吊具位置控制的制作方法

1.本公开涉及具有吊具的起重机。特别地，本公开涉及提供用于将吊具朝着其要装载和/或卸载的目标引导的位置控制信息。


背景技术：

2.起重机用于装载和/或卸载码头(terminal)，诸如集装箱货运码头。在那里，通过用起重机的吊具拾取集装箱来将集装箱装载到车辆中和/或从车辆上卸载，起重机的吊具本身耦合到起重机的台车。集装箱是巨大的物体，在移动和定位它们时必须小心，特别是因为用于移动它们的吊具悬挂在一组延长的绳索上，这进一步增加了它们移动的不确定性。而且，为了能够定位集装箱以便运输，它们通常在它们自身和任何适合携带它们的车辆上都具有非常准确地定义的安装点。
3.为了能够相对于其目标(即，当吊具保持集装箱时在装载期间相对于车辆上的装载平台，或当吊具是空的时在卸载期间相对于车辆上的集装箱)定位吊具，通常要求多个测量系统。这是因为装载/卸载目标位置和吊具相对于目标的位置都需要足够准确地确定，以使装载和/或卸载成为可能，而且快速和安全。作为示例，并且由于定位吊具最终要求定位起重机和台车，一个测量系统可以被配置为确定装载/卸载目标位置，另一个测量系统可以被配置为确定台车的位置并且第三测量系统可以被配置为确定吊具相对于台车的位置。
4.使用多个测量系统要求系统相对于彼此准确同步。因此，它们也需要使用相同的参考进行校准。更重要的是，系统会暴露于测量误差的累积，这会导致定位吊具准确性不足。
5.目标
6.目标是消除或减轻至少一些上面提到的缺点。
7.特别地，目标是提供一种用于提供位置控制信息从而允许仅使用一个测量系统将吊具朝着其目标引导的系统、装置和方法。


技术实现要素：

8.集装箱在此是指运输集装箱，诸如联运货运集装箱。集装箱可以包括一个或多个安装点，诸如扭锁。
9.本文公开的发明可以用于诸如集装箱货运码头之类的装载/卸载码头(下文中也称为“码头”)。码头可以是部分或完全自动化的，因此可以布置装载/卸载以在有限或没有人为交互的情况下发生。终端包括终端基础设施，其可以包括用于操作码头的建筑物和结构，诸如用于引导交通的栅栏或柱子。码头可以包括用于装载/卸载的一个或多个通道。
10.负载在此是指由起重机装载和/或卸载的货物，例如，装载到诸如卡车或火车的车辆上和/或从其卸载的货物。负载可以包括一个或多个集装箱。
11.装载/卸载在此是指用起重机装载和/或卸载负载的处理。装载可以与装载车辆对应，因此装载可以被认为是将集装箱定位在车辆上的处理。卸载可以与卸载车辆对应，因此
卸载可以被认为是从车辆拾取集装箱的处理。
12.装载/卸载目标位置在此是指在装载期间为了释放负载而关于其定位吊具的位置和/或在卸载期间为了拾取负载而关于其定位吊具的位置。相应地，装载/卸载目标位置可以与在卸载期间负载的位置(例如，集装箱的位置)或在装载期间放置装载物的位置(例如，拖车的位置或一个或多个扭锁的位置)对应。装载/卸载目标位置可以在装载/卸载平台上，例如，车辆的平台上。车辆可以包括拖车并且装载/卸载目标位置可以在拖车上。相应地，吊具目标位置是在装载期间吊具将被定位以释放负载的位置和/或在卸载期间吊具将被定位以与负载接合以用于拾取的位置。因此，吊具目标位置可以在装载/卸载平台(例如，车辆的平台)上方。
13.独立地移动吊具在此是指在起重机(包括可以从其悬挂吊具的起重机的台车)保持静止的时候移动吊具和/或吊具的被布置为保持负载的部分。为了这个目的，可以更改吊具和/或吊具的被布置为保持负载的部分的纬度(latitude)。可替代地或附加地，也可以更改吊具和/或吊具的被布置为保持负载的部分的横向位置，例如，通过吊具的微移动。
14.定位起重机以进行装载/卸载在此是指定位起重机，使得可以通过独立移动吊具将吊具移动到吊具目标位置。
15.位置控制信息是可以用于控制吊具移动到吊具目标位置或朝着吊具目标位置移动的信息。例如，它可以包括到装载/卸载目标位置的距离和/或到吊具位置的距离，用于确定起重机的吊具的位置和/或装载/卸载目标位置。可替代地或附加地，它可以包括起重机的吊具的位置和/或装载/卸载目标位置。又可替代地或附加地，它可以包括从起重机的吊具的位置和装载/卸载目标位置导出的信息，例如用于将吊具移动到吊具目标位置或朝着吊具目标位置移动的控制指令，其中控制指令基于吊具的位置和装载/卸载目标位置确定。因此，用于引导起重机的移动的实际控制指令也可以在起重机外部(例如在一个或多个调解器中)部分地或完全地确定。除非另有特别说明，否则与起重机的吊具的位置和/或装载/卸载目标位置对应的位置控制信息可以是指上面提到的示例中的任何一个，即，位置本身、用于确定位置的信息(诸如距离测量数据)或从位置导出的信息。
16.一般而言，任何测量数据和/或控制数据都可以在各种位置被处理和/或生成，因此除非明确说明为相反，否则应当理解的是，诸如任何测量数据、控制信息等的信息可以被远程和/或本地处理。处理不必发生在生成信息或利用信息的装置中。
17.根据第一方面，一种装置可以被布置为提供与起重机的吊具的位置和装载/卸载目标位置对应的位置控制信息。该装置包括一个或多个检测器，这些检测器可以被布置为测量距离。这允许一个或多个检测器被布置为测量到吊具的位置和到装载/卸载目标位置的距离，以确定在固定坐标系中装载/卸载目标位置和吊具的位置两者。该装置还包括发送器，其可以被布置为使得位置控制信息被传输到起重机。一个或多个检测器，或者甚至整个装置，可以被布置为定位在起重机中和/或码头基础设施中。该装置被布置为使用一个或多个检测器测量到装载/卸载目标位置的距离和到吊具位置的距离两者。具体而言，该装置被布置为执行测量，使得它允许确定在固定坐标系(例如，静止坐标系)(即，相对于码头被定义为恒定的)中装载/卸载目标位置和吊具的位置两者。虽然该装置可以被布置为确定在固定坐标系中装载/卸载目标位置和吊具的位置，但是该确定可以可替代地或附加地远程执行，例如由调解器执行。
