專利名稱：集裝箱位置測定方法以及集裝箱位置測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集裝箱位置測定方法以及集裝箱位置測定裝置，其對由船舶、車輛等輸送并裝卸于集裝箱堆場等的輸送用集裝箱的、主要層積于地面的狀態(tài)下的輸送用集裝箱的位置進行測定。
背景技術(shù)：
一般通過專用的起重機進行輸送用集裝箱的搬運。設(shè)有起吊件的起吊件橫移機構(gòu)在主體臺架上橫移，并且起吊件通過起吊件升降機構(gòu)進行升降，由此，利用起重機搬運輸送用集裝箱。此時，出于避免堆積于起重機下方的輸送用集裝箱與由起吊件搬運的輸送用集裝箱之間發(fā)生沖撞的目的，公開有對堆積于起重機下方的輸送用集裝箱的位置進行測定的技術(shù)(例如參照專利文獻1)。
以下，參照


上述現(xiàn)有的對集裝箱位置進行測定的技術(shù)。
圖7是具備集裝箱沖撞防止裝置的堆場起重機的整體圖。在圖7中，在進行集裝箱101的搬運的起重機105中，具備使起吊件110升降的橫移體111。進而，公開了如下方法在橫移體111的能夠看到由起吊件110懸吊的集裝箱101的下緣部的部位安裝朝向橫移方向具有扇形的檢測范圍的二維激光傳感器113，通過該二維激光傳感器113對橫向移動方向進行掃描，從而對集裝箱101下緣部以及堆積對象集裝箱102的頂面的角部的位置數(shù)據(jù)進行測定。
專利文獻1 日本特開2005-104665號公報 然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，使用二維激光傳感器作為距離測定傳感器，但存在以下問題點。即，二維激光傳感器的測定介質(zhì)是光，在測定時光會透過空間，但此時，光容易受到大氣的狀態(tài)(雨或霧)等的影響，其結(jié)果，存在無法測定的情況。輸送用集裝箱的搬運通常在室外進行，特別是在氣象條件差時，容易產(chǎn)生由于目視引起的操縱錯誤，因此，大多情況依靠距離測定傳感器，在這樣的條件下無法測定的話，誘發(fā)沖撞事故的可能性反而變高。
并且，由于二維激光傳感器是光，所以目標物的顏色為黑色或暗色的情況下，光被吸收而不會反射，測定變得困難。對于輸送用集裝箱的顏色并不是特別的指定色，也有黑色和暗色的輸送用集裝箱，在這種情況下，有時無法檢測作為對象的輸送用集裝箱，其結(jié)果， 存在無法完全預(yù)防沖撞事故的問題。特別是目標物的顏色為黑色的情況下，完全無法檢測。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)中需要使介質(zhì)進行掃描，因此，在二維激光傳感器設(shè)有可動部， 在傳感過程中，需要始終地持續(xù)進行用于掃描的擺頭動作，由于設(shè)置該可動部，成為復(fù)雜且昂貴的裝置。另外，由于該可動部的磨損和粘著從而機械壽命有限。并且，由于對傳感到的數(shù)據(jù)進行合成來推定對象集裝箱的頂面邊緣的位置，因此，需要進行龐大且復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。因此，無論怎樣都會成為昂貴的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是著眼于上述現(xiàn)有的問題點，其目的在于提供難以受到天氣和輸送用集裝箱的顏色的影響、能夠穩(wěn)定地對輸送用集裝箱的位置數(shù)據(jù)進行測定的位置測定方法，以及廉價且具備高可靠性的測定位置測定裝置。
本發(fā)明第一方面記載的集裝箱位置測定方法使用發(fā)射微波并接收上述微波的反射波的微波傳感器，其特征在于，利用來自輸送用集裝箱的角部的反射波來測定上述角部的位置。
本發(fā)明第二方面記載的集裝箱位置測定方法在本發(fā)明第一方面記載的集裝箱位置測定方法中，其特征在于，使上述微波傳感器向恒定方向移動，由此，上述微波通過上述角部。
本發(fā)明第三方面記載的集裝箱位置測定方法在本發(fā)明第一方面記載的集裝箱位置測定方法中，其特征在于，當將相對于所發(fā)射的上述微波的中心、增益為50%的范圍作為上述微波傳感器的天線的指向性角度P時，上述輸送用集裝箱的平面部與上述微波傳感器的微波的偏置角度Q處于1. 5XP < Q < 90-(1. 5XP)的范圍。
