landing method according to another embodiment of the present invention proceeds in a similar manner to the landing method according to the example shown in FIG. That is, the step of horizontally moving the trolley (S31), the step of determining whether the horizontal target point is reached (S32), the step of measuring the position coordinates of each edge of the target container (S33), the virtual boundary using the measured position coordinates Setting the film 113 (S34), lowering the spreader 130 (S35), determining whether to leave the virtual boundary film 113 (S36), and adjusting the position of the
본 발명의 다른 예에 따른 컨테이너 랜딩 방법에서는 스프레더(130)의 위치를 조정하는 단계(S37) 후, 목표 컨테이너(150)에 도달하는지를 판단하는 것이 아니라 스프레더(130)에 장착된 이송 컨테이너(140)가 수직목표지점에 도달하는지를 판단하게 된다(S38). In the container landing method according to another embodiment of the present invention, after the step S37 of adjusting the position of the
여기서, '수직목표지점'이라 함은 이송 컨테이너(140)가 적재될 목표 컨테이너(150)의 위치를 정밀 제어하기 위하여 요구되는 지점으로서, 도 7에서와 같이 목표 컨테이너(150)를 정밀 촬영하기 위해 스프레더 카메라(131~134)가 정밀 촬영할 수 있는 지점이 된다. 예를 들면 수직목표지점은 목표 컨테이너(150)의 상부면으로부터 이송 컨테이너(140)의 바닥면까지 거리가 1m 이하가 되는 지점으로 설정할 수 있다. Here, the "vertical target point" is a point required for precisely controlling the position of the
이후, 스프레더 카메라(131~134), 예를 들면 CCD 카메라를 이용하여 목표 컨테이너(150)를 촬영하여 도 7과 같은 이미지 정보를 획득한다. 이렇게 획득된 이미지 정보와, 단계 S33에서 획득된 이미지 정보, 또는 스프레더 카메라(131~134)를 이용한 이미지 촬영과 함께 레이저 스캐너(111, 113)를 이용하여 도 8과 같이 획득된 스캐닝 정보, 즉 위치좌표를 이용하여 이송 컨테이너(140)의 위치를 정밀하게 조정한다(S39). Thereafter, the
이후, 스프레더(130)를 하강시키는 단계(S40), 목표 컨테이너(150)에 도달하는지를 판단하는 단계(S41), 스프레더(130)에 탑재된 이송 컨테이너(140)를 목표 컨테이너(150) 상에 결합시키는 단계(S42)는 도 9에 도시된 일례에 따른 하역 방법과 동일하게 진행할 수 있다.
Then, the step of lowering the spreader 130 (S40), determining whether to reach the target container 150 (S41), coupling the
도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 컨테이너 하역 방법 중 픽업 방법을 도시한 흐름도이다. 13 is a flowchart illustrating a pickup method of a container unloading method according to another embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 픽업 작업에서, 트롤리 수평 이동 단계(S51), 수평목표지점에 도달하는지를 판단하는 단계(S52), 목표 컨테이너 테두리 위치좌표 측정단계(S53), 측정된 위치좌표를 이용하여 가상 경계막을 설정하는 단계(S54), 스프레더를 하강시키는 단계(S55), 스프레더 위치를 조정하는 단계(S57), 스프레더 위치를 조정하는 단계(S59), 스프레더를 하강시키는 단계(S55)는 도 12에 도시된 랜딩 작업과 동일한 방법으로 진행된다. Referring to FIG. 13, in the pick-up operation, the trolley horizontal movement step (S51), determining whether the horizontal target point is reached (S52), a target container edge position coordinate measuring step (S53), and using the measured position coordinates Setting the boundary membrane (S54), lowering the spreader (S55), adjusting the spreader position (S57), adjusting the spreader position (S59), and lowering the spreader (S55) are shown in FIG. Proceed in the same manner as the landing operation shown.
