(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船倉内に垂直に下ろされたエレベータ部の下端に水平方向に突き出た掻取部を設け、この掻取部を船倉内で移動させる連続アンローダにおいて、前記掻取部に掻取部突出方向の前及び左右斜め前に臨む３つの超音波式距離センサを取り付け、前に臨む距離センサにより掻取部先端と船倉の壁との距離を検出しつつ、この壁に沿わせて掻取部が移動するとき、左右斜め前に臨む２つの距離センサのうち移動方向側の距離センサで計測される距離と前に臨む距離センサで計測される壁との距離を比較し、移動方向側の距離センサで計測された対象物の位置が壁の位置より所定値Ｌ以上船倉内にあるとき、障害物が有ると判定することを特徴とする連続アンローダの障害物検出装置。
【請求項２】
前記掻取部に掻取部突出方向の後及び左右に臨む３つの超音波式距離センサを取り付け、前後左右に臨む距離センサで計測される船倉の壁との距離と前記掻取部の旋回角とにより前記掻取部と壁との位置関係を求めて座標で表し、この座標における掻取部の移動軌跡から掻取部の移動方向を検出することを特徴とする請求項１記載の連続アンローダの障害物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船倉内で移動及び旋回される掻取部を備えた連続アンローダの障害物検出装置に係り、特に、壁から突き出ている障害物回避に有効な連続アンローダの障害物検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船積みされている石炭、鉄鉱石等のバラ状の荷を陸上に取り出す連続アンローダは、図６に示されるように、陸上の走行旋回塔７１より海上まで設けたブーム７２の先端に垂直なエレベータ部７３を設け、このエレベータ部７３の下端に水平方向に突き出た掻取部７４を設けてある。エレベータ部７３から掻取部７４にわたり、バケット（図示せず）が連鎖状に設けられており、各バケットは掻取部７４において荷を掻き取り、エレベータ部７３に沿って上昇してコンベア（図示せず）に荷を受け渡す。図７に示されるように、船倉３内での掻取部１の移動は、エレベータ部５を移動させることにより行われる。掻取部１の方向変更は、エレベータ部５を中心に掻取部１を旋回させることによって行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、連続アンローダの運転を行う運転室７５は、通常、エレベータ部７３の上端近傍に設けられている。掻取部７４の位置によっては、運転室７５から掻取部７４から見えないことがある。また、船倉７６の入り口（ハッチ口）が船倉７６よりも狭く形成されていることが多く、掻取部７４が船倉７６の端に寄ると掻取部７４は運転室７５から見えなくなる。
【０００４】
掻取部７４を移動する場合、通常は、掻取部７４の先端を壁に向け、その壁に沿わせて掻取部７４を移動する。掻取部７４と壁との距離が維持されていれば、掻取部７４が壁に衝突することはない。しかし、船倉７６の壁には人が降りるための階段が壁から突き出して設けられていることがある。この場合、掻取部７４が階段に衝突する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、壁から突き出ている障害物回避に有効な連続アンローダの障害物検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、船倉内に垂直に下ろされたエレベータ部の下端に水平方向に突き出た掻取部を設け、この掻取部を船倉内で移動させる連続アンローダにおいて、前記掻取部に掻取部突出方向の前及び左右斜め前に臨む３つの超音波式距離センサを取り付け、前に臨む距離センサにより掻取部先端と船倉の壁との距離を検出しつつ、この壁に沿わせて掻取部が移動するとき、左右斜め前に臨む２つの距離センサのうち移動方向側の距離センサで計測される距離と前に臨む距離センサで計測される壁との距離を比較し、移動方向側の距離センサで計測された対象物の位置が壁の位置より所定値Ｌ以上船倉内にあるとき、障害物が有ると判定するものである。
【０００７】
前記掻取部に掻取部突出方向の後及び左右に臨む３つの超音波式距離センサを取り付け、前後左右に臨む距離センサで計測される船倉の壁との距離と前記掻取部の旋回角とにより前記掻取部と壁との位置関係を求めて座標で表し、この座標における掻取部の移動軌跡から掻取部の移動方向を検出してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】
本発明に係る連続アンローダの障害物検出装置の基本構成及び動作原理を図１、図２を用いて説明する。
【００１０】
図１に示されるように、掻取部１には、掻取部突出方向の前及び左右斜め前に臨む３つの超音波式距離センサ２が取り付けられている。以下、各距離センサ２をそれぞれが臨んでいる方向により前センサ２ａ、斜左センサ２ｅ、斜右センサ２ｆと呼ぶ。前センサ２ａ及び斜右センサ２ｆは掻取部１の右側前寄りに、斜左センサ２ｅは掻取部１の左側前寄りに配置されている。各距離センサ２は水平方向に向けて取り付けられている。斜左右センサ２ｅ，２ｆは、それぞれ４５°の傾斜角度を有する。よって、斜左右センサ２ｅ，２ｆを前４５°センサとも呼ぶ。
【００１１】
超音波式距離センサ２は、臨んでいる方向（以下、センサ方向という）に超音波を放射し、対象物で反射して帰ってきた超音波を検出することによって対象物との距離を計測するものである。なお、超音波式距離センサ２の特性として、対象物が平面である場合、その平面への超音波の入射角度によって計測可能な範囲が限定される。曲面或いは複雑形状の対象物については、どの角度からも距離を計測することができる。
【００１２】
図２に示されるように、掻取部先端が船倉３の壁４に向いているとき、前センサ２ａは壁との距離計測が可能である。従って、前センサ２ａにより、掻取部先端と船倉３の壁４との距離が検出される。この壁４に沿わせて掻取部１が移動するとき、移動方向側の距離センサ（ここでは斜右センサ２ｆ）は壁４に対して４５°傾斜しているため、通常は、距離を計測できない。
