特許 7128329 クレーン運転補助システムおよびクレーン運転補助方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-22

(45)【発行日】2022-08-30

(54)【発明の名称】クレーン運転補助システムおよびクレーン運転補助方法

(51)【国際特許分類】

   B66C 13/46 20060101AFI20220823BHJP

   B66C 13/00 20060101ALI20220823BHJP

   G08G 5/00 20060101ALI20220823BHJP

【ＦＩ】

B66C13/46 F

B66C13/00 D

B66C13/46 A

G08G5/00 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021112114

(22)【出願日】2021-07-06

(62)【分割の表示】P 2018045805の分割

【原出願日】2018-03-13

(65)【公開番号】P2021169372

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2021-07-06

(73)【特許権者】

【識別番号】518126144

【氏名又は名称】株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】市村 欣也

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２０４０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４８６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８７９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２６２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３４５３２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｃ １３／４６

Ｂ６６Ｃ １３／００

Ｇ０８Ｇ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンテナクレーンのスプレッダにより荷役されるコンテナを撮影するカメラと、前記コンテナクレーンの運転室に設置されて前記カメラによる撮影画像が表示されるモニタとを備えたクレーン運転補助システムにおいて、
周囲との距離を測定する複数の距離センサと前記カメラとが設置されるドローンとこのドローンを制御する制御機構とを備えていて、
荷役対象の前記コンテナが載置されるコンテナ載置面の近傍に前記ドローンを待機させて、荷役対象の前記コンテナの側面を前記ドローンの前記カメラで撮影させる撮影制御と、
前記距離センサに周囲の障害物までの距離を測定させてこの距離が所定の値よりも小さくならない状態に前記ドローンの位置を制御する衝突防止制御とを行なう構成を前記制御機構が有していて、
前記制御機構が撮影制御と衝突防止制御とを同時並行で行う構成を有することを特徴とするクレーン運転補助システム。

【請求項2】

コンテナクレーンのスプレッダにより荷役されるコンテナを撮影するカメラと、前記コンテナクレーンの運転室に設置されて前記カメラによる撮影画像が表示されるモニタとを備えたクレーン運転補助システムにおいて、
前記カメラが設置されるドローンとこのドローンを制御する制御機構とを備えていて、
荷役対象の前記コンテナが載置されるコンテナ載置面の近傍に前記ドローンを待機させて、荷役対象の前記コンテナの側面を前記ドローンの前記カメラで撮影させる撮影制御と、
前記ドローンが自身の位置情報を取得する位置情報取得機構を有していて、前記コンテナ載置面の位置情報と前記ドローンの位置情報とを取得する取得部を前記制御機構が有していて、前記取得部で得られる情報に基づいて前記コンテナ載置面の近傍に前記ドローンを移動させる移動制御と、
コンテナヤードに設置されていて前記コンテナ載置面の位置情報を格納する管理システムから取得される前記コンテナ載置面の位置情報、および前記管理システムに予め記憶されているコンテナ船の側壁の位置の情報に基づき、前記コンテナ載置面の長手方向の側面を撮影できる位置に前記ドローンが移動可能か否かを判断して、前記ドローンが移動可能である場合は前記コンテナの長辺方向の側面を撮影する長手方向撮影制御を選択して、前記ドローンが移動不可能である場合は前記コンテナの短辺方向の側面を撮影する短辺方向撮影制御を選択する選択制御とを行う構成を前記制御機構が有することを特徴とするクレーン運転補助システム。

【請求項3】

前記選択制御により前記ドローンの移動位置が決定された後に、この移動位置に向けて前記移動制御により前記ドローンを移動させる構成を前記制御機構が有する請求項２に記載のクレーン運転補助システム。

【請求項4】

コンテナ船の前後方向で船倉を区切る隔壁の内部に通路が予め形成されていて、
前記制御機構が、前記通路の中で前記ドローンを飛行させる構成を有する請求項１～３のいずれかに記載のクレーン運転補助システム。

