通过吊具的货物装卸的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]大部分的国际运输通过使用集装箱来完成。集装箱是具有标准尺寸并且在运输期间用于容纳所运输的物品的运输单元。通常，集装箱存在三种尺寸，具有20英尺、40英尺或45英尺的长度。集装箱的宽度通常是2.5米。
[0002]集装箱在通常位于海港或内陆处的集装箱装卸区中被装卸。在集装箱装卸区处，通过使用特别的起重机来装卸集装箱，特别的起重机包含:例如，轨道式龙门起重机(RMG起重机)、以及轮胎式龙门起重机(RTG起重机)。一种特定类型的RMG起重机是船至岸起重机，其用于将集装箱从船卸载到码头以及将集装箱从码头装载到船。
[0003]起重机装备有用于附着到集装箱的附着部件。典型的附着部件是吊具，其具有可变的尺寸以允许装卸不同大小的集装箱。被称为串行(tandem)和双升降机吊具的吊具一次能够附着到两个或更多集装箱。
[0004]集装箱的典型装卸包含诸如集装箱的堆叠和拾起的操作。例如，5个集装箱可以被堆叠在彼此之上。堆叠要求驾驶起重机的人的非常准确，因为所堆叠的集装箱的拐角必须以至少5cm的准确度来对齐。如果没有以足够的准确度来完成堆叠操作，则整个堆叠可能倒下。
[0005]在集装箱的装卸期间，例如当将吊具附着到集装箱以用于拾起该集装箱时以及当将被附着到吊具的集装箱降低到地面、船、拖车或底盘、或在另一个集装箱上时，吊具经历来自各种源的振动和冲击。振动和冲击使得难于以足够的准确度来装卸集装箱。当由吊具搬运的集装箱被释放时，例如当集装箱被堆叠在彼此之上或被堆叠到地面时，振动和冲击尤其是存在于集装箱装卸中。在另一方面，振动和冲击的阻尼可以对在集装箱中执行的操作引入延迟。所增加的延迟导致集装箱装卸的效率降低。
[0006]取决于被附着到吊具的集装箱的重量，吊具可能受集装箱的重量而弯曲。当集装箱从吊具分开时，吊具再次弯曲回到它的原始形状。弯曲使得难于测量尺寸，因为当吊具弯曲时，吊具在更低高度处支撑沉重集装箱。
[0007]通常，使用在吊具中用于附着到集装箱的类似的扭锁机构，使吊具经由吊杆端滑车附着到起重机。吊杆端滑车连接到用于吊起吊具的绳索。扭锁机构通常具有一些间隙以允许吊具和吊杆端滑车相对于彼此移动。然而，当吊具的方位由吊杆端滑车的方位来确定时，尤其是在吊具的自动操作中，间隙对吊具的定位引入了不准确性。
[0008]起重机操作越来越自动化以提供集装箱的更快速装卸。通常，由驾驶员经由显示器来跟踪自动化操作。驾驶员可以位于起重机的座舱中或位于离起重机遥远的位置中。这意味的是，在集装箱上执行的操作高度地依赖于自动化设备的正确操作以及由系统传递给驾驶员的信息。自动化设备的故障或维护导致起重机的停机时间，在该停机时间期间，集装箱运输暂停。
[0009]自动化的起重机操作通常涉及例如借助于相机和激光的吊具的定位。在申请号为20115757的芬兰国家专利申请中也描述了吊具的定位，通过整体引用将该专利申请并入本文。
[0010]传感器可以被安装到起重机以促进它们的自动化。传感器通常被安装到高高度，例如安装到在地面上方20米的台车(trolley)结构。使用此类距离，甚至在传感器的定位(例如，角度)中的最小的误差可能对在地平面处执行的操作的准确性具有非常巨大的影响。此类传感器的安装和校准常常是麻烦的和人工密集的任务。另外，作为过程的校准是复杂的以及要求专门人员来执行它。
【发明内容】
[0011]以下给出了本发明的简化概述，以便提供本发明的一些方面的基本理解。这个概述不是本发明的广泛的概述。它不旨在确定本发明的主要的/关键的元件或描画本发明的范围。它的唯一目的是以简化形式给出本发明的一些构思作为随后给出的更详细描述的前奏。
[0012]各种实施例包括如在独立权利要求中限定的一种方法、装置和计算机程序产品。在从属权利要求中公开了另外的实施例。
[0013]根据第一方面，提供了一种通过吊具的货物装卸的方法，所述吊具包含传送光信号的距离传感器，所述方法包括:装卸包含多个相互连接的侧面的货物，选择用于传送光信号的方向，通过在所选择的方向中传送的光信号的反射来测量距离，以及基于所测量的距离来确定匹配所述货物的相互连接侧面中的至少一个侧面的形状的参考线。
[0014]根据一个方面，提供了一种包含用于附着到货物的吊具的货物装卸装置，所述货物包含多个相互连接的侧面，所述吊具包含距离传感器以及控制器，所述距离传感器能够在所选择的方向中传送光信号，所述控制器连接到所述距离传感器以测量在所选择的方向中的距离，所述货物装卸装置还包含用于基于所测量的距离来确定匹配所述货物的相互连接侧面中的至少一个侧面的形状的参考线的构件。
[0015]根据一个方面，提供了一种装置，所述装置被配置为执行根据一个方面的方法的步骤。
[0016]根据一个方面，提供了一种装置，所述装置包括被配置为执行根据一个方面的方法的构件。
[0017]一种包括可执行代码的计算机程序产品，当执行所述可执行代码时，所述可执行代码使得根据一个方面的方法的步骤的执行。
