(57)【要約】【課題】荷役対象のある船内ベイ位置まで荷役装置を的確且つ速やかに走行させることができるとともに、潮位や潮流等による船舶の位置変化にも速やかに対応することができる、荷役装置の走行位置決め装置、走行位置決め方法、及び荷役装置を提供する。【解決手段】ガントリークレーン１０の走行位置決め装置が、走行レール３の延在方向におけるベイ２１の位置を検出する可搬型ＧＰＳ検出器３２と、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０の位置を検出する固定型ＧＰＳ検出器３１と、これら固定型ＧＰＳ検出器３１及び可搬型ＧＰＳ検出器３２からの検出値に基づいて、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０の走行目標位置を決定する演算装置３５とを備えるように構成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
岸壁際に形成されたエプロンに前記岸壁と略平行に敷設された走行レール上を走行し、前記岸壁に接岸し停泊している船舶の船内ベイとの間で荷役作業を行う荷役装置の、前記船舶に対する走行目標位置を決定する走行位置決め装置であって、
前記走行レールの延在方向における前記船内ベイの位置を検出する船内ベイ位置検出手段と、
前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の位置を検出する荷役装置位置検出手段と、
前記船内ベイ位置検出手段及び前記荷役装置位置検出手段からの検出値に基づいて、前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の走行目標位置を決定する位置決定手段と、
が備えられていることを特徴とする荷役装置の走行位置決め装置。
【請求項２】
前記荷役装置位置検出手段を、前記荷役装置側の所定位置に設置されるＧＰＳ検出器としたことを特徴とする請求項１に記載の荷役装置の走行位置決め装置。
【請求項３】
前記船内ベイ位置検出手段を、前記船舶側の荷役対象のある前記船内ベイの近傍位置に設置される可搬型ＧＰＳ検出器としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の荷役装置の走行位置決め装置。
【請求項４】
前記位置決定手段は、前記岸壁側の所定の基準点としての岸壁側基準位置から前記船内ベイ位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離と、前記岸壁側基準位置から前記荷役装置位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離とが等しくなる位置を、前記走行目標位置として決定することを特徴とする請求項３に記載の荷役装置の走行位置決め装置。
【請求項５】
前記船内ベイ位置検出手段を、前記船舶側の所定の基準点としての船舶側基準位置に設置される固定型ＧＰＳ検出器としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の荷役装置の走行位置決め装置。
【請求項６】
前記船内ベイ位置検出手段を、前記船舶側の所定位置に設置される可搬型ＧＰＳ検出器としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の荷役装置の走行位置決め装置。
【請求項７】
前記位置決定手段は、予め定められた前記船舶固有の船舶形状データを参照して、前記船舶側基準位置から荷役対象のある前記船内ベイまでの前記走行レールの延在方向における距離を算出するとともに、該距離と、前記岸壁側の所定の基準点としての岸壁側基準位置から前記船内ベイ位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離との和または差が、前記岸壁側基準位置から前記荷役装置位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離と等しくなる位置を、前記走行目標位置として決定することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の荷役装置の走行位置決め装置。
【請求項８】
岸壁際に形成されたエプロンに前記岸壁と略平行に敷設された走行レール上を走行し、前記岸壁に接岸し停泊している船舶の船内ベイとの間で荷役作業を行う荷役装置であって、
前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の位置を検出する荷役装置位置検出手段が備えられていることを特徴とする荷役装置。
【請求項９】
前記荷役装置位置検出手段は、前記荷役装置上の所定位置に設置される固定型ＧＰＳ検出器であることを特徴とする請求項８に記載の荷役装置。
【請求項１０】
請求項１〜７の何れかに記載の荷役装置の走行位置決め装置を用いて荷役装置の走行位置決めを行う方法であって、
前記船内ベイ位置検出手段によって、前記走行レールの延在方向における前記船内ベイの位置を検出するとともに、前記荷役装置位置検出手段によって、前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の位置を検出した後、前記位置決定手段によって決定された前記走行目標位置へと前記荷役装置を走行させることを特徴とする荷役装置の走行位置決め方法。
【請求項１１】
請求項４に記載の荷役装置の走行位置決め装置を用いて荷役装置の走行位置決めを行う方法であって、
前記船内ベイ位置検出手段を、荷役作業が終了した船内ベイから未終了の船内ベイへと順次移設させていくとともに、前記位置決定手段によって決定された前記走行目標位置へと前記荷役装置を順次走行させることを特徴とする荷役装置の走行位置決め方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の荷役装置の走行位置決め装置を用いて荷役装置の走行位置決めを行う方法であって、