【請求項5】

前記制御機構が、コンテナ船の甲鈑よりも低い船倉の中でのみ前記ドローンを飛行させて、甲鈑よりも高い位置に前記ドローンが侵入することを制限する空域制限制御を行う構成を有していて、
前記制御機構で取得される前記コンテナ載置面の位置情報が前記甲鈑よりも高い位置であった場合、前記モニタの画像を前記ドローンの前記カメラから作業員のカメラに自動で切り替える制御を行う構成を有する請求項１～４のいずれかに記載のクレーン運転補助システム。

【請求項6】

コンテナクレーンのスプレッダにより荷役されるコンテナをカメラで撮影して、この撮影画像を前記コンテナクレーンの運転室のモニタに表示するクレーン運転補助方法において、
周囲との距離を測定する複数の距離センサと前記カメラとをドローンに設置して、荷役対象の前記コンテナが載置されるコンテナ載置面の近傍に前記ドローンを待機させて、荷役対象の前記コンテナの側面を前記ドローンの前記カメラで撮影させる撮影制御と、
前記距離センサに周囲の障害物までの距離を測定させてこの距離が所定の値よりも小さくならない状態に前記ドローンの位置を制御する衝突防止制御とを行う構成を有するとともに、
撮影制御と衝突防止制御とを同時並行で行う構成を有することを特徴とするクレーン運転補助方法。

【請求項7】

コンテナクレーンのスプレッダにより荷役されるコンテナをカメラで撮影して、この撮影画像を前記コンテナクレーンの運転室のモニタに表示するクレーン運転補助方法において、
前記カメラをドローンに設置して、荷役対象の前記コンテナが載置されるコンテナ載置面の近傍に前記ドローンを待機させて、荷役対象の前記コンテナの側面を前記ドローンの前記カメラで撮影させる撮影制御と、
荷役対象の前記コンテナが載置されるコンテナ載置面の位置情報と前記ドローンの位置情報とに基づいて前記コンテナ載置面の近傍に前記ドローンを移動させる移動制御と、
コンテナヤードに設置されていて前記コンテナ載置面の位置情報を格納する管理システムから取得される前記コンテナ載置面の位置情報、および前記管理システムに予め記憶されているコンテナ船の側壁の位置の情報に基づき、前記コンテナ載置面の長手方向の側面を撮影できる位置に前記ドローンが移動可能か否かを判断して、前記ドローンが移動可能である場合は前記コンテナの長辺方向の側面を撮影する長手方向撮影制御を選択して、前記ドローンが移動不可能である場合は前記コンテナの短辺方向の側面を撮影する短辺方向撮影制御を選択する選択制御とを行うことを特徴とするクレーン運転補助方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はクレーンオペレータが行うコンテナ荷役作業を補助するクレーン運転補助システムおよびクレーン運転補助方法に関するものであり、詳しくは作業員の接近が困難な場所であっても荷役対象のコンテナおよびコンテナ載置面の状況をクレーンオペレータが確認することができるクレーン運転補助システムおよびクレーン運転補助方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

コンテナを荷役するコンテナクレーンの操作を補助するクレーン補助システムが提案されている（たとえば特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１は、荷役対象のコンテナの周囲で作業を行なう作業員に設置するカメラと、コンテナクレーンの運転室に設置されてこのカメラで取得される画像を表示するモニタとを備えるクレーン運転補助システムを提案する。このスプレッダに吊り下げられたコンテナがコンテナ載置面に着床する際に、このコンテナやコンテナ載置面の側面の画像を確認しながらクレーンオペレータはコンテナクレーンの操作を行なうことができていた。

