(57)【要約】【課題】構成および装着が簡単で低コストのばら積み貨物船の船倉歪み計測装置および計測方法を得る。【解決手段】ばら積み貨物船の船倉２にばら積みされた積み荷の分布を計測可能なセンサ５と、センサ５で得られる積み荷の分布データから積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析するデータ解析部と、データ解析部による解析データから前記船倉の歪みを演算する演算部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ばら積み貨物船の船倉にばら積みされた積み荷の分布を計測可能なセンサと、
前記センサで得られる積み荷の分布データから積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析するデータ解析部と、
前記データ解析部による解析データから前記船倉の歪みを演算する演算部と、を有するばら積み貨物船の船倉歪み計測装置。
【請求項２】
前記センサは、ばら積みされた積み荷の画像を撮影可能な撮像素子であり、
前記データ解析部は、前記撮像素子で得られる積み荷の画像から積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析する画像解析部であるばら積み貨物船の船倉歪み計測装置。
【請求項３】
前記撮像素子は、所定の基線長をおいて配置された２つの結像レンズを通して被写体画像を撮像することができ、前記画像解析部は、前記撮像素子における同一被写体画像の相違から積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析する請求項２記載のばら積み貨物船の船倉歪み計測装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、単眼レンズカメラが備えている撮像素子であり、前記画像解析部は、前記撮像素子で得られる画像のボケ、色ずれを解析することにより積み荷までの距離を画素ごとに解析し、積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析する請求項２記載のばら積み貨物船の船倉歪み計測装置。
【請求項５】
前記センサは、電波式距離計であり、前記電波式距離計は、前記船倉内の積み荷の複数点までの距離を計測し、これらの距離の計測値から、ばら積みされた積み荷の量、積み荷の分布を解析する請求項１記載のばら積み貨物船の船倉歪み計測装置。
【請求項６】
前記センサは、船倉の天井部の複数位置に配置されて前記各センサ直下の積み荷の分布を計測し、前記センサ間の積み荷の分布を前記各センサ直下の積み荷の分布から補完演算する請求項１または５記載のばら積み貨物船の船倉歪み計測装置。
【請求項７】
ばら積み貨物船の船倉にばら積みされた積み荷の分布を計測するステップと、
前記積み荷の分布データから積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析するステップと、
前記解析データから前記船倉の歪みを演算するステップと、を有するばら積み貨物船の船倉歪み方法。
【請求項８】
前記積み荷の分布を計測するステップは、ばら積みされた積み荷の撮影画像をもとに実行され、前記解析するステップは、前記積み荷の分布データによって実行される請求項７記載のばら積み貨物船の船倉歪み方法。
【請求項９】
前記積み荷の分布を計測するステップは、電波式距離計で前記船倉内の積み荷の複数点までの距離を計測することによって実行される請求項７記載のばら積み貨物船の船倉歪み方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀物や鉱石などのばら積み貨物を直接船倉に積載するばら積み貨物船において、貨物の荷重によって生じる船倉の歪み量を計測する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
［ばら積貨物船の構造等の概略］
ここで、ばら積貨物船の構造ならびに積荷の積載状況の概略を説明しておく。図５、図６は、ばら積貨物船の構造を概略的に示している。船体１には、その長手方向に複数の船倉２が配置されている。図示の例は７ホールドに区画された船倉２を持つばら積み貨物船である。各船倉２の上部にはスライド式のハッチが設けてあり、積荷の積み降しの際はハッチを開放し荷役を行う。
【０００３】
積荷の積み込み作業は、開放されたハッチの上方からベルトコンベヤー、クレーンその他の方法によって貨物を投下する。すなわち、貨物をばら積みする。
【０００４】
図７は、船倉２内にばら積みされた貨物の分布状況を模擬的に示している。図７では第３〜第５ホールドを示しており、第１、第２、第６および第７ホールドは省略されている。なお、「ホールド」とは「船倉」のことであり、「カーゴホールド」と表記する場合もある。ベルトコンベヤー等によって積荷が投下されてばら積みされるため、船倉２内の貨物４の分布は１点ピークを持つ円錐の山状の形状となる。
【０００５】
ただし、可動するベルトコンベヤー等の投下位置は一定では無いため、山のピークがどこに出来るかはその時の状況によって異なる。様々な手段によって得られる船倉全体（船体といってもよい）の歪み率情報に基づき、船体全般の強度や復元性など船体の安全性に関わる数値情報を導き出し、船の安全運航の補助としている。
【０００６】
また、ばら積み貨物船には、船体の吃水を計測するための吃水計が常設されている。船倉内の積荷の分布を掌握するのと同時に船体の吃水（通常は前後左右の４点の吃水）の計測値を併用すれば全体重量が求められるため、更に正確な船倉歪みを求めることが可能になる。
