制要被搬运的集装箱(Γ )处于另一个集装箱的顶部和/或通过吊具来吊起集装箱(I)。吊具可在所选择的坐标系中(例如集装箱操纵设备(14，5)如起重机的坐标系中)移动。当吊具在未搬运货物的情况下移动时，要被操纵的货物(例如要被吊起的集装箱)在距离图中移动。当吊具搬运货物时，要被操纵的货物(即要被搬运的集装箱)在距离图中保持基本固定不动。当吊具被控制时，附接在其上的一个或多个3D摄像机形成对应的距离图。
[0072]吊具在3D摄像机的图像平面中、沿相对于该图像平面的深度方向或以这些的结合移动。当形成多个距离图时，优选3D摄像机的图像平面互相平行。然而，由于吊具的摆动，可在各距离图中以不同方式检测吊具的移动。
[0073]在一个实施例中，在夹持装置的坐标系中确定距离图。这种情况下，相对于夹持装置测量距离，并且将要使用的坐标系的轴线固定在夹持装置上。由这样形成的距离图提供的距离信息可针对具有与夹持装置的坐标系的轴线不同的轴线的新坐标系转换。这在例如吊具中使用仅一个或两个3D摄像机时会是有利的，这种情况下未获得该集装箱的所有角部的距离图上的图像。可利用使用要被操纵的集装箱和/或其下方的集装箱上的距离图测出的距离信息来在新坐标系中控制夹持装置。应该指出的是，当针对新坐标系转换由距离图提供的信息时，所有3D摄像机的距离图都不必具有对要被操纵的集装箱的同时检测。可为新坐标系转换由通过一个3D摄像机获得的距离图提供的距离信息，这种情况下在距离图中检测出的区域(8，10)的位置在该新坐标系中是已知的。当在另一个3D摄像机的距离图上检测出要被操纵的货物(10)或位于要被操纵的货物之外的物体(8)时，可为新坐标系转换由另一个距离图提供的距离信息。当使用两个3D摄像机时，可如上所述将摄像机安装在吊具的外角部中。优选地，角部是对角的或在吊具的纵向上彼此相对。吊具的纵向可被确定为与集装箱的长度方向一致的方向。因此，利用两个3D摄像机，例如，可以确定集装箱的角部的位置并控制吊具吊起或堆叠集装箱。
[0074]类似地，当要被搬运的集装箱悬空并离开位于其下方的集装箱时，可在该距离低于为其设定的下限时识别要被搬运的集装箱的区域。如上所述，该下限可包括基于要被搬运的集装箱的高度而被限制的阈值。此外，当该阈值被超过时，可识别位于要被搬运的集装箱下方的物体，比方说其它集装箱或另一个集装箱。
[0075]图5示出了根据本发明的布置结构及其紧在货物(Γ)被紧固在夹持装置(2)上之后的操作。在图5的示例中，该货物为集装箱(Γ )且夹持装置为吊具(2)，如在操纵集装箱时通常的那样。吊具的外角部设置有3D摄像机。该3D摄像机的视野(4)包括与阴影区域(9)对应的区域(10)，其中通过3D摄像机测出的距离基于集装箱的高度而被限制。因此从要被搬运的集装箱的表面，例如从其侧面(11)测量离阴影区域的距离。要被搬运的集装箱阻挡3D摄像机看到位于集装箱下方的区域(9)。3D摄像机形成图像区域(7)，其中阴影区域(10)可与3D摄像机的视野的位于阴影区域之外的自由区域(12)分离。可如上所述来识别该图像区域的阴影区域和其它区域。
[0076]图5的布置结构使得一旦货物被紧固在夹持装置上便能够在距离图中确定要被搬运的集装箱的区域。该区域形成阴影区域，通过3D摄像机测出的距离基于集装箱的高度而被限制在该阴影区域内。因此，可在3D摄像机的图像区域中确定要被搬运的集装箱的位置，从而能够在操纵集装箱时，例如在将它堆叠在另一个集装箱的顶部上时利用所确定的阴影区域来移动集装箱。优选地，阴影区域被确定成使得，在同一高度范围内，仅要被搬运的集装箱处于3D摄像机的视野内，如图5所示。在一个示例中，3D摄像机被设定成检测处于3m以下的距离处的物体。对于这种3D摄像机而言，可通过将集装箱提升得足够高以使3D摄像机离要被搬运的集装箱以外的集装箱的距离在3m以上来确定该阴影区域。这样确定的阴影区域(例如一组图像像素)现在可被存储在计算机(20)的存储器中，以便能够例如在堆叠集装箱时仅对下方集装箱搜索视野的自由区域(12)。
[0077]在一个实施例中，要被搬运的集装箱被控制成使得，在各3D摄像机的图像区域的特定高度范围内，仅与所确定的阴影区域(9)对应的区域(10)是可见的。如果在该图像区域中，在特定高度范围内阴影区域以外的物体是可见的，则可停止该移动。该移动尤其当在图像区域内检测出的物体的距离(D)小于集装箱的高度时停止，这种情况下在图像区域的平面中移动物体会导致与检测到的物体的碰撞。
[0078]在另一个示例中，可使用为3D摄像机确定的阴影区域来在堆叠集装箱时控制要被搬运的集装箱。这种情况下，要被搬运的集装箱(Γ)被控制成处于另一个集装箱的顶部上并被降下到它之上。当堆叠集装箱时，有必要的是在靠近下方集装箱(I)时要从上方集装箱测出的距离读数(Dl)和从下方集装箱获得的距离读数(D2)可彼此分开。当要堆叠的集装箱(Γ )和下方集装箱(I)互相靠近时，这些距离读数之差减至零，因此任务要求高。当已在3D摄像机的图像区域中确定阴影区域(10)并且该阴影区域(10)已被存储在例如计算机(20)的存储器中时，在确定下方集装箱(I)的位置时可以仅监控该阴影区域之外的区域(12)，而不必担心要被搬运的集装箱与下方集装箱混淆。
