CN105431370B - 用于使用集装箱起重机将集装箱自动地卸货在卸货目标上的方法和系统 - Google Patents

用于使用集装箱起重机将集装箱自动地卸货在卸货目标上的方法和系统 Download PDF

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Abstract

公开一种用于使用集装箱起重机(1)将集装箱(2)自动地卸货在卸货目标(19)上的方法。集装箱起重机包括吊运车(3)和用于保持并提升集装箱的吊具(5)及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统(6)。从集装箱到卸货目标的第一距离(h)被测量并且集装箱依赖于测量距离被朝向卸货目标移动。使用被安装在吊具上的至少一个摄像机(13‑13n)产生卸货目标的多个图像。图像被处理以在卸货目标(19，19'，16，29，39)的图像中识别一个或多个卸货特征(TL1‑8)。基于集装箱与卸货特征之间在图像中的距离的测量计算从集装箱到卸货目标的距离。

Description

用于使用集装箱起重机将集装箱自动地卸货在卸货目标上的 方法和系统
技术领域
本发明涉及诸如集装箱起重机等的起重机。特别地它涉及用于将集装箱自动卸货在车辆拖车上或集装箱码头中的其他卸货目标上的方法。
背景技术
集装箱起重机被用来处理货运集装箱并且尤其是用来在集装箱码头、货运港口等等处在运输模式之间转运集装箱。标准的船运集装箱被用来运输世界各地的大且不断增加体积的货运。转载是货运处理中的关键功能。转载可以发生在转运的各点处并且通常有必须被卸载、转运至临时堆垛、并且后来被装载到另一船上、或者被装回到相同船上或取代被装载到另一形式的运输上的巨大数量的集装箱。
货运码头传统上通过部分计算机化的码头操作系统(TOS)来操作，该系统对于进入和离开码头的各集装箱以及对于不得不待在货运码头的场地中从一个堆垛至另一个移来移去的各集装箱而计算装载和卸载安排表。码头操作系统一般发出每次对于集装箱不得不被移动的工单并且优选地工单还识别集装箱和已经被安排运输集装箱的车辆两者。
自动化的起重机的发展已提高了装载和卸载并使得生产率更加可预测，并且还消除了港口工人被暴露于危险和伤害的很多状况。装载和卸载船被看作是货运处理方面的关键阶段或瓶颈，因为船在装载/卸载发生的时间期间在港口中空闲。为了减少该空闲时间，集装箱起重机正常情况下连续地运行长班次直到各船的装载或卸载完成。
集装箱起重机使用被安装在升降机或吊具(spreader)上和吊运车(trolley)上的若干大功率电动马达，以向移动部件提供动力并且将用来使保持着集装箱的吊具升起或降下的钢丝绳或线缆卷起或放出。电动马达还用来向保持着吊具的吊运车的移动提供动力以将集装箱从船中提升并运输出来并且到卡车拖车或陆地上的堆垛等上，或者如果装载的话反之亦然。
为了实现最短卸载和装载时间，集装箱处理设备不得不在正常的操作中被至少部分自动化。船运集装箱的宽度被标准化为8ft，但高度在从8ft与9.5ft之间变化。最普遍的标准长度是20ft和40ft长。40ft集装箱如今非常普遍并且甚至多大53ft长的更长的集装箱也在使用。国际标准尺寸是基于在1968年与1970年之间做出的若干ISO建议，并且特别是关于用于标准集装箱的角部配件的尺寸做出建议的来自1970年1月的建议R1161。可以说标准船运集装箱上的角部配件之间的距离依照ISO建议被标准化。角部配件、也称为角部铸件包括标准开口使得集装箱可以通过将起重机的或吊具的吊钩插入集装箱的顶部处的四个角部配件内而被拾起。从1984年在另一标准ISO1161中限定了椭圆形状的开口的大小和形状。相同类型的角部配件、例如在集装箱的底部上的那些可以被用来将集装箱锁定在船的船载的(例如货舱中或甲板上的)的位置中的或在货车或拖车上的适当位置处。车辆拖车普遍设置有被称作扭锁(twistlock)的若干锁定装置。扭锁被布置在拖车上以与集装箱的各角部的角部配件中的开口互锁、例如与集装箱的底部上的角部互锁。通过使用拖车中的扭锁与角部配件互锁，将集装箱牢固地紧固至车辆拖车或轨道货车等。
各船到岸(STS)集装箱起重机和自动化的堆垛起重机(ASC)具有通常包含直接接触集装箱的某种吊具的升降装置。吊具使用吊钩或其他配件与集装箱上的角部配件中的标准大小的开口接合而握住集装箱，以使其升高、使其降低和使其释放。在该描述中术语吊具被用来表示与集装箱直接接触的升降装置的一部分。吊具正常情况下被设计成处理一个以上尺寸的集装箱、典型地为20ft-40ft或20ft-40ft-45ft长的集装箱。吊具可以在任一时刻提升和处理一个单一的40ft或45ft集装箱或者两个20ft集装箱。现代的吊具可在使用中调节使得相同吊具可以被用来通过调节吊具的长度而每次拾起一个20ft或两个20ft集装箱。
标题为拖车对齐系统并被转让给ABB的US7,123,132描述了一种用于使卡车拖车与相对于起重机的所需要的位置对齐的方法，在该方法中通过激光扫描器扫描卡车或卡车拖车。该方法适用于与其中集装箱负载在被吊升和/或运输时被支撑在钢丝绳上的STS起重机一起使用。以支撑悬挂着的负载的钢丝绳的使用呈现出针对以集装箱摇摆形式的集装箱移动的测量和调节的附加挑战。当集装箱被从船中升高、朝向岸边和卡车拖车移动并随后朝向卡车拖车降低的时候，集装箱也可能在歪曲、倾斜和/或修整的方向上发展出不期望的移动，如题为用于起重机的负载控制装置并被转让给ABB的US 7,950,539中所描述的那样。由ABB当前使用的用于ASC起重机的起重机控制系统另外布置有被安装在吊具上的四个向下看的摄像机。这些摄像机被用来当集装箱被朝向卸货目标移动时将集装箱的所有四个角部图像提供至远程人类操作者，以便允许由远程操作者进行的起重机的手动操作。
在上面提名的前一专利US 7,123,132中，激光扫描器位于起重机的结构上的充分高的位置处使得它能够扫描多个装载/卸载巷道。卡车在进入装载/卸载巷道中的一个时被扫描以便检测/识别卡车的至少一个边缘。优选地激光扫描器检测拖车的后端部上的呈水平梁形式的直边缘。卡车的被识别的边缘与起重机上的固定点之间的距离可以在一个行动中被测量。
题为用于货物起重机的集装箱位置测量方法和装置以及集装箱卸货/堆垛方法的、被转让给三菱重工株式会社的US 7,106,883描述了一种用于使集装箱卸货的方法。特别地它描述了将一个或两个CCD摄像机安装在向下指向的吊具的一侧上以产生由吊具保持的集装箱的图像和/或被定位在作为卸货目标的被悬挂的集装箱下方的第二集装箱的图像。描述了其中由吊升附件(吊具)保持的集装箱的长边缘(代表长边)或短边缘(代表短边宽度)被识别的来自CCD摄像机的图像数据的处理，该方法被称作“边缘提取”。当在图像中识别一个以上的长边缘时，最长的边缘被假定为代表被保持的或目标的集装箱上的正被搜索的一侧的边缘。据说通过利用边缘提取可以准确地且可靠地检测用于被悬挂的集装箱和目标集装箱的相对定位。
如今在货运码头由ABB用于使集装箱自动卸货在拖车上的、被称作目标定位系统(TPS)的计算机化系统是部分基于使用位于起重机的吊运车上的激光扫描器进行的卡车拖车位置的测量。由从吊运车上悬挂下来的吊具保持的并且正被STS起重机卸货的移动集装箱的位置可以如上面先前所描述的那样被自动地控制和测量。
