KR20190116347A - 타겟 추적 도움을 가지고 하는 오프쇼어 선박-대-선박 리프팅 - Google Patents

타겟 추적 도움을 가지고 하는 오프쇼어 선박-대-선박 리프팅 Download PDF

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KR20190116347A
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매튜 맥클린
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제이. 레이 맥더모트 에스.에이.
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Abstract

본 발명의 양태(100)는 크레인을 이용하여 물체의 운반을 용이하게 하기 위한 기구 및 방법. 본 명세서에서 공개된 기구들은 제1 장소에서 크레인 상에 또는 근처에 설치된 타겟 추적 장치(110) 및 물체를 위한 랜딩 장소 근처에 위치한 타겟을 포함한다. 타겟 추적 장치 및 타겟은 두 개의 장소들 사이에서의 상대적 운동의 실시간 결정을 용이하게 한다. 동일한 방식을 이용하는 방법들도 공개된다.

Description

타겟 추적 도움을 가지고 하는 오프쇼어 선박-대-선박 리프팅
본 출원은 2017년 2월 28일에 출원된 미국 가출원 번호 제62/464,942호의 우선권을 주장하고, 이것은 본 명세서의 이 부분에서 참조에 의해 통합된다(incorporated by reference).
본 공개의 실시예들은 일반적으로 크레인을 이용한 물체들의 운반을 용이하게 하기 위한 기구들 및 방법들에 관한 것이다.
선박-대-선박(STS: Ship-to-Ship) 운반 동작들은, 정지해 있든 또는 항해 중이든, 서로 나란히 배치된 항해선(seagoing ship)들 간의 화물의 운반이다. 이러한 동작은 전형적으로 리프팅 장치(lifting device), 일반적으로 크레인을 이용해서 수행된다. 이러한 동작이 바다의 한가운데에서 수행될 때, 날씨와 바다 상태는 양쪽 선박들 모두가 서지(surge), 스웨이(sway), 히브(heave), 피치(pitch), 요(yaw), 그리고 롤(roll)하는 것을 초래할 것이다. 전형적으로, 양쪽 선박들 모두는 서로 떨어져 있고, 이들 간의 상대적 수평 거리(relative horizontal distance)는 예를 들어, 다른 장치들 중에서도 다이나믹 포지셔닝(dynamic positioning), 닻(anchor)들, 또는 로프(rope)들을 이용해서 유지된다. 그래서, 각각의 선박의 동적인 운동들은 서로 독립적이다.
가장 동적인 움직임들은 리프팅된 제품(lifted product) 주변에 "안전 지대(safe zone)"(예컨대, 의도하지 않은 충돌을 피하기 위해 적당한 간격)를 제공함으로써 제어될 수 있지만, 수직적 움직임은 여전히 상당히 크고, 그래서 상대적 선박 움직임으로 인해 화물이 선박 갑판에 다시 쾅 부딪칠 때 위험한 상황을 초래할 수 있다. 이러한 "화물 슬래밍(load slamming)"은 화물/제품 및/또는 선박에 손상을 초래할 수 있다. 이것 때문에, STS 동작들은 전형적으로 위험을 줄이도록 바람직한 기상 상태에 한정된다. STS 동작들을 막는 바람직하지 않은 기상 상태의 경우에, 이러한 동작들이 시작될 수 있도록 상태가 좋아질 때까지 양쪽 선박들이 대기하고 있어야 하기 때문에 특정한 동작의 비용은 올라간다.
"화물 슬래밍" 위험은 크레인의 일정한 장력 모드(constant tension mode)를 이용함으로써 몇몇 제한된 경우들에서 현재 경감되는데, 여기서 센서는 케이블의 장력의 변화를 검출하기 위하여 이용되고, 장력을 일정한 값 또는 거의 일정한 값으로 유지하도록 반응한다. 하지만, 이러한 특징은 몇몇 크레인들에서만 이용가능하고, 특정한 이용 사례들 및 제한된 능력에 한정된다.
화물 슬래밍을 관리하는 다른 종래의 방법은 지원선(supply vessel) 또는 바지선(barge)의 갑판과 크레인 선박 간의 상대 속도로 인하여 오프쇼어 크레인(offshore crane)들의 적재 용량(load capacity)을 제한하기 위하여 디레이팅 차트(derating chart)를 이용한다. 상대 속도는 파도 높이에 의해 유도되는데, 파도 높이는 흔히 조작자에 의해 시각적으로 추정되어서 정밀하지는 않기 때문에, 허용되는 적재량(allowed loads)은 전형적으로 보수적으로 적게 잡힌다(conservative). 도 7에 도시된 바와 같은, 종래의 디레이팅 차트는 전형적으로 주어진 크레인 타입에 대해 디레이팅된(derated) 적재 용량을 결정하기 위해 이용된다. 디레이팅 차트는 추정된 파도 높이 및 리프팅 반경(lifting radius)에 상응하는 허용되는 적재량을 제공한다.
다른 종래의 기법들은 선박들 간의 상대적 운동을 다루기 위하기 능동 히브 보상기(AHC: active heave compensator)들을 이용한다. AHC는 각각의 선박에 위치해 있는 MRU(motion reference unit) 센서로부터 수집되는 운동(motion)들의 실시간 계산에 따라서 후크 고도(hook elevation)를 보상하기 위해 이용되는 장치이다. 하지만, 이러한 기법들은 MRU 센서들이 각각의 선박에 설치될 것을 요하고, 그들 간에 정보가 무선으로 전송되어야 한다. 이러한 무선 데이터 링크들은 중단(interruption)되기 쉽고, 이것은 무선 MRU 시스템들의 신뢰도를 감소시킨다. 그러므로, 무선 MRU 센서들은 상술한 "화물 슬래밍" 위험을 신뢰성 있게 처리할 수 없다.
그러므로, 필요한 것은 화물 리프팅 동작들에 대한 크레인의 디레이팅(derating)을 위해 실시간 상대적 운동 측정을 포함하되 이에 한정되지 않고, 크레인들을 가지고 물체들의 운반을 용이하게 하기 위한 새로운 방법 및 기구이다.
본 발명의 양태는 크레인을 이용하여 물체의 운반을 용이하게 하는 방법 및 이를 위한 기구를 포함한다. 본 명세서에서 공개된 기구들은 제1 장소에서 크레인 상에 또는 근처에 설치된 타겟 추적 장치 및 물체를 위한 랜딩 장소 근처에 위치한 타겟을 포함한다. 타겟 추적 장치 및 타겟은 두 개의 장소들 사이에서의 상대적 운동의 실시간 결정을 용이하게 한다. 동일한 방식을 이용하는 방법들도 공개된다.
하나의 양태에 있어서, 크레인을 갖는 제1 선박과 제2 선박 사이에서 랜딩(landing) 또는 리프트-오프(lift-off) 동작을 수행하는 방법이 제공된다. 본 방법은 상기 제1 선박 상에 배치된 타겟 추적 장치를 가지고 상기 제2 선박 상에 위치한 타겟을 추적하는 단계; 상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 데이터를 기초로 하여 상기 제1 및 제2 선박 간의 상대적 운동(relative motion)을 결정하는 단계; 및 상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 상기 데이터에 응답하여 상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상기 상대적 운동에 대해 보상하는(compensating) 단계;를 포함한다.