本發(fā)明第四方面記載的集裝箱位置測定方法使用發(fā)射微波并接收上述微波的反射波的微波傳感器，從與輸送用集裝箱的平面部垂直的方向偏置預(yù)定角度來發(fā)射上述微波，通過來自上述輸送用集裝箱的上述平面部的反射波測定上述平面部的位置，其特征在于，當將相對于所發(fā)射的上述微波的中心、增益為50%的范圍作為上述微波傳感器的天線的指向性角度P時，上述偏置角度R處于1 < R < 1. 5XP的范圍。
本發(fā)明第五方面記載的集裝箱位置測定裝置進行本發(fā)明第一方面所記載的集裝箱位置測定方法，其特征在于，該集裝箱位置測定裝置具備集裝箱起重機的主體臺架，配置于層積的上述輸送用集裝箱的上方；以及起吊件橫移機構(gòu)，其以橫移自如的方式支承于上述主體臺架上，并且使起吊件升降，上述微波傳感器以如下方式設(shè)置于上述起吊件橫移機構(gòu)使得上述微波的發(fā)射方向朝向下方且在上述起吊件橫移機構(gòu)的行進方向偏置預(yù)定角度。
本發(fā)明第六方面記載的集裝箱位置測定裝置在本發(fā)明第五方面記載的集裝箱位置測定裝置中，其特征在于，當將相對于所發(fā)射的上述微波的中心、增益為50%的范圍作為上述微波傳感器的天線的指向性角度P時，上述偏置角度Q處于1.5XP<Q<90-(1.5XP) 的范圍。
本發(fā)明第七方面記載的集裝箱位置測定裝置進行本發(fā)明第四方面記載的集裝箱位置測定方法，其特征在于，該集裝箱位置測定裝置具備集裝箱起重機的主體臺架，配置于層積的上述輸送用集裝箱的上方；以及起吊件橫移機構(gòu)，其以橫移自如的方式支承于上述主體臺架上，并且使起吊件升降，上述微波傳感器以如下方式設(shè)置于上述起吊件橫移機構(gòu)使得上述微波的發(fā)射方向朝向下方且在上述起吊件橫移機構(gòu)的行進方向偏置上述角度 R0 本發(fā)明第八方面記載的集裝箱位置測定裝置在本發(fā)明第五或第七方面記載的集裝箱位置測定裝置中，其特征在于，該集裝箱位置測定裝置使用多個上述微波傳感器，具有與上述起吊件橫移機構(gòu)的一個行進方向相對應(yīng)地配置的上述微波傳感器、以及與上述起吊件橫移機構(gòu)的另一個行進方向相對應(yīng)地配置的上述微波傳感器。
本發(fā)明的集裝箱的位置測定方法不易受到天氣和輸送用集裝箱的顏色的影響，因此，能夠具有高可靠性地測定輸送用集裝箱的位置數(shù)據(jù)。

圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的一個實施例的集裝箱的位置測定方法以及集裝箱的位置測定裝置的起重機的整體圖。
圖2是該實施例的微波傳感器的構(gòu)造圖。
圖3是該實施例的微波傳感器的框圖。
圖4是表示該實施例的微波與數(shù)據(jù)的關(guān)系的圖。
圖5是該實施例的距離數(shù)據(jù)的特性圖。
圖6是表示該實施例的微波的偏置角的說明圖。
圖7是現(xiàn)有的具備集裝箱沖撞防止裝置的堆場起重機的整體圖。
標號說明 1集裝箱起重機；11主體臺架；17起吊件橫移機構(gòu)；18輸送用集裝箱；19起吊件； 31、32、33、34微波傳感器；35微波。
具體實施例方式本發(fā)明第一實施方式的集裝箱位置測定方法通過來自輸送用集裝箱的角部的反射波來測定角部的位置。根據(jù)本實施方式，不易受到天氣和集裝箱的顏色的影響，因此，能夠具有高可靠性地測定輸送用集裝箱的位置數(shù)據(jù)。
本發(fā)明第二實施方式在第一實施方式的集裝箱位置測定方法中，通過使微波傳感器向恒定方向移動，從而使微波通過角部。根據(jù)本實施方式，無需使微波進行掃描，因此，不需要可動部，簡單且廉價，且壽命長，得到高的可靠性。
本發(fā)明第三實施方式在第一實施方式的集裝箱位置測定方法中，當將相對于所發(fā)射的微波的中心、增益為50%的范圍作為微波傳感器的天線的指向性角度P時，輸送用集裝箱的平面部與微波傳感器的微波的偏置角度Q處于1. 5XP < Q < 90-(1. 5XP)的范圍。 根據(jù)本實施方式，能夠更可靠地將微波照射于角部。
對于本發(fā)明第四實施方式的集裝箱位置測定方法，當將相對于所發(fā)射的微波的中心、增益為50%的范圍作為微波傳感器的天線的指向性角度P時，偏置角度R處于1 < R < 1.5XP的范圍。根據(jù)本實施方式，當測定角部的平面部的位置時，微波傳感器的安裝位置的自由度提高。