然而，随着集装箱起重机处理集装箱所采用的速度增加，使用被安装在起重机的吊运车上的激光扫描器快速地且以高精度找到拖车的位置已成为更大的挑战。仅在码头区域使用的、经常被称作码头拖车的车辆拖车的类型可以通过给这样的码头拖车装配具有已知大小和外观的集装箱卸货引导件(或找位引导件)匹配而更加容易地辨识，如图7所示(现有技术)。这样的引导件被设计有显著的直边缘以使得针对激光扫描器容易辨识目标。然而，在码头外面行驶的车辆、在这里被称作道路拖车可能不具有与装配至其上以便于可靠的激光检测的任何这样的标准结构。道路拖车可以呈现出为了准确地以及快速地辨识特定道路拖车并测量到其的距离的艰难的挑战。
尽管以上文献的教导，仍然需要集装箱的在车辆拖车上的卸货上的改进。用于将集装箱卸货在其他卸货目标上、诸如在堆垛中的顶部集装箱上的改进的过程将是有益的。用于将集装箱卸货在临时或暂时卸货目标上的较快速或更准确的过程也将是有益的。也就是所以当卸载大量集装箱时，如果某些集装箱可以用相同的集装箱起重机快速地卸货在临时卸货目标或货架上以便卸货没有被例如被临时阻塞的卸货目标耽搁则是有利的。总之，能够减少将集装箱从船上卸货所花费的时间将是有利的。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决以上问题中的一些的方法。有利的实施例被描述在独立权利要求的从属权利要求中。
在发明的第一方面中，公开一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中从集装箱到卸货目标的第一距离被测量并且集装箱依赖于从集装箱到卸货目标的测量距离而被朝向卸货目标移动，其中方法包括
-使用被安装在吊具上的至少一个摄像机，产生卸货目标和集装箱的多个图像，
-在卸货目标图像中，识别一个或多个卸货特征，
-基于在集装箱与一个或多个卸货特征之间在图像中进行的一个或多个测量，计算从集装箱到卸货目标的一个或多个距离，
-和将第二距离提供至起重机控制系统用于使集装箱卸货在卸货目标上。
方法的新颖的特征在于相似三角形、也称为泰勒斯定理(Thale’s Theorem)或截线定理(Intercept Theorem)的使用，以通过找到卸货特征的相对于起重机坐标系的3D位置来计算到拖车上的卸货特征的距离。3D位置也基于从摄像机到卸货特征、例如扭锁、拖车上的角部配件等的射线的交点的2D直方图被以统计学的方式估算出。统计处理提供了稳健性，因为方法不是基于拖车上的一个或多个卸货特征或结构的单一个快照，而是基于在每次示例中在拖车上的寻找到的卸货特征或结构的图像的累积。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，包括以下步骤：在卸货目标的图像中识别集装箱的至少一个角部和至少一个卸货特征，并且基于卸货目标的图像中的在集装箱的至少一个角部与至少一个卸货特征之间的测量计算从集装箱到卸货目标的第二距离。以该方式，在摄像机图像的中识别的特征的处理可以以高速执行，以测量图像中的距离并计算或估算实际集装箱与卸货目标之间的(第二)水平距离。
根据另一实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，包括以下步骤：基于图像中的在被识别的边缘与卸货特征之间的多个像素、基于吊具/集装箱的已知位置和卸货目标的图像中的在集装箱的至少一个角部与至少一个卸货特征之间的测量，计算从集装箱到卸货目标的第二距离。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，包括以下步骤：通过使用相似三角形和在集装箱的至少一个角部与至少一个卸货特征之间的在图像中测量的距离计算在集装箱角部与卸货特征之间的第二距离，计算从集装箱到卸货目标的距离。该方法的优点在于，使图像中的测量放大至从集装箱到卸货目标的实际距离的相对简单的计算步骤可以基于在图像中的重复测量而被实时地计算并重新计算，而不会给计算机处理源强加过分的负担。
根据另一实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，包括以下步骤：通过计算与围绕y的角度theta x成正比的第一距离和与围绕x的角度theta y成正比的第二距离的矢量和并且使该矢量投影到卸货目标的水平平面上，确定第二距离。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，包括：对卸货目标的图像中的在被识别的边缘与卸货特征之间的或者在不同卸货特征之间的距离的测量应用统计过滤，以确定测量中的哪个是用于计算在集装箱与卸货目标之间的第二距离的合适的候选。以该方式，具有较大程度的统计可信度的测量可以使用实时计算机过程来识别。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，包括以下步骤：估算出被固定在吊具上的至少一个摄像机的相对于集装箱的角部的关于起重机的坐标系的水平平面中的y轴或x轴的倾斜的定向角度phi。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，包括：计算在卸货目标的图像中的从集装箱的角部的位置的摄像机定向，并且相应地调节第二距离。
根据发明的第二方面，公开了一种呈集装箱起重机的视频控制单元的形式的设备，该视频控制单元被配置用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中从集装箱到卸货目标的第一距离被测量并且集装箱依赖于从集装箱到卸货目标的测量距离而被朝向卸货目标移动，其中卸货目标和集装箱的多个图像使用至少一个摄像机而产生，并且其中视频控制单元包括被配置成使得视频控制单元执行以下步骤的处理器和计算机程序代码：
-获取使用被安装在吊具上的至少一个摄像机产生的卸货目标和集装箱的多个图像，
-在视频控制单元的处理器中处理卸货目标的多个图像，
-在卸货目标的图像中，识别一个或多个卸货特征，
-基于在集装箱与一个或多个卸货特征之间在图像中进行的一个或多个测量，计算从集装箱到卸货目标的一个或多个距离，
-和将第二距离提供至起重机控制系统用于使集装箱卸货在卸货目标上。
根据实施例，公开了一种集装箱起重机的视频控制单元，该视频控制单元被配置为使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上，其中至少一个摄像机被连接至视频控制单元，该视频控制单元被配置为将第二距离的测量发送至起重机控制系统，该第二距离是基于在卸货目标的图像中进行的测量。
根据实施例，公开了一种集装箱起重机的视频控制单元，该视频控制单元适于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上，其中视频控制单元和/或至少一个摄像机通过数据链路被连接至起重机控制系统，该数据链路适于图像以能够每秒多兆字节Mbytes/s或优选地至少30Mbytes/s的高速和/或高分辨率通信至起重机控制系统。优选地，高速以太网链路使用利用光学线缆来配置。将视频控制单元紧靠近起重机控制系统定位以便有助于从视频控制单元至起重机控制系统的高速数据传输也是有利的。
