Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Steuerung einer Containerbrücke zum Be- oder Entladen, insbesondere des Laderaumes, eines Schiffes gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche 1, 2 und 3. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Steuersystem zur Steuerung einer Containerbrücke gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des unabhängigen Patentanspruches 16. Schließlich betrifft die Erfindung eine Containerbrücke mit dem zuvor genannten Steuersystem, insbesondere aber arbeitend nach dem oben genannten Verfahren.The invention relates firstly to a method for controlling a container bridge for loading or unloading, in particular the loading space, of a ship according to the features of the preambles of the independent claims 1, 2 and 3. Furthermore, the invention relates to a control system for controlling a container bridge according to the features of Oberbegriffes of independent claim 16. Finally, the invention relates to a container bridge with the aforementioned control system, but in particular working according to the above method.
Containerbrücken werden insbesondere in Häfen zum Umschlagen von Gütern, insbesondere zum Transport von Containern eingesetzt, nämlich zum Be- und Entladen von Schiffen mit Containern. Hierzu weist die Containerbrücke mindestens einen wasserseitigen ersten Ausleger und mindestens einen landseitigen zweiten Ausleger auf, wobei die beiden Ausleger einteilig ausgebildet und/oder entsprechend verbunden sind. Der erste und der zweite Ausleger sind an mehreren im wesentlichen vertikal verlaufenden Stützpfeilern angeordnet. An dem ersten Ausleger bzw. an dem zweiten Ausleger ist eine bewegbar angeordnete Katze vorgesehen, die über Seilelemente mit einem Greifer (spreader) funktionstechnisch verbunden ist. Über ein Hubwerk kann der Greifer auf und ab bewegt werden (Z-Richtung), wobei über die Katze und das Fahrwerk der Containerbrücke entsprechend andere Bewegungen (X-/Y-Richtung) realisierbar sind. Der Greifer, der sogenannte „spreader”, ist so ausgebildet, dass dieser einen Container mit Hilfe eines Verriegelungsmechanismus ergreifen kann. Hierzu wird der Greifer mit dem oberen Bereich des Containers in Kontakt gebracht und der Verriegelungsmechanismus so aktiviert, dass entsprechende Bolzen bzw. „Twistlocks” in die jeweiligen Ausnehmungen der Eckbeschläge des Containers (in sogenannte „corner fittings”) eingreifen und dann der Greifer mit dem darunter hängenden Container zu einer Absetzposition (bzw. Zielposition) mit Hilfe der jeweiligen oben genannten Komponenten transportiert werden kann.Container bridges are used in particular in ports for handling goods, in particular for transporting containers, namely for loading and unloading ships with containers. For this purpose, the container bridge at least one water-side first arm and at least one landside second arm, wherein the two arms are integrally formed and / or connected accordingly. The first and the second boom are arranged on a plurality of substantially vertically extending buttresses. On the first arm or on the second arm a movably arranged cat is provided, which is functionally connected via cable elements with a gripper (spreader). About a hoist, the gripper can be moved up and down (Z-direction), whereby on the cat and the chassis of the container bridge according to other movements (X- / Y-direction) can be realized. The gripper, the so-called "spreader" is designed so that it can grab a container by means of a locking mechanism. For this purpose, the gripper is brought into contact with the upper region of the container and the locking mechanism is activated so that corresponding bolts or "twistlocks" engage in the respective recesses of the corner fittings of the container (in so-called "corner fittings") and then the gripper with the including hanging container can be transported to a Absetzposition (or target position) using the respective above components.
Zur Durchführung eines zumindest teilweise automatischen Betriebs für den Transport der Container sind im Stand der Technik unterschiedliche Verfahren bzw. Steuerungssysteme bereits bekannt.To carry out an at least partially automatic operation for the transport of the containers, different methods or control systems are already known in the prior art.