하나의 양태에 있어서, 크레인을 갖는 제1 선박과 제2 선박 사이에서 랜딩 또는 리프트-오프 동작을 수행하는 방법이 제공된다. 본 방법은 상기 제1 선박 상에 배치된 타겟 추적 장치를 가지고 상기 제2 선박 상에 위치한 타겟을 추적하는 단계; 추적에 응답하여, 상기 타겟 추적 장치와 상기 타겟 간의 거리; 및 상기 타겟 추적 장치와 상기 타겟 사이의 가시선과 수직축 간의 상대적 각도;를 나타내는 데이터를 생성하는 단계; 상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 데이터를 기초로 하여 상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상대적 운동을 결정하는 단계; 및 상기 상대적 운동을 기초로 하여 상기 크레인의 리프팅 능력을 결정하는 단계;를 포함한다.
다른 양태에 있어서, 랜딩 또는 리프트-오프 동작을 수행하기 위한 시스템은 능동 히브 보상기를 가지고 있고 이것이 연결되어 있는 크레인; 타겟 추적 장치; 상기 타겟 추적 장치에 의해 추적되도록 구성된 광학적 타겟; 및 상기 타겟 추적 장치로부터 데이터를 수신하고, 상기 데이터를 수신한 것에 응답하여, 상기 능동 히브 보상기에 능동 히브 보상(active heave compensation)을 제공하라는 명령을 보내도록 구성된 컨트롤러;를 포함한다.
본 공개의 상술한 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 앞에서 간단하게 요약된 본 공개의 더욱 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있고, 이들 중 몇몇은 첨부된 도면들에서 도시된다. 하지만, 본 공개는 다른 동일하게 효과를 가지는 실시예들을 허용할 수 있어서, 첨부된 도면들은 예시적인 실시예들만을 도시하고, 그러므로 범위의 제한으로 여겨지지 않아야 할 것이라는 점이 주목되어야 한다.
도 1a는 본 발명의 하나의 양태에 따른, 물체를 운반하는 크레인을 개략적으로 도시한다. 도 1b 및 1c는 도 1a의 부분확대도들이다.
도 2는 본 공개의 하나의 양태에 따른, 타겟 추적 장치의 개략도이다.
도 3a 및 3b는 본 공개의 하나의 양태에 따른, 헤즈업 디스플레이(HUD: heads-up display) 상에 도시된 데이터의 개략도들이다.
도 4a 및 4b는 본 공개의 양태들에 따른, 디스플레이 정보를 도시한다.
도 5는 본 공개의 하나의 양태에 따른, 선박 대 선박 간 보도(ship-to-ship walkway)를 도시한다.
도 6은 그 위에 크레인을 갖는 선박의 개략적인 상부 평면도이다.
도 7은 리프트-오프 및 랜딩 동작들을 용이하게 하기 위하여 이용된 종래의 디레이팅 차트를 도시한다.
이해를 쉽게 하기 위하여, 도면들에 공통인 동일한 구성요소들을 가리키기 위하여 가능한 경우에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 하나의 실시예의 구성요소들 및 특징들은 추가적인 반복 없이도 다른 실시예들에서 유익하게 통합될 수 있는 것으로 고려된다.
본 공개의 양태는 크레인을 이용하여 물체의 운반을 용이하게 하는 방법 및 이를 위한 기구를 포함한다. 본 명세서에서 공개된 기구들은 제1 지점에 설치된 타겟 추적 장치 및 물체가 리프팅되거나 랜딩될 지점 근처에 위치한 타겟을 포함한다. 타겟 추적 장치 및 타겟은 두 개의 지점들 사이에서의 상대적 운동(relative motion)의 실시간 결정을 용이하게 한다. 동일한 방식을 이용하는 방법들도 공개된다.
도 1a는 본 공개의 하나의 양태에 따라서, 물체(103)를 운반하는 크레인(100)을 개략적으로 도시한다. 도 1b 및 1c는 도 1a의 부분확대도들이다. 도시된 바와 같이, 크레인(100)은 수역(body of water)(116)에 위치한 제1 선박(102)의 갑판(101) 상에 배치된다. 크레인(100)은 제1 선박(102)에 인접하게 위치한 제2 선박(104) 상에 물체(103)를 배치하거나 제2 선박(104)으로부터 물체(103)를 제거하도록 구성된다. 물체(103)는 이와 달리 본 명세서에서 화물이라고 지칭된다. 크레인(100)은 적어도 조작자 운전석(operator cab)(105), 붐(boom)(106), 집(jib)(107), 호이스트 라인(hoist line)(108), 및 후크(hook)(109)를 포함한다. 크레인(100)은 크레인(100)의 회전 움직임을 용이하게 하기 위하여 또는 제1 선박(102)의 갑판(101)과의 결합을 용이하게 하기 위하여 받침대 상에 설치될 수 있다. 선택적인(optional) 캐리지(carriage)(120)는 호이스트 라인(108) 및 이에 결합된 후크(109)를 측방향으로(laterally) 움직이게 하기 위하여 붐(106) 및 집(107)을 따라서 이동한다.
제1 선박(102)(및 그래서, 크레인(100))과 제2 선박(104) 사이의 상대적 운동을 다룸으로써 물체(103)의 운반을 용이하게 하기 위하여, 타겟 추적 장치(110)가 이용된다. 타겟 추적 장치(110)는 물체(103)와 같은 물체 상에 또는 물체에 인접하게 배치될 수 있는 광학적 타겟(optical target)(111)의 위치를 정확하게 측정하는 도구이다. 타겟 추적 장치(110)는 일반적으로 크레인(100)의 운전석(cab)(105)에 설치되지만, 갑판과 같은 다른 설치 장소들도 이용될 수 있다. 광학적 타겟(111)은 물체(103) 근처에 있는(또는 물체(103)가 배치될 장소 근처에 있는) 제2 선박(104) 상에 설치된다. 그래서, 타겟 추적 장치(110)가 광학적 타겟(111)을 추적함에 따라, 타겟 추적 장치(110)(그리고 이에 상응하여, 크레인(100) 및 선박(102))와 관련된 제2 선박(104)의 추적이 일어난다. 하나의 예에서, 광학적 타겟(111)은 SMR(spherically mounted retroreflector)이고, 이것은 거울 표면(mirrored surface)이 형성되어 있는 볼 베어링(ball bearing)과 비슷한 SMR(spherically mounted retroreflector)이다. 다른 실시예에서, 광학적 타겟(111)은 타겟 추적 장치(110)에 의해 인식가능한 교번 정사각형(alternating square)들로 이루어진 광학적 그리드(optical grid)이다. 타겟 추적 장치(110)에 의해 구별가능한(distinguishable) 삼각형 또는 원형과 같은 다른 형상들이 광학적 그리드를 위해 이용될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 나아가, 광학적 타겟(111)은 또한 타겟 추적 장치(110)에 의해 인식가능한 다른 타입의 마커(marker)일 수 있다.
타겟 추적 장치(110)는 타겟 추적 장치(110)와 광학적 타겟(111) 간의 거리를 결정하도록 구성된다. 게다가, 타겟 추적 장치는 또한 조작자 운전석(105)의 수직축 또는 다른 기준축(reference axis)에 대한 가시선(line of sight)(예컨대, 타겟 추적 장치(110)와 광학적 타겟(111) 간의 직선)의 각도를 동시에 결정할 수 있다.