前記位置決定手段によって、荷役作業が終了した船内ベイから未終了の船内ベイへと前記走行目標位置を順次移動していくとともに、これら走行目標位置へと前記荷役装置を順次走行させることを特徴とする荷役装置の走行位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンテナターミナル内等におけるコンテナクレーン等の荷役装置の走行位置決め装置、走行位置決め方法、及びコンテナクレーン等の荷役装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
港湾のコンテナターミナル内等において、岸壁に接岸・停泊したコンテナ船等の船舶と、岸壁側のコンテナクレーン等といった荷役装置との間で、コンテナ等の荷役作業を行う場合には、船内ベイ（コンテナ等といった荷役対象の、船舶側における保管場所となる船倉や甲板上等を意味する。）の荷役作業を行おうとする位置に、荷役装置を的確且つ速やかにに移動させて、荷役作業を高効率で行うことが求められる。すなわち、船舶側の船内ベイと荷役装置との相対位置を、的確且つ速やかに一致させる必要がある。
【０００３】
このように、岸壁側の荷役装置と船舶との相対位置を検出して、荷役装置の走行位置決めを行うための装置としては、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の装置においては、船舶にＧＰＳ受信機を取り付けるとともに、岸壁側の荷役装置であるアンローダに移動量センサを取り付けて、ＧＰＳ受信機によって検出された絶対位置と移動量センサによって検出された相対位置とから、船倉とアンローダとの相対位置を演算するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４６０５１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記移動量センサは、車輪の回転量等を計測することで移動量を測定するものであるため、測定誤差が大きくなり、ひいてはアンローダの走行誤差が大きくなってしまうために、アンローダの走行位置決めを常に迅速且つ的確に行うことは非常に困難であった。また、船舶及びアンローダの双方にＧＰＳ受信機を取り付けることが示唆されてはいるが、その場合の具体的な相対位置検出手法などについては何ら明確に開示されておらず、そのため、荷役装置の走行位置決めを常に迅速且つ的確に行い得るものではなかった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、荷役対象のある船内ベイ位置まで荷役装置を的確且つ速やかに走行させることができるとともに、潮位や潮流等による船舶の位置変化にも速やかに対応することができる、荷役装置の走行位置決め装置、走行位置決め方法、及び荷役装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、岸壁際に形成されたエプロンに前記岸壁と略平行に敷設された走行レール上を走行し、前記岸壁に接岸し停泊している船舶の船内ベイとの間で荷役作業を行う荷役装置の、前記船舶に対する走行目標位置を決定する走行位置決め装置であって、前記走行レールの延在方向における前記船内ベイの位置を検出する船内ベイ位置検出手段と、前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の位置を検出する荷役装置位置検出手段と、前記船内ベイ位置検出手段及び前記荷役装置位置検出手段からの検出値に基づいて、前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の走行目標位置を決定する位置決定手段と、が備えられていることを特徴とする。
【０００８】
このように、荷役装置の走行位置決めを、走行レールの延在方向における荷役装置側の位置データと、走行レールの延在方向における船内ベイ側の位置データとに基づいて行うようにしているので、走行レールの延在方向における荷役装置と船内ベイとの相対位置を、的確且つ速やかに一致させることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の荷役装置の走行位置決め装置であって、前記荷役装置位置検出手段を、前記荷役装置側の所定位置に設置されるＧＰＳ検出器としたことを特徴とする。
【００１０】
このように、荷役装置位置検出手段をＧＰＳ検出器として、荷役装置側に設置するようにしているので、気象条件等の影響を殆ど受けることなく、検出誤差を極めて小さくして、走行レール上における荷役装置の位置を常に的確に検出することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の荷役装置の走行位置決め装置であって、前記船内ベイ位置検出手段を、前記船舶側の荷役対象のある前記船内ベイの近傍位置に設置されるＧＰＳ検出器としたことを特徴とする。
【００１２】
このように、船内ベイ位置検出手段を可搬型ＧＰＳ検出器として、船舶側の荷役対象のある船内ベイの近傍位置に設置するようにしているので、荷役作業が終了した船内ベイから未終了の船内ベイへと順次移設させていくことができるとともに、気象条件等の影響を殆ど受けることなく、検出誤差を極めて小さくして、荷役対象のある船内ベイの位置を常に的確に検出することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の荷役装置の走行位置決め装置であって、前記位置決定手段は、前記岸壁側の所定の基準点としての岸壁側基準位置から前記船内ベイ位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離と、前記岸壁側基準位置から前記荷役装置位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離とが等しくなる位置を、前記走行目標位置として決定することを特徴とする。
