WO2015114768A1 - コンテナ高さ検出装置、クレーンシステム、コンテナ高さ検出方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

　水平方向に走査可能とされコンテナの高さを非接触で計測する計測部（３０）と、計測部（３０）の水平方向の位置データを取得する水平方向データ取得部（４５）と、計測部（３０）で計測されるコンテナ（Ｃ）の高さデータと高さデータに対応して取得される水平方向データとに基づいて、予め設定された各コンテナ配置範囲のそれぞれと高さデータとを対応付けて高さデータの集合を生成する高さデータ集合生成部（４６）と、高さデータの集合に基づいて計測対象のコンテナ配置範囲におけるコンテナの積み山高さを決定するコンテナ高さ決定部（４７）と、を備える。

Description

コンテナ高さ検出装置、クレーンシステム、コンテナ高さ検出方法、および、プログラム

　この発明は、コンテナ高さ検出装置、クレーンシステム、コンテナ高さ検出方法、および、プログラムに関する。

　コンテナヤードで用いられるトランスファークレーン等のコンテナ搬送用のクレーンとして、下方に蔵置されたコンテナの積み山高さを検出する積み山高さ検出装置を備えたものが知られている。このような積み山高さ検出装置を備えていることで、コンテナ搬送用のクレーンは、既存の積み付けコンテナと、搬送するコンテナとの衝突を抑制している。
　積み山高さ検出装置としては、積み山の列毎にセンサを設置したものがある。しかし、積み山の列数が増加するとセンサの設置台数も増加してしまう。そこで、特許文献１には、これらセンサの設置台数を低減するために、コンテナの積み山の最上部を走査するセンサを用いて、一つのセンサで複数の積み山の最上部を走査する技術が開示されている。

　特許文献２には、コンテナの衝突防止を図るために、距離センサによりスプレッダに吊られたコンテナの下縁部を見通しできる箇所に扇形の検出範囲を有する二次元レーザセンサ（レーザ距離計）を取り付け、コンテナ下縁部およびスタック対象コンテナの天井面エッジを検出する技術が記載されている。この特許文献２の技術によれば、ハンドリング中のコンテナ高さを検出でき、効率の良い自動運転が可能になるとされている。

特開２００３－３２７３８８号公報 特開２００５－１０４６６５号公報

　ところで、上述したレーザ距離計は、例えば、降雨時に雨粒を検出してしまい、コンテナの積み山高さを実際よりも高い積み山高さとして誤検出してしまう場合がある。この場合、スプレッダにより搬送するコンテナを、安全側であるより高い位置まで吊り上げた後に、トロリーを横行させる必要がある。そのため、コンテナの横方向への移動に時間がかかってしまうという課題がある。

　この発明は、降雨時等であってもコンテナの積み山高さをより正確に検出して、迅速にコンテナ荷役を行うことができるコンテナ高さ検出装置、クレーンシステム、コンテナ高さ検出方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

　この発明の第一態様によれば、コンテナ検出装置は、コンテナの積み山高さを検出するコンテナ検出装置であって、水平方向に走査可能とされ前記コンテナの高さを非接触で計測する計測部と、前記計測部の水平方向の位置データを取得する水平方向データ取得部と、前記計測部で計測される前記コンテナの高さデータと前記高さデータに対応して取得される前記水平方向の位置データとに基づいて、予め設定された各コンテナ配置範囲のそれぞれと前記高さデータとを対応付けて前記高さデータの集合を生成する高さデータ集合生成部と、前記高さデータの集合に基づいて計測対象のコンテナ配置範囲におけるコンテナの積み山高さを決定するコンテナ高さ決定部と、を備える。

　この発明の第二態様によれば、コンテナ検出装置は、第一態様のコンテナ検出装置における前記コンテナ高さ決定部が、予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数に基づいてコンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第三態様によれば、コンテナ検出装置は、第一又は第二態様のコンテナ検出装置における前記コンテナ高さ決定部が、予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数と、高さ方向の位置とのヒストグラムを作成し、前記計測点数のピーク値に対応する高さ方向の位置からコンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第四態様によれば、コンテナ検出装置は、第一から第三態様の何れか一つのコンテナ検出装置における前記コンテナ高さ決定部が、前記コンテナ配置範囲で計測された高さデータが予め設定された所定数以上となった場合に、コンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第五態様によれば、クレーンシステムは、第一から第四態様の何れか一つのコンテナ検出装置と、クレーン本体と、前記クレーン本体上で水平方向に移動可能とされ前記計測部が設けられるトロリーと、前記トロリーに設けられて前記コンテナを吊り下げ可能な吊荷装置と、前記コンテナ検出装置により決定されたコンテナ高さに基づいて前記吊荷装置の制御を行う制御装置と、を備えている。

