通过货物操纵设备进行货物操纵的制作方法_5

文档序号:8491132阅读:来源:国知局
小车(15)的坐标系中确定下方集装箱上的位置信息及其偏转,并且可借助于传感器系统(18,19)和所存储的下方集装箱的位置来将上方集装箱降下到下方集装箱的顶部上。此外,不必同时看到下方集装箱(I)的两个角部。
[0087]图7示出了基于距离图的区域来实施对吊具⑵的控制的方式。可以将包括一个或多个3D摄像机(3)和拉索(17)的精确传送机构紧固在吊具上。图4所示的精确传送机构包括四根拉索(拉索1,拉索2,拉索3,拉索4)和安装在吊具(2)的外角部中的3D摄像机。可如上所述安装3D摄像机(3)。基于由3D摄像机(3)形成的距离图,拉索(17)被控制成移动要被搬运的集装箱(I)。
[0088]在实施图7的精确传送时,拉索17分别紧挨着吊索(16)的滑轮被安装在吊具(2)的中间部分的四个角部中。吊索的上端附接在小车(15)上,可例如通过电动机来控制从小车施加于拉索的力。如果吊具(2)此时沿方向X移动,则在同时减小拉索3和4的力时增大拉索I和2的力。如果要使吊具⑵沿方向y移动,则在同时减小拉索I和4的力时增大拉索2和3的力。如果要使吊具(2)偏转,即,如果要将吊具的坐标系的偏转控制在逆时针方向上,则在同时减小拉索I和3的力时增大拉索2和4的力。根据图7,拉索(17)可由计算机(20)例如以在上述实施例中所述的一种或多种方式自动控制。该计算机可与一个或多个3D摄像机(3)连接以接收测量数据,例如电和/或光学测量信号。该计算机还可与测量坐标系之间的位移的附加传感器系统(18,19)连接。
[0089]图8示出了根据一个实施例的堆叠货物的方法。现在利用通过吊具操纵集装箱并利用图1至7的附图标记同时参照图1至7所示的实施例来说明该方法。吊具还可以是诸如门式起重机的集装箱操纵设备的一部分。
[0090]一旦将集装箱紧固在吊具上,该方法便在802开始。该状况在图5中示出。然后,将一个或多个3D摄像机安装在吊具中以形成对应的距离图。在步骤804中确定3D摄像机的距离图的阴影区域。可分开或同时对各3D摄像机确定距离图。在下文中,将参考一个距离图来说明该操作。该距离图的确定可包括识别被要被搬运的集装箱覆盖的区域。在该区域中,基于要被搬运的集装箱的高度来将该距离图的图像点的距离限制为例如略大于要被搬运的集装箱的高度。因此,在该区域(10)内处于集装箱下方的物体(9)的可见性被挡住,该区域因此形成阴影区域(10)。
[0091]在一个实施例中,当集装箱已被提升到空中、优选被提升到这样的高度时确定阴影区域:在该高度处要被搬运的集装箱与其下方的物体之间的距离大于3D摄像机的设定检测距离。因此,3D摄像机的阴影区域之外的区域(12)为空,并且阴影区域的确定很简单。
[0092]在一个实施例中,根据要被搬运的集装箱的特征来确定阴影区域。当已知例如要被操纵的集装箱的尺寸如高度时,可将要被搬运的集装箱的特征确定为预定特征。这种情况下,可将距离图上的阴影区域确定为由距离被限制为要被操纵的集装箱的高度的图点形成的区域。因此,可将保持在阴影区域之外的区域确定为由距离超过要被操纵的集装箱的高度的距离图的图点形成的区域。
[0093]在806中将要被搬运的集装箱堆叠在另一个集装箱⑴的顶部。这可以如图6所示执行。优选地,在堆叠集装箱(Γ )时,仅监控距离图的处于阴影区域之外的部分。由于阴影区域在集装箱被搬运时基本保持不变,所以通过将对下方集装箱(I)的监控集中在阴影区域之外的区域,可避免将混淆要被搬运的集装箱(Γ )的监控结果的风险,从而使得可用于处理由距离图产生的信息的计算能力能够被用于监控该图的变化部分。
[0094]该方法在808中结束,并且集装箱此时准备好进行堆叠。在已堆叠集装箱之后,可拆下吊具,并且该过程继续以操纵下一个集装箱,例如吊起一个集装箱,由此该方法可重新开始。
[0095]图9示出了根据一个实施例的当基于在起重机(14,15)的坐标系和吊具的坐标系中测出的距离图来控制货物时操纵货物的方法。现在利用通过吊具操纵集装箱并利用图1至7的附图标记同时参照图1至7所示的实施例来说明该方法。吊具还可以是诸如门式起重机的集装箱操纵设备的一部分。利用附加传感器系统(18,19)的一个优点在于,尤其在堆叠集装箱时,可减少吊具中监控要被操纵的集装箱所需的3D摄像机的数量。该方法包括如图6所示通过利用沿纵向安装在吊具的不同侧例如吊具的纵向或对角地相对的外角部中的两个3D摄像机和一附加传感器系统来确定吊具的位置而吊起集装箱和/或将所吊起的集装箱堆叠在另一个集装箱的顶部。
[0096]当吊具(2)通过3D摄像机确定距离图时,该方法在902中开始。在步骤904和906中,吊具的3D摄像机(3)检测位于吊具下方的集装箱的角部(21)。检测可分别或同时发生。借助于用于另一个坐标系(例如起重机(14,15)的坐标系)的附加传感器系统(18,19)来转换距离图的位置点中包含的信息,并进行存储。因此,检测到的下方集装箱的角部(21)的位置设置在起重机的坐标系中,这使得集装箱在吊具下方的位置在控制吊具时可用。