本發(fā)明第五實施方式是進行第一實施方式的集裝箱位置測定方法的集裝箱位置測定裝置，其中，該集裝箱位置測定裝置具備配置于層積的輸送用集裝箱的上方的集裝箱起重機的主體臺架；以及起吊件橫移機構(gòu)，其以橫移自如的方式支承于主體臺架上，并且使起吊件升降，其中，微波傳感器以如下方式設(shè)置于起吊件橫移機構(gòu)使得微波的發(fā)射方向朝向下方且在起吊件橫移機構(gòu)的行進方向偏置預(yù)定角度。根據(jù)本實施方式，能夠通過微波傳感器測定集裝箱的角部的位置，因此，能夠廉價地提供不易受到天氣和集裝箱的顏色的影響、能夠穩(wěn)定地測定位置數(shù)據(jù)的可靠性高的位置測定裝置。
本發(fā)明第六實施方式在第五實施方式的集裝箱位置測定裝置中，當將相對于所發(fā)射的上述微波的中心、增益為50%的范圍作為微波傳感器的天線的指向性角度P時，偏置角度Q處于1.5XP<Q<90-(1.5XP)的范圍。根據(jù)本實施方式，能夠更可靠地進行角部的測定。
本發(fā)明第七實施方式是進行第四實施方式的集裝箱位置測定方法的集裝箱位置測定裝置，其中，該集裝箱位置測定裝置具備配置于層積的輸送用集裝箱的上方的集裝箱起重機的主體臺架；以及起吊件橫移機構(gòu)，其以橫移自如的方式支承于主體臺架上，并且使起吊件升降，其中，微波傳感器以如下方式設(shè)置于起吊件橫移機構(gòu)使得微波的發(fā)射方向朝向下方且在起吊件橫移機構(gòu)的行進方向上偏置角度R。根據(jù)本實施方式，能夠通過微波傳感器測定集裝箱的角部的位置，因此，不易受到天氣和集裝箱的顏色的影響，能夠穩(wěn)定地測定輸送用集裝箱的頂面的位置數(shù)據(jù)，并且微波傳感器的安裝位置的自由度提高。
本發(fā)明第八實施方式在第五或第七實施方式的集裝箱位置測定裝置中，該集裝箱位置測定裝置使用多個微波傳感器，具有與起吊件橫移機構(gòu)的一個行進方向相對應(yīng)地配置的微波傳感器、以及與起吊件橫移機構(gòu)的另一個行進方向相對應(yīng)地配置的微波傳感器。根據(jù)本實施方式，能夠掌握與起吊件橫移機構(gòu)的裝卸對象即輸送用集裝箱的左右相鄰的各集裝箱的位置。
<實施例> 下面，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的一個實施例的集裝箱的位置測定方法以及集裝箱的位置測定裝置的起重機的整體圖，圖2是該實施例的微波傳感器的構(gòu)造圖，圖3是該實施例的微波傳感器的框圖，圖4是表示該實施例的微波與數(shù)據(jù)的關(guān)系的圖，圖5是該實施例的距離數(shù)據(jù)的特性圖，圖6是表示該實施例的微波的偏置角度的說明圖。
首先，對應(yīng)用本發(fā)明的集裝箱起重機的構(gòu)造進行說明。如圖1所示，集裝箱起重機 1是輪胎安裝(tyre mount)型起重機。主體臺架11形成門型，由兩腳部12和張架于上部的梁部13構(gòu)成。
在兩腳部12的下方裝配有分別由行駛用馬達14驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的多個行駛用車輪15。
在梁部13支承有起吊件橫移機構(gòu)17，該起吊件橫移機構(gòu)17沿著梁部13的長度方向(以下稱為橫移方向)移動自如，起吊件橫移機構(gòu)17形成為通過橫移馬達(未圖示)在梁部13上橫移的構(gòu)造。
能夠保持輸送用集裝箱18的起吊件19通過鋼絲繩22從起吊件橫移機構(gòu)17懸吊， 能夠通過起吊件升降機構(gòu)觀上下移動。這里，起吊件升降機構(gòu)觀由設(shè)于起吊件橫移機構(gòu) 17的卷繞馬達以及旋轉(zhuǎn)滾筒(未圖示)構(gòu)成。
在旋轉(zhuǎn)滾筒(未圖示)的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)有編碼器(未圖示)，能夠檢測起吊件19的高度方向的位置。
在起吊件橫移機構(gòu)17的下方設(shè)有駕駛室沈，操縱集裝箱起重機1的駕駛員在駕駛室沈中能夠看到前進方向和正下方。
在梁部13的下方，在橫移方向碼放配置有輸送用集裝箱18，該輸送用集裝箱18層積的上限是4層、6排。這里，將各排稱為a排至f排。并且，按照a排到f排的順序，依次堆積2層、4層、2層、3層、1層、3層輸送用集裝箱18。在f排的旁邊配置有作為搬運用車輛的集裝箱拖車(chassis) 30。
在起吊件橫移機構(gòu)17的前進方向的端部配置有通過發(fā)送、接收微波35而能夠測定距離的微波傳感器31、32，在后退方向的端部設(shè)有微波傳感器33、34。
