测定集装箱起重机设备中对象位置的方法和系统

摘要

本发明涉及一种用于测定集装箱起重机设备中的对象的位置的方法和系统及控制程序。为了在集装箱起重机设备中测定对象的位置，通过测量装置测定该测量装置的位置和参考标记的已知的位置之间的第一距离。测定所述参考标记的位置和对象的位置之间的第二距离。由所述第一距离和第二距离以及由参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置。通过分析由所述测量装置在集装箱起重机设备内的地面上测得的反射度来确定所述参考标记的方位，其中，所述参考标记基本上形状配合地集成到地面中，并且所述参考标记的至少一个表面具有确定的反射度。

权利要求

1.用于测定集装箱起重机设备中的对象的位置的方法，其中，-通过测量装置测定该测量装置的位置和参考标记的已知的位置之间的第一距离，-测定所述参考标记的位置和对象的位置之间的第二距离，-由所述第一距离和第二距离以及由参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置，-通过分析由所述测量装置在集装箱起重机设备内的地面上测得的反射度来确定所述参考标记的方位，其中，所述参考标记基本上形状配合地集成到地面中，并且所述参考标记的至少一个表面具有确定的反射度。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，借助配属于所述测量装置的激光和/或者红外线辐射装置对地面的至少一部分进行扫描，并且由在地面上的射线吸收求出所述反射度。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，所述参考标记的所述至少一个表面基本上是吸收射线的，并且借助消失的射线反射来确定参考标记的方位。

4.按照权利要求1所述的方法，其中，所述参考标记嵌入到地面中。

5.按照权利要求1所述的方法，其中，所述参考标记在至少一个表面上具有通过反射度根据面积的预定的分布而实现的编码。

6.用于测定集装箱起重机设备中的对象的位置的系统，其包括，-至少一个参考标记，该参考标记基本上形状配合地集成到集装箱起重机设备的地面中并具有至少一个带有确定的反射度的表面，-测量装置，用于借助在地面上测得的反射度确定参考标记的方位，并用于测定所述测量装置的位置和参考标记的已知的位置之间的第一距离，-存储单元，用于至少暂时存储所述第一距离和在所述参考标记的位置和所述对象的位置之间的第二距离，-分析装置，用于由所述第一距离和第二距离以及由所述参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置。

7.按照权利要求6所述的系统，其中，所述对象是车辆、集装箱和/或用于集装箱的放置面。

8.按照权利要求6或7所述的系统，其中，给所述测量装置配设有用于扫描地面的至少一部分的激光和/或红外线辐射装置。

9.按照权利要求6所述的系统，其中，所述参考标记的所述至少一个表面基本上是吸收射线的。

10.按照权利要求6所述的系统，其中，所述参考标记是嵌入到地面中的。

11.按照权利要求6所述的系统，其中，所述参考标记在所述至少一个表面上具有通过反射度根据面积的预定的分布而实现的编码。

说明书

测定集装箱起重机设备中对象位置的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种测定集装箱起重机设备中对象位置的方法和系统。

背景技术

[0002] 为了减少集装箱的转载时间集装箱起重机设备越来越全自动地运行。特别是在陆地的集装箱的堆叠领域，集装箱起重机设备的自动化运行有巨大的潜力。在这种情况中，快速和准确地测定对象如集装箱、运输车辆、起重机或者起重机部件在集装箱起重机设备中的位置具有重要意义。到目前为止为了测定位置主要是使用激光和红外传感器。这种传感器实现了远距离地以可接受的直至很精确地检测在集装箱起重机设备中的对象。除了测定集装箱、运输车辆、起重机和起重机部件的位置外，也可检测集装箱的目的区域。有利地将这些位置检测传感器安装在使应检测的对象可无遮挡地被传感器扫描的区域中。

[0003] 背景技术

[0004] 通常是通过基于已知的基准位置进行的相对测量来测定在集装箱起重机设备内的对象的位置。这些基准位置是通过固定安装的基准对象确定的。为此所采用的光学测量系统不仅检测运动的对象，而且也检测不运动的对象，并且求出相对于已知的基准位置的各个位置。特别是在作用范围内直接在起重机的下面检测对象的位置时，例如将起重机上的引人注目的附件或者附加物用作基准对象。当在货物转载期间起重机的作用范围延伸得很远时，通常将有固定的位置且可远距离检测的对象用作基准对象。对于自动堆叠起重机来说，为此例如将从远处就能很好识别的参考标记安装在堆叠区域的地面上。用测量系统有针对性地寻找这些参考标记，以精确地相对于参考标记地测定待检测对象的位置。采用这种方式也可准确地计算出堆叠区域中的货物的目的位置。