根据实施例，公开了一种集装箱起重机的视频控制单元，该视频控制单元被配置用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上，其中视频控制单元包括处理器和存储器存储装置，其包括计算机程序指令并且针对视频控制单元被配置成执行用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法。
被配置为和/或适于执行根据发明的第一方面的方法的根据发明的第二方面的视频控制单元产生了先前已经被附接至吊具的角部用于另一目的的摄像机的新的且发明性的使用。这样的摄像机已经存在于由ABB销售并且在该说明书的背景技术中提到的集装箱自动卸货系统中，在该系统中摄像机被粗略地导向为从吊具的角部向下指向。摄像机被调节并且图像被布置以便形成至位于远程的起重机操作者的良好的视觉输入。被调节的图像、见图6(现有技术)使得操作者能够看到集装箱的底部上的所有四个角部，以及达到视图的一部分或多个部分没有被集装箱挡住的程度的车辆拖车。因此远程操作者可以视觉上评估卸货的进程并且根据需要控制或干预。然而，为了使用用于测量目的的这些现有摄像机来执行本发明，不得不准确地确定各摄像机的位置的数字值。这些数字值通过在使用之前的校准阶段中直接在吊具上的测量来获得。代表着摄像机的相对于卸货目标上的水平平面中的x轴或y轴的定向的角度phi也可以被确定。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有存储于其上的计算机程序代码，该计算机程序被配置成待装载到计算机的处理器内、视频控制单元、控制器或集装箱起重机的起重机控制系统，所述起重机还包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中从集装箱到卸货目标的第一距离被测量并且集装箱依赖于从集装箱到卸货目标的测量距离而被朝向卸货目标移动，并且使得计算机程序当被装载时引起计算机、视频控制单元、控制器或起重机控制系统执行以下步骤：
-使用至少一个摄像机，产生卸货目标和集装箱的多个图像，
-在卸货目标的图像中，识别一个或多个卸货特征，
-基于在集装箱与一个或多个卸货特征之间在图像中进行的一个或多个测量，计算从集装箱到卸货目标的一个或多个距离，
-和将第二距离提供至起重机控制系统用于使集装箱卸货在卸货目标上。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序产品，和其上记录有程序的非暂时性计算机可读介质，该计算机程序被配置成待装载到集装箱起重机的计算机的处理器、视频控制单元、控制器或起重机控制系统内，所述起重机还包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中从集装箱到卸货目标的第一距离被测量并且集装箱依赖于从集装箱到卸货目标的测量距离而被朝向卸货目标移动，并且其中使得计算机程序当被装载时引起计算机、视频控制单元、控制器或起重机控制系统执行以下步骤：
-使用至少一个摄像机，产生卸货目标和集装箱的多个图像，
-在卸货目标的图像中，识别一个或多个卸货特征，
-基于在集装箱与一个或多个卸货特征之间在图像中进行的一个或多个测量，计算从集装箱到卸货目标的一个或多个距离，
-和将第二距离提供至起重机控制系统用于使集装箱卸货在卸货目标上。
根据发明的第五方面，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的系统，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中从集装箱到卸货目标的第一距离被测量并且集装箱依赖于从集装箱到卸货目标的测量距离而被朝向卸货目标移动，其中系统包括被配置用于处理由至少一个摄像机产生的卸货目标的图像的视频控制单元，并且其中系统适于并被配置成执行以下步骤：
-使用被安装在吊具上的至少一个摄像机，产生卸货目标和集装箱的多个图像，
-在卸货目标的图像中，识别一个或多个卸货特征，
-基于在集装箱与一个或多个卸货特征之间在图像中进行的一个或多个测量，计算从集装箱到卸货目标的一个或多个距离，
-和将第二距离提供至起重机控制系统用于使集装箱卸货在卸货目标上。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的系统，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中系统被配置为在视频控制单元的处理器或计算机中处理由至少一个摄像机产生的卸货目标的图像以在卸货目标的图像中识别一个或多个卸货特征。
根据另一实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的系统，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中系统被配置为使用适于以高速和/或高分辨率通信至起重机控制系统的数据链路将从集装箱到卸货目标的第二距离发送至起重机控制系统。将来自视频控制单元的计算的距离测量通信至起重机控制系统的高速数据链路的使用确保了起重机控制系统与产生并处理摄像机图像之间的时间同步的困难被降低或避免。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的系统，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中系统包括被布置连接在任何以下之间的光纤通信信道：视频摄像机与视频控制单元；视频控制单元与起重机控制系统；起重机控制系统与码头操作系统；视频控制单元与码头操作系统。在摄像机与视频控制单元之间的能够每秒传输多兆字节Mbytes/s的高速和/或高容量数据链路、诸如光纤链路的使用避免了在输送视频图像中的归因于潜在带宽问题的延迟。
根据实施例，公开了一种用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的系统，所述集装箱起重机包括用于保持并提升集装箱的吊运车和吊具，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统，其中系统被配置用于使集装箱卸货在作为以下中的任一个的卸货目标上：另一集装箱、集装箱堆垛、码头拖车、道路拖车、卸货货架或转运货架。有利地，通过将第一集装箱卸货在道路拖车上、将第二集装箱卸货在如要求的话的轨道货车上、将第三集装箱卸货在货架或其他临时位置上并且将第四集装箱卸货在拖车上，所有的都使用相同集装箱起重机执行，可以将集装箱卸货在不同的卸货目标上以有助于分类或转运物流。因此，即使在将集装箱卸载到一种以上类型的卸货目标上时，也可以使卸载船所花费的时间保持最小化。
