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JP7765993B2 - Unloading device, control method for unloading device, and control program for unloading device - Google Patents
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JP7765993B2 - Unloading device, control method for unloading device, and control program for unloading device - Google Patents

Unloading device, control method for unloading device, and control program for unloading device

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JP7765993B2
JP7765993B2 JP2022036367A JP2022036367A JP7765993B2 JP 7765993 B2 JP7765993 B2 JP 7765993B2 JP 2022036367 A JP2022036367 A JP 2022036367A JP 2022036367 A JP2022036367 A JP 2022036367A JP 7765993 B2 JP7765993 B2 JP 7765993B2
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Sumitomo Heavy Industries Material Handling Systems Co Ltd
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Description

本発明は船の積荷を荷下ろしする荷下ろし装置等に関する。 The present invention relates to an unloading device for unloading cargo from a ship.

船の積荷を荷下ろしする荷下ろし装置として、船に積まれた船荷を陸に荷揚げする荷揚げ装置が知られている。このような荷揚げ装置のうち、石炭や鉄鉱石等のばら積み貨物またはばら荷を荷役するものはアンローダ(Unloader)とも呼ばれる。また、船に積まれたばら荷を連続的に荷役するという意味で、連続アンローダまたは船舶用連続アンローダ(Continuous Ship Unloader)と呼ばれることもある。本明細書ではその略語であるCSUの表記を用いることがある。 Unloading equipment that unloads cargo from a ship onto land is known as unloading equipment for unloading cargo from a ship. Among such unloading equipment, those that handle bulk cargo or bulk materials such as coal or iron ore are also called unloaders. They are also sometimes called continuous unloaders or continuous ship unloaders, as they continuously unload bulk materials loaded on a ship. In this specification, the abbreviation CSU may be used.

特許文献1では、CSUの自動運転中に船庫内の積荷形状をカメラによって撮影し、機械学習を通じて予め用意されている積荷形状毎の運転パターンから最適なものを選択することで、CSUの自動運転中の荷崩れを防止している。 In Patent Document 1, while the CSU is operating automatically, a camera photographs the shape of the cargo inside the warehouse, and machine learning is used to select the optimal operating pattern for each cargo shape from pre-prepared patterns, thereby preventing cargo from shifting during automatic operation of the CSU.

特開2020-79145号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-79145

特許文献1では、カメラによって撮影される積荷形状が機械学習済のものに類似している場合には荷崩れを防止できるが、カメラによって撮影される積荷形状が機械学習済のものに類似していない場合には荷崩れを防止できない。 In Patent Document 1, cargo shifting can be prevented if the cargo shape captured by the camera is similar to that learned by machine learning, but cannot be prevented if the cargo shape captured by the camera is not similar to that learned by machine learning.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷崩れを効果的に防止できる荷下ろし装置等を提供することにある。 The present invention was made in light of these circumstances, and its purpose is to provide an unloading device that can effectively prevent cargo from falling over.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の荷下ろし装置は、船庫内の積荷を搬出装置によって船庫外に搬出させる搬出装置制御部と、船庫内の積荷形状を検知する積荷形状検知部と、搬出装置の船庫内の複数の軌道候補を生成する軌道候補生成部と、積荷形状検知部によって検知された現在の積荷形状に対して、軌道候補生成部によって生成された各軌道候補に従って搬出装置が運転された後の積荷形状を予測する積荷形状予測部と、積荷形状予測部によって予測された各積荷形状について、荷崩れの可能性を評価する積荷形状評価部と、複数の軌道候補のうち積荷形状評価部によって評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下の搬出装置の軌道を生成する軌道生成部と、を備える。 To solve the above problem, one aspect of the present invention provides an unloading device that includes a carry-out device control unit that causes the unloading device to unload cargo from the warehouse out of the warehouse; a cargo shape detection unit that detects the shape of the cargo in the warehouse; a trajectory candidate generation unit that generates multiple trajectory candidates for the unloading device within the warehouse; a cargo shape prediction unit that predicts the cargo shape after the unloading device is operated in accordance with each trajectory candidate generated by the trajectory candidate generation unit for the current cargo shape detected by the cargo shape detection unit; a cargo shape evaluation unit that evaluates the possibility of cargo collapse for each cargo shape predicted by the cargo shape prediction unit; and a trajectory generation unit that generates a trajectory for the unloading device from among the multiple trajectory candidates for which the possibility of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit is below a predetermined tolerance.

この態様では、船庫内の現在の積荷形状に対して複数の軌道候補に従って搬出装置が運転された後の積荷形状が予測され、当該各積荷形状について荷崩れの可能性が評価される。そして、荷崩れの可能性が許容値以下の搬出装置の軌道が生成されるため、荷崩れを効果的に防止できる。 In this mode, the cargo shape after the unloading device is operated according to multiple trajectory candidates for the current cargo shape in the warehouse is predicted, and the possibility of cargo collapse is evaluated for each of these cargo shapes. Then, a trajectory for the unloading device is generated that keeps the possibility of cargo collapse below the allowable value, thereby effectively preventing cargo collapse.

本発明の別の態様は、荷下ろし装置の制御方法である。この方法は、船庫内の積荷を搬出装置によって船庫外に搬出させる搬出装置制御ステップと、船庫内の積荷形状を検知する積荷形状検知ステップと、搬出装置の船庫内の複数の軌道候補を生成する軌道候補生成ステップと、積荷形状検知ステップによって検知された現在の積荷形状に対して、軌道候補生成ステップによって生成された各軌道候補に従って搬出装置が運転された後の積荷形状を予測する積荷形状予測ステップと、積荷形状予測ステップによって予測された各積荷形状について、荷崩れの可能性を評価する積荷形状評価ステップと、複数の軌道候補のうち積荷形状評価ステップによって評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下の搬出装置の軌道を生成する軌道生成ステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is a method for controlling an unloading device. This method includes a discharge device control step for causing a discharge device to unload cargo from a cargo hold out of the cargo hold; a cargo shape detection step for detecting the cargo shape in the cargo hold; a trajectory candidate generation step for generating multiple trajectory candidates for the discharge device within the cargo hold; a cargo shape prediction step for predicting the cargo shape after the discharge device is operated according to each trajectory candidate generated in the trajectory candidate generation step for the current cargo shape detected in the cargo shape detection step; a cargo shape evaluation step for evaluating the possibility of cargo collapse for each cargo shape predicted in the cargo shape prediction step; and a trajectory generation step for generating a trajectory for the discharge device from among the multiple trajectory candidates for which the possibility of cargo collapse evaluated in the cargo shape evaluation step is below a predetermined tolerance.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 In addition, any combination of the above components, and any transformation of the present invention into a method, device, system, recording medium, computer program, etc., are also valid aspects of the present invention.

本発明によれば、荷下ろし装置による荷崩れを効果的に防止できる。 This invention effectively prevents cargo from falling over due to the unloading device.

荷揚げ装置の全体的な構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the overall configuration of the lifting device. 荷揚げ装置の全体的な構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the lifting device. 荷揚げ部の詳細な構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the detailed configuration of the loading section. 測距センサの外観を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the appearance of a distance measuring sensor. 測距センサの配置例を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing an example of the arrangement of distance measurement sensors. 船庫内の平坦でない積荷形状を誇張して示す。The uneven cargo shape in the hold is exaggerated. CSUの制御システムの機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a control system of the CSU. 制御システムによる制御の具体例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a specific example of control by the control system. 積荷形状検知部による積荷形状の検出の具体例を示す。A specific example of the detection of the cargo shape by the cargo shape detection unit will be described.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明または図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限りは限定的に解釈されるものではない。実施形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施形態に記載される全ての特徴やそれらの組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description or drawings, identical or equivalent components, parts, and processes are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. The scale and shape of each part shown in the drawings have been set for convenience to facilitate explanation, and should not be interpreted as limiting unless otherwise specified. The embodiments are illustrative and do not limit the scope of the present invention in any way. All features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

図1は、本発明の実施形態に係る荷下ろし装置としての荷揚げ装置1の全体的な構成を示す。荷揚げ装置1は船200に積まれた積荷または船荷としてのばら荷Mを陸に荷揚げする連続アンローダまたは船舶用連続アンローダである。以下、荷揚げ装置1をCSU1とも表記する。CSU1は港湾等の埠頭102の岸壁101に接岸された船200の船庫201内に格納されたばら荷Mを連続的に陸上へ搬出する。ばら荷Mとしては、石炭、コークス、鉱石等が例示される。CSU1は、その本体部に設けられる主操作室16内の操作者によって操作される。CSU1を操作する操作室は、CSU1の他の場所に設けてもよいし、CSU1外の陸地上の任意の場所に設けてもよい。 Figure 1 shows the overall configuration of a lifting device 1 as an unloading device according to an embodiment of the present invention. The lifting device 1 is a continuous unloader or a continuous ship unloader that unloads bulk cargo M loaded on a ship 200 or as cargo onto land. Hereinafter, the lifting device 1 will also be referred to as a CSU 1. The CSU 1 continuously transports bulk cargo M stored in a ship 201 of a ship 200 docked at a quay 101 of a wharf 102 at a port or the like onto land. Examples of bulk cargo M include coal, coke, ore, etc. The CSU 1 is operated by an operator in a main control room 16 provided in its main body. The control room for operating the CSU 1 may be provided elsewhere within the CSU 1, or may be provided at any location on land outside the CSU 1.

船200が接岸する埠頭102は、ばら荷Mが荷揚げされる陸地を構成し、鉄筋コンクリート等の高強度の材料で構成される。図2の斜視図にも示されるように、埠頭102には、岸壁101に接岸して停泊中の船200の長手方向(図1の紙面に垂直な方向)に沿った線路としての一対の平行なレール3が設けられる。レール3はCSU1の移動部としての走行部2が移動可能または走行可能な軌道を構成する。このレール3によってCSU1は停泊中の船200に対して移動可能である。図2に示されるようにレール3の設置方向は停泊中の船200または岸壁101の長手方向と一致させるのが好ましいが、その他の任意の方向としてもよい。また、レール3は曲線部や屈曲部を含んでもよい。船200からの荷揚げの際は、CSU1がレール3上を移動して荷揚げ対象の船庫201の開口部21に接近した位置まで移動する。その後、走行部2、旋回フレーム5(旋回部)、荷揚げ部9(搬出部または搬出装置)を駆動して、船庫201からばら荷Mを荷揚げする。 The wharf 102 where the ship 200 docks constitutes the land where bulk cargo M is unloaded, and is constructed of high-strength materials such as reinforced concrete. As shown in the perspective view of Figure 2, the wharf 102 is provided with a pair of parallel rails 3 as tracks that run along the longitudinal direction (perpendicular to the plane of Figure 1) of the ship 200 docked and anchored at the quay 101. The rails 3 form a track along which the traveling unit 2, which serves as the mobile unit of the CSU 1, can move or run. These rails 3 enable the CSU 1 to move relative to the anchored ship 200. As shown in Figure 2, the installation direction of the rails 3 is preferably aligned with the longitudinal direction of the anchored ship 200 or the quay 101, but may be any other direction. The rails 3 may also include curved or bent portions. When unloading cargo from the ship 200, the CSU 1 moves on the rails 3 to a position close to the opening 21 of the shiphouse 201 from which the cargo is to be unloaded. The traveling section 2, the swivel frame 5 (swivel section), and the lifting section 9 (unloading section or unloading device) are then driven to unload the bulk goods M from the warehouse 201.

埠頭102には、荷揚げされたばら荷Mを一定方向に運搬するコンベアとしてのベルトコンベア45が一対のレール3の間に設けられる。図2に示されるようにベルトコンベア45の設置方向すなわち運搬方向はレール3の設置方向と一致させるのが好ましいが、その他の任意の方向としてもよい。また、ベルトコンベア45は曲線部や屈曲部を含んでもよい。ベルトコンベア45は、CSU1から荷揚げされたばら荷Mを受け取る場所では一対のレール3の間に設けられる必要があるが、それ以外の場所では一対のレール3の外側に設けられてもよい。 At the wharf 102, a belt conveyor 45 is installed between the pair of rails 3 as a conveyor that transports unloaded bulk goods M in a certain direction. As shown in Figure 2, the installation direction of the belt conveyor 45, i.e., the transport direction, preferably coincides with the installation direction of the rails 3, but may be any other direction. The belt conveyor 45 may also include curved or bent portions. The belt conveyor 45 must be installed between the pair of rails 3 at locations where bulk goods M unloaded from the CSU 1 are received, but may be installed outside the pair of rails 3 at other locations.

CSU1は、船200に対して移動可能な移動部としての走行部2と、走行部2に対して旋回可能な旋回部を構成する旋回フレーム5と、旋回フレーム5の先端側に設けられ、ばら荷Mを搬出する搬出部または搬出装置としての荷揚げ部9を備える。旋回フレーム5は走行部2上に鉛直方向(図1の上下方向)の旋回軸の周りに旋回可能に支持される。旋回フレーム5には旋回軸に交差する横方向に延びるブーム7が設けられ、その先端部に荷揚げ部9の主要部を構成するバケットエレベータが支持される。 The CSU 1 comprises a traveling section 2 as a mobile section that can move relative to the ship 200, a swivel frame 5 that constitutes a swivel section that can swivel relative to the traveling section 2, and a lifting section 9 that is provided at the tip of the swivel frame 5 and serves as an unloading section or unloading device for unloading bulk cargo M. The swivel frame 5 is supported on the traveling section 2 so that it can swivel around a vertical (up and down in Figure 1) pivot axis. The swivel frame 5 is provided with a boom 7 that extends laterally and intersects the pivot axis, and a bucket elevator that constitutes the main part of the unloading section 9 is supported at the tip of the boom 7.

荷揚げ部9は、旋回フレーム5、ブーム7、平行リンク8との間で構成される平行リンク機構によって、ブーム7の起伏角度(図1の紙面に垂直な起伏軸の周りの回転角度)によらず鉛直姿勢を保つ。また、旋回フレーム5におけるブーム7の先端部とは反対側の後端部にはカウンタウエイト13が設けられる。カウンタウエイト13はバランシングレバー12を介してブーム7の先端部と接続される。このカウンタウエイト13の作用によって荷揚げ部9は実質的に無負荷の状態となり、安定した荷重バランスが実現される。なお、旋回フレーム5、ブーム7、バランシングレバー12、カウンタウエイト13等、旋回部を構成する主要な構成を以下では本体部と総称することがある。 The lifting unit 9 maintains a vertical position regardless of the boom 7's hoisting angle (the angle of rotation around the hoisting axis perpendicular to the plane of the page in Figure 1) thanks to a parallel link mechanism formed between the swivel frame 5, boom 7, and parallel link 8. A counterweight 13 is attached to the rear end of the swivel frame 5, opposite the tip of the boom 7. The counterweight 13 is connected to the tip of the boom 7 via a balancing lever 12. The action of this counterweight 13 places the lifting unit 9 in a substantially unloaded state, achieving stable load balance. The main components of the swivel unit, including the swivel frame 5, boom 7, balancing lever 12, and counterweight 13, may be collectively referred to below as the main body.

ブーム7の起伏角度を調整するためにシリンダ15が設けられる。シリンダ15が基準長の時は起伏角度が0°、すなわちブーム7は地面に平行または水平(図1の左右方向)である。シリンダ15を基準長より伸ばすとブーム7の先端部が上昇し、正の起伏角度が生じる。シリンダ15を基準長より縮めるとブーム7の先端部が下降し、負の起伏角度が生じる。ブーム7の先端部に支持された荷揚げ部9は、ブーム7の起伏角度が大きくなると鉛直姿勢を保ったまま上昇し、ブーム7の起伏角度が小さくなると鉛直姿勢を保ったまま下降する。 A cylinder 15 is provided to adjust the boom 7's hoisting angle. When the cylinder 15 is at its standard length, the hoisting angle is 0°, meaning the boom 7 is parallel or horizontal to the ground (left and right in Figure 1). When the cylinder 15 is extended beyond its standard length, the tip of the boom 7 rises, resulting in a positive hoisting angle. When the cylinder 15 is shortened beyond its standard length, the tip of the boom 7 descends, resulting in a negative hoisting angle. The lifting unit 9 supported at the tip of the boom 7 rises while maintaining a vertical position when the boom 7's hoisting angle increases, and descends while maintaining a vertical position when the boom 7's hoisting angle decreases.

