(57)【要約】【課題】  保持した荷物が振れていても、荷物を所定位置に正確に荷降ろしできるようにする。【解決手段】  保持具または前記荷物が所定位置の上方の所定高さまで下降したときに（ステップ１０６）、保持具または荷物と所定位置との相対位置と、保持具または荷物の振れの状態を求める１０８、１１０）。その後、保持具または荷物を所定高さから所定位置まで下降させる間の、振れに基づく保持具または荷物の水平方向位置の変化を予測する（ステップ１１２）。予測した位置の変化に基づいて定置させてもよいか否かを判断する（ステップ１１４、１１６）。定置させてもよいと判断したときに巻き下げレバーが操作されていると（ステップ１１８）、巻きモータを高速駆動してコンテナを着荷させる（ステップ１２０）。【選択図】        図４
2006256848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤを介して支持した荷役装置の保持具または前記保持具に保持させた荷物を所定位置に定置する荷役支援方法であって、
前記保持具または前記荷物が前記所定位置の上方の所定高さまで下降したときに、前記保持具または前記荷物と前記所定位置との相対位置と、前記保持具または前記荷物の振れの状態を求め、
前記保持具または前記荷物を前記所定高さから前記所定位置まで下降させる間の、前記振れに基づく前記保持具または前記荷物の水平方向位置の変化を予測し、
前記予測した位置の変化に基づいて、前記荷役装置のオペレータに定置操作の許可を与える、
ことを特徴とする荷役支援方法。
【請求項２】
ワイヤを介して支持した保持具を有する荷役装置と、
前記荷役装置に設けられて、前記保持具または前記保持具に保持させた荷物と、前記保持具または前記荷物を定置する所定位置との三次元情報を求める三次元計測装置と、
前記三次元計測装置の出力信号に基づいて、前記保持具または前記荷物と前記所定位置との相対位置を求める相対位置演算部と、
前記三次元計測装置の出力信号に基づいて、前記保持具または前記荷物の振れの状態を求める振れ演算部と、
前記振れ演算部の求めた前記保持具または前記荷物の振れの状態に基づいて、前記保持具または前記荷物を前記所定位置に下降させる間に、前記振れに基づいて前記保持具または前記荷物の水平方向位置の変化を求める位置予測演算部と、
前記相対位置演算部が求めた前記相対位置と、前記位置予測演算部の求めた位置の変化とに基づいて、前記保持具または前記荷物の定置操作の許可信号を出力する定置許可判断部と、
前記荷役装置に設けられ、前記定置許可判断部の判断結果を前記荷役装置のオペレータに告知する告知部と、
を有することを特徴とする荷役支援システム。
【請求項３】
請求項２に記載の荷役支援システムにおいて、
前記相対位置演算部と前記振れ演算部とは、前記保持具または前記荷物が前記所定位置の上方の所定高さまで下降したときに、前記相対位置と前記振れの状態とを求めることを特徴とする荷役支援システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の荷役支援システムにおいて、
前記位置予測演算部は、前記水平方向の位置の変化を前記三次元計測装置の検出部に対する前記保持具または前記荷物の下端の所定部と前記所定位置の基準点との張る角として求めることを特徴とする荷役支援システム。
【請求項５】
請求項３または４に記載の荷役支援システムにおいて、
前記定置許可判断部は、降下中の前記保持具または前記荷物が前記所定高さまで下降した場合に、前記保持具または前記荷物が前記所定位置に定置可能と判断したときに、前記保持具または前記荷物を予め定めた速度で下降させ、前記所定位置に定置できないと判断したときに、前記荷役装置による前記保持具または前記荷物の下降を減速または停止することを特徴とする荷役支援システム。
【請求項６】
請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の荷役支援システムにおいて、
前記荷物は、コンテナであることを特徴とする荷役支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷役支援方法に係り、特にクレーンのワイヤで吊った荷物を所定位置に荷降ろしするのに好適な荷役支援方法および荷役支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンテナターミナルでは、コンテナクレーンを用いてコンテナをコンテナ船に積み込んだり、コンテナ船から陸揚げをしたりしている。図１０は、コンテナターミナルにおけるコンテナ荷役の一例を示したものである。
