KR101430858B1 - 컨테이너 취급기 정렬 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 갠트리 크레인에서 컨테이너를 적재 및 하적하기에 적합하게 운송 수단을 위치시키기 위해 봄 카트 및 셔틀 캐리어의 운전자를 보조하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템은 운송 수단의 유형, 위치, 배향 및 사각뿐만 아니라 운송 수단이 적재된 상태에 있는지 미적재된 상태에 있는지를 결정하기 위해 갠트리 크레인 실빔 상에 다양한 높이로 장착되는 레이저 스캐너를 사용한다. 또한, 시스템은 운전자에게 운송 수단을 어떻게 이동시킬지를 지시하기 위해 지시기 장치를 제공한다.

Description

컨테이너 취급기 정렬 시스템 및 방법{CONTAINER HANDLER ALIGNMENT SYSTEM AND METHOD}

<관련 출원의 상호 참조>

본 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는, 2011년 4월 13일자로 출원된 미국 가출원 61/474982의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 컨테이너 취급 크레인과 예를 들어 봄 카트(Bomb Cart) 및 셔틀 캐리어(Shuttle Carrier)와 같은 컨테이너 취급 장비의 정렬을 위한 간소화된 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 개시된 시스템은 컨테이너 크레인 하에서의 컨테이너 픽업(pick-up) 또는 드롭오프(drop-off)의 효율을 개선한다.

컨테이너 취급 크레인과 컨테이너 취급 장비의 정렬을 위한 다양한 방법이 개발되었고 산업계 내에서 효율적으로 사용되었다. 그러나, 이러한 방법은 필요로 하는 기능을 충족시키기 위해 요구되는 최소 레이저 스캐너 수 및 동적 레이저 위치설정 하드웨어 및 소프트웨어의 필요성으로 인해 많은 비용을 소요할 뿐만 아니라 복잡하였다. 본 발명은 요구되는 레이저 수를 감소시키고 고정 배향으로 유지될 수 있는 레이저를 제공함으로써 이들 문제 모두를 해소한다.

본 개시의 목적을 위해서, 다음의 정의가 적용된다:

"컨테이너"는 국제 운송에 사용되는, ISO 표준에 의해 규정되는 선적 컨테이너를 지칭한다. 표준 길이는 20, 40 및 45 피트를 포함한다.

"컨테이너 크레인" 및 "컨테이너 취급 크레인"은 예컨대 컨테이너가 항구에서 선박으로부터 해안으로 이송되는 경우에, 또는 컨테이너가 컨테이너 터미널에서 트럭으로부터 이송되는 경우에, ISO 표준 선적 컨테이너를 이동시키기 위해 사용되는 갠트리 크레인(gantry crane)을 지칭하는 용어이다.

"봄 카트"는 컨테이너 터미널에서 표준 선적 컨테이너를 이송하는 목적을 위해 설계되고 제작되는 트럭 섀시(트레일러)를 지칭한다.

"셔틀 캐리어"는 컨테이너 터미널 내에서 컨테이너를 이동시키기 위해 사용되는 고무 타이어형 갠트리 크레인(rubber-Tired Gantry Crane)을 지칭한다. 이것들은 또한 "스트래들 캐리어(Straddle Carrier)", "셔틀 트럭" 및 "스프린터(Sprinter)"로 지칭될 수 있다.

"레이저 스캐너"는 연속적인 회전 스캔 프로파일에 걸쳐 각도 및 거리의 일련의 별개의 거리 치수를 제공하는 LIDAR("레이저 레이더") 타입 센서를 지칭한다. 바람직하게는, 4개의 SICK LMS 타입 레이저 스캐너가 본 출원에 사용된다.