需要注意的是，第一方面的任何特征都可以在适当情况下被应用于第二方面和第三方面。同样，第一方面的任何优点可以均匀地分别应用于第二方面，和/或第三方面，并且反之亦然。所公开的实施例的其他目的、特征和优点将从以下详细公开、从所附的独立权利要求以及从附图中变得显而易见。
一般，权利要求中所述使用的所有术语都应该根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非在这里另有明确限定。对“一/一个/所述元件、设备、组成部件、部件、步骤等”的所有引用都应该被开放地解释为是指元件、设备、组成部件、部件、步骤等的至少一个的实例，除非另有明确声明。在这里所公开的任何方法的步骤都不是不得不以所公开的确切顺序实行，除非明确声明。用于本公开的不同特征/组成部件的“第一”、“第二”等的使用仅意在使特征/组成部件与其他类似的特征/组成部件区分开并且不意在赋予特征/组成部件任何顺序或层次。
附图说明
通过参照结合附图进行的以下详细描述可以具有对本发明的方法和系统的更完整的理解，其中：
图1在简化示意图中示出用于执行根据发明的第一方面的用于将集装箱卸货在卸货目标上的方法的集装箱起重机，其包括起重机控制系统、视频控制单元和其他设备；
图2在示意性方框图中示出根据发明的第五方面的用于控制集装箱的在集装箱目标上的自动卸货的系统；
图3示出拖车的示意图，该图与图5a、图5b和图6一起被用来描述根据发明的第一方面的方法的图像处理特征；
图4示出被叠加在包括来自四个摄像机的图像在内的图像上的、根据发明的第一方面的方法的图像处理特征；
图5a和图5b在示意图中示出用于根据发明的第一方面的实施例的方法的细节；
图6示出由集装箱和卸货目标的视频摄像机所产生的图像的及在发明的第一方面的实施例中被识别和/或测量的所使用的图像中的视觉细节的示意图；
图7在简化示意图中示出根据发明的第一方面的方法中所使用的关系或几何细节；
图8(现有技术)示出包括了来自先前由远程地点的起重机操作者用来监督/或控制集装箱卸货的四个摄像机的图像在内的图像；
图9(现有技术)示出根据用于辨识码头拖车的已知方法的装配有卸货引导件的码头拖车，并且图10示出已知的道路拖车；
图11是用于根据发明的第一方面的方法的步骤的流程图，和
图12示意性地示出根据发明的第四方面的其上记录有计算机程序代码的数据载体。
具体实施方式
现在将在下文中参照示出了发明的某些实施例的附图更加充分地描述发明。然而该发明可以以许多不同形式来体现并且不应该被解释为限于这里所阐述的实施例；而是，这些实施例被以示例的方式提供使得该公开将是全面的且完整的，并且会将发明的范围充分地传达给管理员技术人员。同样的附图标记贯穿描述是指同样的元件。
图1示出布置有吊运车3和保持着标准船运集装箱、集装箱2的吊具5的集装箱起重机1。集装箱起重机被布置在货运码头或港口中。存放区域10中的等待进一步堆垛或派遣的集装箱被堆垛在可以多达5个或6个集装箱高或更高的集装箱的多个堆垛29中。栅栏9被定位成使具有包含集装箱的堆垛29的区块的存放区域10与转运区域11分离，在该转运区域中，一个或多个集装箱起重机转运集装箱、将集装箱从船例如船舶中升起并将它们卸货在拖车上；或者将集装箱从拖车中转运并卸货在船、堆垛29或其他卸货目标上。
集装箱转运任务正常情况下开始于来自诸如码头操作系统或TOS等的监督系统的计算机化的工单。呈其最简单形式的TOS工单识别拖车：拾起位置，诸如在转运区域中的车辆巷道或者在区块中的或在船上的集装箱堆垛等；和目的地位置。图2示出用于将集装箱卸货在卸货目标上的系统。该图从右到左示出了：多个视频摄像机13、13n；视频控制单元7，用于控制包括了吊运车和吊具的移动在内的起重机的移动的起重机控制系统6；目标定位系统(TPS)系统23、负载定位系统(LPS)系统24和发出用于集装箱移动的工单的码头操作系统(TOS)14。
起重机控制系统(CCS)6接收来自码头操作系统TOS 14的工单。目标定位系统(TPS)示出为安装在起重机1的吊运车3上。示出了四个吊具摄像机，各安装在吊具的极端角部中，在图1中的侧视图中被指示为摄像机13、13n。摄像机优选诸如CCD装置等的数字式视频摄像机，但可以可选地使用被布置为用于模拟至数字图像转换的光学摄像机。目标定位系统TPS 23包括扫描转运区域中的车辆巷道以检测和定位拖车的激光器(未示出)。优选地也安装在吊运车3上的是负载定位系统(LPS)24。LPS系统24通过利用追踪被安装在吊具5的顶表面上的光学标记(未示出)确定吊具位置来测量负载位置。起重机控制系统(CCS)6与码头操作系统(TOS)14通信。新的发明性设备、视频控制单元(VCU)7接收并处理来自摄像机13至13n的图像并且计算集装箱2的位置，该数据被用来细化由TPS的激光扫描器确定的标称卸货位置并提供从集装箱至卸货目标的距离的更准确的估算或测量。
图2示出根据发明的第五方面的用于控制集装箱的在卸货目标上的自动卸货的系统15的组成部件。图2示出码头操作系统14、起重机控制系统CCS 6和目标定位系统23及负载定位系统24。LPS系统的一部分可以被包括在与TPS系统相同的包壳中，或者反之亦然。该图示出多个摄像机、Cam1，13，至CamN，13n。摄像机、例如Cam1将图像数据I1发送至视频控制单元7，并且摄像机CamN也将图像数据IN发送至VCU。VCU 7如在下面更详细地描述的那样处理数据，并且将提取的和/或计算的信息27发送至控制集装箱起重机1的移动的起重机控制系统CCS 6。视频控制单元7可以是在单独的包壳中的单独的单元或者可以被包括在构成起重机控制系统6的其他设备中。
视频图像需求用于通信和图像处理两者的相当大的带宽，使得从摄像机至VCU的图像通信必须使用能够以每秒多兆字节的速率传输的、或者更优选地能够超过30Mbytes/s传输的高速数据连接来执行；并且VCU 7与CCS 6之间的通信也必须是使用例如高速以太网连接的高速以避免起重机控制系统与视频控制单元之间的时序或同步困难。例如，光纤通信信道可以被布置连接在以下部件中的任何一个之间：视频摄像机(13至13n)与视频控制单元(7)；视频控制单元与起重机控制系统(6)；起重机控制系统与码头操作系统(14)；选择性地在视频控制单元(7)与码头操作系统(14)之间。
标称卸货位置、第一卸货距离由TPS系统给出，该TPS系统将信息31发送至CCS。集装箱2的位置由LPS 24测量并计算，该LPS 24将集装箱位置信息28发送至起重机控制系统CCS 6。关于卸货目标、在图1、图4、图5中示出的示例图中为拖车19的位置的更精确的信息取决于从图像中提取的信息而由VCU 7发送27。
在该描述中车辆拖车被描述为卸货目标。术语卸货目标包括码头拖车和道路拖车或包括导轨安装的车辆或货车在内的用于转运或运输集装箱的其他车辆。然而，方法和VCU控制单元7及系统15也可以被用于将集装箱准确地卸货在其他卸货目标上、诸如在集装箱16或集装箱堆垛29(图1)上或者在货架(未示出)、台架或用于保持集装箱的其他固定装置上。货架可以是集装箱在例如用被设计用于运输集装箱的一种类型的码头车辆拾起之前或放下来之后存放所在的暂时或临时卸货位置。当卸载大量集装箱时，如果某些集装箱可以用相同的集装箱起重机快速地卸货在临时卸货目标或货架上使得卸载不被耽搁则是有利的。例如，可能会发生已经被指定在来自TOS 14的工单中的目的地卸货目标可能由于非计划的车辆移动或故障等变得被暂时阻塞。在这样的情况中，当相同的集装箱起重机能够将集装箱快速地准确卸货在卸货货架或其他卸货目标上而不是等待阻碍被清除时，可以节省时间。
