特開 2022-135158 荷揚げ装置および荷揚げ装置のための制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022135158

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】荷揚げ装置および荷揚げ装置のための制御装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 67/60 20060101AFI20220908BHJP

   B66C 15/00 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

B65G67/60 D

B66C15/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021034782

(22)【出願日】2021-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(71)【出願人】

【識別番号】000198363

【氏名又は名称】ＩＨＩ運搬機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂野 肇

(72)【発明者】

【氏名】久保 諒太郎

(72)【発明者】

【氏名】阿久根 圭

(72)【発明者】

【氏名】水崎 紀彦

【テーマコード（参考）】

3F077

3F204

【Ｆターム（参考）】

3F077AA04

3F077BA02

3F077BB04

3F077BB08

3F077DA02

3F077DB01

3F077DB04

3F077EA02

3F077EA11

3F077EA12

3F077EA19

3F077EA21

3F077EA29

3F077FA02

3F077FA05

3F204AA04

3F204CA05

3F204DA04

(57)【要約】

【課題】船舶上の物体との接触を防止すること。
【解決手段】荷揚げ装置１００は、船倉５内に挿入される掻取部４３と、掻取部４３から上方に中心軸線Ａ１に沿って延在するエレベータ４２と、を有する搬送部４０と、中心軸線Ａ１の方向に見たときに、搬送部４０から突出する運転室５０と、搬送部４０に設けられるハッチセンサＭ５であって、当該ハッチセンサＭ５よりも下方の計測領域にある物体までの距離を計測するハッチセンサＭ５と、運転室５０の底部に設けられる障害物センサＭ６であって、中心軸線Ａ１の方向に見たときに、運転室５０から放射状に拡がる計測領域にある物体までの距離を計測する障害物センサＭ６と、ハッチセンサＭ５からのデータに基づいて船倉５のハッチ７を検出し、障害物センサＭ６によって計測される物体までの距離をハッチ７までの距離と関連付けて蓄積する制御装置２００と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

船倉内に挿入される掻取部と、前記掻取部から上方に延在するエレベータと、を有する、搬送部と、
前記エレベータの中心軸線の方向に見たときに、前記搬送部から突出する運転室と、
前記搬送部に設けられるハッチセンサであって、当該ハッチセンサよりも下方の計測領域にある物体までの距離を計測する、ハッチセンサと、
前記運転室の底部に設けられる障害物センサであって、前記中心軸線の方向に見たときに、前記運転室から放射状に拡がる計測領域にある物体までの距離を計測する、障害物センサと、
前記ハッチセンサからのデータに基づいて前記船倉のハッチを検出し、前記障害物センサによって計測される物体までの距離を前記ハッチまでの距離と関連付けて蓄積する、制御装置と、
を備える、荷揚げ装置。

【請求項2】

前記障害物センサは、前記運転室よりも下方にも計測領域を有する、請求項１に記載の荷揚げ装置。

【請求項3】

前記障害物センサは、２つの距離センサを少なくとも有し、
前記２つの距離センサは、前記中心軸線に垂直な平面内において、互いに離間して前記運転室の底部に取り付けられ、
前記２つの距離センサの各々が、前記中心軸線に沿って所定の角度範囲を有し、かつ、前記中心軸線の方向に見たときに、当該距離センサから放射状に拡がる計測領域を有する、請求項２に記載の荷揚げ装置。

【請求項4】

前記搬送部は、水平な第１の方向と、前記第１の方向に垂直な水平な第２の方向と、に移動され、
前記２つの距離センサは、前記第１の方向および前記第２の方向の双方において、互いに離間する、請求項３に記載の荷揚げ装置。

【請求項5】

前記制御装置は、前記運転室の現在の位置と記憶装置に蓄積される物体との間の距離が、所定の閾値以下であるか否かを判定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の荷揚げ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、荷揚げ装置および荷揚げ装置のための制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

船舶の船倉から積荷を搬送するための装置として、荷揚げ装置が知られている。荷揚げ装置では、センサまたはカメラ等を使用して、荷揚げ装置と船舶との間の位置関係が確認され得る（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６５３０２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

荷揚げ装置では、船倉から積荷を搬送するための搬送部の上方に、運転室が設けられる場合がある。この場合、運転室は、搬送部から水平（または、概ね水平）に突出するように設けられることがある。荷揚げ装置では、船に対して搬送部を移動させる場合、搬送部と船舶上の物体との間の接触を防止するために、船舶上の監視員が、運転室内のオペレータに対して、船舶上の物体の位置を無線通信装置で知らせる場合がある。しかしながら、例えば、監視員が、死角にある物体を見逃す可能性がある。また、船舶上に配置可能な監視員がいない場合には、オペレータは、監視員からのサポート無しに搬送部を移動させる必要がある。これらの場合、運転室が搬送部から突出していると、運転室と船舶上の物体との間の接触のリスクが増大する。

【0005】

本開示は、上記のような課題を考慮して、船舶上の物体との接触を防止することができる、荷揚げ装置および荷揚げ装置のための制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る荷揚げ装置は、船倉内に挿入される掻取部と、掻取部から上方に延在するエレベータと、を有する搬送部と、エレベータの中心軸線の方向に見たときに、搬送部から突出する運転室と、搬送部に設けられるハッチセンサであって、当該ハッチセンサよりも下方の計測領域にある物体までの距離を計測するハッチセンサと、運転室の底部に設けられる障害物センサであって、中心軸線の方向に見たときに、運転室から放射状に拡がる計測領域にある物体までの距離を計測する障害物センサと、ハッチセンサからのデータに基づいて船倉のハッチを検出し、障害物センサによって計測される物体までの距離をハッチまでの距離と関連付けて蓄積する制御装置と、を備える。