본 발명은 컨테이너를 적재한 또는 컨테이너를 적재하지 않은 운송 수단을 캔트리 크레인 아래에서 컨테이너의 후속 적재 및/또는 하적에 허용 가능한 위치에 위치시키는데 있어 봄 카트 및 셔틀 캐리어 운송 수단의 운전자를 보조하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 크레인은 육상측 레일(landside rail) 상에 장착되는 육상측 실빔(landside sill beam) 및 해상측 레일(waterside rail) 상에 장착되는 해상측 실빔(waterside sill beam)을 구비한다. 각각의 실빔은 대향 실빔의 내부측을 향하는 내부측 및 대향 실빔으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 외부측을 구비한다. 허용 가능 위치는 어느 하나의 실빔에 가장 근접한 운송 수단 측의 중심이 해상측 실빔의 중심으로부터 육상측 실빔의 중심을 통해 그려지는 라인에 의해 나타내어지는 크레인의 중심선으로부터 사전결정된 알려진 거리 미만이고, 운송 수단이 사전결정된 알려진 양 미만으로 경사지며, 이때 경사는 만약에 있다면 어느 하나의 실빔에 평행하게 그려지는 라인과 운송 수단의 종방향 중심선에 평행하게 그려지는 라인 사이에 형성되는 각도이다. 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너가 육상측 실빔의 외부측에 부착되고, 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너가 육상측 실빔의 내부측에 부착된다. 각각 알려진 형상 및 치수를 갖는 적어도 하나의 제1 표적이 각각의 운송 수단의 각각의 측에 부착된다. 제1 레이저 스캐너는 제1 레이저 스캐너로부터의 방출의 제1 표적에 의한 반사에 의해 상기 제1 레이저 스캐너의 범위 내로 들어가는 임의의 적재된 또는 미적재된 운송 수단의 존재, 위치 및 배향을 검출하는 기능을 한다. 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너가 육상측 빔의 외부측 및 내부측 양자 모두에 부착된다. 각각 알려진 형상 및 치수를 갖는 적어도 하나의 제2 표적이 각각의 컨테이너의 각각의 측에 부착된다. 제2 레이저 스캐너는 상기 제2 레이저 스캐너의 범위 내로 들어가는 운송 수단 상에 적재된 컨테이너의 존재, 위치 및 배향을 검출하는 기능을 한다. 적어도 하나의 방향 지시기가 운송 수단이 적절히 위치되었는지 전방 또는 후방으로 이동될 필요가 있는지를 그리고 운송 수단 배향이 사전결정된 허용 가능 양을 초과하여 경사지고 재위치될 필요가 있는지의 여부를 운송 수단 운전자에게 지시하기 위해 육상측 실빔의 외부측 및 내부측 각각에 부착된다. 컴퓨터가 크레인 뿐만 아니라 각각의 제1 레이저 스캐너, 각각의 제2 레이저 스캐너 및 각각의 방향 지시기에 연결된다. 컴퓨터는 제1 레이저 스캐너의 범위 내에서 임의의 운송 수단의 위치 및 배향과 제2 레이저 스캐너의 범위 내에서 운송 수단 상에 적재된 임의의 컨테이너의 위치 및 배향을 계산하기 위해, 그리고 또한 방향 지시기를 작동시키기 위해, 제1 레이저 스캐너 및 제2 레이저 스캐너로부터 스캐닝 데이터를 수신한다.

본 발명의 전술한 및 다른 목적, 태양 및 이점이 도면을 참조하여 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 갠트리 크레인의 사시도이다.
도 2는 육상측 실빔의 일측의 부분 평면도이다.
도 3은 봄 카트의 사시도이다.
도 4는 셔틀 캐리어의 사시도이다.
도 5는 위치 지시기 장치의 평면도이다.
도 6은 다양한 스프레더(spreader) 길이에 대한 근사적 디폴트 정지 위치를 도시한 블록 다이어그램이다.

이제 도 1을 참조하면, 부둣가 설비 내의 갠트리 크레인의 부분 사시도가 제공된다. 크레인 구조물은 적재된 및 미적재된 봄 카트 및 셔틀 캐리어에 의해 점유될 수 있는 일련의 레인 위에 위치된다. 크레인 붐(5)이 크레인의 해상측(waterside) 프레임으로부터 멀어지게 연장된다. 스프레더(spreader)(10)가 붐(5) 아래에 현수된다. 미적재된 봄 카트(15) 및 적재된 봄 카트(20, 25)가 크레인 아래의 지상에 위치된다. 해상측 실빔(sill beam)(30) 및 육상측(landside) 실빔(35)(이 도면에서는 명확하게 보이지 않음)이 적재된 및 미적재된 봄 카트에 의해 점유되는 레인에 평행하게 수직 크레인 지지 요소를 연결한다. 이들 실 양자 모두는 전형적으로 해상측 레일(40) 및 육상측 레일(45) 내에 맞물리는 휠을 포함하는 각각의 수직 지지물 아래의 적하 빔(stowage beam)에 부착된다.

