通过吊具的货物装卸的制作方法
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 垂直支撑结构提供的高程允许吊具和在堆叠上面的被附着到吊具的集装箱的移动。应当了解的是，堆叠可以包含比三个更多或更少的集装箱，以及可以有位于垂直支撑结构之间的具有相同或不同高度的集装箱的多个堆叠。
[0039]桥104在垂直支撑结构之间延伸。通过一个或多个绳索108或等同构件将吊具连接到桥，该一个或多个绳索108或等同构件通过卷进卷出绳索的起重机械来提供吊具的下降和上升。吊具在桥上以及在支撑结构之间是可移动的。例如可以通过轨道来提供该移动。以这种方式，吊具可以在位于垂直支撑结构之间的多个货物105上面移动。因此，桥允许吊具通常既在垂直支撑结构之间的水平方向中和又在桥和地面之间的垂直方向中移动。通常，通过台车来提供水平和垂直移动，该台车在垂直支撑结构之间的桥上移动以及包含用于吊具的下降和上升的起重机械。
[0040]通常，当从地面或从货物的堆叠来拾起货物时，使吊具降低。当货物被附着到吊具时，货物被拉升到一个高度，其中可以沿着桥的方向和/或在图1的深度方向中来移动它。通常通过包含允许整个货物装卸装置的移动的轮子的垂直支撑结构来提供在深度方向中的移动。
[0041]根据一个实施例的货物装卸装置的示例包含:例如龙门起重机和桥式起重机。在以下的描述中，将使用对于操作作为货物的固定尺寸的集装箱的龙门起重机和桥式起重机而言惯用的上下文和术语来解释实施例。然而，应当了解的是，所描述的实施例可以应用于不同于集装箱的其它货物的装卸。集装箱(还被称为货运集装箱)是用于在多个位置或多个国家之间移动产品和原材料的可重用的运输和储藏单元。集装箱的装卸通常发生在集装箱装卸区。
[0042]典型的集装箱是例如钢铁的金属结构，具有矩形长方体的形状。因此，集装箱的邻近侧面在具有直角的拐角处连接以及集装箱的相对侧面是相等的。吊具连接到拐角的至少一部分。通常，吊具在集装箱的顶部的拐角处来连接集装箱。
[0043]图2说明了根据一个实施例的包含距离传感器208a_f的吊具200。例如，吊具可以被安装到图1的货物装卸装置。典型的吊具包含:主体206和伸缩臂204、202，其中来自起重机械的一个或多个绳索连接到主体206，伸缩臂204、202在主体和头梁203、205之间延伸。头梁包含:锁定机构，其允许将吊具锁定到被装卸的集装箱。锁定机构的示例包含:从龙门起重机和桥式起重机众所周知的机构，其中锁定机构附着到集装箱的拐角。
[0044]伸缩臂允许根据被装卸的集装箱的尺寸来对准头梁。在该图示说明中，伸缩臂允许伸长和缩短在头梁之间的距离，以便可以装卸不同长度的集装箱。主体可以包含:可操作地连接到伸缩臂以提供用于使臂延伸或缩短的动力的机械。
[0045]优选地，距离传感器被安装到头梁以允许当集装箱被附着到吊具时，测量在集装箱的拐角处的距离。距离传感器208a、208d、208c和208f提供沿着所装卸的集装箱的长度的测量，以及距离传感器208b和208e提供沿着所装卸的集装箱的宽度的测量。当被附着到吊具时，集装箱在头梁之间的吊具下延伸，该头梁形成在吊具和集装箱之间的附着件。当距离传感器被附着到头梁时，当伸缩臂被伸长或缩短时，它们与头梁一起移动。以这种方式，距离传感器的方位可以被调节到与被附着到吊具的集装箱的尺寸相对应。
[0046]可以通过弹性元件将距离传感器连接到吊具，当集装箱被装卸时，弹性元件阻尼来自吊具的冲击和振动。弹性元件提供来自例如吊具的货物装卸装置的力的阻尼。以这种方式，可以降低或甚至避免距离传感器的故障。弹性元件可以允许距离传感器的移动。弹性元件可以包括:一个或多个弹簧、螺旋弹簧、弯曲弹簧和/或可压缩弹性材料(例如橡胶)的元件。弹性材料可以包含中空截面或可以包括膜。
[0047]在下文中，将参照图3a、3b、4a和图4b来解释通过使用距离传感器的吊具306、406的集装箱312、414装卸，其中来自距离传感器的测量值用于确定一个或多个参考线，以及图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。
[0048]在图3a、3b、4a和图4b中，从吊具的头梁中的一个头梁的一侧来观看该吊具。距离传感器308a、308b、408连接到头梁。在图2中描述了吊具和距离传感器的示例。根据图2说明的吊具的示例，距离传感器可以是距离传感器208a或208f。
[0049]当集装箱从另一个集装箱314的上面被拾起或被堆叠在其它集装箱314上面时，在图3a和图3b中说明了集装箱装卸。图4a和图4b说明了在不同高度1η、1ι2处通过吊具406的集装箱装卸的操作。因此，吊具406的高度In、h2可以用于控制集装箱装卸的操作。在更高的高度h处，对于由距离传感器来可靠地测量距离而言，集装箱的垂直侧面414b可能太远。因此，垂直侧面可能超出在更高高度处的距离传感器的范围。于是，可以从集装箱的水平侧面414a由距离传感器来测量距离。当吊具在较低高度^时，可以从垂直侧面或从垂直侧面和水平侧面两者来进行测量。可以通过距离传感器的范围来确定高高度和低高度。实际上，高度也可能受相对于吊具的周界的距离传感器的方位的影响。例如，距离传感器水平地位于离吊具的周界越远的地方，高度越高，其可以用于由距离传感器开始可靠地测量与集装箱的垂直壁的距离。当确定高度时在实际实现方式中考虑的另一个参数是距离传感器的角度分辨率。在一个示例中，从将被拾起的集装箱所测量的一米或两米的高度可以用作用于进行与集装箱的垂直壁的距离测量的高度。
[0050]可以从从驱动系统、激光扫描器、射频距离传感器和/或相机接收的信息来获得吊具的高度的信息，以及可以使用依赖于实现方式的算法来处理所获得的信息以确定吊具的高度。
[0051]集装箱装卸可以从702开始，这时吊具是可操作的以及能够移动以拾起集装箱并且附着到集装箱。吊具被安装有一个或多个距离传感器，它们是可操作的以测量至在一个或多个开度角310a、310b、410内的对象的距离。
[0052]参考线表示在不同时刻至例如集装箱的相同物理对象的距离测量，借此即使移动了距离传感器(例如，通过从吊具传递到距离传感器的冲击或振动)，也可以相对于物理对象来执行货物装卸操作。以这种方式，可以补偿在两者之间的距离传感器的移动，借此促进集装箱的准确装卸。
[0053]在各种实施例中，参考线提供了至已知对象(例如由吊具搬运的集装箱)的直接距离的计算。可以从其它对象来计算距离，假设对象的形状的足够信息是可以获得的。当对象是集装箱时，它们的形状是具有标准化尺寸的矩形的。从而，在没有距离传感器的精确方位和/或方向的信息的情况下，促进了距离的计算。
[0054]在吊具的使用期间，距离传感器连续地测量704至它的开度角内的对象的距离。因此，相对于操作的集装箱和/或吊具的距离传感器至新方位的移动产生在开度角内的距离的新的测量。在图3a和图3b中说明了距离传感器的移动，其中距离传感器308a、308b具有不同方位，该不同方位导致具有不同方向的开度角310a、310b。当距离传感器移动时，在随后的测量中落入开度角内的对象可能是不同的，以及/或可以在不同的距离处来测量在两个测量中在开度角内的对象。可以例如以20Hz或25Hz的速率来执行测量。在每个测量，获得至在开度角内的对象的距离值。
[0055]可以将在开度角上执行的测量与一个或多个参考线匹配712。该匹配通过在测量的不同时刻处所测量的距离提供了相对于距离传感器来定位参考线。距离传感器可以记录测量的时刻，以及提供具有时刻的所测量的距离值以促进测量的进一步处理。
[0056]在图3a、3b、4a和图4b中，距离传感器具有向下指向的开度角310a、310b、410。向下的方向包括朝向地面415 (集装箱在该地面415上)的方向。因此，向下的方向可以由在集装箱装卸中升起吊具的方向来限定。向下的方向可以包含:向下指向并且低于吊具的方向，从而可以从吊具下面来测量距离。以这种方式，可以朝向地面来传送来自距离传感器的光信号，在该地面上，集装箱被堆叠和拾起。
[0057]在一个实施例中，距离传感器的开度角包含从吊具向外的方向，例如向上或在水平方向中。例如当在诸如图1的垂直支撑结构之间移动吊具时，水平方向可以包括在吊具的移动的水平方向中的方向。以这种方式，距离传感器可以进行与吊具周围的对象(例如，与集装箱堆叠)的测量。当在垂直移动方向中向上或向下移动吊具时，向上的方向可以包括:与向下的方向相对的方向。以这种方式，可以在自吊具向上的方向中传送来自距离传感器的光信号，使得当集装箱被升起时可以测量距离。
[0058]应当了解的是，在激光扫描器至吊具的每个安装位置处，可以通过单个激光扫描器或通过组合多个激光扫描器以提供开度角来提供以上开度角中的一个或多个开度角。
[0059]应当了解的是，开度角优选地是有方向的，使得提供距离传感器以执行在该方向中的测量，在该方向中由吊具来装卸集装箱。因为吊具拾起和堆叠集装箱，因此开度角优选地向下指向地面并且在吊具之下，以便被装卸的集装箱位于开度角内。另外，开度角或另一些开度角可以被布置以获得来自被装卸的即时集装箱周围的方向的测量值。这些方向使得能够检测在吊具附近的障碍物，其可以用于促进针对吊具的优化移动路径以及改进集装箱装卸的安全性。
[0060]在一个示例中，根据图3a、3b、4a和图4b的图示说明，吊具的激光扫描器是向下指向的，借此激光扫描器的开度角包含集装箱312、414的垂直侧面。以这种方式，当激光扫描器被布置到根据图2的集装箱时，可以由激光扫描器在集装箱的拐角处的激光扫描器208a、208d、208c、208f，以及由在与头梁对准的集装箱的侧面的中心处的激光扫描器208b和208e，来测量距离。
[0061 ]例如如图3a、3b、4a和4b中说明的，当集装箱被装卸时，距离传感器通过在距离传感器的开度角310a、310b、410内的方向中传送的光信号来测量704距离。可以通过在其它方向中而不是在开度角内的方向来阻挡光信号的传输来提供开度角。可以通过导致具有限定开度角的窗口，来提供阻挡。当使用激光扫描器时，可以通过如上所述来旋转反射镜来执行选择。