하나의 예에서, 타겟 추적 장치(110) 내의 서보 모터(servo motor)는 타겟 추적 장치(110)를 광학적 타겟(111)을 향하여 그들 간의 상대적 움직임에 반응해서 연속적으로 지향시킨다. 광학적 타겟(111) 위로의 물체(103)의 높이 및 그들 간의 거리를 계산하기 위하여 삼각법에 의한 계산이 수행된다. 타겟 추적 장치(110)와 광학적 타겟(111) 간의 거리, 물체(103)와 광학적 타겟(111) 간의 거리, 및 타겟 추적 장치(110)의 광학적 타겟(111)까지의 가시선의, 운전선(105)의 축과 같은 축에 대한 각도의 결정이 제1 선박(102)과 제2 선박(104) 간의 상대적 운동을 결정하기 위해 이용된다.
다른 예에서, 타겟 추적 장치(110)는 광학적 타겟(111)으로서 이용되는 광학적 그리드의 형상들 간의 거리를 결정한다. 형상들은 타겟 추적 장치(110)에 의해 구별가능하다. 형상들 간의 거리 또는 이들의 사이즈는 타겟 추적 장치(110)로부터의 거리를 결정하기 위하여 타겟 추적 장치(110)에 의해 이용된다. 예를 들어, 형상들 간의 거리는 알려져 있을(known) 수 있다. 타겟 추적 장치(110)는 형상들 간의 거리를 측정하고 측정된 형상들 간의 거리를 알려져 있는(known) 그들 간의 거리에 관련시켜서 타겟 추적 장치(110)로부터의 광학적 타겟(111)의 거리를 결정하도록 구성된다.
타겟 추적 장치(110)는 또한 광학적 타겟(111)의 회전 운동(rotational motion)을 결정할 수 있다. 하나의 예에서, 타겟 추적 장치(110)는 광학적 타겟(111)의 광학적 그리드를 형성하기 위해 이용되는 물체들 간의 거리들을 결정함으로써 및/또는 상기 광학적 그리드의 이미지들을 알려져 있는 상대적 회전(relative rotation)의 광학적 그리드들의 이미지들에 이미지 매칭함(image matching)으로써 광학적 타겟(111)의 상대적 회전을 결정한다. 광학적 타겟(111)의 결정된 회전 운동은 화물(103) 또는 선박의 갑판 상의 랜딩 영역과 같이 광학적 타겟(111)으로부터 오프셋(offset)된 물체의 회전을 결정하기 위해 이용될 수 있다.
계산들의 수행을 포함하는 데이터의 처리는 컨트롤러(115) 또는 다른 컴퓨팅 장치에 의해 수행된다. 하나의 예에서, 컨트롤러(115)는 조작자 운전석(105) 내에 위치하고, 디스플레이 상에서 조작자에게 정보를 디스플레이한다. 디스플레이는 선택적으로(optionally) 터치-스크린 패널일 수 있어서, 조작자가 디스플레이, 컨트롤러(115), 및 타겟 추적 장치와 상호작용하는 것을 가능하게 한다. 또 다른 예에서, 디스플레이는 헤즈업 디스플레이(heads-up display: HUD)일 수 있다.
타겟 추적 장치(110) 및 광학적 타겟(111)은 제1 선박(102)과 제2 선박(104) 간의 상대 속도(예컨대, 시간 기간에 대해 측정되는 위치의 변화)가 결정되는 것을 가능하게 한다. 상대 속도의 결정은 제1 선박(102)과 제2 선박(104) 간의 운동이 주어진 화물 및 그 사이즈와 같이 특정한 리프트(lift)에 상응하는 특정된 동작 범위 내에 있는지 여부에 대한 평가를 가능하게 함으로써, 안전성을 향상시킨다. 추가적으로, 제1 선박(102)과 제2 선박(104) 간의 상대 속도 및/또는 상대적 운동은 상대적 운동을 기초로 하여 크레인 및 그것의 리프팅 능력(lifting capacity)의 디레이팅 인자(derating factor)를 결정하기 위해 이용될 수 있다.
전통적으로, 히브 보상기들 및 연관된 시스템들은 호이스트 라인(108)의 리빙(reeving) 시에 호이스트(hoist) 또는 실린더(cylinder) 상에서 작동한다. 도 1c를 참조하면, 크레인(100)은 붐(106)에 표시나게 결합된 예시적인 능동 히브 보상기(112)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 붐은 능동 히브 보상기(112)를 가지고 개장될(retrofitted) 수 있거나, 붐(106)은 이와 통합된 능동 히브 보상기(112)를 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 능동 히브 보상기(112)가 호이스트 라인(108)과 접촉해 있는 한, 능동 히브 보상기(112)는 또한 크레인 받침대 내에서 또는 심지어 선박(102)에서와 같이 어디에든 설치될 수 있다. 능동 히브 보상기(112)는 리프팅 동작(lifting operation)들 동안 능동 히브 보상을 용이하게 하기 위하여 하나 이상의 모터들, 유압 펌프(hydraulic pump)들, 어큐뮬레이터(accumulator)들, 및/또는 기체(gas) 시스템들을 포함한다. 능동 히브 보상기(112)는 컨트롤러(115)로부터 신호를 수신한다. 컨트롤러(115)는 리프팅 동작 동안 물체(103)와 제2 선박(104) 간의 상대적 움직임을 감소시키기 위하여 타겟 추적 장치(110)에 의해 결정된 데이터 또는 컨트롤러(115)에 의해 수신되거나 계산된 데이터에 응답하여 조정(adjustment) 동작들을 수행하라고 능동 히브 보상기(112)에 지시한다. 능동 히브 보상기(112)에 의해 수행되는 동작들은 특히 광학적 타겟(111)의 지점에서 물체(103)와 제2 선박(104)의 갑판 간의 실질적으로 동기적인(synchronous) 움직임들을 야기함으로써, 화물의 충격을 감소시키거나 경감시키고, 동작들을 수행하기 위한 이용가능한 동작 윈도우(operational window)를 증가시킨다. 예를 들어, 전형적으로, 리프팅의 화물 사이즈들은 제1 선박(102)과 제2 선박(104) 간의 상대적 운동을 초래하는 수역(body of water)(116)의 파도 높이로 인하여 제한된다. 하지만, 본 명세서의 방법 및 기구는 종래의 기법들에 비하여 증가된 파도 높이들에서의 화물의 리프팅(즉, 두 개의 선박들 간의 증가된 상대적 운동)을 가능하게 함으로써 증가된 동작 윈도우들을 허용한다. 능동 히브 보상은 컨트롤러(115)로부터 수신되는 신호들에 응답하여 크레인(100)의 호이스트 라인(108)에 결합된 호이스트(즉, 윈치(winch))의 히브 보상 동작들에 의해서 수행될 수 있는 것으로 고려된다.
타겟 추적 장치(110)는 적용되는 능동 히브 보상이 없이도 제1 선박(102)과 제2 선박(104) 간의 상대적 운동을 결정할 수 있다는 점이 주목된다. 예를 들어, 타겟 추적 장치(110)는 결정된 상대적 운동과 관련하여 크레인(100)의 리프팅 능력의 디레이팅 인자를 결정함에 있어서 조작자를 돕기 위하여 선박들 간의 상대적 운동을 결정할 수 있다. 디레이팅 인자는 제어 시스템에 의하여 자동으로 결정되거나, 상대 속도 및/또는 상대적 운동을 기초로 하여 디레이팅 차트를 이용해서 조작자에 의해 결정될 수 있다. 추가적으로, 크레인(100) 및 선박(102)은 물에 위치해 있지만, 이와 달리 크레인(100)은 온쇼어(onshore)에 또는 고정된 오프쇼어 구조물 상에 위치할 수 있는 것으로 고려된다. 이러한 예들에서, 크레인(100)은 트럭 또는 부두(quay)와 같은 모바일 플랫폼(mobile platform) 상에 설치되거나 제자리에 고정될 수 있다. 크레인(100)은 또한 잭업 크레인 바지(jack-up crane barge), 잭업 오프쇼어 플랫폼(jack-up offshore platform), 또는 플로팅 오프쇼어 플랫폼(floating offshore platform)에 설치될 수 있다.