【0007】

障害物センサは、運転室よりも下方にも計測領域を有してもよい。

【0008】

障害物センサは、２つの距離センサを少なくとも有してもよく、２つの距離センサは、中心軸線に垂直な平面内において、互いに離間して運転室の底部に取り付けられてもよく、２つの距離センサの各々が、中心軸線に沿って所定の角度範囲を有し、かつ、中心軸線の方向に見たときに、当該距離センサから放射状に拡がる計測領域を有してもよい。

【0009】

搬送部は、水平な第１の方向と、第１の方向に垂直な水平な第２の方向と、に移動されてもよく、２つの距離センサは、第１の方向および第２の方向の双方において、互いに離間してもよい。

【0010】

制御装置は、運転室の現在の位置と記憶装置に蓄積される物体との間の距離が、所定の閾値以下であるか否かを判定してもよい。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、船舶上の物体との接触を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は実施形態に係るアンローダの概略的な平面図である。

【図2】図２は図１のアンローダの概略的な斜視図である。

【図3】図３は図１のアンローダの概略的な側面図である。

【図4】図４は図３中のIV－IV矢視断面図である。

【図5】図５は距離センサの例を示す概略的な斜視図である。

【図6】図６（Ａ），図６（Ｂ），図６（Ｃ）はハッチセンサの計測領域を示す概略的な平面図である。

【図7】図７は障害物センサの計測領域を示す概略的な側面図である。

【図8】図８は実施形態に係る制御装置を示す概略的なブロック図である。

【図9】図９は図８の制御装置で使用される座標系を示す概略的な平面図である。

【図10】図１０は図８の制御装置で使用される座標系を示す概略的な側面図である。

【図11】図１１は図８の制御装置で使用される作業領域を示す概略的な図である。

【図12】図１２は図８の制御装置の動作の例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は運転室と物体との間の距離の算出の例を示す概略的な側面図である。

【図14】図１４は図１３の概略的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示される具体的な寸法、材料および数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能および構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0014】

図１は、実施形態に係るアンローダ１００の概略的な平面図である。アンローダ１００は、岸壁２に停泊される船舶４の船倉５内の積荷６を搬送する。積荷６は、例えば、ばら荷（例えば、石炭）である。船舶４は、複数の船倉５を有する。

【0015】

図２は、図１のアンローダ１００の概略的な斜視図である。なお、図２では、岸壁２および船舶４の一部は、断面で示される。船倉５の上部には、ハッチ７が設けられる。ハッチ７の上方には、ハッチ７を開閉するハッチカバー８が設けられる。

【0016】

アンローダ１００は、走行体１０、回転体２０、ブーム３０、搬送部４０、運転室５０、および、ブームコンベア６０を備える。

【0017】

走行体１０は、岸壁２に沿って敷設された一対のレール３に沿って移動する。走行体１０には、位置センサＭ１が設けられる。位置センサＭ１は、例えば、ロータリーエンコーダである。位置センサＭ１は、走行体１０の車輪の回転数に基づいて、所定の原点位置に対する走行体１０の位置を計測する。

【0018】

本開示において、走行体１０の移動方向は、「走行方向」（第１の方向）と称され得る。水平方向のうち、走行方向に垂直な方向が、「横行方向」（第２の方向）と称され得る。

【0019】

回転体２０は、走行体１０の上部に設けられる。回転体２０は、走行体１０に対して、垂直軸を中心に回転可能である。回転体２０には、回転角度センサＭ２が設けられる。回転角度センサＭ２は、例えばロータリーエンコーダである。回転角度センサＭ２は、走行体１０に対する回転体２０の回転角度を計測する。

【0020】

ブーム３０は、回転体２０の上部に設けられる。ブーム３０は、回転体２０に対して、水平軸を中心に揺動可能である。ブーム３０は、回転体２０から延在する。回転体２０には、揺動角度センサＭ３が設けられる。揺動角度センサＭ３は、例えばロータリーエンコーダである。揺動角度センサＭ３は、回転体２０に対するブーム３０の揺動角度を計測する。

【0021】

本開示において、ブーム３０およびブーム３０に支持される構成要素の方向に関して、ブーム３０が回転体２０から離れる方向が「前」と称され得、その反対の方向（ブーム３０が回転体２０に近づく方向）が「後」と称され得る。「前」「後」に垂直な水平方向が、「左」「右」と称され得る。

【0022】

搬送部４０は、ブーム３０の前端に設けられる。搬送部４０は、トップフレーム４１と、エレベータ４２と、掻取部４３と、を有する。

【0023】

トップフレーム４１は、ブーム３０の前端に取り付けられる。トップフレーム４１は、例えばヒンジ等のピボット機構３１を介して、水平軸を中心に揺動可能にブーム３０に取り付けられる。ピボット機構３１によって、後述するエレベータ４２の中心軸線Ａ１は、垂直（または、略垂直）に維持される。トップフレーム４１には、エレベータ４２を回転させるための不図示のアクチュエータが設けられる。

【0024】

エレベータ４２は、トップフレーム４１に支持される。エレベータ４２は、略円柱形状を有する。エレベータ４２は、トップフレーム４１から垂直（または、略垂直）に、下方に中心軸線Ａ１に沿って延在する。別の観点では、エレベータ４２は、掻取部４３から垂直（または、略垂直）に、上方に中心軸線Ａ１に沿って延在する。エレベータ４２は、トップフレーム４１に対して、中心軸線Ａ１周りに回転可能である。トップフレーム４１には、回転角度センサＭ４が設けられる。回転角度センサＭ４は、例えばロータリーエンコーダである。回転角度センサＭ４は、トップフレーム４１に対するエレベータ４２の回転角度を計測する。