6 微波傳感器31以使微波的發(fā)射方向朝向起吊件橫移機構(gòu)17的前進方向的方式偏置。偏置角度設(shè)定為，能夠檢測從起吊件19的豎直下方起在前進方向上前面兩排的輸送用集裝箱18，在本實施例中設(shè)定為15度。在圖1中，由于起吊件19位于d排的輸送用集裝箱 18上方，所以微波傳感器31以能夠檢測b排的輸送用集裝箱18的方式設(shè)定偏置角度。
在本實施例中，由于使微波傳感器31朝向前進方向偏置，因此，如圖所示的狀態(tài)那樣，當起吊件19保持d排的輸送用集裝箱18時，微波傳感器31能夠捕捉堆積到b排的上限的輸送用集裝箱18的近前上表面的角部的位置，在與b排輸送用集裝箱18沖撞前能夠具有富余度地使起吊件橫移機構(gòu)17停止。
微波傳感器32以使微波的發(fā)射方向朝向豎直下方的方式設(shè)置。通過以使微波的發(fā)射方向朝向豎直下方的方式設(shè)置微波傳感器32，從而當起吊件19保持位于d排的輸送用集裝箱18時，微波能夠沿垂直方向照射到層積在前進方向上前面一排即c排的輸送用集裝箱18的頂面。
微波傳感器33以使微波的發(fā)射方向朝向豎直下方的方式設(shè)置。通過以使微波的發(fā)射方向朝向豎直下方的方式設(shè)置微波傳感器33，從而當起吊件19保持位于d排的輸送用集裝箱18時，微波能夠沿垂直方向照射到層積在后退方向上前面一排即e排的輸送用集裝箱18的頂面。
微波傳感器34以使微波的發(fā)射方向朝向起吊件橫移機構(gòu)17的后退方向的方式偏置。偏置角度設(shè)定為，能夠檢測從起吊件19的豎直下方起在后退方向上前面兩排的輸送用集裝箱18，在本實施例中設(shè)定為5度。在圖1中，由于起吊件19位于d排的輸送用集裝箱 18上方，所以微波傳感器34以能夠檢測f排的輸送用集裝箱18的方式設(shè)定偏置角度。
在本實施例中，使微波傳感器34朝向后退方向偏置，因此，如圖所示的狀態(tài)那樣， 當起吊件19保持d排的輸送用集裝箱18時，微波傳感器34能夠捕捉堆積到f排的上限的輸送用集裝箱18的頂面的位置，在與f排輸送用集裝箱18沖撞前能夠具有富余度地使起吊件橫移機構(gòu)17停止。
接下來，對微波傳感器31、32、33、34的具體結(jié)構(gòu)進行說明。另外，這些微波傳感器形成相同的構(gòu)造。
在圖2中，在防水殼體40中收納有FM-CW雷達模塊45。構(gòu)成FM-CW雷達模塊45 的天線43是1個天線型的貼片天線陣，與FM-CW雷達模塊45以及控制模塊46 —體結(jié)合而構(gòu)成。
通常，用角度表示相對于所發(fā)射的微波35的中心、增益為50%的范圍所得的是微波傳感器的天線的指向性角度，在本實施例中，設(shè)天線43的指向性角度為4度(相對于中心為士2度)。
除此之外，主要規(guī)格為，發(fā)送頻率為24. 08 24. 25 (GHz)，占有頻帶寬為76 (MHz)， 發(fā)送輸出功率為9 (mff)，調(diào)制方式為FM調(diào)制CW，測定時間為100 (次/秒)。并且，距離測定精度控制在士30mm的誤差，對于多個高度規(guī)格尺寸能夠判別其差異。
在防水殼體40中固定有端子殼體49，端子殼體49中設(shè)有進行信號的傳遞、電源的供給的防水端子48，端子殼體49經(jīng)由撐條50固定于預(yù)定的對象，所述撐條50以保持端子殼體49的方式固定。
利用圖2所示的防水端子48，如圖3所示，微波傳感器31、32、33、34經(jīng)由集線器56,57而與設(shè)于駕駛室沈的主控基板55連接。在主控基板55上連接有用于設(shè)定各控制參數(shù)的個人計算機(PC) 60和起重機定序器62。
在本實施例中，形成為如下結(jié)構(gòu)對從各微波傳感器31、32、33、34輸出的模擬信號進行FFT高速傅立葉變換，測定到對象物的距離，通過起重機定序器62掌握位置從而顯示在設(shè)于駕駛室沈內(nèi)的顯示器(未圖示)上，當判斷為有沖撞的危險時，在顯示器(未圖示)上顯示警告，并且鳴響警報器。
這里，敘述通過用作本實施例的微波傳感器的FM-CW傳感器對到對象物的距離進行測定的原理。
從天線43輸出的微波35的模擬信號反射于對象物而成為接收信號，進行發(fā)射波的相位和接收波的相位的相位差的檢測(相位檢波)。