CSU1を操作する主操作室16は本体部に設けられる。具体的には、旋回フレーム5の荷揚げ部9側に主操作室16が設けられる。主操作室16内の操作者は荷揚げ部9を視認しながら安全にCSU1を操作できる。主操作室16の操作に応じて、走行部2の位置、旋回フレーム5の旋回角度、ブーム7の起伏角度等のCSU1の位置や姿勢に関するパラメータが制御される。また、荷揚げ部9によるばら荷Mの搬出動作も主操作室16によって操作可能である。 The main control room 16 for operating the CSU 1 is located in the main body. Specifically, the main control room 16 is located on the lifting unit 9 side of the revolving frame 5. An operator in the main control room 16 can safely operate the CSU 1 while visually checking the lifting unit 9. Parameters related to the position and attitude of the CSU 1, such as the position of the traveling unit 2, the rotation angle of the revolving frame 5, and the elevation angle of the boom 7, are controlled by operating the main control room 16. The operation of the lifting unit 9 to transport bulk goods M can also be controlled from the main control room 16.

荷揚げ部9は、ばら荷Mを掻き取る掻き取り部11と、掻き取られたばら荷Mを上方に運搬するエレベータ部としてのバケットエレベータを備える。掻き取り部11は荷揚げ部9の下部に設けられ、その外周に沿って移動可能に設けられた多数のバケット27(図3参照)によって船庫201内のばら荷Mを連続的に掘削して掻き取る。掻き取られたばら荷Mは、バケットエレベータによってバケット27と共に上方に運搬される。 The unloading section 9 is equipped with a scraping section 11 that scrapes off bulk goods M, and a bucket elevator that serves as an elevator section that transports the scraped bulk goods M upward. The scraping section 11 is located below the unloading section 9, and continuously excavates and scrapes off bulk goods M within the warehouse 201 using a number of buckets 27 (see Figure 3) that are movably mounted along its periphery. The scraped bulk goods M are transported upward together with the buckets 27 by the bucket elevator.

図3は、荷揚げ部9の詳細な構成を示す。バケットエレベータは、鉛直方向に延伸する筒状のエレベータ本体14と、エレベータ本体14に対して周回運動するチェーンバケット29を備える。チェーンバケット29は、それぞれが無端チェーンで構成される一対のローラチェーン25と、当該一対のローラチェーン25によって両側が支持される複数のバケット27を備える。具体的には、一対のローラチェーン25は図3(B)の紙面に垂直な方向に並設され、各バケット27は一対のローラチェーン25の間に吊り下げられるように取り付けられる。 Figure 3 shows the detailed configuration of the lifting section 9. The bucket elevator comprises a cylindrical elevator body 14 extending vertically and a chain bucket 29 that moves in circles relative to the elevator body 14. The chain bucket 29 comprises a pair of roller chains 25, each of which is an endless chain, and a plurality of buckets 27 supported on both sides by the pair of roller chains 25. Specifically, the pair of roller chains 25 are arranged side by side in a direction perpendicular to the plane of the paper in Figure 3 (B), and each bucket 27 is attached so that it is suspended between the pair of roller chains 25.

バケットエレベータは、架け渡されたローラチェーン25をガイドする駆動ローラ31aと、従動ローラ31b、31cと、転向ローラ33を備える。駆動ローラ31aは、バケットエレベータの最上部9aに設けられ、図示しないモータ等によって回転駆動されることでチェーンバケット29を周回運動させる。従動ローラ31bは掻き取り部11の前方(図3(B)の左方)に設けられ、従動ローラ31cは掻き取り部11の後方(図3(B)の右方)に設けられ、それぞれ周回運動するチェーンバケット29をガイドする。転向ローラ33は駆動ローラ31aの下方に設けられる従動ローラであり、周回運動するチェーンバケット29をガイドすると共に、その運動方向を転換する。従動ローラ31bと従動ローラ31cの間には伸縮可能なシリンダ35が設けられる。このシリンダ35が伸縮すると、両従動ローラ31b、31cの軸間距離が変わり、チェーンバケット29の周回運動の軌道が変わる。シリンダ35の伸縮制御は、主操作室16の操作で行ってもよいし、CSU1に組み込まれたコンピュータがプログラムに従って自動的に行ってもよい。なお、ローラチェーン25が2本設けられることに対応して、駆動ローラ31a、従動ローラ31b、31c、転向ローラ33も、それぞれ2個設けられ、図3(B)の紙面に垂直な方向に並設される。 The bucket elevator is equipped with a drive roller 31a, driven rollers 31b and 31c, and a diverting roller 33 that guide the roller chain 25 that is stretched across it. The drive roller 31a is located at the top 9a of the bucket elevator and is driven to rotate by a motor (not shown) or similar device, causing the chain bucket 29 to move in an orbital motion. The driven roller 31b is located in front of the scraping section 11 (left side of Figure 3(B)), and the driven roller 31c is located behind the scraping section 11 (right side of Figure 3(B)), and each guides the orbiting chain bucket 29. The diverting roller 33 is a driven roller located below the drive roller 31a, and guides the orbiting chain bucket 29 and changes its direction of movement. An extendable cylinder 35 is located between the driven rollers 31b and 31c. When this cylinder 35 extends or retracts, the distance between the axes of the driven rollers 31b and 31c changes, changing the trajectory of the orbital motion of the chain bucket 29. The extension and retraction of the cylinder 35 can be controlled by operating the main operation room 16, or automatically by a computer built into the CSU 1 according to a program. Since two roller chains 25 are provided, two drive rollers 31a, two driven rollers 31b and 31c, and two deflection rollers 33 are also provided, and are arranged side by side in a direction perpendicular to the plane of the paper in Figure 3(B).

駆動ローラ31aの回転駆動によって、チェーンバケット29はエレベータ本体14に対して周回運動する。例えば、チェーンバケット29は図3(B)に示される矢印Wに沿って反時計回りに周回運動する。この時、チェーンバケット29は、バケットエレベータの最下部に設けられる掻き取り部11と、バケットエレベータの最上部9aに設けられる駆動ローラ31aの間で往復する。 The rotational drive of the drive roller 31a causes the chain bucket 29 to move in an orbit relative to the elevator body 14. For example, the chain bucket 29 moves in an orbital motion counterclockwise along the arrow W shown in Figure 3(B). At this time, the chain bucket 29 moves back and forth between the scraping unit 11 located at the bottom of the bucket elevator and the drive roller 31a located at the top 9a of the bucket elevator.

チェーンバケット29の各バケット27は、その開口部を上方に向けた姿勢を保ってエレベータ本体14内を上昇する。バケットエレベータの最上部9aにおいて各バケット27が駆動ローラ31aを通過する際、その運動方向が上向きから下向きに変化するのに伴って、各バケット27の開口部も上向きから下向きに転回する。このように下向きに転回した各バケット27の開口部の下方には図示しない排出シュートが設けられ、各バケット27が掻き取ったばら荷Mが排出される。排出シュートは、荷揚げ部9の上部の外周に設けられる回転フィーダ37(図1)上にばら荷Mを排出する。 Each bucket 27 of the chain bucket 29 rises within the elevator body 14 with its opening facing upward. As each bucket 27 passes over the drive roller 31a at the top 9a of the bucket elevator, its direction of movement changes from upward to downward, causing the opening of each bucket 27 to rotate from upward to downward. A discharge chute (not shown) is provided below the opening of each bucket 27 that has rotated downward in this way, and the bulk goods M scraped by each bucket 27 are discharged. The discharge chute discharges the bulk goods M onto a rotary feeder 37 (Figure 1) provided on the outer periphery of the upper part of the lifting section 9.

回転フィーダ37は、エレベータ本体14の延伸方向すなわち鉛直方向の回転軸の周りに回転し、排出シュートから排出されたばら荷Mをブーム7のブームコンベア39に移送する。ブームコンベア39はブーム7内でばら荷Mを旋回フレーム5の旋回軸の近傍まで搬送し、そこに設けられる図示しないホッパに供給する。ホッパの吐き出し口の下方の走行部2内にはばら荷Mを受ける機内コンベア43が設けられる。機内コンベア43は、陸地としての埠頭102に設けられる前述のベルトコンベア45にばら荷Mを移送する。 The rotary feeder 37 rotates around a rotation axis in the extension direction of the elevator body 14, i.e., the vertical direction, and transfers the bulk goods M discharged from the discharge chute to the boom conveyor 39 of the boom 7. The boom conveyor 39 transports the bulk goods M within the boom 7 to the vicinity of the rotation axis of the rotating frame 5 and supplies them to a hopper (not shown) installed there. An internal conveyor 43 that receives the bulk goods M is installed within the running section 2 below the hopper's discharge opening. The internal conveyor 43 transfers the bulk goods M to the aforementioned belt conveyor 45 installed on the pier 102, which serves as land.

続いて、以上の構成を備えるCSU1の基本的な荷揚げ動作を説明する。この荷揚げ動作において、荷揚げ部9および/またはCSU1は、船庫201内のばら荷M(積荷)を船庫201外に搬出させる搬出装置として機能する。 Next, the basic lifting operation of the CSU1 having the above configuration will be explained. In this lifting operation, the lifting unit 9 and/or the CSU1 function as a discharge device that discharges bulk cargo M (cargo) from the warehouse 201 out of the warehouse 201.

CSU1の操作者は主操作室16でCSU1を操作する。初めにレール3上で走行部2を走行させ、荷揚げ対象の船庫201の開口部21に接近した位置まで移動させる。続いて、上面視(図1の上方から見た場合)で走行部2と重なる位置に設けられる鉛直方向の旋回軸を中心に旋回フレーム5を旋回させ、ブーム7の先端部に設けられる荷揚げ部9を荷揚げ対象の船庫201の開口部21の上方に移動させる。ここで、荷揚げ部9が埠頭102や船200に衝突しないように、ブーム7を正方向(図1の時計回り方向)に起伏させ、荷揚げ部9が上昇した状態で走行動作および旋回動作を行うのが好ましい。続いて、ブーム7を負方向(図1の反時計回り方向)に起伏させ、荷揚げ部9の先端に設けられる掻き取り部11を開口部21から船庫201内に挿入する。なお、走行部2の移動、旋回フレーム5の旋回、ブーム7の起伏は同時に行ってもよい。 The operator of the CSU 1 operates the CSU 1 from the main control room 16. First, the running unit 2 travels on the rails 3 until it approaches the opening 21 of the shed 201, the target for unloading. Next, the swivel frame 5 is rotated around a vertical pivot point that overlaps the running unit 2 in a top view (as viewed from above in Figure 1), and the lifting unit 9 at the tip of the boom 7 is moved above the opening 21 of the shed 201, the target for unloading. Here, to prevent the lifting unit 9 from colliding with the wharf 102 or the ship 200, it is preferable to raise and lower the boom 7 in the forward direction (clockwise in Figure 1) and perform the running and swinging operations with the lifting unit 9 raised. Next, the boom 7 is raised and lowered in the reverse direction (counterclockwise in Figure 1), and the scraping unit 11 at the tip of the lifting unit 9 is inserted into the shed 201 through the opening 21. The movement of the travel section 2, the rotation of the swivel frame 5, and the raising and lowering of the boom 7 may be performed simultaneously.

掻き取り部11が船庫201内に挿入された後、ローラチェーン25を矢印Wに沿って周回運動させる。ローラチェーン25に取り付けられた複数のバケット27は、ローラチェーン25と一体的に周回運動をする際に、船庫201内に格納されたばら荷Mを掘削して掻き取る。各バケット27で掻き取られたばら荷Mは、ローラチェーン25の周回運動に伴ってエレベータ本体14内で上方に運搬される。 After the scraping unit 11 is inserted into the ship shed 201, the roller chain 25 is rotated in the direction of arrow W. As the multiple buckets 27 attached to the roller chain 25 rotate together with the roller chain 25, they excavate and scrape up the bulk goods M stored in the ship shed 201. The bulk goods M scraped up by each bucket 27 are transported upward within the elevator body 14 as the roller chain 25 rotates.

掻き取り部11は、船庫201内の各所のばら荷Mを効率的に掻き取るために船庫201内の三次元位置を適宜変更する。例えば、荷揚げ作業の進捗に応じてばら荷Mの表面位置が低くなった場合、ブーム7を負方向に起伏させて掻き取り部11を下降させる。また、船庫201の壁付近のばら荷Mを掻き取るために、走行部2および/または旋回フレーム5を操作して、掻き取り部11の水平面内の位置を変更してもよい。掻き取り部11は三次元位置だけでなく姿勢や形状も変更できる。例えば、掻き取り部11はエレベータ本体14の延伸方向すなわち鉛直方向の回転軸の周りに回転可能であり、その向きを任意に変更可能である。また、図3(B)に一点鎖線で示されるように、掻き取り部11は垂直方向に収縮し水平方向に伸長した傾斜形状または横長形状を取ることができる。これにより、開口部21から壁までの水平距離が大きい船庫201であっても、掻き取り部11を壁に近づけて効率的にばら荷Mを掻き取れる。 The scraping unit 11 changes its three-dimensional position within the shed 201 as needed to efficiently scrape bulk goods M from various locations within the shed 201. For example, if the surface of the bulk goods M becomes lower as the unloading operation progresses, the boom 7 is raised and lowered in the negative direction to lower the scraping unit 11. Furthermore, to scrape bulk goods M near the walls of the shed 201, the running unit 2 and/or the swivel frame 5 may be operated to change the position of the scraping unit 11 in the horizontal plane. The scraping unit 11 can change not only its three-dimensional position but also its posture and shape. For example, the scraping unit 11 can rotate around a rotation axis in the extension direction of the elevator body 14, i.e., the vertical direction, and its orientation can be changed as desired. Furthermore, as shown by the dashed line in Figure 3(B), the scraping unit 11 can assume an inclined or horizontally elongated shape, contracting vertically and extending horizontally. This allows the scraping unit 11 to be moved closer to the wall, even in a shipyard 201 where the horizontal distance from the opening 21 to the wall is large, allowing the bulk cargo M to be scraped off efficiently.

以上のようなCSU1の荷揚げ動作に関する船庫201内での掻き取り部11(荷揚げ部9)の位置、姿勢、形状の変更は、後述する測距センサやカメラを利用してCSU1が自律的に行ってもよいし(すなわち、荷揚げ部9および/またはCSU1が自動運転されてもよいし)、船庫201内にいる作業員と連絡を取りながら主操作室16にいる操作者がマニュアルで行ってもよい。 Changes in the position, posture, and shape of the scraping unit 11 (unloading unit 9) within the shed 201 related to the unloading operation of the CSU 1 as described above may be performed autonomously by the CSU 1 using a ranging sensor or camera (described below) (i.e., the unloading unit 9 and/or CSU 1 may be operated automatically), or may be performed manually by an operator in the main control room 16 while communicating with workers in the shed 201.

船庫201内のばら荷Mを掻き取ったバケット27はエレベータ本体14内を上昇し、その最上部9aで駆動ローラ31aを通過する際に上向きから下向きに転回する。バケット27の転回によって落下したばら荷Mは排出シュートに入り、回転フィーダ37上に排出される。以降、ばら荷Mは、ブームコンベア39および機内コンベア43を経て、陸地としての埠頭102に設けられるベルトコンベア45に移送される。以上のような搬出動作が複数のバケット27によって繰り返し行われることで、船庫201内のばら荷Mが連続的に陸揚げされる。 After scraping out the bulk goods M from the warehouse 201, the bucket 27 rises within the elevator body 14 and rotates from an upward to a downward orientation as it passes over the drive roller 31a at its top 9a. The bulk goods M that fall as the bucket 27 rotates enters the discharge chute and is discharged onto the rotary feeder 37. The bulk goods M are then transported via the boom conveyor 39 and internal conveyor 43 to a belt conveyor 45 installed on the pier 102, which serves as land. By repeatedly performing the above-described discharge operation using multiple buckets 27, the bulk goods M from the warehouse 201 are continuously unloaded.

