JP3545482B2

JP3545482B2 - 損傷検出装置

Info

Publication number: JP3545482B2
Application number: JP02544795A
Authority: JP
Inventors: 和夫中澤; 宏次谷田; 尚昭岡村; 唯司渋江; 剛石黒; 安則安藤; 到岩崎; 健次田村; 啓多昌; 一郎山下
Original assignee: Nippon Yusen KK
Current assignee: Nippon Yusen KK
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JPH08219998A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トラックに載る輸送用のコンテナを対象とした損傷検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、船舶などに輸送用のコンテナを積込む場合、コンテナをトラックなどを用いてコンテナヤードまで運搬する必要が有る。この際、コンテナヤードの入口には、コンテナターミナルゲートが設けられており、コンテナを載せたトラックは、コンテナターミナルゲートで、必要書類の受渡しなどを行った後、コンテナヤードへ入場するようになっている。
【０００３】
上記コンテナターミナルゲートは、図１０に示すように、トラック１を一台ずつ通過させ得るように区画された複数のゲート部２と、各ゲート部２に付設されたゲート員室３とから成っている。
【０００４】
又、ゲート部２の上部や側部には、トラック１に積まれたコンテナ４の損傷の有無をチェックするため、コンテナチェック要員５が待機している。
【０００５】
そして、走行してきたトラック１が任意のゲート部２へ入り、そのゲート部２に設けられたゲート員室３の中にいるゲート員に対し、必要な書類の受渡しを行っている間に、ゲート部２の上部や側部に待機しているコンテナチェック要員５は、トラック１の入ったゲート部２の所へ行き、コンテナ４に孔や亀裂などの損傷がないかどうかを目視によりチェックする。
【０００６】
コンテナ４に孔や亀裂などの損傷を発見した場合には、コンテナチェック要員５は、そのトラック１の運転手に連絡して、孔や亀裂などの損傷を詳細にチェックし、その場で必要箇所にパテを詰めたりテープを貼ったりして簡単な仮補修を行い、損傷部から水などが中へ入ってコンテナ４内の荷が損害を受けることがないようにしている。
【０００７】
尚、コンテナ４の損傷には、ミリ単位の小さなものから、クレーンなどの爪を引っ掛けてできた数センチ単位のものまで、大小様々なものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようにコンテナチェック要員５が目視によってコンテナ４の損傷検査を行う場合には、検査に多数の人手を必要とするという問題があり、又、必要書類の受渡しは電算化の結果短時間で終了するようになっているにも拘わらず、損傷検査が依然として手作業のままで長く掛るため、上記電算化による効率アップがコンテナターミナルゲートの通過時間短縮に反映されないという問題があった。
【０００９】
更に、損傷検査に要する時間は、天候などによっても左右され易く、特に、雨天などの悪天候時には、よけいに手間が掛ってコンテナターミナルゲートの渋滞を招き易いという問題があった。
【００１０】
そこで、上記損傷検査を、超音波や電磁誘導などを利用して自動化することが考えられているが、これらの手段は、狭い部分を集中的に検査する場合には向いているが、コンテナ４表面のような広い面積を短時間のうちに処理するのには適しておらず、上記手段による実現は困難であった。
【００１１】
又、コンテナ４の大きさは、数種類の規格となっているが、表面に凹凸状のコルゲートが形成されているものなどもあり、しかも、多種多様な模様の塗装が施されており、場合によっては部分的な汚れやへこみや錆などが存在する場合があるため、通常の画像処理技術などを用いても、これらと損傷とを識別することが困難であった。
【００１２】
本発明は、上述の実情に鑑み、損傷検査を自動化することにより損傷検査の効率向上などを図り得るようにした損傷検出装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では以下の手段を用いた。