图3是从上方看到的道路拖车的示意图。该示例性示例中的道路拖车具有根据用于联运船运集装箱的ISO标准的标准类型的8个扭锁TL1至TL8。因此拖车的该示例可以携带被布置在前部上或后部处的一个20ft集装箱，或者一个被布置在前部并且第二个被布置在后部的两个20ft集装箱。在拖车的后端部的是梁RB和两个最靠后的扭锁TL1和TL8。后部位置处的一个20ft集装箱于是通过位于最靠近后端部的4个扭锁TL1、TL2、TL7和TL8来固定。前部位置上的20ft集装箱通过扭锁TL3、TL4、TL5和TL6来固定。较长的集装箱例如40ft通过扭锁TL1、TL4、TL5和TL8来固定。
图8示出来自现有技术的图像视图。图像类似于由使用ABB起重机控制系统的起重机操作者所使用的那样。该情况中的操作者从远程地点工作并且没有坐在被附接至起重机的驾驶舱中，并因此没有在吊具或集装箱的视线内。操作者看到由被安装在吊具的四个角部上的向下看的四个视频摄像机组成的图像。操作者可以在该示例中看到由吊具保持的集装箱的底部处的所有四个角部C1至C4。操作者也可以看到被用来将集装箱的角部配件固定并将其锁定到拖车上的扭锁TL4至TL8中的一些。在该示例性图像中，实际的拖车具有8个扭锁，但位置1、2处的扭锁被集装箱遮挡，并且仅顺时针方向上的剩余扭锁TL4、TL5、TL6、TL7和TL8在操作者看到的图像中可见。当监督卸货时，远程操作者视觉上检查诸如所示出的这一个等的图像，并且确保集装箱角部朝向一个或多个扭锁移动。操作者在她/他认为这是必要的使卸货放慢或采取手动控制。
图7示意性地示出用于控制集装箱的在卸货目标上的自动卸货的系统15的另一视图，该系统包括在吊具5上的摄像机13至13n、悬挂着的集装箱2和作为示例性卸货目标的拖车19。诸如摄像机13n等的向下指向的摄像机被固定在吊具上的适当位置中，并且各摄像机在吊具上精确固定所在的准确数字位置在(正常情况下单独地或离线执行的)校准过程中被记录。摄像机已经被导向为使得它产生集装箱的包括了最近的集装箱角部在内的底部的图像。图像还含有在卸货目标上的视觉特征，其被称作卸货特征。卸货特征可以包括一个或多个扭锁TL1至TL8；或者在拖车构造中的诸如后梁RB等的拖车的角部形状或直边缘。使用这样的现有结构作为卸货特征优选将专用标记添加至每一个道路和/或码头拖车。在图1和图7中，扭锁被指示为在拖车19上方稍微突出的小矩形，但这仅是为了使其在图中更易于识别扭锁的相对位置。被布置在大多数拖车上的扭锁中的矩形图案中的两个或更多的大致直线将被找到，该直线近似对应于角部配件的矩形-立方形状。
与拖车相距的负载的竖直距离、在代表着拖车的顶表面的水平平面上方的负载的高度h从负载定位系统(LPS)24已知。在地面上方的拖车的水平平面的高度也从目标定位系统TPS 23已知。为了找到负载在拖车的水平平面中的更准确的位置，对来自摄像机13至13n的图像进行处理。处理在诸如视频控制单元7中等的控制单元的一个或多个计算机或处理器中完成。该图像处理的一部分可以也在或者代替地在诸如PLC等的控制器中或者在诸如CCS系统6等的另一起重机系统的处理器中执行。
产生了示出集装箱的一部分以及拖车或其他卸货目标的图像。图4示出了与图8(现有技术)基本上相同的示例性图像，但是图4被以不同方式标记出以说明发明的方法。图4示出由被安装在吊具5的四个角部上的向下看的四个视频摄像机一起组成的大致相同的图像。该图示出5个扭锁TL4至TL8，其在图4中各用小矩形标记。图像还示出在由吊具保持的集装箱的底部处的所有四个角部C1至C4，其中在图4中的各底部角部的边缘已经用L状线标记出。图像被处理以识别诸如扭锁TL4等的卸货特征，并且以辨识出诸如C2等的集装箱角部，并且测量集装箱角部与卸货特征(例如扭锁)之间的在图像中的距离。因此在图4中，一个扭锁的图像TL5'与一个角部C3的图像C3'之间的距离被测量为距离D图像，并且该测量可以使用截线定理、相似三角形或三角测量(triangulation)来放大。在权利要求的范围内其他方法可以被用来达成值D图像。例如，图像中的成组像素可以以与上面的US7,106,883(技术背景部分)中所描述的类似的方式利用相同颜色或色调被辨识出并被识别为边缘。
在本发明的方法中，可以通过将图像中的扭锁对之间的距离(针对集装箱2的尺寸的值转换之后)与标准集装箱的长边缘或短边缘上的扭锁对之间的距离进行比较，把识别的边缘分类为假或真候选。换言之，真或假候选可以通过将成对的卸货特征TL1至TL8之间的距离的测量与用于标准船运集装箱的标准距离SW、SL(见图3)进行比较并拒绝针对标准集装箱的角部配件之间的长度(SL)或宽度(SW)的公差之外的各测量来确定。该距离在由三角测量的卸货特征所形成的2D直方图中测量。在该描述中，词语三角测量被用来描述在计算机视觉中使用的用于计算在3-D空间中的点的过程，该点对应于来自两个2-D视图的图像点的射线或在2-D中的点与从已知起始点开始的空间中创建矢量的已知距离的交点。
图5a和图5b是集装箱与拖车之间的几何关系的示意性图示，特别地示出了各与在视频摄像机所产生的图像中测量的距离成正比的两个角度。角度theta被表述为代表了围绕x轴和y轴中的每一个的角度的两个尺寸角度，它们是θx，y(围绕y轴的theta x)和θy，x(围绕x轴的theta y)。图6是由被安装在吊具5上的在集装箱2上方已知位置中的视频摄像机所产生的图像21中的几何关系的示意性图示。图示中的视觉细节包括至少一个集装箱角部C3'和卸货特征扭锁TL5'，以及示出了在卸货目标的图像中的它们之间的相对位置。
图5a示出从长边看到的集装箱。Y轴垂直地走进纸平面内。从由摄像机产生的图像中的集装箱角部C3'与卸货特征TL5'之间的距离相对于集装箱的一个第一边计算的角度与角度θx，y(围绕y轴的theta x)成正比。在图5b中x轴从纸面垂直地出来。图5b从其短边示出集装箱。相对于集装箱的第二边计算的角度θy，x(围绕x轴的theta y)与摄像机图像中的集装箱角部C3'与卸货特征扭锁TL5'之间测量的距离成正比。这些二维角度被用来计算拖车上的水平平面中的两个距离，其矢量和被示出为图像中的卸货特征C3'与TL5'之间的在水平平面中的一个单一直线上的距离D图像，该距离与拖车上的集装箱角部CR3与卸货特征扭锁TL5之间的实际距离成正比。
再次参见图6，其中图示出在集装箱角部C3'与卸货特征诸如扭锁TL5'的视频摄像机图像21中产生的D图像的测量。图像中的从集装箱2的角部C3'到卸货特征扭锁TL5'的距离可以被计算为在x-y水平平面中的距离D图像，并且其中D图像＝(θx，y，θy，x)。
也就是说，图像中的距离D图像可以被计算为以下距离的矢量和：
由第一角度θy，x(围绕x轴的theta y)计算的第一距离(矢量)，和
由在卸货目标的拖车平面、水平平面上投影的第二角度θx，y(围绕y轴的theta x)计算的第二距离(矢量)。