從天線43輸出的信號是低頻信號，一般稱為差拍信號的信號如以下方式求出。
差拍信號(f)= “4 · Δ f) / (ST · c)) · r (m) Δ f表示頻率掃探寬度，ST表示頻率掃探時間，c表示光速，r表示到反射物的距
1 O 根據(jù)這些關(guān)系通過高速傅立葉變換處理對差拍信號進行頻率分解，由此能夠測定與對象物之間的距離。
作為能夠以上述方式測定距離的傳感器，公知有FM-CW傳感器。另一方面，本實施例中使用的、采用了 MGHz的微波的FM-CW傳感器具有如下特征。
1)不受搬運路徑的介質(zhì)的影響。
2)不受高溫·高壓·真空中·濃霧·強風(fēng)的環(huán)境影響。
3)與透明、不透明無關(guān)，能夠穿過非金屬的窗來測定到目標物的距離。
4)能夠使天線的形狀小型化。
5)能夠容易地縮小輸出光束寬度。
6)與現(xiàn)有(X頻帶)的雷達相比是小型的。
7)由于使用技術(shù)適合品，所以不需要單獨許可。
這樣，F(xiàn)M-Cff傳感器的特征適于對處于室外的物體的位置進行測定。
另一方面，以輸送用集裝箱為代表的由平面構(gòu)成的物體作為以FM-CW傳感器為首的所謂雷達的距離測定對象是不適當?shù)?。若測定對象的平面與所發(fā)射的微波的方向垂直， 則反射波被反射至FM-CW傳感器的方向，因此，能夠容易地測定距離。但是，在測定對象的平面相對于所發(fā)射的微波的方向偏向的情況下，微波以與入射角相同的角度反射，因此，微波不返回到微波傳感器，所以在FM-CW傳感器中，無法捕捉位置。因此，對于使用FM-CW傳感器從斜向測定與形成大致準確的立方體的輸送用集裝箱之間的距離，以往被認為是不可能的。
因此，本發(fā)明人著眼于下述事項在輸送用集裝箱的表面相對于微波的方向偏向的情況下微波不返回、進而捕捉來自輸送用集裝箱的角部的微小反射。首先，使用通常的在市場中實施的FM-CW傳感器進行了實驗，但無法捕捉來自輸送用集裝箱的角部的反射。
進而，接著，發(fā)明人通過顯著提高雷達的指向特性，由此，提高功率密度，減小反射面積，降低來自周圍的漫反射的影響，從而改善誤報概率。另外，雷達自身的噪聲水平也抑制得極小。
具體而言，利用貼片天線陣將雷達的指向特性縮小至4度(士2度)，雷達自身的噪聲水平使用噪聲低的高S/N比的成分(parts)，并且，通過起重機控制側(cè)的音序軟件進行 8積分(IOlogS)的雜音改善，完成抑制到NF8dB、雜音功率為-130dBm/Hz的雷達。其結(jié)果， 成功捕捉了來自輸送用集裝箱的微小反射。
對使用具備上述特性的FM-CW傳感器實際測定了輸送用集裝箱18的角部的結(jié)果進行說明。
圖4是表示起吊件橫移機構(gòu)17向前進方向橫移時的輸送用集裝箱18與微波35 之間的關(guān)系的圖，示出了伴隨起吊件橫移機構(gòu)17從狀況L向M、N的橫移，微波35從輸送用集裝箱18反射的狀態(tài)變化的情況。并且，曲線圖L、M、N示出與狀況L、M、N對應(yīng)的距離數(shù)據(jù)的曲線圖。
在本實施例中，微波相對于輸送用集裝箱18的發(fā)射角度恒定，并使微波傳感器31 向恒定方向移動。
在圖4中，伴隨起吊件17的橫移，從微波傳感器31發(fā)出的微波35按照狀況L、M、 N的順序照射到輸送用集裝箱18。在狀況L的狀態(tài)下，微波35從斜上方照射到輸送用集裝箱18的前表面，因此，以與入射角相同的角度朝相反方向反射，不返回微波傳感器31。
接下來，當通過輸送用集裝箱18的角部(狀況M的狀態(tài))時，雖然變?nèi)醯⒉?5 從角部反射，返回到微波傳感器31。微波35從角部持續(xù)返回的時間在最短的條件下是只有 0. 7秒的短時間，但本實施例的雷達以1秒鐘100次的比例發(fā)射微波35來測定距離，因此， 能夠得到足以判斷距離的數(shù)據(jù)。即，距離值稍微不同的數(shù)據(jù)M至少得到70個數(shù)據(jù)。
進而，通過角部并成為狀況N的狀態(tài)時，微波35從斜上方照射到輸送用集裝箱18 的頂面，因此，以與入射角相同的角度反射至相反方向，不返回到微波傳感器31。
接下來，圖5示出捕捉到輸送用集裝箱的角部的實際數(shù)據(jù)。
在圖5中，曲線圖A示出了圖4的狀況M的狀態(tài)下的微波35的模擬信號，曲線圖 B示出了將該信號在FM-CW雷達模塊45內(nèi)進行FFT變換處理而得到的波形。可知，以往不被認為能夠通過雷達捕捉的輸送用集裝箱18的角部的距離數(shù)據(jù)被清楚地捕捉下來。