【００１６】
本発明は、輸送用のコンテナを載せたトラックを車幅方向に跨ぎ且つトラックの前後方向へ走行可能な門型の移動ゲートと、前記コンテナの上面及び両側面を照らすように移動ゲートに設けた複数の光源と、移動ゲートに設けられ且つコンテナ表面からの反射光を検出する複数の照度検知器と、該照度検知器で検出した反射光の照度を設定器に設定したしきい値と比較して、照度がしきい値よりも低い場合に損傷検知信号を発生する演算制御装置とを備えてなることを特徴とする損傷検出装置にかかるものである。
【００１７】
この場合において、太陽光の影響を受けにくい波長の光源を用い、上記波長のみを検出可能な照度検知器を用いるようにしても良い。
【００２０】
更に、照度検知器をＣＣＤカメラとし、コンテナに対する焦点距離や相対距離を調節可能な距離調節手段を備えるようにしても良い。
【００２２】
【作用】
本発明の作用は以下の通りである。
【００２３】
コンテナを光源で照すと共に、コンテナからの反射光を照度検知器で検出し、演算制御装置が、照度検知器で検出した反射光の照度と設定器に設定したしきい値とを比較して、照度がしきい値よりも低い場合にコンテナに損傷があると判断し損傷検知信号を発生する。
【００２４】
このように、損傷の判定に、コンテナからの反射光の照度差を利用しているが、コンテナに孔や亀裂などの損傷部がある場合はその部分からの反射光がほとんど得られないため、コンテナの表面にコルゲート（凹凸）や、多種多様な模様の塗装や、部分的な汚れ、へこみ、錆などがある場合に比べても極端に照度が小さくなるので、損傷部かどうかを簡単且つ確実に識別することが可能となる。
【００２５】
しかも、照度の比較のみによって損傷の有無を判定しているので、処理すべき情報量を大幅に減らすことができ、安価な構成の画像処理装置であってもリアルタイムで高速処理を行うことができる。従って、短時間に損傷検査を完了するという初期の目的を十分に達成することが可能となる。
【００２７】
又、光源と照度検知器をゲートに取付けて、ゲートと該ゲートを通るコンテナのどちらかを移動させるようにすれば、コンテナ全体の損傷を検知することができる。
【００２８】
更に、照度検知器をＣＣＤカメラとして、コンテナに対する焦点距離や相対距離を調節可能な距離調節手段を備えることにより、コンテナの大きさに対応することができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１〜図７は、本発明の第一の実施例である。
【００３２】
尚、コンテナターミナルゲート自体の構造については、図１０のものと同様であるため、必要に応じて図１０を参照する。
【００３３】
図１、図２に示すようにコンテナターミナルゲートの各ゲート部２に、トラック１の走行方向に対しトラック１の幅寸法よりも広い間隔を有して延びる一対のレール６を敷設し、該レール６間に門型の移動ゲート７を走行可能に取付ける。
【００３４】
移動ゲート７の上辺部８及び両側辺部９，９に、コンテナ４（被検査物）の損傷を検知するための損傷検知部１０，１１をそれぞれ配設し、該損傷検知部１０，１１をウォームジャッキやシリンダなどの検知部位置調整装置１２（距離調節手段）を介して、コンテナ４の上面及び側面に対してそれぞれ近接離反動可能に取付ける。
【００３５】
前記損傷検知部１０は、門型の移動ゲート７の上辺部８に沿って左右方向に延び、又、前記損傷検知部１１は、門型の移動ゲート７の側辺部９に沿って上下方向に延びる細長い形状をしており、各損傷検知部１０，１１には、図３・図４に示すように、コンテナ４の表面を照す発光ダイオードや蛍光管などの光源１３と、コンテナ４表面からの反射光を検知するＣＣＤカメラや撮像管などの照度検知器１４とが設けられている。
【００３６】
尚、上記光源１３は、太陽光の影響を受けにくい波長のものを使用するようにする。
【００３７】
具体的には、太陽光の強度は、図５に示すように、大気中の水や酸素や二酸化炭素などに吸収されて強度が弱くなる波長成分が、ほぼ、０．８μと、０．９５μと、１．１２μと、１．３４〜１．４６μと、１．８〜１．９６μの位置にあるので、この波長の光を発生する発光ダイオードなどの光源１３を使用すれば良い。尚、これに伴って、照度検知器１４に上記波長の光のみ通すフィルタを付けるようにするのが良い。又、光源１３は、上記波長の１つを用いても、複数の波長を組合せて用いても良い。
