(57)【要約】【課題】掻取量を正確に把握できる連続アンローダの掻取量測定装置を提供する。【解決手段】連続アンローダ１０で掻き取られたバラ物３３をバケツ２１ごと連続的に撮影するカメラ４０と、そのカメラ４０で撮影された画像からバケツ２１と荷３３Ｌに分ける画像処理装置４４と、画像処理装置４４で得られた画像からバケツ２１内の荷量を計算する荷量計算器４５とを備えたものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続アンローダで掻き取られたバラ物をバケツごと連続的に撮影するカメラと、そのカメラで撮影された画像からバケツと荷に分ける画像処理装置と、画像処理装置で得られた画像からバケツ内の荷量を計算する荷量計算器とを備えたことを特徴とする連続アンローダの掻取量測定装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、画像をバケツ面と荷の面とに分け、前記荷量計算器は、バケツ面と荷の面の境界線の位置を求めると共にその位置から荷量を求める請求項１記載の連続アンローダの掻取量測定装置。
【請求項３】
前記荷量計算器は、バケツ内の荷量をＶとし、容量１００％に対する境界線の位置をｘ％、バケツ容積Ｖｂ、荷比重ｄとしたとき、Ｖ＝Ｖｂ×ｄ×（ｘ／１００）で、荷量Ｖを求める請求項２記載の連続アンローダの掻取量測定装置。
【請求項４】
荷量計算器は、複数のバケツ内の荷量を計算し、その平均値をバケツ内の荷量とする請求項１〜３のいずれかに記載の連続アンローダの掻取量測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの連続アンローダの掻取量測定装置で求めたバケツ内の荷量と設定掻取量とを比較し、これに基づいて連続アンローダの掻取速度を制御することを特徴とする連続アンローダの掻取量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船倉内のバラ物を荷揚げする連続アンローダに係り、特に、連続アンローダで掻き取り、搬送するバラ物の量を測定できる連続アンローダの掻取量測定装置及び掻取量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連続アンローダは、埠頭の岸壁に沿って走行自在に設置され、岸壁に接岸されたバラ積み貨物船の船倉内に積荷された鉄鉱石や石炭などを連続して陸揚げするものである。
【０００３】
バケット式連続アンローダ（以下連続アンローダという）においては、バラ物が積荷された船倉内の荷揚げ状況を把握できるように運転室が、船倉の上方に位置するように設けられている。
【０００４】
この連続アンローダの掻取量を一定化（安定化）させる方法として、
（１）オペレータがバケツ内の荷量を映したＩＴＶカメラの画像を見て、その量の多い少ないで運転速度（掻取部横送り速度）をコントロールする、
（２）バケットエレベータ（バケツ）を駆動している駆動装置のトルクを監視し、そのトルクが一定値となるように掻取速度を制御する、
などで掻取量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９１６８号公報
【特許文献２】特開平７−２２３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、（１）の方法は、オペレータの技量によって、その精度が変わるため、経験を積まないと習得が難しい。特に最近はオペレータの熟練者数も減り、技量の伝承も難しい問題がある。
【０００７】
また（２）の方法では、駆動装置のトルクは荷の持ち上げ力と掘削力の和であるため、トルクが一定になる制御を行っても、掻取量とほぼ比例する掘削力は必ずしも一定とならず、精度が悪くなる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、掻取量を正確に把握できる連続アンローダの掻取量測定装置及び掻取量制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、連続アンローダで掻き取られたバラ物をバケツごと連続的に撮影するカメラと、そのカメラで撮影された画像からバケツと荷に分ける画像処理装置と、画像処理装置で得られた画像からバケツ内の荷量を計算する荷量計算器とを備えたことを特徴とする連続アンローダの掻取量測定装置である。