[0062]所测量的距离与集装箱的侧面312a、312b、414a、414b中的至少一个侧面的形状进行匹配712。可以在包含针对在开度角内的方向的距离测量 的结果的消息(例如，数据分组)中从距离传感器来接收所测量的距离。当侧面(其被界定为平面或线)与所测量的距离对准时，可以确定在集装箱的侧面与所测量的距离之间的匹配。应当了解的是，所测量的距离与侧面的界定可以没有完美对准，而是可以存在误差。可以测量该误差以确定它是否在可接受的范围内。在图3a、3b、4a和4b中，当它们是对准的时，已经图示说明了侧面312a、312b、4143、41牝和匹配参考线320、420、421。
[0063]在一个示例中，集装箱的侧面可以由线(其是直线320、420、421)来界定。该线可以是侧面的近似。从而，侧面的实际形状可以比直线更加复杂。然而，优选地，侧面具有超过一个显现的区域，它们大体上对应于直线以促进从与直线匹配的集装箱来获得测量值。在由X和y轴线限定的2维空间中，直线可以被界定为线性关系y = ax+b，借此，a和b是界定相对于轴线的线的方位的系数。
[0064]当所测量的距离与集装箱的侧面匹配712时，匹配712可以包括确定界定集装箱的侧面并且与所测量的距离对准的线。当由直线界定集装箱的侧面时，所测量的距离被处理以确定它们是否与直线对准。
[0065]可以通过例如使用线性回归来确定在针对直线的方程式中的变量a和b来执行对准。如果该处理导致变量a和b的值，则可以确定的是，该线与集装箱的侧面对准以及该侧面被检测到。应当了解的是，所测量的距离可以不精确地拟合于直线，而是可以允许有误差，因为在通过测量获得的数据中误差是常见的。当该线与集装箱的侧面对准时，当基于连续时刻的距离测量来移动吊具时，它可以用作参考线。
[0066]当不能确定变量a和b使得所测量的距离将拟合直线时，可以确定的是，没有检测到集装箱的侧面。
[0067]当测量值被处理时，过程可以结束714。由该过程确定的参考线可以用于控制吊具或包含吊具的货物装卸装置的操作。该控制可以包括:驱动吊具和/或安装有吊具的货物装卸装置。
[0068]接着，通过参照图4a和图4b在吊具的不同高度处来描述集装箱装卸的操作。在图4a中，吊具在高高度lu，以及在图4b中，吊具在低高度h2。例如当集装箱414被拾起时或当被附着到吊具的集装箱被降低在集装箱414的顶部时，可以相对于在吊具下面的诸如集装箱414的对象来界定高高度和低高度。以类似的方式，例如当集装箱从地面上被拾起或被降低到地面上时，可以相对于地面415(在该地面上集装箱被操作)来界定高度。在吊具的不同高度处，可以根据图7的过程，将距离测量值与集装箱的不同侧面进行匹配。
[0069]在图4a中，用于与距离传感器的测量值进行匹配的参考线421被确定为最接近于吊具的集装箱的侧面414a。通常，该侧面是集装箱的水平侧面。在图4b中，用于与距离传感器的测量值进行匹配的参考线420被确定为连接到最接近于吊具的侧面414a的集装箱的侧面414b。通常，该侧面是集装箱的垂直侧面。因此，当在高高度处使用集装箱的水平侧面的参考线时，可以将距离测量值与甚至在高高度处的参考线进行匹配，其中集装箱的垂直侧面还没有被包含在距离传感器的开度角中。然后，在吊具的较低高度处，距离传感器的测量值可以与集装箱的垂直侧面的参考线进行匹配。以这种方式，可以在吊具的不同高度处获得用于驱动吊具或包含吊具的货物装卸装置的引导信息。因此，高度可以用于确定与距离测量值进行匹配的参考线。
[0070]一个实施例包括:将集装箱的水平侧面421的参考线和集装箱的垂直侧面420的参考线与来自距离传感器的测量值进行匹配。可以针对界定集装箱的侧面的每个参考线，根据图7的过程来执行该匹配。当通过匹配已经确定了侧面的参考线时，可以确定422参考线的相交点。这个点表示连接的侧面的拐角，例如集装箱的拐角。然后，参考线的相交点的信息可以用于控制如上所解释的吊具和/或包含吊具的货物装卸装置的操作。
[0071 ] 一个实施例包含:通过距离传感器来测量距离704，该距离传感器被安装到吊具使得吊具和吊具的一部分被包含在距离传感器的至少一个开度角中。以这种方式，距离传感器的测量值可以匹配于参考线，即使没有集装箱位于开度角内。距离传感器可以具有超过一个开度角，例如两个或三个。开度角可以包含沿着吊具的移动方向而布置的吊具的结构。移动的方向可以是水平方向或垂直方向。该结构可以是例如头梁406的垂直部件406a，或头梁可以被安装有分开的垂直部件。当从该结构来接收距离测量值时，该测量值可以匹配于该结构的参考线。当该结构在垂直方向中是平滑的表面时，测量值可以与参考线对准以及参考线可以是伸出的(projected)以在垂直方向中跨域。
[0072]在一个实施例中，位于距离传感器的开度角内的吊具的结构包括能够连接到吊具的垂直伸出部。垂直伸出部可以连接到例如吊具的锁定机构。可以由钢板来实现垂直伸出，该钢板在垂直方向中从吊具伸出。安装到吊具的距离传感器中的一个或多个传感器可以与对应的垂直伸出部共位以允许确定参考线。
[0073]应当了解的是，针对吊具所确定的参考线407允许相对于吊具从其它对象和/或参考线确定进一步的测量。特别地，当距离传感器弹性地连接到吊具时，距离传感器不直接跟随吊具的移动，借此所测量的至吊具的距离在测量时刻之间改变，以及由于冲击和振动在其它开度角中的测量值改变。因此，确定针对吊具的参考线允许补偿由于相对于吊具的距离传感器的移动而引入到距离测量值的误差。
[0074]根据图4a和图4b的图示说明，可以确定与来自头梁的垂直部分的距离测量值匹配712的参考线，以及确定与集装箱的侧面414a、414b匹配712的一个或多个参考线420、421。当确定参考线420匹配于来自集装箱的垂直侧面414b的测量值以及参考线407匹配于与头梁406的垂直部分406a的测量值时，可以确定曲线之间的距离da、db。当确定参考线420匹配于与集装箱的垂直侧面414b的测量值以及参考线421匹配于与集装箱的水平侧面414a的测量值时，它们的相交点限定集装箱的拐角422。以这种方式，可以确定在拐角和匹配头梁406的垂直部分的参考线之间的距离db。所确定的距离可以用于控制吊具和包含吊具的货物装卸装置的操作。
[0075]应当了解的是，取决于实现方式，确定匹配货物的水平和垂直侧面的参考线中的仅一个参考线。例如，匹配货物的垂直侧面的参考线可以被确定并且由线性关系yxzaw+h来表示，以及从头梁的垂直侧面所确定的参考线可以由来线性关系y2 = a2X+b2来表示，借此在ydPy2之间的距离可以被计算并且用于驱动吊具。优选地，参考线是平行的，使得沿着参考线，它们各自的距离是相同的。实际上，在实现方式中提供平行线，其中通过垂直结构来确定两个参考线。然而，如果参考线不是平行的，则可以沿着参考线，通过平均值、最小值或最大值来确定它们各自的距离。此外，可以在每个参考线上界定特定的参考点，借此可以计算在参考线的参考点之间的距离。
[0076]因此，在各种实施例中，可以使一个或多个参考线与距离测量值匹配，以及取决于吊具的高度，参考线可以是不同的。可以从一个或多个开度角来获得距离测量值，借此可以分别针对每个开度角分别地执行匹配。
[0077]图5说明了根据一个实施例的由吊具506来拾起在集装箱的邻近堆叠之间的集装箱514。吊具可以包含:如在图2中解释的安装到吊具的一个或多个传感器。可以如以上参照图3a、3b、4a、4b和图7描述的来处理距离传感器的测量值。在图5中图示说明的操作特别用于一些场景，其中集装箱的堆叠包含在彼此之上的集装箱的放置的不准确性。这些不准确性可能是由于普遍的天气条件，例如强风、或人的错误。
[0078]在图5中，集装箱516a、516b、516c、516d形成一个堆叠，以及集装箱516e、516f形成另一个堆叠。在堆叠之间的地面515上的集装箱514将被吊具拾起。因为集装箱堆叠包含在集装箱的放置中的错误，因此在堆叠之间的距离变化。在堆叠的底部处，在两个堆叠之间的距离大于在底部处的集装箱516d、516f上面的距离。
[0079]当吊具被降低以拾起集装箱514时，可以由距离传感器来执行距离测量，以及可以根据图7的过程来处理它们以改进距离测量的准确性。因为在两个堆叠之间移动吊具，因此以如在图3a、3b、4a和4b中所描述的针对一个距离传感器的类似方式，将距离传感器安装在吊具的两个侧面处，例如在头梁的两个侧面处。
[0080]因为吊具没有搬运集装箱，因此距离测量值可以与在堆叠中的集装箱成功地匹配，以及当在距离传感器的范围内时，匹配于将被拾起的集装箱的垂直壁。距离传感器的开度角被布置为使得可以从在堆叠中的集装箱的侧面以及还可以从被拾起的集装箱来测量距离。类似于使用图4a和图4b描述的，可以通过将吊具的部件包含在距离传感器的开度角内来确定参考线520、521。在参考线520和匹配于在吊具的左侧的集装箱的参考线之间的距离由cU图示说明，以及在参考线521和匹配于在吊具的右侧的集装箱的参考线之间的距离由dr图示说明。优选地，通过邻近货物所确定的参考线被确定为至在水平方向中最接近于吊具的货物以确定在吊具和邻近货物之间的最短距离。
[0081]距离dx可以被界定为在参考线520和匹配于与被拾起的集装箱514的垂直侧面的距离测量的参考线之间的距离。
[0082]用于确定吊具以拾起在图5的场景中的集装箱的过程可以被界定为:
[0083]界定集装箱的目标方位dx，其中dx可以是0或指示至集装箱的吊具的方位的某一其它值，以及它可以包含针对地面倾斜的补偿；
[0084]界定在吊具和邻近集装箱之间的安全距离cUcU，其中如果dr或cU不可获得，则dr=di；
[0085]界定针对目标方位以及针对吊具的不同高度的安全距离的权重；
[0086]确定吊具的高度h;以及
[0087]在对应于吊具的所确定的高度的权重的控制下，驱动吊具以符合安全距离和目标方位。
[0088]在一个实施例中，如下可以根据吊具的高度来界定针对目标方位的权重W1和针对安全距离的权重W2:
[0089]-当h〈hi 时，则wi = 1 和W2 = 0
[0090]-当h>h2 时，则wi = 0 和W2 = 1
[0091 ]-否则W1+W2 = 1，以及o〈 =wi〈 = l,以及0〈=W2〈 = 1
[0092]在权重的以上界定中，两个高度是这样的hKb。
[0093]应当了解的是，也可以界定另外的高度和针对该高度的对应的权重W1和W2。还可能的是，界定仅一个高度限制，它可以用于确定在驱动吊具中应当应用两个权重集合中的哪个权重集合。