【0025】

掻取部４３は、エレベータ４２の下端に設けられる。掻取部４３は、エレベータ４２の回転に伴って、エレベータ４２と一体的に回転する。掻取部４３は、複数のバケツ４３ａおよびチェーン４３ｂを含む。複数のバケツ４３ａは、チェーン４３ｂに連続的に配置される。チェーン４３ｂは、エレベータ４２の内部および掻取部４３に架け渡される。

【0026】

掻取部４３には、不図示のリンク機構が設けられる。リンク機構によって、掻取部４３の底部の長さが可変である。これによって、掻取部４３は、船倉５内の積荷６と接するバケツ４３ａの数を変えることができる。掻取部４３は、チェーン４３ｂを回動させることにより、底部のバケツ４３ａによって船倉５内の積荷６を掻き取る。積荷６を含むバケツ４３ａは、チェーン４３ｂの回動に伴ってエレベータ４２の上部に移動する。

【0027】

運転室５０は、搬送部４０の上部に設けられる。例えば、運転室５０は、トップフレーム４１に設けられる。他の実施形態では、運転室５０は、トップフレーム４１以外の別の場所に設けられてもよい。運転室５０は、中心軸線Ａ１の方向に見たときに、トップフレーム４１から突出する。別の観点では、運転室５０は、トップフレーム４１から水平に（または、概ね水平に）（本実施形態では、前）に突出する。他の実施形態では、運転室５０は、トップフレーム４１から左または右に突出していてもよい。さらに他の実施形態では、運転室５０は、ブーム３０およびブームコンベア６０と干渉しない限りにおいて、トップフレーム４１から後に突出していてもよい（例えば、ブームコンベア６０の下方）。本実施形態では、運転室５０は、概ね直方体形状または立方体形状を有する。しかしながら、運転室５０の形状はこれに限定されず、他の形状を有してもよい。運転室５０には、アンローダ１００の動作を制御するための制御装置２００が設けられてもよい（図３参照）。他の実施形態では、制御装置２００は、アンローダ１００の別の場所に設けられてもよい。

【0028】

図２を参照して、ブームコンベア６０は、ブーム３０の下方に設けられる。ブームコンベア６０は、バケツ４３ａによってエレベータ４２の上部に移動された積荷６を外部に搬送させる。

【0029】

以上のようなアンローダ１００では、走行体１０がレール３に沿って移動し、これによって、アンローダ１００と船舶４との間の走行方向の位置が調整される。また、アンローダ１００では、回転体２０が、ブーム３０、トップフレーム４１、エレベータ４２および掻取部４３を回転させ、これによって、アンローダ１００と船舶４との間の走行方向および横行方向の位置が調整される。また、アンローダ１００では、ブーム３０が、トップフレーム４１、エレベータ４２および掻取部４３を鉛直方向に沿って移動させ、これによって、アンローダ１００と船舶４との間の横行方向および鉛直方向の位置が調整される。また、アンローダ１００では、トップフレーム４１が、エレベータ４２および掻取部４３を回転させる。以上の動作によって、アンローダ１００は、掻取部４３を所望の位置および角度に移動させることができる。

【0030】

続いて、アンローダ１００と船舶４との間の位置関係を検出するために使用されるセンサについて説明する。

【0031】

アンローダ１００は、ハッチセンサＭ５を備える。ハッチセンサＭ５は、例えば、掻取部４３を船倉５に挿入する際に、ハッチ７を検出するために使用される。ハッチセンサＭ５は、搬送部４０に設けられる。例えば、ハッチセンサＭ５は、トップフレーム４１に設けられる。ハッチセンサＭ５は、複数（本実施形態では３つ）の距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３を含む。ハッチセンサＭ５の距離センサの数は、これに限定されず、２つまたは４つ以上であってもよい。距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３は、中心軸線Ａ１周りの円周方向において、互いに離間して（例えば、１２０度の間隔で）トップフレーム４１に取り付けられる。距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３は、中心軸線Ａ１の方向（高さ方向）において、同じ高さに配置される。ハッチセンサＭ５は、ハッチセンサＭ５よりも下方の計測領域内に位置する物体までの距離を計測する（ハッチセンサＭ５の計測領域について、詳しくは後述）。

【0032】

図３は、図１のアンローダ１００の概略的な側面図である。アンローダ１００は、障害物センサＭ６を備える。障害物センサＭ６は、例えば、掻取部４３を船倉５に挿入する際に、運転室５０に接近する障害物を検出するために使用される。障害物は、例えば、甲板上の手すり、ドラム、倉庫およびその他の装備等を含み得る（不図示）。障害物センサＭ６は、運転室５０に設けられる。例えば、障害物センサＭ６は、運転室５０の底部に設けられる。障害物センサＭ６は、少なくとも２つ（本実施形態では２つ）の距離センサＭ６１，Ｍ６２を含む。障害物センサＭ６の距離センサの数は、これに限定されず、３つ以上であってもよい。

【0033】

距離センサＭ６１，Ｍ６２は、中心軸線Ａ１に垂直な面内において、互いに離間して運転室５０の底部に取り付けられる。具体的には、図３に示されるように、距離センサＭ６１，Ｍ６２は、アンローダ１００の横行方向（図３において左右方向）に離間する。例えば、一方の距離センサＭ６１は、運転室５０の前端に取り付けられる。他方の距離センサＭ６２は、運転室５０の前端から後方に離間した位置に取り付けられる。このような配置によって、障害物センサＭ６は、走行方向（図３において紙面に垂直な方向）から運転室５０に接近する薄い物体を見逃すことを防止することができる。