【００１０】
また、本発明は、上記連続アンローダの掻取量測定装置で求めたバケツ内の荷量と設定掻取量とを比較し、これに基づいて連続アンローダの掻取速度を制御することを特徴とする連続アンローダの掻取量制御方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、掻取中のバケツ内をカメラで撮影し、その映像を画像処理することで、バケツ内の荷量を求めることができると共にこれを基に掻取速度を一定に制御することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の連続アンローダを示す図である。
【図２】本発明の連続アンローダの掻取部を示し（ａ）は掻取部最長時、（ｂ）は掻取部最短時を示す図である。
【図３】本発明において、（ａ）は、ＩＴＶカメラで撮影したバケツと荷の状態を示す図、（ｂ）はバケツの断面を示す図である。
【図４】本発明において、バケツの荷量とバケツ内の荷の位置の関係を示す図である。
【図５】本発明における連続アンローダの掻取量測定装置のブロック図である。
【図６】本発明において、連続アンローダの掻取量測定装置による定量掻取制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１４】
先ず、図１、図２により連続アンローダ１０を説明する。
【００１５】
図１、図２に示すように、連続アンローダ１０は、埠頭などの岸壁１１に設けられたレール１２上を走行するポータル部１３と、ポータル部１３に水平旋回自在に設けられた旋回フレーム１４と、旋回フレーム１４の頂部に俯仰自在に設けられたバランシングレバー１５と、バランシングレバー１５にトップフレーム１６を介して旋回自在に設けられ、荷役を行うためのバケットエレベータケーシング１７と、トップフレーム１６と旋回フレーム１４とを連結して、これらとバランシングレバー１５とで平行リンクを構成するブーム１８とを備える。
【００１６】
バランシングレバー１５は、旋回フレーム１４の後方へも延出されており、後端には、カウンターウェイト１９が設けられる。バランシングレバー１５と旋回フレーム１４とは俯仰用シリンダ２０で連結されており、俯仰用シリンダ２０を伸縮させることで、バランシングレバー１５及びブーム１８を俯仰させるようになっている。
【００１７】
カウンターウェイト１９は、バランシングレバー１５、トップフレーム１６、バケットエレベータケーシング１７及びブーム１８の重量とバランスし、俯仰用シリンダ２０で、俯仰コントロール可能な最適な重さに設定される。
【００１８】
バケットエレベータケーシング１７は、多数のバケツ２１をチェーン２２で連結したバケットエレベータ２３のケーシングを兼ねている。このバケットエレベータ２３のチェーン２２は、バケットエレベータケーシング１７内上部に設けられた駆動スプロケット２４と、バケットエレベータケーシング１７の下方に掻取部２５を形成する先端スプロケット２６ａ、後端スプロケット２６ｂとに巻き掛けられ、そのスプロケット２６ａ、２６ｂがリンク機構２７でバケットエレベータケーシング１７の下部に連結される。
【００１９】
リンク機構２７は、油圧シリンダ（図示なし）でスプロケット２６ａ、２６ｂの間隔を調整し、図２（ａ）に示した掻取部最長時と、図２（ｂ）に示した掻取部最短時との間で掻取部２５の長さを調整できるようになっている。
【００２０】
この連続アンローダ１０による荷揚げは、岸壁１１に貨物船などの船体３０が接岸され、その船体３０の船倉３１上のハッチ３２を開け、その船倉３１内にバケットエレベータケーシング１７を投入し、掻取部２５を船倉３１内の所定の位置に移動させると共にバラ物３３上に位置させ、その状態でバケットエレベータ２３を駆動してバラ物３３を掻き取る。
