專利名稱：用于確定集裝箱吊架用的目標(biāo)位置的方法和集裝箱吊架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在增長的世界貿(mào)易中，集裝箱物流技術(shù)作出了巨大的貢獻。集裝箱物流技術(shù)的優(yōu)點在于通過越來越繼續(xù)進行的自動化使效率不斷地提高。許多集裝箱轉(zhuǎn)運場借助于起重機大大地自動化了。
背景技術(shù)：
在貨物轉(zhuǎn)運場、儲藏地、安裝大廳和船塢以及在軌道建設(shè)中使用裝載起重機。在用于汽車的裝載起重機中，地面相對于裝載起重機是傾斜的，這樣水可以流走。此外，在裝載起重機下方的地面上為載重汽車用的行車道打上標(biāo)記。這種裝載起重機的設(shè)計是門型吊車。這種門型吊車像一座大門一樣橫跨在裝載-和作業(yè)區(qū)域之上。通常它的具有車輪的側(cè)壁在兩條平行的軌道上行駛。具有提升裝置的起車小車在起重機橋架上、門型吊車的水平部分上移動。代替地也可將軌道旋臂起重機安裝在起重橋架上。此外，也可考慮將橋式起重機、半門型起重機、高架起重機和門型旋臂起重機用作裝載起重機。集裝箱吊架(英文名稱“Spreader”)是一種用以可達到ISO標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱的起重裝置。既公開了一種固定的集裝箱吊架，規(guī)定它只用于一種確定的集裝箱尺寸，也公開了一種可伸縮的集裝箱吊架，可將它的多頓重的伸縮框架靈活地調(diào)節(jié)到不同標(biāo)準(zhǔn)化的集裝箱(標(biāo)準(zhǔn)尺寸20’-45’)的長度。對于其它的考慮來說主要是“Highcube”(高立方體)集裝箱的最大聞度為2. 896米是相關(guān)的。門型起重車、門型堆垛機、叉型堆垛機或者橫向叉型堆垛機也可以裝配集裝箱吊架。該集裝箱吊架在此也可以是一種改進裝置，它的所謂的旋鎖可嵌入到集裝箱的上面四個標(biāo)準(zhǔn)化的角配件中，或者從側(cè)面嵌入到這些角配件中。在這種情況中，旋鎖的部件轉(zhuǎn)動90°，通過這一措施保證用于閉鎖的形狀配合連接。旋鎖的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，其長度大約為104毫米，其寬度為56毫米。在集裝箱物流技術(shù)中的經(jīng)常性的作業(yè)過程中，將集裝箱錨定在集裝箱吊架上，緊接著利用集裝箱吊架移動該集裝箱，并且將集裝箱錨定在鐵路車箱上，或者錨定在載重汽車的載載表面上。在今天，這些任務(wù)只是由起重機操作人員操作，這些操作人員部分地位于遠離的操作站，并且借助于視頻圖像來操作不同的起重機。為了將集裝箱錨定在載重汽車或者鐵路車箱的載貨表面上，重新使用旋鎖。在放置集裝箱時，集裝箱的標(biāo)準(zhǔn)化的角配件必須準(zhǔn)確地定位在載重汽車或者鐵路車箱的旋鎖的上方。在這種情況中，所要求的定位精確度估計為25毫米，其中，高度的精確度的重要性稍小一點。從 文 獻“Kameragestiitzte Automatisierung von Containerkranen-Potentiale, Technologien, Rahmenbedingungen (攝像機支持的集裝箱起重機的自動化一潛力、技術(shù)、框架條件)”，Jorg Kriiger和Mike Neuendorf,第19次國際起重機專業(yè)會議(Internationale Kran- Fachtagung) 2011,公開了 一種攝像機支持的、對于載重汽上的裝卸位置進行的自動識別。這些位置是從高分辨率的攝像機的圖像中提取的，這些攝像機以大的高度安裝在集裝箱起重機的起重機小車上。