【００１４】
このように、岸壁側基準位置から荷役装置位置検出手段としての固定型ＧＰＳ検出器までの距離が、岸壁側基準位置から船内ベイ位置検出手段としての可搬型ＧＰＳ検出器までの距離と等しくなる位置を、走行目標位置とするようにしているので、荷役装置側の位置データと船内ベイ側の位置データとに基づいて両者の距離を的確に算出して一致させることができ、荷役装置を船内ベイの位置へと常に的確に走行させることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の荷役装置の走行位置決め装置であって、前記船内ベイ位置検出手段を、前記船舶側の所定の基準点としての船舶側基準位置に設置される固定型ＧＰＳ検出器としたことを特徴とする。
【００１６】
このように、船内ベイ位置検出手段を固定型ＧＰＳ検出器として、船舶側基準位置に設置するようにしているので、気象条件等の影響を殆ど受けることなく、検出誤差を極めて小さくして、船舶の位置を常に的確に検出することができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の荷役装置の走行位置決め装置であって、前記船内ベイ位置検出手段を、前記船舶側の所定位置に設置される可搬型ＧＰＳ検出器としたことを特徴とする。
【００１８】
このように、可搬型ＧＰＳ検出器を前記船舶側の所定位置に設置するようにしているので、可搬型ＧＰＳ検出器を設置しやすい位置で、その位置と船内ベイとの位置関係が船舶形状データから明らかな位置に可搬型ＧＰＳ検出器を設置することにより、可搬型ＧＰＳ検出器を荷役対象のある船内ベイ近傍位置に設置することが困難な場合であっても、対応可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の荷役装置の走行位置決め装置であって、前記位置決定手段は、予め定められた前記船舶固有の船舶形状データを参照して、前記船舶側基準位置から荷役対象のある前記船内ベイまでの前記走行レールの延在方向における距離を算出するとともに、該距離と、前記岸壁側の所定の基準点としての岸壁側基準位置から前記船内ベイ位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離との和または差が、前記岸壁側基準位置から前記荷役装置位置検出手段までの前記走行レールの延在方向における距離と等しくなる位置を、前記走行目標位置として決定することを特徴とする。
【００２０】
このように、各船舶固有の船舶形状データを参照して、船内ベイ位置検出手段から船内ベイまでの距離を算出するようにしているので、船内ベイ位置検出手段を船舶側基準位置に固定した状態であっても、的確に走行位置決めを行うことができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、岸壁際に形成されたエプロンに前記岸壁と略平行に敷設された走行レール上を走行し、前記岸壁に接岸し停泊している船舶の船内ベイとの間で荷役作業を行う荷役装置であって、前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の位置を検出する荷役装置位置検出手段が備えられていることを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の荷役装置であって、前記荷役装置位置検出手段は、前記荷役装置上の所定位置に設置される固定型ＧＰＳ検出器であることを特徴とする。
【００２２】
荷役装置をこのような構成としているので、請求項１〜７の何れかに記載の荷役装置の走行位置決め装置の構成要素として、好適に用いることができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の荷役装置の走行位置決め装置を用いて荷役装置の走行位置決めを行う方法であって、前記船内ベイ位置検出手段によって、前記走行レールの延在方向における前記船内ベイの位置を検出するとともに、前記荷役装置位置検出手段によって、前記走行レールの延在方向における前記荷役装置の位置を検出した後、前記位置決定手段によって決定された前記走行目標位置へと前記荷役装置を走行させることを特徴とする。
【００２４】
このようにして、荷役装置の走行位置決めを行うようにしているので、走行レールの延在方向における荷役装置と船内ベイとの相対位置を、的確且つ速やかに一致させることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項４に記載の荷役装置の走行位置決め装置を用いて、荷役装置の走行位置決めを行う方法であって、前記船内ベイ位置検出手段を、荷役作業が終了した船内ベイから未終了の船内ベイへと順次移設していくとともに、前記位置決定手段によって決定された前記走行目標位置へと前記荷役装置を順次走行させることを特徴とする。
【００２６】
このように、船内ベイ位置検出手段としての可搬型ＧＰＳ検出器を、荷役装置が荷役対象のある船内ベイの近傍位置に順次移設していくようにしているので、荷役対象のある船内ベイの位置を実測で常に的確に検出しながら、複数の船内ベイにおける荷役作業を順次終了させていくことができる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項７に記載の荷役装置の走行位置決め装置を用いて荷役装置の走行位置決めを行う方法であって、前記位置決定手段によって、荷役作業が終了した船内ベイから未終了の船内ベイへと前記走行目標位置を順次移動させていくとともに、これら走行目標位置へと前記荷役装置を順次走行させることを特徴とする。
【００２８】