【００２１】
この掻取部２５の各バケツ２１で掻き取られたバラ物３３は、バケットエレベータケーシング１７を通し、ブーム１８内に設けたコンベア（図示せず）から旋回フレーム１４内のシュート（図示せず）を介して、ポータル部１３に設けた移送装置３４から岸壁１１に設けた陸揚げコンベア３５に搬出され、陸揚げコンベア３５から貯蔵設備に搬送されるようになっている。
【００２２】
この掻取部２５による掻き取りは、ポータル部１３を走行させると共に旋回フレーム１４を旋回、ブーム１８を旋回させることで、船倉３１内のバラ物３３を掻き取り、また掻き取りと共に掻取部２５を船倉３１内で移動しながら掻き取って荷揚げするようになっている。
【００２３】
この連続アンローダ１０の荷揚げ作業においては、バランシングレバー１５と反対側のトップフレーム１６の先端に設けた運転室２８内のオペレータが、ポータル部１３の走行位置、俯仰用シリンダ２０によるバランシングレバー１５の俯仰角、バケットエレベータケーシング１７の旋回角を操作して連続アンローダ１０の掻取部２５の位置や高さを調整すると共に掻取部２５のリンク機構２７を操作して手動で荷揚げ運転を行ったり自動荷揚げ運転を行うようになっている。
【００２４】
この連続アンローダ１０のバケットエレベータケーシング１７の下部にカメラ（ＩＴＶカメラ）４０が設けられる。このカメラ４０は、図１、２では、掻取部２５で掻き取られてバケツ２１に取り込まれた荷（バラ物）をバケツ２１ごと撮影できる位置であれば、いずれの位置でもよい。粉塵の影響を考慮すれば、例えばバケットエレベータケーシング１７に透明な窓を設け、その窓の外にカメラを設けて窓越しにバケツを撮影するようにしてもよい。
【００２５】
図５は、本発明における連続アンローダの掻取量測定装置のブロック図を示したものである。
【００２６】
カメラ４０を備えたＩＴＶシステム４１は、カメラ４０でバケツを監視し、その映像信号がＩＴＶ制御盤４２に入力され、運転室内のモニタ４３に映像が表示される。またＩＴＶ制御盤４２には連続アンローダ１０を監視する他のカメラを操作すると共にその映像信号が入力され、モニタ４３にて、これら映像を切り替え表示できるようになっている。
【００２７】
カメラ４０で撮影されたバケツの映像信号はＩＴＶ制御盤４２から画像処理装置４４に入力される。
【００２８】
画像処理装置４４は、カメラで連続的に撮影される映像からバケツの全体が移っている画像を取り込み、その画像から画像処理によりバケツ面と荷の面に分けるもので、これによりバケツ面と荷の面の境界線が認識できるようになる。
【００２９】
画像処理装置４４の得られた処理画像は、荷量計算器４５に入力される。荷量計算器４５は、画処理画像からバケツ壁面と荷の面とで形成される境界線からバケツ内の荷の高さを求め、その高さからバケツ内の荷量を計算する。
【００３０】
この荷量計算器４５で計算した荷量が、アンローダ制御装置４６に入力され、アンローダ制御装置４６からの制御信号が駆動制御装置（インバータ装置）４７に入力され、駆動制御装置４７にて、連続アンローダの各モータＭ（走行、ブーム旋回、バケットエレベータ旋回、バケットエレベータ駆動速度用のモータ）が制御される。
【００３１】
なお、アンローダ制御装置４６は、油圧制御装置４８を介して油圧シリンダＳの伸縮長さを制御してブームの起伏や掻取部の長さを調整できるようになっている。
【００３２】
この連続アンローダの掻取量測定装置の画像処理装置４４と荷量計算器４５をさらに説明する。
【００３３】
図３（ａ）は、カメラで撮影されたバケツ２１と荷３３Ｌの画像を示したものである。
【００３４】
図３（ａ）に示すようにバケツ２１は、チェーン２２間に保持され、カメラにてバケツ２１の上部開口部２１ａが撮影される。
【００３５】
画像処理装置４４は、バケツ２１の上部開口部２１ａの奧側左右端のエッジ２１ｅｌ、２１ｅｒを検出し、そのエッジ２１ｅｌ、２１ｅｒ間にバケツ内壁面２１ｗと荷の面３３ｐとに画像を分ける。