【0004】

たとえば作業員のいる位置からコンテナが二段積み重ねられていて、さらに三段目にコンテナを積む際には、コンテナ載置面が作業員のいる位置から５ｍ以上の高さとなる。三段目となるコンテナの側面を作業員のカメラで撮影すると、低い位置から見上げた状態となっていた。そのため二段目のコンテナと三段目のコンテナとの間の距離である高さ方向の情報を、カメラの画像からクレーンオペレータが読み取るのは困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本国特開２０１６－２０４０５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は作業員の接近が困難な場所であっても荷役対象のコンテナおよびコンテナ載置面の状況をクレーンオペレータが確認することができるクレーン運転補助システムおよびクレーン運転補助方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するクレーン運転補助システムは、コンテナクレーンのスプレッダにより荷役されるコンテナを撮影するカメラと、前記コンテナクレーンの運転室に設置されて前記カメラによる撮影画像が表示されるモニタとを備えたクレーン運転補助システムにおいて、周囲との距離を測定する複数の距離センサと前記カメラとが設置されるドローンとこのドローンを制御する制御機構とを備えていて、荷役対象の前記コンテナが載置されるコンテナ載置面の近傍に前記ドローンを待機させて、荷役対象の前記コンテナの側面を前記ドローンの前記カメラで撮影させる撮影制御と、前記距離センサに周囲の障害物までの距離を測定させてこの距離が所定の値よりも小さくならない状態に前記ドローンの位置を制御する衝突防止制御とを行なう構成を前記制御機構が有していて、前記制御機構が撮影制御と衝突防止制御とを同時並行で行う構成を有することを特徴とする。

【0008】

上記の目的を達成するクレーン運転補助方法は、コンテナクレーンのスプレッダにより荷役されるコンテナをカメラで撮影して、この撮影画像を前記コンテナクレーンの運転室のモニタに表示するクレーン運転補助方法において、周囲との距離を測定する複数の距離センサと前記カメラとをドローンに設置して、荷役対象の前記コンテナが載置されるコンテナ載置面の近傍に前記ドローンを待機させて、荷役対象の前記コンテナの側面を前記ドローンの前記カメラで撮影させる撮影制御と、前記距離センサに周囲の障害物までの距離を測定させてこの距離が所定の値よりも小さくならない状態に前記ドローンの位置を制御する衝突防止制御とを行う構成を有するとともに、撮影制御と衝突防止制御とを同時並行で行う構成を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、カメラがドローンに設置されているので、作業員の接近が困難な高所であっても荷役対象のコンテナの側面をカメラで撮影できる。荷役対象のコンテナおよびコンテナ載置面の状況を、クレーンオペレータが正確に確認するには有利である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明のクレーン運転補助システムを例示する説明図である。

【図2】ドローンを斜視で例示する説明図である。

【図3】図１のモニタに表示される画像を例示する説明図である。

【図4】ドローンの待機位置を例示する説明図である。

【図5】クレーン運転補助システムの変形例を例示する説明図である。

【図6】コンテナ船の船倉を例示する説明図である。

【図7】船倉にて作業を行なうドローンの待機位置を例示する説明図である。

【図8】コンテナの短手方向の側面を撮影する際のドローンの待機位置を例示する説明図である。

【図9】船倉にコンテナを積み込んだ状態を例示する説明図である。

【図10】協同制御を行なう際のドローンの待機位置を例示する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明のクレーン運転補助システムおよびクレーン運転補助方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中では載置されるコンテナの長手方向を矢印ｙ、コンテナの短手方向を矢印ｘ、上下方向を矢印ｚで示している。

【0012】

図１に例示するように本発明のクレーン運転補助システム１は、例えば岸壁クレーンや門型クレーンなどのコンテナクレーンに設置されて、クレーンオペレータによるコンテナクレーンの操作を補助する。クレーン運転補助システム１は、カメラ２が設置されるドローン３と、このカメラ２で撮影される撮影画像を表示するモニタ４とを備えている。本明細書においてドローン３は、自動制御または遠隔操縦にて飛行可能に構成される無人航空機を意味する。

【0013】

モニタ４は、岸壁クレーンなどのコンテナクレーンの運転室５に設置される。コンテナクレーンがクレーンオペレータにより遠隔で操作される場合は、遠隔操作のためのコントローラ等が配置される管理棟などに運転室５が設置される。図１では説明のため運転室５を破線で示している。

【0014】

図２に例示するようにドローン３は、カメラ２と、ドローン３の飛行を制御したりカメラ２の動作を制御したりする制御機構６を備えている。図２では説明のため制御機構６を破線で示している。この制御機構６はドローン３に設置される構成に限定されず、ドローン３の外部に制御機構６が設置される構成としてもよい。