集装箱角部的、因此是集装箱负载的水平位置可以使用相似三角形或交点定理(Intersect Theorem)法或三角测量根据另一实施例计算。摄像机的焦距是已知的。在图6中，摄像机与集装箱角部的底部之间的摄像机定向或角度由图像中的集装箱角部的定向估算(53，图11)。摄像机的数字位置先前已经在校准过程(51，图11)中确定出。负载的竖直位置、竖直高度h从LPS已知。集装箱角部与卸货特征、诸如扭锁之间的在图像21中的距离D图像(图4)通过三角测量从摄像机图像I1、IN中的卸货特征与集装箱角部确定出。集装箱角部C2的竖直向下投影与拖车上的卸货目标之间的在拖车的上表面上的水平距离D拖车(图5)于是通过使用三角测量或相似三角形定理基于D图像而计算。
图11是用于根据发明的第一方面的一个或多个方法的流程图。针对各集装箱转运移动可以执行来自流程图的以下步骤：
49获取由TPS系统发送至起重机控制系统(CCS)系统的从吊具至拖车的第一距离或者其他卸货目标的信息31(图2)；
50从CCS系统6获取用于目标集装箱的各角部的数字位置；
52获取各摄像机13至13n的数字位置(在3D空间中在吊具5上的位置)；
53计算摄像机图像中的从集装箱角部的位置的摄像机定向角度Phi见图6；
54估算相对于各集装箱角部C1至C4的摄像机定向；
55从CCS获取从吊具到拖车的高度h
56在一个或多个检测位置处检测拖车的图像中的在拖车或其他卸货目标上的一个或多个卸货特征；
57计算从摄像机到拖车的平面的射线交点；
58计算在各检测位置处的在图像中从集装箱角部C1'至C4'到拖车或其他卸货目标上的一个或多个卸货特征TL1'至TL8'的水平距离D图像
59“过滤”用来计算在各检测点处图像中的从集装箱到拖车上的卸货特征的距离(例如D图像)的累积测量；并且利用稳固的统计支持产生集装箱2至拖车19的估算水平距离D拖车、第二距离；
60将估算的计算的拖车位置发送至CCS作为当前卸货位置的细化。
优选地，借助于被安装在集装箱起重机的吊具上的三个或更多的摄像机由卸货目标产生的图像被用在基于测量图像中所识别的特征(例如C3'和TL5')之间的诸如D图像等的距离的计算中。
某些步骤可以以另一顺序执行。例如在步骤49中，将由TPS系统23的激光扫描器测量的第一水平距离发送至起重机控制系统，该系统根据第一距离使起重机朝向卸货目标移动。该第一距离信息可以被包括在用于基于摄像机图像中的测量计算距离、第二距离的步骤中。在其他实施例中，该第一距离由CCS使用但没有被用在第二距离的计算中。
某些步骤可以省略。例如，校准步骤51—校准吊具上的各摄像机的数字位置—在正常情况下在不频繁的基础上并离线执行，因此正常情况下不针对每一集装箱提升或卸货执行。同样，用于各摄像机的数字位置可以在用于各提升的计算中使用，但值可以在起重机操作的各连续班次期间被保持在工作存储器中。吊具5的位置是已知的，并因此，借助于被安装成测量钢丝绳的通过吊具和/或吊运车的钢丝绳升降机械而被卷入和/或放出的量的诸如编码器等的测量装置，被吊升的集装箱的位置也是已知的。该信息可以例如从计算机存储器存储装置单元、数据服务器或数据缓冲器或者CCS有权访问用于当计算保持着集装箱2的吊具5的位置时使用的类似装置获取到。方法步骤可以通过处理在视频控制单元的处理器中运行的计算机程序中的指令来执行。计算机程序的部分也可以在起重机控制系统6中或在起重机系统15的其他部分中运行。
步骤59总结了由卸货特征产生的测量的和在由摄像机13至13n产生的图像中的在集装箱角部与卸货特征之间产生的测量的统计过滤。在各转运位置中，集装箱角部的相对于起重机坐标系中的物理坐标的位置和摄像机13至13n的定向是需要的。定向通过识别图像中的集装箱角部位置和定向来找到，如图1至图5中示意性地描述的那样。这是简化的，因为集装箱角部位置由于工单含有关于集装箱大小(例如20ft集装箱或40ft集装箱)的信息而在起重机坐标系中是已知的，并且角部在起重机坐标系中的位置因为集装箱已经由吊具5拾起而是已知的。从吊具到拖车的高度距离对于CCS系统从TPS系统23已知。从集装箱角部到拖车或其他卸货目标上的诸如扭锁、后梁RB、代表着扭锁对之间的距离的边缘等的卸货特征的距离通过计算拖车或其他卸货目标上的卸货特征的3D位置来找到。这通过计算从摄像机到拖车平面的射线交点来完成，其示意性地示出在图5中。
方法还可以以以下方式总结。
1)摄像机的相对于集装箱角部的定向的估算。这通过与基本辨识和定向估算方法组合的基本背景建模来实现。来自该步骤的结果是摄像机的相对于集装箱的定向被建立。这与早期实行的校准步骤51一起使得能够实现给出吊具的高度测量的三角测量。
2)卸货位置上方的不同高度处的拖车上的卸货特征的检测。一系列的图像处理和相似性测量方法被应用，导致用于各框架和摄像机的多个候选。来自该步骤的结果是用于图像中的卸货特征的大量真、假候选的图像位置。
3)各检测位置处的卸货特征的三角测量和总结了2D直方图中的查找结果。2D直方图当通过TPS系统测量时与拖车的平面共面。这里的结果是现在集装箱将要卸货所在的3D平面中的卸货特征的三角测量的真、假候选的累积。
4)对于卸货位置的细化的计算和发送60该细化至控制系统。基于2D卸货结构直方图，统计分析被应用以分类出最可能的卸货特征。该步骤从早期阶段中去除了假候选的影响。基本刚体位置和定向估算给出了被细化的参考位置，该位置被发送60至起重机控制系统。
图9(现有技术)示出被装载在已装配有码头拖车的沿着长边33和沿着后端部的短边34的装载引导件的码头拖车39上的集装箱的图片。这样的装载引导件还可以具有的优点在于，它们可以将集装箱机械地引导到扭锁的顶部的位置上。图10(现有技术)示出用于在码头区域里面和外面两者运输集装箱的已知道路拖车19'的图片。在该示例性示例中，道路拖车具有指示为TL1至TL6的六个扭锁。在这里示出的道路拖车上的扭锁展现出近似的立方体外形状，并且被看到的是与拖车的上表面大致齐平且等高地安装。扭锁的直线和/或矩形形状提供了可以在由摄像机产生的图像中被识别的卸货特征。
当工单被从码头操作系统TOS 14获取时，于是可使与该工单相关联的信息用于由起重机控制系统6进行的获取。因此当拖车被识别时，与被识别的拖车有关的所有信息、如像拖车长度一样的尺寸也可用于起重机控制系统以用于拖车上的扭锁位置的相对于拖车或集装箱的测量位置的计算。另外，装载位置(前部、后部或中央)对于已被安排用于根据TOS工单装载或卸载的卡车拖车在正常情况下也是预定的。因此对于正常工单，关于拖车长度、在拖车上的位置的信息可以由CCS 6用来计算集装箱在哪将要被卸货的拖车上的扭锁位置。
该描述和附图中所描述的用于使用集装箱起重机将集装箱自动地卸货在卸货目标上的方法可以通过一个或多个或计算机化的过程来执行，而没有由操作者进行的监督或来自操作者的动作的任何需要。发明的方法可以由一个或多个计算机程序来监督、控制或执行。一个或多个微处理器(或处理器或计算机)包括被连接至或被包括在上述视频控制单元、控制器、起重机控制单元或起重机控制系统6中的一个或多个中的中央处理单元CPU，该处理器、PLC或计算机实行根据发明的一个或多个方面的步骤，如例如参照图11的流程图所描述的方法的那样。特别地，视频控制单元7可以包括被配置有存储用于执行所公开的方法的计算机程序的存储器存储装置的一个或多个计算机或处理器。需要注意的是，根据发明的第四方面的用于执行根据发明的方法的计算机程序也可以在一个或多个通用工业微处理器或PLC或计算机上运行，取代一个或多个专门适用的计算机或处理器。