【００３６】
これにより、バケツ内壁面２１ｗと荷の面３３ｐとが境界線Ｌで別れるため、その境界線Ｌの位置からバケツ２１内の荷３３Ｌの高さが分かり、バケツ内の荷量を検出できる。
【００３７】
図３（ｂ）はバケツ断面を示したもので、荷が上部開口部２１ａまであるときを１００％、半分のとき５０％、空のときを０％とする。
【００３８】
図４は、荷量と荷の高さの関係を示したものである。
【００３９】
荷量計算器４５は、画像処理装置４４からの処理画像から境界線Ｌの位置を求め、境界線Ｌ100を荷量１００％、半分のときの境界線Ｌ50を荷量５０％として、境界線Ｌの位置に応じて荷量を求める。
【００４０】
この境界線Ｌは、バケツに対して必ずしも水平ではないため、傾斜した場合にはその傾斜の最大高さと最小高さの平均値で境界線Ｌの位置を決定したり、或いは境界線Ｌが波打っていたり凹凸がある場合には、その波や凹凸の中心を境界線Ｌとする。
【００４１】
荷量計算器４５による荷量の計算は、バケツ内の荷量をＶ（ｔｏｎ）とし、容量１００％に対する境界線Ｌの位置をｘ％、バケツ容積Ｖｂ（ｍ3）、荷比重ｄ（ｔｏｎ／ｍ3）としたとき、
Ｖ＝Ｖｂ×ｄ×（ｘ／１００）
で、荷量Ｖを求める。
【００４２】
この荷量Ｖはバケツ１個当たりの荷量であり、順次撮影されるバケツ内の荷量を求めこれを積算することで、単位時間当たりの荷揚げ量やバケツ内の平均荷量も求めることができる。
【００４３】
オペレータは、図５に示したアンローダ制御装置４６に設定掻取量を入力することで、アンローダ制御装置４６は、荷量計算器４５で計算した荷量を基に、その荷量が設定掻取量となるように駆動制御装置４７が、連続アンローダの各モータＭ（走行、ブーム旋回、バケットエレベータ旋回、バケットエレベータ駆動速度）を制御して設定の荷量とすることが可能となる。
【００４４】
この制御フローを図６により説明する。
【００４５】
制御が開始（ステップＳ１０）され、ステップＳ１１で画像データ取り込みを行い、これを画像処理する（ステップＳ１２）。ステップＳ１３の判断で、処理画像がバケツの映像かどうかを判断し、バケツでなければ（Ｎｏ）、ステップＳ１１、１２を繰り返し、バケツの映像であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１４で、荷量計算を行う。その後、ステップＳ１５で、荷量計算を設定回数行ったかどうかを判断し、設定回数未満（Ｎｏ）であれば、ステップＳ１１に戻し、設定回数以上であれば（Ｙｅｓ）、設定掻取量を基にしてアンローダの移動速度をＰＩＤ制御する（ステップＳ１６）、このステップＳ１６は、ステップＳ１７で、オペレータの操作信号が入力されたときに行い、その後ステップＳ１８で、駆動装置へ速度指令出力がなされ、アンローダがその速度指令値を基に駆動されて掻取量が設定掻取量になるように制御され、再度、ステップＳ１１に戻されて、上述のステップを繰り返す。
【００４６】
以上説明したように本発明は掻取中のバケツの中をカメラで撮影し、その映像を画像処理することにバケツ内の荷量を求め、その荷量を基に掻取量を計算し、この掻取量データを基にして連続アンローダの走行、ブーム旋回、バケットエレベータ旋回、バケットエレベータ駆動速度を制御することで、掻取速度を一定に制御することができる。
【００４７】
この場合、バケツに荷が入った画像を基に速度制御を行うので、応答性が速く、バケツ内の荷量を連続的又は定量的に計測するため、精度の高い掻取量を求めることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  連続アンローダ
２１  バケツ
３３Ｌ  荷
４０  カメラ
４４  画像処理装置
４５  荷量計算器
【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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