【0034】

図４は、図３中のIV－IV矢視断面図であり、運転室５０の底面を示す。なお、図４では、より良い理解のために、いくつかの構成要素（例えば、ハッチセンサＭ５等）は示されない。距離センサＭ６１，Ｍ６２は、アンローダ１００の走行方向（図４において左右方向）に離間する。例えば、一方の距離センサＭ６１は、走行方向において、運転室５０の一方の端部（左端）に取り付けられる。他方の距離センサＭ６２は、走行方向において、運転室５０の他方の端部（右端）に取り付けられる。このような配置によって、障害物センサＭ６は、横行方向（図４において上下方向）から運転室５０に接近する薄い物体を見逃すことを防止することができる。

【0035】

障害物センサＭ６は、運転室５０から中心軸線Ａ１に垂直な方向に放射状に拡がる計測領域内に位置する物体までの距離を計測する。また、障害物センサＭ６は、運転室５０の下方の計測領域内に位置する物体までの距離を計測する（障害物センサＭ６の計測領域について、詳しくは後述）。

【0036】

なお、アンローダ１００は、例えば、船倉５の内部において、船倉５の壁面および積荷６までの距離を計測するための不図示の距離センサを、例えば掻取部４３等の場所に更に備えてもよい。

【0037】

図５は、距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３，Ｍ６１，Ｍ６２の例を示す概略的な斜視図である。上記の距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３，Ｍ６１，Ｍ６２として、図５に示されるようなレーザセンサＭが使用されてもよい。

【0038】

レーザセンサＭは、円柱形状の本体部Ｍａを有する。レーザセンサＭは、本体部Ｍａの側面に、中心軸線Ａ２に沿って複数のレーザ照射部を有する（不図示）。複数のレーザ照射部の各々は、中心軸線Ａ２周りに３６０度回転可能である。したがって、レーザセンサＭは、中心軸線Ａ２周りの３６０度の範囲Ｒ１にレーザを照射可能である。

【0039】

また、複数のレーザ照射部は、中心軸線Ａ２の方向において、互いに隣接する２つのレーザ照射部の間の照射角度の差が、１～２．５度（本実施形態では、１．８７５度）となるように配置される。したがって、レーザセンサＭは全体として、中心軸線Ａ２に垂直な方向から±所定の角度（例えば、±１５度）の範囲Ｒ２にレーザを照射可能である。

【0040】

以上の説明から、レーザセンサＭは、中心軸線Ａ２周りに範囲Ｒ２を３６０度回転させることによって形成される、計測領域を有する。測定距離（中心軸線Ａ２からの距離）は、例えば１００ｍ程度である。レーザセンサＭは、反射レーザを受信する受信部を有する。レーザセンサＭは、レーザが照射されてから、物体に反射されたレーザが受信されるまでの時間に基づいて、物体までの距離を計測する。このようなレーザセンサＭとして、例えば、Ｖｅｌｏｄｙｎｅ社製のＶＬＰ－１６、ＶＬＰ－３２またはＱｕａｎｅｒｇｙ社製のＭ８が使用可能である。

【0041】

続いて、ハッチセンサＭ５の計測領域について説明する。

【0042】

図６（Ａ），図６（Ｂ），図６（Ｃ）はハッチセンサＭ５の計測領域を示す概略的な平面図であり、中心軸線Ａ１の方向に見た場合のハッチセンサＭ５の計測領域の範囲を示す。各図において、計測領域は、２本の破線の間の領域である。ハッチセンサＭ５のうち、図６（Ａ）は距離センサＭ５１の計測領域を示し、図６（Ｂ）は距離センサＭ５２の計測領域を示し、図６（Ｃ）は距離センサＭ５３の計測領域を示す。距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３の各々は、上記の中心軸線Ａ２が、エレベータ４２の中心軸線Ａ１に垂直になるように、トップフレーム４１の側面に取り付けられる。したがって、距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３の各々は、平面視において（中心軸線Ａ１の方向に見て）、中心軸線Ａ１を中心とする円の接線に対して、±所定の角度（例えば、±１５度）の計測領域を有する。

【0043】

例えば、図６（Ａ）では、距離センサＭ５１によって、ハッチ７の上端縁に含まれる４つの線分（太線によって示される）が検出される。図６（Ｂ）では、距離センサＭ５２によって、ハッチ７の上端縁に含まれる２つの線分が検出される。図６（Ｃ）では、距離センサＭ５３によって、ハッチ７の上端縁に含まれる４つの線分が検出される。船舶４の船倉５のハッチ７は、一般的に、平面視において正方形または長方形を有する。したがって、制御装置２００は、距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３によって検出される線分を延長することによって、ハッチ７を検出することが可能である。

【0044】

図３を参照して、側面視において（中心軸線Ａ１に垂直な方向に見て）、距離センサＭ５１の計測領域は、２本の破線の間の領域である。図３では、より良い理解のために、１つの距離センサＭ５１のみの計測領域が示される。しかしながら、距離センサＭ５２，Ｍ５３も、同様な計測領域を有する。距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３の各々の上半分は、不図示のカバーで覆われる。したがって、図３に示されるように、距離センサＭ５１は、側面視において、各距離センサよりも下方に、中心軸線Ａ１に垂直な軸線周りに、所定の角度の計測領域を有する。したがって、ハッチセンサＭ５は全体として、ハッチセンサＭ５よりも下方に計測領域を有する。

