專利名稱：用于識別起重機(jī)負(fù)載的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于識別起重機(jī)負(fù)載的方法和裝置。該起重機(jī)具有一個特別用于負(fù)載的水平和/或垂直運(yùn)動的移動式吊車，其中，在該移動式吊車上設(shè)置了可以共同向負(fù)載方向?qū)?zhǔn)的一個主動光源和一個攝像機(jī)。在負(fù)載或者例如吊架橫檔的負(fù)載承載裝置上有一個由攝像機(jī)拍攝的光學(xué)標(biāo)志。
德國專利公開文獻(xiàn)19836103A1中公開這樣一種裝置以及這樣一種方法。由于例如霧或者污染不利的環(huán)境影響，為了識別負(fù)載的位置將這種裝置對于其補(bǔ)償?shù)貥?gòu)成。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于確定位置的方法以及一種用于確定位置的裝置，其能相對不利的環(huán)境影響更魯棒。
上述技術(shù)問題的解決是借助于具有權(quán)利要求1特征的方法以及借助于按照權(quán)利要求5的裝置實(shí)現(xiàn)的。
在從屬權(quán)利要求2-4中給出了所述方法優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。就按照權(quán)利要求5的裝置而言從屬權(quán)利要求6至8給出了優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。
為了提升負(fù)載，可以設(shè)置一個在鋼纜上提升負(fù)載的起重機(jī)。為了承載負(fù)載可以設(shè)置例如吊架橫檔的負(fù)載承載裝置。為了移動負(fù)載可以采用用于定位負(fù)載或者負(fù)載承載裝置的方法或者裝置。定位尤其在承載負(fù)載、傳送負(fù)載和放置負(fù)載中具有意義。在鋼纜上被提升的負(fù)載、例如集裝箱容易擺動。這種擺動例如由于風(fēng)或者負(fù)載的側(cè)向運(yùn)動而引起。借助于定位可以消除擺動的影響，由于可以確定負(fù)載的位置并因此可將其用作擺動調(diào)節(jié)的實(shí)測量。可以測量當(dāng)前的擺動角度。該擺動角度可以以適當(dāng)?shù)拇胧┰诘窒麛[動脈沖時加以考慮。
在本發(fā)明的用于識別起重機(jī)的負(fù)載位置的方法中，該起重機(jī)具有一個尤其用于水平和/或垂直移動負(fù)載的移動式吊車，其中，在該移動式吊車上設(shè)置了可共同向負(fù)載方向?qū)?zhǔn)的一個主動光源和一個攝像機(jī)，所述負(fù)載具有至少一個帶有一個主動光源的標(biāo)志，其中，從該主動光源向移動式吊車按照該標(biāo)志的方向發(fā)送一個光信號，并在識別該光信號之后從該標(biāo)志發(fā)送另一個朝向攝像機(jī)的光信號。主動光源的特征在于產(chǎn)生和發(fā)送光的能力。該光例如是可見光和/或不可見光、如紅外光。主動光源也是產(chǎn)生閃光的裝置。該產(chǎn)生閃光的裝置例如是可以在短時間間隔運(yùn)行在持續(xù)負(fù)載之上的聚光燈。
與該方法對應(yīng)還設(shè)置了一種用于識別起重機(jī)負(fù)載位置的裝置。該起重機(jī)具有一個尤其用于水平和/或垂直移動負(fù)載的移動式吊車，其中，在該移動式吊車上設(shè)置了可以共同向負(fù)載方向?qū)?zhǔn)的一個主動光源和一個攝像機(jī)，并且所述負(fù)載具有至少一個帶有一個主動光源的標(biāo)志，其中，在該移動式吊車上設(shè)置了一個用于識別主動光源發(fā)送光信號的光敏傳感器。通過使用兩個相對設(shè)置的主動光源，與現(xiàn)有技術(shù)中僅采用一個在負(fù)載或者負(fù)載承載裝置上的反光標(biāo)志相比提高了運(yùn)行的可靠性，因?yàn)楣饩€分別僅經(jīng)過移動式吊車和負(fù)載或者負(fù)載承載裝置之間的單程路段。
在本方法的一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，作為光信號發(fā)送至少一個閃光。通過閃光的應(yīng)用提高了起重機(jī)的運(yùn)行可靠性，因?yàn)榭梢愿煽康刈R別負(fù)載或者負(fù)載承載裝置的位置。閃光的光強(qiáng)度相對于正常的聚光燈裝置大大提高。因此，差的環(huán)境如霧很少能再影響到可靠的定位。
通過在移動式吊車上使用主動光源以及在負(fù)載或者負(fù)載承載裝置上使用主動光源，可以進(jìn)行污染監(jiān)測。對移動式吊車上的主動光源的污染可以通過在負(fù)載或者負(fù)載承載裝置上的光敏傳感器進(jìn)行監(jiān)測。而對負(fù)載或者負(fù)載承載裝置上的主動光源的污染的監(jiān)測，可以通過對落入攝影機(jī)中的光線的亮度的確定來進(jìn)行。由此，可以確定對于可靠運(yùn)行來說過高的主動光源或者攝影機(jī)和/或光敏傳感器的污染，從而可以及時地采取清潔措施。