또한, 광학적 타겟(111)이 아닌 다른 타겟들이 본 공개의 구현들에 따라서 이용될 수 있는 것으로 고려된다. 광학적 타겟(111)은 다른 반사 물질들을 포함할 수 있고, 또는 사이즈, 양, 및 형상이 달라질 수 있다.
다른 양태들에서, 두 개 이상의 광학적 타겟이 이용될 수 있는 것으로 고려된다. 이러한 예에서, 레이저 또는 광학적 그리드와 같은 제2 광학적 타겟은 타겟 추적 장치(110)에 의해 식별될 수 있는 파장들 또는 그리드 패턴(grid pattern)들과 같은 시그너쳐(signature)들을 가진 추가적인 소스(source)들로부터 출력될 수 있다. 이러한 구성은 걸려있는 화물(hanging load) 아래에 있는 영역(예컨대, 랜딩 또는 리프트-오프 동안 물체(103) 바로 아래)과 같이 위험한 환경에 광학적 타겟(111)이 배치될 때 유용할 수 있다. 이러한 실시예에 따라서, 제2 선박(104)의 갑판과 같이 작업 갑판에 위치한 사람은 타겟 추적 장치(110)를 광학적 타겟 상으로 겨냥하기 위하여 레이저 포인터와 같은 광학적 타겟 소스를 이용할 수 있을 것이다(예컨대, 조작자는 타겟 추적 장치(110)에 의해 인식되도록 타겟을 "칠(paint)할" 수 있을 것이다). 일단 타겟 추적 장치(110)가 광학적 타겟을 인식하면, 광학적 타겟의 위치는 타겟 추적 장치(110)에 의한 장래의 추적을 위해 그리고 조작자 운전석(105)의 디스플레이에서 보이기 위해 등록된다. 다른 실시예에서, 제2 타겟은 타겟 추적 장치(110)에 의해 인식가능한, 시스템 안으로 입력되는 일련의 좌표점(coordinate point)들일 수 있다.
일단 타겟이 등록되면, 타겟은 시스템의 메모리에 저장될 수 있고, 그래서 조작자가 레이저 포인터를 가지고 하는 연속된 조명을 필요로 하지 않는다. 예를 들어, 타겟은 컨트롤러에 의해 이미지 매칭될 이미지로서 저장될 수 있다. 그래서, 타겟들은 당면한 리프트-오프 또는 랜딩 동작 이후의 동작들을 위해 저장될 수 있다. 이렇게 함에 있어서, (HUD와 같이 크레인 조작자 디스플레이 상에서 보일 수 있는) 저장된 타겟들은 시각적 랜드마크(visual landmark)들을 제공할 수 있고, 여기까지 크레인 조작자가 크레인 후크(109) 또는 이로부터 매달려 있는 물체(103)를 조종할 수 있다. 그래서, 후크(109)는 일반적으로는 통행가능하지(navigable) 않거나 또는 적어도 후크(109)와 주변 아이템(surrounding item)들 간의 의도하지 않은 충돌의 가능성 없이는 통행불가능한(unnavigable) 위치들까지 안내될 수 있다. 후크는 수동으로, 반-수동으로(즉, 컴퓨터의 도움을 받음), 또는 자율적으로 원하는 위치로 안내될 수 있다. 이러한 기능은 크레인(100) 또는 물체(103) 중의 하나 또는 양쪽 모두가 온쇼어(onshore)에 또는 플랫폼에 위치한 경우의 동작들 및 오프쇼어 동작들에 대해 유익하고 적용가능한 것으로 고려된다. 그래서, 방법 및 기구가 본 명세서에서 오프쇼어 동작들의 맥락에서 기술되지만, 온쇼어 동작들도 고려된다.
도 2는 본 공개의 하나의 양태에 따른, 레이저를 이용한 타겟 추적 장치(210)의 개략도이다. 본 명세서에서 이용될 수 있는 예시적인 레이저 추적기들은 영국의 Warwickshire에 소재한 FARO Technologies UK Ltd.로부터 입수가능한 VantageS 및 VantageE이다. 다른 레이저 추적기들이 이용될 수 있다고 이해되어야 한다.
타겟 추적 장치(210)는 베이스(base)(220), 회전 마운트(rotating mount)(221), 및 광학적 유닛(optical unit)(222)을 포함한다. 베이스(220)는 크레인(100)의 조작자 운전석(105)과 같이 표면 상에 설치되도록 구성된다. 회전 마운트(221)는 베이스(220) 상에 설치되고, 수직축 Z를 중심으로 회전한다. 광학적 유닛(222)은 회전 마운트(221) 내에 배치되고, 그 안에서 축 X를 중심으로 회전한다. 광학적 유닛(222)은 광학적 타겟(111)을 향하여 레이저(223)를 투사하는 레이저-생성 소스(laser-generating source)(도시되지 않음)를 그 안에 포함한다. 타겟 추적 장치(210)는 회전 마운트(221)와 광학적 유닛(222)의 상대적 위치를 조정해서 그들 간의 움직임에 응답해서 레이저(223)를 광학적 타겟(111)에 연속적으로 겨냥한다. 레이저(223)는 SMR(spherically mounted retroreflector)과 같은 광학적 타겟(111)으로부터 반사되고, 광학적 유닛(222)에 의해 수신되어, 타겟 추적 장치(210)와 광학적 타겟(111) 간의 거리의 결정을 용이하게 한다. 광학적 유닛(222)은 또한 레이저(223)와 수직축 Z(또는 다른 축) 간의 상대적 각도(relative angle)를 결정하기 위하여 가속도계(accelerometer) 및/또는 인코더(encoder) 같은 하나 이상의 기구들을 그 안에 하우징할 수 있다. 광학적 타겟(111)에 대한 상대적 각도 및 거리와 같은 정보는 능동 히브 보상 또는 다른 동작들을 위한 계산들을 수행하기 위하여 컨트롤러(115)와 같은 컨트롤러에 제공된다.
소정의 실시예들에서, 타겟 추적 장치(210)의 광학적 유닛(222)은 광학적 타겟(111)을 인식하도록 구성된 카메라 시스템과 같은 광학적 뷰어(optical viewer)로 교체될 수 있다. 타겟 추적 장치(210)는 또한 레이저 추적(laser tracking) 및 카메라 시스템들의 조합을 이용할 수 있다.
하나의 예에서, 타겟 추적 장치(210)는 정의된 시야(field of view)를 가진 광학적 뷰어를 가진다. 광학적 타겟(111)은 타겟 추적 장치(210)의 시야 내에서 유지된다. 타겟 추적 장치(210)의 시야 내의 광학적 타겟(111)의 상대적 위치(relative position) 및 시간 기간에 대한 광학적 타겟(111)의 상대적 위치의 변화들은 제1 선박과 제2 선박 간의 상대적 운동 및/또는 광학적 타겟(111)의 타겟 추적 장치(210)로부터의 거리를 결정하기 위하여 타겟 추적 장치(210)에 의해 이용된다. 추가적 예에서, 광학적 뷰어들을 가진 두 개의 타겟 추적 장치들(210)이 이용된다. 각각의 타겟 추적 장치(210)는 광학적 타겟(111)을 향해 겨냥된다. 컨트롤러는 광학적 타겟(111)의 타겟 추적 장치들로부터의 거리 및/또는 광학적 타겟(111)의 상대적 운동을 결정하기 위하여 각각의 타겟 추적 장치(210)로부터 검출된 이미지를 비교한다.