【００３８】
又、照度検知器１４は一般に画角が定められているため、各損傷検知部１０，１１に１箇所ずつ設けるだけでは部分的にしか視野に入らないこととなるので、図２に示すように、損傷検知部１０では左右方向に対し、又、損傷検知部１１では上下方向に対し、上記視野に対応する間隔をおいた複数の箇所に照度検知器１４を並設するようにして、コンテナ４上面の左右方向全体、及び、コンテナ４側面の上下方向全体をカバーし得るようにする。
【００３９】
更に、上記の各設置箇所に対し、照度検知器１４は、１台のみ設けるようにしても良いが、場合により、異なる方向から同一部分を狙うように複数台組合せて設けても良い（図３・図４では２台の場合を示している）。
【００４０】
尚、図３中、１５はコンテナ４に形成された孔などの損傷部、図４中、１６はコンテナ４に形成された亀裂などの損傷部である。
【００４１】
そして、上記した損傷検知装置は、図６に示すように、光源１３へ電力１７を供給すると共に、照度検知器１４からの各画素ごとの映像信号をＡ／Ｄ変換器１９で照度検知信号１８に変換して入力し、該照度検知信号１８が設定器２０に設定したしきい値２１（図７参照）を下回った時に、損傷部１５，１６が存在すると判断して、ブザーやランプなどの警報装置２２やディスプレイなどの表示装置２３に、それぞれ損傷検知信号２４や損傷箇所指示信号２５を送る演算制御装置２６を備えている。
【００４２】
又、該演算制御装置２６は、移動ゲート７の走行モータなどの移動装置２７へ移動制御信号２８を送ると共に、移動装置２７の位置を検出する移動方向位置検知器２９からの位置信号３０を入力し得るようになっている。
【００４３】
尚、移動方向位置検知器２９は、走行モータに取付けられたロータリーエンコーダや、その他適宜のものとし得る。
【００４４】
更に、演算制御装置２６は、前記検知部位置調整装置１２へ位置調整信号３１を送ると共に、検知部位置調整装置１２とコンテナ４の表面との距離（即ち、照度検知器１４の焦点距離）を検出する距離検知器３２からの距離信号３３を入力し得るようになっている。
【００４５】
尚、３４は演算制御装置２６にゲート員室３から操作指令３５を送る操作盤である。
【００４６】
次に、作動について説明する。
【００４７】
コンテナ４を積んだトラック１が走行してコンテナターミナルゲートの任意のゲート部２へ入ると、そのゲート部２に設けられたゲート員室３の中にいるゲート員は、トラック１の運転手から必要な書類を受取り、該書類に基づきゲート員室３の内部に設けられた電算機の端末から受渡し情報を入力し、電算処理を行わせた後、受渡書類を運転手へ手渡す。
【００４８】
この時同時に、ゲート員は、ゲート員室３に設けられた損傷検知装置の操作盤３４を操作して、演算制御装置２６へ操作指令３５を送る。尚、上記電算処理に伴って自動的に操作指令３５が送られるようにしても良い。
【００４９】
すると、演算制御装置２６は、先ず、各損傷検知部１０，１１とコンテナ４の上面や側面との距離を検知する距離検知器３２からの距離信号３３を入力して、移動ゲート７に設けられたウォームジャッキやシリンダなどの検知部位置調整装置１２へ位置調整信号３１を送り、検知部位置調整装置１２を駆動して損傷検知部１０を上下方向に、又、損傷検知部１１を左右方向に変位させ、上記距離信号３３の値が、各損傷検知部１０，１１に設けられたＣＣＤカメラや撮像管などの照度検知器１４の焦点距離と一致するようにそれぞれ調節させる。
【００５０】
尚、上記距離検知器３２は、赤外線や超音波などを利用した非接触式のものを使用することが好ましく、又、これらを使用する場合には、距離検知器３２は各損傷検知部１０，１１に直接取付けるようにする。尚、コンテナ４の大きさは数種類の規格であること、及び、受渡書類からもわかるものなので、距離検知器３２を設ける代りに、コンテナ４の大きさに応じて照度検知器１４の位置を数段階にプログラム制御するようにしても良い。更に、照度検知器１４自体に自動焦点距離調節機構（オートフォーカス機構）を取付けておけば、損傷検知部１０，１１を移動ゲート７に固定してしまうこともできる。いずれにせよ、本発明では、それほど正確な焦点合せが要求されるわけではないので、構成上の許容範囲が広く、適宜の手段に代替することが可能である。
【００５１】
