(57)【要約】【課題】コンテナクレーンに対する搬送用トラックの位置を精度良く検出する方法を提供する。【解決手段】スキャン機能を有する距離センサ７をコンテナクレーン２の上部に取り付け、センサをコンテナ搬送用車両３の車体の長さ方向にスキャンし、車両３あるいは搭載したコンテナ１の特徴となる形状を検出し、前記特徴形状の位置から車両３の位置を求める。また、距離センサ７で検出した前記特徴形状の位置と予め計測しておいた基準位置からの偏差によって車両３の位置を求める。また、距離センサ７によって予め地面に対する傾きを計測し、前記計測結果によって車両位置を補正する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン機能を有する距離センサをコンテナクレーンの上部に取り付け、前記距離センサをコンテナ搬送用車両の車体の長さ方向にスキャンし、前記車両あるいは搭載したコンテナの特徴となる形状を検出し、前記特徴形状の位置から車両の位置を求める車両位置検出方法。
【請求項２】
前記距離センサで検出した前記特徴形状の位置と予め計測しておいた基準位置からの偏差によって車両の位置を求めることを特徴とする請求項１に記載の車両位置検出方法。
【請求項３】
前記距離センサによって予め地面の傾きを計測し、前記計測結果によって車両位置を補正する請求項１および請求項２の車両位置検出方法。
【請求項４】
前記特徴形状が、車両後部のシャーシのフレームの形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両位置検出方法。
【請求項５】
前記特徴形状が、コンテナの縁部の形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両位置検出方法。
【請求項６】
撮像カメラを荷役用クレーンの上部に取り付け、所定の位置に基準用の物体をおき、前記撮像カメラ画面上での前記基準物体の位置を記憶し、車両あるいは前記車両に搭載したコンテナの前記撮像カメラの画像上における特徴部分の位置と前記基準物体の位置との偏差によって前記車両の停止位置を求める車両位置検出方法。
【請求項７】
撮像方向を変更できる駆動手段を備えた撮像カメラを用いる事を特徴とするに請求項６に記載の車両位置検出方法。
【請求項８】
画像処理手法を用いて、前記撮像カメラの画像から前記基準位置や前記コンテナ搬送用車両あるいは車両に搭載したコンテナの特徴となる位置を求めることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の車両位置検出方法。
【請求項９】
前記特徴部分が、車両後部のシャーシのフレームであることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の車両位置検出方法。
【請求項１０】
前記特徴部分が、コンテナの縁部であることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の車両位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナ搬送用トラックのコンテナクレーンに対する位置を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンテナを海上輸送する輸送船と、陸上輸送する搬送用トラックとの間でのコンテナの荷役作業をするためには、搬送用トラックをコンテナクレーンに対して精度良く位置決めする、あるいはコンテナクレーンに対する搬送用トラックの相対位置を正確に知る必要がある。
【０００３】
図１７および図１８はコンテナクレーンによるコンテナの荷役作業の説明図であり、図９は搬送用トラックの正面から見た図であり、図１７は搬送用トラックの側面から見た図である。図において、１は荷役作業対象のコンテナである。コンテナ１はコンテナクレーン２を使って、搬送用トラック３と輸送船４との間で矢印で示すように移動する。５はコンテナ１を把持するスプレッダである。スプレッダ５はトロリー６から吊り下げられて昇降する。トロリー６は幅方向（図１７の左右方向）に走行して、コンテナ１を搬送用トラック３と輸送船４の間で水平に移動させる。長さ方向（図１８の左右方向）の移動はコンテナクレーン２全体を走行させて行うが、長さ方向の位置決めは、輸送船４を基準にしてなされるので、搬送用トラック３はコンテナクレーン２を基準にして、自ら長さ方向つまりトラック３の進行（走行）方向の位置決めを行う必要がある。
【０００４】
コンテナクレーン２と搬送用トラック３の位置決め調整は次のような手順で行う。まず搬送用トラック３の運転手がコンテナクレーン２との位置関係を見ながら車両の前後方向の位置を調整し、その後コンテナクレーン２のトロリー６に設けられた操作室（図示せず）にいるオペレータが手動でトロリー６を運転してスプレッダ５を搬送用トラック３の上に位置するように調整する。
