컨테이너의 자동랜딩을 위한 레이저센서 기반의 절대위치 검출 알고리즘: 3차원 측정 (Part Ⅰ)

Abstract

In the context of auto-landing containers from a container ship to a truck or automatic guided vehicle and vice versa, this research investigates three schemes, one in Part I and two in Part II, for measuring the absolute position of a container. Coordinate transformations between the reference-coordinate, sensor-coordinate, and body-coordinate systems are briefly discussed. The scheme explored in Part I aims the use of three laser-slit sensors, which are relatively inexpensive. In this case, nine nonlinear equations are formulated for six unknown variables (three for orientation and three for position), so a closed-form solution is not available. Instead, an approximate solution through linearization was derived. An advantage of the method in Part I is its ability to measure an absolute position in 3D space, while a disadvantage is the computation time required to obtain pseudo-inverses and the approximate nature of the obtained solution. Numerical examples are provided.전 세계적으로 국가간 물류의 규모가 커지면서 해로를 통한 수출입 물동량이 비약적으로 증가하고 있다. 이에 따라 10,000 TEU급 이상의 초대형 선박이 등장하고, 컨테이너 터미널의 규모도 초대형 선박이 접안할 수 있을 정도로 커지고 있다. 그리고 하역장비 및 컨테이너 터미널의 자동화에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. Fig. 1은 세계 최초의 자동화된 터미널인 네덜란드의 ECT 터미널에서 운행중인 AGV(Automatic guided vehicle)와 무인 야드크레인을 보이고 있다.자동화 터미널에서는 야드트랙터(Yard tractor)의 기능을 AGV가 맡게 되고, 그 주행(Navigation)은 상위 계층으로부터 지시를 받게 된다. 따라서, 터미널 내에서 AGV가 빠른 속도로 주행하고 정확한 위치에 정지할 수 있도록 정지위치를 안내해 주는 자동랜딩시스템(Auto-landing system)이 필요하다. 이는 컨테이너크레인의 스프레더(Spreader)가 컨테이너를 AGV나 트랙터 위에 싣거나 내리기 위해 스프레더의 정확한 절대위치를 검출하고, AGV와 크레인 간의 통신에 의해 자동으로 위치를 보