こうして、各損傷検知部１０，１１におけるＣＣＤカメラや撮像管などの照度検知器１４の焦点が合ったら、演算制御装置２６は、発光ダイオードや蛍光管などの光源１３へ電力１７を供給し、光源１３を点灯させてコンテナ４の上面及び側面を太陽光の影響を受けにくい波長の光で照させ、同時に、移動ゲート７の走行モータなどの移動装置２７へ移動制御信号２８を送って、移動ゲート７をレール６に沿い移動させ、この時、移動方向位置検知器２９からの位置信号３０によって、移動ゲート７の位置を監視させるようにする。
【００５２】
すると、移動ゲート７のレール６に沿った移動に応じて、コンテナ４の上面及び側面を光源１３がライン状に照らすこととなり、コンテナ４の上面及び側面で反射した反射光が各照度検知器１４によって、照度信号として検出される。各照度検知器１４で検出された各画素ごとの照度信号は、Ａ／Ｄ変換器１９を介して照度検知信号１８に変換され、順次、演算制御装置２６へ入力される。
【００５３】
そして、演算制御装置２６は、入力された各画素ごとの照度検知信号１８をそれぞれ設定器２０に設定されたしきい値２１と比較し、照度検知器１４からの照度検知信号１８が設定器２０に設定されたしきい値２１を下回った時に（図７参照）、その画素の部分に孔や亀裂などの損傷部１５，１６が存在すると判断して、ブザーやランプなどの警報装置２２に損傷検知信号２４を送って、警報を発生させる。必要な場合には更に、ディスプレイなどの表示装置２３に対し、移動方向位置検知器２９からの位置信号３０と照合した損傷箇所指示信号２５を送り、詳しい損傷位置を画像や数値で表示させる。
【００５４】
このように本発明では、損傷の判定に、コンテナ４からの反射光の照度差を利用しているが、図３の孔などの損傷部１５や、図４の亀裂などの損傷部１６がある場合はその部分からの反射光がほとんど得られないため、コンテナ４表面にコルゲート（凹凸）や、多種多様な模様の塗装や、部分的な汚れ、へこみ、錆などがある場合に比べても極端に得られる照度が小さくなるので、損傷部１５，１６かどうかを簡単且つ確実に識別することが可能となる。
【００５５】
しかも、照度の比較のみによって損傷の有無を判定しているので、処理すべき情報量を大幅に減らすことができ、安価な構成の画像処理装置であってもリアルタイムで高速処理を行うことができる。従って、短時間に損傷検査を完了するという初期の目的を十分に達成することが可能となる。
【００５６】
これに対し、反射光の彩度や明度などの他の要素をも含めた通常の画像処理を行わせた場合には、コンテナ４のコルゲートや、多種多様な模様の塗装や、部分的な汚れやへこみや錆などを識別させること自体が困難であり、又、情報量が膨大となるため高価な画像処理装置が要求され、しかも、処理時間がかかるためリアルタイム処理は難しく、結局、実現は困難である。
【００５７】
尚、照度検知器１４は、各損傷検知部１０，１１における設置箇所一箇所につき１台設けておけば、図３に示すような、孔などの損傷部１５は検知することが可能であるが、図４に示すように、異なる方向から同一部分を狙うように複数台組合せて設けるようにすれば、角度によっては重なって見える（従って、反射光が生じる）亀裂などの損傷部１６があっても、誤り無く検知することが可能となる。
【００５８】
こうして、損傷部１５，１６のあるコンテナ４が発見されたら、軽微な補修はゲート部２で行い、時間を要する補修の場合にはトラック１をゲート員が指示する場所へ移動させて係員による補修を受けさせるようにする。
【００５９】
これにより、検査に必要な要員を大幅に減らすことができるようになると共に、トラック１の一台当りのコンテナターミナルゲート通過に要する時間が大幅に短縮され、天候に拘わらず渋滞を緩和・解消することができるようになる。
【００６０】
本発明の第二の実施例として、図８に示すように離れた位置に設けた複数の光源１３でコンテナ４の同一箇所を異なる入射角で照すと共に、上記各光源１３からの反射光を同じ位置に設けられた照度検知器１４で検出し、検出した各反射光の照度を比較解析して、コンテナ４の損傷有無の判断精度を向上する方法がある。
【００６１】
即ち、輸送用のコンテナ４の中には、冷凍用コンテナが１０パーセント程度含まれており、該冷凍用コンテナは、外壁のすぐ内側に保冷材が設けられているので、例え外壁に損傷部１５，１６があっても、保冷材が光源１３からの光を反射してしまうため、損傷部１５，１６が無いと誤って判断されるおそれがある。