図１０において、荷役装置であるコンテナクレーン１０は、岸壁１２に沿って紙面に直交した方向に走行可能となっている。コンテナクレーン１０は、脚部１４の上部に水平方向に伸びたガーダ１６を備えている。ガーダ１６は、先端が岸壁１２に着岸したコンテナ船１８の上方まで達する長さを有しており、下部に運転室２０とトロリ２２が設けてある。運転室２０とトロリ２２とは、ガーダ１６の下部に設けたレール（図示せず）に案内されて一体に走行できるようになっている。
【０００３】
トロリ２２は、コンテナ２４を保持するスプレッダ２６を支持したワイヤ２８を巻き上げ、または巻き下げる滑車を備えている。ワイヤ２８は、ガーダ１６の後端部に設けた機械室３０に設置した巻取り機（図示せず）に巻き回してあり、図示しないオペレータが運転室２０においてレバー等を操作することにより、巻取り機を駆動してワイヤ２８を巻き上げ、巻き下げてスプレッダ２６を昇降できるようになっている。
【０００４】
コンテナ２４をコンテナ船１８に積み込む場合、トレーラのシャーシ３２などによってコンテナ２４をコンテナクレーン１０の下に搬入する。そして、トロリ２２をコンテナ２４の真上に移動してワイヤ２８を介してスプレッダ２６を下降させ、スプレッダ２６にコンテナ２４を保持させる。その後、ワイヤ２８を巻き上げてスプレッダ２６を上昇させ、２点鎖線３４に示したようにトロリ２２をガーダ１６の先端側に移動させて、コンテナ船１８の所定位置にコンテナ２４を降ろす。
【０００５】
近年、コンテナ船１８は大型化されており、５０００〜８０００個のコンテナを積載できるように船体の幅が広くなり、コンテナ２４の積載高さも高くなっている。したがって、コンテナクレーン１０のガーダ１６は、長さが長くなるとともに、地上からの高さも高くなっている。このため、コンテナクレーン１０のオペレータは、コンテナ２４の陸揚げの際に、コンテナクレーン１０の運転室２０から約４０ｍ下のシャーシ３２にコンテナ２４の底を位置合わせする必要があり、非常に困難な作業となっている。
【０００６】
しかも、迅速な荷役作業が要求され、一時間に３０〜４０個のコンテナ２４のコンテナ船１８への積み込み、またはコンテナ船１８からの陸揚げが行なわれている。したがって、オペレータは、コンテナクレーン１０のトロリ２２を高速運転する必要があり、残留振れが残っているコンテナ２４を定置させる目標位置（所定位置）に対して５ｃｍの精度で位置合わせして着荷させなければならず、最適なタイミングでワイヤ２８の最終的な巻き下げを行なう必要がある。このため、コンテナ２４とシャーシ３２との位置合わせの作業は、熟練を必要としており、高度に熟練したオペレータ以外では難しく、コンテナ荷役のコスト高の原因となっている。
【０００７】
上記したように、コンテナクレーン１０を操作してスプレッダ２６によってコンテナ２４を把持したり、コンテナ２４をコンテナ船１８の所定位置に荷降ろしして積み重ねていくコンテナ２４の荷役作業は、高度の技術を要し、熟練したオペレータにとっても困難な仕事である。そこで、スプレッダの四隅にカメラを設置してコンテナを着床させる所定位置となる目標物を撮影し、制御装置が目標物と吊られたコンテナとの位置を一致させるように駆動装置を駆動し、コンテナを着床させる装置が開発されている（特許文献１）。これにより、オペレータは、制御装置に目標物を指示するだけでコンテナクレーンの自動運転が可能となり、オペレータの負担を大きく軽減することができる。
【特許文献１】特開２００２−２４１０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上記したように、トロリ２２を高速で運転する必要があることや、コンテナ２４を高所に吊り上げなければならないために風の影響などを受け、スプレッダ２６によって保持したコンテナ２４に振れを生ずる。このため、特許文献１に記載の装置のように、目標物とコンテナとの位置が一致したところで駆動装置を停止し、ワイヤを巻き下げたとしても、コンテナ２４が振れているためにワイヤ２８を巻き下げる間に、目標物（所定位置）に対して位置がずれ、コンテナを目標位置に正確に荷降ろしすることができない。この結果、コンテナを再び上昇させ、定置操作をやり直さなければならず、迅速な荷役作業を行なうことができない。また、制御装置による自動運転を行なっているため、制御が複雑で高価となる。
【０００９】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、保持した荷物が振れていても、荷物を所定位置に正確に荷降ろしできるようにすることを目的としている。
また、本発明は、熟練した技術を必要とせずに、迅速な荷役作業を行なえるようにすることを目的としている。