在這種情況中，在這些攝像機圖像中識別到集裝箱的角配件和載重汽車載貨表面的旋鎖。從文獻“Containerhandlers”(集裝箱操作手)(可從互聯(lián)網(wǎng) http: //www. orlaco.com/container-handlers. htm 2011年9月29日得到)已知,將攝像機直接安裝在集裝箱吊架上，攝像機的圖像使叉式堆垛機的司機能容易地將集裝箱吊架錨定在集裝箱上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于確定集裝箱吊架用的目標(biāo)位置的方法和一種集裝箱吊架，采用它們可更好地支持集裝箱的經(jīng)常性的錨定過程。這個任務(wù)通過用于確定集裝箱吊架用的目標(biāo)位置的方法得以完成，其中，至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器安裝在集裝箱吊架上，并且求出集裝箱吊架的環(huán)境的測量值。本方法的特征在于，計算單元從這些測量值中形成三維的數(shù)據(jù)，該計算單元從這些三維的數(shù)據(jù)中求出錨定位置、特別是旋鎖或者角配件的位置，并且計算單元從錨定位置中計算出集裝箱吊架用的目標(biāo)位置。集裝箱吊架裝配至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器，所述傳感器安裝在集裝箱吊架上，并且它的設(shè)置是用于求出集裝箱吊架的環(huán)境的測量值。其特征在于，產(chǎn)生圖像的傳感器適合用于求出測量值，并且它的設(shè)置是用于能夠從這些測量值中計算出三維的數(shù)據(jù)，又從這些數(shù)據(jù)中可求出錨定位置、特別是旋鎖或者角配件的位置。本方法以及集裝箱吊架為自動化地定位所述集裝箱吊架提供了一種可靠的方案。由于是三維的數(shù)據(jù)處理，所以精確度如此高，即在完成定位之后旋鎖會自動地被卡鎖在集裝箱的角配件中。這種做法可使市內(nèi)交通的載重汽車或者鐵路車箱得以自動化地裝載，在所述的運輸情況中，應(yīng)被運輸?shù)募b箱必須用旋鎖固定在裝載平面上。由于在待識別的物體的附近，所以將產(chǎn)生圖像的傳感器定位在集裝箱吊架上可取得高的精確度，其結(jié)果是，在定位時有高的可靠性。為了避免貨物和人員受到損害，后者是絕對必要的。這樣就能首次用旋鎖保險裝置實現(xiàn)車輛裝載和卸貨的自動化。在一種改進的方案中，所述至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器是一種二維激光掃描器、三維激光掃描器、三維攝像機或者條紋投影傳感器，或者包括所述傳感器中的多個。這種做法的好處是，產(chǎn)生圖像的傳感器可直接地形成用于識別旋鎖或者角配件的三維數(shù)據(jù)，由此使得可靠的識別和位置確定成為可能。例如通過二維激光掃描器的擺動就可得到所述三維的數(shù)據(jù)。根據(jù)一種實施形式，所述至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器是一攝像機。所述集裝箱吊架附加地裝配至少一個激光器。計算單元從這些測量值中提取點、線或者圖案，激光器將這些點、線或者圖案投影到旋鎖或者角配件上。計算單元從這些點、線或者圖案的幾何形狀中求出錨定位置。這種實施形式具有下述優(yōu)點，即這些由激光器投影到旋鎖或者角配件上的點、線或者圖案，即使在露天在不利的天氣條件下一如下雨、直接的熱帶陽光的照射或者由銹蝕或者油形成的污物的情況下，也能產(chǎn)生足夠的對比度，攝像機探測這種對比度，并且保證從這些測量值中提取點、線或者圖案。