【０００５】
近年、これらの荷役作業の自動化、あるいは半自動化の要求が高まっており、搬送用トラックのクレーンに対する位置決めはオペレータの負荷を減らすためにも重要となってきている。しかしながら、トラックの運転手が目測で車両の位置を調整する場合、停車位置にばらつきがあり、また位置決めに時間がかかるという問題点がある。この課題を解決するために、搬送用トラックに反射板などの検出用ターゲットを設け、それを光学式センサで検出してトラックの位置を求める手法が提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。あるいは、レーザセンサでトラックの位置を検出してトラックを正規の位置に
誘導する装置（特許文献３）が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１９５３５号公報
【特許文献２】特開平８−１０１０１１号公報
【特許文献３】特開２００３−１５５１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１あるいは特許文献２に開示された方法は、搬送用トラックに反射板などの検出用ターゲットを取り付ける必要があった。これはコンテナヤード内だけで使われる搬送用自動走行車（ＡＧＶ）などでは、検出用ターゲットを取り付けることは容易に可能であるが、通常の公道を走る搬送用トラックにこれらの検出用ターゲットを設置することは難しいという問題があった。また、コンテナの積み卸し作業の時だけに検出用ターゲットを取り付けることは実用的ではない。また、検出用ターゲットの取り付け位置によっては、特許文献１に見られるようにセンサを地上に設置しなければならず、搬送用トラックやクレーンにとって障害物になるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献３に開示された装置は、センサをコンテナクレーンの上部に配置するとともに、トラック側にターゲット等を必要としないので、前述の問題は解決できるが、クレーンとセンサおよびトラックの三者間の相対的位置を較正する方法が開示されていないので、位置検出の精度に疑問がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コンテナクレーンに対する搬送用トラックの位置を精度良く検出する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するために、本発明はスキャン機能を有する距離センサをコンテナクレーンの上部に取り付け、前記距離センサをコンテナ搬送用車両の車体の長さ方向にスキャンし、前記車両あるいは搭載したコンテナの特徴となる形状を検出し、前記特徴形状の位置から車両の位置を求めるものである。また、前記距離センサで検出した前記特徴形状の位置と予め計測しておいた基準位置からの偏差によって車両の位置を求めるものである。また、前記距離センサによって予め地面の傾きを計測し、前記計測結果によって車両位置を補正するものである。また、前記特徴形状を車両後部のシャーシのフレームの形状とするものである。また、前記特徴形状をコンテナの縁部の形状とするものである。
さらにまた、本発明は撮像カメラを荷役用クレーンの上部に取り付け、所定の位置に基準用の物体をおき、前記撮像カメラ画面上での前記基準物体の位置を記憶し、車両あるいは前記車両に搭載したコンテナの前記撮像カメラの画像上における特徴部分の位置と前記基準物体の位置との偏差によって前記車両の停止位置を求めるものである。また、撮像方向を変更できる駆動手段を備えた撮像カメラを用いるものである。また、画像処理手法を用いて、前記撮像カメラの画像から前記基準位置や前記コンテナ搬送用車両あるいは車両に搭載したコンテナの特徴となる位置を求めるものである。また、前記特徴部分を、車両後部のシャーシのフレームとするものである。また、前記特徴部分をコンテナの縁部とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、車両やコンテナの形状を基に車両位置を求めるため、車両に特別な検出用ターゲットを設ける必要のない、簡便な車両位置検出方法を提供することができるという効果がある。
請求項２に記載の発明は、基準位置からの偏差を利用することで位置計算に伴う計算誤差を軽減して、精度の高い位置検出を実現する効果がある。
請求項３に記載の発明は、距離センサと地面との相対的な角度を測定することで、地面の傾きや、距離センサの取り付けズレ等による影響を補正して、精度の高い位置検出を実現する効果がある。
請求項４に記載の発明は、車両後部のシャーシを検出するので、車両に特別な検出用ターゲットを設ける必要のない、簡便な車両位置検出方法を提供することができるという効果がある。
請求項５に記載の発明によると、車両に搭載したコンテナの縁の位置を検出するので、車両に特別な検出用ターゲットを設ける必要のない、簡便な車両位置検出方法を提供することができるという効果がある。