　この発明の第六態様によれば、コンテナ高さ検出方法は、コンテナの積み山高さを検出するコンテナ高さ検出方法であって、水平方向に走査しながら前記コンテナの高さを非接触で計測する計測工程と、前記計測工程による水平方向の計測位置データを取得する水平方向データ取得工程と、前記コンテナの高さデータと対応して取得される前記水平方向の位置データに基づいて、予め設定された各コンテナ配置範囲のそれぞれと対応付けて高さデータの集合を生成する高さデータ集合生成工程と、前記高さデータの集合に基づいて計測対象のコンテナ配置範囲におけるコンテナの積み山高さを決定するコンテナ高さ決定工程と、を含む。

　この発明の第七態様によれば、コンテナ高さ検出方法は、第六態様のコンテナ高さ検出方法における前記コンテナ高さ決定工程が、予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数に基づいてコンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第八態様によれば、コンテナ高さ検出方法は、第六又は第七態様のコンテナ高さ検出方法における前記コンテナ高さ決定工程が、予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数と、高さ方向の位置とのヒストグラムを作成し、前記計測点数のピーク値に対応する高さ方向の位置からコンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第九態様によれば、コンテナ高さ検出方法は、第六から第八態様の何れか一つのコンテナ高さ検出方法における前記コンテナ高さ決定工程が、前記コンテナ配置範囲で計測された高さデータが予め設定された所定数以上となった場合に、コンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第十態様によれば、プログラムは、コンテナの積み山高さを検出するコンテナ検出装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、前記コンピュータを、水平方向に走査可能とされ前記コンテナの高さを非接触で計測する計測部と、前記計測部の水平方向の位置データを取得する水平方向データ取得部と、前記計測部で計測される前記コンテナの高さデータと対応して取得される前記水平方向の位置データに基づいて、予め設定された各コンテナ配置範囲のそれぞれと対応付けて高さデータの集合を生成する高さデータ集合生成部と、高さデータの集合に基づいて計測対象のコンテナ配置範囲におけるコンテナの積み山高さを決定するコンテナ高さ決定部と、して機能させる。

　この発明の第十一態様によれば、プログラムは、第十態様のプログラムにおける前記コンテナ高さ決定部が、予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数に基づいてコンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第十二態様によれば、プログラムは、第十又は第十一態様のプログラムにおける前記コンテナ高さ決定部が、予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数と、高さ方向の位置とのヒストグラムを作成し、前記計測点数のピーク値に対応する高さ方向の位置からコンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明の第十三態様によれば、プログラムは、第十から第十二態様の何れか一つプログラムにおける前記コンテナ高さ決定部が、前記コンテナ配置範囲で計測された高さデータが予め設定された所定数以上となった場合に、コンテナの積み山高さを決定するようにしてもよい。

　この発明によれば、降雨時等であってもコンテナの積み山高さをより正確に検出して、迅速にコンテナ荷役を行うことが可能になる。

この発明の実施形態におけるクレーンシステムの斜視図である。 この発明の実施形態におけるクレーンシステムの正面図である。 この発明のコンテナ高さ検出装置の概略構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態におけるコンテナ高さ検出処理のフローチャートである。 上記コンテナ高さ検出処理で実行されるコンテナ高さ決定処理のフローチャートである。 縦軸を計測点数（点数）、横軸をコンテナ積み山高さ（Ｐｚ）の検出値（ｍ）としたヒストグラムである。 縦軸を距離、横軸を時間とした距離の計測データの一例を示すグラフである。 縦軸を高さ、横軸を時間とした図７の距離の計測結果に基づく高さデータの一例を示すグラフである。 縦軸を高さ、横軸を時間としたコンテナ高さ決定処理により得られるコンテナ高さデータを示すグラフである。