도 2는 적재된 봄 카트(25)를 향하는 측에서 육상측 실빔(35)의 평면도를 제공한다. 4개의 레이저 스캐너(50, 55, 60, 65)가 육상측 실빔(35) 상에 장착되며, 도 2에서 보이는 2개는 육상측을 향하고, 도 2에서 보이지 않는 2개는 해상측을 향한다. 제1 스캐너(50, 55)는 각각 육상측 레일(40)의 높이의 대략 1 미터 위인 동일한 높이에서, 육상측 실빔(35)의 대향측들에 장착된다. 제2 스캐너(60, 65)도 또한 각각 육상측 레일(40)의 높이의 대략 3 미터 위인 동일한 높이에서, 육상측 실빔(35)의 대향측들에 장착된다. 수평으로, 모든 스캐너는 도 6에 도시된 대략적 크레인 중심선 A-A를 따라 육상측 실빔(35)의 각각의 단부에 있는 대향 수직 지지물로부터 등거리의 지점에서 육상측 실빔(35)의 대략적 중심에 위치된다. 다양한 스캐너의 상이한 장착 높이의 목적은 제1 스캐너(50, 55)가 봄 카트 및 셔틀 캐리어 운송 수단을 스캔할 수 있게 하는 반면, 제2 스캐너(60, 65)가 봄 카트 및 셔틀 캐리어 상에 적재되어 도착한 컨테이너를 스캔할 수 있게 하는 것이다. 이들 스캐너는 스캔된 영역의 연속적인 회전 프로파일에 걸쳐 많은 별개의 거리 치수를 제공한다. 수집된 스캐너 데이터는 봄 카트, 셔틀 캐리어의 검출 및 측정과 크레인에 대한 컨테이너 위치를 나타낸다. 레이저 스캐너의 정확도 및 범위는 전형적으로 어두운 표적(dark target)에 대해 최대 범위로 규정된다. 본 출원을 위한 레이저 스캐너의 공칭 범위는 어두운 표적에 대해 40 미터이며, 이는 본 출원의 요건을 충족시키기에 충분하고도 남는다. 그러나, 적어도 30 미터의 범위를 갖는 레이저가 본 출원을 위해 요구된다. 모든 레이저는 지면에 평행하게 180도 수평 작동 범위를 가져, 스캐너(50, 60)에 대한 스캔된 영역이 도 1에 반원 X로 표기되는 반면, 스캐너(55, 65)에 대한 스캔된 영역이 도 1에 반원 Y로 표기된다. 이 시스템에 의해 제공되는 치수는 각각의 스캐너의 측정 범위에 걸쳐 연속적이다. 본 발명의 장치는 적어도 총 6개의 레인에 대한 정렬 정보를 제공할 수 있으며, 이 중에서 최대 5개는 크레인의 문형빔(portal beam) 아래에, 즉 반원 X 내에 있고, 적어도 하나는 육측 작업 거리(backreach) 영역 내에, 즉 반원 Y 내에 있지만, 시스템은 보다 많은 수의 레인을 취급하도록 구성될 수 있다. 스캐너에 의해 수집된 데이터는 등록 상표 맥스뷰(MAXVIEW®) 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터 시스템으로 전송된다. 맥스뷰(MAXVIEW)는 버지니아주 소재의 TMEIC 코포레이션(TMEIC Corporation) 소유의 등록 상표이다.

적어도 2개(각각의 측에 하나씩), 그러나 바람직하게는 4개의 수동 제1 표적(70)이 각각의 봄 카트 및 각각의 셔틀 캐리어 상에 각각의 그러한 운송 수단의 각각의 측에 2개씩 장착된다. 전형적으로 삼각형 형상의 표적이 사용되지만, 표적의 형상 및 치수는 형상 및 치수를 기술하는 데이터가 스캐닝 데이터를 처리하는 컴퓨터 시스템에 사전에 제공되는 한 무관하다. 표적 검출 및 측정을 최대화시키기 위해서, 각각의 수동 표적은 바람직하게는 백색이다. 이들 표적은 스캐너에 의한 검출 및 위치 측정치 결정시 소프트웨어에 의한 사용을 위한 기준점의 역할을 한다. 도 3은 빈 봄 카트 상의 두 표적(70)의 위치를 예시한다. 나머지 두 표적은 보이지 않지만, 보이는 두 표적에 대향되는 봄 카트의 타측에 유사하게 장착된다. 도 4는 셔틀 캐리어 상의 네 표적(70)의 위치를 예시한다. 이 시스템과 함께 사용되는 소프트웨어인, TMEIC 코포레이션의 상표인 맥스뷰가 정확한 위치 데이터를 계산할 수 있게 하기 위해서, 각각의 유형의 운송 수단 상의 표적의 장착 위치가 알려져 있어야 하고, 동일한 범주의 운송 수단, 즉 봄 카트 및 셔틀 캐리어 내에서 일관되어야 한다. 또한, 적어도 하나의 수동 제2 표적(72)이 컨테이너의 대략적 종방향 중심에서 그리고 육상측 레일의 높이의 약 3 미터 위인 스캐너(60, 65)와 동일한 높이에서 각각의 컨테이너의 각각의 측에 장착된다.

본 발명의 장치 및 방법을 채용하는 각각의 크레인이 적어도 다음의 컴퓨터 하드웨어를 필요로 한다: 산업용 펜티엄-클래스 PC 호환 임베디드 컴퓨터; 크레인 네트워크 및 DIN-레일 마운팅으로의 접속을 위한 100Bast-T Cat5 이더넷 포트. 이 장비는 크레인의 전기 하우스(electrical house) 내에서 크레인 컨트롤 케이스 내에 장착된다. 컴퓨터는 마이크로소프트 윈도우즈 임베디드 OS, 맥스뷰 플랫폼 지원 소프트웨어 및 맥스뷰알티(MAXVIEWRT) 응용 프로그램으로 사전-설정된다. 맥스뷰알티는 모든 맥스뷰 기능을 위한 실시간 스캔 처리 엔진이다. 그것은 또한 시스템 셋업 및 문제 해결 특징부를 포함한다. 등록 상표 맥스뷰알티 소프트웨어는 레이저 스캐너에 의해 제공되는 별개의 스캔 포인트 측정치를 수신하고, 레이저 스캔 내에서 주요 물체(key object)의 에지를 검출하며, 이들 에지 위치의 측정치를 맥스스피드(MAXSPEED®) 크레인 컨트롤 시스템에 다양한 좌표계로 보고한다. 맥스스피드는 TMEIC 코포레이션 소유의 상표이다. 이 응용을 위해, 맥스뷰 및 맥스스피드 시스템과 소프트웨어 사이의 인터페이스는 이더넷 글로벌 데이터(Ethernet Global Data: EGD)를 통한다. 스캐너 및 컴퓨터 시스템을 위해 인터페이스 장비 및 파워 서플라이도 또한 필요하다.