このように、各船舶固有の船舶形状データを参照して、船舶側基準位置から船内ベイまでの距離を順次算出していくようにしているので、荷役対象のある船内ベイの位置を、予め定められたデータに基づいて常に的確に検出しながら、複数の船内ベイにおける荷役作業を順次終了させていくことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る荷役装置の走行位置決め装置、走行位置決め方法、及び荷役装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、各実施形態においては、荷役装置の一例としてガントリークレーン（コンテナクレーン）を、船舶の一例としてコンテナ船を、荷役対象である荷の一例としてコンテナを、各々示すこととする。
【００３０】
［第１の実施形態］
先ず、第１の実施形態について、図１乃至図３を用いて説明する。
図１には、港湾に形成されたコンテナターミナルの一部を示している。この図に示すように、岸壁１際に形成されたエプロン２には、岸壁１に接岸し停泊しているコンテナ船（船舶）２０との間で荷役作業を行うための、ガントリークレーン（荷役装置、コンテナクレーン）が設けられている。このガントリークレーン１０は、岸壁１と略平行となるようにエプロン２に敷設されている走行レール３上を走行することで、岸壁１と略平行方向に走行可能となっている。
【００３１】
ガントリークレーン１０は、クレーン本体１１と、クレーン本体１１の下部側に設けられ走行レール３上を走行するための走行部１２と、クレーン本体１１から海側に突出してコンテナ船２０の上側まで延在するブーム１３と、が備えられた構成となっている。ブーム１３には、コンテナ（図示省略）が固定される吊具（図示省略）が吊り下げられるとともにブーム１３上を横行方向に移動可能とされたトロリ（図示省略）や、吊具を巻上及び巻下するための巻上装置（図示省略）等が備えられている。こうしたガントリークレーン１０を用いて、コンテナを吊り下げ移動させることで、コンテナ船２０とエプロン２との間でコンテナの受け渡しを行い、コンテナの荷役作業を行うことができる。なお、ガントリークレーン１０の運転形態としては、クレーン本体１１内に操縦者が乗り込んで運転する有人運転としてもよいし、基地局等から遠隔操作によって運転する無人運転としてもよい。
【００３２】
このガントリークレーン１０上の所定位置には、このガントリークレーン１０の位置を検出する荷役装置位置検出手段としての、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｓｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）検出器が設置されている。なお本実施形態においては、荷役装置としてクレーンを用いているので、以下、「荷役装置位置検出手段」を「クレーン位置検出手段」という。このＧＰＳ検出器は、ガントリークレーン１０上に固定して設置されるものであって、固定型ＧＰＳ検出器３１として図示することとする。この固定型ＧＰＳ検出器３１は、人工衛星からの電波を受信して、自己の位置（後述する平面座標系における座標位置）を的確に検出するものである。この固定型ＧＰＳ検出器３１によって検出された、位置データとしての検出値は、後述する演算装置（位置決定手段）３５へと送られる。
【００３３】
なお、クレーン側の基準位置は、通常そのクレーンに固有の位置となるので、ＧＰＳ検出器は、クレーンに固定する固定型のものでよいが、可搬型として、荷役作業の都度クレーン側の基準位置に設置するものであってもよい。
【００３４】
コンテナ船２０には、コンテナ船２０の長さ方向に複数に区画されたベイ（船内ベイ）２１が形成されており、これら各々のベイ２１内にコンテナが収容・蔵置される。これらベイ２１には、各々に固有のベイ番号が設定されており、このベイ番号によってコンテナ船２０における各ベイ２１の位置が把握できるようになっている。
【００３５】
このコンテナ船２０には、各々のベイ２１の位置を検出する船内ベイ位置検出手段としての、ＧＰＳ検出器が設置されている。このＧＰＳ検出器は、コンテナ船２０の各々のベイ２１近傍位置に、移動可能なように、つまり一箇所に固定しないで設置されるものであって、可搬型ＧＰＳ検出器３２として図示することとする。この可搬型ＧＰＳ検出器３２も、上記固定型ＧＰＳ検出器３１と同様に、人工衛星からの電波を受信して、自己の位置（後述する平面座標系における座標位置）を的確に検出するものである。この可搬型ＧＰＳ検出器３２によって検出された、位置データとしての検出値は、後述する演算装置３５へと送られる。
【００３６】
なお、固定型ＧＰＳ検出器３１と可搬型ＧＰＳ検出器３２とは、設置の形態が異なるだけで、その基本的な構成は互いにほぼ同一となっている。
【００３７】
演算装置３５は、上述した固定型ＧＰＳ検出器３１及び可搬型ＧＰＳ検出器３２から送られてきた検出値に基づいて演算を行い、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０の走行目標位置を決定するものであって、クレーン本体１１内に設置されている。この演算装置３５と、固定型ＧＰＳ検出器３１及び可搬型ＧＰＳ検出器３２とで、コンテナ船２０に対するガントリークレーン１０の走行目標位置を決定するための、走行位置決め装置（荷役装置の走行位置決め装置）が構成されている。この演算装置３５は、走行目標位置を決定したら、ガントリークレーン１０の運転を制御するための運転制御手段（図示省略）へと制御信号を送り、ガントリークレーン１０を自動制御によって走行目標位置へと走行させるように動作する。
【００３８】
なおここでは、ガントリークレーン１０内に演算装置３５を設けることとしているが、これに限定されるものではなく、コンテナターミナル内の何れかの場所に設置されておればよい。また、ガントリークレーン１０を自動制御によって走行させるようにしているが、手動制御によって走行させるようにしてもよい。その場合には、ガントリークレーン１０の操縦者に対して、走行目標位置等の運転に必要な情報を適宜表示するようにする。
【００３９】