다만, 픽업 작업에서는, 가상 경계막(113)을 이탈하는지를 판단하는 단계(S56)에서 이송 컨테이너가 아닌 스프레더(130)가 가상 경계막(113)을 이탈하는지를 판단한다. 또한, 수직목표지점에 도달하는지를 판단하는 단계(S58)와 목표 컨테이너 상부에 도달하는지를 판단하는 단계(S61)는 이송 컨테이너가 아닌 스프레더(130)를 기준으로 스프레더(130)가 목표 컨테이너에 도달하는지를 판단하게 된다. 또한, 이송 컨테이너(140)를 목표 컨테이너(150) 상에 결합시키는 단계 대신에 스프레더(130)를 스프레더를 목표 컨테이너 상에 결합시키는 단계(S62)가 수행된다.
However, in the pickup operation, it is determined in step S56 whether the
한편, 도 9, 도 11 내지 도 13에서 설명된 하역 방법에 있어서, 트롤리 수평이동 후, 트롤리 정지 후, 스프레더 하강 후 또는 수직목표지점 도달 후에는 적어도 스웨이(sway)와 스큐(skew) 보정을 실시할 수 있다. 이때, 스웨이(sway)와 스큐(skewy) 보정은 크레인에 설치된 3차원 레이저 스캐너, CCD 카메라, 광학센서 등을 이용하여 적절히 수행할 수 있다.
On the other hand, in the unloading method described in Figs. 9 and 11 to 13, at least sway and skew correction is performed after the trolley is moved horizontally, after the trolley is stopped, after the spreader descends or after reaching the vertical target point. can do. In this case, sway and skew correction may be appropriately performed using a 3D laser scanner, a CCD camera, an optical sensor, or the like installed in a crane.
도 14는 비교예에 따른 컨테이너 하역 방법 중 랜딩 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고, 도 15는 하역 방법 중 픽업 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다. FIG. 14 is a flowchart illustrating a landing method among container unloading methods according to a comparative example, and FIG. 15 is a flowchart illustrating a pickup method among unloading methods.
도 14 및 도 15를 참조하면, 비교예에 따른 랜딩 방법 또는 픽업 방법에서는 트롤리를 수평목표지점까지 이동시킨 후 스프레더를 수직목표지점까지 하강시킨다(S71~S74 또는 S81~S84). 그런 다음, 3차원 레이저 스캐너와 CCD 카메라를 이용하여 목표 컨테이너를 촬영하여 스캐닝 정보와 이미지 정보를 획득하고, 획득된 정보를 토대로 스프레더의 위치를 조정한다(S76 또는 S86). 그런 다음, 스프레더를 목표 컨테이너 상부까지 하강시켜 목표 컨테이너 상에 결합시킨다(S77~S79, S87~S89). 14 and 15, in the landing method or the pickup method according to the comparative example, the trolley is moved to the horizontal target point and the spreader is lowered to the vertical target point (S71 to S74 or S81 to S84). Then, the target container is photographed using a 3D laser scanner and a CCD camera to acquire scanning information and image information, and the position of the spreader is adjusted based on the obtained information (S76 or S86). Then, the spreader is lowered to the upper portion of the target container and combined on the target container (S77 to S79 and S87 to S89).
비교예에 따른 랜딩 방법과 픽업 방법에서는 스프레더 또는 이송 컨테이너가 수직목표지점까지 도달할 때까지 스프레더에 대한 위치조정이 이루어지지 않고, 수직목표지점에 도달한 다음 3차원 레이저 스캐너와 CCD 카메라를 이용하여 목표 컨테이너의 형태 및 위치를 파악하기 때문에 랜딩/픽업 작업이 복잡하고 작업시간이 증가할 수 있다. In the landing method and the pick-up method according to the comparative example, the spreader or the transport container does not adjust the position of the spreader until the vertical target point is reached. After reaching the vertical target point, the 3D laser scanner and the CCD camera are used. Knowing the shape and location of the target container can complicate the landing / pickup process and increase the working time.