続いて、荷揚げの安全性と効率性を向上させるためにCSU1に設けられる測距センサについて説明する。 Next, we will explain the distance measurement sensor installed in CSU1 to improve the safety and efficiency of cargo unloading.

図1に示されるように、荷揚げ部9の上部には下方および側方にある測定対象物との距離を測定する複数の測距センサ19が設けられる。図示の荷揚げ時では、開口部21の縁、船庫201の天井/壁/底、ばら荷Mその他の物、船庫201内の人/構造物、底さらい用のブルドーザ、掻き取り部11、船200、ブーム7/旋回フレーム5/走行部2/主操作室16等のCSU1の他の部分、岸壁101、埠頭102、レール3、ベルトコンベア45等が測距センサ19の測定対象物となる。複数の測距センサ19は、例えば、筒状のエレベータ本体14の上部に、当該エレベータ本体14の外周を囲むように配置されてもよい。あるいは、複数の測距センサ19は、エレベータ本体14の上部を旋回可能に支持するフランジ部91に、エレベータ本体14の外周を囲むように設けてもよい。複数の測距センサ19の下方および側方の測定範囲にブーム7が入らないように、複数の測距センサ19は荷揚げ部9とブーム7の接続部分より下方に設けられるのが好ましい。一方、複数の測距センサ19が荷揚げ部9とブーム7の接続部分より上方に設けられる場合、上面視(図1の上方から見た場合)で各測距センサ19をブーム7と重ならない位置に設ければよい。複数の測距センサ19の上面視での配置例については後述する。なお、測距センサ19の数は任意である。例えば、荷揚げ部9の下方を中心に測距する測距センサ19と、荷揚げ部9の側方を中心に測距する測距センサ19を、それぞれ任意の数設けてもよい。 As shown in FIG. 1, the upper part of the lifting section 9 is provided with multiple distance measuring sensors 19 for measuring the distance to objects located below and to the side. During the illustrated lifting operation, the objects measured by the distance measuring sensors 19 include the edge of the opening 21, the ceiling/walls/bottom of the warehouse 201, bulk cargo M and other objects, people/structures within the warehouse 201, the bottom-drilling bulldozer, the scraping section 11, the ship 200, other parts of the CSU 1 such as the boom 7, rotating frame 5, running section 2, and main control room 16, the quay 101, the wharf 102, the rails 3, the belt conveyor 45, etc. The multiple distance measuring sensors 19 may be positioned, for example, on the upper part of the cylindrical elevator body 14, surrounding the outer periphery of the elevator body 14. Alternatively, the multiple distance measuring sensors 19 may be mounted on a flange 91 that rotatably supports the upper part of the elevator body 14, surrounding the outer periphery of the elevator body 14. It is preferable that the multiple distance measuring sensors 19 be installed below the connection between the lifting unit 9 and the boom 7 so that the boom 7 does not enter the measurement range below or to the sides of the multiple distance measuring sensors 19. On the other hand, if the multiple distance measuring sensors 19 are installed above the connection between the lifting unit 9 and the boom 7, each distance measuring sensor 19 should be installed in a position that does not overlap with the boom 7 when viewed from above (when viewed from above in Figure 1). Examples of the placement of the multiple distance measuring sensors 19 when viewed from above will be described later. The number of distance measuring sensors 19 is arbitrary. For example, any number of distance measuring sensors 19 that measure distances mainly below the lifting unit 9 and any number of distance measuring sensors 19 that measure distances mainly to the sides of the lifting unit 9 may be installed.

荷揚げ部9の下部の掻き取り部11には上方、側方、下方にある測定対象物との距離を測定する複数の測距センサ18が設けられる。図示の荷揚げ時では、開口部21の縁、船庫201の天井/壁/底、ばら荷Mその他の物、船庫201内の人/構造物、底さらい用のブルドーザ、ブーム7等のCSU1の他の部分等が測距センサ18の測定対象物となる。測距センサ18は、掻き取り部11の前部(図1の左側部分)と後部(図1の右側部分)にそれぞれ設けられる。掻き取り部11のバケット27が掻き取ったばら荷Mの粉塵等による測定精度の悪化を避けるため、複数の測距センサ18はバケット27がばら荷Mを掘削する箇所(掻き取り部11の下部)から離れた位置(掻き取り部11の上部)に設けられるのが好ましい。なお、測距センサ18の数は任意である。例えば、掻き取り部11の側方を中心に測距する測距センサ18と、掻き取り部11の下方を中心に測距する測距センサ18を、それぞれ任意の数設けてもよい。 The scraping section 11 below the lifting section 9 is equipped with multiple distance measuring sensors 18 for measuring the distance to measurement targets above, to the side, and below. During lifting as shown, the measurement targets of the distance measuring sensors 18 include the edge of the opening 21, the ceiling/walls/bottom of the shed 201, bulk goods M and other objects, people/structures within the shed 201, the bottom-drilling bulldozer, and other parts of the CSU 1 such as the boom 7. The distance measuring sensors 18 are provided at the front (left side of Figure 1) and rear (right side of Figure 1) of the scraping section 11. To avoid a deterioration in measurement accuracy due to dust from the bulk goods M scraped by the bucket 27 of the scraping section 11, it is preferable to install the multiple distance measuring sensors 18 at a location (above the scraping section 11) away from the location where the bucket 27 excavates the bulk goods M (below the scraping section 11). The number of distance measuring sensors 18 is optional. For example, any number of distance measurement sensors 18 that measure distances centered on the sides of the scraping unit 11 and any number of distance measurement sensors 18 that measure distances centered on the bottom of the scraping unit 11 may be provided.

図4は、測距センサ18、19の外観を示す。測距センサ18、19は測距可能なレーザセンサであり、測定対象物にレーザ光を送る送波部としてのレーザ発光部(図示せず)と、測定対象物で反射したレーザ光を受ける受波部としてのレーザ受光部(図示せず)を備え、測定対象物との距離を測定する測距部を構成する。測距センサ18、19の円柱状の筐体17の側面の全周に亘ってレーザ光が透過可能な透光部171が無端帯状に形成される。 Figure 4 shows the external appearance of distance measuring sensors 18, 19. Distance measuring sensors 18, 19 are laser sensors capable of measuring distances, and comprise a laser emitting unit (not shown) as a wave transmitting unit that transmits laser light to the object to be measured, and a laser receiving unit (not shown) as a wave receiving unit that receives the laser light reflected by the object to be measured, constituting a distance measuring unit that measures the distance to the object to be measured. A light-transmitting portion 171 that allows laser light to pass through is formed in an endless band shape around the entire periphery of the side of the cylindrical housing 17 of distance measuring sensors 18, 19.

筐体17内の透光部171に対向する位置に複数のレーザ発光部が設けられ、透光部171を介して筐体17外に直線状のレーザ光を発射する。各レーザ発光部は筐体17の軸Aの方向(図4の上下方向)に沿って所定間隔を置いて配置されるが、図4では簡易的に一点からレーザ光が発射されるように示す。また、模式的に図示されるように、各レーザ発光部の発射角度には互いに0.1°~3°程度の差異が設けられる。このような構成によって、測距センサ18、19は、筐体17の軸Aに垂直な面を基準面Sとして、基準面Sの上下の所定角度範囲内(図ではθ-~θ+の範囲内)にレーザ光を照射できる。θ-およびθ+は任意に設計可能だが、以下では-θ-=θ+=15°とする。この時、測距センサ18、19は基準面Sを中心とする±15°の範囲内にレーザ光を照射する。また、これらの複数のレーザ発光部は筐体17の軸Aの周りに360°回転可能に一体的に設けられる。このような構成によって、測距センサ18、19は、筐体17の周囲(側方)にある全ての測定対象物にレーザ光を照射できる。なお、CSU1や船200の内部や周囲にいる人を妨害しないように、近赤外線等の非可視波長のレーザ光を用いるのが好ましい。 Multiple laser emitters are provided in positions facing the light-transmitting portion 171 within the housing 17, and emit linear laser light through the light-transmitting portion 171 to the outside of the housing 17. Each laser emitter is spaced apart along the axis A of the housing 17 (the vertical direction in Figure 4), but Figure 4 shows the laser light emitted from a single point for simplicity's sake. As shown in the schematic diagram, the emission angles of each laser emitter differ by approximately 0.1° to 3°. This configuration allows the distance measuring sensors 18 and 19 to emit laser light within a predetermined angular range above and below the reference plane S, which is a plane perpendicular to the axis A of the housing 17. While θ- and θ+ can be set arbitrarily, in the following discussion, we will assume that -θ- = θ+ = 15°. In this case, the distance measuring sensors 18 and 19 emit laser light within a ±15° range centered on the reference plane S. Furthermore, these multiple laser emitters are integrally mounted so as to be rotatable 360 degrees around axis A of housing 17. With this configuration, distance measuring sensors 18 and 19 can irradiate laser light to all measurement targets around (to the sides of) housing 17. Note that it is preferable to use laser light with an invisible wavelength, such as near-infrared light, so as not to disturb people inside or around CSU 1 or ship 200.

測距センサ18、19は、複数のレーザ発光部を一体的に回転させながら、所定の回転角度毎にパルス状のレーザ光を発射させる。各レーザ発光部が発射したパルス状のレーザ光は、測定対象物で反射または散乱して測距センサ18、19に戻り、筐体17内に各レーザ発光部と共に設けられるレーザ受光部で受けられる。測距センサ18、19の演算部(図示せず)は、レーザ発光部がレーザ光のパルスを発射してからレーザ受光部が反射したレーザ光のパルスを受けるまでの時間に基づき、測定対象物との距離を演算する。この技術はLIDAR(Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging)とも呼ばれる。 Range measuring sensors 18, 19 rotate multiple laser emitters together, emitting pulsed laser light at predetermined rotation angles. The pulsed laser light emitted by each laser emitter is reflected or scattered by the object to be measured, returns to distance measuring sensors 18, 19, and is received by a laser receiver located inside housing 17 alongside each laser emitter. A calculation unit (not shown) in distance measuring sensors 18, 19 calculates the distance to the object to be measured based on the time between when the laser emitter emits a pulsed laser light and when the laser receiver receives the reflected pulsed laser light. This technology is also known as LIDAR (Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging).

以上では測距センサ18、19の例としてレーザセンサを挙げたが、測距センサ18、19はその他の電磁波を用いるセンサでもよい。例えば、波長が1mm~10mm程度のいわゆるミリ波を用いたミリ波センサを測距センサ18、19として用いてもよい。ミリ波は、周波数が30GHz~300GHz程度と高いため、直進性が高くレーザと同様に扱える。ミリ波センサは図4のレーザセンサと同様に構成でき、レーザ発光部の代わりに測定対象物にミリ波を送るミリ波送信部を、レーザ受光部の代わりに測定対象物で反射したミリ波を受けるミリ波受信部を設ければよい。また、Time of Flight(ToF)方式のイメージセンサのように、レーザ光に限らない光を用いた光学センサを測距センサ18、19として用いてもよい。また、測距センサ18、19は、測定対象物に電磁波を送る送波部を備えないものでもよい。例えば、測定対象物を異なる方向から同時に撮影することで測距可能なステレオカメラ等を測距センサ18、19として用いてもよい。 While laser sensors have been used above as examples of distance measuring sensors 18 and 19, distance measuring sensors 18 and 19 may also use other types of electromagnetic waves. For example, millimeter-wave sensors using so-called millimeter waves with wavelengths of approximately 1 mm to 10 mm may be used as distance measuring sensors 18 and 19. Because millimeter waves have a high frequency of approximately 30 GHz to 300 GHz, they have high directionality and can be treated similarly to lasers. A millimeter-wave sensor can be configured similar to the laser sensor shown in Figure 4, except that instead of a laser emitter, it has a millimeter-wave transmitter that transmits millimeter waves to the object being measured, and instead of a laser receiver, it has a millimeter-wave receiver that receives millimeter waves reflected by the object being measured. Furthermore, optical sensors that use light other than laser light, such as Time of Flight (ToF) image sensors, may also be used as distance measuring sensors 18 and 19. Furthermore, distance measuring sensors 18 and 19 may not have a transmitter that transmits electromagnetic waves to the object being measured. For example, a stereo camera or the like that can measure distance by simultaneously photographing an object to be measured from different directions may be used as distance measurement sensors 18 and 19.

図4の測距センサ18、19は測定目的に応じた任意の姿勢で図1のCSU1に取り付けられる。例えば、掻き取り部11の測距センサ18は、図4の軸Aが鉛直方向で基準面Sが水平面となるように取り付けられる。この時、測距センサ18は掻き取り部11の側方を中心に船庫201内を測距できる。また、測距センサ18は、図4の軸Aが水平方向で基準面Sが鉛直面となるように取り付けられてもよい。この時、測距センサ18は掻き取り部11の上方の開口部21や掻き取り部11の下方のばら荷Mを測距できる。なお、測距センサ18の軸Aの向きは鉛直方向または水平方向に限らず任意の向きでよい。 The distance measuring sensors 18 and 19 in Figure 4 can be attached to the CSU 1 in Figure 1 in any orientation depending on the purpose of measurement. For example, the distance measuring sensor 18 of the scraping unit 11 is attached so that axis A in Figure 4 is vertical and reference plane S is a horizontal plane. In this case, the distance measuring sensor 18 can measure distances within the warehouse 201, centered on the side of the scraping unit 11. The distance measuring sensor 18 may also be attached so that axis A in Figure 4 is horizontal and reference plane S is a vertical plane. In this case, the distance measuring sensor 18 can measure distances to the opening 21 above the scraping unit 11 and the bulk cargo M below the scraping unit 11. Note that the orientation of axis A of the distance measuring sensor 18 is not limited to vertical or horizontal and can be any orientation.

荷揚げ部9の上部の測距センサ19は、図4の軸Aが水平方向で基準面Sが鉛直面となるように取り付けられる。この時、測距センサ19は下方にある船庫201の開口部21の縁や船庫201内のばら荷M等を測距できる。なお、この測距センサ19は上方にもレーザ光を発射できるが、上方には測定対象物が存在しないため、測距センサ19の上側を遮光性のカバーで覆う等によって上方の測距が無効化される。また、測距センサ19は、図4の軸Aが鉛直方向で基準面Sが水平面と平行になるように取り付けられてもよい。この時、測距センサ19は側方にある船庫201外の測定対象物を効率的に測距できる。測距センサ19の軸Aの向きは水平方向または鉛直方向に限らず任意の向きでよいが、以下では水平方向の場合を詳細に説明する。 The distance measurement sensor 19 at the top of the loading section 9 is mounted so that axis A in Figure 4 is horizontal and reference plane S is vertical. In this case, the distance measurement sensor 19 can measure the distance to the edge of the opening 21 of the warehouse 201 below, the bulk cargo M inside the warehouse 201, etc. Note that this distance measurement sensor 19 can also emit laser light upward, but since there are no objects to be measured above, upward distance measurement can be disabled by covering the top of the distance measurement sensor 19 with a light-blocking cover, for example. The distance measurement sensor 19 may also be mounted so that axis A in Figure 4 is vertical and reference plane S is parallel to the horizontal plane. In this case, the distance measurement sensor 19 can efficiently measure the distance to objects to be measured outside the warehouse 201 to the side. The direction of axis A of the distance measurement sensor 19 can be any direction, not just horizontal or vertical, but the horizontal direction will be described in detail below.