こうした走行位置決め装置を用いた、ガントリークレーン１０の走行位置決め方法について、図２及び図３を用いて説明する。図２に示すように、このコンテナターミナル内では、Ｘ軸及びＹ軸からなる仮想の平面座標系が、予め設定されている。この平面座標系において、最初に、走行レール３上の一点である岸壁側基準位置をＢ点（ｘｂ，ｙｂ）として定めるとともに、岸壁１の傾きをＡ１、岸壁１の傾きと直交する直線の傾きをＡ２として、これらＡ１、Ａ２の各々を既知のパラメーターとして定めておく。
【００４０】
走行レール３は岸壁１と略平行であるから、その傾きはＡ１である。すなわち、固定型ＧＰＳ検出器３１の位置であるＧ点（ｘｇ，ｙｇ）と、Ｂ点（ｘｂ，ｙｂ）から、傾きＡ１及びＡ２は各々次の（式１）、（式２）により求められる。
Ａ１＝（ｙｇ−ｙｂ）／（ｘｇ−ｘｂ）      …（式１）
Ａ２＝（−１／Ａ１）                      …（式２）
【００４１】
そして、可搬型ＧＰＳ検出器３２の位置であるＳ点（ｘｓ，ｙｓ）を通る傾きＡ１の直線、及びＢ点（ｘｂ，ｙｂ）を通る傾きＡ２の直線は、各々次の（式３）及び（式４）によって示される。
ｙ＝Ａ１ｘ＋Ｂ１（Ｂ１は定数）            …（式３）
ｙ＝Ａ２ｘ＋Ｂ２（Ｂ２は定数）            …（式４）
【００４２】
これら（式３）及び（式４）に示した２直線の交点である、Ａ点（ｘａ，ｙａ）を定める。このＡ点（ｘａ，ｙａ）とＢ点（ｘｂ，ｙｂ）とは、走行レール３の延在方向における位置は同一であるので、Ａ点（ｘａ，ｙａ）は、走行レール３の延在方向においてはＢ点（ｘｂ，ｙｂ）と同様に、岸壁側基準位置を構成する。すなわち、Ａ点（ｘａ，ｙａ）からＳ点（ｘｓ，ｙｓ）までの距離Ｄｓと、Ｂ点（ｘｂ，ｙｂ）からＧ点（ｘｇ，ｙｇ）までの距離Ｄｇとが等しくなる位置において、荷役対象のあるベイ２１の位置とガントリークレーン１０の位置とは、走行レール３の延在方向において一致することとなる。
【００４３】
このようにして、コンテナターミナルに固有の値であるＡ１、Ａ２を定めた後の、ガントリークレーン１０の走行位置決め方法の具体的手順について、図３に示す。この図に示すように、先ず、可搬型ＧＰＳ検出器３２（船側ＧＰＳ）を、目標ベイ、つまり複数のベイ２１のうちで荷役対象のあるベイ２１の近傍位置に設置しておく（Ｓ１０１）。そしてこの可搬型ＧＰＳ検出器３２の位置、つまり図２に示すＳ点（ｘｓ，ｙｓ）を検出することで、このベイ２１の座標上の位置を検出する（Ｓ１０２）。なおこのとき、演算装置３５は、上記した（式３）及び（式４）を用いて、Ａ点（ｘａ，ｙａ）を演算し定めておく。
【００４４】
次に演算装置３５は、可搬型ＧＰＳ検出器３２からの検出値に基づいて、Ａ点（ｘａ，ｙａ）からＳ点（ｘｓ，ｙｓ）までの距離Ｄｓを算出して、Ａ点（ｘａ，ｙａ）に対するベイ２１の相対位置を検出する（Ｓ１０３）。
【００４５】
そして、固定型ＧＰＳ検出器３１（クレーンＧＰＳ）の位置、つまり図２に示すＧ点（ｘｇ，ｙｇ）を検出することで、ガントリークレーン１０の座標上の位置を検出する（Ｓ１０４）。次に演算装置３５は、固定型ＧＰＳ検出器３１からの検出値に基づいて、Ｂ点（ｘｂ，ｙｂ）からＧ点（ｘｇ，ｙｇ）までの距離Ｄｇを算出して、Ｂ点（ｘｂ，ｙｂ）に対するガントリークレーン１０の相対位置を検出する（Ｓ１０５）。
【００４６】
こうしてＤｇ及びＤｓが算出されたら、ＤｇがＤｓと等しくなる位置、つまりＤｇとＤｓとの差が０となるような走行レール３上の位置を、ガントリークレーン１０の走行目標位置として決定し、この走行目標位置へとガントリークレーン１０を走行させる（Ｓ１０６）。すなわち、運転制御手段へと制御信号を送り、ガントリークレーン１０を自動制御によって走行目標位置へと走行させるように動作する。こうして、ガントリークレーン１０を、荷役対象のあるベイ２１の位置へと的確に移動させることができる。
【００４７】
潮位や潮流等の影響によって、コンテナ船２０の位置が変化した場合には、その位置変化に伴ってＳ１０２〜Ｓ１０６の各ステップを実行することにより、ベイ２１の位置変化に常に追従させるように、新たな走行目標位置へとガントリークレーン１０を走行させていくことができる。そして、このベイ２１における荷役作業が終了したら、荷役作業が未終了である次のベイ２１近傍位置へと可搬型ＧＰＳ検出器３２を移設させるとともに、Ｓ１０１〜Ｓ１０６の各ステップを実行して、新たな走行目標位置へとガントリークレーン１０を走行させる。こうして、演算装置３５によって決定された走行目標位置へとガントリークレーン１０を順次走行させていき、順次荷役作業を終了させていく。
【００４８】
本実施形態に係る走行位置決め装置においては、走行レール３の延在方向におけるベイ２１の位置を検出する、船内ベイ位置検出手段としての可搬型ＧＰＳ検出器３２と、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０の位置を検出する、クレーン位置検出手段としての固定型ＧＰＳ検出器３１と、これら固定型ＧＰＳ検出器３１及び可搬型ＧＰＳ検出器３２からの検出値に基づいて、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０の走行目標位置を決定する演算装置３５とを備えるようにしている。このように、ガントリークレーン１０の走行位置決めを、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０側の位置データと、走行レール３の延在方向におけるベイ２１側の位置データとに基づいて行うようにしているので、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０とベイ２１との相対位置を、的確且つ速やかに一致させることができる。これにより、荷役作業に要する時間を短縮することができ、荷役効率を向上させることができる。
【００４９】
また、クレーン位置検出手段を、ガントリークレーン１０上の所定位置に設置される固定型ＧＰＳ検出器３１としているので、気象条件等の影響を殆ど受けることなく、長期間にわたって、走行レール３上におけるガントリークレーン１０の位置を常に的確に検出することができる。これにより、クレーン位置検出手段の長寿命化及びメンテナンスコストの低廉化を図ることができるとともに、走行位置決めの精度を極めて高いものとすることができる。