さらに、本発明は、荷役装置のオペレータの負担を軽減できるようにすることなどを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る荷役支援方法は、ワイヤを介して支持した荷役装置の保持具または前記保持具に保持させた荷物を所定位置に定置する荷役支援方法であって、前記保持具または前記荷物が前記所定位置の上方の所定高さまで下降したときに、前記保持具または前記荷物と前記所定位置との相対位置と、前記保持具または前記荷物の振れの状態を求め、前記保持具または前記荷物を前記所定高さから前記所定位置まで下降させる間の、前記振れに基づく前記保持具または前記荷物の水平方向位置の変化を予測し、前記予測した位置の変化に基づいて、前記荷役装置のオペレータに定置操作の許可を与える、ことを特徴としている。
【００１１】
上記の荷役支援方法を実施するための荷役支援システムは、ワイヤを介して支持した保持具を有する荷役装置と、前記荷役装置に設けられて、前記保持具または前記保持具に保持させた荷物と、前記保持具または前記荷物を定置する所定位置との三次元情報を求める三次元計測装置と、前記三次元計測装置の出力信号に基づいて、前記保持具または前記荷物と前記所定位置との相対位置を求める相対位置演算部と、前記三次元計測装置の出力信号に基づいて、前記保持具または前記荷物の振れの状態を求める振れ演算部と、前記振れ演算部の求めた前記保持具または前記荷物の振れの状態に基づいて、前記保持具または前記荷物を前記所定位置に下降させる間に、前記振れに基づいて前記保持具または前記荷物の水平方向位置の変化を求める位置予測演算部と、前記相対位置演算部が求めた前記相対位置と、前記位置予測演算部の求めた位置の変化とに基づいて、前記保持具または前記荷物の定置操作の許可信号を出力する定置許可判断部と、前記荷役装置に設けられ、前記定置許可判断部の判断結果を前記荷役装置のオペレータに告知する告知部と、を有することを特徴としている。
【００１２】
前記相対位置演算部と前記振れ演算部とは、前記保持具または前記荷物が前記所定位置の上方の所定高さまで下降したときに、前記相対位置と前記振れの状態とを求めるようにしてよい。また、前記位置予測演算部は、前記水平方向の位置の変化を前記三次元計測装置の検出部に対する前記保持具または前記荷物の下端の所定部と前記所定位置の基準点との張る角として求めるようにしてよい。さらに、前記定置許可判断部は、降下中の前記保持具または前記荷物が前記所定高さまで下降した場合に、前記保持具または前記荷物が前記所定位置に定置可能と判断したときに、前記保持具または前記荷物を予め定めた速度で降下させ、前記所定位置に定置できないと判断したときに、前記荷役装置による前記保持具または前記荷物の下降を減速または停止するようにできる。なお、荷物は、コンテナであってよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記のようになっている本発明は、荷役装置の保持具または保持具に保持させた荷物の振れの状態を求め、荷物を下降させる間における保持具または荷物の振れによる位置の変化を予測する。したがって、荷役装置のワイヤによって吊った保持具または荷物が残留振れや風などで振れている場合であっても、定置させるタイミングを誤ることなく定置操作をすることができ、保持具または荷物を所定の荷降ろし位置に正確に降ろして定置することができる。しかも、定置許可判断部が定置操作をしてよいか否かを判断してオペレータに告知するため、熟練した技術を必要とせずに保持具または荷物を所定の位置に定置することができる。また、一度の定置操作によって保持具または荷物を正確に定置でき、やり直しの手間をなくすことができるために迅速な荷役作業を行なうことができる。さらに、荷役装置のオペレータが最も神経を必要とする定置操作のタイミングを容易に知ることができるため、オペレータの負担を大幅に軽減することができる。また、荷役装置の駆動部を制御して自動的に荷役作業を行なうのでないため、安価なシステムを構築することができる。
【００１４】
保持具または荷物が予め定めた所定の高さまで下降したときに、保持具または荷物と所定位置との相対位置、保持具または荷物の振れの状態を求めるようにすると、不要な演算をする必要がなく、制御も簡素にすることができる。また、振れによる水平方向の位置の変化を、三次元計測装置の検出部に対する保持具または荷物の下端の所定部と所定位置の基準点との張る角として求めるようにすると、ワイヤの巻き下げ量などを考慮する必要がなく、巻き下げによる水平方向の位置の変化を容易に求めることができる。
【００１５】