　次に、この発明の一実施形態に係るコンテナ高さ検出装置、クレーンシステム、コンテナ高さ検出方法、および、プログラムについて説明する。
　図１は、この発明の実施形態におけるクレーンシステムの斜視図である。図２は、この発明の実施形態におけるクレーンシステムの正面図である。
　図１に示すように、クレーンシステム１は、クレーン５、コンテナ高さ検出装置２０、及び、制御装置５０等を備えている。

　クレーン５は、コンテナヤードＧで、吊り荷であるコンテナＣ１を把持して移動させる機械装置である。
　コンテナ高さ検出装置２０は、コンテナヤードＧに蔵置されたコンテナＣの積み山の高さ（以下、単に積み山高さと称する）を検出する装置である。
　制御装置５０は、コンテナ高さ検出装置２０で求めた積み山高さに基づいてクレーン５を制御する装置である。

　クレーン５は、コンテナＣ１を段積みするタイヤ式ヤード用橋形クレーンである。クレーン５は、門形のクレーン走行機体１０及びクレーン走行機体１０を無軌道面上でＸ方向に走行させるタイヤ式走行装置１１を備える。

　クレーン走行機体１０は、水平方向（Ｙ方向）に平行に延びる一対の上部梁１２を有する。これら上部梁１２には、上部梁１２に沿って移動する横行トロリー１３が取り付けられている。

　横行トロリー１３は、吊りワイヤ１５を介してスプレッダ（吊荷装置）１６を上下方向（Ｚ方向）に移動させる巻上装置１４を備える。巻上装置１４は、吊りワイヤ１５を巻き上げたり、繰り出したりすることにより、吊りワイヤ１５に吊り下げられたスプレッダ１６を上下方向に移動させる。スプレッダ１６は、コンテナＣ１を係脱可能に保持（把持）する。スプレッダ１６は、コンテナＣ１の上面の形状にほぼ一致する平面形状を有している。スプレッダ１６には、Ｘ方向に延びる長辺１６ａと、Ｙ方向に延びる短辺１６ｃとの角部に、コンテナＣ１の上面の角部にそれぞれ係脱可能な係脱機構１７が取り付けられている。

　横行トロリー１３には、Ｘ方向に延びる第一の長辺１３ａに、コンテナ高さ検出装置２０が下向きに取り付けられている。同様に、横行トロリー１３には、第一の長辺１３ａと平行な第二の長辺１３ｂに、コンテナ高さ検出装置２０が下向きに取り付けられている。これら二台のコンテナ高さ検出装置２０は、同一構成である。

　この実施形態におけるコンテナヤードＧに蔵置されるコンテナ（計測対象）Ｃは、その長手方向がＸ方向に向くように配される。また、このコンテナヤードＧには、複数の積み山がＹ方向、および、Ｘ方向に並んで配される。ここで、Ｘ，Ｙ方向に並ぶコンテナＣのうち、Ｙ方向の各列をロウ（Ｒｏｗ）と称し、Ｘ方向の各列をベイ（Ｂａｙ）と称する。各ロウは、コンテナＣを蔵置する蔵置面上に予め設定されたＹ方向中心位置であるノミナル位置２３（図２参照）を基準にして配される。言い換えれば、各ロウにおけるＹ方向中心位置が、ノミナル位置２３となる。図１、図２においては、Ｙ方向に６つのロウを有する一例を示している。また、この実施形態においては、コンテナ高さ検出装置２０が一つのベイにおける各ロウの積み山高さを検出する場合を一例に説明する。

　制御装置５０は、クレーン走行機体１０に蔵置される。制御装置５０には、２台のコンテナ高さ検出装置２０が信号ケーブル（図示せず）を介して接続される。

　図１および図２に示すように、コンテナヤードＧには、車両２１が走行する走行路２２が形成されている。クレーン５は、走行路２２に停車した車両２１との間でコンテナＣ１の受け渡し、および、受け取りを行う。この際、車両２１は、コンテナＣ１の移動距離を最短とするために、受け渡し、または、受け取りを行う対象のコンテナＣ１の蔵置位置のＹ方向に位置する走行路２２上に停車する。

　図３は、この発明のコンテナ高さ検出装置２０の概略構成を示すブロック図である。
　図３に示すように、コンテナ高さ検出装置２０は、距離計測部３０と、ＸＹ位置計測部３１と、補助記憶装置３２と、検出装置制御部３３と、メモリ３４と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）３５と、記憶／再生装置３６と、を備えている。