【００５０】
更に、船内ベイ位置検出手段を、ガントリークレーン１０が荷役対象のあるベイ２１の近傍位置に設置される可搬型ＧＰＳ検出器３２としているので、荷役作業が終了したベイ２１から未終了のベイ２１へと順次移設させていくことができるとともに、気象条件等の影響を殆ど受けることなく、荷役対象のあるベイ２１の位置を常に的確に検出することができる。これにより、距離Ｄｓの算出を簡易に行いながら、高い荷役効率で順次コンテナ荷役を終了させていくことができる。また、船内ベイ位置検出手段の長寿命化及びメンテナンスコストの低廉化を図ることができるとともに、走行位置決めの精度を極めて高いものとすることができる。
【００５１】
更に、演算装置３５は、岸壁側基準位置であるＡ点（ｘａ，ｙａ）から可搬型ＧＰＳ検出器３２までの走行レール３の延在方向における距離Ｄｓと、岸壁側基準位置であるＢ点（ｘｂ，ｙｂ）から固定型ＧＰＳ検出器３１までの走行レール３の延在方向における距離Ｄｇとが等しくなる位置を、ガントリークレーン１０の走行目標位置として決定するようにしている。このように、岸壁側基準位置から固定型ＧＰＳ検出器３１までの距離Ｄｇが、岸壁側基準位置から可搬型ＧＰＳ検出器３２までの距離Ｄｓと等しくなる位置を、走行目標位置とするようにしているので、ガントリークレーン１０側の位置データとベイ２１側の位置データとに基づいて距離Ｄｓ及び距離Ｄｇを的確に算出して一致させることができ、ガントリークレーン１０をベイ２１の位置へと常に的確に走行させることができる。これにより、ガントリークレーン１０の走行誤差を極めて小さくすることができ、コンテナの荷役効率を大幅に向上させることができる。また、潮位や潮流等の影響によってコンテナ船２０に位置が変化しても、その変化に速やかに対応して、ベイ２１の位置に追従させるようにガントリークレーン１０を的確に走行させることができる。
【００５２】
また、本実施形態に係るコンテナクレーンの走行位置決め方法においては、可搬型ＧＰＳ検出器３１によって、走行レール３の延在方向におけるベイ２１の位置を検出するとともに、固定型ＧＰＳ検出器３１によって、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０の位置を検出した後、演算装置３５によって決定された走行目標位置へとガントリークレーン１０を走行させるようにしている。これにより、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０とベイ２１との相対位置を、的確且つ速やかに一致させることができるので、荷役作業に要する時間を短縮することができ、荷役効率を向上させることができる。
【００５３】
更に、可搬型ＧＰＳ検出器３２を、荷役作業が終了したベイ２１から、荷役作業が未終了のベイ２１へと順次移設していくとともに、演算装置３５によって決定された走行目標位置へとガントリークレーン１０を順次走行させるようにしている。このように、可搬型ＧＰＳ検出器３２を、ガントリークレーン１０が荷役対象のあるベイ２１の近傍位置に順次移設していくようにしているので、荷役対象のあるベイ２１の位置を実測で常に的確に検出しながら、複数のベイ２１における荷役作業を順次終了させていくことができる。これにより、コンテナ船２０にとの荷役作業に要する時間を短縮することができ、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【００５４】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について、図４乃至図６を用いて説明する。
なお本実施形態においては、上記第１の実施形態における構成要素と比較して、走行位置決め装置の構成が異なっているのみである。そのため、上記第１の実施形態と共通する構成要素については、同一の符号を付して、その詳しい説明は省略することとする。
【００５５】
図４に示すように、ガントリークレーン１０上の所定位置には、このガントリークレーン１０の位置を検出するクレーン位置検出手段としての、固定型ＧＰＳ検出器３１が設置されている。この固定型ＧＰＳ検出器３１は、人工衛星からの電波を受信して、自己の位置を的確に検出するものである。この固定型ＧＰＳ検出器３１によって検出された、位置データとしての検出値は、後述する演算装置（位置決定手段）３６へと送られる。
【００５６】
また、コンテナ船２０の所定位置、つまりコンテナ船２０側の所定の基準点としての船舶側基準位置（船体基準位置）には、このガントリークレーン１０の位置を検出するクレーン位置検出手段としての、ＧＰＳ検出器が設置されている。このＧＰＳ検出器は、コンテナ船２０に固定して設置されるものであって、固定型ＧＰＳ検出器３３として図示することとする。この固定型ＧＰＳ検出器３３は、人工衛星からの電波を受信して、自己の位置（後述する平面座標系における座標位置）を的確に検出するものである。またこの固定型ＧＰＳ検出器３３は、船舶側に固定されているため、通常の航海時において船舶の航行にも利用される。固定型ＧＰＳ検出器３３によって検出された、位置データとしての検出値は、後述する演算装置３６へと送られる。
なおここでは、ＧＰＳ検出器をコンテナ船２０の船尾側に設置しているが、例えば船首側に設置してもよく、コンテナ船２０の船体基準位置を特定できる位置であれば、設置位置は特に限定されない。
【００５７】
演算装置３６は、上述した固定型ＧＰＳ検出器３１及び固定型ＧＰＳ検出器３３から送られてきた検出値に基づいて演算を行い、走行レール３の延在方向におけるガントリークレーン１０の走行目標位置を決定するものであって、クレーン本体１１内に設置されている。この演算装置３６と、固定型ＧＰＳ検出器３１及び固定型ＧＰＳ検出器３３とで、コンテナ船２０に対するガントリークレーン１０の走行目標位置を決定するための、走行位置決め装置が構成されている。この演算装置３６は、上記第１の実施形態における演算装置３５と比較して、各コンテナ船２０に固有の船舶形状データ（後述）を参照して走行目標位置を決定する点が異なっている。演算装置３６は、走行目標位置を決定したら、ガントリークレーン１０の運転を制御するための運転制御手段（図示省略）へと制御信号を送り、ガントリークレーン１０を自動制御によって走行目標位置へと走行させるように動作する。