さらに、降下中の保持具または荷物が所定高さまで下降した場合に、保持具または荷物が所定位置に定置可能と判断したときに、保持具または荷物を予め定めた速度で下降させると、下降速度の相違による着荷位置のばらつきを防ぐことができ、保持具または荷物を所定位置に正確に降ろすことができる。また、降下中の保持具または荷物が所定高さまで下降した場合に、所定位置に定置できないと判断したときに、荷役装置による保持具または荷物の下降を減速または停止するようにすると、振れを考慮した定置操作のタイミングを取ることができるとともに、保持具または荷物が定置させる位置からずれて着荷されることによる、定置操作のやり直しを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る荷役支援方法および荷役支援システムの好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお、前記背景技術において説明した部分に対応する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係る荷役支援システムの要部のブロック図である。図１において、荷役支援システム５０は、４つの三次元計測装置５２（５２ａ〜５２ｄ）、吊り荷監視ユニット５４、巻き下げレバーユニット５６、巻きモータ制御ユニット５８、巻きモータ６０を有している。三次元計測装置５２は、三次元レーザレーダや高速カメラなどの視覚センサからなっていて、後述するように、ワイヤ２８に支持させたスプレッダ２６またはコンテナ２４と、これらを定置させる所定位置との相対距離などを求めることができるようになっている。各三次元計測装置５２は、図３に示したように、検出部（画像データ取得部）５３（５３ａ〜５３ｄ）が平面視矩形状のスプレッダ２６の四隅に下向きに取り付けてある。スプレッダ２６は、荷役装置の一部をなす保持具であって、コンテナ２４を保持できるようになっている。そして、三次元計測装置５２は、スプレッダ２６の下部、スプレッダ２６が保持したコンテナ２４ｂ、コンテナ２４ｂを積み重ねるコンテナ２４ａの三次元情報を得られるようになっている。すなわち、三次元計測装置５２の検出部５３は、図６および図７に破線５５として示したように、スプレッダ２６の下部およびコンテナ２４の下部が視野に入るように取り付けてある。
【００１７】
吊り荷監視ユニット５４は、モード選択・入力部６２、荷降ろし判定部６４、告知部となる表示部６６とを有している。モード選択・入力部６２は、図示しないスイッチなどにより荷役支援システム５０の起動、停止を行なえるとともに、コンテナクレーン１０のオペレータが、吊り荷監視ユニット５４による荷役支援モードを自動にするか、オペレータの判断を必要とする半自動にするかを選択して入力できるようになっている。モード選択部・入力部６２を介して入力されたモード選択信号は、荷降ろし判定部６４に出力される。また、モード選択・入力部６２は、スプレッダ２６にコンテナ２４を保持させてあるか否かの情報、コンテナ２４のサイズなども入力できるようになっている。
【００１８】
荷降ろし判定部６４は、詳細を後述するように、例えば図３に示したコンテナ２４ｂをコンテナ２４ａの上に定置（着荷）させる操作をしてよいか否かを判断し、定置操作の許可信号を表示部６６に出力する。表示部６６は、告知部を構成していて、コンテナクレーン１０の運転室２０内に設けてあり、オペレータに荷降ろし判定部６４の判断内容を画面に表示してブザー音などとともに告知する。また、荷降ろし判定部６４は、自動支援モードを選択された場合に、スプレッダ２６に保持させたコンテナ２４ｂをコンテナ２４ａの上に定置できないと判断したときに、ワイヤ２８を巻き上げまたは巻き下げる巻きモータ６０の駆動を停止したりする。
【００１９】
荷降ろし判定部６４は、スイッチ部７０を介して巻きモータ制御ユニット５８に接続されるようになっている。スイッチ部７０は、モード選択・入力部６２によって切替え制御される。すなわち、スイッチ部７０は、モード選択・入力部６２により自動支援モードが選択されるとオンされ、吊り荷監視ユニット５４の荷降ろし判定部６４を巻きモータ制御ユニット５８に接続する。半自動が選択された場合、スイッチ部７０はオフされ、吊り荷監視ユニット５４から巻きモータ制御ユニット５８に信号が入力しないようにしてある。
【００２０】
巻き下げレバーユニット５６は、巻き下げレバー７２とレバー操作量出力部７４とから構成してある。巻き下げレバー７２は、コンテナクレーン１０の運転室２０に設けられ、コンテナクレーン１０のワイヤ２８を巻き下げてスプレッダ２６を下降させるもので、操作信号がレバー操作量出力部７４と吊り荷監視ユニット５４の荷降ろし判定部６４とに入力するようになっている。レバー操作量出力部７４は、巻き下げレバー７２の操作量に応じた大きさの信号を出力し、巻きモータ制御ユニット５８に入力する。
【００２１】
巻きモータ制御ユニット５８は、巻きモータ制御部７６とモータ駆動回路７８とから構成してある。巻きモータ制御部７６は、巻き下げレバーユニット５６のレバー操作量出力部７４と、吊り荷監視ユニット５４の荷降ろし判定部６４との出力信号が入力し、入力した信号の大きさに応じてインバータからなるモータ駆動回路７８を介して巻きモータ６０の回転数を制御し、ワイヤ２８の巻き下げ速度の制御、巻き下げの停止を行なう。