　距離計測部３０は、いわゆるレーザ距離計である。距離計測部３０は、コンテナ高さ検出装置２０と、その下方に配される物体との間の距離を計測する。この距離計測部３０は、レーザ光を鉛直下方へ照射して、物体に反射して返ってきた光に基づいて距離を計測している。距離計測部３０は、距離計測部３０の下方にコンテナＣが蔵置されている場合に、既知である距離計測部３０の高さから計測されたコンテナＣまでの距離を減算して、距離計測部３０の下方に配されるコンテナＣの高さを求めている。この距離計測部３０は、その仕様などにより所定のサンプリング周期（例えば、４ｍｓ程度）でコンテナＣの高さを計測する。距離計測部３０の計測結果であるコンテナＣの高さデータは、検出装置制御部３３に入力される。距離計測部３０を備えるコンテナ高さ検出装置２０が横行トロリー１３に取り付けられることで、距離計測部３０は、横行トロリー１３によりＹ方向へ走査可能とされている。

　ＸＹ位置計測部３１は、横行トロリー１３のＸ方向の位置、および、Ｙ方向の位置をそれぞれ計測する。ＸＹ位置計測部３１としては、例えば、リニアエンコーダ、ロータリーエンコーダ、ＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いることができる。ＸＹ位置計測部３１によって計測されたＸ方向の位置データ、および、Ｙ方向の位置データは、それぞれ検出装置制御部３３に入力される。

　補助記憶装置３２は、ハードディスクドライブ装置や、フラッシュメモリドライブ装置などからなる。補助記憶装置３２は、高さデータ記憶部４２と、演算プログラム記憶部４３と、ＯＳプログラム記憶部４４とを備えている。
　高さデータ記憶部４２は、距離計測部３０により計測された高さデータを記憶する記憶領域である。高さデータ記憶部４２に記憶される高さデータは、高さデータの集合として各ロウに対応付けて記憶される。

　演算プログラム記憶部４３は、検出装置制御部３３で実行される演算プログラムを記憶する記憶領域である。
　ＯＳプログラム記憶部４４は、ＯＳ（Operating System）のプログラムを記憶する記憶領域である。

　検出装置制御部３３は、各種演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit；図示せず）を備えている。検出装置制御部３３は、演算プログラムを実行することで実現される複数の機能部として、水平方向データ取得部４５と、高さデータ集合生成部４６と、コンテナ高さ決定部４７と、を備えている。

　水平方向データ取得部４５は、距離計測部３０の水平方向の位置データを取得する。より具体的には、水平方向データ取得部４５は、ＸＹ位置計測部３１の計測結果である横行トロリー１３の水平方向の位置に基づき、距離計測部３０による水平方向の計測位置データ（以下、単に水平方向データと称する）を取得する。図２に示すように、Ｙ方向における距離計測部３０の水平方向の位置データは、横行トロリー１３のＹ方向中心位置から距離計測部３０のＹ方向の距離であるＳｙを、横行トロリー１３のＹ方向位置Ｔｙに対して加算又は減算することで求めることができる。水平方向データ取得部４５により求められた水平方向データは、高さデータ集合生成部４６に入力される。高さデータ集合生成部４６において、水平方向データは、コンテナＣの高さデータの計測位置の情報としてコンテナＣの高さデータと関連付けられる。つまり、上述した水平方向データは、コンテナＣの高さデータに対応して取得される。

　高さデータ集合生成部４６は、コンテナＣの高さデータ（Ｐｚ）と、これら高さデータと対応して水平方向データ取得部４５により取得された水平方向データ（Ｐｙ）とに基づいて、高さデータの集合を生成する。具体的には、高さデータ集合生成部４６は、予め設定された各コンテナ配置範囲である複数のロウの位置と、水平方向データとに基づいて、ロウ毎に、水平方向データに関連付けられた高さデータの集合を生成する。高さデータ集合生成部４６は、ロウ毎の高さデータの集合を、高さデータ記憶部４２に記憶させる。

　この実施形態の一例における高さデータ集合生成部４６は、高さデータの集合を、各ロウのノミナル位置２３に対してＹ方向で±１ｍの許容範囲内で計測された高さデータを一つのロウに対する集合として生成する。これは、一般的なコンテナＣのＹ方向の寸法が２．４４ｍ程度であるためである。このようにすることで、コンテナＣに多少の配置ずれが生じたとしても、Ｙ方向に隣り合う別のロウのコンテナＣの高さデータが誤って同一集合に混入することを低減できる。