請求項６に記載の発明によると、車両やコンテナの特徴となる形状の位置から車両位置を求めるため、車両に特別の検出用ターゲットを設けることなく車両位置が検出できるという効果がある。
請求項７に記載の発明によると、カメラの視線方向を変更できるため車両の停止用レーンが複数あるコンテナクレーンの場合も対応が可能となるという効果がある。
請求項８に記載の発明によると、対象物の位置検出が自動で行えるため、オペレータの負荷の軽減するという効果がある。
請求項９に記載の発明によると、車両後部のシャーシを検出することで車両位置が検出できるという効果がある。
請求項１０に記載の発明によると、車両に搭載したコンテナの縁の位置を検出することで車両位置が検出できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の第１実施例を示す説明図であり、図１８と同様に搬送用トラックを側面から見た図である。また、説明に不用な部分の図示を省略している。７はスキャンタイプの距離センサであり、コンテナクレーン２の上方に設置されている。距離センサ７は測定用のレーザ光８を矢印のように扇形に走査して対象までの距離と方向を計測している。ここではレーザ光８の走査方向が搬送用トラックの車体の長さ方向となるように距離センサ７は設置してある。
【００１４】
図２は距離センサ７の動作説明図である。今、コンテナを搭載していない搬送用トラック３が進入しているとする。距離センサ７によって搬送用トラック３の後部シャーシをスキャンすると、得られる測定点は図の実線で示すような、シャーシ部分１０と地面部分１１からなる。トラック３の後部は、これらの点の不連続箇所Ａになるため、データ処理によってこの点を求めると、その点がトラック後部となる。この点Ａの位置はセンサを基準にして図のように水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とし、レーザ光８のＹ軸に対する角度をθa、距離センサ７の出力である点Ａまでの距離をＲaとすると、その座標は
【００１５】
(  Ｒa*sin(θa) ， Ｒa*cos(θa)  )    （１）式
【００１６】
となる。このＸ座標をもとに搬送用トラック３の移動量を運転手に知らせることで、搬送用トラック３の進行方向の位置決めが可能となる。このように、本実施例では、搬送用トラックの形状データを計測し、その特徴となる後部の不連続点を検出することで、搬送用トラックの位置決めを行う手法を説明した。
【実施例２】
【００１７】
図３および図４は本発明の第２実施例を示す説明図である。ここでは、搬送用トラック３は、コンテナ１を搭載しているとする。このとき距離センサ７から得られるデータは、図４の実線で示すようなコンテナ部分１２と地面部分１３である。データ処理によってこれらの不連続点Ｂを求めると、その点がコンテナ後部の縁となる。車両に対するコンテナの搭載位置は決まっているため、この位置をもとに搬送用トラック３の移動量を運転手に知らせることで、搬送用トラック３の位置決めが可能となる。
また、搬送用トラック３がコンテナ１’しか搭載してない場合は、このコンテナ１’の縁を求めるか、実施例１で示したトラック３のシャーシ後部を求めることも可能である。ここで、搬送用トラック３が搭載しているコンテナの有無や数量は、予めクレーン２のオペレータによって知らされているものとし、それを基に距離センサ７のスキャン範囲や検出箇所を決めている。このように、本実施例では、搬送用トラック上のコンテナの形状データを計測し、その特徴となる後部の不連続点を検出することで、コンテナを搭載した場合でも搬送用トラックの位置決めが可能な手法を説明した。
【実施例３】
【００１８】
図５および図６は本発明の第３実施例を示す説明図である。ここでは、予めクレーンとの相対値が明確な基準となる位置に基準ブロック９を置き、距離センサ７でこれをスキャンし、基準ブロック９の縁Ｃの位置を求めておく。実際の作業においては図６に示す搬送用トラック３の後部Ａを検出し、その位置と点Ｃの偏差を求める。具体的には点Ｃを検出したときのレーザ光８の角度をθc、距離センサ７の出力である点Ｃまでの距離をＲcとすると、点Ｃの座標は
【００１９】
(  Ｒc*sin(θc) ， Ｒc*cos(θc)  )    （２）式
【００２０】
となり、求める偏差は（２）式と（１）式の差だから、
【００２１】
(  Ｒa*sin(θa)−Ｒc*sin(θc) ，Ｒa*cos(θa)−Ｒc*cos(θc)  )
（３）式
【００２２】
となる。このＸ座標が予め位置の分かった点からの水平方向の距離であり、これをもとに搬送用トラック３の位置決めが可能となる。ここでは基準位置として持ち運び可能な基準ブロックとしたが、クレーン上の特徴のある箇所や、あるいは地面に設置された特徴のある目印等でも構わない。このように、本実施例では予め位置の分かった点を検出し、その位置を基準とすることで位置決め精度の向上した手法を説明した。