본 발명과 비교하여 설명하면, 본 발명에서는 스프레더 하강시 스프레더의 위치가 가상 경계막 내에서 제한되어 목표 컨테이너와 결합하기 위한 최적화된 영역 내에서 일차적으로 위치조정이 이루어지기 때문에 추후 CCD 카메라를 이용한 정밀제어가 용이하지만, 비교예에서는 스프레더 하강시 이탈 영역가 제한되지 않기 때문에 스프레더와 목표 컨테이너가 오정렬되어 추후 3차원 레이저 스캐너와 CCD 카메라를 이용한 목표 컨테이너 형태 및 위치 파악이 불가능할 수 있고, 이로 인해 스프레더의 위치조정 작업이 어려워 랜딩/픽업 작업 시간이 증가하는 문제가 발생될 수 있다.
In comparison with the present invention, in the present invention, since the position of the spreader is limited in the virtual boundary membrane, the position of the spreader is primarily adjusted within the optimized area for combining with the target container. Although it is easy to control, in the comparative example, the spreader and the target container are misaligned because the escape area is not limited, so that the shape and position of the target container using the 3D laser scanner and the CCD camera may not be determined later. Difficult adjustments can result in increased landing / pickup time.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 특히 스큐(skew) 보정은 다양한 방법으로 진행될 수 있다. 따라서 본 발명은 특허청구영역에 기재된 청구항들의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
As described above, although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not for the purpose of limitation. In particular, skew correction can be performed in various ways. Thus, the invention is only defined by the scope of the claims set forth in the claims.
100 : 크레인
110 : 트롤리
120 : 가이드 레일
130 : 스프레더
140 : 이송 컨테이너
150 : 목표 컨테이너
111, 112 : 레이저 스캐너
131~134 : 스프레더 카메라
161a, 161b : 트롤리 카메라
135, 136 : 광학센서
168 : 크레인 PLC
167a : 메인 컨트롤러
166 : 허브
167b : 메인 컨트롤 센터
162a~162e : 로컬 컨트롤러
169 : 표시장치
165a, 165b : 비디오 데이터 처리부
164a, 164b : 분배기
163 ; 스위칭부100: crane
110: trolley
120: guide rail
130: spreader
140: transport container
150: target container
111, 112: Laser Scanner
131 ~ 134: Spreader Camera
161a, 161b: Trolley Camera
135, 136: Optical sensor
168 crane PLC
167a: main controller
166: Hub
167b: main control center
162a ~ 162e: local controller
169: display device
165a, 165b: video data processing unit
164a, 164b: Splitter
163; Switching unit
Claims (8)
상기 트롤리에 설치되고, 상기 스프레더에 장착된 이송 컨테이너가 적재될 목표 컨테이너의 각 테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 획득하고, 획득된 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 상기 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상 경계막을 형성하며, 상기 스프레더 하강시 상기 이송 컨테이너의 측정된 거리값과 상기 목표 컨테이너의 위치좌표에 상응하여 측정된 거리값을 비교하여, 상기 이송 컨테이너가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 레이저 스캐너; 및
상기 레이저 스캐너로부터 제공되는 상기 감지신호에 따라 상기 이송 컨테이너의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내에 위치하도록, 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하여 상기 목표 컨테이너 상에 상기 이송 컨테이너가 랜딩되도록 제어하는 메인 컨트롤러
를 구비하는 컨테이너 하역 시스템.
In a system for unloading a container by using a crane including a trolley and a spreader,
Installed in the trolley, and scanning the respective edges of the target container into which the transfer container mounted on the spreader is to be loaded to obtain position coordinates of each edge of the target container, and continuously The laser is irradiated with the position coordinates to form a virtual boundary layer in the space, and when the spreader descends, the measured distance value corresponding to the position coordinates of the target container is compared with the measured distance value of the transport container, and the transport container A laser scanner that detects whether the virtual boundary film leaves the virtual boundary in real time and provides a corresponding detection signal; And
Control the landing container to land on the target container by repeatedly controlling the lowering and positioning of the spreader to position the transport container within the area of the virtual boundary membrane according to the detection signal provided from the laser scanner. Main controller
Container unloading system having a.