18.要强调的是，装载/卸载目标位置和吊具的位置都是在同一坐标系中确定的。它们甚至可以被同一个检测器检测到。类似地，可以在相同的固定坐标系中确定用于装载/卸载的任何其它位置，诸如吊具目标位置。使用固定坐标系允许减轻或消除测量误差，诸如源自坐标转换和/或源自多个测量的组合的测量误差。而且，一个或多个检测器可以被布置为在例如单个集装箱的装载/卸载期间基本上重复地确定吊具的位置和/或装载/卸载目标位置。一个或多个检测器甚至可以被布置为在例如单个集装箱的装载/卸载期间连续地确定吊具的位置和装载/卸载目标位置。一个或多个检测器可以被布置为连续测量，至少直到例如车辆的装载/卸载已经完成。
19.该装置可以被布置为使得位置控制信息被传输到起重机，用于基于装载/卸载目标位置和吊具到起重机的位置来控制吊具朝着吊具目标位置的移动。虽然位置控制信息与吊具的位置和装载/卸载目标位置对应，但是要注意的是，与吊具的位置对应的位置控制信息和与装载/卸载目标位置对应的位置控制信息可以分开和/或一起被传输。
20.作为示例，该装置可以被布置为测量到装载/卸载目标位置的距离，以确定固定坐标系中的装载/卸载目标位置，并使得位置控制信息被传输到起重机以基于装载/卸载目标位置和吊具到起重机的位置控制吊具朝着吊具目标位置的移动。在已经确定装载/卸载目标位置之后，该装置可以被布置为等待起重机被定位以进行装载/卸载。这意味着起重机被定位成使得吊具可以独立地移动到吊具目标位置，即，在起重机和台车保持静止时。在起重机已被定位用于装载/卸载之后，该装置可以被布置为测量到吊具的位置的距离，以确定在固定坐标系中吊具的位置。现在可以重复和/或连续地执行后面的测量，以提供用于将吊具朝着吊具目标位置移动的反馈。
21.可选地，该装置可以包括接收器。接收器可以被布置为例如接收用于起重机的任何部分(包括起重机的台车、吊具和门架)的起重机位置信息。但是，要注意的是，本发明具体地允许简单的结构，其中装置被布置为仅使得位置控制信息被传输。
22.作为具体示例，该装置可以被布置为允许卡车和/或火车的自动装载。为了这个目的，起重机可以被布置为自动装载和/或卸载卡车和/或火车，从而不必要求人工干预。在这种情况下，准确的测量可以显著提高装载/卸载的效率和安全性。
23.在实施例中，一个或多个检测器，或者甚至整个装置，被布置为定位在码头基础设施中。这与将检测器安装到起重机(例如，安装到起重机的门架)形成鲜明对比，因为将检测器定位在码头基础设施中允许检测器静止地定位。此外，由于一个或多个检测器安装在一个或多个静止支撑件上，因此参考框架(即，坐标系)也是静止的，从而允许减轻或消除由于移动参考框架而引起的可能测量误差。该实施例因此允许相对于码头的固定坐标系用于测量距离。要强调的是，将一个或多个检测器定位在码头基础设施中与静止定位对应，而将一个或多个检测器定位在起重机中与其中装置随起重机一起移动的定位对应。将检测器定位在码头基础设施中的另一个效果是它允许跨多个装载/卸载通道高效、准确地测量距离。例如，一个或多个检测器可以被布置为安装在高架结构(诸如柱子或桩)上，以允许装置测量跨多个装载/卸载通道的距离。
24.在实施例中，确定装载/卸载目标位置包括确定集装箱在车辆上的位置和/或一个或多个扭锁在车辆上的位置。这允许吊具相对于针对卸载的集装箱和/或针对装载的车辆上的扭锁定位。在第一种情况下，确定装载/卸载目标位置可以包括确定集装箱上的一个或
多个扭锁的位置。这可以允许提高定位和/或将吊具耦合到一个或多个扭锁以拾取集装箱的准确性。
25.在实施例中，装载/卸载目标位置由三维点云确定。这允许在装载/卸载目标上没有明显标记(例如，车辆和/或负载上的标记)的情况下确定装载/卸载目标位置。这通过允许使用通用集装箱和/或用于运输集装箱的车辆是特别有用的，只要它们包括可以从点云识别并用于确定装载/卸载目标位置的形状即可。为了确定装载/卸载目标位置，例如，可以从三维点云确定集装箱的一个或多个扭锁和/或一个或多个角落的位置。模式识别可以被用于确定三维点云的加载/卸载目标位置。
26.在实施例中，固定坐标系是与码头中的单个块对应的块坐标系。这允许起重机操作的整个装载/卸载区域被包括在一个固定坐标系中。码头可以包括一个或多个单独的块，其中每个块可以与一个或多个装载/卸载区域对应。一个或多个装载/卸载区域中的每一个可以包括一个或多个装载/卸载通道。块坐标系统的使用允许在一个固定参考框架中监视整个装载区域。
27.在实施例中，该装置被布置为当吊具被起重机移动到具有以下一项或多项的测量空间中时测量到吊具的位置的距离：吊具的目标海拔、吊具的最大海拔的阈值和吊具的最小海拔的阈值。这允许设置测量空间，例如测量窗口，从而可以显著提高测量的准确性和可靠性，例如通过校准要测量的吊具的特点和/或校准测量空间之间的距离足够小以使测量实际上是可能的或者它提供高于阈值准确性的准确性。相应地，测量空间可以小于一个或多个检测器的视场。测量空间还可以包括一个或多个侧面限制，但实际上这些可能不是必需的，因为吊具的横向移动会受到起重机的维度的限制。但是，一个或多个侧面限制可以被用于限制一个或多个通道的测量空间。该装置可以被配置为使得当吊具进入测量空间时，发起到吊具的位置的距离的测量(这里也称为“吊具测量处理”)。这允许吊具进入测量空间充当发起吊具测量处理的触发器。该装置可以被布置为检测吊具进入测量空间，例如，通过一个或多个检测器的测量和/或通过接收起重机位置信息。吊具测量处理可以包括单次测量和/或重复或连续测量的序列，诸如反馈序列，以确定吊具的位置。一旦已经发起了该序列，该装置就可以被配置为继续测量至少直到吊具移动到吊具目标位置或直到满足一个或多个中断条件(诸如紧急停止条件)。这允许明确定义的规程来发起将吊具与装载/卸载目标位置对准的处理，这进而可以提高测量的效率、可靠性和安全性。在吊具测量处理期间吊具的位置的实际确定可以由装置和/或远程执行。