【0015】

ドローン３は通信機構７を備えている。通信機構７は、カメラ２で撮影する画像をモニタ４に送信する機能を有している。モニタ４は送られてくる画像のデータを受信する機能を有している。制御機構６がドローン３の外部に設置される場合は、ドローン３を制御するための制御信号が制御機構６から送信されてこの通信機構７で受信される構成にしてもよい。

【0016】

岸壁クレーン等のコンテナクレーンは、コンテナをコンテナ船に積み込む作業を行なう。図１に例示するようにコンテナクレーンは、スプレッダ８で吊り下げた荷役対象のコンテナ９を、他のコンテナ９の上に積み上げていく。荷役対象のコンテナ９を載置する面をコンテナ載置面１０ということがある。図１では既に載置されているコンテナ９の上面がコンテナ載置面１０となる。コンテナ船の船倉やコンテナヤードの地面に荷役対象のコンテナ９を載置する場合は、これらの面がコンテナ載置面１０となる。

【0017】

作業員は遠隔操作によりコンテナ載置面１０の近傍にドローン３を移動させる。ドローン３に設置されるカメラ２がコンテナ載置面１０の方向を向く状態に、作業員はドローン３の向きを調整する。その後、作業員はスイッチ等の操作により、ドローン３の移動が完了した旨の信号を制御機構６に伝える。制御機構６は移動を完了したドローン３を待機させる。

【0018】

制御機構６は、待機中のドローン３の位置およびカメラ２の向きを維持する制御を行なうとともに、コンテナ載置面１０および荷役対象のコンテナ９の側面をカメラ２で撮影する。カメラ２で撮影する画像をモニタ４に表示させるために、制御機構６は画像のデータを通信機構７からモニタ４に送信する。制御機構６によるこれらの制御を以下、撮影制御ということがある。撮影制御のときドローン３の上下方向ｚの位置がコンテナ載置面１０と同じ高さか若干高い位置となる状態に、制御機構６がドローン３を制御する。

【0019】

撮影制御の際には、ドローン３はホバリング状態となる。またカメラ２の方向をコンテナ載置面１０に向ける姿勢の制御も同時に行われる。ドローン３が複数のカメラ２を有していて、コンテナ載置面１０とは異なる方向を別のカメラ２で並行して撮影する構成にしてもよい。これによりドローン３の周囲の状況をモニタ４に表示できる。クレーンオペレータは荷役対象のコンテナ９の状況の他にドローン３の周囲の状況を確認することができるので、コンテナ９を荷役する際の操作の安全性を向上するには有利である。

【0020】

本発明は撮影制御の際にドローン３がホバリング状態で撮影を行なう構成に限定されない。周辺の他のコンテナ９などの構造物にドローン３を着陸させた状態で、荷役対象のコンテナ９の側面およびコンテナ載置面１０の側面をカメラ２で撮影する構成にしてもよい。ドローン３が着陸可能な構造物の存在が条件となるが、カメラ２の位置を固定状態とすることができるので安定した画像をモニタ４に表示することができる。またドローン３の消費電力を抑制できる。

【0021】

図３に例示するようにクレーンオペレータは、コンテナ載置面１０と荷役対象のコンテナ９との側面の状況をモニタ４で確認しながら、スプレッダ８を降下させることができる。クレーンオペレータは、荷役対象のコンテナ９の真横からの画像を確認しつつ荷役作業を行えるので、このコンテナ９がコンテナ載置面１０に着床するまでの距離を正確に把握することができる。つまりクレーンオペレータは上下方向ｚの正確な情報を得ることができる。コンテナ９がコンテナ載置面１０に衝突するなどの不具合を回避するには有利である。

【0022】

本発明によれば作業員の接近が困難な場所においても、荷役対象のコンテナ９およびコンテナ載置面１０の周囲の状況をドローン３のカメラ２で撮影して、モニタ４に表示することができる。そのためクレーンオペレータは、コンテナ載置面１０の位置に関わらず、モニタ４に表示される画像から荷役対象のコンテナ９およびコンテナ載置面１０の状況を確認することができる。