또한, 본 발명의 시스템 및 방법을 채용하는 각각의 크레인이 봄 카트 또는 셔틀 캐리어의 운전자가 그 운송 수단으로부터 컨테이너의 적재 또는 하적을 가능하게 하기에 적합한 위치 부근에 있을 때 운전자에게 보이는 위치에서 크레인 상에 장착되는 적어도 하나의 위치 지시기 장치(75)를 구비한다. 예를 들어, 장치는 육상측 실빔(35)의 일측 또는 양측에 그리고/또는 각각의 크레인 레그의 기저부 근처에서 해상측 실빔(30)의 육상측에 장착될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 크레인 레그에서 그 각각의 측에 2개씩 육상측 실빔(35) 상에 장착되는 적어도 4개의 장치(75)와, 각각의 크레인 레그에서 그 내부측에서 해상측 실빔(30) 상에 장착되는 2개의 장치(75)가 있다. 장치의 정확한 위치 설정은 상이한 치수 및 변화하는 운전자 위치를 갖는 운송 수단을 수용하기 위해 조절될 수 있다. 도 2에 도시된 하나의 구성에서, 2개의 장치(75)가 크레인의 수직 레그 상에 보다 높이 장착되는 반면, 추가의 3개의 장치(75)가 육상측 실빔(35)의 일측에서 그 실빔의 중심 쪽에 그룹화되어 장착된다. 이 배열은 높이 앉은 그리고 운송 수단 주위로 360도 시야를 갖는(따라서 3개의 집중화된 장치(75)를 볼 수 있는) 셔틀 캐리어 운전자 및 트럭 캡의 측부 바로 옆에서 제한받지 않는 시야가 가장 좋은(따라서 크레인의 수직 기둥 상에 장착되는 두 장치(75)를 가장 잘 볼 수 있는) 봄 카트 운전자 양자 모두를 수용한다. 이러한 장치(75) 그 자체의 일 실시예가 도 5에 도시된다. 이 실시예에서, 백라이팅, LED 전구 또는 다른 것에 의해 작동되거나 조명될 수 있는 3개의 영역이 있다. 제1 영역이 작동된 때, 그것은 운전자에게 운송 수단을 후방으로 이동시키라는 신호를 보낸다. 제2 영역이 작동된 때, 그것은 운송 수단이 적합한 위치에 있기 때문에 운전자에게 정지하라는 신호를 보낸다. 마지막으로, 제3 영역이 작동된 때, 그것은 운전자에게 운송 수단을 전방으로 이동시키라는 신호를 보낸다. 지시기(75)는 또한 운송 수단이 사전결정된 알려진 최대 허용 가능 사각(skew angle)을 초과하여 경사져 있다는 것을 색, 소리, 플래싱 또는 다른 것에 의해 운전자에게 지시하기 위해 사용될 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 운송 수단 상에 적재되거나 로킹되는 임의의 컨테이너의 경사는 운송 수단 그 자체의 경사와 동등한 것으로 가정한다. 이는 이들 터미널 내의 통상적 유형의 컨테이너 취급 장비에 대해 적절한 가정이다. 화살표와는 다른 색, 플래싱, 상이한 또는 변화하는 지속 시간의 조명 주기, 소리 및 다양한 이동 지시기 중 임의의 것 또는 모두가 장치(75)에 사용될 수 있다.

시스템 하드웨어가 전술된 바와 같이 설치된 후, 시스템 과정은 다음과 같다:

1. 모든 레이저 스캐너가 반원 X 및 Y 내에서 레이저 빔을 방출하도록 작동된다.

2. 운전자가 입구 영역에서 또는 육측 작업 거리 영역에서 레인을 선택하여 그것 내로 운송 수단을 운전한다.

3. 미적재된 봄 카트 또는 셔틀 캐리어가 운전되고 있는 경우에, 제2 레이저 스캐너(60, 65)는 어떠한 표적 복귀 신호도 등록하지 않을 것인 반면, 제1 레이저 스캐너(50 또는 55)는 운송 수단이 입구 영역에 있는지 육측 작업 거리 영역에 있는지에 따라 운송 수단 상의 표적을 검출할 것이어서, 스캐너가 연결되는 컴퓨터는 도착하는 운송 수단이 미적재된 운송 수단인 것으로 결정한다.

4. 미적재된 운송 수단이 선택된 레인을 따라 진행할 때, 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너로부터의 반복적 방출이 컴퓨터가 다음의 것을 결정할 수 있게 하는 반사 데이터를 산출한다:

a. 해상측 실빔으로부터 운송 수단의 거리에 의해 지시되는 바와 같이 운송 수단이 이동하고 있는 레인;

b. 트럭 이동의 방향으로 크레인 중심선 A-A로부터 운송 수단의 위치 오프셋(offset); 및

c. 만약에 있다면, 운송 수단의 종방향 중심선과 어느 쪽이든 운송 수단에 가장 근접한, 해상측 실빔(30) 또는 육상측 실빔(35)의 종방향 중심선에 평행한 라인 사이에 형성되는 사각.