28.在另一个实施例中，该装置被布置为具有同时包括测量空间和装载/卸载目标位置两者的视场。这允许在不转动检测器的情况下用一个或多个检测器测量到吊具的位置的距离和到装载/卸载目标位置的距离。一个或多个检测器甚至可以具有固定的朝向。作为示例，该装置可以布置为基本上同时确定到吊具的位置的距离和到装载/卸载目标位置的距离。
29.在实施例中，该装置被布置为为码头处的多个装载/卸载通道提供位置控制信息。这允许单个装置被用于提供多个通道的位置控制信息，例如当定位在多个通道的最外侧通道的一侧时。为了这个目的，单个检测器可以被布置为具有在码头处的多个装载/卸载通道上的视场，甚至同时。
30.在实施例中，该装置被布置为通过使用一个或多个检测器的附加测量来测量当吊
具耦合到要装载/卸载的集装箱并且集装箱定位在装载/卸载目标位置处时到吊具的位置的距离。这允许校准对吊具的位置的确定，这进而可以被用于补偿测量误差并提高装载/卸载的成功率。
31.根据第二方面，一种系统可以被布置为提供位置控制信息，用于控制起重机的吊具朝着吊具目标位置的运动。该系统包括第一装置，其可以被布置为安装在起重机中。第一装置包括接收器和控制器，接收器可以被布置为接收位置控制信息，控制器可以被布置为控制吊具的移动。该系统还包括第二装置，其可以被布置为提供与吊具的位置和装载/卸载目标位置对应的位置控制信息。第二装置可以单独或组合地是根据第一方面或其任何实施例的装置。第二装置包括一个或多个检测器和发送器，检测器可以被布置为测量距离，发送器可以被布置为使位置控制信息被传输到第一装置。位置控制信息可以被布置为直接和/或通过一个或多个调解器从第二装置传输到第一装置。位置控制信息可以例如由一个或多个调解器在从第二装置传输和在第一装置接收之间进行处理，例如使得在第一装置处接收的位置控制信息包括从起重机的吊具的位置和装载/卸载目标位置导出的信息。导出的信息可以包括例如用于将吊具移动到吊具目标位置或朝者吊具目标位置移动的指令，其中该指令是基于吊具的位置和装载/卸载目标位置确定的。以这种方式，第二装置可以被布置为提供与装载/卸载目标位置和吊具的位置对应的位置和/或距离信息，而基于测得的距离的位置确定和/或用于将吊具移动到吊具目标位置或朝着吊具目标位置移动的指令的确定可以以以下的任何组合生成：第一装置、第二装置和一个或多个调解器。例如，用于将吊具移动到吊具目标位置或朝着吊具目标位置移动的指令的确定可以在一个或多个调解器处和/或在第一装置处生成。以这种方式，第二装置可以主要用作测量装置，而起重机移动在起重机或在单独的命令单元处被控制。作为另一个示例，吊具的位置的确定和/或装载/卸载目标位置的确定可以在一个或多个调解器处和/或在第二装置处执行。
32.第二装置的一个或多个检测器可以被布置为定位在起重机中和/或码头基础设施中。第二装置被布置为使用一个或多个检测器测量在固定坐标系中装载/卸载目标位置和吊具的位置两者。第二装置可以被布置为与第一装置重复和/或连续地通信以提供针对使吊具朝着吊具目标位置移动的反馈。一旦已经发起反馈序列，系统就可以被布置为提供反馈，至少直到吊具移动到吊具目标位置或直到满足一个或多个中断条件，诸如紧急停止条件。第一装置和/或一个或多个调解器可以被布置为向第二装置提供起重机位置信息。
33.在实施例中，第一装置被布置为将吊具指引到测量空间中以测量吊具的位置的距离。这允许提高测量的准确性和可靠性，例如通过校准要测量的吊具的特点和/或校准测量空间之间的距离使其足够小以使确定实际上是可能的或者它提供高于阈值准确性的准确性。这可以被布置为特定的程序指令，它定义测量空间，其中吊具将被移动以进行测量。调整测量空间，使得可以基于为吊具测得的一个或多个距离来确定吊具的位置。
34.在实施例中，第一装置被布置为减慢或停止吊具的移动以确定吊具的位置。这可以允许克服由于测量技术(例如，第二装置的检测器的质量和/或测量环境的配置(例如，次优定位和/或检测器相对于测量空间的视场))而导引起的准确性的限制。
35.在实施例中，系统被布置为在吊具携带集装箱时使用与吊具的位置对应的位置控制信息在固定坐标系中确定集装箱的外边界。这允许在使用吊具移动集装箱时提高安全性，因为集装箱的空间范围可以在集装箱移动时由系统监视。而且，系统可以被具体地布置
为在装载期间确定外边界，这可以允许提高将集装箱定位在装载平台上的准确性和/或速度。确定可以例如由控制器和/或一个或多个调解器来执行。确定可以通过测量来执行，例如由第二装置，但可替代地或附加地，它也可以通过计算来执行。特别地，系统可以被布置为基于集装箱的一个或多个已知维度(诸如标准维度)来计算外边界。外边界可以包括集装箱的一个或多个角落。
36.在实施例中，第一装置包括一个或多个倾角传感器，其可以被布置为测量吊具的倾角。这允许减少确定固定坐标系中吊具的空间范围所需的由第二装置进行的测量的数量和/或准确性。例如，当系统被布置为例如由控制器确定吊具相对于吊具的一个点(诸如角落或扭锁)的朝向或使用吊具的测得的倾角确定特征时，通过第二装置的测量来确定吊具的这个点或特征(诸如角落或扭锁)可能就足够了。一个或多个倾角传感器可以被布置为测量吊具相对于吊具的一个或多个轴(例如相对于两个或三个轴)的倾角。