【実施例４】
【００２３】
図７および図８は本発明の第４実施例を示す説明図である。まず、図７に示すように距離センサ７により予め地面の傾きαを計測する。Ｘ軸方向の点Ａと点Ｃの距離は、（３）式より  Ｒa*sin(θa)−Ｒc*sin(θc)  であるが、これを傾きで補正すると、
【００２４】
（  Ｒa*sin(θa)−Ｒc*sin(θc)  ）cosα        （４）式
【００２５】
となる。これは、地面の傾きを考慮した実際の車両移動方向に関する距離である。このように、本実施例では、地面の傾きを考慮した搬送用トラックの位置決め手法を説明した。
なお、ここでは地面の傾きとして説明したが、正確には距離センサと地面との相対的な傾きであり、これによって距離センサの取り付けズレによる誤差補正も可能となる。
【実施例５】
【００２６】
図９は本発明の第５実施例を示す説明図である。図において、２１は防水タイプのカメラボックスであり、クレーン２の上部に設置されている。カメラボックス２１の内部には撮像カメラ（図示せず）が備え付けられている。直線７１は、その撮像範囲を示し、車両やコンテナの特徴となる形状が撮像できる位置にカメラボックス２１が備え付けられている。
【００２７】
次に、車両位置検出方法の手順を説明する。
まず、直方体の基準用ターゲット９１を基準となる位置Ｃに置き、それを撮像カメラで撮像する。本実施例では車両後部Ａ（図１１参照）の位置を対象としており、搬送用車両が最適な位置にあるときの車両後部Ａの位置を基準位置Ｃとする。図１０は基準用ターゲット９１を撮像した画面２２の図である。図において、斜線部は基準用ターゲット９１の画像２３である。画面上での基準位置Ｃは基準用ターゲットの画像２３の端の位置であり、これを一点鎖線Ｃ’で示す。この基準位置Ｃ’の位置を画面上で印を付けておくか、あるいは画像メモリ上で記憶し画面上に線を引いておく。
図１１は、車両位置合わせの動作の説明図であり、コンテナを搭載していない搬送用トラック３がクレーン２の下に進入している例を示している。説明の便宜のため基準用ターゲット９１の位置も点線で示している。搬送用トラック３の最適な位置は、搬送用トラック３の後部端Ａが基準位置Ｃにあるときである。
図１２は図１１のカメラボックス２１内部の撮像カメラによる画像の図である。図に示すように、搬送用トラック３のシャーシ２４が撮像されており、その後部端の位置を点線Ａ’で示す。画面中には先に述べた操作によって基準位置Ｃ’が表示されおり、この位置にシャーシ２４の後部端Ａ’が来るように搬送用トラック３の位置を調整すればよい。
具体的には、撮像カメラの映像をクレーン２の操作室でオペレータが見られるようにし、搬送用トラック３の運転者に指示を出す。あるいは、この映像を搬送用トラック３の運転手が見える位置に提示し、画像を見ながら運転手が車両の位置を調整できるようにすればよい。
【００２８】
このように本実施例では、搬送用車両のシャーシ後部位置を撮像カメラで撮像し、画面を見ながら車両の位置を調整する手法を提供している。なお、ここではシャーシ後部を基準としたが、搬送用車両に共通の特徴となる個所ならどこでも構わない。
【実施例６】
【００２９】
図１３は本発明の第６実施例を示す説明図である。ここでは搬送用トラック３が、コンテナ１を搭載している場合を取り扱う。被写体の高さが変わると撮像カメラの画像上の位置も変わるため、基準用ターゲット９２の高さは搬送用トラック３に搭載したコンテナ１と同じ高さのものを用い、あらかじめ基準位置Ｃに置いて画面上での位置を求めておく。本実施例ではコンテナ１の後部Ｂの位置を位置決めの対象としており、搬送用トラック３が最適な位置にあるときのコンテナ後部Ｂが基準位置Ｃに来るものとする。
図１４は図１３のカメラボックス２１内部の撮像カメラによる画像の図である。図に示すように、コンテナ１の後部２５が画面中にあり、一点鎖線Ｃ''は、基準用ターゲット９２の基準位置Ｃである。ここではコンテナ後部２５の位置Ｂ’がＣ''の位置に来るように搬送用トラック３の位置を調整すればよい。
【００３０】
このように本実施例では、搬送用車両にコンテナを搭載した場合でも、その高さにあった基準用ターゲットによる基準位置を求めておくことで車両の位置が調整できる。
なお実際の用途では、実施例１で述べた画面中の基準位置Ｃ’と本実施例のＣ''はあらかじめ測定し、車両の積荷の状況によりそれらの位置を使い分ける。
【実施例７】
【００３１】
前述の第５および第６実施例においては、搬送用トラック３の停車位置は一箇所に決まっており、その搬送用トラック３の停車位置後部上方にカメラボックス２１を設置していた。これはコンテナヤード内で積荷作業を行うクレーンの場合には適応できるが、船と車両の間で積荷作業を行うコンテナクレーンでは搬送用車両の停車位置が複数のレーンに分かれており、それぞれのレーンにカメラボックスを設置することになるので、装置が複雑かつ高価になるという問題がある。第７実施例はこの問題を解決することを目的とするものである。