【００２２】
荷降ろし判定部６４は、図２に示したように、支援開始判断部８０、相対位置演算部８２、振れ演算部８４、位置予測演算部８６、定置許可判断部８８、定置実行部９０とから構成してある。支援開始判断部８０、相対位置演算部８２には、各三次元計測装置５２ａ〜５２ｄの出力信号が入力するようになっている。支援開始判断部８０は、三次元計測装置５２の出力信号に基づいて、ワイヤ２８が支持しているスプレッダ２６またはコンテナ２４が下降し、これらの下端とこれらを定置させる所定位置との距離が、予め設定した距離以下になると支援開始信号を相対位置演算部８２に出力するようになっている。支援開始判断部８０が演算開始信号を出力する距離は、例えばスプレッダ２６またはコンテナ２４を定置（着荷）させる所定位置の上方２０ｃｍ〜５ｍであって、任意に設定することができるようになっている。
【００２３】
相対位置演算部８２は、各三次元計測装置５２の出力信号に基づいて、スプレッダ２６またはコンテナ２４の下端と所定位置との相対位置（距離、水平方向位置など）を演算し、振れ演算部８４と位置予測演算部８６とに出力する。振れ演算部８４は、相対位置演算部８２の出力信号に基づいて、ワイヤ２８が支持しているスプレッダ２６またはコンテナ２４の振れの振幅、周期、振れ方向などの振れの状態を演算して求め、演算結果を位置予測演算部８６に送出する。
【００２４】
位置予測判断部８６は、相対位置演算部８２と振れ演算部８４との出力信号に基づいて、スプレッダ２６またはコンテナ２４の振れの状態を考慮して、相対位置演算部８２と振れ演算部８４とが演算結果を出力した位置（高さ）から、スプレッダ２６またはコンテナ２４を所定の下降速度で着荷させたときの、定置させる目標位置に対する水平方向の位置を求めて定置許可判断部８８に出力する。定置許可判断部８８は、位置予測演算部８６の演算結果８８に基づいて、半自動支援モードの場合に、定置操作の許可信号を表示部６６に出力してオペレータに告知する。また定置許可判断部８８は、自動支援モードの場合に、表示部６６に定置操作の実行中または定置操作可能を表示部６６に表示するとともに、定置実行部９０に実行指令を出力する。定置実行部９０は、定置許可判断部８８から指令信号が入力すると、巻きモータ６０を所定の回転速度で駆動する信号を巻きモータ制御ユニット５８に送出する。
【００２５】
このようになっている実施形態の荷役支援システム１０の作用は、次のとおりである。なお、この作用の説明においては、図３に示すように、スプレッダ２６に保持させたコンテナ２４ｂを他のコンテナ２４ａの上に定置する場合を中心に説明する。そして、この実施形態においては、図３に示してあるように、コンテナ２４ｂが積み重ねられるコンテナ２４ａを基準とした三次元直交座標が設定され、コンテナ２４ａの高さ方向がＺ軸、コンテナ２４ａの高さ方向（Ｚ軸）と直交した１つの辺９４がＸ軸、Ｘ軸とＺ軸とに直交した辺がＹ軸となっている。
【００２６】
図３に示したように、スプレッダ２６を介してコンテナクレーン１０のワイヤ２８に保持させたコンテナ２４ａを、例えばコンテナ船１８に積み込んであるコンテナ２４ａの上に着荷する場合、オペレータは、トロリ２２を運転室２０とともにコンテナ船１８の上方に移動させる。さらに、オペレータは、コンテナクレーン１０を岸壁１２に沿って移動させるとともに、トロリ２２をガーダ１６に沿って走行させ、目視によってトロリ２２を、コンテナ２４ｂを積み重ねるコンテナ２４ａ上方に移動させる。その後、オペレータは、図１に示した巻き下げレバーユニット５６の巻き下げレバー７２を操作し、ワイヤ２８を巻き下げ、巻き上げする巻きモータ６０をオンする。このとき、オペレータが図１に示した吊り荷監視ユニット５４のモード選択・入力部６２により自動支援モードが選択された場合、スイッチ部７０がオンされて荷降ろし判定部６４が巻きモータ制御ユニット５８の巻きモータ制御部７６に接続され、図４に示したフローチャートに従って荷役支援が行なわれる。
【００２７】
まず、上記したように、オペレータが巻き下げレバーユニット５６の巻き下げレバー７２が操作（オン）すると（ステップ４ステップ１００）、オン信号がレバー操作量出力部７４と吊り荷監視ユニット５４の荷降ろし判定部６４とに入力する。レバー操作量出力部７４は、巻き下げレバー７２の操作量に応じた大きさの信号を巻きモータ制御ユニット５８の巻きモータ制御部７６に出力する。巻きモータ制御部７６は、レバー操作量出力部７４の出力信号の大きさに応じてインバータからなるモータ駆動回路７８の出力を制御し、巻きモータ６０をオンして巻き下げレバー７２の操作量に応じた回転速度で巻きモータ６０を駆動する（図４ステップ１０２）。これにより、ワイヤ２８が巻き下げられ、ワイヤ２８に支持されたコンテナ２４ｂがスプレッダ２６と一体に下降する。