计算机程序包括使得视频控制单元7中的和/或起重机控制系统或起重机控制系统的另一控制单元或控制器中的计算机或处理器使用等式、算法、数据、存储值、计算、工单数据、拖车数据及用于先前描述的方法的类似物并且例如与图11的流程图有关地实行方法的计算机程序代码元素或软件代码部分。程序的一部分可以被存储在如上的处理器中，但也可以在ROM、RAM、PROM、EPROM或EEPROM芯片或类似存储器部件中。根据发明的第四方面，程序或其中的一些也可以部分地或整个地被本地(或集中)存储在诸如磁盘、CD-ROM或DVD盘、硬盘、磁光存储器存储部件等的其他合适的非暂时性计算机可读介质上或中、在易失性存储器中、在闪速存储器中、作为固件或者被存储在数据服务器上。这些计算机程序代码也可以被提供在当其上的程序代码被装载引导服务器或移动终端时实行本发明的功能的一个或多个数据载体上。呈CD-ROM盘形式的具有计算机程序代码93的一个这样的数据载体90被示意性地示出在图12中。
在该说明书中图示出并讨论的实施例仅意在向本领域技术人员教导发明人产生和使用发明所已知的最佳方式。本领域技术人员会认识到本发明绝不限于所描述的示例。于此相反，很多修改和变型可能在所附加的权利要求的范围内。所以应该认识到的是本发明仅由以下权利要求限制。

Claims (21)

1.一种用于使用集装箱起重机(1)将集装箱(2)卸货在卸货目标(19)上的方法，所述集装箱起重机包括用于保持并提升所述集装箱的吊运车(3)和吊具(5)，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统(6)，其中从由所述吊具保持的集装箱到所述卸货目标的第一距离(h)被测量并且所述集装箱依赖于测量的所述第一距离而被朝向所述卸货目标移动，其特征在于，
-使用被安装在所述吊具(5)上的摄像机(13-13n)，产生所述卸货目标(19)和所述集装箱(2)的多个图像(21)，
-评估相对于各集装箱角部的摄像机定向，
-在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)的所述图像中，在卸货位置上方的不同高度处，识别一个或多个卸货特征(TL1-8)，形成针对每个框架和摄像机的多个卸货特征候选，
-基于在所述集装箱(2)的角部与所述一个或多个卸货特征(TL1-8)之间在所述图像(21)中进行的一个或多个测量，计算从所述集装箱的角部到所述卸货特征的水平距离，其中所述距离通过计算在各检测位置处从所述摄像机到所述卸货目标平面的射线交点来得到，
-总结在2D直方图中的发现，结果为集装箱将要卸货所在当前3D平面中的卸货特征的真假候选的累积，以及
-将集装箱到卸货目标的水平第二距离(D拖车)提供至所述起重机控制系统(6)以用于使所述集装箱卸货在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)上，基于统计分析中的2D直方图以筛选出最可能的卸货特征。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
-在所述卸货目标的所述图像中识别集装箱的至少一个角部(C1-C4)和至少一个卸货特征(TL1-8)，并且基于所述卸货目标的所述图像中的在所述集装箱的所述至少一个角部(C3')与所述至少一个卸货特征(TL5')之间的测量(D图像)计算从所述集装箱到所述卸货目标的水平第二距离。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
-基于所述图像中的在被识别的边缘(C3')与卸货特征(TL5')之间的多个像素、基于所述吊具/集装箱的已知位置和所述卸货目标的所述图像(21)中的在所述集装箱的至少一个角部与至少一个卸货特征之间的测量，计算从所述集装箱到所述卸货目标的所述水平第二距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
-通过使用相似三角形基于在所述集装箱的至少一个角部与至少一个卸货特征之间的在所述图像中测量的距离计算在集装箱角部与卸货特征之间的水平距离，从而计算从所述集装箱到所述卸货目标的所述水平第二距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过计算与围绕所述起重机的坐标系的水平平面中的y轴的角度θx(θx，y)成正比的第一距离和与围绕所述起重机的坐标系的水平平面中的x轴的角度θy(θy，x)成正比的第二距离的矢量和，并且使所述矢量和投影到所述卸货目标的水平平面上，确定所述水平第二距离(D拖车)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，对所述卸货目标的所述图像中的在被识别的边缘与卸货特征之间的或者在不同卸货特征之间的距离的测量应用统计过滤，以确定所述测量中的哪个是用于计算在所述集装箱与所述卸货目标之间的所述水平第二距离(D拖车)的合适的候选。
7.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，估算被固定在所述吊具上的至少一个摄像机(13-13n)相对于所述集装箱(2)的角部(C1-C4)的或者相对于所述集装箱的角部的关于在所述起重机的坐标系的水平平面中的y轴或x轴的倾斜的定向角度
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算在所述卸货目标的图像中的从所述集装箱(2)的角部(C1-C4)的位置的摄像机定向并且相应地调节所述水平第二距离(D拖车)。
9.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，获取所述吊具上的至少一个摄像机中的每一个的校准数字位置。
10.一种集装箱起重机(1)的视频控制单元(7)，被配置为使用集装箱起重机(1)将集装箱(2)卸货在卸货目标(19)上，所述集装箱起重机包括用于保持并提升所述集装箱的吊运车(3)和吊具(5)，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统(6)，其中从由所述吊具保持的集装箱到所述卸货目标的第一距离(h)被测量并且所述集装箱依赖于测量的所述第一距离而被朝向所述卸货目标移动，其中所述卸货目标(19)和所述集装箱(2)的多个图像(21)使用被安装在所述吊具(5)上的摄像机(13，13n)而产生，并且其中所述视频控制单元(7)包括被配置成使得所述视频控制单元执行以下步骤的处理器和计算机程序代码：
-获取使用被安装在所述吊具上的所述摄像机产生的所述卸货目标和所述集装箱的所述多个图像，
-评估相对于各集装箱角部的摄像机定向，