【0023】

図４に例示するようにたとえばコンテナ載置面１０が二段目のコンテナ９の上面であり、三段目となる位置に荷役対象のコンテナ９を載置する場合がある。従来のように作業員に設置されるカメラでコンテナ９を撮影すると下方から見上げる状態となるため、荷役対象のコンテナ９とコンテナ載置面１０と間の距離など、上下方向ｚの情報を十分に確認できる画像をモニタに表示できなかった。

【0024】

これに対して本発明では飛行可能なドローン３にカメラ２を設置する構成により、荷役対象のコンテナ９をカメラ２で真横から撮影してモニタ４に表示することができる。クレーンオペレータがモニタ４に表示される画像から上下方向ｚの正確な情報を得るとともに、クレーンオペレータがコンテナ９を正しい位置に着床させるクレーン操作を行うには極めて有利である。図４では説明のためドローン３に設置されるカメラ２の視野の範囲と、作業員に設置されるカメラの視野の範囲とを破線で示している。

【0025】

図２に例示するようにドローン３が、自身の位置情報を取得する位置情報取得機構１１を備える構成にしてもよい。位置情報取得機構１１は、ドローン３が自身の位置を把握できる構成を有していればよい。位置情報取得機構１１は、たとえばＧＰＳや準天頂衛星などの衛星測位システムや、コンテナヤードやコンテナ船に複数のトランスポンダを配置してこのトランスポンダとの相対位置を超音波や電波を利用して測定する装置などで構成することができる。

【0026】

ここでトランスポンダとは、ドローン３に設置される位置情報取得機構１１との間で信号の送受信を行える機器であり、それぞれのトランスポンダは設置される場所の位置情報を有している。これによりドローン３の位置情報取得機構１１は所定のトランスポンダとの相対位置とトランスポンダの位置情報とからドローン３の位置を取得することができる。つまりドローン３は、位置情報取得機構１１により自身の位置座標や高度を位置情報として取得することができる。

【0027】

ドローン３が位置情報取得機構１１を有する場合、図５に例示するように制御機構６がコンテナ載置面１０の位置情報Ｐ１とドローン３の位置情報Ｐ２とを取得する取得部１２を備える構成にしてもよい。コンテナ載置面１０の位置座標や高度を示す位置情報Ｐ１は、たとえばコンテナヤードで複数のコンテナ９の識別情報や行き先情報を管理する管理システム１３から、通信機構７を介して制御機構６は取得することができる。管理システム１３はコンテナヤードの例えば管理棟などに設置されていて、少なくともコンテナ載置面１０の位置情報が格納されている。また管理システム１３は、クレーンオペレータが作業しているコンテナ９がいずれの場所のコンテナ載置面１０に載置されるべきであるかの情報を有している。クレーンオペレータは管理システム１３からの情報にもとづき、荷役対象のコンテナ９を指示される場所に載置していく。

【0028】

この構成によれば制御機構６は、コンテナ載置面１０の位置情報Ｐ１とドローン３の位置情報Ｐ２とを比較することにより、ドローン３をコンテナ載置面１０の近傍まで自動で移動させることができる。この制御機構６による制御を以下、移動制御ということがある。制御機構６は移動制御によりドローン３を自動で移動させる。荷役対象のコンテナ９が載置される予定のコンテナ載置面１０の近傍にドローン３が到着した後に、制御機構６は撮影制御を行なう。カメラ２で撮影される画像の画像データＤ１は通信機構７を介してモニタ４に送信される。

【0029】

制御機構６の移動制御によりドローン３を自動的に所定の位置まで移動させることができるので、ドローン３を操作するための作業員が不要となる。作業員は別の作業を行なうことができるので、コンテナ９の荷役の作業効率を向上するには有利である。

【0030】

たとえば管理システム１３の内部など、ドローン３の外部に制御機構６が配置されている場合には、制御機構６の取得部１２は管理システム１３からコンテナ載置面１０の位置情報Ｐ１を取得するとともに、通信機構７を介してドローン３の位置情報Ｐ２を取得する。これらの位置情報Ｐ１、Ｐ２に基づいてドローン３が移動すべき方向や距離を制御機構６が決定して、これらを制御信号として制御機構６からドローン３に送信することで移動制御を行う構成としてもよい。