【００２８】
吊り荷監視ユニット５４の荷降ろし判定部６４は、巻き下げレバー７２から操作信号が入力すると、図２に示した支援開始判断部８０が各三次元計測装置５２の出力信号を読み込み（ステップ１０４）、コンテナ２４ｂの下端が支援領域まで下降したか否かを判断する（ステップ１０６）。すなわち、支援開始判断部８０は、例えば図３に示した検出部５３ｂに対応した三次元計測装置５２ｂが出力する検出部５３の位置Ｏとコンテナ２４ｂの下端Ｂまでの距離ｚＢと、位置Ｏとコンテナ２４ａのスタッキングコーン９２の内側上端Ｃまでの距離ｚＣと差（距離）Δｚを求める。
【００２９】
支援開始判断部８０がステップ１０６において、コンテナ２４ｂの下端が支援領域（例えば、Δｚ＝５ｍ）まで下降していないと判断した場合、ステップ１０２に戻り、巻きモータ６０の駆動が続行されてワイヤ２８が巻き下げられる。そして、支援開始判断部８０は、コンテナ２４ｂが下降して、Δｚが予め与えられている設定値以下になると、支援領域に入ったとして相対位置演算部８２に支援開始信号を入力する。これにより、相対位置演算部８２は、図４のステップ１０８に示したように、コンテナ２４ａに対するコンテナ２４ｂの相対位置を演算し、振れ演算部８４と位置予測演算部８６に入力する。
【００３０】
相対位置演算部８２は、コンテナ２４ａに対するコンテナ２４ｂの相対位置である水平方向の位置ずれ情報を次のようにして求める。例えば、図３に示した三次元計測装置５２ｂの出力信号による場合、コンテナ２４ｂの下端部の所定部である角部をＢ、コンテナ２４ａのスタッキングコーン９２の外側上端をＤ、スタッキングコーン９２の内側上端をＣとした場合に、角部Ｂと上端Ｄとが検出部５３Ｂに対して張る角ＢＯＤをθＢＤ、角部Ｂと上端Ｃとが検出部５３Ｂに対して張る角ＣＯＤをθＣＤとすると、
【数１】
2006256848.tif 000003
をＸ方向のずれ量として求める。また、相対位置演算部８２は、コンテナ２４ａに対するコンテナｂの高さ情報として、
【数２】
2006256848.tif 000004
を演算する。
【００３１】
そして、相対位置演算部８２は、三次元計測装置５２ｂの出力信号に基づいて、Ｘ方向とＹ方向とのずれ量（ずれ角）Δθおよび高さΔｚを求める。相対位置演算部８２は、各三次元計測装置５２ａ〜５２ｄのそれぞれの出力信号に基づいて、Ｘ方向とＹ方向との水平方向のずれ角Δθ、および相対高さΔｚを求める。すなわち、相対位置演算部８２は、時々刻々Δθ１、Δｚ１、Δθ２、Δｚ２、………、Δθ８、Δｚ８の１６個の状態量を求めるとともに、Δｚｉ（ｉ＝１，２，………８）の平均値ΔｚＡＶを演算する。そして、相対位置演算部８２は、上記のようにして求めたずれ角Δθｉ（ｉ＝１，２，………８）を振れ演算部８４に出力する。なお、各検出部５３は、図５に検出部５３ｂを例に示したように、下側のコンテナ２４ａの隣接する２辺の一部を視野９７内となるように取り付けてある。
【００３２】
振れ演算部８４は、相対位置演算部８２が出力したずれ角Δθｉに基づいて、コンテナ２４ｂの振れの状態、すなわちずれ角Δθｉに基づく角速度（ｄΔθｉ／ｄｔ）とコンテナ２４ｂの振れ方向とを求める。振れ演算部８４は、求めたずれ角の角速度（ｄΔθｉ／ｄｔ）と振れの方向とを位置予測演算部８６に出力する（ステップ１１０）。
【００３３】
また、位置予測演算部８６には、相対位置演算部８２から相対高さ（コンテナ２４ａとコンテナ２４ｂとの距離）Δｚｉ（ｉ＝１，２，………８）とが入力する。位置予測演算部８６は、入力した相対高さΔｚｉに基づいて、ワイヤ２８の巻き下げによるコンテナ２４ｂの下降速度（ｄΔｚｉ／ｄｔ）を求めるとともに、この下降速度の平均値を演算する。さらに、位置予測演算部８６は、コンテナ２４ｂがこのまま下降した場合に、ｔ秒後におけるコンテナ２４ａに対するコンテナ２４ｂの水平方向のずれ量（ずれ角）Δθｆを演算する（ステップ１１２）。位置予測演算部８６は、求めたコンテナ２４ａとコンテナ２４ｂとのｔ秒後の予測相対位置Δθｆを定置許可判断部８８に入力する。
【００３４】
定置許可判断部８８は、相対位置演算部８２から入力する相対高さΔｚｉの平均値ΔｚＡＶが入力し、この平均値ΔｚＡＶを基準値ｚｒと比較してコンテナ２４ｂが定置実行高さまで下降したか否かを判断する（ステップ１１４）。すなわち、定置許可判断部８８は、
【数３】
2006256848.tif 000005
を満足するか否かを判断する。数式３が満足されていないときは、ステップ１０８に戻ってステップ１０８〜ステップ１１４を繰り返し、コンテナ２４ｂを定置（着荷）させてもよい高さまで下降させる。
【００３５】