這樣就可很可靠地實現(xiàn)位置識別。此外，使用簡單的攝像機有這樣的好處，即能夠以結(jié)實的設(shè)計方式來選擇所述攝像機，通過這一措施可以保證由于在起重機上、特別是在集裝箱吊架上的激烈振動所要求的機械穩(wěn)定性。即使是在這種簡單和成本有利的部件的情況下，也可期待長的使用壽命。這種做法之所以是有利的是因為經(jīng)常地更換部件伴隨重新校準(zhǔn)在工業(yè)使用中是不能考慮的。在一種改進方案中，激光器是一種線性激光器，這種線性激光器以一種到所述至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器規(guī)定的距離安裝在集裝箱吊架上，并且以一種到垂直線規(guī)定的角度發(fā)射激光輻射線。集裝箱吊架在至少一個旋鎖或者角配件的上方至少部分地下降，其中，激光輻射線掃描所述旋鎖或者角配件。計算單元繼續(xù)從測量值中提取激光輻射線，并且從激光輻射線的幾何形狀中求出三維輪廓作為三維數(shù)據(jù)。計算單元借助于三維輪廓識別所述旋鎖或者角配件。這種改進方案具有這樣的優(yōu)點，即線性激光器固定地安裝在集裝箱吊架上，并且不需要可旋轉(zhuǎn)或者可回轉(zhuǎn)的懸掛裝置。線性激光器本身也可以選擇結(jié)實的設(shè)計。這兩個方面考慮了工業(yè)上對傳感器裝置的結(jié)實性或者說魯棒性的要求。按照一種實施形式，為了提取激光輻射線，計算單元從測量數(shù)值中計算出差值圖像(Differenzbild)，所述差值圖像是由帶有激光輻射線的攝像圖像和沒有激光輻射線的當(dāng)時的攝像圖像的差值所形成的。計算一種差值圖像的優(yōu)點是，可以排除例如由于變化的光線情況、銹蝕、臟物等引起的、作為干擾系數(shù)α的、事前未知的背景變化，由此明顯地提高所述識別的可靠性。在一種改進方案中，給攝像機裝備一種與激光器的波長相匹配的帶通濾波器。該帶通濾波器提高了在太陽光情況下圖像識別的可靠性，因為激光器波長以外的太陽光線的所有波長都被濾除掉了，因此就消除了攝像圖像中的干擾系數(shù)。

按照一種實施形式，集裝箱吊架在目標(biāo)位置處完全自動地錨定在集裝箱上，其做法是，集裝箱吊架的旋鎖嵌入到集裝箱的角配件中，并且予以閉鎖。在一種替代的實施形式中，錨定在集裝箱吊架上的集裝箱在目標(biāo)位置上完全自動地錨定在載重汽車或者鐵路車箱的載貨平面上，其做法是，載重汽車或者鐵路車箱的旋鎖嵌入到集裝箱的角配件中，并且予以閉鎖。在一種改進方案中，集裝箱吊架朝目標(biāo)位置移動，其中貫穿經(jīng)過兩個運動段。在第一運動段中，在至少一個錨定位置和產(chǎn)生圖像的傳感器之間存在視覺接觸。此外，在第一運動段中，在一調(diào)節(jié)回路中對目標(biāo)位置繼續(xù)進行新的計算。在第二運動段中，在錨定位置和產(chǎn)生圖像的傳感器之間不存在視覺接觸。因此，在第二運動段中受控制地駛近最后計算的目標(biāo)位置。這種改進方案考慮這樣的事實，即在第二運動段中旋鎖會被集裝箱本身遮蓋住。通過這種改進方案，也可在這種狀況中接近所述目標(biāo)位置。根據(jù)一種實施形式，至少一個固定的傳感器求出所述集裝箱吊架的環(huán)境的方向測量值。計算單元從這些方向測量值中求出集裝箱吊架用的方向位置，所述方向位置位于目標(biāo)位置的附近。在確定目標(biāo)位置之前，集裝箱吊架向所述方向位置機動。這種實施形式加速了所述過程，其做法是，事前借助于固定的傳感器節(jié)省時間地將集裝箱吊架移動到方向位置中。在一種改進方案中，集裝箱吊架裝備另一些傳感器，特別是二維激光掃描器、三維激光掃描器、攝像機、三維攝像機、條紋投影傳感器、距離傳感器、接近開關(guān)和/或壓力開關(guān)。