[0018]根据另一个方面，提供了一种装置，所述装置包括至少一个处理器，和包含计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行根据一个方面的方法。
[0019]根据另一方面，提供了一种被包含在非短暂性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序被配置为控制处理器以执行根据一个方面的方法。
[0020]根据另一个方面，提供了一种用于升级用于通过吊具进行货物装卸的装置的套件(kit)，所述套件包括距离传感器以及控制器，所述距离传感器能够在所选择的方向中传送光信号，所述控制器连接到所述距离传感器以测量在所选择的方向中的距离，其中所述控制器和所述距离传感器被配置为基于所测量的距离来确定匹配所述货物的相互连接侧面中的至少一个侧面的形状的参考线。
[0021]根据另一个方面，提供了一种生成升级用于通过吊具进行货物装卸的装置的方法，所述方法包括:将根据一个方面的套件安装到货物装卸装置。
[0022]尽管独立地阐述了本发明的各种方面、实施例和特征，但是应当了解的是，本发明的各种方面、实施例和特征的所有组合是可能的并且在如所要求保护的本发明的范围内。
[0023]—些方面提供了改进，该改进包括改进了货物装卸的准确性。特别地，其中距离传感器(例如激光扫描仪)被安装到吊具以用于测量距离，可以减轻在货物装卸期间针对由距离传感器的冲击、振动和/或移动所产生的测量的误差。
[0024]—些方面提供了在定位距离传感器至货物装卸装置(例如吊具)中的自由度。因为距离测量利用了参考线，因此可以省略距离传感器至在货物装卸装置中的特定安装方位的校准。
【附图说明】
[0025]在以下，将参照附图描述实施例，在附图中:
[0026]图1说明了根据一个实施例的包含吊具的货物装卸装置；
[0027]图2说明了根据一个实施例的包含安装了距离传感器的吊具；
[0028]图3a和图3b说明了根据一个实施例的通过吊具的集装箱装卸的操作；
[0029]图4a和图4b说明了根据一个实施例的在不同高度处通过吊具的集装箱装卸的操作；
[0030]图5说明了根据一个实施例的通过吊具拾起在邻近的集装箱堆叠之间的集装箱；[0031 ]图6a和图6b说明了根据一个实施例的通过距离测量的集装箱的尺寸检测；
[0032]图7说明了根据一个实施例的通过吊具的集装箱装卸的过程；
[0033]图8a示出了在集装箱装卸装置中用于测量距离的布置；以及
[0034]图8b示出了根据一个实施例的用于处理距离测量的装置的框图。
【具体实施方式】
[0035]当距离传感器被安装到吊具以用于测量距离时，本文中描述的各种实施例提供了货物装卸操作的改进的准确性。货物装卸操作包含从堆叠或地面拾起货物，将货物堆叠到堆叠或地面、以及装载用于运输货物的车辆(例如拖车或卡车或船)。还提供了用于将被附着到吊具的货物移动到新的位置(例如堆叠)、移动到地面或移动到车辆的改进的准确性。通常，通过提升和/或台车运动来移动被附着到吊具的货物。
[0036]在一个实施例中，距离传感器可以包括:光学测量设备，其传送光信号以及基于所接收的所传送的光信号的反射来测量距离。此类光学测量设备的示例是激光扫描仪，其向多个不同方向传送激光束。激光束的方向可以通过开度角来限定，其中选择激光束的传输方向。在开度角内，能够在不同的传输角中传送激光束。通过使用所测量的距离和传输角，从所传送的光信号的反射所测量的距离可以用于确定在坐标系统中的点。坐标系统可以包括一个或多个轴线，例如，根据笛卡尔坐标系统的X和Y轴线。在以下图3a、3b、4a、4b、6a和6b中，在集装箱壁中的黑点示出了从至集装箱的壁的测量所确定的点。
[0037]在邻近传输角之间的差限定了在开度角内的距离测量的分辨率。通常，通过旋转反射镜来实现不同传输角的选择，该反射镜将激光束引导到由开度角所限定的扇区内的传输角。在邻近传输角之间的差可以是例如0.25度。通过反射镜的旋转来获得来自整个开度角的距离测量，在该旋转期间，反射镜将激光束引导到在开度角内的每个传输角。这种距离测量通常被称为激光扫描。可以通过反射镜的进一步旋转来执行进一步的测量。因此，在每次旋转处的距离测量表示在测量时刻处的所测量的距离。如果在开度角内的例如集装箱的对象移动或距离传感器在测量之间移动，则测量的结果改变。距离传感器(例如激光扫描器)的测量的范围可以受距离传感器的接收敏感度的限制。测量的范围是在端点之间的工作距离，在该工作距离上，距离传感器将可靠地测量至在用于光信号的传输的它的开度角内的目标的距离。
[0038]图1说明了根据一个实施例的包含吊具106的货物装卸装置100。货物装卸装置包括:大体上垂直的支撑结构102a、102b，它们提供自地面103的高程以用于移动在垂直结构之间的货物105上面的吊具106。在垂直支撑结构之间的货物可以包括集装箱的堆叠，例如根据图示说明的三个集装箱的堆叠，从而由