【0031】

岸壁クレーン等のコンテナクレーンで、コンテナ船からコンテナの荷降ろしをする場合には、スプレッダ８のみをコンテナ９に向けて降下させ、そのコンテナ９をスプレッダ８で掴んでコンテナ船から運び出す。スプレッダ８は荷役対象のコンテナ９の上面への着床を検知するリミットスイッチ等を備えている。そのためドローン３を備えるクレーン運転補助システム１を利用しなくても、コンテナ９の荷降ろしは比較的効率よく行なうことができる。

【0032】

しかしながらクレーン運転補助システム１を利用して、コンテナ９の上面にスプレッダ８を降下させる構成にしてもよい。ここで荷役対象のコンテナ９の上面は、前述のコンテナ載置面１０に相当する面である。このときドローン３のカメラ２は、スプレッダ８の側面とコンテナ載置面１０の側面とを撮影してモニタ４に表示する。クレーンオペレータは、スプレッダ８がコンテナ載置面１０に着床するまでの上下方向ｚの距離をモニタ４で確認しながら、スプレッダ８を降下させることができる。スプレッダ８の降下速度が早すぎてコンテナ載置面１０に衝突する不具合を回避するには有利である。

【0033】

図６に例示するようにコンテナ船１４は、コンテナ船１４の前後方向（長手方向ｙ）で船倉を区切る隔壁１５を備えている。図６に例示する実施形態ではコンテナ９の長手方向ｙがコンテナ船１４の前後方向と平行となる状態であり、短手方向ｘがコンテナ船１４の幅方向と平行となる状態でコンテナ９が船倉に載置されている。隔壁１５にはコンテナ船１４の幅方向（短手方向ｘ）に間隔を開けて複数のセルガイド１６が設置されている。セルガイド１６は、コンテナ９の搬入及び搬出の際にコンテナ９をガイドする部材である。またセルガイド１６は、コンテナ船１４の航海中にコンテナ９を保持する機能も有している。そのため一般的にコンテナ船１４の船倉の中に配置されるコンテナ９は、連結金具や固縛具により固定する必要がない。

【0034】

隔壁１５は、短手方向ｘにおいて船倉の内部の一端から他端に延設されるとともに、上下方向ｚにおいて船倉の底から甲鈑１７まで延設される。隔壁１５の内部には作業員が短手方向ｘに移動するための通路１８が形成されている。この通路１８には図示していないが階段が設置されていて、作業員は上下方向ｚにも移動することができる。

【0035】

図６および図７に例示するように、岸壁クレーン等のコンテナクレーンによりコンテナ船１４にコンテナ９を積み込む際には、コンテナ９を上下方向ｚに続けて積み上げていく場合がある。図７に例示するようにコンテナ９が高く積み上げられる状態であっても、ドローン３は荷役対象のコンテナ９の側面およびコンテナ載置面１０の側面を撮影することができる。作業員にカメラを設置した場合では得られない画像をドローン３は撮影することができる。なお図７はコンテナ船１４において幅方向（短手方向ｘ）と平行となる断面を示している。

【0036】

船倉の中ではコンテナ９はセルガイド１６により保持されるので、コンテナ９を固定するための作業が不要となる。コンテナ９を積み込む際に船倉の中で作業員が行なうべき作業はほとんどない。ドローン３を利用することにより、船倉の中にコンテナ９を積み込む際に作業員は別の場所での作業を行なうことができる。コンテナ９の荷役作業における省人化には有利である。

【0037】

ドローン３を船倉の中で飛行させる際には、ドローン３は風の影響をほとんど受けない。そのためクレーン運転補助システム１は、安定して必要な画像をモニタ４に表示することができる。甲鈑１７の上にコンテナ９を積む際にドローン３を利用してもよいが、船倉の中でのみドローン３が作業を行なう構成にしてもよい。この場合、制御機構６がドローン３の高度を監視して、甲鈑１７よりも低い範囲でのみドローン３を飛行させる制御を行ってもよい。制御機構６によるこの制御を以下、空域制限制御ということがある。