接下來，掌握微波傳感器31的偏置角的極限值。
在本實施方式中，微波傳感器31朝向起吊件橫移機構(gòu)17的前進方向偏置，偏置角度作為如下角度當起吊件19保持輸送用集裝箱18時，捕捉到前進方向上前面兩個堆積得最高的輸送用角部18的近前上表面的角部時，起吊件橫移機構(gòu)17能夠具有富余度地停止， 該偏置角度設(shè)定為15度。
然而，在將該角度設(shè)定得較小的情況下，當來自頂面的反射波逆向返回時，難以區(qū)分來自角部的反射和來自平面部的反射。
因此，為了即使在偏置的情況下也能夠掌握是否是來自輸送用集裝箱18的頂面的反射波返回，并掌握該情況下的來自輸送用集裝箱18的頂面的角度，反復(fù)進行測定試驗。其結(jié)果，徹底查明當偏置角度小時，反射波從輸送用集裝箱18返回的情況，以及在其極限的角度與天線的指向性角度之間存在相關(guān)的情況。
該相關(guān)是指，當將相對于中心方向增益為50%的范圍作為微波傳感器的天線43 的指向性角度P時，來自輸送用集裝箱18的平面的反射波返回的條件值是比1.5XP小的偏置角。即，該條件值難以區(qū)分來自角部的反射和來自平面部的反射，難以僅通過來自角部的反射測定距離。
因此，微波傳感器31能夠通過來自角部的反射測定距離的偏置角度Q處于1.5XP <Q< 90-(1. 5XP)的范圍。本實施例中設(shè)定的偏置角15度處于上述Q的范圍，因此，微波傳感器31能夠通過來自角部的反射測定距離。
另一方面，即使偏置到1. 5XP的范圍，也會從輸送用集裝箱18的平面返回反射波，因此，反過來只要使用于測定到頂面的距離的頂面部和微波35的允許偏置角度R為R < 21. 5XP即可。本實施方式的微波傳感器34將天線34的指向性角度為4 (deg)，因此，偏置角的允許范圍變?yōu)?度以下，但本實施方式中設(shè)定的偏置角5度處于上述P的范圍，所以微波傳感器34能夠通過來自平面部的反射測定距離。
在如上所述的結(jié)構(gòu)中，接下來使用圖1說明動作、作用。
首先，對使d排的最上層的輸送用集裝箱18移動到起吊件橫移機構(gòu)17的前進方向的a排的動作進行說明。
駕駛員使起吊件橫移機構(gòu)17移動到起吊件19位于d排的輸送用集裝箱18的正上方的地方后，使起吊件19下降。起吊件19通過起吊件升降機構(gòu)觀經(jīng)由鋼絲繩22下降， 保持d排的輸送用集裝箱18。
在該階段構(gòu)成起吊件升降機構(gòu)觀的旋轉(zhuǎn)滾筒(未圖示)的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)有編碼器(未圖示)，能夠檢測起吊件19的高度方向的位置，因此，能夠掌握所保持的輸送用集裝箱18的底面的高度。
同時，在該階段，微波傳感器32位于當起吊件19保持d排的輸送用集裝箱18時、 與堆積在一個相鄰的c排的輸送用集裝箱18的頂面對應(yīng)的位置，因此，通過測定輸送用集裝箱18的頂面與微波傳感器32之間的距離，從而能夠掌握c排的最上層的輸送用集裝箱 18的頂面的位置。
接下來，當確認到起吊件19保持輸送用集裝箱18時，駕駛員使起吊件19上升，由此，吊起輸送用集裝箱18。能夠掌握c排最上層的輸送用集裝箱18的頂面的高度，并且，也能夠掌握起吊件19的底面的高度，因此，駕駛員使起吊件19上升到輸送用集裝箱18的底面高于輸送用集裝箱18的頂面后，使起吊件橫移機構(gòu)17向前進方向移動。
于是，從微波傳感器31發(fā)射的微波35按照位于b排的最上層的輸送用集裝箱18 的側(cè)面、角部、頂面的順序移動。此時，該微波通過角部的瞬間，微波被反射，通過天線43捕捉該反射波，由此，能夠掌握微波傳感器31與位于b排的最上層的輸送用集裝箱18的角部之間的距離。進而，微波傳感器31的偏置角固定為15度，因此，使用三角函數(shù)進行運算，由此能夠掌握位于b排最上層的輸送用集裝箱18的角部的位置。
這里，偏置角15度為如下角度當起吊件19保持輸送用集裝箱18并使其朝向前進方向移動、同時捕捉b排最上層的輸送用集裝箱18的角部時，起吊件橫移機構(gòu)17所保持的輸送用集裝箱18在與前面兩排的輸送用集裝箱18沖撞之前能夠具有富余度地停止，因此，駕駛員若根據(jù)b排的輸送用集裝箱18的角部的位置信息或警告、警報而判斷為危險，則能夠使起吊件橫移機構(gòu)17的橫移停止。并且，駕駛員能夠一邊使起吊件橫移機構(gòu)17的橫移速度減速一邊使起吊件19上升，能夠進一步使其移動到前面的輸送用集裝箱18的上方， 以使起吊件19保持的輸送用集裝箱18不會與b排最上層的輸送用集裝箱18沖撞。