【0045】

続いて、障害物センサＭ６の計測領域について説明する。

【0046】

図４を参照して、距離センサＭ６１，Ｍ６２の各々の計測領域の角度範囲が、円の矢印によって示される（すなわち、距離センサＭ６１，Ｍ６２の計測領域は、底面視において３６０度）。距離センサＭ６１，Ｍ６２の各々は、その中心軸線Ａ２（図４において不図示）が、エレベータ４２の中心軸線Ａ１に平行になるように、運転室５０の底部に取り付けられる（図７も参照）。したがって、図４を参照して、距離センサＭ６１，Ｍ６２の各々は、平面視において（中心軸線Ａ１の方向に見て）、各距離センサから放射状に拡がる計測領域を有する。なお、図４では、計測領域の範囲が角度で示されるが、距離センサＭ６１，Ｍ６２は、例えば１００ｍ程度の測定距離を有することから、距離センサＭ６１，Ｍ６２は、図４において矢印が示す円の直径よりも大きな計測領域を有する。したがって、障害物センサＭ６は全体として、中心軸線Ａ１の方向に見て、運転室５０から放射状に拡がる計測領域を有する。このような構成によって、障害物センサＭ６は、横（前、左、右）から運転室５０に接近する障害物を検出することができる。なお、当業者であれば容易に理解可能であるように、障害物センサＭ６は、計測領域が運転室５０およびトップフレーム４１と重なる部分では、障害物を検出することができない、何故ならば、そこには既に運転室５０およびトップフレーム４１が存在するからである。したがって、これらの部分は、障害物センサＭ６の計測領域とは見なされない。

【0047】

図７は、障害物センサＭ６の計測領域を示す概略的な側面図である。距離センサＭ６１の計測領域は、２本の破線の間の領域である。距離センサＭ６２の計測領域は、２本の一点鎖線の間の領域である。距離センサＭ６1，Ｍ６２の各々は、側面視において（中心軸線Ａ１に垂直な方向に見て）、中心軸線Ａ１に垂直な方向に対して、±所定の角度（例えば、±１５度）の計測領域を有する。図７に示されるように、距離センサＭ６１の直下の領域は、距離センサＭ６１によっては検出することはできない。しかしながら、この領域は、他方の距離センサＭ６２によって検出することができる。同様に、距離センサＭ６２の直下の領域は、距離センサＭ６２によっては検出することはできない。しかしながら、この領域は、他方の距離センサＭ６１によって検出することができる。したがって、障害物センサＭ６は全体として、運転室５０の下方にも計測領域を有する。この計測領域は、中心軸線Ａ１の方向に見て、運転室５０の底部の全体をカバーする。このような構成によって、障害物センサＭ６は、下方から運転室５０に接近する障害物を検出することができる。

【0048】

なお、図７に示されるように、下部を除く運転室５０の水平方向に隣接する領域（例えば、前、左、右）には、障害物センサＭ６の死角ＤＡが存在する。しかしながら、一般的に、掻取部４３が船倉５に挿入される場合、搬送部４０および運転室５０は、下向きに移動する。したがって、図７に示されるような死角は、運転室５０が下向きに移動する際に、少なくとも１回は障害物センサＭ６の計測領域に含まれ得る。また、運転室５０の上方にも、障害物センサＭ６の死角が存在する。しかしながら、そのような死角も、運転室５０が下向きに移動する際に、少なくとも１回は障害物センサＭ６の計測領域に含まれ得る。

【0049】

続いて、制御装置２００について説明する。

【0050】

図８は実施形態に係る制御装置２００を示す概略的なブロック図である。

【0051】

制御装置２００は、上記の位置センサＭ１、回転角度センサＭ２、揺動角度センサＭ３、回転角度センサＭ４および距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３，Ｍ６１，Ｍ６２と有線または無線で通信可能に接続される。これらのセンサは、測定されたデータを制御装置２００に送信する。制御装置２００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置２０２、および、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイまたはタッチパネル等の表示装置２０３等の構成要素を有する。制御装置２００は、他の構成要素（例えば、ボタン、タッチパネルおよびキーボード等の入力装置）を更に有してもよい。例えば、以下に示される制御装置２００の動作は、記憶装置２０２に記憶されるプログラムにしたがって、プロセッサ２０１によって実行されてもよい。

【0052】

記憶装置２０２は、アンローダ１００の３次元モデルのデータを記憶する。例えば、記憶装置２０２は、少なくとも、トップフレーム４１、エレベータ４２、掻取部４３および運転室５０の３次元モデルのデータ（例えば、ボクセルデータ）を記憶する。これらの３次元モデルのデータは、後述するトップフレーム座標系３１０によって表される。

【0053】

また、記憶装置２０２は、各船舶４の３次元モデルのデータを記憶する。例えば、記憶装置２０２は、少なくとも、ハッチ７の３次元モデルのデータ（例えば、ボクセルデータ）を記憶する。ハッチ７の３次元モデルのデータは、後述するハッチコーミング座標系３２０によって表される。ハッチ７の３次元モデルのデータは、例えば、掻取部４３を初めて船倉５内に挿入する際に、距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３によって計測されるデータを用いて作成されてもよい。また、ハッチ７の３次元モデルのデータは、他の計測器によって計測されるデータを用いて作成されてもよい。また、ハッチ７の３次元モデルのデータは、ハッチ７の図面に基づいて作成されてもよい。なお、３次元モデルのデータは、ポリゴンデータ、輪郭（直線）、点群またはこれらの組み合わせ等、３次元形状を示すことができる他のデータであってもよい。記憶装置２０２は、複数のハッチ７の各々の３次元モデルのデータを、各船舶４について記憶してもよい。

【0054】

図９および図１０は、それぞれ、図８の制御装置２００で使用される座標系３００，３１０，３２０を示す概略的な平面図および側面図である。制御装置２００は、地上座標系３００、トップフレーム座標系３１０およびハッチコーミング座標系３２０を有する。