這可進一步地提高所述位置確定的準(zhǔn)確性以及附加的運行安全性?？蓪⑵鹬貦C設(shè)計為裝載起重機、龍門起重機、橋式起重機、半龍門起重機、高架起重機或者龍門旋臂起重機，并且裝配有集裝箱吊架。在一種改進方案中，起重機附加地裝備有固定的傳感器、特別是攝像機和/或激光掃描機，它們都安裝在起重機上。固定的傳感器用來測量(或者估計)移動的物體、例如集裝箱的位置和地點或者情況。作為其它的用途，可考慮測量汽車或者起重機本身的運動的結(jié)構(gòu)部件的位置和地點或者情況。與裝載起重機有關(guān)聯(lián)的是，將固定的傳感器的測量用作給載重汽車的司機發(fā)出他們能在什么地方停車的信號的基礎(chǔ)。此外，由于有了這些測量，可對起重機本身進行控制。固定的傳感器例如可由一個或者多個下述元器件組成三維激光掃描機、可回轉(zhuǎn)的二維激光掃描機或者視頻攝像機。它們通常是如此地安裝在起重機的支承結(jié)構(gòu)上的，即若是門型起重機它可掃描載重汽車用的多個行車道，或者鐵路車箱用的軌道。將地面輸送器械設(shè)計為門型起重車、門型堆垛車、叉車或者橫向叉車，并且裝備有按照權(quán)利要求11到16中的任一項所述的集裝箱吊架。將計算機程序存儲在計算機可讀的數(shù)據(jù)載體上。當(dāng)所述計算機程序在計算機中被處理時所述計算機程序執(zhí)行所述的方法。計算機程序在計算機中被處理，并且在這種情況下執(zhí)行所述方法。


下面借助于附圖對本發(fā)明的一些實施例進行說明。這些附圖示出
圖1 :具有固定傳感器的起重機和起重機下方的貨物，
圖2 :在接近集裝箱時的集裝箱吊架，
圖3 :在靠近載重汽車時的集裝箱，
圖4 :裝備有產(chǎn)生圖像的傳感器的集裝箱吊架，
圖5 :產(chǎn)生圖像的傳感器的安裝位置，
圖6 :求出集裝箱吊架周圍環(huán)境的測量值，
圖7 :在旋鎖附近延伸的激光福射線(Laserlinie),
圖8 :在旋鎖上方延伸的激光輻射線。
具體實施例方式圖1示出了一種起重機10。在該起重機10上設(shè)置有固定的傳感器6。此外還示出了貨物12，例如載重汽車上的集裝箱，所述集裝箱被固定的傳感器6檢測。在圖1中也可看到輪子14，使用這些輪子可以使得所述起重機10在軌道上移動。起重機10下面的地基15是傾斜的，這樣可排走水。在地基15上設(shè)置有車道標(biāo)記13，這些車道標(biāo)記標(biāo)明用于行走機構(gòu)的行車道。在起重小車4上可移動地懸掛著集裝箱吊架I。集裝箱吊架I具有旋鎖(Twistlock) 2,使用所述旋鎖可抓住集裝箱。圖2示出了集裝箱吊架I接近集裝箱10的情況。在這種情況中，集裝箱吊架I的旋鎖2必須裝配精確地定位在集裝箱10的標(biāo)準(zhǔn)的角配件(Eckbeschljigen) 11的上方。
圖3示出了集裝箱10接近載重汽車20的裝載表面21的情況。在此，集裝箱10的角配件11必須裝配精確地定位在載重汽車20的旋鎖2的上方。集裝箱10借助于集裝箱吊架I通過起重機輸送。圖4示出了一種集裝箱吊架1，它裝備有產(chǎn)生圖像的傳感器3。集裝箱吊架I被放置在集裝箱10上。所有的傳感器，即從它們的測量值可產(chǎn)生三維的圖像數(shù)據(jù)、例如激光掃描器或者條紋投影傳感器，都適合用作產(chǎn)生圖像的傳感器3。若只將簡單的攝像機用作成像傳感器3，則由于裝載表面和旋鎖的紛雜的顯現(xiàn)形狀，且這些顯現(xiàn)形狀由于油漆、銹蝕、臟物、天氣等彼此間有所偏差，所以僅借助于攝像機成像技術(shù)很難可靠地識別所述旋鎖。而通過產(chǎn)生三維的圖像數(shù)據(jù)可克服這種困難。