So ist aus der EP 2 574 587 A1 ein Verfahren bzw. ein Steuerungssystem bekannt. Hier ist an dem Greifer (bzw. an dem Containergeschirr) ein bildgebender Sensor angeordnet, der einem Steuersystem die entsprechenden Messwerte von einer bestimmten Umgebung des Greifers (Containergeschirrs) übermittelt, wobei diese Messwerte von einer Recheneinheit verarbeitet und ausgewertet werden. Mit Hilfe dieses Steuersystems kann nun ein unter dem Greifer (spreader) hängender Container auf der Ladefläche eines LKW's oder auf einem Bahnwaggon abgesetzt werden. Hierzu nähert sich der Greifer mit dem darunter hängenden Container der entsprechenden Absetzposition für den Container an, wobei mit Hilfe des bildgebenden Sensors die Absetzposition, insbesondere die sogenannten „Twistlocks” auf der Ladefläche eines LKW's ermittelt werden. Letzteres, also die Ermittlung der „Twistlocks” wird in einer ersten Bewegungsphase des Greifers realisiert, nämlich wenn der Greifer mit einem darunter hängenden Container noch einen bestimmten vzw. großen Abstand zu der Absetzposition aufweist, also entsprechend entfernt „im Anflug” auf den LKW ist. In einer letzten zweiten Bewegungsphase („Endanflug” des Greifers) besteht bei dem hier im Stand der Technik bekannten Verfahren dann kein Sichtkontakt zwischen der Absetzposition, insbesondere zwischen den „Twistlocks” des LKW's und dem bildgebenden Sensor am Greifer. Es wird daher die zuletzt von der Recheneinheit berechnete Absetzposition der zweiten Bewegungsphase, also im „Endanflug” des Greifers „blind” angesteuert bzw. angefahren/angeflogen und der Container vom Greifer dann auf dieser zuletzt berechneten Absetzposition abgesetzt bzw. positioniert. Insbesondere sind die „Twistlocks” der zweiten Bewegungsphase durch den unter dem Greifer hängenden Container verdeckt, so dass der „Endanflug” des Containers zu seiner Absetzposition eben „blind geflogen” werden muss. Unproblematisch ist dies bei einer feststehenden Absetzposition wie bei einem sich, nicht bewegenen LKW oder Bahnwaggon.So is out of the EP 2 574 587 A1 a method or a control system known. Here, an imaging sensor is arranged on the gripper (or on the container tableware) which transmits to a control system the corresponding measured values of a specific environment of the gripper (container harness), these measured values being processed and evaluated by a computer. With the help of this control system can now be placed under the gripper (spreader) hanging container on the back of a truck or on a railroad car. For this purpose, the gripper approaches with the container hanging below the corresponding settling position for the container, wherein the settling position, in particular the so-called "twistlocks" are determined on the back of a truck with the help of the imaging sensor. The latter, so the determination of the "twistlocks" is realized in a first phase of movement of the gripper, namely, when the gripper with a container hanging underneath a certain vzw. has a large distance to the Absetzposition, so appropriately removed "on approach" is on the truck. In a last second movement phase ("final approach" of the gripper) is in the method known in the prior art then no visual contact between the Absetzposition, in particular between the "twistlocks" of the truck and the imaging sensor on the gripper. Therefore, the last settling position of the second movement phase, calculated by the arithmetic unit, ie "blindly" in the "end approach" of the gripper, is triggered or approached and the container is then placed or positioned by the gripper on this last calculated set-down position. In particular, the "twistlocks" of the second phase of movement are covered by the container hanging under the gripper, so that the "final approach" of the container has to be flown "blind" to its setting position. This is not a problem in a fixed settling position as in a, not moving truck or train wagon.