【００５８】
なおここでは、ガントリークレーン１０内に演算装置３６を設けることとしているが、これに限定されるものではなく、コンテナターミナル内の何れかの場所に設置されておればよい。また、ガントリークレーン１０を自動制御によって走行させるようにしているが、手動制御によって走行させるようにしてもよい。その場合には、ガントリークレーン１０の操縦者に対して、走行目標位置等の運転に必要な情報を適宜表示するようにする。
【００５９】
こうした走行位置決め装置を用いた、ガントリークレーン１０の走行位置決め方法について、図５及び図６を用いて説明する。図５に示すように、最初に、走行レール３上の一点である岸壁側基準位置をＢ点（ｘｂ，ｙｂ）として定めるとともに、岸壁１の傾きをＡ１、岸壁１の傾きと直交する直線の傾きをＡ２として、これらＡ１、Ａ２の各々を、上記（式１）及び（式２）を用いて、既知のパラメーターとして定めておく。
【００６０】
そして、上記（式３）及び（式４）を用いて、固定型ＧＰＳ検出器３３の位置であるＳ点（ｘｓ，ｙｓ）を通る傾きＡ１の直線と、Ｂ点（ｘｂ，ｙｂ）を通る傾きＡ２の直線との交点である、Ａ点（ｘａ，ｙａ）を定める。このＡ点（ｘａ，ｙａ）とＢ点（ｘｂ，ｙｂ）とは、走行レール３の延在方向における位置は同一であるので、Ａ点（ｘａ，ｙａ）は、走行レール３の延在方向においてはＢ点（ｘｂ，ｙｂ）と同様に、岸壁側基準位置を構成する。
【００６１】
このようにして、コンテナターミナルに固有の値であるＡ１、Ａ２を定めた後の、ガントリークレーン１０の走行位置決め方法の具体的手順について、図６に示す。この図に示すように、先ず、固定型ＧＰＳ検出器３３（船側ＧＰＳ）を、船舶側基準位置（船体基準位置）に固定して設置しておく（Ｓ２０１）。そしてこの固定型ＧＰＳ検出器３３の位置、つまり図５に示すＳ点（ｘｓ，ｙｓ）を検出することで、船舶側基準位置の座標上の位置を検出する（Ｓ２０２）。なおこのとき、演算装置３６は、上記した（式３）及び（式４）を用いて、Ａ点（ｘａ，ｙａ）を演算し定めておく。
【００６２】
次に演算装置３６は、固定型ＧＰＳ検出器３３からの検出値に基づいて、Ａ点（ｘａ，ｙａ）からＳ点（ｘｓ，ｙｓ）までの距離Ｄｓ０を算出して、Ａ点（ｘａ，ｙａ）に対するコンテナ船２０の相対位置を検出する（Ｓ２０３）。
【００６３】
そして演算装置３６に対して、荷役対象のあるベイ２１の番号（ベイ番号）を指定する（Ｓ２０４）。演算装置３６は、船舶形状データを参照して、Ｓ点（ｘｓ，ｙｓ）からこのベイ２１までの走行レール３の延在方向における距離Ｄｓ１を演算し算出する（Ｓ２０５）。
【００６４】
この船舶形状データとは、船舶（ここではコンテナ船２０）の大きさや形状、及びベイ２１の数、番号、大きさ、形状あるいは位置等に関する、各々の船舶に固有のデータである。演算装置３６対してベイ番号を指定すれば、演算装置３６はこの船舶形状データを参照することにより、指定されたベイ番号が付されているベイ２１までの距離Ｄｓ１を速やかに算出することができるようになっている。なお、こうした船舶形状データは、演算装置３６に予めインプットしておくようにしてもよいし、外部に設けた記憶装置に記憶させておいて必要時に参照するようにしてもよい。
【００６５】
こうして、船体基準位置に対するベイ２１の相対位置が求められ、Ａ点（ｘａ，ｙａ）から荷役対象のあるベイ２１までの距離（Ｄｓ０＋Ｄｓ１）が求められる。
【００６６】
そして、固定型ＧＰＳ検出器３１（クレーンＧＰＳ）の位置、つまり図５に示すＧ点（ｘｇ，ｙｇ）を検出することで、ガントリークレーン１０の座標上の位置を検出する（Ｓ２０６）。次に演算装置３６は、固定型ＧＰＳ検出器３１からの検出値に基づいて、Ｂ点（ｘｂ，ｙｂ）からＧ点（ｘｇ，ｙｇ）までの距離Ｄｇを算出して、Ｂ点（ｘｂ，ｙｂ）に対するガントリークレーン１０の相対位置を検出する（Ｓ２０７）。
【００６７】
こうしてＤｇ、Ｄｓ０及びＤｓ１が算出されたら、Ｄｇが（Ｄｓ０＋Ｄｓ１）と等しくなる位置、つまりＤｇと（Ｄｓ０＋Ｄｓ１）との差が０となるような走行レール３上の位置を、ガントリークレーン１０の走行目標位置として決定し、この走行目標位置へとガントリークレーン１０を走行させる（Ｓ２０８）。すなわち、運転制御手段へと制御信号を送り、ガントリークレーン１０を自動制御によって走行目標位置へと走行させるように動作する。こうして、ガントリークレーン１０を、荷役対象のあるベイ２１の位置へと的確に移動させることができる。
【００６８】
潮位や潮流等の影響によって、コンテナ船２０の位置が変化した場合には、その位置変化に伴って、Ｓ２０２、Ｓ２０６〜Ｓ２０８の各ステップを実行することにより、ベイ２１の位置変化に常に追従させるように、新たな走行目標位置へとガントリークレーン１０を走行させていくことができる。そして、このベイ２１における荷役作業が終了したら、Ｓ２０４のステップを実行して、荷役作業が未終了である次のベイ２１のベイ番号を演算装置３６に対して指定し、新たな距離Ｄｓ１を算出する。その後、Ｓ２０６〜Ｓ２０８の各ステップを実行して、新たな走行目標位置へとガントリークレーン１０を走行させる。こうして、演算装置３６によって決定された走行目標位置へとガントリークレーン１０を順次走行させていき、順次荷役作業を終了させていく。
【００６９】