도 3a 및 3b는 본 공개의 하나의 양태에 따른, 헤즈업 디스플레이(HUD)들 상에 도시된 데이터의 개략도들이다. 도 3a는 리프트-오프 동작 동안의 HUD(330a)를 도시하고, 도 3b는 랜딩 동작 동안의 HUD(330b)를 도시한다.
하나의 양태에서, 타겟 추적 장치(110)에 의해 획득된 데이터는 컴파일되어(compiled) 크레인 계측학들(metrologies)로부터의 다른 정보와 결합된다. 하나의 예에서, 타겟 추적 장치(110)에 의해 획득된 데이터는 컴파일되어 로프 페이아웃(rope payout), 붐 각도(boom angle), 캐리지의 상대적 위치, 또는 다른 데이터와 결합된다. HUD는 또한 제2 선박(104) 상에서 물체(103)의 리프팅 또는 랜딩 동작을 시작하기 위한 이상적인 시간을 시각적으로 도시하도록, 또는 조작자 제어 입력을 지시하도록, 또는 능동 히브 보상기에 의해 초래된 운동을 도시하도록 구성된다. HUD는 또한 주어진 장소에서 가용 후크 높이(available hook height)를 디스플레이할 수 있다.
도 3a 및 3b를 참조하면, HUD(330a) 및 HUD(330b)는 라인(line) 331에서의 후크 정지 위치(stop position)(예컨대, 후크의 최대 상방 위치), 라인 332에서의 현재 후크 위치, 및 라인 333에서의 (도 1a에 도시된) 물체(103)의 더 낮은 접촉 위치(lower contact point)를 도시한다. 진동하는 라인 335에 의해 도시된 바와 같이, 랜딩 또는 리프팅 표면의 상대적 지점은 선박들 간의 상대적 운동으로 인하여 오르내린다(fluctuate). 랜딩 또는 리프팅 표면의 최대한 위로 검출된 운동은 라인 334에서 도시되고, 랜딩 또는 리프팅 표면의 최대한 아래로 검출된 운동은 라인 336에서 도시된다. 주어진 시간 간격에 대한 라인들(335, 336) 간의 상대적 거리는 랜딩 또는 리프팅 표면과 화물 간의 상대 속도를 결정하기 위하여 시스템에 의해 이용된다. 하나의 예에서, 라인들(332-336)은 HUD들(330a 및 330b) 상에서 실시간으로 업데이트된다. HUD들(330a 및 330b) 상에 제공되는 정보는 선박 갑판과 이에 랜딩되거나 이로부터 리프팅되는 물체 간의 의도하지 않은 접촉을 감소시키면서 랜딩 및 리프트-오프 동작들을 수행함에 있어 조작자를 돕는다. 추가적으로, 조작자는 선박 갑판 및 이에 랜딩되거나 이로부터 리프팅되는 물체의 상대적 위치들을 더욱 쉽게 시각화할 수 있다. 소정의 실시예들에서, 화물 및 랜딩 또는 리프팅 표면 간의 상대 속도 또는 이들 간의 상대적 거리는 화물을 리프팅하거나 랜딩하기 위한 최적 시간을 결정해서 그것의 손상을 주는 충격들을 방지하기 위하여 시스템에 의해 이용된다. 상대 속도 또는 상대 지점은 또한 일정한 장력 또는 능동 히브 보상기(112)를 제어해서 화물의 충격을 방지하기 위하여 이용될 수 있다. 그러므로, 동작들이 수행될 수 있는 동작 윈도우를 종래의 방법들에 비하여 더 확장시키는 것이 가능하다.
예를 들어, 본 명세서에서 기술된 양태들을 이용해서, 양쪽 선박들의 상대 속도는 정확하게 유도되고(derived), 이로써 종래의 방법들에서 사용된 파도 높이들 또는 상대적 운동들의 부정확한 시각적 추정들을 제거하여 과도한 디레이팅(derating)을 경감시킬 수 있다. 게다가, 본 명세서에서 기술된 양태들을 이용해서, 상대적 운동들은 실시간 기반으로 업데이트되어서, 동작들이 동작 윈도우의 상한에서 여전히 수행될 수 있게 하면서도 동작 윈도우들이 변화하는 대기 상태(changing atmospheric conditions)로 인하여 초과하지 않는 것을 추가로 보장한다.
도 4a 및 4b는 본 공개의 양태들에 따른 디스플레이 정보를 도시한다. 도 1과 관련하여 설명된 바와 같이, 복수의 내비게이션 점(navigation point)들이 본 공개의 타겟 추적 장치들에 의해 인식되고 기록될 수 있다. 이러한 내비게이션 점들은 크레인 조작자에게 가시적인 디스플레이 상에서 가시적(visible)일 수 있다. 도 4a는 디스플레이(440a)의 표현이다. 디스플레이(440a)는 크레인(100) 및 선박(102)의 상부 평면도를 개략적으로 도시한다. 이동 경로(441)는 복수의 마킹된 지점들(442)(5개가 도시됨)에 의해 정의된다. 그래서, 크레인 조작자는 (도 1b에 도시된) 후크(109)의 원하는 경로를 쉽게 시각화할 수 있고, 그러한 경로(441)가 디스플레이(440a) 상에서 뒤따르고 있다는 것을 컨펌할 수 있다. 컨트롤러는 경로(441)를 따라서 후크(109)를 안내함에 있어서 조작자를 돕기 위하여 제시된 붐(boom) 및 슬류(slew) 제어를 조작자에게 제공할 수 있는 것으로 고려된다. 경로(441)는 물체들 주변의 적절한 여유(clearance)를 제공하기 위하여 선택될 수 있고, 그래서 크레인 조작자로 하여금 종래의 기법들을 이용해서 가능한 것보다 더욱 가까운 쿼터(quarter)들 안으로 후크를 조종할(navigate) 수 있게 한다.
도 4b는 디스플레이(440b)의 표현이다. 디스플레이(440b)는 크레인(100) 및 선박(102)의 상부 평면도를 개략적으로 도시한다. 디스플레이(440b)는 리프팅될 물체를 나타내는 마킹된 지점(marked location)(445)을 개략적으로 도시한다. 지점(445)은 레이저를 이용해서 또는 다른 적절한 방식으로 조작자에 의해 마킹될 수 있다. 추가적으로, 디스플레이(440b)는 크레인(100)에서부터 마킹된 지점(445)까지의 방사상(radial) 거리, 방사상 거리에서의 크레인의 리프팅 능력, 크레인 후크의 현재의 장소에서의 크레인(100)의 리프팅 능력, 및 가용 후크 높이를 도시한다. 이러한 및 다른 정보는 디스플레이(440b)와 같이 디스플레이 상에서 조작자 이용을 위해 디스플레이된 그리고 본 명세서에서 기술된 양태들을 이용해서 결정될 수 있는 것으로 고려된다. 그래서, 조작자는 크레인(100)의 붐/후크를 움직일 필요 없이 임의의 주어진 장소에서 정확하게 크레인 범위(range) 및 부하(load)를 결정할 수 있다.