以上のような測距センサ18、19を荷揚げ部9に設けることで、開口部21の縁、船庫201の天井/壁/底、ばら荷Mその他の物、船庫201内の人/構造物、底さらい用のブルドーザ、掻き取り部11等の各種の測定対象物の位置を正確に把握できる。したがって、荷揚げ中の荷揚げ部9が他の物と衝突するのを防止でき、ばら荷Mを効率的に荷揚げできる。 By installing distance measuring sensors 18, 19 as described above in the lifting section 9, the positions of various measurement targets can be accurately determined, such as the edge of the opening 21, the ceiling/walls/bottom of the shed 201, bulk goods M and other objects, people/structures inside the shed 201, a bulldozer used for bottom raking, and the scraping section 11. This prevents the lifting section 9 from colliding with other objects during lifting, allowing bulk goods M to be lifted efficiently.

図5は、測距センサ19の配置例を上面視で示す。測距センサ19として三つの測距センサ191、192、193が、フランジ部91またはエレベータ本体14の外周を囲むように配置される。測距センサ191は、図4の軸Aが図5の左右方向で、図4の基準面Sに対応する基準面S1が図5の上下方向になるように配置される。測距センサ191は基準面S1を中心とする±15°の範囲内にレーザ光を照射して測距する。測距センサ192、193は、図4の軸Aが図5の上下方向で、図4の基準面Sに対応する基準面S2、S3が図5の左右方向になるように配置される。測距センサ192、193は基準面S2、S3を中心とする±15°の範囲内にレーザ光を照射して測距する。測距センサ192、193の基準面S2、S3は互いに平行な異なる平面であり、測距センサ191の基準面S1と直交する。 Figure 5 shows an example of the arrangement of distance measurement sensors 19 from a top view. Three distance measurement sensors 191, 192, and 193 are arranged as distance measurement sensors 19, surrounding the outer periphery of the flange portion 91 or the elevator body 14. Distance measurement sensor 191 is arranged so that axis A in Figure 4 is in the left-right direction in Figure 5, and reference plane S1 corresponding to reference plane S in Figure 4 is in the up-down direction in Figure 5. Distance measurement sensor 191 measures distance by emitting laser light within a range of ±15° centered on reference plane S1. Distance measurement sensors 192 and 193 are arranged so that axis A in Figure 4 is in the up-down direction in Figure 5, and reference planes S2 and S3 corresponding to reference plane S in Figure 4 are in the left-right direction in Figure 5. Distance measurement sensors 192 and 193 measure distance by emitting laser light within a range of ±15° centered on reference planes S2 and S3. The reference planes S2 and S3 of the distance measurement sensors 192 and 193 are different planes parallel to each other and perpendicular to the reference plane S1 of the distance measurement sensor 191.

CSU1は図5に示される姿勢を荷揚げ時の基本姿勢として船庫201からばら荷Mを搬出する。この基本姿勢において、走行部2は船庫201の正面位置からずれた位置にあり、旋回フレーム5およびブーム7は走行部2の軌道を構成するレール3に対して鋭角をなす旋回位置にある。この時、荷揚げ部9は船200の船庫201の上方にあり、その下部の掻き取り部11が開口部21から船庫201内に挿入される。 The CSU 1 unloads bulk cargo M from the shed 201 with the posture shown in Figure 5 as the basic posture for unloading. In this basic posture, the traveling section 2 is positioned away from the front of the shed 201, and the rotating frame 5 and boom 7 are in a rotation position that forms an acute angle with the rail 3 that forms the track of the traveling section 2. At this time, the unloading section 9 is located above the shed 201 of the ship 200, and the scraping section 11 at its bottom is inserted into the shed 201 through the opening 21.

船庫201の開口部21は、船200の進行方向(図5の左右方向)に長尺の矩形状であることが多い。この場合、開口部21の短辺(図5の上下方向の辺)に平行にレーザ光を照射する測距センサ191によって、開口部21の上辺の縁E11および下辺の縁E12を検出できる。なお、縁E11、E12の中心に示す点は測距センサ191の基準面S1上のレーザ光が開口部21の縁に当たる位置を表し、それを囲む矩形は基準面S1を中心とする±15°の範囲内に照射されたレーザ光が開口部21の縁に当たる範囲を模式的に表す。以下、測距センサ192、193についても同様の表記を用いる。 The opening 21 of the shipyard 201 is often rectangular and elongated in the direction of travel of the ship 200 (left-right in Figure 5). In this case, the upper edge E11 and lower edge E12 of the opening 21 can be detected by a distance measurement sensor 191 that emits laser light parallel to the short sides of the opening 21 (the sides in the vertical direction in Figure 5). Note that the points shown at the centers of edges E11 and E12 represent the positions where the laser light on the reference plane S1 of the distance measurement sensor 191 hits the edge of the opening 21, and the rectangle surrounding it schematically represents the range in which the laser light emitted within a ±15° range centered on the reference plane S1 hits the edge of the opening 21. The same notation will be used for distance measurement sensors 192 and 193 below.

同様に、開口部21の長辺(図5の左右方向の辺)に平行にレーザ光を照射する測距センサ192、193によれば、開口部21の左辺の縁E21、E31および右辺の縁E22、E32を検出できる。二つの測距センサ192、193を用いることで、短尺方向に比べて測距難易度が高い長尺方向でも高精度に測距できる。このように図5の測距センサ191、192、193の配置は、長方形などの一方向に長尺な形状の開口部21の縁の検出に好適である。 Similarly, distance measurement sensors 192 and 193, which emit laser light parallel to the long sides of opening 21 (the left-right sides in Figure 5), can detect edges E21 and E31 on the left side and edges E22 and E32 on the right side of opening 21. By using two distance measurement sensors 192 and 193, distance measurement can be performed with high accuracy even in the long direction, which is more difficult to measure than in the short direction. In this way, the arrangement of distance measurement sensors 191, 192, and 193 in Figure 5 is suitable for detecting the edges of opening 21 that is long in one direction, such as a rectangle.

なお、CSU1が図5に示される基本姿勢にない場合でも、荷揚げ部9が上面視で開口部21内にあれば、三つの測距センサ191、192、193によって、E11、E12、E21、E22、E31、E32に相当する開口部21の縁上の六つの測距点群を取得でき、開口部21の位置を正確に把握できる。 Even if the CSU1 is not in the basic position shown in Figure 5, if the loading/unloading unit 9 is within the opening 21 when viewed from above, the three distance measurement sensors 191, 192, and 193 can acquire six distance measurement point groups on the edge of the opening 21 corresponding to E11, E12, E21, E22, E31, and E32, and the position of the opening 21 can be accurately determined.

また、CSU1の荷揚げ時の基本姿勢は図5に示すものに限らず、例えば、走行部2が船庫201の正面にあり、旋回フレーム5およびブーム7がレール3に対して直角をなす姿勢を基本姿勢としてもよい。この場合、ブーム7の延伸方向が開口部21の短辺方向に一致するため、測距センサ191の基準面S1はブーム7の延伸方向と平行になり、測距センサ192、193の基準面S2、S3はブーム7の延伸方向と垂直になる。ここで、測距センサ191、192、193を筒状のエレベータ本体14の軸の周りに一体的に回転可能とすれば、CSU1の荷揚げ時の基本姿勢の変更に応じて、上記の長尺形状の開口部21に好適な測距センサ191、192、193の配置を容易に実現できる。 Furthermore, the basic position of the CSU 1 during lifting is not limited to that shown in Figure 5. For example, the basic position may be one in which the running unit 2 is located in front of the shipyard 201 and the swivel frame 5 and boom 7 are perpendicular to the rail 3. In this case, the extension direction of the boom 7 coincides with the short side direction of the opening 21, so the reference plane S1 of the distance measuring sensor 191 is parallel to the extension direction of the boom 7, and the reference planes S2 and S3 of the distance measuring sensors 192 and 193 are perpendicular to the extension direction of the boom 7. Here, if the distance measuring sensors 191, 192, and 193 are rotatable integrally around the axis of the cylindrical elevator body 14, it is possible to easily arrange the distance measuring sensors 191, 192, and 193 appropriately for the elongated opening 21 described above, depending on whether the basic position of the CSU 1 during lifting is changed.

上記の測距センサ19の数および配置は一例に過ぎず、任意の数および配置を採用できる。測距センサ19の数は、上面視で荷揚げ部9を囲む開口部21の形状を効率的に測定するために、少なくとも2個とするのが好ましい。より好ましくは3個以上とする。複数の測距センサ19は、フランジ部91またはエレベータ本体14の外周に沿って等間隔で配置してもよい。この場合の各測距センサ19の設置姿勢は任意であるが、例えば、各測距センサ19の基準面Sがフランジ部91またはエレベータ本体14の外周と接するように設置する。このように対称的な配置とすれば、CSU1の荷揚げ時の姿勢によらず安定的に開口部21の形状を測定できる。 The above number and arrangement of distance measuring sensors 19 are merely examples, and any number and arrangement can be adopted. It is preferable to have at least two distance measuring sensors 19 in order to efficiently measure the shape of the opening 21 surrounding the lifting section 9 when viewed from above. More preferably, three or more distance measuring sensors 19 are used. Multiple distance measuring sensors 19 may be arranged at equal intervals along the outer periphery of the flange section 91 or elevator body 14. In this case, the installation orientation of each distance measuring sensor 19 is arbitrary, but for example, each distance measuring sensor 19 is installed so that its reference surface S is in contact with the outer periphery of the flange section 91 or elevator body 14. Such a symmetrical arrangement allows the shape of the opening 21 to be measured stably regardless of the orientation of the CSU 1 during lifting.

以上のような測距センサ18、19で測定された船庫201内外の測定対象物との距離に応じて、CSU1の各可動部、すなわち、移動可能な走行部2、旋回可能な旋回フレーム5、起伏可能なブーム7、回転および変形可能な掻き取り部11等を制御することで、荷揚げ中の荷揚げ部9が船庫201内外の他の物と衝突するのを防止でき、ばら荷Mを効率的に荷揚げできる。なお、測距センサ18、19に加えてまたは代えて、測定対象物を撮影する画像センサやカメラによって船庫201内外の物を検知してもよい。 By controlling each movable part of the CSU 1, namely the movable traveling part 2, the swivelable swivel frame 5, the raiseable boom 7, and the rotatable and deformable scraping part 11, etc., according to the distance to the measurement object inside or outside the shed 201 measured by the distance measuring sensors 18, 19 as described above, it is possible to prevent the lifting part 9 from colliding with other objects inside or outside the shed 201 during unloading, and to efficiently unload the bulk goods M. Note that in addition to or instead of the distance measuring sensors 18, 19, objects inside or outside the shed 201 may be detected by an image sensor or camera that photographs the measurement object.

図6に誇張して示すように、船庫201内の積荷形状は平坦ではなく、ばら荷Mの高さは場所によって大きく異なりうる。また、船庫201内の積荷形状は、荷揚げ部9の掻き取り部11が各場所のばら荷Mを順次掻き取ることで時々刻々と変化する。典型的には、掻き取り部11によってばら荷Mを掻き取りにくい船庫201の壁や隅の近傍でばら荷Mが他の場所に比べて高く積み上がる傾向がある。また、掻き取り部11がばら荷Mを掻き取っている場所ではばら荷Mの高さが掻き取られた分だけ低くなるため、その周囲との間で過大なばら荷Mの高低差が発生する可能性もある。このような掻き取り部11の周囲で積み上がったばら荷Mの崩落(荷崩れ)が発生すると、ばら荷Mが崩れかかった掻き取り部11または荷揚げ部9全体に過大な負荷がかかってしまい、CSU1の運転を停止せざるを得ない場合もある。 As shown in an exaggerated manner in Figure 6, the cargo shape in the shed 201 is not flat, and the height of the bulk goods M can vary greatly depending on the location. Furthermore, the cargo shape in the shed 201 changes from moment to moment as the scraping section 11 of the unloading section 9 sequentially scrapes off the bulk goods M from each location. Typically, bulk goods M tend to pile up higher near the walls and corners of the shed 201, where it is difficult for the scraping section 11 to scrape off the bulk goods M, than in other locations. Furthermore, in areas where the scraping section 11 is scraping off the bulk goods M, the height of the bulk goods M decreases by the amount scraped off, which may result in an excessive difference in height between the bulk goods M and the surrounding areas. If the bulk goods M piled up around the scraping section 11 collapse (cargo collapse), excessive load will be placed on the scraping section 11 or the entire unloading section 9 where the bulk goods M are collapsing, which may require the CSU 1 to stop operating.

以下で詳細に説明するように、本実施形態によれば、船庫201内の現在の積荷形状(例えば、ばら荷Mの高さ分布)に対して複数の軌道候補に従って荷揚げ部9が運転された後の積荷形状が予測され、当該各積荷形状について荷崩れの可能性が評価される。そして、荷崩れの可能性が許容値以下の荷揚げ部9の軌道が生成されるため、荷崩れを効果的に防止できる。 As will be explained in detail below, according to this embodiment, the cargo shape after the unloading unit 9 operates according to multiple trajectory candidates for the current cargo shape in the warehouse 201 (e.g., the height distribution of bulk cargo M) is predicted, and the possibility of cargo collapse is evaluated for each of the cargo shapes. Then, a trajectory for the unloading unit 9 is generated that keeps the possibility of cargo collapse below an acceptable value, thereby effectively preventing cargo collapse.

図7は、CSU1(特に荷揚げ部9)の制御システム300の機能ブロック図である。制御システム300は、積荷形状検知部301と、搬出装置位置検知部302と、搬出装置制御部303と、軌道候補生成部304と、積荷形状予測部305と、予測モデル格納部306と、予測モデル採用部307と、積荷形状評価部308と、軌道生成部309と、承認受付部310と、積荷形状予測提示部311と、荷崩れ可能性提示部312と、搬出停止部313と、報知部314を備える。これらの機能ブロックは、コンピュータの中央演算処理装置、メモリ、入力装置、出力装置、コンピュータに接続される周辺機器等のハードウェア資源と、それらを用いて実行されるソフトウェアの協働により実現される。コンピュータの種類や設置場所は問わず、上記の各機能ブロックは、単一のコンピュータのハードウェア資源で実現してもよいし、複数のコンピュータに分散したハードウェア資源を組み合わせて実現してもよい。特に本実施形態では、制御システム300の機能ブロックの一部または全部は、CSU1のコンピュータで実現してもよいし、CSU1外に設置されてCSU1と通信可能なコンピュータで実現してもよい。 Figure 7 is a functional block diagram of the control system 300 for the CSU 1 (particularly the unloading unit 9). The control system 300 includes a cargo shape detection unit 301, a discharge device position detection unit 302, a discharge device control unit 303, a trajectory candidate generation unit 304, a cargo shape prediction unit 305, a prediction model storage unit 306, a prediction model adoption unit 307, a cargo shape evaluation unit 308, a trajectory generation unit 309, an approval acceptance unit 310, a cargo shape prediction presentation unit 311, a cargo collapse possibility presentation unit 312, a discharge stop unit 313, and an alarm unit 314. These functional blocks are realized through the cooperation of hardware resources such as the computer's central processing unit, memory, input devices, output devices, and peripheral devices connected to the computer, as well as software executed using these resources. Regardless of the type of computer or its location, each of the above functional blocks may be realized by the hardware resources of a single computer or by combining hardware resources distributed across multiple computers. In particular, in this embodiment, some or all of the functional blocks of the control system 300 may be implemented by a computer in the CSU1, or may be implemented by a computer installed outside the CSU1 and capable of communicating with the CSU1.

積荷形状検知部301および搬出装置位置検知部302は、搬出装置としてのCSU1(荷揚げ部9を含む)に設けられた一または複数のセンサである。各センサは、測定対象物との距離を測定するためにCSU1に設けられた測距センサでもよいし、測定対象物を撮影するためにCSU1に設けられた画像センサでもよいし、測定対象物を検知可能な他の任意のセンサでもよい。以下で説明するように、図示の例における主な測定対象物は、ばら荷M(積荷)、荷揚げ部9または掻き取り部11(搬出装置)である。 The cargo shape detection unit 301 and the discharge device position detection unit 302 are one or more sensors provided in the CSU 1 (including the unloading unit 9) serving as the discharge device. Each sensor may be a distance measurement sensor provided in the CSU 1 to measure the distance to the measurement object, an image sensor provided in the CSU 1 to photograph the measurement object, or any other sensor capable of detecting the measurement object. As will be explained below, the main measurement objects in the illustrated example are the bulk goods M (cargo), the unloading unit 9, or the scraping unit 11 (discharge device).