5. 컨테이너를 적재한 봄 카트 또는 셔틀 캐리어가 운전되고 있는 경우에, 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너(50 또는 55)와 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너(60 또는 65)는 운송 수단이 입구 영역에 있는지 육측 작업 거리 영역에 있는지에 따라 운송 수단 상의 그리고 컨테이너(들) 상의 표적을 검출할 것이어서, 스캐너가 연결되는 컴퓨터는 도착하는 운송 수단이 적재된 운송 수단인 것으로 결정한다.

6. 적재된 운송 수단이 선택된 레인을 따라 진행할 때, 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너로부터의 반복적 방출이 컴퓨터가 다음의 것을 결정할 수 있게 하는 반사 데이터를 산출한다:

a. 해상측 실빔으로부터 운송 수단의 거리에 의해 지시되는 바와 같이 운송 수단이 이동하고 있는 레인;

a. 운송 수단 상의 컨테이너(들)의 길이: 20 피트, 40 피트, 45 피트 또는 한 쌍의 20 피트;

b. 트럭 이동의 방향으로 크레인 중심선 A-A로부터 컨테이너(들)의 위치 오프셋;

c. 해상측 실빔(즉, 트럭 레인)으로부터의 컨테이너(들)의 위치;

d. 만약에 있다면, 컨테이너(들)의 종방향 중심선과 해상측 실빔(30) 또는 육상측 실빔(35)의 종방향 중심선에 평행한 라인 사이에 형성되는 사각; 및

e. 한 쌍의 20 피트 컨테이너의 경우에, 운송 수단 상의 두 컨테이너 사이의 갭 거리.

위에 열거된 모든 치수는 운송 수단의 운전 방향에 상관없이 제공된다. 시스템에 의해 제공되는 위치 데이터는 대략 +/- 50 mm(2 인치)까지 정확한 반면, 사각 데이터는 대략 0.4도까지 정확하다.

크레인의 트롤리에 부착되는 스프레더(10)의 알려진 길이에 기초하여, 컴퓨터는 운송 수단 운전자에게 위치 설정 정보를 제공하기 위해 지시기 장치(75)의 작동시 다음의 규칙을 적용한다:

1. 미적재된 봄 카트 또는 적재되거나 미적재된 셔틀 캐리어에 대해:

a. 스프레더 길이가 40 피트, 45 피트, 또는 한 쌍의 20 피트이면: 봄 카트 또는 셔틀 캐리어의 중심을 크레인 중심선 A-A와 일치시키고;

b. 스프레더 길이가 20 피트이면: 봄 카트 또는 셔틀 캐리어의 중심을 10 피트 더하기 크레인 중심선 A-A에 대해 전방 또는 후방으로의 알려진 고정된 오프셋의 지점과 일치시킨다. 전방/후방 선택은 봄 카트의 하중 조건(즉, 단일 20 피트 컨테이너가 이미 운송 수단의 전방 반부에 있는지 후방 반부에 있는지) 및 스프레더 하중 조건(스프레더가 컨테이너 상에 로킹되는지 어떠한 컨테이너도 그것에 부착되지 않고서 로킹되지 않는지)에 의존한다.

2. 적재된 봄 카트에 대해:

a. 스프레더 길이가 40 피트, 45 피트, 또는 한 쌍의 20 피트이면: 봄 카트 상의 컨테이너의 중심을 크레인 중심선 A-A와 일치시키고;

b. 스프레더 길이가 20 피트이면: 20 피트 컨테이너 중 하나의 중심을 크레인 중심선 A-A와 일치시킨다. 전방/후방 선택은 봄 카트의 하중 조건(즉, 단일 20 피트 컨테이너가 이미 운송 수단의 전방 반부에 있는지 후방 반부에 있는지) 및 스프레더 하중 조건(로킹되는지 로킹되지 않는지)에 의존한다. 운전자를 위한 대략적인 디폴트 정지 위치가 도 6에 오버헤드 블록 다이어그램 형태로 도시된다.

3. 임의의 적재되거나 미적재된 봄 카트 또는 셔틀 캐리어에 대해:

a. 스캐닝 데이터가 알려진 사전결정된 한계를 넘는 측정된 사각을 나타내면, 이러한 상태가 존재함을 플래싱, 소리 방출, 색 변화, 신호 시퀀싱 또는 다른 방법을 통해 운전자에게 신호를 보내기 위해 위치 지시기 장치(75)를 작동시킨다. 크레인 작업은 사각이 알려진 사전결정된 한계 이하로 조절되도록 운송 수단이 재위치될 때까지 종료된다.