【0038】

制御機構６が空域制限制御を行っているときは、ドローン３は甲鈑１７よりも高い位置に侵入することを制限される。またドローン３が甲鈑１７よりも高い位置を飛行している場合は、制御機構６はドローン３を降下させる制御を行なう。ドローン３が作業員の遠隔操作により移動する場合であっても、制御機構６の移動制御により移動する場合であっても、空域制限制御を行うことができる。

【0039】

制御機構６が空域制限制御を行っている場合であって、甲鈑１７よりも高い位置でコンテナ９を積み込む作業を行なう際には、作業員に設置したカメラの画像をモニタ４に表示する構成にしてもよい。たとえば管理システム１３から取得するコンテナ載置面１０の位置情報Ｐ１が、甲鈑１７よりも高い位置であった場合、制御機構６はドローン３の移動制御を行わない構成としてもよい。この場合、クレーン運転補助システム１がモニタ４の画像をドローン３のカメラ２から作業員のカメラに自動で切り替える制御を行ってもよい。

【0040】

図８に例示するように隔壁１５の通路１８の中でドローン３を飛行させてもよい。制御機構６が撮影制御を行なう際、コンテナ９の短手方向ｘの側面を撮影する。制御機構６によるこの撮影制御を以下、特に短手方向撮影制御ということがある。これに対してコンテナ９の長手方向ｙの側面を撮影する撮影制御を以下、特に長手方向撮影制御ということがある。

【0041】

図９に例示するようにコンテナ載置面１０が、積み上げられた他のコンテナ９とコンテナ船１４の側壁１９とで囲まれる場合がある。この場合コンテナ載置面１０の長手方向ｙの側面はコンテナ９と側壁１９とで囲まれるため、ドローン３が侵入できない。そのため制御機構６が撮影制御を行なう際に長手方向撮影制御を行なうことができない。このような場合には図８に例示するようにドローン３を通路１８に侵入させて、コンテナ載置面１０の短手方向ｘの側面を撮影させることができる。

【0042】

コンテナ載置面１０の位置情報Ｐ１に応じて、長手方向撮影制御または短手方向撮影制御のいずれかを選択する選択制御を行なう構成を制御機構６が有していてもよい。たとえば制御機構６がコンテナ載置面１０の位置情報Ｐ１を取得した後に、選択制御が開始される。選択制御ではまずコンテナ載置面１０の長手方向ｙの側面を撮影できる位置にドローン３が移動可能な否かを制御機構６が判断する。過去の荷役作業の記録からコンテナ９が積み上げられていることを制御機構６が把握できる。またコンテナ船１４の側壁１９の位置は予め管理システム１３に記憶されていて、制御機構６が管理システム１３からこの情報を取得する構成にできる。

【0043】

コンテナ載置面１０の長手方向ｙの側面を撮影できる位置にドローン３が移動できないと制御機構６が判断した場合、制御機構６は短手方向撮影制御を選択して、ドローン３の移動位置を決定する。以上が選択制御として実行される。選択制御により決定されるドローン３の移動位置に向けて、制御機構６は移動制御によりドローン３を移動させて、その後撮影制御（短手方向撮影制御）により撮影を行なう。

【0044】

選択制御の際に長手方向撮影制御が可能であると判断される場合には、制御機構６は長手方向撮影制御を選択して、ドローン３の移動位置を決定する。このドローン３の移動位置はコンテナ載置面１０の長手方向ｙの側面を撮影できる位置となる。以上が選択制御として実行される。制御機構６はその後移動制御を行い、撮影制御（長手方向撮影制御）により撮影を行なう。

【0045】

ドローン３が周囲との距離を測定する複数の距離センサを備える構成にしてもよい。制御機構６は、距離センサに周囲の障害物までの距離を測定させて、この距離が所定の値よりも小さくならない状態にドローン３の位置を制御する構成を有していても良い。制御機構６によるこれらの制御を以下、衝突防止制御ということがある。