상기 트롤리에 설치되고, 상기 스프레더에 의해 픽업될 목표 컨테이너의 각 테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 획득하고, 획득된 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 상기 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상경계막을 설정하며, 상기 스프레더 하강시, 상기 스프레더의 측정된 거리값과 상기 목표 컨테이너의 위치좌표에 상응하여 측정된 거리값을 비교하여, 상기 스프레더가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 레이저 스캐너; 및
상기 레이저 스캐너로부터 제공되는 상기 감지신호에 따라 상기 스프레더의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내에 위치하도록, 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하여 상기 스프레더가 상기 목표 컨테이너를 픽업하도록 제어하는 메인 컨트롤러
를 구비하는 컨테이너 하역 시스템.
In a system for unloading a container by using a crane including a trolley and a spreader,
Installed in the trolley, scanning the respective edges of the target container to be picked up by the spreader to obtain position coordinates of each edge of the target container, and continuously moving the position coordinates to the position coordinates as the focal point; A virtual boundary film is set in a space by irradiating a laser, and when the spreader descends, the measured distance value of the spreader is compared with the measured distance value corresponding to the position coordinate of the target container, and the spreader opens the virtual boundary film. A laser scanner which detects in real time whether the deviation is provided and provides a detection signal corresponding thereto; And
A main controller which controls the spreader to pick up the target container by repeatedly controlling the lowering and the positioning of the spreader such that the position of the spreader is located within an area of the virtual boundary film according to the detection signal provided from the laser scanner.
Container unloading system having a.
상기 스프레더에 복수개가 설치되고, 상기 목표 컨테이너를 촬영하여 상기 목표 컨테이너에 대한 이미지 정보를 제공하는 스프레더 카메라를 더 구비하는 컨테이너 하역 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
A plurality of spreaders are installed in the spreader, further comprising a spreader camera for photographing the target container to provide image information for the target container.
상기 메인 컨트롤러는 상기 스프레더가 하강하여 수직목표지점에 도달한 경우, 상기 스프레더 카메라로부터 제공되는 이미지 정보와, 상기 레이저 스캐너로부터 제공되는 위치좌표를 분석하여 상기 스프레더의 위치를 정밀 제어하는 컨테이너 하역 시스템.
The method of claim 3, wherein
And the main controller analyzes the image information provided from the spreader camera and the position coordinates provided from the laser scanner when the spreader descends to reach a vertical target point, and precisely controls the position of the spreader.
상기 스프레더에 설치된 특정마크; 및
상기 트롤리 또는 상기 크레인의 상부 프레임에 설치되고, 상기 스프레더에 설치된 특정마크를 인식하여 상기 스프레더의 스웨이(sway), 스큐(skew), 트림(trim), 리스트(list)를 측정하여 상기 메인 컨트롤러로 제공하는 트롤리 카메라를 더 포함하고,
상기 메인 컨트롤러는,
상기 트롤리 카메라로부터 제공되는 상기 스프레더의 상태에 따라 상기 스프레더의 위치를 조정하는 컨테이너 하역 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
A specific mark installed on the spreader; And
It is installed on the upper frame of the trolley or the crane, and recognizes a specific mark installed on the spreader to measure the sway, skew, trim, list of the spreader to the main controller. It further includes a trolley camera provided,
The main controller,
Container unloading system for adjusting the position of the spreader in accordance with the state of the spreader provided from the trolley camera.
레이저 스캐너를 이용하여 상기 스프레더에 장착된 이송 컨테이너가 적재될
목표 컨테이너의 각 테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치 좌표를 획득하는 단계;
획득된 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 각 테두리의 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상 경계막을 설정하는 단계;
상기 스프레더가 하강시 상기 가상 경계막을 기준으로, 상기 이송컨테이너의 측정된 거리값과 상기 목표컨테이너의 위치좌표에 상응하여 측정된 거리값을 비교하여, 상기 이송 컨테이너가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 단계;
상기 감지신호에 따라 상기 이송컨테이너의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내로 조정하는 방식으로 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하는 단계; 및
상기 목표 컨테이너 상에 상기 이송 컨테이너를 랜딩하는 단계
를 포함하는 컨테이너 하역 방법.