[0005] EP 1 152 966 B1描述了一种用于测定集装箱的放置面的系统。在该系统中将垂直延伸的板用作参考标记。这些板垂直地安装在地面上。借助扫描装置就可测定通过其高度从地面突显出来的参考标记的位置。在EP 1 152 966 B1所公开的系统中将这个扫描装置安装在起重机行车上，以便可靠地从这个位置检测参考标记。其缺点是这些参考标记由于它们是垂直地设置在地面上基本上形成了障碍物，并且容易受到运输车辆或者集装箱的损害，并且可能被移动，因此不再能可靠和准确地测定它们的位置。

发明内容

[0006] 本发明的任务是提出一种用于测定集装箱起重机设备中的对象的可靠和准确的方法，并且提供一种用于实现这种方法的合适的装置。

[0007] 根据本发明，这个任务通过一种用于测定集装箱起重机设备中的对象的位置的方法来完成，其中，

[0008] -通过测量装置测定该测量装置的位置和参考标记的已知的位置之间的第一距离，

[0009] -测定所述参考标记的位置和对象的位置之间的第二距离，

[0010] -由所述第一距离和第二距离以及由参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置，

[0011] -通过分析由所述测量装置在集装箱起重机设备内的地面上测得的反射度来确定所述参考标记的方位，其中，所述参考标记基本上形状配合地集成到地面中，并且所述参考标记的至少一个表面具有确定的反射度。

[0012] 根据本发明，这个任务还通过一种用于测定集装箱起重机设备中的对象的位置的系统来完成，其包括，

[0013] -至少一个参考标记，该参考标记基本上形状配合地集成到集装箱起重机设备的地面中并具有至少一个带有确定的反射度的表面，

[0014] -测量装置，用于借助在地面上测得的反射度确定参考标记的方位，并用于测定所述测量装置的位置和参考标记的已知的位置之间的第一距离，

[0015] -存储单元，用于至少暂时存储所述第一距离和在所述参考标记的位置和所述对象的位置之间的第二距离，

[0016] -分析装置，用于由所述第一距离和第二距离以及由所述参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置。

[0017] 根据本发明，为了求得集装箱起重机设备中的对象的位置，通过测量装置测定该测量装置的位置和参考标记的已知的位置之间的第一距离。此外，测定参考标记的位置和对象的位置之间的第二距离。由所述第一距离和第二距离以及由参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置。本发明的基本构思是，通过分析由所述测量装置在集装箱起重机设备内的地面上测得的反射度来确定所述参考标记的方位。在这种情况中，参考标记基本上形状配合地集成到地面中，并且参考标记的至少一个表面具有确定的反射度。例如参考标记可以嵌入到地面中。这种参考标记由于它的形状和布置，对运输车辆或者集装箱所造成的损坏不敏感，所以即使在能见条件差的情况下也能被测量装置可靠地识别。

[0018] 优选借助配属于所述测量装置的激光和/或红外线辐射装置对地面的至少一部分进行扫描，并且由在地面上的射线吸收测定出反射度。根据本发明的优选的方案，参考标记的至少一个表面基本上是吸收射线的，并且借助消失的射线反射来测定参考标记的方位。能可靠地识别多个参考标记，并且能彼此区分，其措施是，所述参考标记在所述至少一个表面上设有通过反射度根据面积的预定的分布而实现的编码。

[0019] 根据本发明的用于测定集装箱起重机设备中的对象的位置的系统包括至少一个参考标记。这个参考标记基本上形状配合地集成到集装箱起重机设备的地面上，并且具有至少一个带有确定的反射度的表面。此外设有测量装置，用于借助在地面上测得的反射度来测定参考标记的位置，以及用于测定该测量装置的位置和参考标记的已知的位置之间的第一距离。此外，根据本发明的系统还具有至少暂时存储所述第一距离以及参考标记的位置和所述对象的位置之间的第二距离的存储单元。为了由所述第一距离和第二距离以及由参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置还设有分析装置。所述对象例如可以是车辆、集装箱和/或用于集装箱的放置面。