計算單元、例如微處理機可從測量值中形成三維的圖像數(shù)據(jù)。計算單元可從這些圖像數(shù)據(jù)中求出錨定位置，特別是旋鎖或者角配件的位置。然而，錨定位置并非必須與旋鎖的位置相一致的，而也可能是這樣一些結(jié)構(gòu)的位置，即這些位置能容易求得，且它們距旋鎖的相對位置是已知的。此外，計算單元還從錨定位置計算出用于集裝箱吊架I的目標(biāo)位置。在這個目標(biāo)位置上，集裝箱吊架I例如可以容納集裝箱10，或者可將集裝箱10放置在載重汽車或者鐵路車箱的裝載表面上。所述旋鎖和角配件以典型的三維輪廓顯現(xiàn)在三維的圖像數(shù)據(jù)中。對于旋鎖來說，無論是它處于伸出狀態(tài)還是處于收進狀態(tài)都是這樣。這種類型的位置決定可以是一次性的，或者只要由形成圖像的傳感器3對準(zhǔn)的旋鎖不被集裝箱10蓋住就繼續(xù)這種位置確定。在這些前提條件之下，在調(diào)節(jié)回路中對起重機進行控制，并且將集裝箱吊架朝目標(biāo)位置移動。只要被瞄準(zhǔn)的旋鎖確實被集裝箱10蓋住，則起重機僅靠控制地(盲目地)走完最后一段距離駛進目標(biāo)位置。安裝在起重機的橋架上或者起重小車上的固定傳感器、例如高掛的激光掃描器或者攝像機允許加速地駛近目標(biāo)位置，其做法是，它們將集裝箱吊架首先輸送到目標(biāo)位置附近的合適的粗略位置或者方向位置中，在所述成像的傳感器3的這個位置中可在它的局部的視場中檢測到在目標(biāo)位置上的旋鎖。這個局部視場例如可以為0.5米X0.5米，這樣，由固定傳感器所確定的方向位置必須以這種精確度靠近所述目標(biāo)位置。固定傳感器、以及在必要時集裝箱吊架I的其它的距離傳感器的任務(wù)是在駛近方向位置時不得發(fā)生碰撞。當(dāng)在集裝箱吊架I的所有四個角落都安裝有成像的傳感器3時，為了保證在視覺上獲知至少兩個旋鎖，建議所述方向位置選擇得距估計的目標(biāo)位置大體分散一點。圖5示出了從不同的角度看成像傳感器3在集裝箱吊架I的安裝位置。部分地也可看到集裝箱吊架I的旋鎖2。圖6示出了求出集裝箱吊架I的周圍環(huán)境的測量值的情況。圖左邊示出集裝箱吊架I的以及懸掛在其上的集裝箱10的正視圖，圖右邊為側(cè)視圖。在下面的視圖中分別示出具有旋鎖2的載重汽車或者鐵路車輛的裝載表面21，這個裝載表面分別位于集裝箱吊架I下方4米或者5米。成像的傳感器3、在此是簡單的攝像機，相對于集裝箱10伸出180毫米或者150毫米地安裝在集裝箱吊架I上。從圖6中可看到，在旋鎖2完全被集裝箱10遮蓋之前，成像的傳感器3在4米或5米的距離內(nèi)正好在它的視界范圍內(nèi)還可拍攝到旋鎖2。在這種情況中，設(shè)想集裝箱10的高度為2. 960米。在本實施例中，線性激光器30安裝在集裝箱吊架I的前面，并且以已知的與垂直線(穿過集裝箱吊架I的垂直線)或者裝載表面21成固定角度地用單個的激光輻射線(Laserlinie)照射所述裝載表面21。在集裝箱吊架I的前面的所述安裝位置使得本方法與集裝箱吊架的伸縮框架的尺寸變化無關(guān)。從由激光輻射線照射的穿過成像的傳感器3的攝像圖像的截面可計算出三維的數(shù)據(jù)，例如絕對的米制的三維數(shù)據(jù)。為此，將集裝箱吊架從超出裝載表面21的5米高度降低到4米的高度，如圖6所示，其中，激光輻射線掃描所述裝載表面21。只要集裝箱吊架I已位于合適的方向位置中(請參見圖4的說明)，則在這種情況中也掃描到旋鎖2。因此在三維數(shù)據(jù)中出現(xiàn)旋鎖2的三維輪廓。借助于這個三維輪廓就可與油漆、銹蝕、雨水等無關(guān)地清楚地識別出所述旋鎖2，因為所述要尋找的三維形狀是準(zhǔn)確已知的。為此，圖7示出一條激光輻射線31，這條激光輻射線在旋鎖2的旁邊延伸。