定置許可判断部８８は、ステップ１１４においてコンテナ２４ｂが定置操作を行なってもよい高さまで下降すると、ステップ１１６に示したように、定置条件が成立するか否かを判断する。すなわち、定置許可判断部８８は、位置予測演算部８６が求めたΔθｆを予め与えられている基準値θｒと比較し、次の数式４を判断する。
【数４】
2006256848.tif 000006
【００３６】
なお、基準値θｒは、振れているコンテナ２４ｂを高さｚｒから所定の速度で降下させた場合に、コンテナ２４ｂを定置させる所定の位置に対して予め設定してある許容誤差（例えば、５ｃｍ）以内に着荷できる水平方向のずれ量（ずれ角度）である。
【００３７】
定置許可判断部８８は、数式４が満足されると、表示部６６に定置操作可能または定置操作実行中を示す表示をするとともに、定置実行部９０に定置実行指令信号を出力する。定置実行部９０は、スイッチ部７０を介して所定の速度でワイヤ２８を巻き下げる信号を巻きモータ制御部７６に出力する。巻きモータ制御部７６は、レバー操作量出力部７４からの信号より荷降ろし判定部６４からの信号を優先するようになっている。そして、巻きモータ制御部７６は、荷降ろし判定部６４の定置実行部９０から信号が入力すると、操作量出力部７４からの入力信号に基づいて巻き下げレバー７２が操作されているか否かを判断する（ステップ１１８）。巻きモータ制御部７６は、巻き下げレバー７２がオペレータによって操作されている場合、巻き下げレバー７２の操作量と無関係に巻きモータ６０の回転速度を予め定めた高速回転するように制御し、ワイヤ２８を急速に巻き下げてコンテナ２４ｂをコンテナ２４ａの上に着荷させる（ステップ１２０）。ただし、巻きモータ制御部７６は、ステップ１１８において巻き下げレバー７２が操作されていないと判断した場合、ステップ１２２に示したように、巻きモータ６０の駆動を停止する。
【００３８】
なお、定置許可判断部８８は、コンテナ２４ｂが定置操作を実行してもよい高さまで下降したにもかかわらず、振れのタイミングが合わずに数式４を満足しない場合（ステップ１１６）、ステップ１２４に示したように、定置実行部９０に巻きモータ６０を減速させ、または停止させる信号を出力させる。その後、ステップ１０８に戻ってステップ１０８ないしステップ１１６の処理を繰り返す。そして、定置許可判断部８８は、コンテナ２４ｂの振れのタイミングが合い、ステップ１１６において数式４が満足されると、定置実行部９０に定置実行指令信号を出力する。
【００３９】
なお、定置許可判断部８８は、コンテナ２４ｂがコンテナ２４ａの上に定置されると、定置実行部９０に巻きモータ停止信号を出力させるとともに、定置が終了した旨を表示部６６に表示する。また、吊り荷監視ユニット５４の荷降ろし判定部６４は、トロリ２２のコンテナ２４ａに対する位置がずれている場合、トロリ２２の位置修正量を出力するように構成してもよい。
【００４０】
このように、実施形態の荷役支援システム５０においては、オペレータがモード選択・入力部６２により自動支援モードを選択すると、オペレータが巻き下げレバー７２を単に操作しているだけで、吊り荷監視ユニット５４の荷降ろし判定部６４が定置可能か否かを判断し、自動的にコンテナ２４ｂを定置するようになっているため、オペレータの熟練した技術を必要とせずにコンテナ２４ｂをコンテナ２４ａの上に容易に定置させることができ、オペレータの負担を大幅に軽減することができる。また、コンテナ２４ｂの振れの状態に基づいて、定置させたときの位置を予測して定置動作を行なうため、一度の操作でコンテナ２４ｂを定置することができ、コンテナ２４の荷役作業を迅速に行なうことができる。しかも、コンテナクレーン１０の駆動部を自動制御するわけではないので、複雑な制御を必要とせず、システムを安価に構成することができる。
【００４１】
なお、モード選択・入力部６２により半自動モードが選択された場合、図１に示したスイッチ部７０はオフされる。オペレータが巻き下げレバー７２を操作すると、コンテナ２４ｂが所定の高さまで下降すると、荷降ろし判定部６４の支援開始判断部８０が支援動作開始信号を出力する。また、相対位置演算部８２がコンテナ２４ａとコンテナ２４ｂとの相対位置を求め、振れ演算部８４がコンテナ２４ｂの振れの状態を求める。さらに、位置予測演算部８６が前記と同様にｔ秒後のコンテナ２４ａとコンテナ２４ｂとの相対位置を予測し、定置許可判断部８８に入力する。
【００４２】
定置許可判断部８８は、前記と同様に、相対位置演算部８２と位置予測演算部８６との出力信号に基づいて、定置条件が満たされているか否かを判断し、定置条件が満たされたときに、表示部６６に定置操作可能の旨を表示し、ブザーなどによって告知する。しかし、定置許可判断部８８は、半自動支援モードが選択されている場合、定置条件が満たされた場合であっても、表示部６６にその旨を表示するだけであって、定置実行部９０に実行指令信号を出力しない。そして、オペレータは、表示部６６に表示された内容、ブザーなどの告知によって巻き下げレバー７２を介してコンテナ２４ｂを急速下降させ、コンテナ２４ａの上に定置（着荷）させる。