【００１３】
壁４に階段１１が設けられていると、掻取部１が階段１１に到着する以前に、斜右センサ２ｆのセンサ方向に階段１１が出現することになる。従って、斜右センサ２ｆは階段１１との距離を計測することになる（この段階では、距離計測された対象物が階段１１その他の障害物とは断定できない）。斜右センサ２ｆで計測された距離と、前センサ２ａで計測した壁と４の距離を比較し、斜右センサ２ｆで計測された対象物が壁４より船倉３内にあるようであれば、階段１１等の障害物が有るものと判定する。
【００１４】
以上の動作により、掻取部１が障害物に到達する以前に障害物を発見できるので、その旨を警報メッセージでオペレータに知らせることで、衝突を回避することができる。
【００１５】
本発明に係る連続アンローダの障害物検出装置は、壁検出を行う運転支援装置に組み込まれている。この運転支援装置では、図３に示されるように、掻取部１に、掻取部突出方向の前後左右及び左右斜め前方に臨む６つの超音波式距離センサ２が取り付けられている。前センサ２ａは掻取部１の先端右側に、後センサ２ｂは掻取部１の後端に、左右センサ２ｃ，２ｄは掻取部１の両側に、斜左右センサ２ｅ，２ｆは掻取部１の両側前寄りに配置されている。
【００１６】
掻取部突出方向が任意の方向に向いているとき、各々のセンサ方向における船倉３の壁４（海側壁４ａ，西側壁４ｂ，陸側壁４ｃ，東側壁４ｄ）に対する距離センサ２（前センサ２ａ，後センサ２ｂ，左センサ２ｃ，右センサ２ｄ）の距離を計測することができる。各センサ距離と掻取部１の旋回角とにより、各距離センサ２から壁４までの垂線距離が計算され、この距離によって壁４の位置が認識される。言い換えると、掻取部１と壁４との位置関係が求まる。
【００１７】
この掻取部１と壁４との位置関係は、岸壁に沿う軸と陸から海に向かう軸とによる座標系を用いて運転室内に設けた液晶グラフィックパネルからなる画面表示器に図形で表示される。従って、掻取部１が運転室から視認できないような場合でも、この画面表示で掻取部と壁との位置関係を把握して衝突回避を行うことができる。
【００１８】
障害物検出は、図４の手順を定期的に繰り返すことで行うことができる。
【００１９】
まず、掻取部１の前方の壁４が検出され、壁４の位置が座標系で表されているかどうか確認する。前方の壁４が検出されていない場合は、掻取部１の先端が壁４に向いていないと考えられるので、障害物検出処理を省略する。前方の壁４が検出されている場合は、後述の手順で掻取部１の移動方向を計算する。次に、掻取部１の移動方向側に配置されている前４５°センサが距離計測を行っているかどうか調べる。前４５°センサが距離計測を行っている場合、この前４５°センサの臨む方向に対象物が存在することが判るので、計測結果から対象物の位置を求める。次に、この対象物の位置が壁４の位置より所定値Ｌ以上船倉内にあるかどうか調べる。言い換えると、対象物が壁から突き出ているかどうか調べる。対象物の位置が壁４の位置より所定値Ｌ以上船倉内にある場合、障害物検出カウンタをインクリメントする（１を足す）。この障害物検出カウンタが所定値Ｎ以上であれば、移動方向に障害物が有るものと判定する。障害物検出カウンタが所定値Ｎに達していなければ、処理を継続する。前４５°センサが距離計測を行っていない場合、この前４５°センサの臨む方向には対象物が存在しないと考えられるので、障害物検出カウンタをリセットする（０にする）。また、対象物の位置が壁４の位置より所定値Ｌ以上船倉内にない場合、対象物は障害物ではないと考えられるので、障害物検出カウンタをリセットする。障害物検出カウンタをリセットしたときには、移動方向に障害物が無いものと判定する。従って、前４５°センサによって、対象物の位置が壁４の位置より所定値Ｌ以上船倉内にある状態が所定値Ｎ回連続して認識されたときに、障害物が検出される。
【００２０】
掻取部１の移動方向の計算は、図５の手順で行われる。
【００２１】
掻取部１が移動するとき、掻取部１の先端と旋回の中心点とについてそれぞれ位置座標で表した移動軌跡を求め記憶しておく。この移動軌跡を用い、掻取部先端と旋回中心点とについてそれぞれ１回前の位置座標から現在の位置座標へのベクトルを計算する。掻取部先端のベクトルと旋回中心点のベクトルとが、向き及び大きさ共にほぼ同一であれば、掻取部１が旋回せずに移動していることが判る。このベクトルの向きを座標系での移動方向とする。陸上を基準とした掻取部１の旋回角から、掻取部先端が船倉３のどの壁４に向いているかがわかるので、この掻取部先端の向きと座標系上の移動方向とから、掻取部１が壁４に向かって左右のどちらに移動しているかを計算し、掻取部１から見た移動方向とする。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２３】
（１）距離センサが斜め前方向の距離を計測するので、掻取部が障害物に到達する以前に障害物を発見できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すセンサ配置図である。
【図２】本発明における掻取部が移動する船倉の部分平面図である。
【図３】本発明における掻取部を収容した船倉の平面図である。
【図４】本発明における障害物検出の手順図である。
【図５】本発明における移動方向計算の手順図である。
【図６】連続アンローダの構成図である。
【図７】連続アンローダの平面図である。
【符号の説明】
１  掻取部
２ａ  超音波式距離センサ（前センサ）
２ｅ  超音波式距離センサ（斜左センサ）
２ｆ  超音波式距離センサ（斜右センサ）
３  船倉
４  壁
５  エレベータ部
１１  階段（障害物）
【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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