[0094]可以以各种方式在驱动吊具中使用权重。在一个示例中，可以通过最小化与目标方位和安全距离的加权偏差来驱动吊具，其中加权的偏差可以被表示为:
[0095]wie2+W2e2，其中ei和e2分别是目标方位和安全距尚的偏差。
[0096]图6a和图6b说明了根据一个实施例的集装箱尺寸检测。图6a和图6b具有不同尺寸的集装箱614a、614b，它们由装备有距离传感器608的吊具606来装卸。距离传感器和吊具可以被布置为操作的以测量与被吊具装卸的集装箱的距离。所测量的距离可以如上所述被处理以确定匹配集装箱的垂直侧面的参考线620。高度2.6m的集装箱614a比高度2.9m的集装箱614b少0.3米的高度。这个高度差说明了在高货柜集装箱和正常高度集装箱之间所观察到的典型情况，其中高货柜集装箱具有9英尺6英寸的高度，近似2.9m，以及正常高度集装箱具有8英尺6英寸的高度，近似2.6m。
[0097]当距离传感器执行测量时，朝向被附着到吊具的集装箱传送光信号609。基于从集装箱的垂直侧面614a、614b反射回的那些传送的光信号来测量距离。因此，至少在角度α传送的光信号在相交点615处与匹配集装箱的垂直侧面的参考线相交。当集装箱是正常高度集装箱时，相交点位于在集装箱下面的参考线上，当集装箱是高货柜集装箱时，相交点位于在沿着集装箱的垂直侧面的参考线上。
[0098]集装箱尺寸检测的操作可以遵循在图7中描述的过程以确定匹配集装箱的垂直侧面的参考线。当从从距离传感器接收的距离测量值已经确定了参考线时，可以沿着参考线来确定集装箱的长度。不同高度的集装箱在向下的方向中延伸到参考线的不同高度。因此，可以基于沿着参考线的它们的长度来确定不同的集装箱尺寸。
[0099]可以基于从距离传感器传送的光信号来确定沿着参考线的集装箱的长度，该距离传感器用于基于所传送的光信号的反射来测量距离。当从匹配特定类型的集装箱(例如高货柜集装箱)的高度的参考线的长度反射回所传送的光信号时，可以确定的是，被附着到吊具的集装箱具有该特定类型。当从匹配特定类型的集装箱(例如高货柜集装箱)的高度的参考线的长度没有反射回所传送的光信号时，可以确定的是，被附着到吊具的集装箱比特定集装箱更短，例如是正常高度集装箱。当在角度4#送的光信号没有被反射回时，从此类传送角度没有接收到距离测量值。这意味的是，在距离传感器的给定传输角和操作范围处在开度角610内没有对象。
[0100]因此，当集装箱小时，例如正常高度集装箱，至少在角度α处在集装箱下面传送的光信号没有从集装箱的垂直侧面反射回，借此使用角度。或开度角的更大角度的距离测量，将超过至参考线的距离。这意味的是，距离测量超出参考线。当在距离传感器的范围内还没有进行测量时，在角度。或更大角度处的测量结果实际上可以被表示为‘NA’，或者默认距离测量值，例如距离传感器的范围，可以用于表示没有进行测量。
[0101]在一个实施例中，传输角α或包含大于或等于α的开度角的邻近传输角的范围可以被界定为其可以用于确定集装箱的高度的传输角。例如，使用在图6a和图6b中的高货柜集装箱和正常高度集装箱的示例，距离传感器可以具有一种开度角，在该开度角中对在该开度角内以及在距离传感器的测量范围内的对象进行测量。传输角的子集用于确定被附着到吊具的集装箱的高度。在该图示说明中，子集包含大于或等于?的开度。当集装箱被附着到吊具时，角度的子集包括:指向集装箱下面以及指向参考线的长度的开度角，该参考线的长度超过沿着该参考线的至少一个集装箱的高度。当从传输角的子集接收到距离测量值时，可以确定的是，所附着的集装箱比集装箱(沿参考线的该集装箱的高度被超过了)更高。实际上，可以通过使用不同类型集装箱对针对高度测量的传输角进行校准，来确定沿着参考线的集装箱的高度。
[0102]以上解释的高度确定提供了具有不同高度的集装箱的装卸的优化。当装卸的集装箱被确定为具有比高集装箱(例如高货柜集装箱)更小的高度时，与如果更高的集装箱被假设的情况相比，可以在减速之前使用更高的速度将该集装箱驱动靠近堆叠。这使得能够节省集装箱装卸中的时间，借此促进在给定时间中更多的集装箱的装卸。
[0103]图8a示出了用于在货物装卸装置中测量距离的布置800的架构。该布置可以被实现为货物装卸装置的自动化系统。该布置包含一个或多个距离传感器806、808以及控制单元801和驱动系统820，它们相互电连接。在控制单元、传感器和驱动系统之间的连接可以由电接线并且符合通信标准(例如，以太网、ISA(工业标准架构)、pr0fiBUS(过程现场总线)以及CANOpen)来实现
[0104]控制单元从传感器接收距离测量值，以及处理它们以用于控制驱动系统。控制单元可以发送命令给驱动系统以移动货物装卸装置以及执行货物装卸操作。
[0105]驱动系统可以包括:例如驱动吊具的提升机或起重机的轮子的电机。因此，驱动系统移动货物装卸装置和/或货物装卸装置的部件，借此促进货物装卸。距离传感器执行至它的开度角内的对象的距离的测量。测量的结果被传递给控制器，控制器可以使用它们以生成命令以控制驱动系统。
[0106]可以从连接到控制器的高度传感器来获得吊具的高度信息。适当的传感器的示例是相机。控制器可以例如通过使用对象识别算法以确定吊具的高度来处理来自相机的所接收的视频。在另一个示例中，可以从驱动系统来获得高度信息。来自驱动系统的高度信息可以包括:例如基于绳索长度的提升信息由驱动系统测量的高度值。从驱动系统接收的高度信息可以与从连接到控制器的高度传感器(例如射频距离传感器和/或相机)接收的信息组合以获得更准确的高度信息。在典型的示例中，可以从编码器或其他设备来接收高度信息，该编码器或其他设备连接到驱动系统并且将来自控制单元的控制命令转换为驱动系统的操作。驱动系统的操作可以包括:以由电机操作所提供限定的速度的提升操作，该电机操作根据来自编码器的控制命令被控制。
[0107]图8b示出了根据一个实施例的用于处理距离测量值的装置803的框图。该装置可以是在图8a的架构中的控制单元801。该装置包括:处理单元802、存储器810和接口单元804，它们全部相互电连接。该连接可以通过例如符合以上提及的通信标准的电接线来实现。取决于装置的集成水平，该连接可以被实现为内部总线，例如在处理单元和存储器之间的连接，和/或被实现为外部总线，例如从接口单元到存储器和处理单元的连接。接口单元提供该装置与外部设备的通信。通信可以是符合以上提及的标准的电连接。
[0108]接口电路包括:输入单元814和输出单元824，输入单元814用于接收至该装置的数据和/或消息，输出单元824用于传送来自该装置的数据和/或消息。所接收的信息可以包括:来自距离传感器的测量值，以及所传送的信息可以包括:用于控制货物装卸装置的驱动系统的命令(例如用于提升吊具)。
[0109]—个实施例提供了被包含在分发介质上的计算机程序，该计算机程序包括程序指令，当程序指令被加载到电子装置中时，该电子装置构成根据实施例的装置，例如先前描述的控制单元801。
[0110]计算机程序可以是以源代码的形式、对象代码的形式、或以某一中间形式，以及它可以被存储在某一种类的载体中，其可以是能够载有程序的任何实体或设备。此类载体包含例如记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号、和软件分发包。取决于所需的处理能力，计算机程序可以在可编程逻辑控制器、单个电子数字计算机中执行，或它可以被分布在多个计算机中。
[0111]控制单元801也可以被实现为一个或多个集成电路，诸如专用集成电路ASIC。其它硬件实施例也是可行的，诸如用分立的逻辑组件构造的电路或可编程逻辑电路。这些不同的实现方式的混合也是可行的。当选择实施方法时，本领域的技术人员将考虑例如针对控制单元801的尺寸和功率消耗、必要的处理能力、生产成本、以及生产量所设定的要求。
[0112]以上在图7中描述的步骤/点、信令消息和有关功能不是以绝对的时间顺序，以及可以同时或以不同于给定的顺序的顺序来执行步骤的一些步骤。也可以在步骤之间或在步骤内执行其它功能。步骤中的一些步骤或步骤的一部分也可以被抛弃或由来对应的步骤或步骤的部分来替代。控制单元801的操作说明了可以在一个或多个物理或逻辑实体中实现的过程。
[0113]用于移动货物的装置，诸如龙门式起重机、桥式起重机、或实现实施例所描述的对应装置的功能性的其他对应的设备或装置包括:不仅现有技术的构件，而且用于装卸包含多个相互连接的侧面的货物的构件、用于选择用于传送光信号的方向的构件、用于通过在所选择的方向中传送的光信号的反射来测量距离的构件、基于所测量的距离来确定匹配货物的相互连接侧面中的至少一个侧面的参考线。
[0114]更准确地，它们包括:用于实现实施例所描述的对应装置的功能性的构件，以及它们可以包括针对每个各自功能的分立的构件，或构件可以被配置为执行两个或更多功能。本装置包括可以在实施例中使用的处理器和存储器。例如，控制单元801可以是由操作处理器运行的软件应用，或模块、或被配置为算术运算的单元、或程序(包含增加的或更新的软件例程)。包含软件例程、小程序和宏的程序(还被称为程序产品)可以被存储在任何装置可读的数据存储介质中，以及它们包含程序指令以执行特定任务。用于实现实施例的功能性所要求的所有修改和配置可以作为例程被执行，其可以被实现为增加的或更新的软件例程、应用电路(ASIC)和/或可编程电路。此外，软件例程可以被下载到装置。诸如控制单元的装置可以被配置为计算机或微处理器，诸如单芯片计算机元件，其包含用于提供用于算术运算的存储区域的至少一个存储器和用于执行算术运算的运算处理器。操作处理器的示例包含中央处理单元。存储器可以是可拆除地连接到装置的可移动存储器。
[0115]也是非常有用的是，通过使用制备的套件来升级针对通过吊具的货物装卸的现有装置，诸如龙门式起重机或桥式起重 机。可以根据针对不同市场、模型和尺寸的不同标准(电气、机械)来制备套件，以及使用良好的制备和计划来缩短它的安装，其进而在生产中给予短的停机时间。此外，当使用部件的已知组合而不是使用针对每个升级的随机选择的选择时，在升级后，维护更加流畅。