【0055】

図９および図１０を参照して、地上座標系３００は、アンローダ１００の予め設定される初期位置に対応する原点を有する。地上座標系３００は、レール３の延在方向に相当するＹａ軸方向を有する。水平方向のうち、Ｙａ軸方向に垂直な方向がＸａ軸方向である。鉛直方向は、Ｚａ軸方向である。

【0056】

トップフレーム座標系３１０は、エレベータ４２の中心軸線Ａ１上に位置し、かつ、トップフレーム４１の下端に位置する原点を有する。トップフレーム座標系３１０は、ブーム３０の延在方向に沿ってＸｂ軸方向を有する。トップフレーム座標系３１０は、Ｘｂ軸方向および中心軸線Ａ１に垂直なＹｂ軸方向を有する。トップフレーム座標系３１０は、中心軸線Ａ１に平行なＺｂ軸方向を有する。

【0057】

ハッチコーミング座標系３２０は、船舶４のハッチ７の船尾側の上端縁の中央に位置する原点を有する。ハッチコーミング座標系３２０は、船舶４の長手方向に平行なＸｃ軸方向を有する。ハッチコーミング座標系３２０は、船舶４の幅方向に平行なＹｃ軸方向を有する。ハッチコーミング座標系３２０は、ハッチ７の上端面に垂直なＺｃ軸方向を有する。

【0058】

図１１は、図８の制御装置２００で使用される作業領域４００を示す概略的な図である。図１１では、ハッチ７が一点鎖線で示される。制御装置２００は、上記のハッチコーミング座標系３２０に複数のボクセル４０２を配置することによって、作業領域４００を生成する。作業領域４００は、Ｘｃ軸方向、Ｙｃ軸方向およびＺｃ軸方向に沿って配置される複数のボクセル４０２を含む。例えば、ボクセル４０２は、Ｘｃ軸方向およびＹｃ軸方向には、ハッチ７をカバーするように配置され、Ｚｃ軸方向には、正方向にのみ配置される。ボクセル４０２の配置は、これに限定されない。例えば、ボクセル４０２は、１辺が０．２～１ｍの長さを有する直方体である。

【0059】

例えば、作業領域４００は、Ｘｃ軸方向およびＹｃ軸方向には、ハッチ７よりも大きい。また、例えば、作業領域４００は、Ｚｃ軸方向には、トップフレーム４１、エレベータ４２および掻取部４３を含む、搬送部４０全体よりも高い。他の実施形態では、作業領域４００は、Ｚｃ軸方向を中心とする円筒形状であってもよい。その場合、ボクセル４０２のＸＹ平面における断面は、扇型であってもよい。制御装置２００は、各ボクセル４０２に、障害物センサＭ６の距離センサＭ６１，Ｍ６２によって計測される点を蓄積する（詳しくは後述）。

【0060】

続いて、制御装置２００の動作について説明する。

【0061】

図１２は、図８の制御装置２００の動作の例を示すフローチャートである。図１２に示される動作は、例えば、アンローダ１００が積荷６を搬送する際に、掻取部４３を船倉５に挿入されるときに開始される。

【0062】

制御装置２００は、ハッチコーミング座標系３２０において、作業領域４００を生成する（ステップＳ１００）。上記のように、作業領域４００は、複数のボクセル４０２を含む。

【0063】

続いて、制御装置２００は、記憶装置２０２からハッチ７の３次元モデルを読み込む（ステップＳ１０２）。制御装置２００は、ハッチ７の３次元モデルを作業領域４００に追加する。

【0064】

続いて、制御装置２００は、距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３，Ｍ６１，Ｍ６２で計測されるデータを取得する（ステップＳ１０４）。

【0065】

続いて、制御装置２００は、トップフレーム座標系３１０をハッチコーミング座標系３２０に変換するための座標変換パラメータを算出する（ステップＳ１０６）。

【0066】

具体的には、距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３，Ｍ６１，Ｍ６２は、トップフレーム４１および運転室５０に取り付けられるため、これらのセンサの位置およびこれらのセンサによって計測される点の位置は、トップフレーム座標系３１０においては既知である。しかしながら、トップフレーム座標系３１０およびハッチコーミング座標系３２０の間の位置関係は、アンローダ１００および船舶４の移動に伴って変化する（例えば、船舶４の揺れ、潮の満ち引き、または、積荷６の積載量の変化による船舶４の鉛直方向の移動等）。したがって、上記のセンサの位置および上記のセンサによって計測される点の位置は、直接的にはハッチコーミング座標系３２０に適用できない。したがって、制御装置２００は、トップフレーム座標系３１０をハッチコーミング座標系３２０に変換するための座標変換パラメータを算出する。

【0067】

具体的には、制御装置２００は、ハッチセンサＭ５（距離センサＭ５１，Ｍ５２，Ｍ５３）によって測定されるデータに基づいて、トップフレーム座標系３１０におけるハッチ７の上端縁を検出する。続いて、制御装置２００は、ステップＳ１０２で読み込んだハッチ７の３次元モデル（ハッチコーミング座標系３２０）と、ハッチセンサＭ５によって検出されるハッチ７の上端縁（トップフレーム座標系３１０）とを比較することによって、トップフレーム座標系３１０をハッチコーミング座標系３２０に変換するための座標変換パラメータを算出する。