【０００７】
このように、ばら積み貨物船においては、各船倉における積み荷の状況によって船倉ごとに歪みが異なるため、船倉ごとの歪み量を常時掌握しておく必要がある。そこで従来のばら積み貨物船においては、各船倉の各所に歪み量を計測する歪率計を装備し、これら複数の歪率計による計測結果を基に、船倉全体に生じる歪み量およびその分布を掌握している。
【０００８】
図８、図９は従来のばら積み貨物船における歪率計の配置例を示しており、水平方向の歪みと垂直方向の歪みを計測するための多数の歪率計３が、船倉２の水平方向の面と垂直方向の面にそれぞれ一定間隔で配置されている。
【０００９】
歪率計は高価なセンサであり、これを船倉２ごとに各々複数装備することは、計測コストの増大となる問題があった。また、歪率計を船倉ごとに各々複数装備すると、各センサまでの電力用および信号用ケーブルを引き回すことが必須となり、これらケーブルを保護するための電線管の施工工事も必要で、コストおよび工事工数の面で大きな障害となっていた。
【００１０】
なお、船体の歪み計測に関連のある先行技術として、特許文献１、特許文献２に記載されている「液化ガス運搬船のモニタリングシステム」、「艦艇船体の動的歪み計測装置」がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−３５５４号公報
【特許文献２】実開平０３−９９３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、構成および装着が簡単で低コストのばら積み貨物船の船倉歪み計測装置および計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測装置は、
ばら積み貨物船の船倉にばら積みされた積み荷の分布を計測可能なセンサと、
前記センサで得られる積み荷の分布データから積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析するデータ解析部と、
前記データ解析部による解析データから前記船倉の歪みを演算する演算部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測方法は、
ばら積み貨物船の船倉にばら積みされた積み荷の分布を計測するステップと、
前記積み荷の分布データから積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析するステップと、
前記解析データから前記船倉の歪みを演算するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、撮像素子や電波式距離計などのセンサで得られるデータから、船倉にばら積みされた積み荷の分布を計測して積み荷の量、積み荷の荷重分布を解析し、船倉の歪みを演算する。したがって、従来のように多数の歪率計を配置する必要がなく、構成が簡単で、設置に要する工数も少なく、低コストのばら積み貨物船の船倉歪み計測装置および計測方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測装置の実施例を模式的に示す平面図である。
【図２】上記実施例の側面図である。
【図３】本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測装置の別の実施例を模式的に示す平面図である。
【図４】上記別の実施例の側面図である。
【図５】ばら積み貨物船の例を模式的に示す平面図である。
【図６】上記ばら積み貨物船の側面図である。
【図７】上記ばら積み貨物船における積み荷の様子を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】従来のばら積み貨物船の船倉への歪率計の配置例を示す平面図である。
【図９】上記船倉への歪率計の配置例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態の概要］
本発明の実施例では、船倉の最上部、例えば、船倉ハッチの内面に、ばら積み貨物の積載量および積載の分布を計測するための計測センサを装備している。計測センサの計測結果から、船倉内部に積載されたばら積み貨物の積載量を解析すると共に、船倉内の水平方向における積載状況の分布の様子も掌握できるようにした。
【００１８】
船倉の水平方向をＸ、Ｙ方向（ＸとＹは互いに直角方向）、垂直方向をＺとすると、船倉ごとに積載されるばら積み貨物の積載分布状況を、Ｘ、Ｙ、Ｚ要素ごとに掌握できるようにした。
【００１９】
以下、本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測装置および計測方法の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１、図２に、本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測装置の第一実施例を示す。図１、図２において、一つの船倉２内には、その天井部中央付近に、ばら積みされた積み荷の分布を計測可能な２個のセンサ５が配置されている。センサ５は、船倉２の内部に積載されたばら積み貨物の積載量を計測し、またその積載分布状況を掌握するためのもので、図１、図２は、センサ５の配置の一例を示している。
【００２１】