　コンテナ高さ決定部４７は、高さデータ集合生成部４６により生成された高さデータの集合に基づいて、各ロウにおけるコンテナＣの積み山高さの検出値を決定する。このコンテナ高さ決定部４７は、各ロウの高さデータの集合に含まれる高さデータの数（以下、単に計測点数と称する）が予め設定されたデータ数を上回っているか否かを判定する。コンテナ高さ決定部４７は、計測点数が予め設定されたデータ数を上回っている場合にコンテナＣの積み山高さの検出値を決定する。言い換えれば、コンテナ高さ決定部４７は、集合毎の計測点数が十分ではない場合には、高さの検出値を決定しない。

　コンテナ高さ決定部４７は、ロウ毎に、高さデータの集合における計測点数と、その高さ方向の位置とのヒストグラムを作成する。コンテナ高さ決定部４７は、計測点数のヒストグラムのピーク値に対応する高さ方向の位置からロウ毎のコンテナＣの積み山高さの検出値を決定する。ここで、コンテナ高さ決定部４７によって決定したロウ毎のコンテナＣの積み山高さの情報は、クレーン５を制御する制御装置５０へ出力される。制御装置５０は、スプレッダ１６により吊り上げられたコンテナＣ１をＹ方向へ移動させる横引き運転を、コンテナ高さ決定部４７から入力されるロウ毎のコンテナＣの積み山高さの情報に基づいて実行する。ここで、上記横引き運転とは、スプレッダを上限位置まで巻き上げずに、各ロウにおけるコンテナＣの積み山をクリアする高さにまでコンテナＣ１をスプレッダ１６により吊り上げた状態で横行させる運転である。

　メモリ３４は、検出装置制御部３３の演算プログラムを実行する際のワークエリア等として利用される。
　通信インターフェース３５は、例えば、外部のネットワークＮｔを介して制御装置５０等に接続可能なインターフェースである。
　記憶／再生装置３６は、ディスク型記憶媒体Ｄｓに対して演算プログラム、データなどの読み込み、および、書き込みなどを行う。

　この実施形態におけるクレーンシステム１は、上述した構成を備えている。次に、上述したクレーンシステム１のコンテナ高さ検出装置２０におけるコンテナ高さ決定処理について図４、図５を参照しながら説明する。
　図４は、この発明の実施形態におけるコンテナ高さ検出処理のフローチャートである。図５は、上記コンテナ高さ検出処理で実行されるコンテナ高さ決定処理のフローチャートである。

　図４に示すように、まず、コンテナ高さ検出装置２０は、制御装置５０により横行トロリー１３を横行させて、距離計測部３０をＹ方向に走査しながらコンテナＣの高さデータを計測する。さらに、コンテナ高さ検出装置２０は、これら高さデータに対応する距離計測部３０の水平方向データを取得する（ステップＳ０１～Ｓ０２；計測工程、水平方向データ取得工程）。

　次に、コンテナ高さ検出装置２０は、予め設定されたノミナル位置２３に基づいて高さデータの集合をロウ毎に生成する（ステップＳ０２；高さデータ集合生成工程）。

　さらに、コンテナ高さ検出装置２０は、ロウ毎に生成した高さデータの集合に基づいて、ロウ毎のコンテナＣの積み山高さを決定する（ステップＳ０４；コンテナ高さ決定工程）。その後、コンテナ高さ検出装置２０は、制御装置５０などに、決定したロウ毎のコンテナＣの積み山高さの情報を出力する（ステップＳ０５）。

　次に、上述したコンテナ高さ決定部４７によりコンテナＣの積み山高さを決定する処理について具体的に説明する。
　図５に示すように、まず、コンテナ高さ検出装置２０は、ロウ毎の計測点数が、予め設定された閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。この実施形態の一例においては、横行トロリー１３の横行速度が７０ｍ／ｓ程度、各ロウの幅が２．４４ｍ、サンプリング周期が４ｍ／ｓであるため、上記閾値として２０点を採用している。しかし、この計測点数の閾値は、２０点に限られるものではなく、横行トロリー１３の横行速度や、各ロウの幅、サンプリング周期などに応じて適宜設定すればよい。