37.在实施例中，使用当吊具耦合到要装载/卸载的集装箱并且集装箱定位在装载/卸载目标位置处时测得的到吊具的位置的距离来校准吊具的位置的确定。校准可以由系统例如通过使用第一装置、第二装置和一个或多个单独的处理器的任何组合来执行。
38.根据第三方面，提供位置控制信息的方法可以被用于控制起重机的吊具朝着吊具目标位置的移动。该方法包括测量到装载/卸载目标位置的距离和到吊具的位置的距离两者。具体而言，执行测量以使得它允许确定在固定坐标系中装载/卸载目标位置和吊具的位置两者。为了这个目的，可以单独或组合地使用根据第一方面或其任何实施例的装置。可以从起重机和/或码头基础设施执行测量，例如通过包括一个或多个检测器的装置，检测器定位在起重机中和/或固定在码头基础设施中。该方法还包括使位置控制信息被传输到起重机，其中位置控制信息与吊具的位置和装载/卸载目标位置对应，从而使其可以被用于基于装载/卸载目标位置和吊具到起重机的位置来控制吊具朝着吊具目标位置的移动。
39.位置控制信息可以直接地和/或通过一个或多个调解器被传输到起重机。与装载/卸载目标位置对应的位置控制信息可以和与吊具的位置对应的位置控制信息一起和/或单独被传输。该方法可以单独或组合地用于根据第二方面或其任何实施例的系统中。例如，位置控制信息可以由装置在起重机中接收，该装置可以单独或组合地是根据第二方面或其任何实施例的第一装置。可以在传输期间修改位置控制信息，使得例如从装置(诸如根据第一方面的装置)传输的位置控制信息可以包括都由该装置确定的起重机的吊具的位置和装载/卸载目标位置，而在起重机处接收的位置控制信息可以包括从起重机的吊具的位置和装载/卸载目标位置导出的信息。
40.在确定了与装载/卸载目标位置对应的位置控制信息之后，这个信息可以被用于对起重机进行用于装载/卸载的定位。这意味着起重机可以被移动到一个位置，以便吊具可以独立地移动到吊具目标位置。在起重机已经被定位用于装载/卸载之后，可以将吊具朝着装载/卸载目标位置移动，例如通过降低吊具的海拔。这种装载/卸载处理允许吊具安全地移动到测量空间以避免碰撞。因此，在起重机被定位以进行装载和/卸载之前，吊具只有在装载/卸载目标位置已经确定并且起重机已经定位以便装载/卸载之后才能被提升和降低。
41.根据第一方面的装置和/或根据第二方面的系统可以被具体配置用于根据第三方面的方法的任何或所有部分。例如，该装置可以被配置为在起重机已经定位用于装载/卸载之前测量到装载/卸载目标位置的距离，并且在起重机已经定位用于装载/卸载之后测量到
吊具的位置的距离，例如，当吊具被移动(特别是降低)到测量空间时。作为另一个示例，系统可以被具体地布置为在其已经确定装载/卸载目标位置之后定位起重机以进行装载/卸载。在此之后，系统还可以被布置为将吊具朝着装载/卸载目标位置移动(特别是降低)，例如移动到测量空间，从而在吊具被独立移动时可以确定吊具的位置以将吊具指引到吊具目标位置。
42.在实施例中，该方法包括通过附加测量来测量当吊具耦合到要装载/卸载的集装箱并且集装箱定位在装载/卸载目标位置处时到吊具的位置的距离。然后可以校准对吊具的位置的确定，例如通过将测得的到吊具的位置的距离补偿一个补偿距离和/或通过使用位置的补偿移位来确定吊具的位置。
43.根据第四方面，一种计算机程序产品包括计算机可执行代码，代码当在计算机上执行时被配置为至少单独或组合地执行根据第三方面和/或其任何实施例的方法。为了这个目的，计算机程序产品可以被配置为单独或组合地利用根据第一方面和/或其任何实施例的装置，即，使装置执行该方法。计算机程序产品可以存储在包括计算机程序代码的至少一个存储器上，该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为使装置至少执行该方法。
44.总结本发明的主要效果之一，本发明允许在装载/卸载期间仅使用一个测量系统。这允许本发明仅与一个需要校准的测量系统一起使用。同一测量系统可以被用于确定装载/卸载目标位置以及吊具和/或负载的位置两者，因此可以减少潜在测量误差来源的数量，例如，减少到由于仅一个测量系统校准而引起的仅一个测量误差来源。因此，可以提高测量精度和/或可以使用更简单的测量装备来获得相同的测量准确性。特别地，本发明可以被用于通过从码头基础设施执行的测量来改进装载/卸载。
45.应当理解的是，上述各方面和实施例可以彼此以任何组合使用。若干方面和实施例可以组合在一起以形成进一步的实施例。
附图说明
46.被包括以提供进一步理解并且构成本说明书的一部分的附图图示了实施例并且与描述一起有助于解释本发明的原理。在附图中：
47.图1以透视图示意性地图示了根据实施例的系统，
48.图2图示了根据实施例的系统的框图，
49.图3图示了根据实施例的方法的流程图，
50.图4以侧视图(左)和俯视图(右)图示了根据实施例的吊具，以及
51.图5图示了根据实施例的提供位置控制信息。
52.在附图中，相同的标号被用于指定等效的或至少功能等效的部分。
具体实施方式
53.下面结合附图提供的详细描述旨在作为对实施例的描述，而不旨在表示可以构造或利用实施例的唯一形式。但是，相同或等效的功能和结构可以通过不同的实施例来实现。
54.图1示意性地示出了用于提供位置控制信息以用于控制起重机10的吊具400朝着吊具目标位置移动的系统100。系统100可以被布置为在诸如集装箱货运码头之类的码头，例如在港口中使用。码头可以包括至少一个具有装载/卸载区域的块。装载/卸载区域可以