図１、図２に示す第一の実施例では、センサ５として距離計測機能を有する撮像素子、具体的には、画像認識装置すなわち光学カメラを採用している。距離計測機能を有する光学カメラを採用することにより、各船倉の全域を１台のセンサ５で掌握することが可能である。センサ５が故障した場合を考慮しても、せいぜい２台のセンサ５が各船倉２に装備されていればセンサとしての機能は満たされる。図１、図２に示す実施例では、一つの船倉２に２台のセンサ５が配置されている。
【００２２】
センサ５によって得ることができる積み荷の分布データから、ばら積み貨物の積載量を解析し、また積み荷の荷重分布を解析するデータ解析部を有する。さらに、データ解析部による解析データから船倉２の歪みを演算する演算部を有する。
【００２３】
センサ５として光学カメラを採用する場合、ステレオカメラを採用することができる。また、センサ５としての光学カメラは、積み荷までの距離を解析できるものであれば、単眼レンズカメラであってもよい。
【００２４】
上記第一実施例は、映像解析により積み荷の分布を知るものである。積み荷の分布から積み荷の重心位置を求めることができる。さらに、吃水計等によって積み荷の重量を掌握する。積み荷の重量と積み荷の重心位置から、船体に生じる歪みを演算によって求めることができる。
【００２５】
以上説明したばら積み貨物船の船倉歪み計測装置の実施例によれば、歪率計を採用した従来技術と比較すると、センサの設置に要する配線、電線管などを含めた総合的な設置コストを大幅に低く抑えることが可能となる。
【実施例２】
【００２６】
図３、図４は、本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測装置の第二実施例を示す。第二の実施例では、センサ５として距離を計測することを目的としたレーザー光学式測距装置を採用したものである。レーザー光学式測距装置では、測距装置の鉛直直下のばら積み貨物までの距離しか計測できず、要求される測定精度を満たすためには、レーザー光学式測距装置の数を増やす必要がある。そこで、図３、図４に示す実施例では、５個のレーザー光学式測距装置からなるセンサ５を、四角形の角に対応する位置と四角形の中心に対応する位置に配置している。
【００２７】
４個乃至５個のレーザー光学式測距装置からなるセンサ５により、その鉛直直下の積載量が計測され、センサ５が設置されていない箇所の積載量は、計測された４ないし５点の計測情報を基に補間演算手法により近似的に推定し求めることが可能である。
【００２８】
第二の実施例では、センサ５としてのレーザー光学式測距装置の装備数量を４乃至５としたため、第一の実施例と比較すれば総合的な設置コストはやや高くなるが、歪率計をセンサとして採用した従来技術と比較すると総合的な設置コストは低い。
【実施例３】
【００２９】
本発明に係るばら積み貨物船の船倉歪み計測装置の第三実施例は、センサ５として距離を計測することを目的とした電波式距離計を採用したものである。ばら積み貨物船の船倉歪み計測装置では、測定対象物が近距離にあるので、近距離の対象物を測定するのに適した電波式距離計が用いられる。センサ５として電波式距離計を採用した第３実施例におけるセンサ５の配置は、図３、図４に示す第二実施例におけるセンサ５の配置と殆ど同一である。
【００３０】
センサ５は、船倉２の天井部の複数位置に配置して各センサ５直下の積み荷の分布を計測し、センサ５間の積み荷の分布を各センサ５直下の積み荷の分布から補間演算するようにしてもよい。
【００３１】
前記第二実施例、第三実施例においても、積み荷の分布を知ることができ、積み荷の分布から積み荷の重心位置を求めることができる。さらに、吃水計等によって得ることができる積み荷の重量と上記積み荷の重心位置から、船体に生じる歪みを演算によって求めることができる。
【００３２】
［ばら積み貨物船の船倉歪み計測方法の実施例］
以上説明したばら積み貨物船の船倉歪み計測装置の実施例の説明中に、船倉歪み計測方法としての技術思想も含まれている。すなわち、ばら積み貨物船の船倉にばら積みされた積み荷の分布を計測するステップを有する。そして、積み荷の分布データから積み荷の量、全体重量および積み荷の荷重分布を解析するステップを有する。さらに、前記解析データから船倉の歪みを演算するステップを有している。積み荷の分布を計測するステップの具体的手法は、前述の通り様々な手法がある。
【００３３】
［各船倉における全体的な歪み量の算出方法］
本発明は、船倉ごとの積載貨物のＸ、Ｙ、Ｚ方向の分布を掌握するためのセンサ方式の工夫に主眼を置いている。センサから得られる貨物の分布状況を基に船倉全体もしくは船体に生じる全体の歪み量を算出する具体的な方法は任意である。一例として、通称「ローディングコンピュータ」なる市販のアプリケーションソフトウェアを使用することも可能であるから、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３４】
［実施例の効果］
本発明の実施例では、船倉全般に渡る歪みを算出する目的で積み荷の分布を計測するセンサを設けた。センサとして、撮像素子、光学式測距装置、電波方式近距離レベル計などを採用することができる。したがって、歪率計を多数設置する従来技術と比較すると、歪み率を計測するためのセンサの総数を大幅に削減することが可能となった。このことは、センサ全体のコスト低減、センサを設置するための配線工事工数の大幅削減、また配線を保護する目的の電線管の設置工事のための工数の大幅な削減に直結し、効果は歴然のものとなる。
【符号の説明】
【００３５】
２    船倉
５    センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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