為了清楚起見，這條激光輻射線31用點表示，然而實際上也可作為實線投影出來。圖8相應(yīng)地示出一條激光輻射線31，這條激光輻射線在旋鎖2上方延伸，因為它例如如圖6所描述的那樣掃描整個旋鎖2。為了清楚起見，這條激光輻射線31用點表示，然而實際上也可作為實線投影出來。用于檢測所述激光輻射線31的成像的傳感器例如是通常的攝像機，然而這種攝像機優(yōu)選地裝配有一種帶通濾波器。所述帶通濾波器與所采用的激光器的波長相適配。通過這一措施，與有干擾因子太陽光線相比，可明顯地提高圖像處理的可靠性。在這種情況中有利的是，特別是窄帶與具有窄頻譜的或者單色的激光器二極管的LED結(jié)合起來。因此，相應(yīng)的LED或者激光器二極管可適合用作激光器，原則上講，它們也可以發(fā)射不同于線條、例如光柵的其它圖案。例如可以使用紅外線激光器或者紅色激光器。為了遵守用于人眼的激光防護規(guī)定 ，建議將激光輻射時間總是降低到幾十微秒的范圍。用1. 35瓦的激光二極管輻射線照射20 μ s是既遵守激光防護規(guī)定，同時激光輻射線31又是高輻射密度，以超過太陽光線的輻射，這實現(xiàn)一種良好的折衷方案。建議激光器功率在200毫瓦一300毫瓦的范圍之中。在這種情況中，成像的傳感器必須能夠用僅20 μ s的曝光時間完成圖像的記錄。為此黑白攝像機就足夠了。必要時，在脈沖式運行時可以取消用于激光器的冷卻裝置。在使用激光二極管時，鮑威爾透鏡(Powell-Linsen)或者柱面透鏡提供激光輻射線的聚焦，以取得盡可能窄的激光輻射線31，所述激光輻射線在O. 5米-1. 2米的比較寬的深度范圍(Tiefenbereich)內(nèi)清晰地形成。為了即使在太陽光線直接射入的情況下也能保證在圖像背景前面的激光輻射線31有足夠的對比度，產(chǎn)生差值圖像(Differenzbild)是合適的。為此從應(yīng)測量的表面上直接連續(xù)地拍攝兩張圖像，其中，一張圖像是有激光輻射線31拍攝的，另一張圖像是沒有激光輻射線31拍攝的。這個激光輻射線31特別明顯地突顯出兩張圖像的差別，其辦法是，它在圖像中將環(huán)境光線和其它的干擾結(jié)構(gòu)的影響消除了。緊接著建議對于圖像的灰度值區(qū)域進行擴展。三維傳感器直接安裝在擴展支座(集裝箱吊架)上，并且在擴展支座的周圍環(huán)境中掃描所述集裝箱的旋鎖或者角配件。從中可計算出旋鎖的位置，通過這一措施可完全自動地將集裝箱放置在載重汽車或者鐵路車輛的裝載表面上。作為成本特別有利的和可靠的方案合適的是，使用具有帶通濾波器的通常的攝像機，所述帶通濾波器與線性激光器的波長相協(xié)調(diào)，并且用于從攝像圖像中濾除太陽輻射。在接近擴展支座時，線性激光器掃描裝載表面，通過這一措施可從攝像機圖像中提取旋鎖的三維輪廓。在這其中巧妙地避開了傳統(tǒng)的圖像處理的通過旋鎖的不同的油漆、由銹蝕和油污引起的臟物、天氣、太陽輻射等導(dǎo)致的問題。本方案適用于集裝箱轉(zhuǎn)運站的起重機，但是也適用于門型起重小車、門型堆垛車或者叉車。 所述的實施例、改進方案和實施方式可彼此自由地組合。
權(quán)利要求
1.用于確定集裝箱吊架(I)用的目標(biāo)位置的方法，其中，將至少ー個產(chǎn)生圖像的傳感器(3)安裝在集裝箱吊架(I)上，并且求出集裝箱吊架(I)的環(huán)境的測量值， 其特征在干， -計算單元從該測量值中形成三維的數(shù)據(jù)，計算單元從該數(shù)據(jù)中求出錨定位置、特別是旋鎖(2)或者角配件(11)的位置， -計算單元從所述錨定位置計算出集裝箱吊架(I)用的目標(biāo)位置。