[0097]可在908中控制吊具和/或吊具和由它搬运的集装箱移动到下方集装箱的角部在起重机的坐标系中的位置。当使用附加传感器系统(18,19)时,可确定吊具⑵的任何选定点相对于起重机(14,15)的水平坐标(x,y)。例如可以确定传感器(3)的位置或要被搬运的集装箱(Γ)的角部的位置(22),或吊具的外角部的位置(22),其典型地对应于要被搬运的集装箱的角部的位置。当吊具已被控制成处于下方集装箱的顶部上而使得能够吊起集装箱和/或要被搬运的集装箱已被控制成处于下方集装箱的顶部上而使得能够堆叠集装箱时,该方法在910中结束。
[0098]当使用附加传感器系统(18,19)时,可在904、906中确定吊具⑵的距离图的一个点相对于起重机(14,15)的水平坐标(x,y)。这种情况下,例如当堆叠集装箱时,例如通过下式针对起重机(14,15)的坐标系(x_角部_下方集装箱,y_角部_下方集装箱)转换通过下方集装箱⑴的传感器⑶检测出的角部的位置(21) (x_角部,y_角部):
[0099]x_角部_下方集装箱=x_传感器+cos (偏转)x_角部+sin (偏转)y_角部
(I)
[0100]y_角部_上方集装箱=y_传感器+cos (偏转)y_角部-Sin (偏转)x_角部,
[0101]其中(x_传感器,y_传感器)是通过测量设备(18,19)确定的传感器(3)相对于起重机(14,15)的水平位置,而(偏转)是通过测量设备(18,19)确定的吊具(2)相对于起重机(14,15)确定的偏转。
[0102]坐标(x_角部_下方集装箱,y_角部_下方集装箱)被存储在计算机(20)的存储器中。在至少两个单独的角部的坐标已被存储在计算机(20)的存储器中之后,随后可在908中使上方集装箱(Γ )被对齐在下方集装箱(I)的顶部上。吊具(2)的侧向位置可刻意地由计算机(20)控制成使得确保了检测到下方集装箱(I)的任何期望的两个角部。换言之,计算机控制将确保下方集装箱(I)的期望的两个角部不会连续被上方集装箱(Γ)覆盖。可执行该对齐,以使得上方集装箱(I)例如通过计算机控制(20)而被控制成处于集装箱(Γ )的所述至少两个角部处:
[0103]x_角部_spr->X_角部_下方集装箱 (2)
[0104]y_角部_sPr->y_角部_下方集装箱
[0105]其中(x_角部_spr,y_角部_spr)是通过测量设备(18,19)测出的要被搬运的集装箱(Γ )的角部(22)相对于起重机(14,15)的水平位置,而(偏转)是通过测量设备(18,19)测出的吊具(2)相对于起重机(14,15)的偏转。这种情况下,吊具的角部(和上方集装箱)刚好处在下方集装箱的顶部上。替代地,在吊起集装箱时,(x_角部部_8?1.)是通过测量设备(18,19)确定的吊具的外角部(22)相对于起重机(14,15)的水平位置。
[0106]图10示出了用于实施本发明实施例的布置结构的设备。图10的设备1000包括处理单元1008、存储器1010和连接装置1002。连接装置1002用于将一个或多个传感器(例如3D摄像机)与该设备连接。该连接装置可包括数据接收单元1004和数据传输单元1006 ο经由该数据接收单元,可从3D摄像机接收信息,例如通过3D摄像机测出的图像像素。经由该数据传输单元,可将在设备中确定的一个或多个距离图例如转递到负责控制起重机或夹持装置的设备。
[0107]所有单元都彼此电连接。所述存储器可包含一个或多个可由处理单元执行的程序。处理单元可由被存储在存储器中的程序指令控制操作并且基于从3D摄像机接收的信息来确定距离图。
[0108]在一个实施例中,设备1000可采用所确定的距离图来控制起重机和/或其夹持装置:这种情况下,设备1000可以例如是诸如起重机的货物操纵设备的控制单元,其与诸如一个或多个3D摄像机和/或附加传感器的传感器连接。
[0109]在一个实施例中,设备1000可将通过它确定的距离图转递至负责控制夹持装置的设备,比方说诸如起重机的货物操纵设备的控制单元。该设备于是易于实现,并且可与已经使用的起重机中的一个或多个传感器例如3D传感器和/或附加传感器安装在一起。这使得能更新已经存在的起重机以实施本发明的实施例。
[0110]在一个实施例中,该连接装置包括显示器。该显示器使得能够监控一个或多个货物操纵设备的操作。一个或多个距离图,例如一组距离图(6),可被显示在显示器上。该显示器,例如液晶显示器(LCD),可用作连接单元的传输单元,这种情况下该显示器用于传输图像信号以便例如向操作员、远程控制货物操纵设备的人员或监控自动货物操纵的人员显示距离图。该显示器还可既用作连接单元的传输单元又用作其接收单元,这种情况下,除上面已经描述的内容外,可以接收信息和/或指令,
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