從主動光源發(fā)送的光信號例如可以在可見區(qū)域和/或在不可見區(qū)域內(nèi)。使用在不可見區(qū)域中的光、例如紅外光，具有避免對于處在光信號范圍內(nèi)的人員產(chǎn)生暈眩影響的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明方法的一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過傳感器識別來自移動式吊車方向的光信號。該傳感器例如優(yōu)選地位于負(fù)載或者負(fù)載承載裝置的標(biāo)志的區(qū)域內(nèi)。
如果使用閃光裝置作為光源，則產(chǎn)生這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，可以以比聚光燈運(yùn)行中更少的能量實(shí)現(xiàn)光信號的更高能量密度。能量密度的提高使得可以更可靠地識別位置。借助于閃光信號也可以在移動式吊車和負(fù)載或者負(fù)載承載裝置之間傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)例如通過閃光序列和/或閃光長度來傳送。數(shù)據(jù)的內(nèi)容例如是關(guān)于所承載的負(fù)載的信息，如來源、目的地、存放位置等等。如果負(fù)載或者負(fù)載承載裝置具有至少兩個標(biāo)記，則也可以優(yōu)選地通過其閃光序列和/或閃光長度對其進(jìn)行區(qū)別。關(guān)于不同標(biāo)記的區(qū)別信息使得可以快速和精確地對負(fù)載或者負(fù)載承載裝置定位。
使用閃光的另一個優(yōu)點(diǎn)是，可以借助對光信號傳播時間的測量測量移動式吊車與負(fù)載或者負(fù)載承載裝置之間的距離。
通過使用閃光作為光信號使得可以得到對負(fù)載或者負(fù)載承載裝置上用于定位的標(biāo)記的高掃描率。由此可使攝影機(jī)中產(chǎn)生的測量噪聲更低以及對位置的測量更精確。測量噪聲的降低也可以通過閃光信號的高的光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)。
為了還額外地提高落入攝像機(jī)中的光線，負(fù)載或者負(fù)載承載裝置的標(biāo)志具有反射器特性。由此，也可以使從在移動式吊車上的主動光源發(fā)出的閃光轉(zhuǎn)向攝影機(jī)。這提高了定位的運(yùn)行可靠性。
在下面的附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施方式并進(jìn)一步加以說明。圖中

圖1示出作為起重機(jī)的吊車的示意圖，圖2示出作為起重機(jī)的集裝箱臺架的示意圖，圖3示出帶有懸掛著負(fù)載的移動式吊車，圖4示出攝像機(jī)以及所屬的反射器，圖5示出攝像機(jī)以及一個帶有主動光源的、所屬的標(biāo)記，以及圖6示意地示出帶有主動光源的標(biāo)記的硬件結(jié)構(gòu)。
圖1以側(cè)視圖示出吊車1的示意圖。所示出的吊車1具有一個帶有可以行駛的移動式吊車3的懸臂2。通過雙箭頭20示出了移動式吊車3的運(yùn)動方向。移動式吊車3本身具有四個分別帶有一個鋼纜卷筒的提升絞車，其中，在示出的圖中由于側(cè)視圖的原因僅僅示出了兩個提升絞車4和，而其它的則被遮蓋。通過雙箭頭21示出負(fù)載24的提升方向。吊車1例如起到起重機(jī)的作用，其中，借助于攝影機(jī)8可以確定負(fù)載24的位置或者負(fù)載承載裝置23(如用于集裝箱的吊架橫檔)的位置。
圖2以側(cè)視圖示出了起重機(jī)的另一個例子，即，用于裝卸集裝箱的集裝箱臺架36。集裝箱臺架36具有一個移動式吊車3以及一個提升裝置。該提升裝置具有四個分別帶有一個鋼纜卷筒的提升絞車，不過，由于側(cè)視圖的原因僅僅示出了兩個提升絞車4和5。按照圖示，集裝箱臺架36可以在軌道34上行駛。該可行駛性也可以通過一種無軌道的裝置實(shí)現(xiàn)，不過沒有示出。由于移動式吊車3或集裝箱臺架36的行駛，或者通過負(fù)載24和/或負(fù)載承載裝置23在提升方向21上的上升和下降，也可能在集裝箱臺架36中出現(xiàn)擺動、例如負(fù)載24和/或負(fù)載承載裝置23的旋轉(zhuǎn)擺動(歪斜擺動)。通過按照本發(fā)明的用于確定位置的方法以及對應(yīng)的裝置可以識別這種擺動。為了進(jìn)行識別，除了其它的之外需要固定在移動式吊車3區(qū)域中的攝像機(jī)8。
為了進(jìn)行說明，圖3示出了一個三維圖。在移動式吊車3上通過鋼纜12、13、14和15懸掛了一個負(fù)載承載裝置23，而在該負(fù)載承載裝置23上又懸掛了負(fù)載24。鋼纜12、13、14和15的長度可以由通過示意示出的提升絞車4、5、6和7改變。攝影機(jī)8通過一個朝向負(fù)載24變寬的視場11拍攝負(fù)載24以及負(fù)載承載裝置23。在負(fù)載承載裝置23上有兩個標(biāo)志9和10，這些標(biāo)志通過對由攝像機(jī)8拍攝的圖像的圖像處理被識別。
圖4示出了攝像機(jī)8和主動光源16。兩者均設(shè)置在移動式吊車3的區(qū)域中。按照現(xiàn)有技術(shù)該光源是一個照亮反射器18的聚光燈。反射器18將光反射給攝像機(jī)8。光線例如是紅外光。該光線經(jīng)歷了兩倍的攝像機(jī)8和反射器18之間的距離。因此，進(jìn)入攝像機(jī)8中的光的強(qiáng)度很小。由攝像機(jī)所拍攝圖像被送至圖像處理裝置，通過圖像處理裝置可以對負(fù)載或者負(fù)載承載裝置進(jìn)行定位以及識別擺動。