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器(3)是ー種ニ維激光掃描器、三維激光掃描器、三維攝像機、或者條紋投影傳感器，或者包括所述傳感器中的多個傳感器。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法， -其中，所述至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器(3)是攝像機， -其中，集裝箱吊架(I)附加地裝配至少ー個激光器， -其中，計算單元從所述測量數(shù)值中提取點、線、或者圖案，激光器將這些點、線、或者圖案投影到旋鎖(2)或者角配件(11)上，并且 -其中，計算單元從點、線、或者圖案的幾何形狀中求出錨定位置。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法， -其中，激光器是ー種線性激光器(30)，所述線性激光器以距離所述至少ー個產(chǎn)生圖像的傳感器(3)的規(guī)定的距離安裝在集裝箱吊架(I)上，并且以與垂直線規(guī)定的角度發(fā)射出激光輻射線(31)， -其中，集裝箱吊架(I)在至少ー個旋鎖(2)或者角配件(11)的上方至少部分地下降，其中，激光輻射線(31)掃描所述旋鎖(2 )或者角配件(11)， -其中，計算單元繼續(xù)地從測量數(shù)值中提取激光輻射線(31)，并且從激光輻射線(31)的幾何形狀中求出三維輪廓作為三維數(shù)據(jù)，并且 -其中，計算單元借助于三維輪廓識別旋鎖(2)或者角配件(11)。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其中， -為了提取激光輻射線(31)所述計算単元從測量數(shù)值中計算出ー種差值圖像，所述差值圖像由具有激光輻射線(31)的攝像圖像和沒有激光輻射線(31)的當(dāng)時的攝像圖像的差值所形成。
6.按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， -其中，集裝箱吊架(I)在目標(biāo)位置上完全自動地錨定在集裝箱(10)上，其做法是，集裝箱吊架(I)的旋鎖(2)嵌入到集裝箱(10)的角配件(11)中，并且予以閉鎖。
7.按照權(quán)利要求1至5中的任一項所述的方法， -其中，錨定在集裝箱吊架(I)上的集裝箱(10)在目標(biāo)位置上完全自動地錨定在載重汽車(20)或者鐵路車箱的裝載平面上，其做法是，載重汽車(20)或者鐵路車箱的旋鎖(2)嵌入到集裝箱(10)的角配件(11)中，并且予以閉鎖。
8.按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， -其中，集裝箱吊架(I)朝目標(biāo)位置運動，其中，運行穿過兩個運動段， -其中，在第一運動段中在至少ー個錨定位置和產(chǎn)生圖像的傳感器(3)之間存在視覺接觸，-其中，在第一運動段中，在ー調(diào)節(jié)回路中繼續(xù)對目標(biāo)位置進行新的計算， -其中，在第二運動段中，在錨定位置和產(chǎn)生圖像的傳感器(3)之間不存在視覺接觸，并且 -其中，在第二運動段中受控制地駛近最后計算的目標(biāo)位置。
9.按照前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， -其中，至少ー個固定的傳感器(6)求出集裝箱吊架(I)周圍環(huán)境的方向測量值， -計算單元從該方向測量值中求出集裝箱吊架(I)用的方向位置，所述方向位置位于目標(biāo)位置的附近，并且 -其中，在確定所述目標(biāo)位置之前，集裝箱吊架(I)被調(diào)動到方向位置中。