包括一个或多个装载/卸载通道40、42(这里也称为“通道”)。通道40、42可以被布置为用于诸如卡车和/或火车之类的车辆30、34的交通通道。通道40、42可以彼此平行。通道40、42被布置为使得车辆30、34可以驶过它们并停下来通过一个或多个起重机10进行装载/卸载。车辆36、38可以包括一个或多个扭锁38，用于将负载20固定到车辆30、34。作为示例，一个起重机10可以被布置为在一个装载/卸载区中处置装载/卸载。装载/卸载区域可以包括用于负载20的指定区域。码头包括码头基础设施50，诸如建筑物和固定结构。
55.起重机10被布置为在装载/卸载区域中移动，用于将负载20装载到一个或多个车辆30、34和/或从一个或多个车辆30、34卸载。起重机10可以包括桥和/或门架。起重机10可以包括台车12，台车12可以被布置为沿着桥移动。起重机10包括用于移动负载20的吊具400。通常，吊具400被布置为悬挂在绳索和/或缆绳14上，其可以被调整以更改吊具400的海拔。可选地，吊具400可以连接到制动轮510。这允许在必要时用新的吊具更换吊具400，而无需拆下绳索和/或缆绳14。吊具400可以耦合到用于横向移动吊具400的台车12。耦合也可以是间接的，例如当吊具400连接到制动轮510时，制动轮510进而连接到台车400。耦合被布置为允许吊具400例如通过绳索和/或缆绳14被垂直移动。吊具400可以被布置为通过水平移动起重机10，例如使得整个桥和/或门架水平移动被水平移动。
56.系统100包括可以安装在起重机10中的第一装置250。第一装置250被布置为接收位置控制信息并且使用位置控制信息来控制吊具400朝着吊具目标位置的移动。作为示例，第一装置250可以被布置为安装在台车12处，但它也可以安装在起重机10的其它部分中。第一装置250也可以被实现为分布式系统，其中一些组件与其它组件分开安装。
57.系统100包括用于提供与起重机10的吊具400的位置和装载/卸载目标位置32、36对应的位置控制信息的第二装置200。装载/卸载目标位置32、36可以在车辆30、34上，例如在其拖车上。装载/卸载目标位置32、36可以被用于确定用于装载/卸载的吊具目标位置。因此，吊具目标位置通常略高于装载/卸载目标位置，该距离是基于负载的高度来确定的。系统100或第二装置200可以被布置为提供与用于不同尺寸的负载20的装载/卸载目标位置32、36和吊具400的位置对应的位置控制信息。例如，系统100可以被布置为接收和/或确定(例如通过测量)负载20的高度，用于基于装载/卸载目标位置32、36和负载的高度来确定吊具目标位置20。而且，第二装置200可以被布置为同时观察吊具400的位置和装载/卸载目标位置32、36，用于即使在负载20的高度不固定时也提供位置控制信息。在卸载期间，装载/卸载目标位置32可以是负载20的位置，例如集装箱的位置。这个位置32可以基于负载20的一个或多个特征(诸如集装箱的一个或多个扭锁和/或集装箱20的一个或多个角落)来确定。在装载期间，装载/卸载目标位置36可以是装载平台的位置，例如车辆30、34的装载平台(诸如拖车)的位置。这个位置36可以基于装载平台20的一个或多个特征(诸如车辆30、34的一个或多个扭锁38和/或车辆30、34的一个或多个角落)来确定。
58.第二装置200具有视场210，用于提供与起重机10的吊具400的位置和装载/卸载目标位置32、36对应的位置控制信息。视场210可以跨一个或多个通道40、42延伸。视场210可以是固定的。视场210可以是连续的，或者它可以被布置为跨可以相邻的两个或更多个通道40、42不连续地延伸。第二装置200可以被布置为定位在两个通道40、42之间。第二装置200由此可以被布置为为这两个通道40、42提供位置控制信息。第二装置200甚至可以被布置为使用单个检测器222来为这两个通道40、42提供位置控制信息。而且，这允许减小第二装置
200与装载/卸载目标位置32、36之间的距离，从而允许将第二装置200被配置为用于减小距离测量，提高准确性。
59.测量空间212可以被用于发起提供与起重机10的吊具400的位置对应的位置控制信息的处理的一些或所有部分，特别是测量到吊具400的位置的距离以确定吊具400的位置的测量处理(这里也称为“吊具测量处理”)。装载/卸载目标位置32、36可以同时和/或单独确定，例如在发起吊具测量处理之前。但是，吊具测量处理还可以包括一次或多次确定装载/卸载目标位置32、36。起重机10可以被布置为将负载20和/或吊具400移动到测量空间212以发起吊具测量处理，例如当第二装置200检测到测量空间212中的负载20和/或吊具400时。测量空间212可以是固定的，并且其在块坐标系中的坐标可以由系统100使用，例如由第一装置250和/或第二装置200使用。这例如允许起重机10自动地将吊具400和/或负载20移动到测量空间212。一个或多个通道40、42可以与它们自己的测量空间212相关联，以允许吊具400和/或负载20被自动移动到通道40、42的测量空间212。测量空间212可以位于车辆30、34将被停止以进行装载/卸载的位置的上方，但它也可以位于那个位置的一侧。测量空间212中吊具400的移动可以减慢或停止，以允许第二装置200检测吊具400。测量空间212可以是一维、二维或三维空间。例如，测量空间212可以包括以下一项或多项：吊具的目标测量位置、吊具的目标海拔、吊具的最大海拔阈值和吊具的最小海拔阈值。可替代地或附加地，测量空间212可以包括用于吊具400的二维或三维测量窗口。系统100和/或第二装置200可以被布置为一旦吊具测量处理被发起，就通过重复和/或连续测量来继续吊具测量处理。以这种方式，由第二装置200提供的测量可以被用于向控制吊具400的移动的第一装置250提供反馈。吊具400可以从上方下降到测量空间212。这允许吊具400安全地接近车辆30、34。