Problematisch ist dies jedoch bei einer sich etwaig, verändernden Aufnahme- und/oder Absetzposition eines Containers, wie bspw. in oder auf einem Schiff, da hier aufgrund der Schiffsbewegungen bzw. der Schiffschwankungen, die auch in einem Hafenbecken durch Wellen und/oder Wind verursacht werden können, die jeweilige Aufnahmeposition eines Containers und/oder die jeweilige Absetzposition für einen Container sich relativ zur vzw. feststehenden Containerbrücke entsprechend ändert. Für den zuvor genannten Fall ist das in der EP 2 574 587 A1 beschriebene Verfahren bzw. das dort beschriebene Steuersystem daher noch nicht optimal ausgebildet bzw. eben nicht geeignet. Daher werden „auf der Wasserseite” einer Containerbrücke die Be- und Entladevorgänge für ein Schiff derzeit manuell gesteuert, was einerseits den Arbeitsaufwand und die damit verbundenen Kosten erhöht, insbesondere aber auch die teueren Liegezeiten der Schiffe ebenfalls erhöht sind, da auch für einen manuellen Bediener bei starken Schiffsbewegungen der Be- und Entladevorgang problematisch und zeitaufwändig ist.This is problematic, however, with a possibly, changing receiving and / or Absetzposition of a container, such as. In or on a ship, since here due to the ship movements or the ship's fluctuations, which causes in a harbor basin by waves and / or wind can be, the respective receiving position of a container and / or the respective Absetzposition for a container relative to vzw. fixed container bridge changes accordingly. For the case mentioned above that is in the EP 2 574 587 A1 Therefore described method or the control system described there is not yet optimally designed or just not suitable. Therefore, the loading and unloading operations for a ship are currently controlled manually on the water side of a container bridge, which on the one hand increases the workload and the associated costs, but in particular the expensive lay times of the ships are also increased, as for a manual operator in heavy ship movements of the loading and unloading process is problematic and time consuming.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und/oder das eingangs genannte Steuersystem daher derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass die zuvor genannten Probleme vermieden sind, insbesondere der Vorgang des Be- und Entladens eines Schiffes mit Containern vereinfacht, insbesondere die damit verbundenen Kosten verringert sind.The invention is therefore based on the object, the aforementioned method and / or Therefore, to design and develop the aforementioned control system so that the aforementioned problems are avoided, in particular simplifies the process of loading and unloading a ship with containers, in particular the associated costs are reduced.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun – für das Verfahren – zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weiterhin ist – für das Verfahren – die zuvor aufgezeigte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 2 gelöst. Schließlich ist – für das Verfahren – die zuvor aufgezeigte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst.The previously indicated object is now - for the method - first solved by the features of claim 1. Furthermore, for the method - the above-mentioned object is achieved by the features of claim 2. Finally, for the method - the above-mentioned object is achieved by the features of claim 3.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun – für das Steuersystem – durch die Merkmale des Patentanspruches 16 gelöst.The object indicated above is now - for the control system - solved by the features of claim 16.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun mit Hilfe eines Erfassungssystems die relative Position des Greifers zu einem aufzunehmenden Container, also zu dessen Aufnahmeposition und/oder die relative Position des Greifers mit daran hängenden Container zu einer Absetzposition (für diesen Container) und/oder die relative Position des Greifers mit daran hängenden Container zu einer Einfädelposition, jeweils im bzw. während des Endanfluges des Greifers kontinuierlich ermittelt bzw. überwacht und zwar insbesondere so lange kontinuierlich ermittelt bzw. überwacht – für den jeweiligen, zuvor genannten Vorgang – bis dann der Greifer mit dem aufzunehmenden Container in Kontakt kommt bzw. bis der Greifer den Container absetzt bzw. bis der abzusetzende Container mit seinem unteren Bereich den oberen Bereich der „cell guides” eines Schiffes kontaktiert oder bis der abzusetzende Container mit seinem unteren Bereich in eine Lucke zwischen zwei anderen Containern eingetaucht ist. Mit dem Begriff „Endanflug” ist also nicht die erste Bewegungsphase eines Greifers gemeint, wo der Greifer „grob” in Richtung der jeweiligen Aufnahmeposition, der Absetzposition oder der Einfädelposition mit Hilfe der jeweiligen Komponenten (Fahrwerk, Katze, Hubwerk, Seilelemente) hinbewegt bzw. entsprechend positioniert wird (bzw. „hingeflogen” wird), sondern die sich hieran anschließende zweite Bewegungsphase (Endphase des Bewegungsablaufes, daher die Bezeichnung „Endanflug”) wo der Greifer nur noch wenige Meter vzw. im Abstand von weniger als 3 m von der jeweiligen Aufnahmeposition bzw. der unter einem Greifer hängende Container vzw. weniger als 3 m von der jeweiligen Absetzposition bzw. von der jeweiligen Einfädelposition entfernt ist, bevor der Greifer dann tatsächlich den jeweiligen Container aufnimmt, absetzt oder einfädelt. Nochmals anders ausgedrückt, der „Endanflug” des Greifers bzw. des Greifers mit daran hängenden Container ist der letzte Bewegungsabschnitt des Greifers, insbesondere