예를 들어, 봄 카트는 최대 2개의 20 피트 컨테이너를 운반할 수 있으며, 이때 하나의 20 피트 컨테이너는 봄 카트 상의 전방에 위치되고, 다른 하나는 후방 쪽에 위치된다. 크레인이 20 피트 컨테이너를 취급하도록 구성된 때, 봄 카트는 크레인이 각각의 컨테이너를 개별적으로 들어올릴(또는 내려놓을) 수 있도록 정렬되어야 한다. 스프레더가 로킹되지 않고(그것이 봄 카트로부터 컨테이너를 들어올리도록 구성됨을 의미함) 20 피트용으로 설정되면, 그리고 2개의 20 피트 컨테이너가 봄 카트 상에서 검출되면, 시스템은 전방 컨테이너가 크레인 스프레더와 정렬되도록 봄 카트를 정렬시키게 운전자를 안내한다. 스프레더가 로킹되지 않고 20 피트용으로 설정되면, 그리고 단일 20 피트 컨테이너가 봄 카트 상에서 검출되면, 시스템은 봄 카트 상에서의 그 위치에 상관없이 그 컨테이너와 봄 카트를 정렬시키게 운전자를 안내한다. 스프레더가 로킹되고 20 피트용으로 설정되면, 그리고 어떠한 컨테이너도 봄 카트 상에서 검출되지 않으면, 시스템은 스프레더 상의 20 피트 컨테이너가 봄 카트의 전방 영역에 내려 놓이도록 봄 카트를 정렬시키게 운전자를 안내한다. 스프레더가 로킹되고 20 피트용으로 설정되면, 그리고 단일 컨테이너가 봄 카트 상에서 검출되면, 봄 카트는 스프레더 상의 20 피트 컨테이너가 봄 카트의 대향 자유 영역(전방/후방)에 내려 놓이도록 정렬된다.

위에 개시된 시스템의 장치는 항구 환경에서 예상되는 모든 날씨 조건 하에서 작동된다. 또한, 그것은 작업의 요구에 맞추고 이미 설치된 장비의 가장 효율적인 사용을 제공하기 위해 주문에 따라 만들 수 있고 융통성 있다.

전술된 시스템의 배열은 최대 2개의 운송 수단에 대한 위치 설정 정보를 제공할 수 있으며: 제1 운송 수단은 해상측 실빔(30)과 육상측 실빔(35) 사이에서 크레인 아래에 위치되고, 제2 운송 수단은 육상측 실빔(30)의 외부측을 넘어 육측 작업 거리 영역에 위치된다. 대안적 배열에서, 추가의 스캐너(80, 85)가 육상측 실빔(35) 상에 위치되는 추가의 위치 지시기 장치(75)와 함께, 스캐너(50, 55, 60, 65)와 유사하게 서로에 대해 위치되어 해상측 실빔(30)의 내부측에 배치될 수 있다. 이 배열은 시스템이 갠트리 크레인 아래의 두 레인을 점유하는 2개의 운송 수단에 대한 위치 설정 정보를 제공하게 할 수 있다.

전술한 본 발명은 바람직한 실시 형태에 관하여 기술되었다. 본 발명의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않고서 개시된 장치 및 방법에 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있다는 것과, 합법적 등가물이 본 발명의 구체적으로 개시된 요소를 대체할 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 실시예는 단지 예시적일 뿐인 반면, 본 발명의 진정한 범위는 다음의 특허청구범위에 의해 정의된다.

Claims (10)