這樣，駕駛員使起吊件19所保持的輸送用集裝箱18移動到a排的正上方并下降，由此，能夠更安全地在短時間內(nèi)完成輸送用集裝箱18的移載。
接下來，對使d排最上層的輸送用集裝箱18移動到位于起吊件橫移機構(gòu)17的后退方向的集裝箱拖車30上的動作進行說明。
駕駛員使起吊件橫移機構(gòu)17移動到起吊件19位于d排的輸送用集裝箱18的正上方的地方后，使起吊件19下降。起吊件19通過起吊件升降機構(gòu)觀經(jīng)由鋼絲繩22下降， 保持d排的輸送用集裝箱18。
在該階段構(gòu)成起吊件升降機構(gòu)觀的旋轉(zhuǎn)滾筒(未圖示)的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)有編碼器(未圖示)，能夠檢測起吊件19的高度方向的位置，因此，能夠掌握所保持的輸送用集裝箱18的底面的高度。
同時，在該階段，微波傳感器33位于當起吊件19保持d排的輸送用集裝箱18時、 與堆積在一個相鄰的e排的輸送用集裝箱18的頂面對應(yīng)的位置，因此，通過測定e排的輸送用集裝箱18的頂面與微波傳感器33之間的距離，從而能夠掌握e排的最上層的輸送用集裝箱18的頂面的位置。
另外，微波傳感器34朝向當起吊件19保持輸送用集裝箱18時堆積在后退方向上前面兩排的f排的輸送用集裝箱18的頂面偏置，因此，通過測定f排的輸送用集裝箱18的頂面與微波傳感器34之間的距離，從而能夠掌握與f排最上層的輸送用集裝箱18的頂面之間的距離。
進而，微波傳感器34的偏置角固定為5度，因此，使用三角函數(shù)進行運算，由此能夠掌握位于f排最上層的輸送用集裝箱18的位置。
接下來，當確認到起吊件19保持d排最上層的輸送用集裝箱18時，駕駛員使起吊件19上升，由此，吊起輸送用集裝箱18。此時，駕駛員能夠掌握e排比d排低的情況，并且， 能夠掌握f排最上層的輸送用集裝箱18的頂面的高度以及由起吊件19保持的輸送用集裝箱18的位置，因此，駕駛員通過一邊使起吊件19上升一邊使起吊件橫移機構(gòu)17后退，能夠以最短距離移動到所保持的輸送用集裝箱18的底面高于f排的最上層的輸送用集裝箱18 的頂面的位置。
這樣，駕駛員使起吊件19所保持的輸送用集裝箱18移動并下降到集裝箱拖車30 的正上方，由此，能夠更安全地在短時間內(nèi)完成輸送用集裝箱18的移載。
另外，以上是以駕駛員根據(jù)層積的輸送用集裝箱18的位置信息手動進行駕駛為前提的實施例，但通過使用上述的輸送用集裝箱18的位置測定方法、或輸送用集裝箱18的位置測定裝置，也能夠容易地實現(xiàn)如下技術(shù)基于微波傳感器31和微波傳感器32的測定數(shù)據(jù)，例如根據(jù)起吊件19的前進方向的b排、c排的輸送用集裝箱18的高度數(shù)據(jù)設(shè)定輸送用集裝箱18的沖撞危險區(qū)域，在此基礎(chǔ)上進行駕駛控制，自動地進行如下動作若進入該區(qū)域則自動減速或避開該區(qū)域而以最短距離使輸送用集裝箱18移動。
此外，公知的方法是，在梁部13，在與碼放配置于集裝箱起重機1的下方的層積的輸送用集裝箱18和集裝箱拖車30對應(yīng)的位置分別設(shè)置距離傳感器來測定到集裝箱頂面的距離。在該距離傳感器使用微波傳感器的情況下，即使例如在輸送用集裝箱18頂面從微波傳感器的正下方稍微偏離的情況下，根據(jù)本發(fā)明的位置測定方法，也能夠使偏置角度R處于1 < R < 1. 5XP的范圍而偏置設(shè)置微波傳感器，能夠測定到輸送用集裝箱18的頂面的距離，因此，即使由于微波傳感器的安裝位置的制約輸送用集裝箱18的頂面沒有位于微波傳感器的正下方的情況下，也能夠測定到集裝箱頂面的距離，因此，微波傳感器的安裝位置的自由度提高。
并且，在本實施方式中，微波傳感器以預(yù)定的朝向固定于起吊件橫移機構(gòu)17，但也可以以任意的角度偏擺微波傳感器的朝向來使微波進行掃描，對測定對象物的角部的位置進行測定，但在這種情況下，能夠得到本發(fā)明的效果，即，不受輸送用集裝箱18的顏色的影響，且天氣的影響極小，因此，能夠進行穩(wěn)定的位置測定。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性 如上所述，本發(fā)明所涉及的集裝箱的位置測定方法和集裝箱的位置測定裝置不受輸送用集裝箱18的顏色的影響，且天氣的影響極小，因此，能夠穩(wěn)定地測定輸送用集裝箱的位置數(shù)據(jù)，因此，還可以應(yīng)用于在向集裝箱船裝卸輸送用集裝箱中使用的龍門起重機和跨運車，并且，還可以應(yīng)用于在向鐵道車輛移載中使用的起重機等。