【００４３】
このように、実施形態の荷役支援システム５０においては、半自動支援モードにおいても、定置操作をするか否かの最終判断をオペレータがすることを除いて、前記と同様に荷降ろし判定部６４が定置操作のタイミングをオペレータに告知するようになっており、自動支援モードとほぼ同様の効果を得ることができる。
【００４４】
なお、前記実施形態においては、スプレッダ２６に保持させたコンテナ２４ｂをコンテナ２４ａの上に定置させる場合について説明したが、図６に示したように、スプレッダ２６をコンテナ２４の上に定置させる場合にも適用することができる。すなわち、上記と同様に、スプレッダ２６の下端とコンテナ２４の上端との相対位置、スプレッダ２６の振れの状態を求めることにより、スプレッダ２６とコンテナ２４との位置合わせをしてスプレッダ２６をコンテナ２４の上に降ろすことができる。
【００４５】
図７は、スプレッダ２６に保持させたコンテナ２４をシャーシ３２に定置する例を示したものである。図７に示したように、シャーシ３２には、両側にガイド９６が設けてあり、これらのガイド９６の内側にコンテナ２４を定置させるようになっている。コンテナ２４をシャーシ３２に定置する場合、次のようにして行なう。
【００４６】
まず、コンテナ２４を定置するための目標点（基準点）の位置を求める演算処理を行なう。例えば図８に示したように、表示部２２の画面の中央を原点Ｏに取り、画面上の左右方向をＸ軸、画面の上下方向をＹ軸、これらに直交した上下方向をＺ軸に設定する。そして、図９のステップ１３０に示したように、三次元計測装置の出力信号に基づいて距離画面の各点の三次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を求める。さらに、ステップ１３２に示したように、シャーシ３２に２つの稜線９８、９９を抽出する。さらに、稜線９８、９９の交点Ｃ´を求めたのち、目標点（基準点）となるシャーシ３２の隅部に設けた鉤型ガイド９６の内側角部の上端Ｃ（ｘ０、ｙ０、ｚ０）の位置を計算する（ステップ１３４）。その後上端Ｃの位置（座標）を求める演算が終了したかを判断し（ステップ１３６）、Ｃの座標が求まるまでステップ１３０からステップ１３６の処理を繰り返す。Ｃの座標が求められたら、目標点の位置を求める処理を終了し、次のコンテナ２４の下端の角部Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）の位置を求める。その後、前記したように、Ｃ´とＱとの相対位置、コンテナ２４の振れの状態を演算し、コンテナ２４をガイド９６の内側に着荷させる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る荷役支援システムのブロック図である。
【図２】実施の形態に係る荷降ろし判定部のブロック図である。
【図３】コンテナの上に他のコンテナを実施の形態にかかる荷役支援システムの作用を説明する図である。
【図４】実施の形態に係る荷役支援システムの作用を説明するフローチャートである。
【図５】実施の形態に係る三次元センサの検出部の取付け状態を模式的に示した斜視図である。
【図６】実施の形態に係るスプレッダをコンテナに定置させる例を示す図である。
【図７】実施の形態に係るスプレッダに保持させたコンテナをシャーシに定置する例を示す図である。
【図８】実施の形態に係るコンテナをシャーシに定置する方法を説明する図である。
【図９】実施の形態に係るコンテナをシャーシに定置させるための目標点の求め方を説明するフローチャートである。
【図１０】コンテナ荷役作業の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、２８、６０………荷役装置（コンテナクレーン、ワイヤ、巻きモータ）、２０………運転室、２２………トロリ、２４………荷物（コンテナ）、２４ａ、３２………所定位置（コンテナ、シャーシ）、２６………保持具（スプレッダ）、５０………荷役支援システム、５２ａ〜５２ｄ………三次元計測装置、５３、５３ａ、５３ｂ………検出部、５４………吊り荷監視ユニット、５６………巻き下げレバーユニット、５８………巻きモータ制御ユニット、６４………荷降ろし判定部、８２………相対位置演算部、８４………振れ演算部、８６………位置予測演算部、８８………定置許可判断部。
【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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【図１０】
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