[0116]因此，在一个实施例中，提供了一种针对由吊具的货物装卸的装置的套件。该套件可以包括:距离传感器以及控制器，距离传感器能够在所选择的方向中传送光信号，控制器连接到距离传感器以测量在所选择的方向中的距离，其中控制器和距离传感器可以被配置为基于所测量的距离来确定匹配货物的相互连接侧面中的至少一个侧面的形状的参考线。控制器可以包括:根据图8b的框图实现的控制单元。因此，控制器可以被实现为计算机程序，该计算机程序被安装到货物装卸装置的存储器，例如安装到货物装卸装置的自动化系统。在使用套件升级现有装置之后，可以具有通过根据如上所解释的各种实施例的操作所提供的改进的准确度来驱动所升级的装置。图8a说明了升级的装置的示例。
[0117]因此，套件可以包括:诸如激光扫描器的必要的一个或多个传感器、用于确定参考线的控制器。弹性元件可以被包含到套件以用于将套件或套件的一部分(例如激光扫描器)连接到货物装卸装置。套件还可以包括绳索和功率馈送设备。套件可以被提供作为吊具，该吊具装备有一个或多个传感器和控制器。安装此类吊具到现有起重机可以不要求太多而只是要求打开和关闭机械耦合，通过其吊杆端滑车支撑吊具，连接在起重机的吊杆端滑车和吊具之间的电力线缆，以及通过无线或流电连接将距离传感器通信地连接到吊具以促进至起重机的用于驱动吊具和/或起重机的信息(例如距离测量值)的通信。
[0118]可以通过安装控制系统设备和/或软件程序以接收和处理从吊具接收的信息，来升级现有起重机的控制系统以支持在各种实施例中描述的操作，所述信息包含例如距离测量值和定位信息。以这种方式，可以具有如在以上实施例中描述的足够准确性来驱动起重机和/或吊具。
[0119]可以在吊具(分布式的智能)内的系统(例如控制系统)中来处理距离测量值和定位信息，借此可以足够的是，例如在由三维(XYZ)坐标系统的轴线中的一个或多个轴线的值所限定的控制步骤中，从吊具向起重机传递仅控制命令，以及/或从吊具输出关于吊具的角度方位(倾转(list，trim，skew))的可能的校正。因此，从吊具获得的信息可以用于控制吊具的移动。
[0120]使用所描述的套件升级它们的现有起重机的客户拥有货物装卸(例如集装箱装卸)的更高能力，至少在考虑固定成本时拥有相对小的投资。
[0121]供应易用的仪表化(instrumented)的吊具向客户提供特别的优点，因为使用新的易用的仪表化的吊具来替换旧吊具的时间不是必须包含在现场停机时间期间用于对吊具进行仪表化所需的时间。以这种方式，作为仪表化的一部分的过程，诸如用于将设备附着到吊具的钻孔和攻丝孔，没有被包含在替换中，借此没有由对吊具进行仪表化的时间来增加由替换所导致的起重机的停机时间。从而，易用的仪表化的吊具允许使用对起重机的生产活动的吊具进行仪表化的时间，其向客户给予了大量的财务效益。
[0122]对于本领域的技术人员将明显的是，随着技术的进步，可以以各种方式来实现本发明的构思。本发明及其实施例不局限于以上描述的实施例而是可以在权利要求书的范围内而变化。
【主权项】
1.一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。2.根据权利要求1所述的方法，包括: 基于与所述吊具的垂直结构的距离测量值来确定参考线，所述垂直结构至少部分地位于所述光信号的传输方向内。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括: 选择向下并且在所述吊具下面的所述光信号的传输方向；以及当货物被附着到所述吊具时， 基于与被附着到所述吊具的所述货物的距离测量值来确定参考线。4.根据任何一项前述权利要求所述的方法，包括: 选择从所述吊具向外的所述光信号的传输方向，例如向上或在水平方向中。5.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中确定多个参考线，每个参考线匹配所述货物的不同侧面，例如在角落处相交的侧面。6.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中确定多个参考线，其中所述参考线中的至少一个参考线匹配邻近于所述吊具的货物的侧面，以及至少一个参考线匹配所述吊具的垂直结构以及在所述吊具下面的货物的侧面中的至少一个，其中在所述吊具下面的货物例如在堆叠中，在地面上或被附着到所述吊具。7.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中确定多个参考线，所述方法包括: 界定在所述参考线之间的目标方位；以及 基于所述参考线朝向所述目标方位来驱动，例如提升，所述吊具。8.根据任何一项前述权利要求所述的方法，包括: 界定所述距离传感器的开度角，所述开度角包含所述光信号的传输方向； 确定所述开度角的一部分，其中所述传输方向属于对应于沿着参考线的所述货物的特定尺寸，例如高度，的所确定的部分。9.根据权利要求8所述的方法，包括: 在所述开度角内传送光信号， 当在所述开度角的所述部分内测量距离时，将所述货物的尺寸确定为大。10.根据权利要求8所述的方法，其中 在所述开度角内传送光信号， 确定匹配在所述开度角内的货物的垂直侧面的参考线； 当在所述开度角的所述部分内测量的距离超过所述参考线时，将所述货物的尺寸确定为小。11.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中当所述吊具相对于地面或货物在高高度时，基于与所述货物的水平侧面所测量的距离来驱动所述吊具，以及当所述吊具相对于地面或货物在低高度时，基于与所述货物的垂直侧面所测量的距离来驱动所述吊具。12.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所测量的距离包括:与所述吊具的垂直结构的距离以及与邻近于所述吊具的货物的距离，以及基于所测量的距离来确定对应于所述垂直结构和邻近货物的参考线，所述方法包括:确定从对应于所述垂直结构的参考线到对应于所述货物的最近的参考线的距离； 基于所述距离来驱动所述吊具。13.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具被驱动以保持针对至周围对象，例如邻近货物，的距离的阈值，例如所述阈值被确定为根据与地面或堆叠的所述吊具的高度而增加。14.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具被驱动以拾起在由所述参考线所确定的目标方位处的货物，同时保持针对至周围对象的距离的阈值，借此根据与地面或堆叠的吊具的高度相对于彼此来加权所述目标方位和所述针对至周围对象的距离的阈值。15.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中通过例如通过线性回归将所测量的距离匹配于由所述参考线所界定的货物的形状来确定参考线，例如直线。16.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具被驱动以拾起或堆叠或既拾起又堆叠所述货物，例如集装箱。17.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具包含若干距离传感器。18.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具包括用于附着到所述货物的锁定机构和连接到所述锁定结构的至少一个垂直伸出结构，例如钢板，其中所述垂直伸出结构在所述距离传感器的光信号的传输方向内。19.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述距离传感器包括激光扫描器，所述激光扫描器包括能够旋转的反射镜以用于选择所述激光扫描器的方向。20.—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。21.根据权利要求20所述的货物装卸装置，包括被配置为执行权利要求1至19中的任何一项的方法的构件。22.根据权利要求20或21所述的货物装卸装置，其中所述装置包括起重机，例如龙门式起重机或桥式起重机。23.根据权利要求20至22中的任何一项所述的装置，其中所述距离传感器通过用于阻尼来自所述吊具的冲击或振动的弹性元件，例如弹簧、螺旋弹簧、弯曲弹簧、可压缩弹性材料的元件、包括中空截面或橡胶的可压缩弹性材料的元件，连接到所述吊具。24.—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权利要求1至19中的任何一项的方法的功能的执行。25.—种用于升级用于通过吊具进行货物装卸的装置的套件，所述套件包括: 距离传感器，其能够在所选择的方向中传送光信号，以及 控制器，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。26.根据权利要求25所述的套件，其中所述套件包括:安装有一个或多个所述距离传感器和所述控制器的吊具；以及接口单元，其用于将来自所述控制器的信息传递给货物装卸装置，例如龙门式起重机或桥式起重机，的控制系统。27.根据权利要求26所述的套件，其中所述信息包括距离测量值和/或用于控制所述吊具的移动的命令。28.—种升级用于移动货物的装置的方法包括:将根据权利要求25至27中的任何一项的套件安装到货物装卸装置。
【专利摘要】提供了在通过包含传送光信号的距离传感器(308a、308b)的吊具(306)的货物装卸中的改进的准确性。所装卸的货物(312)包含多个互相连接的侧面(312a、312b)。选择所述光信号的传输方向，以及通过在所选择的方向中传送的光信号的反射来测量距离。所测量的距离用于确定匹配货物(312)的相互连接的侧面(312a、312b)中的至少一个侧面的形状的参考线。
【IPC分类】B66C13/18
【公开号】CN105492365
【申请号】CN201480042888
【发明人】V·曼纳里, A·涅米宁
【申请人】科恩起重机环球公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年5月26日
【公告号】EP3003953A1, US20160122161, WO2014191618A1