本実施形態に係るガントリークレーン１０の走行位置決め装置においては、演算装置３６は、予め定められたコンテナ船２０固有の船舶形状データを参照して、船体基準位置である固定型ＧＰＳ検出器３３からガントリークレーン１０が荷役対象のあるベイ２１までの、走行レール３の延在方向における距離Ｄｓ１を算出するとともに、この距離Ｄｓ１と、岸壁側基準位置であるＡ点（ｘａ，ｙａ）から固定型ＧＰＳ検出器３３までの走行レール３の延在方向における距離Ｄｓ０との和が、岸壁側基準位置であるＢ点（ｘｂ，ｙｂ）から固定型ＧＰＳ検出器３１までの走行レール３の延在方向における距離Ｄｇと等しくなる位置を、走行目標位置として決定するようにしている。このように、各コンテナ船２０固有の船舶形状データを参照して、固定型ＧＰＳ検出器３３からベイ２１までの距離を算出するようにしているので、固定型ＧＰＳ検出器３３を船体基準位置に固定した状態であっても、ガントリークレーン１０の走行位置決め常に的確に行うことができる。そのため、コンテナ船２０の絶対位置を常に把握しておくことができるとともに、船舶形状データを入力し直すだけで、様々な大きさや形状等を有するコンテナ船２０に速やかに且つ的確に対応することができる。これにより、多種多様なコンテナ船２０に対して、コンテナの荷役効率をほぼ同様に向上させることができる。また、潮位や潮流等の影響によってコンテナ船２０に位置が変化しても、その変化に速やかに対応して、ベイ２１の位置に追従させるようにガントリークレーン１０を的確に走行させることができる。
【００７０】
また、本実施形態に係るガントリークレーン１０の走行位置決め方法においては、演算装置３６によって、荷役作業が終了したベイ２１から未終了のベイ２１へと走行目標位置を順次移動させていくとともに、これら走行目標位置へと前記ガントリークレーン１０を順次走行させるようにしている。このように、各コンテナ船２０固有の船舶形状データを参照して、船体基準位置からベイ２１までの距離を順次算出していくようにしているので、荷役対象のあるベイ２１の位置を、予め定められたデータに基づいて常に的確に検出しながら、複数のベイ２１における荷役作業を順次終了させていくことができる。これにより、多種多様なコンテナ船２０に対して荷役作業に要する時間を短縮することができ、荷役効率を大幅に向上させることができる。
【００７１】
なお、本実施形態においては、コンテナ船２０の船尾側に固定型ＧＰＳ検出器３３を設置しているために、Ａ点（ｘａ，ｙａ）から荷役対象のあるベイ２１までの距離が（Ｄｓ０＋Ｄｓ１）となるが、固定型ＧＰＳ検出器３３を船首側に設置した場合には、この距離は（Ｄｓ０−Ｄｓ１）となる。
【００７２】
また、本実施形態においては、船舶側に固定した固定型ＧＰＳ検出器の例を示したが、この変形例として、可搬型ＧＰＳ検出器とした場合にも、航海中の船舶の航行にそのデータを利用しない以外、同様の効果がある。また、可搬型ＧＰＳ検出器を用いる場合の特有の効果は次の通りである。すなわち、ＧＰＳ検出器を設置しやすい位置や船舶形状データの利用しやすい位置等は、船舶毎に異なるが、船舶毎に、ＧＰＳ検出器を設置しやすく船舶形状データを利用しやすい所定位置にＧＰＳ検出器を設置すればよいので、可搬型ＧＰＳ検出器を荷役対象のある船内ベイ近傍位置に設置することが困難な船であっても、対応可能となる。
【００７３】
本発明は、荷がコンテナでない場合であっても適応可能であるが、荷がコンテナの場合、岸壁に接岸して停泊している船舶の船内ベイに、規格に適合した一定の直方体のコンテナが、船舶の長手方向と幅方向に沿って整然と配置され、コンテナの長辺又は短辺（一般的には長辺）が岸壁と略平行に敷設された走行レールと平行に配置される特徴がある。この荷の場合であって、荷役装置がレール延在方向と直角方向かつ海側に延びるブームを備え、ブームにこのブームに沿って移動するトロリを備え、トロリに上下可能に移動しコンテナを吊ることができる吊具とを備えている場合、走行方向の延在方向における前記船内ベイの所定位置に、荷役装置を走行レール上で位置させると、コンテナの鉛直上方にブームを位置させることができ、トロリをブーム上で移動させ、トロリからブームを降ろすだけでコンテナの荷役が可能となるため、荷役装置を位置させた後に、吊具を走行レール方向に大きく移動させたり、水平面内で大きく回転させて、コンテナと位置合わせをする必要がないため、荷役作業が容易となり、コンテナの荷役に最適である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る荷役装置の走行位置決め装置、走行位置決め方法、及び荷役装置においては、上記の如き構成を採用しているので、荷役対象のある船内ベイ位置まで荷役装置を的確且つ速やかに走行させることができるとともに、潮位や潮流等による船舶の位置変化にも速やかに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る荷役装置の走行位置決め装置の第１の実施形態を示す図であって、コンテナターミナルの平面図である。
【図２】図１のコンテナターミナル内に設定された平面座標系における座標位置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る荷役装置の走行位置決め方法の第１の実施形態を示すフローチャート図である。
【図４】本発明に係る荷役装置の走行位置決め装置の第２の実施形態を示す部分断面斜視図である。
【図５】図４のコンテナターミナル内に設定された平面座標系における座標位置の一例を示す概略図である。
【図６】本発明に係る荷役装置の走行位置決め方法の第２の実施形態を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１  岸壁
２  エプロン
３  走行レール
１０  ガントリークレーン（荷役装置、コンテナクレーン）
２０  コンテナ船（船舶）
２１  ベイ（船内ベイ）
３１  固定型ＧＰＳ検出器（荷役装置位置検出手段、ＧＰＳ検出器）
３２  可搬型ＧＰＳ検出器（船内ベイ位置検出手段）
３３  固定型ＧＰＳ検出器（船内ベイ位置検出手段）
３５，３６  演算装置（位置決定手段）
【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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