auf seinen „letzten 3 Metern” bevor ein Container aufgenommen, abgesetzt oder eingefädelt wird. Insbesondere sind dabei die „letzten 3 Meter” der noch verbleibende vertikale Abstand zwischen Greifer und dem oberen Bereich (vzw. Dach) des aufzunehmenden Containers bzw. der vertikale Abstand zwischen dem Greifer mit dem daran hängenden Container, also von dem Bodenbereich dieses Containers (von der Unterseite des Containers) zur jeweiligen Absetz- oder Einfädelposition, insbesondere also zum oberen Bereich, vzw. zum Dach, eines anderen Containers auf dem der unter dem Greifer hängende Container abgesetzt werden soll. Ein „Endanflug” könnte daher bspw. auch über eine noch verbleibende bestimmte effektive Abrolllänge des Seilelementes, an dem der Greifer hängt, definiert werden bis ein Container effektiv aufgenommen, effektiv abgesetzt bzw. effektiv eingefädelt ist. Denkbar, je nach Anwendungsfall sind auch noch kürzere „Endanflüge”/letzte Bewegungsabschnitte des Greifers, insbesondere ab 2,5 m oder weniger, vzw. ab 2 m oder weniger oder vzw. auch ab 1,5 m oder weniger als entsprechende Definition für den „Endanflug” in obigem Sinne. Dies ist auch abhängig vom jeweiligen spezifischen Anwendungsfall. Die Bewegungen des Greifers „im Endanflug” und dessen Positionierung erfolgt über die Seilelemente, das Hubwerk, die Katze und/oder das Fahrwerk bzw. wird über die entsprechende Ansteuerung dieser Komponenten realisiert Aufgrund der Ermittlung der jeweiligen relativen und aktuellen Positionen des Greifers zu der jeweiligen aktuellen Aufnahmeposition, aktuellen Absetzposition bzw. aktuellen Einfädelposition in kontinuierlicher Weise können dann die Bewegungen des Greifers im bzw. während des „Endanfluges” des Greifers nun so – ohne „Blindflug” – gesteuert und insbesondere auch überwacht werden, so dass ein vollautomatisches Aufnehmen, Absetzen bzw. Einfädeln eines Containers auch von bzw. auf einem schwankenden Schiff vollautomatisiert ermöglicht ist.In the method according to the invention is now using a detection system, the relative position of the gripper to a male container, ie its receiving position and / or the relative position of the gripper with hanging container to a Absetzposition (for this container) and / or the relative position the gripper with it hanging container to a threading position, respectively in or during the final approach of the gripper continuously determined or monitored and in particular as long continuously determined or monitored - for the respective, previously mentioned process - until then the gripper with the male Container comes into contact or until the gripper drops the container or until the container to be dropped contacts the upper part of the "cell guides" of a ship with its lower part or until the container to be dropped dips with its lower part into a gap between two other containers is. The term "final approach" is thus not the first phase of movement of a gripper meant where the gripper "coarse" in the direction of the respective pickup position, the Absetzposition or the Einfädelposition with the help of the respective components (chassis, cat, hoist, rope elements) moves or is positioned accordingly (or "flown" is), but the subsequent second movement phase (final phase of the movement, hence the name "final approach") where the gripper only a few meters vzw. at a distance of less than 3 m from the respective receiving position or under a gripper hanging container vzw. is less than 3 m from the respective Absetzposition or from the respective threading position is removed before the gripper then actually receives the respective container, settles or threading. Again, in other words, the "final approach" of the gripper or the gripper with container hanging thereon is the last movement section of the gripper, especially on its "last 3 meters" before a container is picked up, set down or threaded. In particular, the "last 3 meters" are the remaining vertical distance between gripper and the upper region (or roof) of the container to be accommodated, or the vertical distance between the gripper and the container hanging thereon, ie from the bottom region of this container (from FIG the underside of the container) to the respective settling or threading, ie in particular to the upper area, vzw. to the roof, another container on which the hanging under the gripper container is to be discontinued. Therefore, a "final approach" could, for example, also be defined over a remaining effective unroll length of the cable element to which the gripper hangs until a container is effectively picked up, effectively deployed or effectively threaded. Conceivable, depending on the application are even shorter "final approaches" / last movement sections of the gripper, in particular from 2.5 m or less, vzw. from 2 m or less or vzw. also from 1.5 m or less as appropriate definition for the "final approach" in the above sense. This also depends on the specific application. The movements of the gripper "at the final approach" and its positioning via the rope elements, the hoist, the cat and / or the chassis or is realized via the appropriate control of these components due to the determination of the relative and current positions of the gripper to the respective current pickup position, current Absetzposition or current threading position in a continuous manner, the movements of the gripper in or during the "final approach" of the gripper now so - without "blind flight" - controlled and in particular also be monitored, so that a fully automatic recording, settling Threading a container is also fully automated from or on a fluctuating ship.