【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 垂直支撑结构提供的高程允许吊具和在堆叠上面的被附着到吊具的集装箱的移动。应当了解的是，堆叠可以包含比三个更多或更少的集装箱，以及可以有位于垂直支撑结构之间的具有相同或不同高度的集装箱的多个堆叠。
[0039]桥104在垂直支撑结构之间延伸。通过一个或多个绳索108或等同构件将吊具连接到桥，该一个或多个绳索108或等同构件通过卷进卷出绳索的起重机械来提供吊具的下降和上升。吊具在桥上以及在支撑结构之间是可移动的。例如可以通过轨道来提供该移动。以这种方式，吊具可以在位于垂直支撑结构之间的多个货物105上面移动。因此，桥允许吊具通常既在垂直支撑结构之间的水平方向中和又在桥和地面之间的垂直方向中移动。通常，通过台车来提供水平和垂直移动，该台车在垂直支撑结构之间的桥上移动以及包含用于吊具的下降和上升的起重机械。
[0040]通常，当从地面或从货物的堆叠来拾起货物时，使吊具降低。当货物被附着到吊具时，货物被拉升到一个高度，其中可以沿着桥的方向和/或在图1的深度方向中来移动它。通常通过包含允许整个货物装卸装置的移动的轮子的垂直支撑结构来提供在深度方向中的移动。
[0041]根据一个实施例的货物装卸装置的示例包含:例如龙门起重机和桥式起重机。在以下的描述中，将使用对于操作作为货物的固定尺寸的集装箱的龙门起重机和桥式起重机而言惯用的上下文和术语来解释实施例。然而，应当了解的是，所描述的实施例可以应用于不同于集装箱的其它货物的装卸。集装箱(还被称为货运集装箱)是用于在多个位置或多个国家之间移动产品和原材料的可重用的运输和储藏单元。集装箱的装卸通常发生在集装箱装卸区。
[0042]典型的集装箱是例如钢铁的金属结构，具有矩形长方体的形状。因此，集装箱的邻近侧面在具有直角的拐角处连接以及集装箱的相对侧面是相等的。吊具连接到拐角的至少一部分。通常，吊具在集装箱的顶部的拐角处来连接集装箱。
[0043]图2说明了根据一个实施例的包含距离传感器208a_f的吊具200。例如，吊具可以被安装到图1的货物装卸装置。典型的吊具包含:主体206和伸缩臂204、202，其中来自起重机械的一个或多个绳索连接到主体206，伸缩臂204、202在主体和头梁203、205之间延伸。头梁包含:锁定机构，其允许将吊具锁定到被装卸的集装箱。锁定机构的示例包含:从龙门起重机和桥式起重机众所周知的机构，其中锁定机构附着到集装箱的拐角。
[0044]伸缩臂允许根据被装卸的集装箱的尺寸来对准头梁。在该图示说明中，伸缩臂允许伸长和缩短在头梁之间的距离，以便可以装卸不同长度的集装箱。主体可以包含:可操作地连接到伸缩臂以提供用于使臂延伸或缩短的动力的机械。
[0045]优选地，距离传感器被安装到头梁以允许当集装箱被附着到吊具时，测量在集装箱的拐角处的距离。距离传感器208a、208d、208c和208f提供沿着所装卸的集装箱的长度的测量，以及距离传感器208b和208e提供沿着所装卸的集装箱的宽度的测量。当被附着到吊具时，集装箱在头梁之间的吊具下延伸，该头梁形成在吊具和集装箱之间的附着件。当距离传感器被附着到头梁时，当伸缩臂被伸长或缩短时，它们与头梁一起移动。以这种方式，距离传感器的方位可以被调节到与被附着到吊具的集装箱的尺寸相对应。
[0046]可以通过弹性元件将距离传感器连接到吊具，当集装箱被装卸时，弹性元件阻尼来自吊具的冲击和振动。弹性元件提供来自例如吊具的货物装卸装置的力的阻尼。以这种方式，可以降低或甚至避免距离传感器的故障。弹性元件可以允许距离传感器的移动。弹性元件可以包括:一个或多个弹簧、螺旋弹簧、弯曲弹簧和/或可压缩弹性材料(例如橡胶)的元件。弹性材料可以包含中空截面或可以包括膜。
[0047]在下文中，将参照图3a、3b、4a和图4b来解释通过使用距离传感器的吊具306、406的集装箱312、414装卸，其中来自距离传感器的测量值用于确定一个或多个参考线，以及图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。
[0048]在图3a、3b、4a和图4b中，从吊具的头梁中的一个头梁的一侧来观看该吊具。距离传感器308a、308b、408连接到头梁。在图2中描述了吊具和距离传感器的示例。根据图2说明的吊具的示例，距离传感器可以是距离传感器208a或208f。
[0049]当集装箱从另一个集装箱314的上面被拾起或被堆叠在其它集装箱314上面时，在图3a和图3b中说明了集装箱装卸。图4a和图4b说明了在不同高度1η、1ι2处通过吊具406的集装箱装卸的操作。因此，吊具406的高度In、h2可以用于控制集装箱装卸的操作。在更高的高度h处，对于由距离传感器来可靠地测量距离而言，集装箱的垂直侧面414b可能太远。因此，垂直侧面可能超出在更高高度处的距离传感器的范围。于是，可以从集装箱的水平侧面414a由距离传感器来测量距离。当吊具在较低高度^时，可以从垂直侧面或从垂直侧面和水平侧面两者来进行测量。可以通过距离传感器的范围来确定高高度和低高度。实际上，高度也可能受相对于吊具的周界的距离传感器的方位的影响。例如，距离传感器水平地位于离吊具的周界越远的地方，高度越高，其可以用于由距离传感器开始可靠地测量与集装箱的垂直壁的距离。当确定高度时在实际实现方式中考虑的另一个参数是距离传感器的角度分辨率。在一个示例中，从将被拾起的集装箱所测量的一米或两米的高度可以用作用于进行与集装箱的垂直壁的距离测量的高度。
[0050]可以从从驱动系统、激光扫描器、射频距离传感器和/或相机接收的信息来获得吊具的高度的信息，以及可以使用依赖于实现方式的算法来处理所获得的信息以确定吊具的高度。
[0051]集装箱装卸可以从702开始，这时吊具是可操作的以及能够移动以拾起集装箱并且附着到集装箱。吊具被安装有一个或多个距离传感器，它们是可操作的以测量至在一个或多个开度角310a、310b、410内的对象的距离。
[0052]参考线表示在不同时刻至例如集装箱的相同物理对象的距离测量，借此即使移动了距离传感器(例如，通过从吊具传递到距离传感器的冲击或振动)，也可以相对于物理对象来执行货物装卸操作。以这种方式，可以补偿在两者之间的距离传感器的移动，借此促进集装箱的准确装卸。
[0053]在各种实施例中，参考线提供了至已知对象(例如由吊具搬运的集装箱)的直接距离的计算。可以从其它对象来计算距离，假设对象的形状的足够信息是可以获得的。当对象是集装箱时，它们的形状是具有标准化尺寸的矩形的。从而，在没有距离传感器的精确方位和/或方向的信息的情况下，促进了距离的计算。
[0054]在吊具的使用期间，距离传感器连续地测量704至它的开度角内的对象的距离。因此，相对于操作的集装箱和/或吊具的距离传感器至新方位的移动产生在开度角内的距离的新的测量。在图3a和图3b中说明了距离传感器的移动，其中距离传感器308a、308b具有不同方位，该不同方位导致具有不同方向的开度角310a、310b。当距离传感器移动时，在随后的测量中落入开度角内的对象可能是不同的，以及/或可以在不同的距离处来测量在两个测量中在开度角内的对象。可以例如以20Hz或25Hz的速率来执行测量。在每个测量，获得至在开度角内的对象的距离值。
[0055]可以将在开度角上执行的测量与一个或多个参考线匹配712。该匹配通过在测量的不同时刻处所测量的距离提供了相对于距离传感器来定位参考线。距离传感器可以记录测量的时刻，以及提供具有时刻的所测量的距离值以促进测量的进一步处理。
[0056]在图3a、3b、4a和图4b中，距离传感器具有向下指向的开度角310a、310b、410。向下的方向包括朝向地面415 (集装箱在该地面415上)的方向。因此，向下的方向可以由在集装箱装卸中升起吊具的方向来限定。向下的方向可以包含:向下指向并且低于吊具的方向，从而可以从吊具下面来测量距离。以这种方式，可以朝向地面来传送来自距离传感器的光信号，在该地面上，集装箱被堆叠和拾起。
[0057]在一个实施例中，距离传感器的开度角包含从吊具向外的方向，例如向上或在水平方向中。例如当在诸如图1的垂直支撑结构之间移动吊具时，水平方向可以包括在吊具的移动的水平方向中的方向。以这种方式，距离传感器可以进行与吊具周围的对象(例如，与集装箱堆叠)的测量。当在垂直移动方向中向上或向下移动吊具时，向上的方向可以包括:与向下的方向相对的方向。以这种方式，可以在自吊具向上的方向中传送来自距离传感器的光信号，使得当集装箱被升起时可以测量距离。
[0058]应当了解的是，在激光扫描器至吊具的每个安装位置处，可以通过单个激光扫描器或通过组合多个激光扫描器以提供开度角来提供以上开度角中的一个或多个开度角。
[0059]应当了解的是，开度角优选地是有方向的，使得提供距离传感器以执行在该方向中的测量，在该方向中由吊具来装卸集装箱。因为吊具拾起和堆叠集装箱，因此开度角优选地向下指向地面并且在吊具之下，以便被装卸的集装箱位于开度角内。另外，开度角或另一些开度角可以被布置以获得来自被装卸的即时集装箱周围的方向的测量值。这些方向使得能够检测在吊具附近的障碍物，其可以用于促进针对吊具的优化移动路径以及改进集装箱装卸的安全性。
[0060]在一个示例中，根据图3a、3b、4a和图4b的图示说明，吊具的激光扫描器是向下指向的，借此激光扫描器的开度角包含集装箱312、414的垂直侧面。以这种方式，当激光扫描器被布置到根据图2的集装箱时，可以由激光扫描器在集装箱的拐角处的激光扫描器208a、208d、208c、208f，以及由在与头梁对准的集装箱的侧面的中心处的激光扫描器208b和208e，来测量距离。
[0061 ]例如如图3a、3b、4a和4b中说明的，当集装箱被装卸时，距离传感器通过在距离传感器的开度角310a、310b、410内的方向中传送的光信号来测量704距离。可以通过在其它方向中而不是在开度角内的方向来阻挡光信号的传输来提供开度角。可以通过导致具有限定开度角的窗口，来提供阻挡。当使用激光扫描器时，可以通过如上所述来旋转反射镜来执行选择。