[0079]在本发明的一个实施例中，所确定的阴影区域(10)被用于在今后的日期吊起集装箱。当集装箱⑴被放置在集装箱堆码中时，可确定阴影区域(10)并且将其存储在例如计算机(20)的存储器中。当今后再次吊起集装箱⑴时，可在为了吊起集装箱⑴而将吊具(2)控制在正确位置时利用所存储的距离图(10)。这使得能够将通过传感器(3)测出的距离图实时与所存储的距离图(10)比较并由操作员控制或由计算机(20)自动控制这些距离图一致。当由该距离图不仅确定该图中可见的角部的位置(21)而且确定该图中可见的集装箱的侧面的方向以相对于所存储的距离图(10)比较集装箱(I)的偏转时，可最少利用仅一个3D摄像机(3)来应用该方法。
[0080]集装箱的堆叠结合图6示出。图6示出了根据本发明的布置结构及其在堆叠货物(Γ)时的操作。在图6的示例中，货物为集装箱且夹持装置为吊具(2)，如在操纵集装箱时通常的那样。3D摄像机安装在吊具的外角部中。可如上所述执行安装。在下方集装箱(I)的角部(5)未被上方集装箱(Γ )产生的阴影(9)覆盖的情况下，3D摄像机(3)然后可以看到下方集装箱(I)的角部(5)。可例如如上所述基于通过3D摄像机测出的距离(D)来识别该图像区域的与下方集装箱(I)对应的区域(8)。在一个示例中，可在例如测出的距离D低于设定的下限时识别下方集装箱的区域，这种情况下所述下限高于要被搬运的集装箱(I，)的高度。
[0081]这种情况下，在集装箱的控制中，可忽略阴影区域(10)并且可通过对应于下方集装箱的区域(8)和/或对应于下方集装箱的区域(8)与阴影区域的相互关系来控制集装箱。可通过将所述区域互相比较，例如通过比较它们在3D摄像机的图像区域的位置、大小和/或一个或多个尺寸，来形成所述区域的关系。因此，当堆叠集装箱时，可将要被搬运的集装箱控制成使得区域(8)是对称的并且阴影区域(10)也可能覆盖与下方集装箱对应的区域(8)。这种情况下，当集装箱互相对齐时与下方集装箱对应的区域最终在阴影区域中几乎消失。如上所述，也可通过计算机(20)人为地使区域(8)的相对尺寸在图形上增大，以使得操作员更容易检测上方和下方集装箱之间的位置的甚至是很小的偏差。
[0082]该方法在操纵20英尺集装箱时和在操纵40英尺集装箱时都同样适用，因为当以正确措施与要被操纵的集装箱一致地伸长或缩短吊具时，3D摄像机相对于集装箱处于相同位置。
[0083]在一个实施例中，也可以基于所识别的区域(8)来计算上方集装箱相对于下方集装箱的侧向位移(X，y)和偏转的数值。这可例如通过由计算机(20)确定正方形或字母L形的部分(8)的边的宽度(w)和高度(h)作为图像像素来执行。当优选以至少1Hz的频率恒定地确定此类数值时，可通过计算机控制(20)来将吊具(2)控制在正确位置并因此在堆叠集装箱时实现对吊具的侧向位移(x，y)和偏转的自动控制。该方法的一大优点在于可针对完全自动的无人操作而且还针对辅助操作员使用同一个传感器系统。
[0084]在一个实施例中，当堆叠集装箱时，基于通过3D摄像机检测出的与下方集装箱对应的区域和阴影区域来确定下方集装箱与要被搬运的集装箱之间的偏转。可通过测量阴影区域的边与对应于下方集装箱的区域之间的角度来确定该偏转。基于所确定的角度，可朝所述区域之间的零角度来控制要被搬运的集装箱，偏转于是为零。这种情况下，所述区域互相对称。
[0085]图6进一步示出了根据本发明的一个实施例的另一个传感器系统(18，19)，其使得除3D摄像机的坐标系外另一个坐标系能够被用于货物操纵以控制吊具。通过使用多于一个坐标系，尤其在堆叠集装箱时，可减少要安装在吊具中的3D摄像机的数量，例如从安装在吊具的每个外角部中的四个3D摄像机减少到两个。除3D摄像机外，还可通过使用在与3D摄像机的坐标系不同的坐标系中工作的附加传感器来形成不同坐标系。例如，该附加传感器系统和3D摄像机的坐标系可具有不同轴线。可通过为各坐标系选择不同的起点、原点来实现不同轴线。
[0086]在图6中，通过测量吊具⑵相对于小车(15)的x，y位置和偏转的测量设备(8，19)来实现该附加传感器系统。因此，吊具用作3D摄像机的坐标系的起点，而实现附加传感器系统的测量设备的坐标系的起点例如被设定在测量设备的可为小车(15)的紧固部位。该测量设备可例如通过安装在吊具中的两个红外(IR)光源(18)来实现，通过安装在小车
(15)中的摄像机(19)来确定所述光源的位置。由于该测量设备，尤其在堆叠集装箱时，可将3D摄像机(3)的数量从四个减少到两个，因为当两个3D摄像机(3)看到下方集装箱(I)的两个角部时，此时可在存储于计算机(20)的存储器中的