60.由第二装置250提供的位置控制信息可以直接被传输到第一装置200。可替代地或附加地，系统100可以包括一个或多个调解器150，诸如通信装备和/或计算服务器，通过它们可以传输位置控制信息。例如，出于这个目的，系统100可以包括位于码头内部或外部的一个或多个监视中心。一个或多个调解器150可以包括一个或多个计算服务器，其可以被布置为监视和/或控制一个或多个起重机10。一个或多个调解器150可以被布置用于利用起重机10进行自动装载/卸载。一个或多个调解器150可以被布置为执行一些或所有处理以确定用于将吊具400移动到吊具目标位置的控制指令。但是，调解器系统100、第一装置250或第二装置200的任何组合都可以被布置为基于由第二装置200确定的装载/卸载目标位置32、36来确定吊具目标位置。而且，调解器系统100、第一装置250或第二装置200的任何组合可以被布置为基于由第二装置200确定的装载/卸载目标位置32、36和吊具400的位置来确定用于将吊具400移动到吊具目标位置或朝着吊具目标位置移动的指令。
61.图2图示了根据实施例的系统100的框图。系统100包括第一装置250和第二装置200。系统100还可以包括一个或多个调解器150。
62.第一装置250包括用于接收位置控制信息的接收器270，该接收器270也可以是发送器-接收器。接收器270可以被布置用于信息的无线或有线传输。第一装置250还包括用于控制吊具400的移动的控制器。第一装置250还可以包括一个或多个传感器272。可以布置一个或多个传感器272，例如用于确定吊具400的位置和/或朝向。特别地，一个或多个传感器可以包括一个或多个倾角传感器，用于确定吊具400和/或制动轮510的倾角。一个或多个倾角传感器可以被布置为安装在吊具400和/或制动轮510中。可以相对于一个或多个轴来确
定倾角。可替代地或附加地，一个或多个传感器272可以被布置为确定起重机10的位置和/或朝向，例如门架和/或桥的位置和/或朝向。第一装置250还可以包括存储器280，存储器280可以包括用于控制起重机10的操作(例如，吊具400的移动)的程序指令。例如，用于操作起重机10的操作系统282和/或应用软件284可以存储在存储器280中。
63.第二装置200包括用于传输位置控制信息的发送器220，该发送器220也可以是发送器-接收器。发送器220可以被布置用于信息的无线或有线传输。
64.第二装置200还包括一个或多个用于测量距离的检测器222。一个或多个检测器222可以包括二维或三维激光扫描仪。可替代地或附加地，一个或多个检测器222可以包括例如一个或多个光学检测器和/或模式识别设备。一个或多个检测器222被布置为使得装置200可以使用它们来测量到装载/卸载目标位置32、36的距离，以确定固定坐标系中的装载/卸载目标位置32、36。一个或多个检测器222也被布置为使得装置200可以使用它们来测量固定坐标系中到吊具400的位置的距离，以确定吊具400在固定坐标系中的位置。在任一种或两种情况下，测量距离实际上可以包括相对于待测量目标的不同点的多个测量和/或测得的多个不同距离。可以布置至少一个检测器222(诸如激光扫描仪)用于确定在固定坐标系中装载/卸载目标位置32、36和吊具400的位置两者。检测器222可以被布置为以固定的方向进行此操作。
65.一个或多个检测器222可以被布置为安装在起重机10和/或码头基础设施中。一个或多个检测器222可以安装在升高的位置以跨一个或多个通道40、42、甚至跨装载/卸载区域的所有通道40、42延伸视场210。例如，一个或多个检测器222可以被布置为安装在4-5米或更高的标高(elevation)，例如6-8米或甚至更高的标高。作为安装在起重机10中的示例，一个或多个检测器222中的一些或全部可以被布置为安装在起重机10的一侧或两侧，例如，安装在起重机10的垂直支腿或起重机10的门架处。作为码头基础设施中的装备的示例，一个或多个检测器222中的一些或全部可以被布置为安装在柱子或杆上，但也可以安装在建筑物或某个其它高架结构的顶部。在码头基础设施中，一个或多个检测器222可以被布置为安装在固定位置。第二装置200的视场210可以被一个检测器222和/或被多个检测器222覆盖。例如，至少一个检测器222可以被布置为监视一个或多个通道40、42，甚至是装载/卸载区域的所有通道，以提供位置控制信息。相反，当装载/卸载区域具有多个通道40、42时，一个或多个通道40、42，甚至所有通道，可以具有被布置为监视通道以提供位置控制信息的单独检测器222。一个或多个检测器222可以被布置为面朝下和/或基本水平。例如，一个或多个检测器222可以被布置为使得它们的视场210在水平面上方最多0-10度延伸。一个或多个检测器222可以被布置为定位在测量空间212的海拔上和/或在其上方。例如，一个或多个检测器222可以被布置为定位在测量空间212的海拔上或在测量空间212上方最多1-2米。