[0062]所测量的距离与集装箱的侧面312a、312b、414a、414b中的至少一个侧面的形状进行匹配712。可以在包含针对在开度角内的方向的距离测量 的结果的消息(例如，数据分组)中从距离传感器来接收所测量的距离。当侧面(其被界定为平面或线)与所测量的距离对准时，可以确定在集装箱的侧面与所测量的距离之间的匹配。应当了解的是，所测量的距离与侧面的界定可以没有完美对准，而是可以存在误差。可以测量该误差以确定它是否在可接受的范围内。在图3a、3b、4a和4b中，当它们是对准的时，已经图示说明了侧面312a、312b、4143、41牝和匹配参考线320、420、421。
[0063]在一个示例中，集装箱的侧面可以由线(其是直线320、420、421)来界定。该线可以是侧面的近似。从而，侧面的实际形状可以比直线更加复杂。然而，优选地，侧面具有超过一个显现的区域，它们大体上对应于直线以促进从与直线匹配的集装箱来获得测量值。在由X和y轴线限定的2维空间中，直线可以被界定为线性关系y = ax+b，借此，a和b是界定相对于轴线的线的方位的系数。
[0064]当所测量的距离与集装箱的侧面匹配712时，匹配712可以包括确定界定集装箱的侧面并且与所测量的距离对准的线。当由直线界定集装箱的侧面时，所测量的距离被处理以确定它们是否与直线对准。
[0065]可以通过例如使用线性回归来确定在针对直线的方程式中的变量a和b来执行对准。如果该处理导致变量a和b的值，则可以确定的是，该线与集装箱的侧面对准以及该侧面被检测到。应当了解的是，所测量的距离可以不精确地拟合于直线，而是可以允许有误差，因为在通过测量获得的数据中误差是常见的。当该线与集装箱的侧面对准时，当基于连续时刻的距离测量来移动吊具时，它可以用作参考线。
[0066]当不能确定变量a和b使得所测量的距离将拟合直线时，可以确定的是，没有检测到集装箱的侧面。
[0067]当测量值被处理时，过程可以结束714。由该过程确定的参考线可以用于控制吊具或包含吊具的货物装卸装置的操作。该控制可以包括:驱动吊具和/或安装有吊具的货物装卸装置。
[0068]接着，通过参照图4a和图4b在吊具的不同高度处来描述集装箱装卸的操作。在图4a中，吊具在高高度lu，以及在图4b中，吊具在低高度h2。例如当集装箱414被拾起时或当被附着到吊具的集装箱被降低在集装箱414的顶部时，可以相对于在吊具下面的诸如集装箱414的对象来界定高高度和低高度。以类似的方式，例如当集装箱从地面上被拾起或被降低到地面上时，可以相对于地面415(在该地面上集装箱被操作)来界定高度。在吊具的不同高度处，可以根据图7的过程，将距离测量值与集装箱的不同侧面进行匹配。
[0069]在图4a中，用于与距离传感器的测量值进行匹配的参考线421被确定为最接近于吊具的集装箱的侧面414a。通常，该侧面是集装箱的水平侧面。在图4b中，用于与距离传感器的测量值进行匹配的参考线420被确定为连接到最接近于吊具的侧面414a的集装箱的侧面414b。通常，该侧面是集装箱的垂直侧面。因此，当在高高度处使用集装箱的水平侧面的参考线时，可以将距离测量值与甚至在高高度处的参考线进行匹配，其中集装箱的垂直侧面还没有被包含在距离传感器的开度角中。然后，在吊具的较低高度处，距离传感器的测量值可以与集装箱的垂直侧面的参考线进行匹配。以这种方式，可以在吊具的不同高度处获得用于驱动吊具或包含吊具的货物装卸装置的引导信息。因此，高度可以用于确定与距离测量值进行匹配的参考线。
[0070]一个实施例包括:将集装箱的水平侧面421的参考线和集装箱的垂直侧面420的参考线与来自距离传感器的测量值进行匹配。可以针对界定集装箱的侧面的每个参考线，根据图7的过程来执行该匹配。当通过匹配已经确定了侧面的参考线时，可以确定422参考线的相交点。这个点表示连接的侧面的拐角，例如集装箱的拐角。然后，参考线的相交点的信息可以用于控制如上所解释的吊具和/或包含吊具的货物装卸装置的操作。
[0071 ] 一个实施例包含:通过距离传感器来测量距离704，该距离传感器被安装到吊具使得吊具和吊具的一部分被包含在距离传感器的至少一个开度角中。以这种方式，距离传感器的测量值可以匹配于参考线，即使没有集装箱位于开度角内。距离传感器可以具有超过一个开度角，例如两个或三个。开度角可以包含沿着吊具的移动方向而布置的吊具的结构。移动的方向可以是水平方向或垂直方向。该结构可以是例如头梁406的垂直部件406a，或头梁可以被安装有分开的垂直部件。当从该结构来接收距离测量值时，该测量值可以匹配于该结构的参考线。当该结构在垂直方向中是平滑的表面时，测量值可以与参考线对准以及参考线可以是伸出的(projected)以在垂直方向中跨域。
[0072]在一个实施例中，位于距离传感器的开度角内的吊具的结构包括能够连接到吊具的垂直伸出部。垂直伸出部可以连接到例如吊具的锁定机构。可以由钢板来实现垂直伸出，该钢板在垂直方向中从吊具伸出。安装到吊具的距离传感器中的一个或多个传感器可以与对应的垂直伸出部共位以允许确定参考线。
[0073]应当了解的是，针对吊具所确定的参考线407允许相对于吊具从其它对象和/或参考线确定进一步的测量。特别地，当距离传感器弹性地连接到吊具时，距离传感器不直接跟随吊具的移动，借此所测量的至吊具的距离在测量时刻之间改变，以及由于冲击和振动在其它开度角中的测量值改变。因此，确定针对吊具的参考线允许补偿由于相对于吊具的距离传感器的移动而引入到距离测量值的误差。
[0074]根据图4a和图4b的图示说明，可以确定与来自头梁的垂直部分的距离测量值匹配712的参考线，以及确定与集装箱的侧面414a、414b匹配712的一个或多个参考线420、421。当确定参考线420匹配于来自集装箱的垂直侧面414b的测量值以及参考线407匹配于与头梁406的垂直部分406a的测量值时，可以确定曲线之间的距离da、db。当确定参考线420匹配于与集装箱的垂直侧面414b的测量值以及参考线421匹配于与集装箱的水平侧面414a的测量值时，它们的相交点限定集装箱的拐角422。以这种方式，可以确定在拐角和匹配头梁406的垂直部分的参考线之间的距离db。所确定的距离可以用于控制吊具和包含吊具的货物装卸装置的操作。
[0075]应当了解的是，取决于实现方式，确定匹配货物的水平和垂直侧面的参考线中的仅一个参考线。例如，匹配货物的垂直侧面的参考线可以被确定并且由线性关系yxzaw+h来表示，以及从头梁的垂直侧面所确定的参考线可以由来线性关系y2 = a2X+b2来表示，借此在ydPy2之间的距离可以被计算并且用于驱动吊具。优选地，参考线是平行的，使得沿着参考线，它们各自的距离是相同的。实际上，在实现方式中提供平行线，其中通过垂直结构来确定两个参考线。然而，如果参考线不是平行的，则可以沿着参考线，通过平均值、最小值或最大值来确定它们各自的距离。此外，可以在每个参考线上界定特定的参考点，借此可以计算在参考线的参考点之间的距离。
[0076]因此，在各种实施例中，可以使一个或多个参考线与距离测量值匹配，以及取决于吊具的高度，参考线可以是不同的。可以从一个或多个开度角来获得距离测量值，借此可以分别针对每个开度角分别地执行匹配。
[0077]图5说明了根据一个实施例的由吊具506来拾起在集装箱的邻近堆叠之间的集装箱514。吊具可以包含:如在图2中解释的安装到吊具的一个或多个传感器。可以如以上参照图3a、3b、4a、4b和图7描述的来处理距离传感器的测量值。在图5中图示说明的操作特别用于一些场景，其中集装箱的堆叠包含在彼此之上的集装箱的放置的不准确性。这些不准确性可能是由于普遍的天气条件，例如强风、或人的错误。
[0078]在图5中，集装箱516a、516b、516c、516d形成一个堆叠，以及集装箱516e、516f形成另一个堆叠。在堆叠之间的地面515上的集装箱514将被吊具拾起。因为集装箱堆叠包含在集装箱的放置中的错误，因此在堆叠之间的距离变化。在堆叠的底部处，在两个堆叠之间的距离大于在底部处的集装箱516d、516f上面的距离。
[0079]当吊具被降低以拾起集装箱514时，可以由距离传感器来执行距离测量，以及可以根据图7的过程来处理它们以改进距离测量的准确性。因为在两个堆叠之间移动吊具，因此以如在图3a、3b、4a和4b中所描述的针对一个距离传感器的类似方式，将距离传感器安装在吊具的两个侧面处，例如在头梁的两个侧面处。
[0080]因为吊具没有搬运集装箱，因此距离测量值可以与在堆叠中的集装箱成功地匹配，以及当在距离传感器的范围内时，匹配于将被拾起的集装箱的垂直壁。距离传感器的开度角被布置为使得可以从在堆叠中的集装箱的侧面以及还可以从被拾起的集装箱来测量距离。类似于使用图4a和图4b描述的，可以通过将吊具的部件包含在距离传感器的开度角内来确定参考线520、521。在参考线520和匹配于在吊具的左侧的集装箱的参考线之间的距离由cU图示说明，以及在参考线521和匹配于在吊具的右侧的集装箱的参考线之间的距离由dr图示说明。优选地，通过邻近货物所确定的参考线被确定为至在水平方向中最接近于吊具的货物以确定在吊具和邻近货物之间的最短距离。
[0081]距离dx可以被界定为在参考线520和匹配于与被拾起的集装箱514的垂直侧面的距离测量的参考线之间的距离。
[0082]用于确定吊具以拾起在图5的场景中的集装箱的过程可以被界定为:
[0083]界定集装箱的目标方位dx，其中dx可以是0或指示至集装箱的吊具的方位的某一其它值，以及它可以包含针对地面倾斜的补偿；
[0084]界定在吊具和邻近集装箱之间的安全距离cUcU，其中如果dr或cU不可获得，则dr=di；
[0085]界定针对目标方位以及针对吊具的不同高度的安全距离的权重；
[0086]确定吊具的高度h;以及
[0087]在对应于吊具的所确定的高度的权重的控制下，驱动吊具以符合安全距离和目标方位。
[0088]在一个实施例中，如下可以根据吊具的高度来界定针对目标方位的权重W1和针对安全距离的权重W2:
[0089]-当h〈hi 时，则wi = 1 和W2 = 0
[0090]-当h>h2 时，则wi = 0 和W2 = 1
[0091 ]-否则W1+W2 = 1，以及o〈 =wi〈 = l,以及0〈=W2〈 = 1
[0092]在权重的以上界定中，两个高度是这样的hKb。
[0093]应当了解的是，也可以界定另外的高度和针对该高度的对应的权重W1和W2。还可能的是，界定仅一个高度限制，它可以用于确定在驱动吊具中应当应用两个权重集合中的哪个权重集合。