圖5示出本發(fā)明的一種實(shí)施方式。在攝像機(jī)8處有一個主動光源26。該光源26向帶有主動光源的標(biāo)志22的方向發(fā)送光，以使該光可由光敏傳感器19檢測。由此從標(biāo)志22的主動光源17觸發(fā)一個閃光。主動光源17或主動光源17可以用來構(gòu)成標(biāo)志22。不過，標(biāo)志22在所示圖中還通過被動的反射器18得到補(bǔ)充。如果來自主動光源26的光信號是閃光，可以將來自帶有主動光源的標(biāo)志22的閃光標(biāo)記為子閃光。在此優(yōu)選的是，主動光源的光信號直到目的地僅經(jīng)歷一個單程的路徑。
圖6示出了用于帶有主動光源的標(biāo)記的原理性硬件結(jié)構(gòu)。紅外光敏感的IR接收器29在攝影機(jī)處接收來自主動光源的光信號。傳感器分析裝置30控制在標(biāo)記處的主動光源，其中該標(biāo)記也可以僅由一個或者多個光源構(gòu)成。在圖中示出了作為主動光源的多個紅外發(fā)射器(IR發(fā)射器)27。電源31例如通過直流電源實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種用于識別起重機(jī)(1，36)的負(fù)載(24)位置或者負(fù)載承載裝置(23)的位置的方法，該起重機(jī)具有一個用于移動負(fù)載(24)的移動式吊車(3)，其中，在該移動式吊車(3)上設(shè)置了可以共同向負(fù)載方向?qū)?zhǔn)的一個主動光源(1 6)和一個攝像機(jī)(8)，其特征在于，所述負(fù)載(24)或者負(fù)載承載裝置(23)具有至少一個用于識別該負(fù)載(24)位置或者負(fù)載承載裝置(23)位置的標(biāo)志(22)，其中，該標(biāo)志(22)具有至少一個主動光源(17)，并且其中，從所述主動光源(16)向所述移動式吊車向該標(biāo)志(22)的方向發(fā)送一個光信號，并在識別該光信號之后從該標(biāo)志(22)發(fā)送另一個朝向攝像機(jī)(8)的光信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，作為光信號發(fā)送閃光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，作為光信號發(fā)送可見區(qū)域和/或不可見區(qū)域內(nèi)的光。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過所述標(biāo)志(22)的一個傳感器(19)識別來自所述移動式吊車(3)方向的光信號。
5.一種用于識別起重機(jī)(1，36)的負(fù)載(24)位置或者負(fù)載承載裝置(23)的位置的裝置，該起重機(jī)具有一個用于移動負(fù)載(24)的移動式吊車(3)，其中，在該移動式吊車(3)上設(shè)置了可以共同向負(fù)載方向?qū)?zhǔn)的一個主動光源(16)和一個攝像機(jī)(8)，其特征在于，所述負(fù)載或者負(fù)載承載裝置(23)具有至少一個標(biāo)志(22)，該標(biāo)志(22)具有至少一個主動光源(17)，其中，在該移動式吊車(3)上設(shè)置了用于識別所述主動光源(16)發(fā)送光信號的光敏傳感器(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述光源是閃光裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，所述光源是紅外光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述標(biāo)志具有一個光反射器(18)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的、用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述方法的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于識別起重機(jī)的負(fù)載位置或者負(fù)載承載裝置的位置的方法以及一種對應(yīng)的裝置。該起重機(jī)具有用于移動負(fù)載的移動式吊車，其中，在該移動式吊車上設(shè)置了可以共同向負(fù)載方向?qū)?zhǔn)的一個主動光源和一個攝像機(jī)。所述負(fù)載或者負(fù)載承載裝置具有至少一個用于識別該負(fù)載位置或者負(fù)載承載裝置位置的標(biāo)志，其中，該標(biāo)志具有一個主動光源，并且從該主動光源向移動式吊車朝該標(biāo)志的方向發(fā)送一個光信號，并在識別了該光信號之后從該標(biāo)志發(fā)送另一個朝向攝像機(jī)的光信號。由此，提高了這種位置識別的運(yùn)行可靠性。
文檔編號B66C13/46GK1684901SQ03823432
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者彼得·莫勒, 彼得·舒爾特, 英勃特·斯特雷貝爾 申請人:西門子公司