도 5는 본 공개의 하나의 양태에 따라서 선박-대-선박 간 보도(ship-to-ship walkway)(550)를 도시한다. 보도(550)는 제1 선박(102)과 제2 선박(104) 사이에 걸려 있다. 보도(550)는 그 제1 단부가 제1 선박(102)에 고정된다. 보도(550)의 제2 단부는 크레인(100)에 의한 제2 선박(104)의 상부 갑판 위에 그리고 상부 갑판에 인접하게 걸려 있다. 광학적 타겟(111)은 상술한 바와 같이 타겟 추적 장치(110)에 의해 추적될 제2 선박(104) 상에서 보도(550)의 제2 단부에 인접하게 배치된다. 제2 선박(104)이 제1 선박(102)에 대하여 움직일 때, 크레인(100)은 보도(550)의 제2 단부와 제2 선박(104) 간의 최소화된 상대적 움직임을 가지고 보도(550)의 제2 단부를 움직이기 위하여 본 명세서에서 기술된 실시예들에 따른 능동 히브 보상을 이용할 수 있다.
도 6은 위에 크레인(100)을 가진 선박(102)의 개략적인 상부 평면도이다. 본 명세서에서 기술된 양태들을 이용해서, (도 1b에 도시된) 타겟 추적 장치(110)는 선박(102)의 갑판(101) 위의 하나 이상의 지정된 장소들(660)과 크레인(100) 간의 거리를 결정할 수 있다. 도시된 장소들(660)은 단지 예들이고, 많은 다른 장소들(660)이 타겟 추적 장치(110)를 이용해서 거리 결정이 가능하다는 점이 주목된다. 장소들(660)은, 예를 들어, 화물을 랜딩할 장소들 또는 화물이 리프팅될 장소들이다. 컨트롤러(115)와 같은 컨트롤러는 특정한 리프트를 위한 동작 윈도우를 미리 결정하기 위하여 화물을 리프팅 또는 랜딩하기 전에 이러한 장소들을 인식할 수 있다. 다른 애플리케이션에서, 컨트롤러는 선박(102)의 갑판 상에 상기 화물을 운반하기 전에 화물을 랜딩할 장소들을 미리 결정할 수 있다. 컨트롤러는, 예를 들어, 화물들의 주어진 세트에 대해 갑판 상의 공간의 이용을 최적화할 수 있다. 더욱 나아가, 조작자는 그 장소들 사이에 화물을 랜딩하기 전에 장소들(660)을 표시할 수 있다. 표시된 장소들(660)은 이후 그곳에 화물(들)을 고정하기 위해 임의의 필요한 갑판 변경들을 결정하는 데에 이용될 수 있고, 이로써 변경 시간 및 비용들을 아낄 수 있다. 더욱 나아가, 장소들은 화물 리프트 동안 사람이 그 안으로 들어가는 것을 막기 위하여 안전 바리케이드가 쳐질(safety barricade) 수 있고, 이로써 안전을 크게 향상시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 타겟 추적 장치(110)는 레이저 표시기(laser indicator)에 결합된다. 타겟 추적 장치(110)는 사람이 장소들(660)과 같은 위치에 마킹하도록 레이저 표시기를 가지고 화물의 랜딩 장소와 같은 위치를 비출(irradiate) 수 있다. 장소들(660)은 조작자에 의해 시스템 안으로 입력된 좌표점들 또는 상술한 바와 같은 시스템에 의해 결정될 수 있다. 이러한 위치들을 표시하는 것은 예컨대 화물의 랜딩 장소를 결정하기 위하여 사람이 종래의 수단을 이용해서 수동으로 장소들을 측정하기 위해 필요한 시간을 감소시킨다.
게다가, 상술한 바와 같이, 크레인(100)에서부터 장소(660)까지의 거리를 확인할 때, 도 4b에 도시된 HUD(440b)와 같은 디스플레이는 크레인 조작자에게 장소(660)에서 최대 크레인 리프팅 능력 및 최대 후크 높이를 제공한다. 장소(660)에서 최대 크레인 리프팅 능력 및 후크 높이의 디스플레이를 용이하게 하기 위하여, 이러한 정보를 담고 있는 메모리에 저장된 인덱스(index) 또는 테이블(table)이 참조될 수 있다.
본 명세서에서 기술된 양태들의 이점들은 크레인이 양쪽 선박들의 동적인 수직 움직임을 보상하는 것을 가능하게 함으로써 순조로운 날씨(favorable weather)의 "시간-윈도우(time-window)"를 확장하는 것을 포함한다. 그래서, 본 명세서에서 기술된 양태들을 이용한 선박들은 종래의 기법들에 의해 실시불가능한 윈도우들에서 동작할 수 있다. 추가적으로, 본 명세서에서 기술된 측정 시스템들은 선박들 간의 운동들이 리프트를 수행하기에 너무 큰지 여부에 대한 평가 툴(assessment tool)로서 이용될 수 있는 상대 속도를 제공한다. 게다가, 상대 속도의 결정은 디레이팅 곡선(derating curve)의 더욱 구체적인 선택을 가능하게 하고, 이것은 종래에는 조작자들이 추정을 이용할 것을 요구했었다. 종래의 기법들에서 조작자들의 추정은 (선박들 간의 상대 속도를 과대 추정함으로써) 완전한 크레인 포텐셜(full crane potential)을 이용하지 못하게 하거나, (상대 속도를 과소 평가함으로써) 조작자들을 불안한 동작 윈도우(unsafe operating window)에 처하게 했다.
본 공개의 양태들은 종래의 접근법들에 비하여 추가적인 이점들을 제공한다. 예를 들어, 조작자 운전석 상에 타겟 추적 장치를 배치함으로써, 타겟 추적 장치는 광학적 타겟을 추적할 수 있고, 심지어 리프트-오프 동작 동안 광학적 타겟에 대한 가시선을 유지할 수 있다. 본 명세서에 기재된 양태들에 따른 타겟 추적 장치의 위치는 리프트-오프 동작 전체에 걸쳐서 선박들 간의 관련 운동의 연속된 모니터링 및 결정을 용이하게 한다. 그러므로, 만일 리프팅되는 물체 및 물체가 리프팅되는 선박이 리프트 동안 둘이 서로 "슬램(slam)"하도록 화물 슬래밍(load slamming)을 초래하는 상태에 있다면, 조작자가 이러한 상황을 처리하도록 경보(alert)가 제공될 수 있고, 또는 이와 달리, 타겟 추적 측정들에 응답하여 "슬램(slam)" 상황을 피하도록 AHC가 채용될 수 있다.