66.第二装置200可以包括处理器224。处理器224可以被布置为在位置控制信息被第二装置200的发送器220传输之前对其进行处理。例如，处理器224可以被布置为基于测得的到装载/卸载目标位置32、36的距离来确定装载/卸载目标位置32、36。可替代地或附加地，处理器224可以被布置为基于测得的到吊具400的位置的距离来确定吊具400的位置。作为又一个示例，处理器224可以被布置为基于由装置200确定的吊具的位置和装载/卸载目标位置32、36来确定吊具目标位置。第二装置250还可以包括存储器230，存储器230可以包括用于控制第二装置200的操作的程序指令。例如，用于操作起重机10的操作系统232和/或应
用软件234可以存储在存储器230中。
67.第一装置250和第二装置200可以被布置为直接110和/或通过一个或多个调解器150间接112通信。第一装置250和第二装置200可以被布置为仅在一个方向上通信，使得位置控制信息从第二装置200传输到第一装置250。但是，第二装置200也有可能被布置为例如从第一装置250和/或调解器150接收诸如起重机位置信息之类的信息。相应地，第一装置250还可以包括发送器，并且，可替代地或附加地，第二装置200还可以包括接收器。
68.图3图示了根据实施例的方法的流程图。该方法包括例如通过诸如第二装置200之类的装置测量310到装载/卸载目标位置32、36的距离，以确定固定坐标系中的装载/卸载目标位置32、36。基于所确定的装载/卸载目标位置32、36，起重机10可以被定位330用于装载/卸载，例如通过系统100或者具体地通过诸如第一装置100之类的装置。这可以涉及将起重机10的门架和/或台车12移动到位。对准处理可以被布置为使得在起重机10的定位330之后，吊具400位于装载/卸载目标位置32、36上方。
69.该方法还包括通过与测量装载/卸载目标位置32、36相同的装置测量350到吊具400的位置的距离，以确定吊具400在相同固定坐标系中的位置。装载/卸载目标位置32、36可以在测量350吊具400的位置之前确定。这允许在可以具有负载20与其耦合的吊具400移动340靠近进行装载/卸载的区域之前确定目标(例如车辆30、34和/或负载20)的存在和位置。为了测量350吊具400的位置，吊具400朝着装载/卸载目标位置32、36移动340，例如降低。此时，装载/卸载目标位置32、36可以已经被确定310，但不需要已经被确定，因为发生装载/卸载的位置通常是已知的，因此至少在一些情况下可以使用装载/卸载目标位置32、36的粗略近似。当吊具400在装置200的视场210中时，其位置可以由装置200测量350。为了这个目的，吊具400可以被移动(例如，降低)到测量空间212。当吊具400在测量空间212中或接近测量空间212时，其移动可以减慢或停止以测量其位置400。吊具400的位置和/或装载/卸载目标位置32、36可以被重复确定。可替代地或附加地，它们中的一个或两个，特别是吊具400的位置，甚至可以连续地被确定。以这种方式，装置200可以被布置为提供用于使吊具400朝着吊具目标位置移动的反馈。
70.为了提供用于使吊具400朝着吊具目标位置移动370的位置控制信息，该方法包括使320、360与装载/卸载目标位置32、36和吊具400的位置对应的位置控制信息被传输到起重机10。位置控制信息可以重复或连续地被传输到起重机10，例如至少直到吊具400定位在吊具目标位置。位置控制信息可以由诸如第二装置200之类的装置传输并且它可以直接从该装置或者通过一个或多个调解器150间接地传输到起重机10。与吊具400的位置对应的位置控制信息和与装载/卸载目标位置32、36对应的位置控制信息可以同时或分开传输。
71.通过使用与装载/卸载目标位置32、36和吊具400的位置对应的位置控制信息，吊具可以朝着吊具目标位置被移动370。包括测量310、350装载/卸载目标位置32、36和吊具400的位置，使320、360位置控制信息被传输到起重机10并使用370位置控制信息朝着吊具目标位置移动吊具400的整个处理可以被布置为以自动序列执行。自动序列可以持续到至少吊具400已经移动到吊具目标位置或者直到已经满足一个或多个中断条件(诸如紧急停止条件)。系统100、第一装置250和第二装置200中的每一个可以被布置为使得自动序列被执行。
72.在装载/卸载目标位置32、36已经被确定并且起重机10已经移动到装载/卸载的位
置之后，吊具400可以仅通过吊具移动潜在地移动到吊具目标位置，例如仅使用所谓的吊具微动。为了这个目的，吊具400，包括吊具的被布置为保持负载的部分，可以被布置为能够在台车12保持静止的同时横向移动。这意味着起重机10或台车12不必移动吊具400。在一个示例中，吊具400可以被布置用于在一个或多个维度上400-600毫米的最大横向移动，即，距中心点+/-200-300的最大横向移动。随着技术的进步，应当理解最大横向移动也可以更高。当吊具400连接到制动轮510时，吊具400和制动轮510中的任一个或两者可以被布置为促进吊具的移动以允许吊具400被独立移动，即，台车400和起重机10保持静止。相应地，上述吊具测量处理可以适用于吊具400的定位，从而仅要求吊具移动。
73.作为一个示例，用于提供用于控制起重机的吊具朝着吊具目标位置移动的位置控制信息的系统可以被实现为卡车通道测量系统(tlms)。该系统包括至少一个检测器，其可以安装在码头基础设施中。首先，该系统被用于确定集装箱在车辆上(例如，在拖车上)的位置，或者用于将集装箱放置在车辆上(例如，在拖车上)的装载目标位置。该系统还可以被用于测量安装在吊具和/或起重机的制动轮中的参考物体，并在降低吊具或集装箱时确定吊具的位置。当吊具向车辆下降时，系统可以为起重机提供反馈，指示必须如何控制吊具以使吊具靠近车辆上的集装箱或获得用于将集装箱释放在车辆上的吊具目标位置。