Dadurch, dass nun insbesondere der „Endanflug” des Greifers zur Aufnahme eines Containers und/oder der „Endanflug” des Greifers mit daran hängendem Container, also der jeweilige „Endanflug” des Greifers (ohne Container) zu einer Aufnahmeposition oder der „Endanflug” des Greifers (mit einem an dem Greifer hängenden Container) zu einer Absetzposition kontinuierlich ermittelt, berechnet und überwacht wird, können die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt werden. Insbesondere wird die jeweilige Aufnahmeposition kontinuierlich so lange ermittelt bis der Greifer tatsächlich mit dem aufzunehmenden Container in Kontakt kommt, bzw. die Absetzposition kontinuierlich so lange ermittelt wird bis der abzusetzende Container – im Endeffekt – tatsächlich abgesetzt wird, bzw. die Einfädelposition kontinuierlich so lange ermittelt wird bis der einzufädelnde Container tatsächlich entsprechend eingefädelt ist, wobei die jeweilige Kontaktermittlung und/oder Positionsermittlung durch eine Sensorik, insbesondere ein Kamerasystem (Kameras), und/oder die jeweilige Kontaktermittlung durch einen Lastsensor erfolgt, was noch ausführlich erläutert werden darf. Insbesondere ist mit dem Begriff „Einfädeln” gemeint, dass nach dem Einfädeln eines Containers, bspw. in die „cell guides” eines Schiffes oder in die Lücke zwischen zwei Container dann die weitere Bewegung des Containers zwangsgeführt ist, nämlich durch die „cell guides” eines Schiffes geführt wird oder durch entsprechend benachbarte Container begrenzt ist.The fact that now in particular the "final approach" of the gripper for receiving a container and / or the "final approach" of the gripper with it hanging container, so the respective "final approach" of the gripper (without container) to a recording position or the "final approach" of Gripper (with a hanging on the gripper container) continuously determined, calculated and monitored to a Absetzposition, the disadvantages mentioned above can be avoided and corresponding advantages can be achieved. In particular, the respective receiving position is determined continuously until the gripper actually comes into contact with the container to be picked up, or the settling position is determined continuously until the container to be dropped - in the end - actually sold, or determined the threading position continuously until the threading container is actually threaded accordingly, with the respective Contact determination and / or position determination by a sensor, in particular a camera system (cameras), and / or the respective contact determination by a load sensor, which may be explained in detail. In particular, the term "threading" means that after the threading of a container, for example, in the "cell guides" of a ship or in the gap between two containers then the further movement of the container is constrained, namely by the "cell guides" of a ship or is bounded by corresponding adjacent containers.
Aktuelle Veränderungen der zuvor genannten Positionen (Aufnahmeposition/Absetzposition/Einfädelposition) können dann auch bei Schwankungen eines Schiffes aktuell entsprechend in Echtzeit erfasst werden, so dass dann das Steuersystem den Greifer bzw. die aktuellen Bewegungen des Greifers sofort entsprechend steuern und dessen Bewegungen im Endanflug anpassen, also entsprechend adaptieren kann, so dass der Aufnahmevorgang, der Absetzvorgang und/oder der Einfädelvorgang des Containers auch bei Schwankungen eines Schiffes ohne Unterbrechung fortgesetzt werden können und das Aufnehmen, Absetzen und/oder Einfädeln des Containers voll automatisch realisiert wird. Hierzu weist das Steuersystem ein entsprechendes, vzw. spezifisch ausgebildetes Erfassungssystem und eine Steuereinheit und/oder einen Mikroprozessor auf, wobei das Steuersystem aufgrund der vom Erfassungssystem übermittelten Daten dann das Aufnehmen, das Absetzen und/oder das Einfädeln des Containers voll automatisiert steuert. Hierbei wird die vom Steuersystem vzw. aufgrund einer Schiffsbewegung sich relativ zur Containerbrücke verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition oder Einfädelposition eines Containers erfasst und auch die aktuelle relative Position des Greifers (mit oder ohne dran hängenden Container, je nach Vorgang) zu der entsprechenden Aufnahme-, Absetz- oder Einfädelposition ermittelt und dann in Echtzeit die Bewegungen des Greifers im „Endanflug” berechnet und an die sich verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition und/oder Einfädelposition aktuell angepasst, so dass der Container voll automatisch aufgenommen, abgesetzt und/oder eingefädelt werden kann. Durch diese vollständige und kontinuierliche „Endanflugsteuerung” des Greifers kann insbesondere ein Container sicher auf der Absetzposition (Zielposition) abgesetzt werden, auch wenn die Absetzposition sich verändert bzw. bewegt. Ein „blinder Endanflug” wie bisher im Stand der Technik ist daher vermieden, wodurch nunmehr entscheidende Vorteile realisiert werden können. So können nämlich die Be- und Entladezeiten für ein Schiff reduziert werden, es kann – im Endeffekt – ein vollautomatischer Betrieb für die Be- und Entladung eines Schiffes von der Wasserseite zur Landseite (und umgekehrt) realisiert werden, so dass die Liegezeiten des Schiffes, der Arbeitsaufwand und die damit verbundenen Gesamtkosten (zum Be- und Entladen eines Schiffes mit Containern) erheblich verringert sind.Current changes in the above-mentioned positions (picking position / depositing position / threading position) can then be detected in real time, even in the case of fluctuations in a ship, so that the control system then immediately controls the gripper or the current movements of the gripper and adjusts its movements during the final approach , So can adapt accordingly, so that the recording process, the settling process and / or the threading of the container can be continued without interruption even with fluctuations of a ship and the recording, settling and / or threading of the container is fully automatically realized. For this purpose, the control system has a corresponding, vzw. specifically designed detection system and a control unit and / or a microprocessor, wherein the control system then automatically controls the recording, the settling and / or the threading of the container due to the data transmitted by the detection system. Here, the vzw from the control system. detected due to a ship movement relative to the container bridge changing receiving position, setting position or threading of a container and also the current relative position of the gripper (with or without hinged container, depending on the process) to the corresponding recording, Absetz- or Einfädelposition determined and then in Real time, the movements of the gripper calculated in the "final approach" and adapted to the changing recording position, setting position and / or threading currently, so that the container can be fully automatically absorbed, deposited and / or threaded. By means of this complete and continuous "final approach control" of the gripper, in particular a container can be set down safely on the set-down position (target position), even if the set-down position changes or moves. A "blind end approach" as in the prior art is therefore avoided, which now crucial advantages can be realized. Namely, the loading and unloading times can be reduced for a ship, it can - in the end - a fully automatic operation for the loading and unloading of a ship from the water side to the land side (and vice versa) are realized, so that the waiting times of the ship, the workload and the associated total costs (for loading and unloading a ship with containers) are significantly reduced.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuersystem in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf nun zunächst auf die den unabhängigen Patentansprüchen 1, 2 und 3 nachgeordneten Patentansprüche 4 bis 15 bzw. auf die dem unabhängigen Patentanspruch 16 nachgeordneten Patentansprüche 17 bis 26 sowie auf den Patentanspruch 27 verwiesen werden. Im folgenden darf nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der folgenden Zeichnung und der dazu gehörenden Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigtThere are now a variety of ways to design the inventive method and the control system according to the invention in an advantageous manner and further. For this purpose, reference may now first to the independent claims 1, 2 and 3 subordinate claims 4 to 15 or refer to the independent claim 16 subordinate claims 17 to 26 and to claim 27. In the following, a preferred embodiment of the invention with reference to the following drawings and the accompanying description may now be explained in more detail. In the drawing shows
1 in schematischer Darstellung eine Containerbrücke mit den verschiedenen einzelnen Komponenten, 1 a schematic representation of a container bridge with the various individual components,
2a und 2b einen Greifer (spreader) zum Ergreifen bzw. zur Aufnahme oder zum Transport und Absetzen eines Containers in schematischer Darstellung von oben (2a) und von der Seite (2b), 2a and 2 B a gripper (spreader) for gripping or for receiving or for transporting and depositing a container in a schematic representation from above ( 2a ) and from the side ( 2 B )
3a, 3b, 3c in schematischer Darstellung (vgl. 3a) einen Container mit an den Eckbereichen angeordneten Eckbeschlägen, nämlich mit den sogenannten „corner fittings”, letztere teilweise in vergrößerter Darstellung (3b und 3c), wobei die Anordnung der Eckbeschläge unter Beachtung einer entsprechenden, vzw. genormten Bemaßung in allgemeiner Form dargestellt ist, 3a . 3b . 3c in a schematic representation (cf. 3a ) a container with arranged at the corner areas corner fittings, namely with the so-called "corner fittings", the latter partially in an enlarged scale ( 3b and 3c ), wherein the arrangement of the corner fittings under consideration of a corresponding, vzw. standardized dimensioning is shown in general form,