【0068】

続いて、制御装置２００は、障害物センサＭ６（距離センサＭ６１，Ｍ６２）によって計測されるデータ（計測点）を、ステップＳ１００で生成される作業領域４００のボクセル４０２に蓄積する（ステップＳ１０８）。具体的には、距離センサＭ６１，Ｍ６２によって計測される点の位置（トップフレーム座標系３１０）が、ステップＳ１０６で算出される座標変換パラメータを用いてハッチコーミング座標系３２０に変換され、対応するボクセル４０２に蓄積される。上記のように、ハッチコーミング座標系３２０は、ハッチ７の船尾側の上端縁の中央に位置する原点を有する。したがって、距離センサＭ６１，Ｍ６２によって計測される物体までの距離は、ハッチコーミング座標系３２０に変換することによって、ハッチ７までの距離と関連付けて蓄積される。計測点が蓄積されたボクセル４０２を含む作業領域４００が、記憶装置２０２に記憶される。これによって、運転室５０の周りの物体が、記憶装置２０２に記憶される。

【0069】

例えば、ステップＳ１０８において、前回のステップＳ１０８では計測点が蓄積されたが、今回のステップ１０８では障害物センサＭ６によって点が計測されないボクセル４０２がある場合、この計測点は、移動体（例えば、監視員）であり得る。したがって、このようなボクセル４０２がある場合、制御装置２００は、このボクセル４０２から計測点を消去してもよい。したがって、制御装置２００は、例えば、所定の期間よりも長くボクセル４０２に蓄積される計測点のみ、物体（障害物）として記憶してもよい。

【0070】

続いて、制御装置２００は、運転室５０と、記憶装置２０２に記憶される物体と、の間の距離が、所定の第１閾値（例えば１ｍ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

【0071】

図１３は、運転室５０と物体７０，７１との間の距離Ｄ１，Ｄ２の算出の例を示す概略的な側面図である。図１３では、計測点が黒丸で示される。例えば、制御装置２００は、記憶装置２０２に記憶される計測点（物体）を、運転室５０の底部が含まれる平面ＩＳに投影する。平面ＩＳに投影された物体７０，７１のうち、運転室５０の内側に位置する物体７０は、運転室５０の直下または直上に存在すると考えられる。この場合、制御装置２００は、Ｚｃ軸方向において、記憶装置２０２に記憶される物体７０の各計測点と、ハッチセンサＭ５のデータに基づいて得られる上記の座標変換パラメータを使用してハッチコーミング座標系３２０に位置付けされる現在の運転室５０の底部（または、上部）と、の間の距離を算出する。算出される距離のうち、最も短い距離が、物体７０と運転室５０との間の距離Ｄ１として決定される。制御装置２００は、距離Ｄ１が、第１閾値Ｔ１以下であるか否かを判定する。なお、物体７０が運転室５０の直下に位置する場合には、物体７０は、障害物センサＭ６によって計測されるデータを直接的に使用してもよい。この場合、データの蓄積に伴うタイムラグが無いため、速やかに処理を実行することができる。

【0072】

図１４は、図１３の概略的な平面図である。平面ＩＳに投影された物体７０，７１のうち、運転室５０の外側に位置する物体７１については、制御装置２００は、Ｘｃ軸方向またはＹｃ軸方向において、物体７１と運転室５０の壁面との間の距離Ｄ２を算出する。図１４に示されるように、Ｙｃ軸方向において運転室５０の壁面と対向する物体７１については、Ｙｃ軸方向において、記憶装置２０２に記憶される物体７１の各計測点と、上記の座標変換パラメータを使用してハッチコーミング座標系３２０に位置付けされる現在の運転室５０の壁面と、の間の距離を算出する。図示はしないが、Ｘｃ軸方向において運転室５０の壁面と対向する物体については、Ｘｃ軸方向において、記憶装置２０２に記憶される物体の各計測点と、上記の座標変換パラメータを使用してハッチコーミング座標系３２０に位置付けされる現在の運転室５０の壁面と、の間の距離を算出する。算出される距離のうち、最も短い距離が、物体７１と運転室５０との間の距離Ｄ２として決定される。制御装置２００は、距離Ｄ２が、第１閾値Ｔ１以下であるか否かを判定する。

【0073】

以上のような計算によれば、運転室５０の底部に設けられる少なくとも２つの距離センサＭ６１，Ｍ６２を使用することによって、運転室５０に接近する障害物を検出することができる。この場合、例えば、運転室５０の高さ方向に多数の距離センサを設ける構成に比べて、距離センサの数を低減することができる。したがって、距離センサのコストおよび距離センサのメンテナンスコストを節約することができる。

【0074】

図１２を参照して、ステップＳ１１０において、運転室５０と物体との間の距離が第１閾値以下であると判定される場合（ＹＥＳ）、制御装置２００は、オペレータに対して、運転室５０が障害物に接近している旨の警告を示す（ステップＳ１１２）。例えば、警告は、表示装置２０３に示されてもよい。代替的にまたは追加的に、例えば、警告は、音で示されてもよい。代替的にまたは追加的に、制御装置２００は、搬送部４０の移動の速度を制限してもよい。このような構成によって、運転室５０が障害物に衝突するリスクを低減することができる。

【0075】

続いて、制御装置２００は、運転室５０と、記憶装置２０２に記憶される物体と、の間の距離が、所定の第２閾値（例えば０．５ｍ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４は、例えば、上記のステップＳ１１０と同様に実施されてもよい。

【0076】

ステップＳ１１４において、運転室５０と物体との間の距離が第２閾値以下であると判定される場合（ＹＥＳ）、制御装置２００は、搬送部４０の移動を停止し（ステップＳ１１６）、動作を終了する。このような構成によって、運転室５０が障害物に衝突することを防止することができる。

【0077】

ステップＳ１１０において、運転室５０と物体との間の距離が第１閾値以下ではないと判定される場合（ＮＯ）、および、ステップＳ１１４において、運転室５０と物体との間の距離が第２閾値以下ではないと判定される場合（ＮＯ）、制御装置２００は、データの蓄積作業の終了の指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１８）。例えば、全ての積荷６の搬送が終了し、掻取部４３が船倉５から完全に取り除かれると、データの蓄積作業の終了の指示がオペレータによって入力されてもよい。