積荷形状検知部301は、船庫201内の積荷形状(ばら荷Mの形状)を検知する。積荷形状検知部301としては、荷揚げ部9に設けられる前述の測距センサ18、19や画像センサ等を利用できる。搬出装置位置検知部302は、搬出装置としての荷揚げ部9の船庫201内の位置、具体的には荷揚げ部9においてばら荷Mを掻き取る掻き取り部11の先端や後端等の位置を検知する。搬出装置位置検知部302としては、荷揚げ部9自体に設けられる前述の測距センサ18、19や画像センサ等を利用できる。なお、荷揚げ部9を制御する搬出装置制御部303が、荷揚げ部9の船庫201内の位置を認識できている場合は、搬出装置位置検知部302を設けなくてもよい。 The cargo shape detection unit 301 detects the shape of the cargo (shape of the bulk goods M) in the warehouse 201. The cargo shape detection unit 301 can be the aforementioned distance measuring sensors 18, 19 or image sensor provided in the unloading unit 9. The discharge device position detection unit 302 detects the position of the unloading unit 9 as a discharge device in the warehouse 201, specifically the position of the front and rear ends of the scraping unit 11 that scrapes off the bulk goods M in the unloading unit 9. The discharge device position detection unit 302 can be the aforementioned distance measuring sensors 18, 19 or image sensor provided in the unloading unit 9 itself. Note that if the discharge device control unit 303 that controls the unloading unit 9 is able to recognize the position of the unloading unit 9 in the warehouse 201, the discharge device position detection unit 302 does not need to be provided.

軌道候補生成部304は、積荷形状検知部301によって検知された積荷形状、搬出装置位置検知部302によって検知された荷揚げ部9の位置、搬出装置制御部303から提供される荷揚げ部9の運転情報等に応じて、荷揚げ部9の船庫201内の複数の軌道候補を生成する。 The trajectory candidate generation unit 304 generates multiple trajectory candidates for the unloading unit 9 within the warehouse 201 based on the cargo shape detected by the cargo shape detection unit 301, the position of the unloading unit 9 detected by the unloading device position detection unit 302, and the operating information of the unloading unit 9 provided by the unloading device control unit 303.

積荷形状予測部305は、積荷形状検知部301によって検知された現在の積荷形状に対して、軌道候補生成部304によって生成された各軌道候補に従って荷揚げ部9が運転された後の積荷形状を予測する。なお、積荷形状は荷揚げ部9の軌道だけでなく掻き取り部11の掻き取り速度等の運転情報によっても変化するため、積荷形状予測部305は搬出装置制御部303から提供される荷揚げ部9の運転情報も考慮して積荷形状を予測するのが好ましい。 The cargo shape prediction unit 305 predicts the cargo shape after the unloading unit 9 is operated according to each trajectory candidate generated by the trajectory candidate generation unit 304, based on the current cargo shape detected by the cargo shape detection unit 301. Note that since the cargo shape changes not only depending on the trajectory of the unloading unit 9 but also on operating information such as the scraping speed of the scraping unit 11, it is preferable that the cargo shape prediction unit 305 also considers the operating information of the unloading unit 9 provided by the discharge device control unit 303 when predicting the cargo shape.

積荷形状予測部305は、予測モデル格納部306に格納された複数の予測モデルによって積荷形状を予測してもよい。各予測モデルは、積荷の性状に応じて異なる。例えば、ばら荷Mの材料や物性等の積荷の性質、ばら荷Mの水分含有率やそれに伴う粘性等の積荷の状態に応じて異なる予測モデルが予め用意されて予測モデル格納部306に格納されている。 The cargo shape prediction unit 305 may predict the cargo shape using multiple prediction models stored in the prediction model storage unit 306. Each prediction model differs depending on the characteristics of the cargo. For example, different prediction models are prepared in advance and stored in the prediction model storage unit 306 depending on the cargo properties, such as the material and physical properties of the bulk cargo M, and the state of the cargo, such as the moisture content of the bulk cargo M and the associated viscosity.

予測モデル採用部307は、後述する軌道生成部309によって生成された軌道(軌道候補生成部304によって生成された複数の軌道候補のうち最終的に採用された一つの軌道)に従って荷揚げ部9が運転された後に積荷形状検知部301によって検知された積荷形状を、積荷形状予測部305によって予測された複数の予測モデルに基づく複数の積荷形状とそれぞれ比較し、乖離が最も小さい予測モデルを採用する。この結果、現在の積荷(ばら荷M)の性状に最も合った予測モデルが予測モデル格納部306から選択されるため、後述する積荷形状評価部308における評価や、軌道生成部309における軌道生成を高精度に行える。なお、ばら荷Mの水分含有率等の性状は、例えば、ばら荷Mの上部と下部で異なる場合も想定されるため、荷揚げ部9の位置や搬出動作の進捗に応じて、異なる予測モデルが予測モデル採用部307によって採用されてもよい。 The prediction model adoption unit 307 compares the cargo shape detected by the cargo shape detection unit 301 after the unloading unit 9 operates according to the trajectory generated by the trajectory generation unit 309 (the final adopted trajectory from the multiple trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 304), described below, with multiple cargo shapes based on multiple prediction models predicted by the cargo shape prediction unit 305, and adopts the prediction model with the smallest deviation. As a result, the prediction model that best matches the characteristics of the current cargo (bulk cargo M) is selected from the prediction model storage unit 306, allowing for highly accurate evaluation by the cargo shape evaluation unit 308 (described below) and trajectory generation by the trajectory generation unit 309. Note that it is possible that the moisture content and other properties of the bulk cargo M may differ between the top and bottom of the bulk cargo M, for example. Therefore, different prediction models may be adopted by the prediction model adoption unit 307 depending on the position of the unloading unit 9 and the progress of the unloading operation.

積荷形状評価部308は、積荷形状予測部305によって予測された各積荷形状(予測モデル格納部306および予測モデル採用部307が設けられる場合は、予測モデル採用部307によって採用された予測モデルに基づいて予測された各積荷形状)について、ばら荷Mの荷崩れの可能性を評価する。例えば、積荷形状評価部308は、積荷形状予測部305によって予測された各積荷形状の平坦性を、ばら荷Mの標準偏差等によって評価する。平坦性の高い積荷形状は荷崩れの可能性が低く、平坦性の低い積荷形状は荷崩れの可能性が高いといえる。積荷形状評価部308による評価の具体例については後述する。 The cargo shape evaluation unit 308 evaluates the possibility of collapse of the bulk cargo M for each cargo shape predicted by the cargo shape prediction unit 305 (or, if the prediction model storage unit 306 and the prediction model adoption unit 307 are provided, each cargo shape predicted based on the prediction model adopted by the prediction model adoption unit 307). For example, the cargo shape evaluation unit 308 evaluates the flatness of each cargo shape predicted by the cargo shape prediction unit 305 using the standard deviation of the bulk cargo M, etc. A cargo shape with high flatness is less likely to collapse, while a cargo shape with low flatness is more likely to collapse. Specific examples of evaluation by the cargo shape evaluation unit 308 will be described later.

軌道生成部309は、軌道候補生成部304によって生成された複数の軌道候補のうち積荷形状評価部308によって評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下の荷揚げ部9の軌道を生成する。例えば、軌道生成部309は、軌道候補生成部304によって生成された複数の軌道候補のうち積荷形状評価部308によって評価された荷崩れの可能性が最も低い荷揚げ部9の軌道を生成してもよい。あるいは、積荷形状評価部308によって評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下であって、後述する他の評価観点でも高い評価が得られた軌道候補が軌道生成部309によって選択されてもよい。積荷形状評価部308が積荷形状の平坦性を評価する場合、軌道生成部309は平坦性が所定の許容値以上(例えば、ばら荷Mの標準偏差が所定の許容値以下)の軌道候補を選択する。軌道生成部309による軌道生成の具体例については後述する。 The trajectory generation unit 309 generates a trajectory for the unloading unit 9 from among the multiple trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 304, where the likelihood of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit 308 is below a predetermined tolerance. For example, the trajectory generation unit 309 may generate a trajectory for the unloading unit 9 from among the multiple trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 304, where the likelihood of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit 308 is lowest. Alternatively, the trajectory generation unit 309 may select a trajectory candidate where the likelihood of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit 308 is below a predetermined tolerance and which also receives high evaluations in other evaluation perspectives described below. When the cargo shape evaluation unit 308 evaluates the flatness of the cargo shape, the trajectory generation unit 309 selects a trajectory candidate where the flatness is above a predetermined tolerance (for example, the standard deviation of the bulk load M is below a predetermined tolerance). Specific examples of trajectory generation by the trajectory generation unit 309 will be described later.

なお、制御システム300は、軌道生成部309が生成した荷揚げ部9の軌道に対する承認を受け付ける承認受付部310を備えてもよい。例えば、CSU1の主操作室16内等の操作者や制御システム300の管理者等が、軌道生成部309が生成した軌道に対する承認権限を有し、承認受付部310に対して承認または却下を入力できる。 The control system 300 may also include an approval receiving unit 310 that receives approval for the trajectory of the unloading unit 9 generated by the trajectory generating unit 309. For example, an operator in the main operation room 16 of the CSU 1 or an administrator of the control system 300 has the authority to approve the trajectory generated by the trajectory generating unit 309 and can input approval or rejection to the approval receiving unit 310.

搬出装置制御部303は、船庫201内のばら荷Mを搬出装置としての荷揚げ部9によって船庫201外に搬出させる。搬出装置制御部303は、軌道生成部309が生成した荷揚げ部9の推奨軌道(承認受付部310が設けられる場合は、承認受付部310において承認された荷揚げ部9の軌道)に従って荷揚げ部9を駆動する。荷揚げ部9は、当該推奨軌道に従って自動運転されてもよいし、当該推奨軌道の提示を受けた主操作室16内等の操作者によってマニュアル操作されてもよい。 The carrying-out device control unit 303 causes the unloading unit 9, which serves as a carrying-out device, to carry out the bulk cargo M from the shipyard 201 to the outside of the shipyard 201. The carrying-out device control unit 303 drives the unloading unit 9 according to the recommended trajectory for the unloading unit 9 generated by the trajectory generation unit 309 (or, if an approval reception unit 310 is provided, the trajectory for the unloading unit 9 approved by the approval reception unit 310). The unloading unit 9 may be automatically operated according to the recommended trajectory, or may be manually operated by an operator in the main operation room 16 or the like who is presented with the recommended trajectory.

積荷形状予測提示部311、荷崩れ可能性提示部312、搬出停止部313、報知部314は、軌道生成部309によって生成された荷揚げ部9の軌道および/または積荷形状評価部308による積荷形状の評価に関する補助的機能を提供する。 The cargo shape prediction presentation unit 311, cargo collapse possibility presentation unit 312, discharge stop unit 313, and notification unit 314 provide auxiliary functions related to the trajectory of the unloading unit 9 generated by the trajectory generation unit 309 and/or the evaluation of the cargo shape by the cargo shape evaluation unit 308.

積荷形状予測提示部311は、軌道生成部309によって生成された軌道に従って荷揚げ部9が運転された後の積荷形状の積荷形状予測部305による予測をCSU1の操作者等に提示する。なお、積荷形状予測提示部311は、軌道候補生成部304によって生成された各軌道候補に従って荷揚げ部9が運転された後の積荷形状の積荷形状予測部305による予測をCSU1の操作者等に提示してもよい。この場合、CSU1の操作者等は、各軌道候補についての積荷形状予測を確認しながら荷揚げ部9の最適な軌道を自ら選択できる。 The cargo shape prediction presentation unit 311 presents to the operator of the CSU 1, etc., the prediction by the cargo shape prediction unit 305 of the cargo shape after the unloading unit 9 is operated according to the trajectory generated by the trajectory generation unit 309. The cargo shape prediction presentation unit 311 may also present to the operator of the CSU 1, etc., the prediction by the cargo shape prediction unit 305 of the cargo shape after the unloading unit 9 is operated according to each trajectory candidate generated by the trajectory candidate generation unit 304. In this case, the operator of the CSU 1, etc., can select the optimal trajectory for the unloading unit 9 themselves while checking the cargo shape prediction for each trajectory candidate.

荷崩れ可能性提示部312は、軌道生成部309によって生成された軌道に従って荷揚げ部9が運転された後の積荷形状評価部308による荷崩れの可能性をCSU1の操作者等に提示する。なお、荷崩れ可能性提示部312は、軌道候補生成部304によって生成された各軌道候補に従って荷揚げ部9が運転された後の積荷形状評価部308による荷崩れの可能性をCSU1の操作者等に提示してもよい。この場合、CSU1の操作者等は、各軌道候補についての荷崩れの可能性を確認しながら荷揚げ部9の最適な軌道を自ら選択できる。 The cargo shift possibility presentation unit 312 presents to the operator of the CSU 1, etc., the possibility of cargo shift as determined by the cargo shape evaluation unit 308 after the unloading unit 9 is operated according to the trajectory generated by the trajectory generation unit 309. The cargo shift possibility presentation unit 312 may also present to the operator of the CSU 1, etc., the possibility of cargo shift as determined by the cargo shape evaluation unit 308 after the unloading unit 9 is operated according to each trajectory candidate generated by the trajectory candidate generation unit 304. In this case, the operator of the CSU 1, etc., can select the optimal trajectory for the unloading unit 9 himself/herself while checking the possibility of cargo shift for each trajectory candidate.

搬出停止部313は、軌道候補生成部304によって生成された複数の軌道候補について積荷形状評価部308によって評価された荷崩れの可能性がいずれも許容値より高い場合、搬出装置制御部303による荷揚げ部9の制御を停止させる。報知部314は、軌道候補生成部304によって生成された複数の軌道候補について積荷形状評価部308によって評価された荷崩れの可能性がいずれも許容値より高い場合、荷崩れの可能性が高い旨をCSU1の操作者等に報知する。 The discharge stop unit 313 stops control of the unloading unit 9 by the discharge device control unit 303 when the likelihood of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit 308 for the multiple trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 304 is higher than the allowable value. The notification unit 314 notifies the operator of the CSU 1, etc., that there is a high likelihood of cargo collapse when the likelihood of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit 308 for the multiple trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit 304 is higher than the allowable value.

続いて、制御システム300による制御の具体例を図8のフローチャートに沿って説明する。フローチャートにおける「S」はステップまたは処理を意味する。図8の例では、搬出装置としてのCSU1全体または荷揚げ部9が自動運転される。前述のように、荷揚げ部9の軌道は軌道生成部309によって生成されて、搬出装置制御部303がCSU1全体または荷揚げ部9を自動運転する。 Next, a specific example of control by the control system 300 will be described with reference to the flowchart in Figure 8. In the flowchart, "S" denotes a step or process. In the example in Figure 8, the entire CSU 1 or the unloading unit 9 serving as the unloading device is automatically operated. As mentioned above, the trajectory of the unloading unit 9 is generated by the trajectory generation unit 309, and the unloading device control unit 303 automatically operates the entire CSU 1 or the unloading unit 9.