이상은 본 공개의 실시예들을 지향하지만, 본 공개의 다른 그리고 추가적 실시예들이 그 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 창안될 수 있고, 그 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 크레인을 갖는 제1 선박과 제2 선박 사이에서 리프팅 동작(lifting operation)을 수행하는 방법으로서,
    상기 제1 선박 상에 배치된 타겟 추적 장치를 가지고 상기 제2 선박 상에 위치한 타겟을 추적하는 단계;
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 데이터를 기초로 하여 상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상대적 운동(relative motion)을 결정하는 단계; 및
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 상기 데이터에 응답하여 상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상기 상대적 운동에 대해 보상하는(compensating) 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 청구항 1에서 있어서,
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 상기 데이터는 상기 타겟 추적 장치와 상기 타겟 간의 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 청구항 2에서 있어서,
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 상기 데이터는 상기 타겟 추적 장치에서부터 상기 타겟까지의 가시선(line of sight)과 축 간의 상대적 각도(relative angle)를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 청구항 3에서 있어서,
    상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상대적 운동을 나타내는 데이터를 디스플레이 상에 디스플레이하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 청구항 4에서 있어서,
    상기 디스플레이는 헤즈업 디스플레이(heads-up display)인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 5에서 있어서,
    상기 크레인의 후크(hook)의 이동 경로를 정의하는 제2 타겟을 선택하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 청구항 6에서 있어서,
    상기 헤즈업 디스플레이 상에 상기 이동 경로를 디스플레이하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 상기 데이터를 기초로 하여 상기 타겟과 상기 크레인의 베이스(base) 간의 수평 거리를 결정하는 것;
    가용 후크 높이(available hook height)를 결정하는 것; 및
    결정된 상기 수평 거리에 상응하는 상기 크레인의 리프팅 능력(lifting capacity) 및 상기 가용 후크 높이를 상기 헤즈업 디스플레이 상에 디스플레이하는 것;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 보상하는 단계는 상기 크레인의 능동 히브 보상기(active heave compensator)를 이용한 능동 히브 보상을 채용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 크레인을 갖는 제1 선박과 제2 선박 사이에서 리프팅 동작을 수행하는 방법으로서,
    상기 제1 선박 상에 배치된 타겟 추적 장치를 가지고 상기 제2 선박 상에 위치한 타겟을 추적하는 단계;
    추적에 응답하여,
    상기 타겟 추적 장치와 상기 타겟 간의 거리; 및
    상기 타겟 추적 장치에서부터 상기 타겟까지의 가시선과 축 간의 상대적 각도;
    를 나타내는 데이터를 생성하는 단계;
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 데이터를 기초로 하여 상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상대적 운동을 결정하는 단계; 및
    상기 상대적 운동을 기초로 하여 상기 크레인의 리프팅 능력을 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상대적 운동을 나타내는 데이터를 디스플레이 상에 디스플레이하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 디스플레이는 헤즈업 디스플레이인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 크레인의 후크의 이동 경로를 정의하는 제2 타겟을 선택하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 헤즈업 디스플레이 상에 상기 이동 경로를 디스플레이하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 상기 데이터를 기초로 하여 상기 타겟과 상기 크레인의 베이스 간의 수평 거리를 결정하는 것;
    가용 후크 높이를 결정하는 것; 및
    결정된 상기 수평 거리에 상응하는 상기 크레인의 리프팅 능력 및 상기 가용 후크 높이를 상기 헤즈업 디스플레이 상에 디스플레이하는 것;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 타겟 추적 장치에 의해 생성된 상기 데이터에 응답하여 상기 제1 선박과 상기 제2 선박 간의 상기 상대적 운동에 대해 보상하는 것; 및
    상기 보상을 수행하는 동안 리프팅 동작을 수행하는 것;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 타겟은 광학적 그리드(optical grid)인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 랜딩(landing) 또는 리프트-오프(lift-off) 동작을 수행하기 위한 시스템으로서:
    능동 히브 보상기를 가지고 있고 이것이 연결되어 있는 크레인;
    상기 크레인에 연결된 컨트롤러;
    광학적 타겟; 및
    타겟 추적 장치;
    를 포함하고,
    상기 타겟 추적 장치는 상기 광학적 타겟을 추적하도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 상기 타겟 추적 장치로부터 데이터를 수신하고, 상기 데이터를 수신한 것에 응답하여, 상기 능동 히브 보상기에 능동 히브 보상을 제공하라는 명령을 보내도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 타겟 추적 장치는 상기 크레인의 조작자 운전석(operator cab)에 인접하여 설치된 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 광학적 타겟은 광학적 그리드인 것을 특징으로 하는 시스템.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2018227805B2 (en) 2017-02-28 2021-05-27 J. Ray Mcdermott, S.A. Offshore ship-to-ship lifting with target tracking assistance
WO2020049497A1 (en) * 2018-09-07 2020-03-12 Saipem S.P.A. System and method for positioning an offshore structure
CN109678055A (zh) * 2018-11-07 2019-04-26 上海图森未来人工智能科技有限公司 移动吊装设备控制系统及方法、服务器、移动吊装设备
KR20210124248A (ko) * 2019-02-05 2021-10-14 제이. 레이 맥더모트 에스.에이. 물체의 상대 위치 및 상대 운동을 결정하기 위한 시스템 및 방법
DE102019205186A1 (de) * 2019-04-11 2020-10-15 Robert Bosch Gmbh System zur Bewegungskompensation zwischen zwei Objekten, Fahrzeug mit dem System, feststehende Struktur mit dem System und Verfahren mit dem System
CN111591396B (zh) * 2019-06-25 2021-07-20 南京蒽天捷能源科技有限公司 可移动串联式浮动液货过驳海工平台及过驳方法
CN110422284A (zh) * 2019-07-24 2019-11-08 华中科技大学 一种基于舰船运动预报的主动升沉补偿方法及系统
FI20196022A1 (en) * 2019-11-27 2021-05-28 Novatron Oy Method and positioning system for determining the position and orientation of a machine
JP7369654B2 (ja) * 2020-03-26 2023-10-26 株式会社タダノ ガイド表示システムおよびこれを備えたクレーン
DE102021205695A1 (de) * 2021-06-07 2022-12-08 Van Halteren Technologies Boxtel B.V. System und Verfahren
CN114735140B (zh) * 2022-04-12 2023-03-10 哈尔滨工程大学 一种风电桩登乘栈桥的干扰速度补偿方法、设备和介质
CN115196521B (zh) * 2022-09-15 2022-11-25 山东交通学院 一种利用船舶稳性调节船用起重设备的控制系统
NO347270B1 (en) * 2022-09-19 2023-08-21 Miko Innovasjon AS A portable system and method for monitoring a marine lifting operation
NL2033189B1 (en) * 2022-09-29 2024-04-08 Univ Delft Tech Non-contact motion compensation of suspended loads

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1036071A (ja) * 1996-07-25 1998-02-10 Nisshin Steel Co Ltd 物品の船舶への搬入搬出方法
JP2013147173A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd バルク貨物積み替え方法、バルク貨物積み替え装置、およびこれを備えた船舶
KR20150027105A (ko) * 2012-06-01 2015-03-11 시트렉스 인코퍼레이티드 크레인 및 목표 화물의 상대 속도를 결정하는 시스템 및 방법
JP2016193706A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 ティノス インクTinnos Inc. HUD(Head−UpDisplay)情報を表示する位置を動的に制御する装置

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3799505A (en) * 1971-11-23 1974-03-26 Rucker Co Crane aiding mechanism
NO148025C (no) 1976-08-20 1983-07-27 Nor Mar A S Fremgangsmaate og anordning til aa kompensere den relative vertikale bevegelse mellom et kranunderlag og et lastested
JPS5953394A (ja) 1982-09-16 1984-03-28 三井造船株式会社 洋上荷役における地切り・着地方法
GB2163402B (en) 1984-08-22 1987-12-31 British Aerospace Open sea transfer of articles
JPH07251949A (ja) * 1994-03-16 1995-10-03 Nisshin Steel Co Ltd 成品搬送方法及び船舶積載方法
DE4416707A1 (de) 1994-05-11 1995-11-16 Tax Ingenieurgesellschaft Mbh Verfahren zur Zielwegkorrektur eines Lastträgers und Lastentransportanlage
US6115129A (en) 1998-12-04 2000-09-05 Weyerhaeuser Company Laser guided loading system
US6826452B1 (en) * 2002-03-29 2004-11-30 The Penn State Research Foundation Cable array robot for material handling
DE10224312A1 (de) * 2002-05-31 2004-12-02 Siemens Ag Verfahren zur Automatisierung des Be- und Entladens von Containerschiffen in Containerterminals und entsprechende Kranautomatisierungsanlage
WO2005030571A2 (en) * 2003-07-03 2005-04-07 Advanced Maritime Support Technology, Inc. Marine payload handling craft and system
JP4498150B2 (ja) * 2005-01-20 2010-07-07 中国電力株式会社 レーザー光利用接近検知システム
WO2007000256A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-04 Abb Ab Load control device for a crane
GB2428656B (en) * 2005-08-01 2009-08-05 Engineering Business Ltd Gangway apparatus
US7599762B2 (en) * 2005-08-24 2009-10-06 Rockwell Automatino Technologies, Inc. Model-based control for crane control and underway replenishment
NL1031263C2 (nl) * 2006-03-01 2007-09-04 Univ Delft Tech Vaartuig, bewegingsplatform, werkwijze voor het compenseren voor bewegingen van een vaartuig en gebruik van een Stewart platform.