【0078】

ステップＳ１１８において、データの蓄積作業の終了の指示が入力されたと判定される場合（ＹＥＳ）、動作は終了する。ステップＳ１１８において、データの蓄積作業の終了の指示が入力されていないと判定される場合（ＮＯ）、制御装置２００は、ステップＳ１０４～ステップＳ１１６を所定のインターバル（例えば、１０～数十ミリ秒、１００～数百ミリ秒、１～数秒、または、１０～数十秒）で繰り返す。

【0079】

以上のようなアンローダ１００は、船倉５内に挿入される掻取部４３と、掻取部４３から上方に延在するエレベータ４２と、を有する搬送部４０と、エレベータ４２の中心軸線Ａ１の方向に見たときに、搬送部４０から突出する運転室５０と、搬送部４０に設けられるハッチセンサＭ５であって、当該ハッチセンサＭ５よりも下方の計測領域にある物体までの距離を計測するハッチセンサＭ５と、運転室５０の底部に設けられる障害物センサＭ６であって、中心軸線Ａ１の方向に見たときに、運転室５０から放射状に拡がる計測領域にある物体までの距離を計測する障害物センサＭ６と、ハッチセンサＭ５からのデータに基づいて船倉５のハッチ７を検出し、障害物センサＭ６によって計測される物体までの距離をハッチ７までの距離と関連付けて蓄積する制御装置２００と、を備える。このような構成によれば、障害物センサＭ６は、運転室５０の底部の高さにおいて、運転室５０に横から接近する物体を直接的に検出することができる。また、搬送部４０が下方に移動し障害物センサＭ６が物体を通過した後に、制御装置２００は、記憶装置２０２に蓄積される物体と、ハッチセンサＭ５のデータに基づいて位置付けされる現在の運転室５０の位置と、に基づいて、運転室５０に横から接近する物体を認識することができる。さらに、搬送部４０が上方に戻る場合に、制御装置２００は、記憶装置２０２に蓄積される物体と、ハッチセンサＭ５のデータに基づいて位置付けされる現在の運転室５０の位置と、に基づいて、運転室５０に横からまたは上方から接近する物体を認識することができる。したがって、船舶４上の物体との接触を防止することができる。

【0080】

また、アンローダ１００では、障害物センサＭ６は、運転室５０よりも下方にも計測領域を有する。したがって、障害物センサＭ６は、運転室５０に下方から接近する物体を直接的に検出することができる。

【0081】

また、アンローダ１００では、障害物センサＭ６は、２つの距離センサＭ６１，Ｍ６２を少なくとも有し、２つの距離センサＭ６１，Ｍ６２は、中心軸線Ａ１に垂直な平面内において、互いに離間して運転室５０の底部に取り付けられ、２つの距離センサＭ６１，Ｍ６２の各々が、中心軸線Ａ１に沿って所定の角度範囲を有し、かつ、中心軸線Ａ１の方向に見たときに、当該距離センサＭ６１，Ｍ６２から放射状に拡がる計測領域を有する。このような構成によれば、２つの距離センサＭ６１，Ｍ６２によって、運転室５０から放射状に拡がる計測領域および運転室５０の下方の計測領域を得ることができる。したがって、距離センサの数を減らすことができる。よって、距離センサのコストおよび距離センサのメンテナンスコストを節約することができる。

【0082】

また、アンローダ１００では、搬送部４０は、水平な走行方向と、走行方向に垂直な水平な横行方向と、に移動され、２つの距離センサＭ６１，Ｍ６２は、走行方向および横行方向の双方において、互いに離間する。このような構成によれば、搬送部４０が薄い物体に向かって走行方向または横行方向に沿って移動する場合に、２つの距離センサＭ６１，Ｍ６２のいずれかが、薄い物体を検出することができる。したがって、走行方向または横行方向に沿って運転室５０に接近する薄い物体を見逃すことを防止することができる。

【0083】

また、アンローダ１００では、制御装置２００は、運転室５０の現在の位置と記憶装置２０２に蓄積される物体との間の距離が、所定の第１閾値および第２閾値以下であるか否かを判定する。このような構成によれば、少ないセンサを使用して、運転室５０への物体の接近を自動的に検出することができる。

【0084】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲において、様々な変更または修正に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると理解される。また、上記実施形態の方法の工程は、上記の順番で実施されなくてもよく、技術的に矛盾が生じない限りにおいて、異なる順番で実施されてもよい。

【0085】

例えば、上記の実施形態では、制御装置２００は、第１閾値および第２閾値の双方を使用して、運転室５０に接近する物体を検出する。しかしながら、他の実施形態では、第１閾値または第２閾値のいずれか一方のみが使用されてもよい。この場合、ステップＳ１１０，Ｓ１１２またはステップＳ１１４，１１６のいずれかは、実施されなくてもよい。例えば、第１閾値は、通常の運用で運転室５０が物体に接近してもよい任意の基準であり、また、第２閾値は、波による揺れ幅による任意の基準である。

【符号の説明】

【0086】

５ 船倉
７ ハッチ
４０ 搬送部
４２ エレベータ
４３ 掻取部
５０ 運転室
７０ 物体
７１ 物体
１００ アンローダ（荷揚げ装置）
２００ 制御装置
２０２ 記憶装置
Ａ１ エレベータの中心軸線
Ｍ５ ハッチセンサ
Ｍ６ 障害物センサ
Ｍ６１ 距離センサ
Ｍ６２ 距離センサ
Ｔ１ 第１閾値（所定の閾値）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】