S1では、CSU1の荷揚げ部9または掻き取り部11と船庫201の相対位置が検出される。具体的には、荷揚げ部9に設けられた前述の測距センサ18、19や画像センサ等によって検知される船庫201の開口部21等の位置と、搬出装置制御部303が認識して制御する荷揚げ部9または掻き取り部11の位置の相対位置が検出される。なお、荷揚げ部9または掻き取り部11の位置は、搬出装置位置検知部302によって検出されてもよい。以下では、船庫201に固定された任意の基準点を原点とする三次元座標系(船庫座標系ともいう)において説明する。S1で検出された船庫座標系における時刻kの荷揚げ部9の位置/姿勢をx と表す。なお、添え字「c」はCSU1を意味する。x は、荷揚げ部9の一または複数の代表点(例えば、掻き取り部11の先端や後端)の位置(例えば三次元座標)と姿勢(例えば三次元座標軸周りの回転角度)を表すベクトルである。 In S1, the relative position of the unloading unit 9 or scraping unit 11 of the CSU 1 and the warehouse 201 is detected. Specifically, the relative position between the position of the opening 21 of the warehouse 201 detected by the distance sensors 18, 19 and image sensors provided in the unloading unit 9 and the position of the unloading unit 9 or scraping unit 11 recognized and controlled by the carry-out device control unit 303 is detected. Note that the position of the unloading unit 9 or scraping unit 11 may be detected by the carry-out device position detection unit 302. The following description is given in a three-dimensional coordinate system (also referred to as the warehouse coordinate system) with an arbitrary reference point fixed to the warehouse 201 as the origin. The position/posture of the unloading unit 9 at time k in the warehouse coordinate system detected in S1 is represented as x c k . Note that the subscript "c" refers to CSU 1. x c k is a vector representing the position (e.g., three-dimensional coordinates) and posture (e.g., rotation angle around the three-dimensional coordinate axis) of one or more representative points of the lifting section 9 (e.g., the front or rear end of the scraping section 11).

S2では、積荷形状検知部301によって船庫201内の積荷形状(ばら荷Mの形状または高さ分布)が検出される。図9は、積荷形状検知部301による積荷形状の検出の具体例を示す。船庫201の表面または底面が近似された平面上にX軸およびY軸による二次元座標系が設定されており、X軸およびY軸に沿って船庫201の表面が格子状に区画されている。 In S2, the cargo shape detection unit 301 detects the cargo shape (shape or height distribution of bulk cargo M) in the warehouse 201. Figure 9 shows a specific example of cargo shape detection by the cargo shape detection unit 301. A two-dimensional coordinate system with X and Y axes is set on a plane that approximates the surface or bottom of the warehouse 201, and the surface of the warehouse 201 is divided into a grid along the X and Y axes.

図9の例では、X軸に沿った30個の区間およびY軸に沿った15個の区間によって船庫201の底が合計450個の区画に分けられている。積荷形状検知部301は、各区画におけるばら荷Mの高さを検知する。i番目(図9の例では、i=1~450)の区画における時刻kのばら荷Mの高さをh と表す。積荷形状検知部301は、h ~h450 の総体または集合としての時刻kの積荷形状hを検出する。なお、荷揚げ部9を含む船庫201内の物や人によって、積荷形状検知部301が一部の区画のばら荷Mの高さを測定できない場合は、Semantic Scene Completion等の補間技術によって当該区間のばら荷Mの高さを推定してもよい。 In the example of Figure 9, the bottom of the warehouse 201 is divided into a total of 450 compartments, with 30 sections along the X-axis and 15 sections along the Y-axis. The cargo shape detection unit 301 detects the height of bulk cargo M in each compartment. The height of bulk cargo M in the i-th compartment (i = 1 to 450 in the example of Figure 9) at time k is represented as h i k . The cargo shape detection unit 301 detects the cargo shape h k at time k as the total or set of h 1 k to h 450 k . Note that if the cargo shape detection unit 301 cannot measure the height of bulk cargo M in some compartments due to objects or people inside the warehouse 201, including the unloading unit 9, the height of bulk cargo M in those sections may be estimated using an interpolation technique such as Semantic Scene Completion.

図9には、予め設定された荷揚げ部9の基本軌道Rまたは周回軌道の一部が模式的に示されている。荷揚げ部9は原則として基本軌道Rに沿って船庫201内を周回または巡回するように搬出装置制御部303によって駆動されるが、荷崩れの可能性が高い場合等は軌道生成部309によって推奨される補正軌道に従って基本軌道Rから外れた周辺軌道を取ることで、CSU1の運転停止を招きうる大規模な荷崩れの発生を防止する。なお、荷揚げ部9の掻き取り部11の周囲に積み上がっているばら荷Mの高さが比較的小さい間は、荷崩れが発生しても掻き取り部11や荷揚げ部9にかかる負荷は小さいため、このような小規模な荷崩れを積極的に起こすような補正軌道を軌道生成部309に生成させることで、結果的に大規模な荷崩れの発生を防止してもよい。 Figure 9 shows a schematic representation of a portion of the preset basic trajectory R or circular trajectory of the unloading unit 9. In principle, the unloading unit 9 is driven by the discharge device control unit 303 to orbit or circulate within the warehouse 201 along the basic trajectory R. However, in cases where there is a high possibility of cargo shifting, the trajectory generation unit 309 recommends a correction trajectory to take a peripheral trajectory that deviates from the basic trajectory R, thereby preventing a large-scale cargo shift that could result in the shutdown of the CSU 1. Note that as long as the height of the bulk cargo M piled up around the scraping unit 11 of the unloading unit 9 is relatively small, even if a cargo shift occurs, the load on the scraping unit 11 and the unloading unit 9 is small. Therefore, the trajectory generation unit 309 may be caused to generate a correction trajectory that actively causes such small-scale cargo shifting, thereby preventing a large-scale cargo shift from occurring.

S3では、軌道候補生成部304が、S2で検出された積荷形状h、S1で検出された荷揚げ部9の位置x 、搬出装置制御部303から提供される荷揚げ部9の運転情報等に応じて、荷揚げ部9の船庫201内の複数の軌道候補を生成する。S4では、積荷形状評価部308が、S3で生成された複数の軌道候補に関して積荷形状予測部305が予測した各積荷形状について、ばら荷Mの荷崩れの可能性を評価する。この際、後述するように荷揚げ部9の負荷状態φも予測および評価される。S3およびS4の詳細については後述する。 In S3, the trajectory candidate generation unit 304 generates a plurality of trajectory candidates for the unloading unit 9 within the warehouse 201, based on the cargo shape h k detected in S2, the position x c k of the unloading unit 9 detected in S1, operation information of the unloading unit 9 provided by the carry-out device control unit 303, etc. In S4, the cargo shape evaluation unit 308 evaluates the possibility of collapse of the bulk goods M for each cargo shape predicted by the cargo shape prediction unit 305 with respect to the plurality of trajectory candidates generated in S3. At this time, the load state φ of the unloading unit 9 is also predicted and evaluated, as described below. Details of S3 and S4 will be described later.

S5では、軌道生成部309が、S3で生成された複数の軌道候補のうちS4で評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下の荷揚げ部9の軌道を選択する。例えば、S4で評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下であって、後述する他の評価観点でも高い評価が得られた軌道候補がS5で選択される。S5で選択された荷揚げ部9の将来時刻k+1~Hの軌道(位置/姿勢)をx k+1:H(x k+1~x の集合)と表す。以下では、荷揚げ部9の軌道x k+1:Hの予測または生成の範囲を定める将来時刻Hを予測ホライズンHともいう。S5の詳細については後述する。 In S5, the trajectory generation unit 309 selects a trajectory for the unloading unit 9 from the multiple trajectory candidates generated in S3, for which the possibility of cargo collapse evaluated in S4 is below a predetermined tolerance. For example, a trajectory candidate for which the possibility of cargo collapse evaluated in S4 is below a predetermined tolerance and which has also been highly evaluated in other evaluation perspectives described below is selected in S5. The trajectory (position/attitude) of the unloading unit 9 from future time k+1 to H selected in S5 is represented as x c k+1:H (a set of x c k+1 to x c H ). Hereinafter, the future time H that defines the range for predicting or generating the trajectory x c k+1:H of the unloading unit 9 is also referred to as the prediction horizon H. Details of S5 will be described later.

S6では、S5において荷崩れの可能性が所定の許容値以下の荷揚げ部9の軌道x k+1:Hが見つかったか否かが判定される。S6でYesと判定された場合、すなわちS5において荷崩れの可能性が所定の許容値以下の荷揚げ部9の推奨軌道x k+1:Hが選択された場合はS7に進み、当該推奨軌道x k+1:Hに従って搬出装置制御部303が荷揚げ部9を時刻k+1~Hに亘って自動運転(軌道追従制御)する。S7の後はS1に戻り、S1~S7の一連の処理が間欠的または連続的に繰り返される。S6でNoと判定された場合、すなわちS5において荷崩れの可能性が所定の許容値以下の荷揚げ部9の軌道x k+1:Hが選択されなかった場合はS8に進み、搬出停止部313が搬出装置制御部303による荷揚げ部9の制御を停止させ、報知部314が荷崩れの可能性が高い旨をCSU1の操作者等に報知する。 In S6, it is determined whether a trajectory x c k+1:H of the unloading unit 9 for which the possibility of cargo collapse is within a predetermined tolerance level has been found in S5. If the determination in S6 is Yes, that is, if a recommended trajectory x c k+ 1:H of the unloading unit 9 for which the possibility of cargo collapse is within a predetermined tolerance level has been selected in S5, the process proceeds to S7, in which the unloading device control unit 303 automatically operates (trajectory tracking control) the unloading unit 9 from time k+1 to H in accordance with the recommended trajectory x c k+1 :H . After S7, the process returns to S1, and the series of processes from S1 to S7 are repeated intermittently or continuously. If the answer is No in S6, that is, if the trajectory x c k+1:H of the unloading unit 9 where the possibility of cargo collapse is below a predetermined tolerance value is not selected in S5, the process proceeds to S8, in which the unloading stop unit 313 stops the control of the unloading unit 9 by the unloading device control unit 303, and the alarm unit 314 notifies the operator of the CSU 1, etc., that there is a high possibility of cargo collapse.

続いて、S3~S5の詳細を説明する。S3~S5では荷揚げ部9の将来時刻k+1~Hの軌道x k+1:Hが生成されるが、ここでは掻き取り部11の掻き取り速度等の荷揚げ部9またはCSU1の制御状態y も併せて考慮する。荷揚げ部9の時刻kの軌道x および制御状態y の組合せを荷揚げ部9の時刻kの状態z =(x ,y )と置く。 Next, steps S3 to S5 will be described in detail. In steps S3 to S5, a trajectory x c k+1:H of the unloading unit 9 from future times k+1 to H is generated, but here, the control state y c k of the unloading unit 9 or CSU 1, such as the scraping speed of the scraping unit 11, is also taken into consideration. The combination of the trajectory x c k and control state y c k of the unloading unit 9 at time k is defined as the state z c k = (x c k , y c k ) of the unloading unit 9 at time k.

以上に基づいて、現在時刻k=0の荷揚げ部9の状態z 、現在時刻k=0の積荷形状hの組(z ,h)から、将来時刻1~Hの荷揚げ部9の状態z 1:Hを生成する関数gを考える。すなわちz 1:H=g(z ,h)である。なお、荷揚げ部9の速度や加速度も考慮するため、関数gには現在時刻0より少し前の時刻-Lから現在時刻0までの荷揚げ部9の状態z -L:0を入力するのが好ましい。Lは例えば1である。この場合、関数gはz 1:H=g(z -L:0,h)と表される。S3~S5の軌道生成処理の目的は、大規模な荷崩れが発生せず、かつ、掻き取り部11によるばら荷Mの搬出効率を最大化できる、荷揚げ部9の将来時刻1~Hの軌道z 1:Hを与える最適な関数gを見つけることである。 Based on the above, consider a function g that generates the state zc1 : H of the unloading unit 9 at future times 1 to H from the set ( zc0 , h0 ) of the state zc0 of the unloading unit 9 at the current time k=0 and the cargo shape h0 at the current time k =0. That is, zc1 : H = g( zc0 , h0 ). Note that, in order to take into account the speed and acceleration of the unloading unit 9, it is preferable to input the state zc -L:0 of the unloading unit 9 from time -L, which is slightly before the current time 0, to the current time 0 into function g. L is, for example, 1. In this case, function g is expressed as zc1 :H = g( zc -L:0 , h0 ). The purpose of the trajectory generation process of S3 to S5 is to find the optimal function g that gives the trajectory z c 1:H of the unloading unit 9 at future times 1 to H, which will not cause large-scale cargo collapse and will maximize the efficiency of the scraping unit 11 in removing the bulk cargo M.

1:H=g(z -L:0,h)において、右辺の関数gへの入力となるz -L:0,hは、それぞれ搬出装置位置検知部302(および/または搬出装置制御部303)、積荷形状検知部301によって検知される。これらのパラメータ(z -L:0,h)を取得した軌道候補生成部304は、荷揚げ部9の複数の軌道候補z 1:Hを生成する。 In z c 1:H = g (z c - L: 0 , h 0 ), z c - L: 0 and h 0 which are inputs to the function g on the right-hand side are detected by the unloading device position detection unit 302 (and/or the unloading device control unit 303) and the cargo shape detection unit 301, respectively. The trajectory candidate generation unit 304 acquires these parameters (z c - L: 0 , h 0 ) and generates multiple trajectory candidates z c 1:H for the unloading unit 9.

積荷形状予測部305は、生成された各軌道候補z 1:Hに従って荷揚げ部9が運転された後の将来時刻1~Hの積荷形状h~hと荷揚げ部9の負荷状態φ~φを予測する。ここで、時刻kの積荷形状hおよび負荷状態φは、前の時刻k-1の積荷形状hk-1および負荷状態φk-1と、時刻kの荷揚げ部9の状態z に基づいて、(h,φ)=f(hk-1,φk-1,z )と表される。ここで、関数fはニューラルネットワーク等を通じた機械学習によって予め用意される。機械学習するためのデータは、オペレータによるマニュアル操縦時に収集した実環境のデータでもよいし、シミュレーションによって収集したデータでもよい。このような入出力の機械学習は一般的に学習に準備したデータが少なくても良く動作することが知られている。積荷形状予測部305は、各軌道候補z 1:H、積荷形状検知部301で検知された現在時刻の積荷形状h、掻き取り部11または荷揚げ部9に設けられる荷重センサ等の負荷センサから取得した現在時刻の負荷状態φを関数fに順次入力し、(h,φ)=f(h,φ,z )、(h,φ)=f(h,φ,z )、…、(h,φ)=f(hH-1,φH-1,z )によって、各将来時刻1~Hの各積荷形状h~hおよび荷揚げ部9の負荷状態φ~φを軌道候補z 1:H毎に予測する。 The cargo shape prediction unit 305 predicts cargo shapes h 1 to h H and load states φ 1 to φ H of the unloading unit 9 at future times 1 to H after the unloading unit 9 has been operated according to each generated trajectory candidate z c 1 : H . Here, the cargo shape h k and load state φ k at time k are expressed as (h k , φ k ) = f (h k-1 , φ k-1 , z c k ) based on the cargo shape h k -1 and load state φ k-1 at the previous time k - 1 and the state z c k of the unloading unit 9 at time k . Here, the function f is prepared in advance by machine learning using a neural network or the like. The data used for machine learning may be real-world data collected during manual operation by an operator or data collected by simulation. It is generally known that such input/output machine learning works well even with little data prepared for learning. The cargo shape prediction unit 305 sequentially inputs each trajectory candidate z c 1:H , the cargo shape h 0 at the current time detected by the cargo shape detection unit 301, and the load state φ 0 at the current time obtained from a load sensor such as a load sensor installed in the scraping unit 11 or the unloading unit 9 into a function f, and predicts the cargo shapes h 1 to hH and the load states φ 1 to φH of the unloading unit 9 at each future time 1 to H for each trajectory candidate z c 1 :H using ( h 1 , φ 1 ) = f(h 0 , φ 0 , z c 1 ), (h 2 , φ 2 ) = f(h 1 , φ 1 , z c 2 ) , ..., (h H , φ H ) = f(h H- 1 , φ H-1 , z c H ).