1. 하나 이상의 컨테이너를 적재한 또는 적재하지 않은 유형의 운송 수단을 육상측 레일 상에 장착되는 육상측 실빔 및 해상측 레일 상에 장착되는 해상측 실빔을 구비하는 캔트리 크레인 아래에 적절히 위치시키는데 있어 봄 카트 및 셔틀 캐리어 운송 수단의 운전자를 보조하기 위한 시스템이며,
   각각의 실빔은 대향 실빔의 내부측을 향하는 내부측 및 대향 실빔으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 외부측을 구비하고, 허용 가능 위치는 어느 하나의 실빔에 가장 근접한 운송 수단 측의 중심이 해상측 실빔의 중심으로부터 육상측 실빔의 중심을 통해 그려지는 라인에 의해 나타내어지는 크레인의 중심선으로부터 사전결정된 알려진 거리 미만이고, 운송 수단이 사전결정된 알려진 양 미만으로 경사지고, 이때 경사는 만약에 있다면 어느 하나의 실빔에 평행하게 그려지는 라인과 운송 수단의 종방향 중심선에 평행하게 그려지는 라인 사이에 형성되는 각도인 시스템이며,
   육상측 실빔의 외부측 및 내부측 양자 모두에 부착되는 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너 수단 - 상기 제1 레이저 스캐너 수단은 상기 제1 레이저 스캐너 수단의 범위 내로 들어가는 임의의 적재된 또는 미적재된 운송 수단의 존재, 위치 및 배향을 검출하기 위한 것임 -;
   알려진 형상 및 치수를 각각 갖는 제1 표적 수단 - 상기 제1 표적 수단 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너 수단으로부터의 방출을 반사하기 위해 각각의 운송 수단의 각각의 측에 부착됨 -;
   육상측 빔의 외부측 및 내부측 양자 모두에 부착되는 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너 수단 - 상기 제2 레이저 스캐너 수단은 상기 제2 레이저 스캐너 수단의 범위 내로 들어가는 운송 수단 상에 적재된 임의의 컨테이너의 존재, 위치 및 배향을 검출하기 위한 것임 - ;
   각각 알려진 형상 및 치수를 갖는 제2 표적 수단 - 상기 제2 표적 수단 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너 수단으로부터의 방출을 반사하기 위해 각각의 컨테이너의 각각의 측에 부착됨 - ;
   운송 수단이 적절히 위치되었는지 전방 또는 후방으로 이동될 필요가 있는지를 그리고 운송 수단 배향이 사전결정된 허용 가능 양을 초과하여 경사지고 재위치될 필요가 있는지의 여부를 운송 수단 운전자에게 지시하기 위해 육상측 실빔의 외부측 및 내부측 각각에 부착되는 적어도 하나의 방향 지시기 수단; 및
   상기 제1 레이저 스캐너 수단의 범위 내에서 임의의 운송 수단의 위치 및 배향과 상기 제2 레이저 스캐너 수단의 범위 내에서 운송 수단 상에 적재된 임의의 컨테이너의 위치 및 배향을 계산하기 위해서 상기 제1 레이저 스캐너 수단 및 상기 제2 레이저 스캐너 수단으로부터 스캐닝 데이터를 수신하기 위해, 그리고 또한 상기 방향 지시기 수단을 작동시키기 위해, 크레인, 상기 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너 수단 및 상기 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너 수단 각각 및 상기 적어도 하나의 방향 지시기 수단 각각에 연결되는 컴퓨터 수단을 포함하는 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너 수단 중 하나는 육상측 레일의 1 미터 위의 높이에서 육상측 실빔의 각각의 측의 종방향 중심에 장착되는 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 표적 수단 중 2개는 각각의 유형의 운송 수단의 양단부로부터 변위되는 알려진 사전결정된 수평 거리인 위치에서 그리고 상기 제1 레이저 스캐너 수단 각각과 동일한 높이에서 각각의 유형의 운송 수단의 각각의 측에 부착되는 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 레이저 스캐너 수단 중 하나는 육상측 레일의 3 미터 위의 높이에서 육상측 실빔의 각각의 측의 종방향 중심에 장착되는 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2 표적 수단 중 적어도 하나는 각각의 컨테이너의 각각의 측에 부착되고, 그 각각은 컨테이너의 양단부로부터 변위되는 알려진 사전결정된 수평 거리인 위치에 그리고 상기 제2 레이저 스캐너 수단 각각과 동일한 높이에 위치되는 시스템.
6. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 방향 지시기 수단이 각각의 유형의 운송 수단의 운전자에게 보이는 알려진 사전결정된 높이로 각각의 크레인 레그의 기저부 근처에서 육상측 실빔의 내부측 및 외부측 각각에 장착되는 시스템.
7. 제6항에 있어서, 추가의 적어도 하나의 방향 지시기 수단이 두 크레인 레그 중 적어도 하나의 기저부 근처에서 해상측 실빔의 내부측에 장착되는 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 표적 수단 및 상기 적어도 하나의 제2 표적 수단 각각은 삼각형 형상이고 백색인 시스템.
9. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 추가의 제1 레이저 스캐너 수단 및 추가의 제2 레이저 스캐너 수단이 해상측 실빔의 내부측에 부착되고, 상기 적어도 하나의 추가의 제1 레이저 스캐너 수단은 해상측 레일의 1 미터 위의 높이에서 해상측 실빔의 내부측의 종방향 중심에 부착되며, 상기 적어도 하나의 추가의 제2 레이저 스캐너 수단은 해상측 레일의 3 미터 위의 높이에서 해상측 실빔의 내부측의 종방향 중심에 부착되는 시스템.