WO2010009570A1 (zh) 2008-07-21 2010-01-28 Yu Qifeng 一种起吊定位方法及起吊智能视觉系统
WO2010023743A1 (ja) * 2008-08-28 2010-03-04 三菱重工業株式会社 洋上風力発電装置の建設方法及び建設装置
WO2010033083A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Keppel Offshore & Marine Technology Centre Pte Ltd Cargo transfer system
EP2446300B1 (de) 2009-06-23 2016-10-12 Leica Geosystems AG Tracking-verfahren und messsystem mit lasertracker
EP2563706B1 (en) * 2010-04-29 2015-07-22 National Oilwell Varco, L.P. Videometric systems and methods for offshore and oil-well drilling
US8909467B2 (en) * 2010-06-07 2014-12-09 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Tower crane navigation system
NL2005231C2 (en) * 2010-08-13 2012-02-14 Ampelmann Operations B V A vessel, a motion platform, a control system, a method for compensating motions of a vessel and a computer program product.
DE202010014310U1 (de) * 2010-10-14 2012-01-18 Liebherr-Werk Ehingen Gmbh Kran, insbesondere Raupen- oder Mobilkran
DE102011102025A1 (de) * 2011-05-19 2012-11-22 Liebherr-Werk Nenzing Gmbh Kransteuerung
GB2504903B (en) * 2011-05-20 2016-05-25 Optilift As System, device and method for tracking position and orientation of vehicle, loading device and cargo in loading device operations
JP5818064B2 (ja) 2011-05-31 2015-11-18 清水建設株式会社 クレーンフックを利用したデータ収集システム及びデータ収集方法
NL2007165C2 (en) 2011-07-22 2013-01-24 Heerema Marine Contractors Nl Damping device for a vessel.
DE202011051271U1 (de) * 2011-07-28 2012-11-07 Emco Wheaton Gmbh Offshore-beladungssystem
NL2007761C2 (en) * 2011-11-09 2013-05-13 Ihc Holland Ie Bv Vessel and crane with full dynamic compensation for vessel and wave motions.
US9041595B2 (en) * 2011-12-19 2015-05-26 Trimble Navigation Limited Determining the location of a load for a tower crane
DE102012004803A1 (de) * 2012-03-09 2013-09-12 Liebherr-Werk Nenzing Gmbh Kransteuerung mit Antriebsbeschränkung
US9415976B2 (en) * 2012-05-10 2016-08-16 Trimble Navigation Limited Crane collision avoidance
NL2010104C2 (en) * 2013-01-10 2014-07-15 Ampelmann Operations B V A vessel, a motion platform, a control system, a method for compensating motions of a vessel and a computer program product.
SG11201506107PA (en) * 2013-02-05 2015-09-29 Barge Master Ip B V Motion compensation device and method for transferring a load
US9856703B2 (en) * 2013-07-16 2018-01-02 Castor Drilling Solution As Drilling rig arrangement
WO2015044898A1 (en) 2013-09-27 2015-04-02 Rolls-Royce Canada, Ltd. Two body motion compensation system for marine applications
WO2015087074A1 (en) 2013-12-13 2015-06-18 Ensco 392 Limited Apparatus for handling a boat
CN105189327B (zh) * 2014-03-28 2017-03-15 住友重机械搬运系统工程株式会社 信息提示装置、起重机系统及信息提示方法
PL2927110T3 (pl) * 2014-04-02 2016-12-30 Statek zawierający układ przeładunku ładunku
JP6259712B2 (ja) * 2014-05-13 2018-01-10 Ihi運搬機械株式会社 グラブバケット式アンローダの運転支援装置
NL2013409B1 (en) * 2014-09-03 2016-09-27 Fugro N V Spatial positioning of offshore structures.
CN104370229B (zh) 2014-11-18 2016-08-24 中国石油大学(华东) 新型海上起重机升沉补偿系统及补偿方法
SG10201608235YA (en) * 2015-10-05 2017-05-30 Keppel Offshore & Marine Technology Ct Pte Ltd System and method for guiding cargo transfer between two bodies
IL242226B2 (en) * 2015-10-22 2023-03-01 Peleg Amitai System and method for launching and mooring a vessel
US10843904B2 (en) * 2015-12-22 2020-11-24 Zhejiang University Offshore crane heave compensation control system and method using visual ranging
US9914624B2 (en) 2016-06-22 2018-03-13 The Boeing Company Systems and methods for object guidance and collision avoidance
US11124392B2 (en) 2016-11-22 2021-09-21 Manitowoc Crane Companies, Llc Optical detection and analysis for boom angles on a crane
NL2017937B1 (en) * 2016-12-06 2018-06-19 Itrec Bv A wave-induced motion compensating crane for use on an offshore vessel, vessel and load transferring method
AU2018227805B2 (en) 2017-02-28 2021-05-27 J. Ray Mcdermott, S.A. Offshore ship-to-ship lifting with target tracking assistance
CN110709602B (zh) 2017-06-12 2022-04-15 西门子歌美飒可再生能源公司 离岸风力涡轮机安装装置
CN108150782B (zh) * 2018-02-02 2019-07-23 上海海事大学 一种六自由度波浪补偿平台
US10308327B1 (en) * 2018-07-10 2019-06-04 GeoSea N.V. Device and method for lifting an object from a deck of a vessel subject to movements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1036071A (ja) * 1996-07-25 1998-02-10 Nisshin Steel Co Ltd 物品の船舶への搬入搬出方法
JP2013147173A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd バルク貨物積み替え方法、バルク貨物積み替え装置、およびこれを備えた船舶
KR20150027105A (ko) * 2012-06-01 2015-03-11 시트렉스 인코퍼레이티드 크레인 및 목표 화물의 상대 속도를 결정하는 시스템 및 방법
JP2016193706A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 ティノス インクTinnos Inc. HUD(Head−UpDisplay)情報を表示する位置を動的に制御する装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2021209260C1 (en) 2023-05-04
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CA3053477A1 (en) 2018-09-07
KR102320473B1 (ko) 2021-11-03

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