In the method of unloading a container by using a crane including a trolley and a spreader,
The transport container mounted on the spreader can be loaded using a laser scanner.
Scanning each edge of the target container to obtain position coordinates of each edge of the target container;
Setting a virtual boundary film in the space by continuously irradiating a laser to the position coordinates of each edge, focusing on the position coordinates of each edge of the obtained target container;
When the spreader is lowered, the measured distance value of the transport container and the distance value corresponding to the position coordinate of the target container are compared with respect to the virtual boundary film to determine whether the transport container leaves the virtual boundary film in real time. Sensing and providing a sensing signal corresponding thereto;
Repeatedly controlling the lowering and positioning of the spreader in a manner of adjusting the position of the transport container into an area of the virtual boundary film according to the detection signal; And
Landing the transfer container on the target container
Container unloading method comprising a.
레이저 스캐너를 이용하여 상기 스프레더에 의해 픽업될 목표 컨테이너의 각
테두리를 스캐닝하여 상기 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 획득하는 단계;
획득된 목표 컨테이너의 각 테두리의 위치좌표를 초점으로 하여 연속적으로 각 테두리의 위치좌표로 레이저를 조사하여 공간상에 가상 경계막을 설정하는 단계;
상기 스프레더가 하강시 상기 가상 경계막을 기준으로, 상기 스프레더의 측정된 거리값과 상기 목표 컨테이너의 위치좌표에 상응하여 측정된 거리값을 비교하여, 상기 스프레더가 상기 가상 경계막을 이탈하는지를 실시간으로 감지하여 그에 상응하는 감지신호를 제공하는 단계;
상기 감지신호에 따라 상기 스프레더의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내로 조정하는 방식으로 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하는 단계; 및
상기 목표 컨테이너를 픽업하는 단계
를 포함하는 컨테이너 하역 방법.
In the method of unloading a container by using a crane including a trolley and a spreader,
Each of the target containers to be picked up by the spreader using a laser scanner
Scanning the edges to obtain position coordinates of each edge of the target container;
Setting a virtual boundary film in the space by continuously irradiating a laser to the position coordinates of each edge, focusing on the position coordinates of each edge of the obtained target container;
When the spreader descends, by comparing the measured distance value of the spreader with the measured distance value corresponding to the position coordinate of the target container based on the virtual boundary film, it is detected in real time whether the spreader leaves the virtual boundary film. Providing a sensing signal corresponding thereto;
Repeatedly controlling the lowering and the positioning of the spreader in a manner of adjusting the position of the spreader in the area of the virtual boundary film according to the detection signal; And
Picking up the target container
Container unloading method comprising a.
상기 감지신호에 따라 상기 스프레더의 위치를 상기 가상 경계막의 영역 내로 조정하는 방식으로 상기 스프레더의 하강과 위치조정을 반복적으로 제어하는 단계 후,
상기 스프레더가 하강하여 수직목표지점에 도달한 경우, 스프레더 카메라를 통해 획득된 목표 컨테이너의 이미지 정보와 상기 레이저 스캐너로부터 제공되는 목표 컨테이너의 위치좌표를 분석하여 상기 스프레더의 위치를 정밀 제어하는 단계,
를 더 포함하는 컨테이너 하역 방법.
The method according to claim 6 or 7,
After the step of repeatedly controlling the lowering and positioning of the spreader by adjusting the position of the spreader in the area of the virtual boundary film according to the detection signal;
When the spreader descends to reach the vertical target point, precisely controlling the position of the spreader by analyzing image information of the target container obtained through the spreader camera and the position coordinates of the target container provided from the laser scanner;
Container unloading method comprising more.
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KR1020100093033A KR101058594B1 (en) | 2010-09-27 | 2010-09-27 | System and method for loading/unloading container |
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