10. 크레인 아래에서 컨테이너의 후속 적재 또는 하적을 위해, 하나 이상의 컨테이너를 적재하거나 적재하지 않고 도착하는 유형의 운송 수단을 갠트리 크레인 아래에서 입구 영역 또는 육측 작업 거리 영역에 위치되는 복수의 레인 중 하나에 적절히 위치시키는데 있어 봄 카트 및 셔틀 캐리어 운송 수단의 운전자를 보조하기 위한 방법이며,
    크레인은 알려진 크레인 중심선, 육상측 레일 상에 장착되는 육상측 실빔 및 해상측 레일 상에 장착되는 해상측 실빔을 구비하고, 각각의 실빔은 대향 실빔의 내부측을 향하는 내부측 및 대향 실빔으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 외부측을 구비하며, 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너가 육상측 실빔의 외부측 및 내부측 양자 모두에 육상측 레일의 1 미터 위의 그 종방향 중심에 부착되고, 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너가 육상측 실빔의 외부측 및 내부측 양자 모두에 육상측 레일의 3 미터 위의 그 종방향 중심에 부착되며, 적어도 하나의 방향 지시기가 봄 카트 또는 셔틀 캐리어 운송 수단의 운전자에 의해 보이는 높이에서 육상측 실빔의 내부측 및 외부측 각각에 부착되고, 각각의 운송 수단은 운송 수단 상의 알려진 위치에서 그것에 부착되는, 육상측 레일의 1 미터 위의 높이에서 그 각각의 측에 적어도 하나의 제1 표적을 구비하며, 각각의 컨테이너는 알려진 위치에서 그것에 부착되는, 육상측 레일의 3 미터 위의 높이에서 그 각각의 측에 적어도 하나의 제2 표적을 구비하고, 컴퓨터가 크레인과 결합되고 또한 제1 및 제2 레이저 스캐너 각각과 각각의 방향 지시기 장치에 연결되며, 여기에서 각각의 유형의 운송 수단 및 각각의 컨테이너에 대한 각각의 표적의 형상 및 치수, 크레인 스프레더 길이 및 허용 가능 최대 사각이 알려져 있고,
    적어도 하나의 제1 레이저 스캐너 및 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너 각각을 작동시키는 단계;
    운전자가 크레인 아래의 레인을 선택하고 그것 내로 봄 카트 또는 셔틀 캐리어 운송 수단을 운전하는 단계;
    적어도 하나의 제1 레이저 스캐너 및 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너 각각으로부터 수집된 반사 데이터를 컴퓨터로 송신하는 단계;
    적어도 하나의 제2 레이저 스캐너로부터 제2 표적을 검출하는 수집된 반사 데이터가 없으면, 적어도 하나의 제2 표적이 검출될 때까지 적어도 하나의 제1 및 제2 레이저 스캐너 각각으로부터 수집된 반사 데이터를 컴퓨터로 전송하는 단계, 그 후에:
    제1 표적까지의 거리를 계산하는 단계;
    이 거리를 제1 레이저 스캐너와 해상측 실빔의 내부측 사이의 알려진 거리와 비교하는 단계;
    운송 수단이 이동하고 있는 레인을 결정하는 단계;
    크레인 중심선과 비교해서 운송 수단 상의 각각의 제1 표적의 위치에 기초하여 크레인 중심선으로부터 운송 수단의 위치 오프셋을 또한 계산하는 단계;
    운송 수단의 사각을 또한 계산하는 단계;
    적어도 하나의 제2 레이저 스캐너로부터 제2 표적을 검출하는 수집된 반사 데이터가 있으면, 적어도 하나의 제1 레이저 스캐너 각각 및 적어도 하나의 제2 레이저 스캐너 각각으로부터 수집된 반사 데이터를 컴퓨터로 전송하는 단계, 그 후에:
    제1 표적까지의 거리를 계산하는 단계;
    이 거리를 제1 레이저 스캐너와 해상측 실빔의 내부측 사이의 알려진 거리와 비교하는 단계;
    운송 수단이 이동하고 있는 레인을 결정하는 단계;
    수집된 반사 데이터를 통해 검출된 제2 표적의 수 및 위치에 기초하여 운송 수단 상에 적재된 각각의 컨테이너의 길이를 결정하는 단계;
    운송 수단 상에 적재된 컨테이너의 수를 또한 결정하는 단계;
    두 컨테이너가 운송 수단 상에 적재되어 있으면, 그것들의 길이 및 그것들의 위치에 기초하여 두 컨테이너 사이의 갭 거리를 계산하는 단계;
    운송 수단의 이동 방향에 대해 크레인 중심선으로부터 각각의 컨테이너의 위치 오프셋을 결정하는 단계;
    해상측 실빔으로부터 각각의 컨테이너의 거리를 결정하는 단계;
    운송 수단의 사각을 또한 계산하는 단계;
    운송 수단이 미적재된 봄 카트 또는 적재되거나 미적재된 셔틀 캐리어이면, 그리고
    크레인 스프레더 길이가 40 피트, 45 피트 또는 한 쌍의 20 피트이면, 운송 수단의 중심을 크레인 중심선과 정렬되게 그리고 허용 가능 사각 내에 위치시키도록 운전자에게 지시하기 위해 각각의 방향 지시기를 제어하는 단계; 또는
    크레인 스프레더 길이가 20 피트이면, 운송 수단의 중심을 크레인 중심선으로부터 10 피트 지점에 그리고 허용 가능 사각 내에 위치시키도록 운전자에게 지시하기 위해 각각의 방향 지시기를 제어하는 단계;
    운송 수단이 적재된 봄 카트이면, 그리고
    크레인 스프레더가 40 피트, 45 피트 또는 한 쌍의 20 피트이면, 운송 수단의 중심이 크레인 중심선과 정렬되고 허용 가능 사각 내에 있도록 운송 수단을 위치시키도록 운전자에게 지시하기 위해 각각의 방향 지시기를 제어하는 단계; 또는
    크레인 스프레더 길이가 20 피트이면, 20 피트 컨테이너 중 하나의 중심이 크레인 중심선과 정렬되고 허용 가능 사각 내에 있도록 운송 수단을 위치시키도록 운전자에게 지시하기 위해 각각의 방향 지시기를 제어하는 단계
    를 포함하는 방법.

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