[0094]可以以各种方式在驱动吊具中使用权重。在一个示例中，可以通过最小化与目标方位和安全距离的加权偏差来驱动吊具，其中加权的偏差可以被表示为:
[0095]wie2+W2e2，其中ei和e2分别是目标方位和安全距尚的偏差。
[0096]图6a和图6b说明了根据一个实施例的集装箱尺寸检测。图6a和图6b具有不同尺寸的集装箱614a、614b，它们由装备有距离传感器608的吊具606来装卸。距离传感器和吊具可以被布置为操作的以测量与被吊具装卸的集装箱的距离。所测量的距离可以如上所述被处理以确定匹配集装箱的垂直侧面的参考线620。高度2.6m的集装箱614a比高度2.9m的集装箱614b少0.3米的高度。这个高度差说明了在高货柜集装箱和正常高度集装箱之间所观察到的典型情况，其中高货柜集装箱具有9英尺6英寸的高度，近似2.9m，以及正常高度集装箱具有8英尺6英寸的高度，近似2.6m。
[0097]当距离传感器执行测量时，朝向被附着到吊具的集装箱传送光信号609。基于从集装箱的垂直侧面614a、614b反射回的那些传送的光信号来测量距离。因此，至少在角度α传送的光信号在相交点615处与匹配集装箱的垂直侧面的参考线相交。当集装箱是正常高度集装箱时，相交点位于在集装箱下面的参考线上，当集装箱是高货柜集装箱时，相交点位于在沿着集装箱的垂直侧面的参考线上。
[0098]集装箱尺寸检测的操作可以遵循在图7中描述的过程以确定匹配集装箱的垂直侧面的参考线。当从从距离传感器接收的距离测量值已经确定了参考线时，可以沿着参考线来确定集装箱的长度。不同高度的集装箱在向下的方向中延伸到参考线的不同高度。因此，可以基于沿着参考线的它们的长度来确定不同的集装箱尺寸。
[0099]可以基于从距离传感器传送的光信号来确定沿着参考线的集装箱的长度，该距离传感器用于基于所传送的光信号的反射来测量距离。当从匹配特定类型的集装箱(例如高货柜集装箱)的高度的参考线的长度反射回所传送的光信号时，可以确定的是，被附着到吊具的集装箱具有该特定类型。当从匹配特定类型的集装箱(例如高货柜集装箱)的高度的参考线的长度没有反射回所传送的光信号时，可以确定的是，被附着到吊具的集装箱比特定集装箱更短，例如是正常高度集装箱。当在角度4#送的光信号没有被反射回时，从此类传送角度没有接收到距离测量值。这意味的是，在距离传感器的给定传输角和操作范围处在开度角610内没有对象。
[0100]因此，当集装箱小时，例如正常高度集装箱，至少在角度α处在集装箱下面传送的光信号没有从集装箱的垂直侧面反射回，借此使用角度。或开度角的更大角度的距离测量，将超过至参考线的距离。这意味的是，距离测量超出参考线。当在距离传感器的范围内还没有进行测量时，在角度。或更大角度处的测量结果实际上可以被表示为‘NA’，或者默认距离测量值，例如距离传感器的范围，可以用于表示没有进行测量。
[0101]在一个实施例中，传输角α或包含大于或等于α的开度角的邻近传输角的范围可以被界定为其可以用于确定集装箱的高度的传输角。例如，使用在图6a和图6b中的高货柜集装箱和正常高度集装箱的示例，距离传感器可以具有一种开度角，在该开度角中对在该开度角内以及在距离传感器的测量范围内的对象进行测量。传输角的子集用于确定被附着到吊具的集装箱的高度。在该图示说明中，子集包含大于或等于?的开度。当集装箱被附着到吊具时，角度的子集包括:指向集装箱下面以及指向参考线的长度的开度角，该参考线的长度超过沿着该参考线的至少一个集装箱的高度。当从传输角的子集接收到距离测量值时，可以确定的是，所附着的集装箱比集装箱(沿参考线的该集装箱的高度被超过了)更高。实际上，可以通过使用不同类型集装箱对针对高度测量的传输角进行校准，来确定沿着参考线的集装箱的高度。
[0102]以上解释的高度确定提供了具有不同高度的集装箱的装卸的优化。当装卸的集装箱被确定为具有比高集装箱(例如高货柜集装箱)更小的高度时，与如果更高的集装箱被假设的情况相比，可以在减速之前使用更高的速度将该集装箱驱动靠近堆叠。这使得能够节省集装箱装卸中的时间，借此促进在给定时间中更多的集装箱的装卸。
[0103]图8a示出了用于在货物装卸装置中测量距离的布置800的架构。该布置可以被实现为货物装卸装置的自动化系统。该布置包含一个或多个距离传感器806、808以及控制单元801和驱动系统820，它们相互电连接。在控制单元、传感器和驱动系统之间的连接可以由电接线并且符合通信标准(例如，以太网、ISA(工业标准架构)、pr0fiBUS(过程现场总线)以及CANOpen)来实现
[0104]控制单元从传感器接收距离测量值，以及处理它们以用于控制驱动系统。控制单元可以发送命令给驱动系统以移动货物装卸装置以及执行货物装卸操作。
[0105]驱动系统可以包括:例如驱动吊具的提升机或起重机的轮子的电机。因此，驱动系统移动货物装卸装置和/或货物装卸装置的部件，借此促进货物装卸。距离传感器执行至它的开度角内的对象的距离的测量。测量的结果被传递给控制器，控制器可以使用它们以生成命令以控制驱动系统。
[0106]可以从连接到控制器的高度传感器来获得吊具的高度信息。适当的传感器的示例是相机。控制器可以例如通过使用对象识别算法以确定吊具的高度来处理来自相机的所接收的视频。在另一个示例中，可以从驱动系统来获得高度信息。来自驱动系统的高度信息可以包括:例如基于绳索长度的提升信息由驱动系统测量的高度值。从驱动系统接收的高度信息可以与从连接到控制器的高度传感器(例如射频距离传感器和/或相机)接收的信息组合以获得更准确的高度信息。在典型的示例中，可以从编码器或其他设备来接收高度信息，该编码器或其他设备连接到驱动系统并且将来自控制单元的控制命令转换为驱动系统的操作。驱动系统的操作可以包括:以由电机操作所提供限定的速度的提升操作，该电机操作根据来自编码器的控制命令被控制。
[0107]图8b示出了根据一个实施例的用于处理距离测量值的装置803的框图。该装置可以是在图8a的架构中的控制单元801。该装置包括:处理单元802、存储器810和接口单元804，它们全部相互电连接。该连接可以通过例如符合以上提及的通信标准的电接线来实现。取决于装置的集成水平，该连接可以被实现为内部总线，例如在处理单元和存储器之间的连接，和/或被实现为外部总线，例如从接口单元到存储器和处理单元的连接。接口单元提供该装置与外部设备的通信。通信可以是符合以上提及的标准的电连接。
[0108]接口电路包括:输入单元814和输出单元824，输入单元814用于接收至该装置的数据和/或消息，输出单元824用于传送来自该装置的数据和/或消息。所接收的信息可以包括:来自距离传感器的测量值，以及所传送的信息可以包括:用于控制货物装卸装置的驱动系统的命令(例如用于提升吊具)。
[0109]—个实施例提供了被包含在分发介质上的计算机程序，该计算机程序包括程序指令，当程序指令被加载到电子装置中时，该电子装置构成根据实施例的装置，例如先前描述的控制单元801。
[0110]计算机程序可以是以源代码的形式、对象代码的形式、或以某一中间形式，以及它可以被存储在某一种类的载体中，其可以是能够载有程序的任何实体或设备。此类载体包含例如记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号、和软件分发包。取决于所需的处理能力，计算机程序可以在可编程逻辑控制器、单个电子数字计算机中执行，或它可以被分布在多个计算机中。
[0111]控制单元801也可以被实现为一个或多个集成电路，诸如专用集成电路ASIC。其它硬件实施例也是可行的，诸如用分立的逻辑组件构造的电路或可编程逻辑电路。这些不同的实现方式的混合也是可行的。当选择实施方法时，本领域的技术人员将考虑例如针对控制单元801的尺寸和功率消耗、必要的处理能力、生产成本、以及生产量所设定的要求。
[0112]以上在图7中描述的步骤/点、信令消息和有关功能不是以绝对的时间顺序，以及可以同时或以不同于给定的顺序的顺序来执行步骤的一些步骤。也可以在步骤之间或在步骤内执行其它功能。步骤中的一些步骤或步骤的一部分也可以被抛弃或由来对应的步骤或步骤的部分来替代。控制单元801的操作说明了可以在一个或多个物理或逻辑实体中实现的过程。
[0113]用于移动货物的装置，诸如龙门式起重机、桥式起重机、或实现实施例所描述的对应装置的功能性的其他对应的设备或装置包括:不仅现有技术的构件，而且用于装卸包含多个相互连接的侧面的货物的构件、用于选择用于传送光信号的方向的构件、用于通过在所选择的方向中传送的光信号的反射来测量距离的构件、基于所测量的距离来确定匹配货物的相互连接侧面中的至少一个侧面的参考线。
[0114]更准确地，它们包括:用于实现实施例所描述的对应装置的功能性的构件，以及它们可以包括针对每个各自功能的分立的构件，或构件可以被配置为执行两个或更多功能。本装置包括可以在实施例中使用的处理器和存储器。例如，控制单元801可以是由操作处理器运行的软件应用，或模块、或被配置为算术运算的单元、或程序(包含增加的或更新的软件例程)。包含软件例程、小程序和宏的程序(还被称为程序产品)可以被存储在任何装置可读的数据存储介质中，以及它们包含程序指令以执行特定任务。用于实现实施例的功能性所要求的所有修改和配置可以作为例程被执行，其可以被实现为增加的或更新的软件例程、应用电路(ASIC)和/或可编程电路。此外，软件例程可以被下载到装置。诸如控制单元的装置可以被配置为计算机或微处理器，诸如单芯片计算机元件，其包含用于提供用于算术运算的存储区域的至少一个存储器和用于执行算术运算的运算处理器。操作处理器的示例包含中央处理单元。存储器可以是可拆除地连接到装置的可移动存储器。
[0115]也是非常有用的是，通过使用制备的套件来升级针对通过吊具的货物装卸的现有装置，诸如龙门式起重机或桥式起重 机。可以根据针对不同市场、模型和尺寸的不同标准(电气、机械)来制备套件，以及使用良好的制备和计划来缩短它的安装，其进而在生产中给予短的停机时间。此外，当使用部件的已知组合而不是使用针对每个升级的随机选择的选择时，在升级后，维护更加流畅。