10.集裝箱吊架(1)， -裝備有至少ー個產(chǎn)生圖像的傳感器(3)，所述傳感器安裝在集裝箱吊架上，并且用于求得集裝箱吊架(I)的周圍環(huán)境的測量值， 其特征在干， -產(chǎn)生圖像的傳感器適用于求得測量值，并且因此設(shè)置用來能從該測量值中計算出三維的數(shù)據(jù)，從該三維的數(shù)據(jù)中又能求出錨定位置，特別是旋鎖(2)或者角配件(11)的位置。
11.按照權(quán)利要求10所述的集裝箱吊架(1)， -其中，將產(chǎn)生圖像的傳感器(3)構(gòu)成為ニ維的激光掃描器、三維的激光掃描器、三維攝像機、或者條紋投影傳感器，或者包括所述傳感器中的多個傳感器。
12.按照權(quán)利要求10所述的集裝箱吊架(1)， -其中，所述至少一個產(chǎn)生圖像的傳感器(3)是攝像機， -附加地配備至少一個激光器。
13.按照權(quán)利要求12所述的集裝箱吊架(1)， -其中，激光器是線性激光器(30)，所述線性激光器從距所述至少ー個產(chǎn)生圖像的傳感器(3)的規(guī)定距離安裝在集裝箱吊架(I)上，并且與垂直線呈規(guī)定角度地發(fā)射激光輻射線(31)。
14.按照權(quán)利要求12或13所述的集裝箱吊架(1)， -其中，攝像機裝備有與激光器的波長相匹配的帶通濾波器。
15.按照權(quán)利要求10至14中的任一項所述的集裝箱吊架(I)， -配備其它的傳感器，特別是ニ維激光掃描器、三維激光掃描器、攝像機、三維攝像機、條紋投影傳感器、距離傳感器、接近開關(guān)和/或壓カ開關(guān)。
16.起重機(5)， -構(gòu)成為裝載起重機、門型起重機、橋式起重機、半門型起重機、高架起重機或者門型旋臂起重機，并且 -裝備有按照權(quán)利要求10至15中的任一項所述的集裝箱吊架(I)。
17.按照權(quán)利要求16所述的起重機(5)， -附加地裝配固定的傳感器(6)，特別是攝像機和/或激光掃描器，該傳感器安裝在起重機(5)上。
18.地面輸送器械， -構(gòu)成為門型起重車、門型堆垛機、叉車或者橫向叉車，-裝備有按照權(quán)利要求10至15中的任一項所述的集裝箱吊架(I)。
19.計算機可讀的數(shù)據(jù)載體， -在所述數(shù)據(jù)載體上存儲有計算機程序，當(dāng)該計算機程序在計算機中進行處理時，所述計算機程序執(zhí)行按照權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法。
20.計算機程序， -所述程序在計算機中被處理，并且在這種情況中，執(zhí)行按照權(quán)利要求1至9中的任一項所述的方法。
全文摘要
將三維傳感器直接安裝在擴展支座(集裝箱吊架)上且掃描該擴展支座周圍環(huán)境中的集裝箱的旋鎖獲角配件。從中可計算出旋鎖的位置，由此可完全自動地將集裝箱放置在載重汽車或者鐵路車箱的裝載表面上。使用具有帶通濾波器的傳統(tǒng)的攝像機是成本特別有利和可靠的方案，帶通濾波器和線性激光器的波長相一致，且用于從攝像圖像中濾除太陽輻射。在接近擴展支座時線性激光器掃描所述裝載表面，由此可從攝像機圖像中提取旋鎖的三維輪廓。在此靈巧地避開了在傳統(tǒng)的圖像處理中通過旋鎖的不同的油漆、由銹蝕和油污形成的污物、天氣、太陽輻射等招致的問題。該方案適用于集裝箱轉(zhuǎn)運站的起重機，但也適用于門型起重小車、門型堆垛機或者叉車。
文檔編號G01C11/02GK103030063SQ20121036977
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者R.法克爾迪杰, M.菲格特, C.克利莫維奇 申請人:西門子公司