74.测量过程可以包括以下步骤中的一些或全部。首先，可以使用系统的一个或多个检测器测量车辆，以获得足够量的测量数据来创建车辆形状的3d点云，其可以包括车辆上的扭锁和/或一个或多个集装箱。其次，系统可以处理测量数据以检测集装箱边缘和/或目标扭锁的位置，以便确定集装箱位置或车辆上的装载目标位置。第三，起重机的门架和/或台车可以被驱动到假设的目标位置。第四，吊具可以降低到系统的检测器能够检测吊具的安全高度，例如，从吊具和/或制动轮中的参考物体。第五，可以降低吊具速度以便为系统获得足够量的测量数据以确定吊具位置。第六，系统可以使用吊具的位置来计算所需的吊具移动以便控制吊具朝着目标。第七，在降低吊具的同时，可以使用系统的反馈来控制吊具。
75.图4以侧视图(左)和俯视图(右)图示了根据实施例的吊具400。吊具400包括主体410，其可以包括用于携带负载20的一个或多个水平延伸梁。吊具400可以包括一个或多个标记420、422，其可以被用作用于确定吊具400的位置的参考特征。作为示例，吊具400可以在其前边缘412处包括一个或多个标记420、422和/或在其后边缘414处包括一个或多个标记。类似地，为了改进检测，吊具400可以在其每一个侧边缘416处包括一个或多个标记422。一个或多个标记420、422可以被布置为可由第二装置200识别，例如通过它们的颜色和/或形状。相反，第二装置200可以被布置为识别一个或多个标记420、422，用于确定吊具400的位置。
76.图5图示了根据实施例的提供位置控制信息。虽然上述各种特征在图中用对应的附图标记示出，但除非另有说明，否则这些特征是可选的。
77.重要的是，已经发现，通过在起重机地面作业期间(即，当吊具400耦合到诸如集装箱之类的负载20以用于装载/卸载并且负载20定位在装载/卸载目标位置32、36时)使用到吊具400的位置的距离的附加测量来校准到吊具400的位置的距离的确定，可以显著改进对吊具400的位置控制。附加测量可以被用作校准测量。可以自动执行附加测量和/或确定。一旦确定吊具400耦合到负载20用于装载/卸载并且负载20处于装载/卸载目标位置(例如，静止在车辆30、34和/或装载/卸载平台上)，就可以执行附加测量。这个确定可以例如由第二sbias
)。
81.任何装置和/或系统都可以在软件、硬件、应用逻辑或软件、硬件和应用逻辑的组合中实现。应用逻辑、软件或指令集可以维持在各种常规计算机可读介质中的任何一种上。“计算机可读介质”可以是可以包含、存储、传送、传播或运输指令以供指令执行系统、装置或设备(诸如计算机)使用或与其结合使用的任何介质或部件。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，其可以是可以包含或存储指令以供指令执行系统、装置或设备(诸如计算机)使用或与其结合使用的任何介质或部件。示例性实施例可以存储与本文描述的各种处理相关的信息。这种信息可以存储在一个或多个存储器中，诸如硬盘、光盘、磁光盘、ram等。一个或多个数据库可以存储用于实现本发明的示例性实施例的信息。可以使用包括在本文列出的一个或多个存储器或存储设备中的数据结构(例如，记录、表、数组、字段、图形、树、列表等)来组织数据库。数据库可以位于包括本地和/或远程设备(诸如服务器)的一个或多个设备上。关于示例性实施例描述的处理可以包括用于将由示例性实施例的设备和子系统的处理收集和/或生成的数据存储在一个或多个数据库中的适当数据结构。
82.示例性实施例的全部或部分可以使用根据示例性实施例的教导编程的一个或多个通用处理器、微处理器、数字信号处理器、微控制器等来实现，如计算机和/或软件领域的技术人员将认识到的那样。如软件领域的技术人员将认识到的，适当的软件可以由普通技术的程序员基于示例性实施例的教导容易地准备。此外，如电气领域的技术人员将认识到的，示例性实施例可以通过制备专用集成电路或通过互连常规组件电路的适当网络来实现。因此，示例性实施例不限于硬件和/或软件的任何特定组合。
83.本文讨论的不同功能可以以不同的次序和/或彼此并发地执行。
84.除非另有说明，否则本文给出的任何范围或设备值都可以被扩展或更改而不会失去所寻求的效果。而且，除非明确禁止，否则任何实施例都可以与另一个实施例组合。
85.虽然已经以特定于结构特征和/或动作的语言描述了主题，但是应该理解的是，在所附权利要求中定义的主题不一定限于上述具体特征或动作。更确切地说，上述具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例，并且其它等同特征和动作旨在落入权利要求的范围内。
86.应该理解的是，上述益处和优点可以涉及一个实施例或可以涉及几个实施例。实施例不限于解决任何或所有所述问题的实施例或具有任何或所有所述好处和优点的实施例。将进一步理解的是，对“一个”项的引用可以指那些项中的一个或多个。
87.术语“包括”在本文中被用于指包括识别出的方法、块或元素，但是这样的块或元素不包括排他性列表，并且方法或装置可以包含附加的块或元素。
88.应该理解的是，以上描述仅作为示例给出并且本领域技术人员可以进行各种修改。上述说明书、示例和数据提供了对示例性实施例的结构和使用的完整描述。虽然上面已经以一定程度的特殊性或参考一个或多个单独的实施例描述了各种实施例，但是本领域技术人员可以对所公开的实施例进行多种更改而不脱离本说明书的精神或范围。