[0116]因此，在一个实施例中，提供了一种针对由吊具的货物装卸的装置的套件。该套件可以包括:距离传感器以及控制器，距离传感器能够在所选择的方向中传送光信号，控制器连接到距离传感器以测量在所选择的方向中的距离，其中控制器和距离传感器可以被配置为基于所测量的距离来确定匹配货物的相互连接侧面中的至少一个侧面的形状的参考线。控制器可以包括:根据图8b的框图实现的控制单元。因此，控制器可以被实现为计算机程序，该计算机程序被安装到货物装卸装置的存储器，例如安装到货物装卸装置的自动化系统。在使用套件升级现有装置之后，可以具有通过根据如上所解释的各种实施例的操作所提供的改进的准确度来驱动所升级的装置。图8a说明了升级的装置的示例。
[0117]因此，套件可以包括:诸如激光扫描器的必要的一个或多个传感器、用于确定参考线的控制器。弹性元件可以被包含到套件以用于将套件或套件的一部分(例如激光扫描器)连接到货物装卸装置。套件还可以包括绳索和功率馈送设备。套件可以被提供作为吊具，该吊具装备有一个或多个传感器和控制器。安装此类吊具到现有起重机可以不要求太多而只是要求打开和关闭机械耦合，通过其吊杆端滑车支撑吊具，连接在起重机的吊杆端滑车和吊具之间的电力线缆，以及通过无线或流电连接将距离传感器通信地连接到吊具以促进至起重机的用于驱动吊具和/或起重机的信息(例如距离测量值)的通信。
[0118]可以通过安装控制系统设备和/或软件程序以接收和处理从吊具接收的信息，来升级现有起重机的控制系统以支持在各种实施例中描述的操作，所述信息包含例如距离测量值和定位信息。以这种方式，可以具有如在以上实施例中描述的足够准确性来驱动起重机和/或吊具。
[0119]可以在吊具(分布式的智能)内的系统(例如控制系统)中来处理距离测量值和定位信息，借此可以足够的是，例如在由三维(XYZ)坐标系统的轴线中的一个或多个轴线的值所限定的控制步骤中，从吊具向起重机传递仅控制命令，以及/或从吊具输出关于吊具的角度方位(倾转(list，trim，skew))的可能的校正。因此，从吊具获得的信息可以用于控制吊具的移动。
[0120]使用所描述的套件升级它们的现有起重机的客户拥有货物装卸(例如集装箱装卸)的更高能力，至少在考虑固定成本时拥有相对小的投资。
[0121]供应易用的仪表化(instrumented)的吊具向客户提供特别的优点，因为使用新的易用的仪表化的吊具来替换旧吊具的时间不是必须包含在现场停机时间期间用于对吊具进行仪表化所需的时间。以这种方式，作为仪表化的一部分的过程，诸如用于将设备附着到吊具的钻孔和攻丝孔，没有被包含在替换中，借此没有由对吊具进行仪表化的时间来增加由替换所导致的起重机的停机时间。从而，易用的仪表化的吊具允许使用对起重机的生产活动的吊具进行仪表化的时间，其向客户给予了大量的财务效益。
[0122]对于本领域的技术人员将明显的是，随着技术的进步，可以以各种方式来实现本发明的构思。本发明及其实施例不局限于以上描述的实施例而是可以在权利要求书的范围内而变化。
【主权项】
1.一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。2.根据权利要求1所述的方法，包括: 基于与所述吊具的垂直结构的距离测量值来确定参考线，所述垂直结构至少部分地位于所述光信号的传输方向内。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括: 选择向下并且在所述吊具下面的所述光信号的传输方向；以及当货物被附着到所述吊具时， 基于与被附着到所述吊具的所述货物的距离测量值来确定参考线。4.根据任何一项前述权利要求所述的方法，包括: 选择从所述吊具向外的所述光信号的传输方向，例如向上或在水平方向中。5.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中确定多个参考线，每个参考线匹配所述货物的不同侧面，例如在角落处相交的侧面。6.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中确定多个参考线，其中所述参考线中的至少一个参考线匹配邻近于所述吊具的货物的侧面，以及至少一个参考线匹配所述吊具的垂直结构以及在所述吊具下面的货物的侧面中的至少一个，其中在所述吊具下面的货物例如在堆叠中，在地面上或被附着到所述吊具。7.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中确定多个参考线，所述方法包括: 界定在所述参考线之间的目标方位；以及 基于所述参考线朝向所述目标方位来驱动，例如提升，所述吊具。8.根据任何一项前述权利要求所述的方法，包括: 界定所述距离传感器的开度角，所述开度角包含所述光信号的传输方向； 确定所述开度角的一部分，其中所述传输方向属于对应于沿着参考线的所述货物的特定尺寸，例如高度，的所确定的部分。9.根据权利要求8所述的方法，包括: 在所述开度角内传送光信号， 当在所述开度角的所述部分内测量距离时，将所述货物的尺寸确定为大。10.根据权利要求8所述的方法，其中 在所述开度角内传送光信号， 确定匹配在所述开度角内的货物的垂直侧面的参考线； 当在所述开度角的所述部分内测量的距离超过所述参考线时，将所述货物的尺寸确定为小。11.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中当所述吊具相对于地面或货物在高高度时，基于与所述货物的水平侧面所测量的距离来驱动所述吊具，以及当所述吊具相对于地面或货物在低高度时，基于与所述货物的垂直侧面所测量的距离来驱动所述吊具。12.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所测量的距离包括:与所述吊具的垂直结构的距离以及与邻近于所述吊具的货物的距离，以及基于所测量的距离来确定对应于所述垂直结构和邻近货物的参考线，所述方法包括:确定从对应于所述垂直结构的参考线到对应于所述货物的最近的参考线的距离； 基于所述距离来驱动所述吊具。13.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具被驱动以保持针对至周围对象，例如邻近货物，的距离的阈值，例如所述阈值被确定为根据与地面或堆叠的所述吊具的高度而增加。14.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具被驱动以拾起在由所述参考线所确定的目标方位处的货物，同时保持针对至周围对象的距离的阈值，借此根据与地面或堆叠的吊具的高度相对于彼此来加权所述目标方位和所述针对至周围对象的距离的阈值。15.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中通过例如通过线性回归将所测量的距离匹配于由所述参考线所界定的货物的形状来确定参考线，例如直线。16.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具被驱动以拾起或堆叠或既拾起又堆叠所述货物，例如集装箱。17.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具包含若干距离传感器。18.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述吊具包括用于附着到所述货物的锁定机构和连接到所述锁定结构的至少一个垂直伸出结构，例如钢板，其中所述垂直伸出结构在所述距离传感器的光信号的传输方向内。19.根据任何一项前述权利要求所述的方法，其中所述距离传感器包括激光扫描器，所述激光扫描器包括能够旋转的反射镜以用于选择所述激光扫描器的方向。20.—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。21.根据权利要求20所述的货物装卸装置，包括被配置为执行权利要求1至19中的任何一项的方法的构件。22.根据权利要求20或21所述的货物装卸装置，其中所述装置包括起重机，例如龙门式起重机或桥式起重机。23.根据权利要求20至22中的任何一项所述的装置，其中所述距离传感器通过用于阻尼来自所述吊具的冲击或振动的弹性元件，例如弹簧、螺旋弹簧、弯曲弹簧、可压缩弹性材料的元件、包括中空截面或橡胶的可压缩弹性材料的元件，连接到所述吊具。24.—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权利要求1至19中的任何一项的方法的功能的执行。25.—种用于升级用于通过吊具进行货物装卸的装置的套件，所述套件包括: 距离传感器，其能够在所选择的方向中传送光信号，以及 控制器，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。26.根据权利要求25所述的套件，其中所述套件包括:安装有一个或多个所述距离传感器和所述控制器的吊具；以及接口单元，其用于将来自所述控制器的信息传递给货物装卸装置，例如龙门式起重机或桥式起重机，的控制系统。27.根据权利要求26所述的套件，其中所述信息包括距离测量值和/或用于控制所述吊具的移动的命令。28.—种升级用于移动货物的装置的方法包括:将根据权利要求25至27中的任何一项的套件安装到货物装卸装置。
【专利摘要】提供了在通过包含传送光信号的距离传感器(308a、308b)的吊具(306)的货物装卸中的改进的准确性。所装卸的货物(312)包含多个互相连接的侧面(312a、312b)。选择所述光信号的传输方向，以及通过在所选择的方向中传送的光信号的反射来测量距离。所测量的距离用于确定匹配货物(312)的相互连接的侧面(312a、312b)中的至少一个侧面的形状的参考线。
【IPC分类】B66C13/18
【公开号】CN105492365
【申请号】CN201480042888
【发明人】V·曼纳里, A·涅米宁
【申请人】科恩起重机环球公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年5月26日
【公告号】EP3003953A1, US20160122161, WO2014191618A1
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