權(quán)利要求
1.一種使用發(fā)射微波并接收上述微波的反射波的微波傳感器的集裝箱位置測定方法， 其特征在于，利用來自輸送用集裝箱的角部的反射波來測定上述角部的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱位置測定方法，其特征在于，使上述微波傳感器向恒定方向移動，由此，上述微波通過上述角部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱位置測定方法，其特征在于，當將相對于所發(fā)射的上述微波的中心、增益為50%的范圍作為上述微波傳感器的天線的指向性角度P時，上述輸送用集裝箱的平面部與上述微波傳感器的微波的偏置角度Q處于 1. 5XP < Q < 90-(1. 5XP)的范圍。
4.一種集裝箱位置測定方法，該集裝箱位置測定方法使用發(fā)射微波并接收上述微波的反射波的微波傳感器，從與輸送用集裝箱的平面部垂直的方向偏置預(yù)定角度來發(fā)射上述微波，通過來自上述輸送用集裝箱的上述平面部的反射波測定上述平面部的位置，該集裝箱位置測定方法的特征在于，當將相對于所發(fā)射的上述微波的中心、增益為50%的范圍作為上述微波傳感器的天線的指向性角度P時，上述偏置角度R處于1 <R< 1.5XP的范圍。
5.一種進行權(quán)利要求1所述的集裝箱位置測定方法的集裝箱位置測定裝置，其特征在于，該集裝箱位置測定裝置具備集裝箱起重機的主體臺架，配置于層積的上述輸送用集裝箱的上方；以及起吊件橫移機構(gòu)，其以橫移自如的方式支承于上述主體臺架上，并且使起吊件升降，上述微波傳感器以如下方式設(shè)置于上述起吊件橫移機構(gòu)使得上述微波的發(fā)射方向朝向下方且在上述起吊件橫移機構(gòu)的行進方向偏置預(yù)定角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集裝箱位置測定裝置，其特征在于，當將相對于所發(fā)射的上述微波的中心、增益為50%的范圍作為上述微波傳感器的天線的指向性角度P時，上述偏置角度Q處于1. 5XP < Q < 90-(1. 5XP)的范圍。
7.一種集裝箱位置測定裝置，該集裝箱位置測定裝置進行權(quán)利要求4所述的集裝箱位置測定方法，其特征在于，該集裝箱位置測定裝置具備集裝箱起重機的主體臺架，配置于層積的上述輸送用集裝箱的上方；以及起吊件橫移機構(gòu)，其以橫移自如的方式支承于上述主體臺架上，并且使起吊件升降，上述微波傳感器以如下方式設(shè)置于上述起吊件橫移機構(gòu)使得上述微波的發(fā)射方向朝向下方且在上述起吊件橫移機構(gòu)的行進方向偏置上述角度R。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的集裝箱位置測定裝置，其特征在于，該集裝箱位置測定裝置使用多個上述微波傳感器，具有與上述起吊件橫移機構(gòu)的一個行進方向相對應(yīng)地配置的上述微波傳感器、以及與上述起吊件橫移機構(gòu)的另一個行進方向相對應(yīng)地配置的上述微波傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用發(fā)射微波(35)并且接收微波(35)的反射波的微波傳感器(31)的集裝箱位置測定方法，利用來自輸送用集裝箱的角部的反射波來測定角部的位置，由此，微波(35)很難被天氣或輸送用集裝箱(18)的顏色影響，所以能夠具有高可靠性地對輸送用集裝箱的位置數(shù)據(jù)進行測定，并且，能夠很難受到天氣或輸送用集裝箱的顏色的影響地，穩(wěn)定地測定輸送用集裝箱的位置數(shù)據(jù)。
文檔編號B66C19/00GK102186761SQ20098014149
公開日2011年9月14日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者加藤正, 加藤正一 申請人:株式會社日本工程