[0020] 根据本发明的控制程序可加载到计算机单元的工作存储器中，并且具有至少一个代码段。当控制程序在计算机单元中运行时，通过代码段的实施，求出测量装置的位置和集装箱起重机设备内的参考标记的已知的位置之间的第一距离。此外还求出参考标记的位置和所述对象的位置之间的第二距离。此外在实施所述代码段时，还由所述第一距离和第二距离以及由参考标记的已知的位置计算出所述对象的位置。此外，通过控制程序，能借助分析由所述测量装置在集装箱起重机设备内的地面上测得的反射度来确定所述参考标记的方位。在这种情况中，参考标记基本上形状配合地集成到地面中，并且参考标记的至少一个表面具有确定的反射度。

附图说明

[0021] 下面通过实施例，借助附图对本发明进行更加详细的说明。这些附图是：

[0022] 图1：集装箱起重机设备的地面的示意图，其具有嵌入到地面中的参考标记。

[0023] 图2：具有备选方案的参考标记的地面的示意图。

[0024] 图3：根据图1的地面在参考标记的区域中的截面图。

具体实施方式

[0025] 图1所示的地面网格式地划分成用于集装箱102的放置区域101。这些集装箱的尺寸例如可以和ISO集装箱相当。在一个固定的网格中，十字形的参考标记103分别设置在放置区域101的角落处。备选地也可根据图2例如使用矩形的参考标记203，这些参考标记分别设置在用于集装箱202的放置区域201的纵边和横边。在放置区域101、201之间分别留有距离，用于当放置区域101、201被集装箱占据时，保证在集装箱之间有最小的距离。设置这种最小距离是为了即使在放置区域101、201被集装箱102、202占据的情况下，也能例如由安装在起重机行车上的扫描装置可靠地检测到参考标记103、203。此外在放置区域
101、201之间设置最小距离的意义在于，例如使具有带机械定位装置(Flipper-升降装置)的起重装置(Spreader(吊具))的起重机能自动运行，而不会接触或者损坏相邻的集装箱。

[0026] 为了测定放置区域101、201或者集装箱102、202的位置，首先通过测量装置该测定测量装置的位置和参考标记103、203的已知的位置之间的第一距离。测量装置例如是安装在起重机行车上的激光或者红外扫描仪。此外，测定参考标记103、203的位置与放置区域101、201或集装箱102、202的位置之间的第二距离。由所述第一距离和第二距离以及由参考标记103、203的已知的位置，计算出放置区域101、201或者集装箱102、202的位置。通过分析由所述测量装置在集装箱起重机设备内的地面上测得的反射度，来确定所述参考标记103、203的方位。借助图3可以看到，参考标记103形状配合地集成到地面104中。参考标记103的背向地面104的表面具有确定的反射度。优选通过控制程序实施在此所述的用于位置测定的方法。这个控制程序可加载到计算机支持的起重机自动化设备的工作存储器中，并且具有至少一个代码段。在执行这个代码段时，就执行或者开始上述步骤。

[0027] 上述位置测定方法要利用材料的在很大程度上能吸收激光或红外射线的特性。激光或者红外射线通常在扫描过程中被反射，并可从测定的运行时间中求出到被扫描对象的距离。激光或者红外射线在被扫描对象上的反射根据被扫描的对象的表面特性和颜色而发生变化。例如黑色的煤虽然反射特性很差，但是仍然具有大约10％的反射值。如果为参考标记选择一种其反射值例如还明显地低于10％的材料，即使背景很暗也能可靠地识别参考标记。此外，还可以使用基本上吸收激光或者红外射线的材料。

[0028] 因此例如通过下述措施可探测到参考标记，即由测量装置发射的激光或者红外射线在参考标记的位置上被吸收。因此，在参考标记位置上吸收激光或者红外射线，可以被解释为参考标记的位置。因此借助消失的反射测量值，可精确地测定吸收性对象的位置和取向。

[0029] 在使用由吸收性材料制成的或者具有吸收性表面的参考标记时，不再要求参考标记作为突出物从它的周围环境中突出来。由吸收性材料制成的或者具有吸收性表面的参考标记仅仅在它的尺寸和它的材料方面与所使用的测量装置的扫描特性相适配。因为这些参考标记可以形状配合地沉降到地面中，所以明显地降低了对机械损伤和变形的敏感性。此外特别是因为由于参考标记材料的确定的基本上消失的反射值，因而可排除将参考标记和环境对象如石块、栅栏或者人弄混淆的情况，所以上述位置测定方法证明是特别耐用的。也就是说在扫描时，环境对象提供的是不消失的反射值。

[0030] 本发明的应用不局限于在此所述的实施例。