　上記判定の結果が「ＹＥＳ」（計測点数が閾値以上）の場合は、ヒストグラムを作成する（ステップＳ１２）。一方で、上記判定の結果が「ＮＯ」（計測点数が閾値より少ない）の場合は、計測点数が閾値となるまで、この処理を繰り返す。
　次に、コンテナ高さ検出装置２０は、作成されたヒストグラムに基づいて、ヒストグラムのピークを検出する（ステップＳ１３）。

　図６は、縦軸を計測点数（点数）、横軸をコンテナ積み山高さ（Ｐｚ）の検出値（ｍ）としたヒストグラムである。
　図６に示すヒストグラムは、１２ｍ程度と検出された計測点数が２００点に達しており、それ以外の計測点はいずれも１００点以下である。すなわち、図６に示すヒストグラムの場合、１２ｍがピークとなる。このヒストグラムでは、実際のコンテナＣの上面の高さ位置から計測点数が急激に立ち上がり、徐々に計測点数が減少している。

　ここで、コンテナＣ，Ｃ１は、規格により予め高さが規定されている。そのため、積み山高さとして存在し得る既知の高さ（例えば、８．５ｆｔ、９．５ｆｔ等）±１００ｍｍ内に存在する計測点のみを計数してもよい。また、ヒストグラムにおいて、積み山高さとして存在し得る既知の高さ±１００ｍｍ内に存在するピークのみを検出するようにしても良い。

　次に、コンテナ高さ検出装置２０は、検出したピークの数が、予め設定された閾値（例えば、２つ）以上か否かを判定する（ステップＳ１４）。この判定の結果が「ＮＯ」（閾値よりも少ない）である場合は、異常状態としてエラー処理して（ステップＳ１５）、メインルーチンへリターンする。

　一方で、上記判定の結果が「ＹＥＳ」（閾値以上）の場合には、ヒストグラムのピークを選択して（ステップＳ１６）、このピークに対応したコンテナＣの積み山高さを検出値として決定して、メインルーチンへリターンする。

　ここで、上述した一連の処理は、各ベイに対しても同様に行われる。また、上述した実施形態においては、２つのコンテナ高さ検出装置２０を備えているため、それぞれコンテナ高さ検出装置２０毎に個別に積み山高さが検出される。制御装置５０は、これら積み山高さの検出結果が同一ロウで一致しない場合に、これらの積み山高さの検出結果を採用せずに、安全側である予め設定された積み山高さの最大値を採用して横引き運転を行うようにしても良い。

　図７は、縦軸を距離、横軸を時間とした距離の計測データの一例を示すグラフである。図８は、縦軸を高さ、横軸を時間とした図７の距離の計測結果に基づく高さデータの一例を示すグラフである。図９は、縦軸を高さ、横軸を時間としたコンテナ高さ決定処理により得られるコンテナ高さデータを示すグラフである。
　ここで、図７～図９における各データは、降雨時に高さ１２ｍの積み山を計測した場合のデータである。図７、図８は、サンプリング周期が４ｍｓ、図９におけるデータは、距離計測の計測点数が２０点の集合を生成するため、サンプリング周期が８０ｍｓとなっている。また、この実施形態における距離計測部３０は、何らかの検出エラーの場合に距離および高さを０ｍのデータとして処理する。

　図７、図８に示すように、コンテナ高さ決定処理を行わない状態の距離データおよび高さデータは、それぞれ実際の高さである１２ｍから±０．１ｍ以内に入る正常検出されたデータの数が、全体の３６％程度、誤検出が３８％、検出エラーが２６％となった。
　これに対して、図９に示すように、コンテナ高さ決定処理を行った場合には、実際の高さである１２ｍから±０．１ｍ以内に入る正常検出されたデータの数は、全体の６５％となり、誤検出が３％、検出エラーが３３％となった。また、この場合に、２秒間のデータばらつきが±０．１ｍ以内となるデータを採用することで、誤検出を０％にすることができた。

　したがって、上述した実施形態によれば、非接触で計測されたコンテナＣの高さデータの集合をロウ毎に生成し、これら高さデータの集合に基づいて各ロウにおけるコンテナＣの積み山高さを決定することができる。その結果、降雨時等であってもコンテナの積み山高さをより正確に検出して、効率の良い横引き運転を行い迅速なコンテナ荷役を行うことができる。