以上のように、複数の軌道候補z 1:Hについて、現在時刻0における荷揚げ部9およびばら荷Mの初期状態(z -L:0,h,φ)から、将来時刻1~Hにおける荷揚げ部9およびばら荷Mの状態(h1:H,φ1:H,z 1:H)への遷移(h1:H,φ1:H,z 1:H|z -L:0,h,φ)が与えられる。積荷形状評価部308は、これらの遷移におけるばら荷Mの荷崩れの可能性や搬出のしやすさ等を評価する評価関数J(h1:H,φ1:H,z 1:H|z -L:0,h,φ)と、これらの遷移において荷揚げ部9が現実的な速度や加速度で船庫201の壁等との衝突を避けながら運動するための制約条件b(h1:H,φ1:H,z 1:H|z -L:0,h,φ)を用いて、各軌道候補z 1:Hを評価する。評価関数Jおよび制約条件bについては後述する。なお、特許文献1では、このような機械的および/または非機械的な制約を考慮しないため、物理的に非現実的な軌道や荷揚げ部9が船庫201の壁に衝突してしまう軌道が出力されてしまう恐れがあった。 As described above, for multiple trajectory candidates z c 1:H , a transition (h 1:H , φ 1:H , z c 1 : H | z c -L:0 , h 0 , φ 0 ) is given from the initial state (z c -L:0 , h 0 , φ 0 ) of the unloading unit 9 and bulk load M at current time 0 to the state (h 1 :H , φ 1:H , z c 1:H ) of the unloading unit 9 and bulk load M at future times 1 to H. The cargo shape evaluation unit 308 evaluates each trajectory candidate zc1:H using an evaluation function J (h1 :H , φ1 :H , zc1 :H | zc -L:0, h0, φ0) that evaluates the possibility of the bulk goods M collapsing and the ease of removal during these transitions, and a constraint b (h1:H, φ1:H, zc1:H |zc-L:0 , h0 , φ0 ) that allows the unloading unit 9 to move at a realistic speed and acceleration during these transitions while avoiding collision with the walls of the warehouse 201 , etc. The evaluation function J and the constraint b will be described later. Note that Patent Document 1 does not take such mechanical and/or non-mechanical constraints into consideration, and therefore there is a risk that a physically unrealistic trajectory or a trajectory in which the unloading unit 9 collides with the walls of the warehouse 201 will be output.

積荷形状評価部308が行う評価関数Jおよび制約条件bによる複数の軌道候補z 1:Hの評価は、以下の数式で表される制約付き非線形最適化問題として扱える。評価においては、主双対内点法、SQP(Sequential Quadratic Programming)、ランダムシューティング等を利用してもよい。この結果、総合的に最も高い評価が得られた軌道候補z 1:Hが軌道生成部309によって採用されて、荷揚げ部9の自動運転に使用される。
The evaluation of multiple trajectory candidates zc1 :H by the cargo shape evaluation unit 308 using the evaluation function J and constraint condition b can be treated as a constrained nonlinear optimization problem expressed by the following formula. The evaluation may utilize the primal-dual interior point method, SQP (Sequential Quadratic Programming), random shooting, etc. As a result, the trajectory candidate zc1 :H that has the highest overall evaluation is adopted by the trajectory generation unit 309 and used for automatic operation of the unloading unit 9.

評価関数Jは、複数の異なる評価観点に対応して設計された複数の関数r(h1:H,φ1:H,z 1:H|z -L:0,h,φ)を、重みαで適宜重み付けをして加算したものとして構成できる。すなわち、J=Σα(h1:H,φ1:H,z 1:H|z -L:0,h,φ)である。以下で関数rの具体例を挙げる。本実施形態において特に重要な評価観点は、荷崩れが起こりにくいこと、および/または、掻き取り部11または荷揚げ部9が荷崩れによって過負荷にならないことである。この評価観点に基づいて設計された関数rは、大規模な荷崩れを引き起こしうる急峻で高いばら荷Mの斜面が形成されないような荷揚げ部9の軌道候補に高い評価を与える。その上で、掻き取り部11によるばら荷Mの搬出効率が最大化される軌道が軌道生成部309によって生成されるように、各関数rが設計されて適切な重みαが付与される。 The evaluation function J can be constructed by adding together a plurality of functions r l (h 1:H , φ 1 :H , z c 1:H |z c -L:0 , h 0 , φ 0 ) designed to correspond to a plurality of different evaluation viewpoints, appropriately weighted by a weight α l . That is, J = Σ l α l r l (h 1:H , φ 1:H , z c 1:H |z c -L:0 , h 0 , φ 0 ). Specific examples of the function r l are given below. A particularly important evaluation viewpoint in this embodiment is that cargo collapse is unlikely to occur and/or that the scraping unit 11 or the landing unit 9 is not overloaded by cargo collapse. The function r l designed based on this evaluation viewpoint gives a high evaluation to a candidate trajectory for the landing unit 9 that does not form a steep and high slope of the bulk cargo M that could cause a large-scale cargo collapse. Then, each function r l is designed and an appropriate weight α l is assigned so that the trajectory generating unit 309 generates a trajectory that maximizes the efficiency of the scraping unit 11 in carrying out the bulk goods M.

第1の関数rは、ばら荷Mの荷崩れの回避に関する。例えば、ばら荷Mの急峻な斜面の形成を防止するために、r(h)=max(w )と定義する。ここで、R はR =√((∂h /∂X)+(∂h /∂Y))と定義され、図9の船庫201のi番目の区画における時刻kのばら荷Mの勾配の大きさ(絶対値)を表す。この勾配を得る際には、図9をばら荷Mの高さh による画像として扱って、ラプラシアンフィルタやソーベルフィルタ等の画像処理フィルタを利用してもよい。また、w は軌道候補z 1:Hの付近の区画に評価対象を限定するための重みであり、軌道候補z 1:H上の荷揚げ部9に近いほど大きい値に設定される。例えば、軌道候補z 1:Hの付近の区画にはw =1と設定し、それ以外の区画にはw =0と設定する。 The first function r1 relates to preventing the bulk load M from shifting. For example, in order to prevent the bulk load M from forming a steep slope, r1 ( hH ) = maxi ( wiH RiH ) is defined. Here, Rik is defined as Rik = (( ∂hik / ∂X) 2 + ( ∂hik / ∂Y ) 2 ), and represents the magnitude (absolute value) of the gradient of the bulk load M at time k in the i-th section of the warehouse 201 in Figure 9. When obtaining this gradient, image processing filters such as a Laplacian filter or a Sobel filter may be used, treating Figure 9 as an image of the heights hik of the bulk load M. Furthermore, w i k is a weight for limiting the evaluation targets to sections near the trajectory candidate z c 1:H , and is set to a larger value the closer the section is to the unloading unit 9 on the trajectory candidate z c 1:H . For example, w i k = 1 is set for sections near the trajectory candidate z c 1:H , and w i k = 0 is set for other sections.

このように、第1の関数r(h)=max(w )は、予測ホライズンHにおける船庫201内の積荷形状hについて、荷揚げ部9の近傍(すなわち軌道候補z の近傍)における勾配R の最大値を与える。このrの値(勾配R の最大値)が小さいほど、荷揚げ部9の近傍にばら荷Mの急峻な斜面が形成される可能性が低くなる。そこで、rの値が小さくなるほど当該第1の関数rによる評価が高くなるように重みα等を設定することで、荷揚げ部9の近傍におけるばら荷Mの急峻な斜面の形成と大規模な荷崩れの発生を効果的に防止できる軌道候補z 1:Hに高い評価が与えられて、軌道生成部309によって選択される。 In this way, the first function r1 ( hH ) = maxi ( wiHRiH ) gives the maximum value of the gradient RiH in the vicinity of the unloading unit 9 (i.e., in the vicinity of the trajectory candidate zcH ) for the cargo shape hH in the warehouse 201 at the prediction horizon H. The smaller the value of r1 (the maximum value of the gradient RiH ) , the lower the possibility that a steep slope of the bulk goods M will be formed in the vicinity of the unloading unit 9. Therefore, by setting the weight α1, etc. so that the evaluation by the first function r1 becomes higher as the value of r1 becomes smaller, a high evaluation is given to the trajectory candidate zc1 :H that can effectively prevent the formation of a steep slope of the bulk goods M in the vicinity of the unloading unit 9 and the occurrence of large-scale cargo collapse, and the trajectory generation unit 309 selects it.

第2の関数rは、荷揚げ部9の負荷状態φに関する。荷揚げ部9の近傍で大規模な荷崩れが発生すると、ばら荷Mが崩れかかった掻き取り部11または荷揚げ部9全体に過大な負荷がかかる。一方で、掻き取り部11によるばら荷Mの搬出効率を高めるためには、掻き取り部11が可能な限り一定量のばら荷Mを掻き取り続ける(ばら荷Mの搬出速度が可能な限り一定になる)のが好ましく、この場合の掻き取り部11の負荷は略一定になる。 The second function r2 relates to the load state φk of the unloading unit 9. When a large-scale collapse of cargo occurs near the unloading unit 9, an excessive load is placed on the scraping unit 11 where the bulk goods M are about to collapse, or on the entire unloading unit 9. On the other hand, in order to increase the efficiency of the scraping unit 11 in carrying out the bulk goods M, it is preferable for the scraping unit 11 to continue scraping as constant an amount of bulk goods M as possible (so that the carrying speed of the bulk goods M is as constant as possible), and in this case the load on the scraping unit 11 becomes approximately constant.

このような二つの観点を考慮して、第2の関数rを例えば、r(φ0:H)=Σ|φ-c|と定義する。ここで「c」は、荷揚げ部9の負荷状態φの一定の目標値である。このrは、各時刻k(=0~H)における荷揚げ部9の負荷状態φと目標値cの乖離の絶対値の二乗の和であり、値が小さくなるほど時刻0~Hに亘って負荷状態φが目標値cに近くなる。そこで、rの値が小さくなるほど当該第2の関数rによる評価が高くなるように重みα等を設定することで、負荷状態φが目標値cに近い軌道候補z 1:Hに高い評価が与えられて、軌道生成部309によって選択される。 Taking these two viewpoints into consideration, the second function r2 is defined as, for example, r2 ( φ0:H ) = Σk | φk - c| 2 . Here, "c" is a constant target value for the load state φk of the unloading unit 9. This r2 is the sum of the squares of the absolute values of the deviations between the load state φk of the unloading unit 9 at each time k (= 0 to H) and the target value c, and the smaller the value, the closer the load state φk is to the target value c over the time period from 0 to H. Therefore, by setting a weight α2 or the like so that the smaller the value of r2, the higher the evaluation by the second function r2 , a high evaluation is given to a trajectory candidate zc1 :H whose load state φk is closer to the target value c, and the trajectory generating unit 309 selects it.

第3の関数rは、荷揚げ部9の基本軌道R(図9)からの乖離に関する。前述の通り、荷揚げ部9は原則として基本軌道Rに沿って船庫201内を周回するように駆動されるため、軌道候補z 1:Hの基本軌道Rからの乖離が可能な限り小さくなることが好ましい。そのための第3の関数rを例えば、r(x -L:H)=Σ|l-c|と定義する。ここで「l」は時刻kにおける軌道候補x と基本軌道Rの距離であり、「c」はその一定の目標値である(例えば、c=0とする)。このrは、各時刻k(=0~H)における基本軌道Rからの乖離lと目標値cの乖離の絶対値の二乗の和であり、値が小さくなるほど時刻0~Hに亘って距離lが目標値cに近くなる。そこで、rの値が小さくなるほど当該第3の関数rによる評価が高くなるように重みα等を設定することで、基本軌道Rからの距離lが目標値cに近い軌道候補z 1:Hに高い評価が与えられて、軌道生成部309によって選択される。 The third function r3 relates to the deviation of the unloading unit 9 from the basic trajectory R ( FIG. 9 ). As mentioned above, since the unloading unit 9 is driven to orbit within the warehouse 201 along the basic trajectory R in principle, it is preferable that the deviation of the trajectory candidate z c 1:H from the basic trajectory R be as small as possible. For this purpose, the third function r3 is defined, for example, as r3 (x c -L:H ) = Σ k |l k -c| 2. Here, "l k " is the distance between the trajectory candidate x c k and the basic trajectory R at time k, and "c" is its constant target value (for example, c = 0). This r3 is the sum of the squares of the absolute values of the deviation l k from the basic trajectory R at each time k (= 0 to H) and the deviation of the target value c. The smaller the value, the closer the distance l k is to the target value c from time 0 to H. Therefore, by setting the weight α3 etc. so that the smaller the value of r3 , the higher the evaluation by the third function r3 , a high evaluation is given to the trajectory candidate zc1 :H whose distance lk from the basic trajectory R is close to the target value c, and the trajectory generating unit 309 selects it.

第4の関数rは、荷揚げ部9の加減速に関する。荷揚げ部9の加減速は少ない方が好ましく、荷揚げ部9の加速度の絶対値をrで評価する。具体的には、各時刻-L~Hの荷揚げ部9の軌道x -L:Hを時間で二回微分して得られる各時刻-L+1~H-1の荷揚げ部9の加速度a -L+1:H-1のうち、現在時刻0以降の荷揚げ部9の加速度a 0:H-1の絶対値(a 0:H-1(a 0:H-1)をrと定義する。このrの評価が高くなるほど(rの値が小さくなるほど)、荷揚げ部9の加減速が少なくなる。また、荷揚げ部9の軌道の曲率が過大にならないように制限する(曲率が小さいほど評価が高くなる)評価関数を設けてもよい。同様に、荷揚げ部9の移動速度の将来時刻1~Hに亘る変動が過大にならないように制限する(移動速度の変動が小さいほど評価が高くなる)評価関数を設けてもよい。 The fourth function r4 relates to the acceleration/deceleration of the unloading unit 9. Smaller acceleration/deceleration of the unloading unit 9 is preferable, and the absolute value of the acceleration of the unloading unit 9 is evaluated by r4 . Specifically, the absolute value (a c 0:H-1 ) T (a c 0:H-1 ) of the acceleration a c 0:H-1 of the unloading unit 9 from the current time 0 onward is defined as r4, among the accelerations a c -L+1:H-1 of the unloading unit 9 at times -L+1 to H- 1 obtained by twice differentiating the trajectory x c -L : H of the unloading unit 9 at times -L to H. The higher the evaluation of r4 (the smaller the value of r4 ), the smaller the acceleration/deceleration of the unloading unit 9. An evaluation function may also be provided that limits the curvature of the trajectory of the unloading unit 9 so that it does not become excessive (the smaller the curvature, the higher the evaluation). Similarly, an evaluation function may be provided that limits the fluctuation in the moving speed of the unloading unit 9 over future times 1 to H so that it does not become excessive (the smaller the fluctuation in the moving speed, the higher the evaluation).

続いて、制約条件b(h1:H,φ1:H,z 1:H|z -L:0,h,φ)の具体例を挙げる。 Next, a specific example of the constraint b (h 1:H 1 , φ 1:H 1 , z c 1:H |z c −L:0 , h 0 , φ 0 ) will be given.

第1の制約条件は、荷揚げ部9の負荷の上限に関する。前述の通り、時刻kの負荷状態φは、前の時刻k-1以前の積荷形状h0:k-1および負荷状態φ0:k-1と、時刻kの荷揚げ部9の状態z に基づいて、関数fによって予測される。この各時刻k(=1~H)の負荷状態φを上限値c以下に制限するために、0≦c-φの不等式で表される制約条件を設定する。これによって、各時刻kの負荷状態φが上限値c以下となる荷揚げ部9の軌道が軌道生成部309によって選択される。例えば、荷揚げ部9の掻き取り部11が隣接する高い斜面のばら荷Mを掻き取る場合、斜面に対して側方または下方に掻き取り部11を挿入すると、上方から崩れかかるばら荷Mによって負荷状態φが上限値cを超える場合も想定される。このような場合に第1の制約条件を課すことによって、例えば斜面に対して斜め上方に掻き取り部11を挿入することで、掻き取り部11に崩れかかるばら荷Mの量を低減できる軌道が軌道生成部309によって選択される。 The first constraint relates to the upper limit of the load on the unloading unit 9. As described above, the load state φ k at time k is predicted by the function f based on the load shape h 0:k-1 and the load state φ 0:k-1 before the previous time k-1, and the state z c k of the unloading unit 9 at time k. In order to limit the load state φ k at each time k (=1 to H) to an upper limit c or less, a constraint expressed by the inequality 0≦c−φ k is set. This allows the trajectory generation unit 309 to select a trajectory for the unloading unit 9 that ensures that the load state φ k at each time k is equal to or less than the upper limit c. For example, when the scraping unit 11 of the unloading unit 9 scrapes bulk material M from an adjacent high slope, if the scraping unit 11 is inserted sideways or downwards relative to the slope, it is possible that the load state φ k will exceed the upper limit c due to the bulk material M collapsing from above. In such a case, by imposing the first constraint, for example by inserting the scraping unit 11 diagonally upward relative to the slope, the trajectory generation unit 309 selects a trajectory that can reduce the amount of bulk material M that falls onto the scraping unit 11.