-在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)的所述图像中，在卸货位置上方的不同高度处，识别一个或多个卸货特征(TL1-8)，形成针对每个框架和摄像机的多个卸货特征候选，
-基于在所述集装箱(2)的角部与所述一个或多个卸货特征(TL1-8)之间在所述图像(21)中进行的一个或多个测量，计算从所述集装箱的角部到所述卸货特征的水平距离，其中所述距离通过计算在各检测位置处从所述摄像机到所述卸货目标平面的射线交点来得到，
-总结在2D直方图中的发现，结果为集装箱将要卸货所在当前3D平面中的卸货特征的真假候选的累积，以及
-将集装箱到卸货目标的水平第二距离(D拖车)提供至所述起重机控制系统(6)以用于使所述集装箱卸货在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)上，所述水平第二距离基于统计分析中的2D直方图以筛选出最可能的卸货特征来计算。
11.根据权利要求10所述的视频控制单元，其特征在于，至少一个摄像机(13-13n)被连接至所述视频控制单元(7)，所述视频控制单元被配置为将基于在所述卸货目标的所述图像中进行的测量(D图像)的所述水平第二距离(D拖车)的计算值发送至所述起重机控制系统(6)。
12.根据权利要求10所述的视频控制单元，其特征在于，所述视频控制单元(7)和/或至少一个摄像机(13-13n)通过数据链路被连接至所述起重机控制系统(6)，所述数据链路被配置用于图像以每秒多个兆字节通信至所述起重机控制系统。
13.根据权利要求10所述的视频控制单元，其特征在于，所述视频控制单元(7)和/或至少一个摄像机(13-13n)通过数据链路被连接至所述起重机控制系统(6)，所述数据链路被配置用于图像以超过30Mbytes/s通信至所述起重机控制系统。
14.根据权利要求10所述的视频控制单元，其特征在于，所述视频控制单元(7)包括处理器和存储器存储装置，所述存储器存储装置包括计算机程序指令并且针对所述视频控制单元被配置成执行用于使用集装箱起重机将集装箱卸货在卸货目标上的方法。
15.一种用于使用集装箱起重机(1)将集装箱(2)卸货在卸货目标(19)上的装置，所述集装箱起重机包括用于保持并提升所述集装箱的吊运车(3)和吊具(5)，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统(6)，其中从由所述吊具保持的集装箱到所述卸货目标的第一距离(h)被测量并且所述集装箱依赖于测量的所述第一距离而被朝向所述卸货目标移动，所述装置包括：
-用于使用被安装在所述吊具(5)上的摄像机(13-13n)、产生所述卸货目标(19)和所述集装箱(2)的多个图像(21)的部件，
-用于评估相对于各集装箱角部的摄像机定向的部件，
-用于在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)的所述图像中、在卸货位置上方的不同高度处，识别一个或多个卸货特征(TL1-8)、形成针对每个框架和摄像机的多个卸货特征候选的部件，
-用于基于在所述集装箱(2)与所述一个或多个卸货特征(TL1-8)之间在所述图像(21)中进行的一个或多个测量、计算从所述集装箱的角部到所述卸货特征的水平距离的部件，其中所述距离通过计算在各检测位置处从所述摄像机到所述卸货目标平面的射线交点来得到，
-用于总结在2D直方图中的发现的部件，结果为集装箱将要卸货所在当前3D平面中的卸货特征的真假候选的累积，以及
-用于将集装箱到卸货目标的水平第二距离(D拖车)提供至所述起重机控制系统(6)用于使所述集装箱卸货在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)上的部件，所述水平第二距离基于统计分析中的2D直方图以筛选出最可能的卸货特征来计算。
16.一种用于使用集装箱起重机(1)将集装箱(2)卸货在卸货目标(19)上的系统(15)，所述集装箱起重机包括用于保持并提升所述集装箱的吊运车(3)和吊具(5)，及用于控制所述集装箱起重机的移动的起重机控制系统(6)，其中从由所述吊具保持的集装箱到所述卸货目标的第一距离(h)被测量并且所述集装箱依赖于测量的所述第一距离而被朝向所述卸货目标移动，其特征在于，视频控制单元(7)适于且被配置用于处理由摄像机(13-13n)产生的卸货目标的图像(21)，并且在于所述视频控制单元被配置成执行以下步骤：
-使用被安装在所述吊具(5)上的所述摄像机(13-13n)，产生所述卸货目标(19)和所述集装箱(2)的多个图像(21)，
-在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)的所述图像中，在卸货位置上方的不同高度处，识别一个或多个卸货特征(TL1-8)，形成针对每个框架和摄像机的多个卸货特征候选，
-基于在所述集装箱(2)与所述一个或多个卸货特征(TL1-8)之间在所述图像(21)中进行的一个或多个测量，计算从所述集装箱的角部到所述卸货特征的水平距离，其中所述距离通过计算在各检测位置处从所述摄像机到所述卸货目标平面的射线交点来得到，
-总结在2D直方图中的发现，结果为集装箱将要卸货所在当前3D平面中的卸货特征的真假候选的累积，以及
-将集装箱到卸货目标的水平第二距离(D拖车)提供至所述起重机控制系统(6)用于使所述集装箱卸货在所述卸货目标(19，19'，16，29，39)上，所述水平第二距离基于统计分析中的2D直方图以筛选出最可能的卸货特征来计算。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，处理由至少一个摄像机产生的所述卸货目标(19，19'，16，29，39)的所述图像以在所述卸货目标的所述图像中识别一个或多个卸货特征(TL1-8)的处理在所述视频控制单元(7)的处理器或计算机中执行。
18.根据权利要求16或17所述的系统，其特征在于，使用适于以高速和/或高分辨率通信至所述起重机控制系统的数据链路将到所述卸货目标的所述水平第二距离(D拖车)发送(60)至所述起重机控制系统。
19.根据权利要求16或17所述的系统，其特征在于，被配置用于每秒传输多兆字节Mbytes/s的光纤通信信道被布置连接在任意以下之间：摄像机(13-13n)与所述视频控制单元(7)；所述视频控制单元与所述起重机控制系统(6)；所述起重机控制系统与码头操作系统(14)；所述视频控制单元(7)与所述码头操作系统(14)。
20.根据权利要求16或17所述的系统，其特征在于，被配置用于超过30Mbytes/s的光纤通信信道被布置连接在任意以下之间：摄像机(13-13n)与所述视频控制单元(7)；所述视频控制单元与所述起重机控制系统(6)；所述起重机控制系统与码头操作系统(14)；所述视频控制单元(7)与所述码头操作系统(14)。
21.根据权利要求16或17所述的系统，其特征在于，所述系统被配置用于作为以下中的任一个的卸货目标：另一集装箱(16)、集装箱堆垛(29)、码头拖车(39)、道路拖车(19)、卸货货架或转运货架。
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