　さらに、ロウ毎に生成された高さデータの集合から、予め設定された許容範囲内にある高さデータから積み山高さを決定するため、Ｙ方向で隣り合うロウの高さデータが誤って混入してしまうことを低減できる。また、予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数に基づいて、最も計測点数が多い高さデータからコンテナＣの積み山高さを決定することができるため、Ｙ方向で隣り合うロウの高さデータが誤って混入してしまった場合でも、積み山高さの検出値への影響を最小限にすることができる。

　また、ヒストグラムを作成して計測点数のピーク値に対応する高さ位置をコンテナＣの積み山高さとして検出するため、容易にピーク値を選択できるとともに、より正確にコンテナＣの積み山高さを検出できる。

　さらに、ロウ毎に計測された高さデータの計測点数が予め設定された閾値以上となった場合にコンテナＣの積み山高さを検出するので、十分なサンプル数でコンテナＣの積み山高さを検出できる。その結果、積み山高さの検出結果の信頼性を更に向上させることができる。

　また、コンテナＣの荷役を迅速化が可能となることで、クレーンシステムの稼働時間を低減できるため、システム全体の省エネルギー化を図ることができる。

　この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

　例えば、上述した実施形態においては、一つのクレーン５に一つの横行トロリー１３を設ける場合を一例に説明した。しかし、一つのクレーン５に複数の横行トロリー１３を設けても良い。

　さらに、上述した実施形態においては、高さデータの誤検出が増加する条件として降雨時を一例にして説明した。しかし、高さデータの誤検出が増加する条件は降雨に限られない。この発明は、距離計測部３０とコンテナＣとの間にレーザ光を反射する微細な物体が通過する条件、例えば、降雪や霧の発生などに対しても有効である。

　また、上述した実施形態においては、コンテナ高さ検出装置２０がＸＹ位置計測部３１を備える場合について説明した。しかし、この構成に限られない。例えば、制御装置５０や、複数のクレーン５の制御装置５０を制御する上位制御装置（図示せず）からスプレッダ１６の位置情報を受信するようにしても良い。

　さらに、上述した実施形態においては、クレーン５のクレーン走行機体１０が門形の場合を一例にして説明した。さらに、クレーン５がタイヤ式走行装置１１により走行する場合について説明した。しかし、この発明を適用可能なクレーン５の構成は、上記構成に限られない。例えば、レール上を走行するクレーンや、門形以外のクレーン走行機体を備えるクレーンにも適用可能である。

　さらに、上述した実施形態においては、コンピュータ読み取り可能なディスク型記憶媒体Ｄｓを記憶媒体として説明した。しかし、記憶媒体は、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、等のディスク型に限られず、半導体メモリ等の記憶媒体を用いても良い。また、コンピュータプログラムは、通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

　さらに、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。また、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

　コンテナの積み山高さを検出するコンテナ検出装置、クレーンシステム、コンテナ高さ検出方法、および、プログラムにおいて、降雨時等であってもコンテナの積み山高さをより正確に検出して、迅速にコンテナ荷役を行うことができる。

　１　クレーンシステム
　５　クレーン
　１０　クレーン走行機体（クレーン本体）
　１１　タイヤ式走行装置
　１２　上部梁
　１３　横行トロリー
　１４　巻上装置
　１５　吊りワイヤ
　１６　スプレッダ（吊荷装置）
　１７　係脱機構
　２０　コンテナ高さ検出装置
　２１　車両
　２２　走行路
　２３　ノミナル位置
　３０　距離計測部
　３１　ＸＹ位置計測部
　３２　補助記憶装置
　３３　検出装置制御部
　３４　メモリ
　３５　通信インターフェース
　３６　記憶／再生装置
　４１　ＸＹ方向データ記憶部
　４２　高さデータ記憶部
　４３　演算プログラム記憶部
　４４　ＯＳプログラム記憶部
　４５　水平方向データ取得部
　４６　高さデータ集合生成部
　４７　コンテナ高さ決定部
　５０　制御装置
　Ｃ１　コンテナ
　Ｇ　コンテナヤード

Claims (13)