第2の制約条件は、荷揚げ部9の運動に関する。荷揚げ部9の軌道または状態z 1:Hは、荷揚げ部9で物理的に実現不可能な運動パラメータ(速度、加速度、角速度、角加速度、曲率等)を伴うものであってはならない。そこで、これらの各運動パラメータについての上限や下限を制約条件として設定する。例えば、荷揚げ部9の速度の絶対値(速さ)を上限c以下に制限する場合、各時刻-L~Hの荷揚げ部9の軌道x -L:Hを時間で微分して得られる各時刻-L+1~H-1の荷揚げ部9の速度v -L+1:H-1のうち、時刻1以降の荷揚げ部9の速度v 1:H-1の絶対値を上限c以下に制限する。具体的には、0≦c-|v 1:H-1|の不等式で表される制約条件を設定する。なお、荷揚げ部9が船庫201の壁等の構造物から所定距離以内の近傍にいる場合、衝突を避けるために上限cを低くしてもよい。同様に、荷揚げ部9の他の運動パラメータについても上限や下限を設定できる。 The second constraint relates to the motion of the unloading unit 9. The trajectory or state z c 1:H of the unloading unit 9 must not involve motion parameters (speed, acceleration, angular velocity, angular acceleration, curvature, etc.) that are physically impossible for the unloading unit 9 to achieve. Therefore, upper and lower limits for each of these motion parameters are set as constraints. For example, when limiting the absolute value of the velocity (speed) of the unloading unit 9 to an upper limit c, the absolute value of the velocity v c 1:H-1 of the unloading unit 9 from time 1 onward is limited to an upper limit c among the velocity v c -L+1:H-1 of the unloading unit 9 at times −L+1 to H-1 obtained by time-differentiating the trajectory x c -L:H of the unloading unit 9 at times −L to H. Specifically, the constraint expressed by the inequality 0≦c−|v c 1:H-1 | is set. In addition, the upper limit c may be lowered to avoid collision when the landing unit 9 is within a predetermined distance from a structure such as the wall of the shipyard 201. Similarly, upper and lower limits may be set for the other motion parameters of the landing unit 9.

第3の制約条件は、荷揚げ部9と船庫201の壁等の接触回避に関する。例えば、時刻k(=1~H)における荷揚げ部9の軌道候補x と船庫201の壁等の距離をdとして、0≦d-cの不等式で表される制約条件を設定することで、荷揚げ部9と船庫201の壁等が最小近接距離cより近接しないことを担保できる。 The third constraint condition relates to avoidance of contact between the unloading unit 9 and the wall of the warehouse 201. For example, by setting the distance between the trajectory candidate x c k of the unloading unit 9 at time k (=1 to H) and the wall of the warehouse 201 as d k , and setting a constraint condition expressed by the inequality 0≦d k −c, it is possible to ensure that the unloading unit 9 and the wall of the warehouse 201 do not come closer than the minimum approach distance c.

以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described above based on an embodiment. The embodiment is merely an example, and those skilled in the art will understand that various modifications are possible in the combination of each component and each treatment process, and that such modifications are also within the scope of the present invention.

本発明は、実施形態で説明したバケットエレベータ式の連続アンローダに限らず、スパイラル型の連続アンローダや、エアー搬送機構を備える連続アンローダにも適用できる。 The present invention is not limited to the bucket elevator type continuous unloader described in the embodiment, but can also be applied to spiral type continuous unloaders and continuous unloaders equipped with an air conveying mechanism.

なお、実施形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ROM、RAM、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。 The functional configuration of each device described in the embodiments can be realized using hardware resources, software resources, or a combination of hardware and software resources. Processors, ROM, RAM, and other LSIs can be used as hardware resources. Operating systems, applications, and other programs can be used as software resources.

1 荷揚げ装置(CSU)、9 荷揚げ部、11 掻き取り部、18 測距センサ、19 測距センサ、201 船庫、300 制御システム、301 積荷形状検知部、302 搬出装置位置検知部、303 搬出装置制御部、304 軌道候補生成部、305 積荷形状予測部、306 予測モデル格納部、307 予測モデル採用部、308 積荷形状評価部、309 軌道生成部、310 承認受付部、311 積荷形状予測提示部、312 荷崩れ可能性提示部、313 搬出停止部、314 報知部。 1. Cargo unloading unit (CSU), 9. Unloading unit, 11. Scraping unit, 18. Distance measurement sensor, 19. Distance measurement sensor, 201. Warehouse, 300. Control system, 301. Cargo shape detection unit, 302. Carry-out device position detection unit, 303. Carry-out device control unit, 304. Trajectory candidate generation unit, 305. Cargo shape prediction unit, 306. Prediction model storage unit, 307. Prediction model adoption unit, 308. Cargo shape evaluation unit, 309. Trajectory generation unit, 310. Approval reception unit, 311. Cargo shape prediction presentation unit, 312. Cargo collapse possibility presentation unit, 313. Carry-out stop unit, 314. Notification unit.

Claims (15)

船庫内の積荷を搬出装置によって船庫外に搬出させる搬出装置制御部と、
船庫内の積荷形状を検知する積荷形状検知部と、
前記搬出装置の船庫内の複数の軌道候補を生成する軌道候補生成部と、
前記積荷形状検知部によって検知された現在の積荷形状に対して、前記軌道候補生成部によって生成された各軌道候補に従って前記搬出装置が運転された後の積荷形状を予測する積荷形状予測部と、
前記積荷形状予測部によって予測された各積荷形状について、荷崩れの可能性を評価する積荷形状評価部と、
前記複数の軌道候補のうち前記積荷形状評価部によって評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下の前記搬出装置の軌道を生成する軌道生成部と、
を備える荷下ろし装置。
a carrying-out device control unit that causes the carrying-out device to carry out the cargo in the shed to the outside of the shed;
a cargo shape detection unit that detects the shape of cargo in the warehouse;
a trajectory candidate generation unit that generates a plurality of trajectory candidates within the warehouse of the carrying-out device;
a cargo shape prediction unit that predicts a cargo shape after the carrying-out device is operated in accordance with each of the trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation unit, for the current cargo shape detected by the cargo shape detection unit;
a cargo shape evaluation unit that evaluates the possibility of cargo collapse for each cargo shape predicted by the cargo shape prediction unit;
a trajectory generating unit that generates a trajectory of the carrying-out device from the plurality of trajectory candidates, the trajectory of which the possibility of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluating unit is within a predetermined allowable value;
An unloading device comprising:
前記軌道生成部は、前記複数の軌道候補のうち前記積荷形状評価部によって評価された荷崩れの可能性が最も低い前記搬出装置の軌道を生成する、請求項1に記載の荷下ろし装置。 The unloading device described in claim 1, wherein the trajectory generation unit generates a trajectory for the unloading device that has the lowest possibility of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit from among the multiple trajectory candidates. 前記積荷形状評価部は、前記積荷形状予測部によって予測された各積荷形状の平坦性を評価し、
前記軌道生成部は、前記複数の軌道候補のうち前記積荷形状評価部によって評価された平坦性が所定の許容値以上の前記搬出装置の軌道を生成する、
請求項1または2に記載の荷下ろし装置。
the cargo shape evaluation unit evaluates the flatness of each cargo shape predicted by the cargo shape prediction unit,
the trajectory generation unit generates a trajectory of the carry-out device from the plurality of trajectory candidates, the trajectory of which flatness evaluated by the cargo shape evaluation unit is equal to or greater than a predetermined tolerance.
An unloading device according to claim 1 or 2.
前記積荷形状予測部は、積荷の性状に応じて異なる複数の予測モデルによって積荷形状を予測し、
前記軌道生成部によって生成された軌道に従って前記搬出装置が運転された後に前記積荷形状検知部によって検知された積荷形状を、前記積荷形状予測部によって予測された前記複数の予測モデルに基づく複数の積荷形状とそれぞれ比較し、乖離が最も小さい予測モデルを採用する予測モデル採用部を更に備える、
請求項1から3のいずれかに記載の荷下ろし装置。
the cargo shape prediction unit predicts the cargo shape using a plurality of prediction models that differ depending on the properties of the cargo;
a prediction model adoption unit that compares the cargo shape detected by the cargo shape detection unit after the discharge device is operated according to the trajectory generated by the trajectory generation unit with a plurality of cargo shapes predicted by the cargo shape prediction unit based on the plurality of prediction models, and adopts the prediction model with the smallest deviation;
An unloading device according to any one of claims 1 to 3.
前記搬出装置は、前記軌道生成部が生成した軌道に従って自動運転される、請求項1から4のいずれかに記載の荷下ろし装置。 An unloading device according to any one of claims 1 to 4, wherein the carrying-out device is automatically operated according to the trajectory generated by the trajectory generating unit. 前記軌道生成部が生成した軌道に対する承認を受け付ける承認受付部を更に備え、
前記搬出装置は、前記承認受付部によって受け付けられた承認に係る軌道に従って自動運転される、
請求項5に記載の荷下ろし装置。
further comprising an approval receiving unit that receives approval for the trajectory generated by the trajectory generating unit,
The carry-out device is automatically operated according to a trajectory related to the approval received by the approval receiving unit.
6. An unloading device according to claim 5.
前記軌道生成部によって生成された軌道に従って前記搬出装置が運転された後の積荷形状の前記積荷形状予測部による予測を提示する積荷形状予測提示部を更に備える、請求項1から6のいずれかに記載の荷下ろし装置。 The unloading device described in any one of claims 1 to 6, further comprising a cargo shape prediction presentation unit that presents a prediction by the cargo shape prediction unit of the cargo shape after the unloading device is operated according to the trajectory generated by the trajectory generation unit. 前記軌道生成部によって生成された軌道に従って前記搬出装置が運転された後の前記積荷形状評価部による荷崩れの可能性を提示する荷崩れ可能性提示部を更に備える、請求項1から7のいずれかに記載の荷下ろし装置。 The unloading device described in any one of claims 1 to 7, further comprising a cargo collapse possibility indicator that indicates the possibility of cargo collapse according to the cargo shape evaluation unit after the unloading device is operated according to the trajectory generated by the trajectory generation unit. 前記複数の軌道候補について前記積荷形状評価部によって評価された荷崩れの可能性がいずれも前記許容値より高い場合、前記搬出装置制御部による前記搬出装置の制御を停止させる搬出停止部を更に備える、請求項1から8のいずれかに記載の荷下ろし装置。 An unloading device according to any one of claims 1 to 8, further comprising an unloading stop unit that stops control of the unloading device by the unloading device control unit if the likelihood of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit for each of the multiple trajectory candidates is higher than the allowable value. 前記複数の軌道候補について前記積荷形状評価部によって評価された荷崩れの可能性がいずれも前記許容値より高い場合、荷崩れの可能性が高い旨を報知する報知部を更に備える、請求項1から9のいずれかに記載の荷下ろし装置。 An unloading device as described in any one of claims 1 to 9, further comprising a notification unit that notifies the user that there is a high possibility of cargo collapse if the likelihood of cargo collapse evaluated by the cargo shape evaluation unit for the multiple trajectory candidates is higher than the allowable value. 前記積荷形状検知部は、前記搬出装置に設けられたセンサである、請求項1から10のいずれかに記載の荷下ろし装置。 An unloading device according to any one of claims 1 to 10, wherein the cargo shape detection unit is a sensor provided in the unloading device. 前記センサは、測定対象物との距離を測定する測距センサである、請求項11に記載の荷下ろし装置。 The unloading device described in claim 11, wherein the sensor is a distance sensor that measures the distance to the object being measured. 前記センサは、測定対象物を撮影する画像センサである、請求項11に記載の荷下ろし装置。 The unloading device described in claim 11, wherein the sensor is an image sensor that captures an image of the object to be measured. 船庫内の積荷を搬出装置によって船庫外に搬出させる搬出装置制御ステップと、
船庫内の積荷形状を検知する積荷形状検知ステップと、
前記搬出装置の船庫内の複数の軌道候補を生成する軌道候補生成ステップと、
前記積荷形状検知ステップによって検知された現在の積荷形状に対して、前記軌道候補生成ステップによって生成された各軌道候補に従って前記搬出装置が運転された後の積荷形状を予測する積荷形状予測ステップと、
前記積荷形状予測ステップによって予測された各積荷形状について、荷崩れの可能性を評価する積荷形状評価ステップと、
前記複数の軌道候補のうち前記積荷形状評価ステップによって評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下の前記搬出装置の軌道を生成する軌道生成ステップと、
を備える荷下ろし装置の制御方法。
a carrying-out device control step of carrying out the cargo in the warehouse to the outside of the warehouse by the carrying-out device;
a cargo shape detection step of detecting a cargo shape in a cargo hold;
a trajectory candidate generation step of generating a plurality of trajectory candidates within the warehouse of the unloading device;
a cargo shape prediction step of predicting a cargo shape after the unloading device is operated according to each of the trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation step, for the current cargo shape detected by the cargo shape detection step;
a cargo shape evaluation step of evaluating a possibility of cargo collapse for each cargo shape predicted by the cargo shape prediction step;
a trajectory generation step of generating a trajectory of the carrying-out device from the plurality of trajectory candidates, the trajectory of which the possibility of cargo collapse evaluated in the cargo shape evaluation step is equal to or less than a predetermined allowable value;
A method for controlling an unloading device comprising:
船庫内の積荷を搬出装置によって船庫外に搬出させる搬出装置制御ステップと、
船庫内の積荷形状を検知する積荷形状検知ステップと、
前記搬出装置の船庫内の複数の軌道候補を生成する軌道候補生成ステップと、
前記積荷形状検知ステップによって検知された現在の積荷形状に対して、前記軌道候補生成ステップによって生成された各軌道候補に従って前記搬出装置が運転された後の積荷形状を予測する積荷形状予測ステップと、
前記積荷形状予測ステップによって予測された各積荷形状について、荷崩れの可能性を評価する積荷形状評価ステップと、
前記複数の軌道候補のうち前記積荷形状評価ステップによって評価された荷崩れの可能性が所定の許容値以下の前記搬出装置の軌道を生成する軌道生成ステップと、
をコンピュータに実行させる荷下ろし装置の制御プログラム。
a carrying-out device control step of carrying out the cargo in the warehouse to the outside of the warehouse by the carrying-out device;
a cargo shape detection step of detecting a cargo shape in a cargo hold;
a trajectory candidate generation step of generating a plurality of trajectory candidates within the warehouse of the unloading device;
a cargo shape prediction step of predicting a cargo shape after the unloading device is operated according to each of the trajectory candidates generated by the trajectory candidate generation step, for the current cargo shape detected by the cargo shape detection step;
a cargo shape evaluation step of evaluating a possibility of cargo collapse for each cargo shape predicted by the cargo shape prediction step;
a trajectory generation step of generating a trajectory of the carrying-out device from the plurality of trajectory candidates, the trajectory of which the possibility of cargo collapse evaluated in the cargo shape evaluation step is equal to or less than a predetermined allowable value;
A control program for the unloading device that causes a computer to execute the above.
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