図１５は本発明の第７実施例を示す説明図である。図において、２６は撮像カメラの撮像方向７２が変更できるように駆動装置である。駆動装置２６によって、搬送用トラック３が進入するレーンに撮像カメラの撮像方向７２を合わせることで、第５、第６の実施例と同様に搬送用トラック３の位置が調整できる。
ここで駆動装置２６は各レーンに応じて決まった位置に撮像方向が来るように、その位置があらかじめプログラミングされて位置の再現性は保証されており、基準用ターゲットを置いて測定したときと、実際の車両を測定したときの位置は同じになるようにする。
【００３２】
このように、本実施例では撮像カメラを駆動装置に搭載することで、車両の停車位置が複数箇所でも対応が可能となる。またここでは、駆動装置により撮像方向を変更したが、撮像カメラの前にスキャン機構のついたミラーを置くことでも実現することができる。
【実施例８】
【００３３】
図１６は本発明の第８実施例を示す説明図である。これまでの実施例では、撮像カメラの画像をオペレータや運転手が見て車両の移動方向を判断するものであった。これに対して、本実施例では画像処理による自動化を実現するものである。カメラボックス２１の中の撮像カメラ７０からの映像信号は、画像処理装置２７で処理され基準用ターゲットの位置とシャーシ後部やコンテナの位置を求める。これらの画像処理では、エッジ検出を行い直線を見つけるアルゴリズム等を用いる。これによって車両の移動方向が判別され、その結果を表示装置２８に表示する。表示装置２８は車両の運転手から見える位置にあり、それを見て運転手は車両の位置を調整する。この表示装置２８としては、前後関係を示すランプであったり、基準位置からの具体的な数字であったりする。
【００３４】
このように本実施例では、画像処理を用いることでオペレータの負荷を減らし作業の自動化、簡易化を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、コンテナ搬送用トラックのコンテナクレーンに対する位置を検出する方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す説明図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す説明図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す説明図である。
【図７】本発明の第４実施例を示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施例を示す説明図である。
【図９】本発明の第５実施例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第５実施例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第６実施例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第６実施例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第７実施例を示す説明図である。
【図１４】本発明の第７実施例を示す説明図である。
【図１５】本発明の第８実施例を示す説明図である。
【図１６】本発明の第８実施例を示す説明図である。
【図１７】荷役作業の説明図である。
【図１８】荷役作業の説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  コンテナ、２  コンテナクレーン、３  搬送用トラック、４  輸送船、
５  スプレッダ、６  トロリー、７  距離センサ、８  測定用レーザ光
９  基準用ターゲット、１０〜１４  距離センサによる測定箇所
２１  カメラボックス、２２  画面、２３  画面上の基準用ターゲット、２４  画面上のシャーシ後部、２５  画面上のコンテナ、２６  駆動装置、２７  画像処理装置、２８  表示装置、７０  撮像カメラ、７１  撮像範囲、７２  撮像方向、９１  基準用ターゲット（シャーシ）、９２  基準用ターゲット（コンテナ）
【図１】
2005096983.tif 000003
【図２】
2005096983.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005096983.tif 000016
【図１５】
2005096983.tif 000017
【図１６】
2005096983.tif 000018
【図１７】
2005096983.tif 000019
【図１８】
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