1. 　コンテナの積み山高さを検出するコンテナ検出装置であって、
   　水平方向に走査可能とされ前記コンテナの高さを非接触で計測する計測部と、
   　前記計測部の水平方向の位置データを取得する水平方向データ取得部と、
   　前記計測部で計測される前記コンテナの高さデータと前記高さデータに対応して取得される前記水平方向の位置データとに基づいて、予め設定された各コンテナ配置範囲のそれぞれと前記高さデータとを対応付けて前記高さデータの集合を生成する高さデータ集合生成部と、
   　前記高さデータの集合に基づいて計測対象のコンテナ配置範囲におけるコンテナの積み山高さを決定するコンテナ高さ決定部と、を備えるコンテナ検出装置。
2. 　前記コンテナ高さ決定部は、
   　予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数に基づいてコンテナの積み山高さを決定する請求項１に記載のコンテナ検出装置。
3. 　前記コンテナ高さ決定部は、
   　予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数と、高さ方向の位置とのヒストグラムを作成し、前記計測点数のピーク値に対応する高さ方向の位置からコンテナの積み山高さを決定する請求項１又は２に記載のコンテナ検出装置。
4. 　前記コンテナ高さ決定部は、
   　前記コンテナ配置範囲で計測された高さデータが予め設定された所定数以上となった場合に、コンテナの積み山高さを決定する請求項１から３の何れか一項に記載のコンテナ検出装置。
5. 　請求項１から４の何れか一項に記載のコンテナ検出装置と、
   　クレーン本体と、
   　前記クレーン本体上で水平方向に移動可能とされ前記計測部が設けられるトロリーと、
   　前記トロリーに設けられて前記コンテナを吊り下げ可能な吊荷装置と、
   　前記コンテナ検出装置により決定されたコンテナ高さに基づいて前記吊荷装置の制御を行う制御装置と、を備えるクレーンシステム。
6. 　コンテナの積み山高さを検出するコンテナ高さの検出方法であって、
   　水平方向に走査しながら前記コンテナの高さを非接触で計測する計測工程と、
   　前記計測工程による水平方向の計測位置データを取得する水平方向データ取得工程と、
   　前記コンテナの高さデータと対応して取得される前記水平方向の位置データに基づいて、予め設定された各コンテナ配置範囲のそれぞれと対応付けて高さデータの集合を生成する高さデータ集合生成工程と、
   　前記高さデータの集合に基づいて計測対象のコンテナ配置範囲におけるコンテナの積み山高さを決定するコンテナ高さ決定工程と、を含むコンテナ高さ検出方法。
7. 　前記コンテナ高さ決定工程は、
   　予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数に基づいてコンテナの積み山高さを決定する請求項６に記載のコンテナ高さ検出方法。
8. 　前記コンテナ高さ決定工程は、
   　予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数と、高さ方向の位置とのヒストグラムを作成し、前記計測点数のピーク値に対応する高さ方向の位置からコンテナの積み山高さを決定する請求項６又は７に記載のコンテナ高さ検出方法。
9. 　前記コンテナ高さ決定工程は、
   　前記コンテナ配置範囲で計測された高さデータが予め設定された所定数以上となった場合に、コンテナの積み山高さを決定する請求項６から８の何れか一項に記載のコンテナ高さ検出方法。
10. 　コンテナの積み山高さを検出するコンテナ検出装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、
    　前記コンピュータを、
    　水平方向に走査可能とされ前記コンテナの高さを非接触で計測する計測部と、
    　前記計測部の水平方向の位置データを取得する水平方向データ取得部と、
    　前記計測部で計測される前記コンテナの高さデータと対応して取得される前記水平方向の位置データに基づいて、予め設定された各コンテナ配置範囲のそれぞれと対応付けて高さデータの集合を生成する高さデータ集合生成部と、
    　高さデータの集合に基づいて計測対象のコンテナ配置範囲におけるコンテナの積み山高さを決定するコンテナ高さ決定部と、して機能させるプログラム。
11. 　前記コンテナ高さ決定部は、
    　予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数に基づいてコンテナの積み山高さを決定する請求項１０に記載のプログラム。
12. 　前記コンテナ高さ決定部は、
    　予め設定された許容範囲内にある高さデータの計測点数と、高さ方向の位置とのヒストグラムを作成し、前記計測点数のピーク値に対応する高さ方向の位置からコンテナの積み山高さを決定する請求項１０又は１１に記載のプログラム。
13. 　前記コンテナ高さ決定部は、
    　前記コンテナ配置範囲で計測された高さデータが予め設定された所定数以上となった場合に、コンテナの積み山高さを決定する請求項１０から１２の何れか一項に記載のプログラム。

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