【0046】

ドローン３が障害物と衝突することを回避できるので、船倉の中など障害物の比較的多い場所でドローン３を安定的に飛行させるのに有利である。隔壁１５の通路１８の中でドローン３を飛行させるときに、ドローン３が障害物に接触して故障する不具合を回避するには有利である。

【0047】

衝突防止制御は他の制御と組み合わせて利用することができる。ドローン３を移動制御により飛行させるときや、撮影制御により撮影を行わせているときに同時並行で衝突防止制御を制御機構６が行なう構成にしてもよい。またドローン３が作業員による遠隔操作で移動する場合に、衝突防止制御を同時並行で行なう構成にしてもよい。

【0048】

図１０に例示するように制御機構６が複数台のドローン３を同時に制御して、複数の方向からコンテナ載置面１０の側面を撮影する構成にしてもよい。このとき複数のドローン３をそれぞれ制御機構６で制御する構成にしてもよい。

【0049】

一方で一台のドローン３を主ドローン３ａとして制御機構６で制御を行い、他のドローン３は主ドローンに対して相対的に制御される従ドローン３ｂとする構成にしてもよい。具体的には例えば従ドローン３ｂは他のドローン３との相対距離Ｌを測定する距離センサを備えていて、この相対距離Ｌが一定となる状態に飛行を制御される。この制御を以下、協同制御ということがある。

【0050】

協同制御では一方の従ドローン３ｂが、まず主ドローン３ａとの相対距離Ｌ１が一定となる状態を維持する。これとともに他方の従ドローン３ｂとの相対距離Ｌ３が一定となるように飛行を制御される。同様に他方のドローン３ｂは、まず主ドローン３ａとの相対距離Ｌ２を一定に維持して、これにともない一方の従ドローン３ｂとの相対距離Ｌ３が一定となるように飛行を制御される。制御により維持されるべき相対距離Ｌ１～Ｌ３の値は予め固定値として設定しておくことができる。複数のドローン３は協同制御により互いの相対位置が固定される状態となり、この状態を維持したまま撮影制御によりコンテナ載置面１０の撮影を行う。

【0051】

距離センサは、例えば上下方向ｚに沿ってレーザ光を走査させる二次元レーザセンサや、三次元レーザセンサで構成することができる。これにより従ドローン３ｂは、主ドローン３ａや他の従ドローン３ｂとの上下方向ｚにおける相対的な位置を知ることができる。これにより複数のドローン３は上下方向ｚにおいて同じ高さとなる位置を飛行しつつ、相対距離Ｌが一定となるように制御される。

【0052】

図１０に例示する実施形態では一台の主ドローン３ａが長手方向撮影制御により撮影を行う。二台の従ドローン３ｂが短手方向撮影制御により撮影を行う。クレーンオペレータはコンテナ載置面１０および荷役対象のコンテナ９の側面を多方向から確認できるので、クレーンオペレータが荷役対象のコンテナ９やコンテナ載置面１０等の状況をより正確に確認できるようになる。

【0053】

図１０に例示する実施形態では、ドローン３が船倉の中で使用される場合は通路１８の中を二台の従ドローン３ｂが移動する。ドローン３が甲鈑１７よりも高い位置で使用される場合は、ドローン３が風等の影響を受ける可能性がある。協同制御により複数のドローン３の相対位置を固定しやすくなるので、風等がドローン３の飛行に与える影響を抑制するには有利である。協同制御を行う際に使用するドローン３は三台に限らず、二台でもよく、四台以上としてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１ クレーン運転補助システム
２ カメラ
３ ドローン
３ａ 主ドローン
３ｂ 従ドローン
４ モニタ
５ 運転室
６ 制御機構
７ 通信機構
８ スプレッダ
９ コンテナ
１０ コンテナ載置面
１１ 位置情報取得機構
１２ 取得部
１３ 管理システム
１４ コンテナ船
１５ 隔壁
１６ セルガイド
１７ 甲鈑
１８ 通路
１９ 側壁
Ｐ１ （コンテナ載置面の）位置情報
Ｐ２ （ドローンの）位置情報
Ｄ１ 画像データ
ｘ 短手方向
ｙ 長手方向
ｚ 上下方向
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 相対距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】