【００６２】
そこで、図８に示すように、保冷材や、コンテナ４の外壁を構成する鉄やアルミニウムなどの金属について、光の入射角に応じた反射光の反射率の違いをそれぞれ調べたところ、図９に示すように、保冷材（線イ）は光の入射角が変っても反射率には大きな変化が見られないのに対し、鉄（線ロ）やアルミニウム（線ハ）などの金属の場合には光の入射角が僅かでも変れば反射率が大きく変化することが分かった。
【００６３】
従って、上記性質を利用して、例えば、同一波長の光源１３を、コンテナ４の前後方向や左右方向や或いは斜め方向など、いずれかの方向に対し間隔をおいて一直線上に多数配置し、これらを順番に点灯させることにより、異なる入射角からの反射光を時間をずらせて同一の照度検知器１４に検出させるようにし、これらの照度検知信号１８を演算制御装置２６で比較させて照度の差を解析し、照度の差がほとんどない場合に保冷材からの反射光と判断させ、損傷部１５，１６があるものと判断させるようにする。
【００６４】
或いは、異なる波長の光源１３を上記したように多数配置し、同一箇所に各波長の光を検出可能な照度検知器１４を複数基まとめて設けて、同時に発光及び検知を行わせるようにしても良い。
【００６５】
尚、光源１３の配置は一直線上に限らず、入射角が変えられれば、実質的にどのような配置であっても良い。
【００６６】
又、上記の方法は、第一の実施例にかかるしきい値２１の比較と並行して常時行わせるようにしても良いが、保冷材とコンテナ４の外壁を構成する鉄やアルミニウムなどの金属とでは反射光の最大強度が異なるため、保冷材の反射光の最大強度を第２のしきい値として、照度検知信号１８が第２のしきい値を下回った場合にのみ実施させるようにしても良い。
【００６７】
尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の損傷検出装置によれば、検査の自動化により、検査に必要な要員を大幅に減らすことができるようになると共に、トラックの一台当りのコンテナターミナルゲート通過に要する時間を大幅に短縮させ、天候に拘わらず渋滞を緩和・解消することができるようになるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例の概略斜視図である。
【図２】図１の背面図である。
【図３】孔などの損傷部が有る場合における図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】亀裂などの損傷部が有る場合における図２のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】太陽光の強度と波長の関係を示すグラフである。
【図６】図１の制御系統図である。
【図７】照度検知器の各画素における位置と照度の関係を示す図である。
【図８】光の入射角に応じた反射光の反射率を保冷材や鉄やアルミニウムについて調べる様子を示す本発明の第二の実施例の説明図である。
【図９】保冷材や鉄やアルミニウムにおける光の入射角と反射率との関係を示すグラフ図である。
【図１０】コンテナターミナルゲートの概略正面図である。
【符号の説明】
４コンテナ（被検査物）
７移動ゲート（ゲート）
１２検知部位置調整装置（距離調節手段）
１３光源
１４照度検知器
２０設定器
２１しきい値
２４損傷検知信号
２６演算制御装置

Claims

輸送用のコンテナを載せたトラックを車幅方向に跨ぎ且つトラックの前後方向へ走行可能な門型の移動ゲートと、前記コンテナの上面及び両側面を照らすように移動ゲートに設けた複数の光源と、移動ゲートに設けられ且つコンテナ表面からの反射光を検出する複数の照度検出器と、コンテナのコルゲート、塗装、部分的な汚れ、へこみ、錆からの反射光を識別し得るしきい値を設定した設定器と、当該しきい値と照度検知器で検出した反射光の照度を比較し、コンテナに孔や亀裂があって反射光の照度がしきい値よりも低い場合に損傷検知信号を発生する演算制御装置とを備えてなることを特徴とする損傷検出装置。
太陽光の影響を受けにくい波長の光源を用い、上記波長のみを検出可能な照度検知器を用いた請求項１記載の損傷検出装置。
照度検知器がＣＣＤカメラであり、コンテナに対する焦点距離や相対距離を調節可能な調節手段を備えた請求項１または２のいずれか記載の損傷検出装置。