4 in schematischer Darstellung das Aufnehmen eines freistehenden Containers durch einen Greifer bzw. der „Endanflug” des Greifers zur Aufnahmeposition des Containers, 4 a schematic representation of the picking up of a freestanding container by a gripper or the "final approach" of the gripper to the receiving position of the container,
5a das Absetzen eines unter dem Greifers hängenden Containers auf einem freistehenden Container in schematischer Darstellung beim Endanflug des Greifers zur Absetzposition, 5a the settling of a container suspended under the gripper on a freestanding container in a schematic representation during the final approach of the gripper to the set-down position,
5b in schematischer Darstellung in der Ansicht von oben, im wesentlichen korrespondierend zu 5a die Erkennungssituation/Bilderfassungssituation aus der Sicht der am Greifer angeordneten Kameras mit dem unter dem Greifer hängenden Container bzw. mit dem unter diesem Container „teilweise hervorschauenden” Container, auf den der unter dem Greifer hängende Container abgesetzt werden soll (vgl. hierzu 5a), 5b in a schematic representation in the view from above, substantially corresponding to 5a the recognition situation / image acquisition situation from the viewpoint of the cameras arranged on the gripper with the container suspended under the gripper or with the container "partially protruding" under this container onto which the container suspended under the gripper is to be deposited (cf. 5a )
5c in schematischer Darstellung den Absetzvorgang eines unter dem Greifer hängenden Containers auf einem nicht freistehenden Container, insbesondere den Absetzvorgang entlang einer bereits aufgestapelten Containerreihe in einer ersten Phase, sowie 5c in a schematic representation of the settling of a hanging under the gripper Containers on a non-freestanding container, in particular the settling process along an already stacked container series in a first phase, as well as
5d in schematischer Darstellung den Absetzvorgang eines unter dem Greifer hängenden Containers auf einem nicht freistehenden Container, insbesondere den Absetzvorgang entlang einer bereits aufgestapelten Containerreihe in einer zweiten Phase, 5d a schematic representation of the settling of a hanging under the gripper container on a non-free-standing container, in particular the settling process along an already stacked container row in a second phase,
6 das Einfädeln eines unter einem Greifer hängenden Containers in die „cell guides” eines Schiffes in schematischer Darstellung beim Endanflug des Greifers auf die Einfädelposition, 6 the threading of a container hanging under a gripper into the "cell guides" of a ship in a schematic representation during the final approach of the gripper to the threading position,
7 das Einfädeln eines unter einem Greifer hängenden Containers zwischen zwei benachbarten Containern in schematischer Darstellung beim Endanflug des Greifers auf die Einfädelposition, und 7 the threading of a hanging under a gripper container between two adjacent containers in a schematic representation during the final approach of the gripper to the threading, and
8 in schematischer Darstellung die Steuereinheit des Steuersystems mit den Eingangs- bzw. Ausgangsgrößen zur Steuerung der jeweiligen Komponenten. 8th a schematic representation of the control unit of the control system with the input and output variables for controlling the respective components.
1 zeigt nun in schematischer Darstellung eine Containerbrücke 1 zum Be und/oder Entladen eines hier nicht dargestellten Schiffes, insbesondere des Laderaumes eines Schiffes mit entsprechenden Containern 2. 1 now shows a schematic representation of a container bridge 1 for loading and / or unloading a ship, not shown here, in particular the cargo space of a ship with corresponding containers 2 ,
Wie die 1 zeigt weist die Containerbrücke 1 einen wasserseitigen – ersten – Ausleger 3 und bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Containerbrücke 1 zwei landseitige zweite Ausleger 4, nämlich einen landseitigen Ausleger 4a und einen landseitigen Ausleger 4b auf.As the 1 shows the container bridge 1 a waterside - first - boom 3 and in the preferred embodiment of the container bridge shown here 1 two landside second outriggers 4 namely, a shore-side boom 4a and a shore-side boom 4b on.
Bei der in 1 dargestellten Containerbrücke 1 handelt es sich um eine „Zwei-Katz-Containerbrücke 1” mit vzw. zwei untereinander bzw. übereinander angeordneten zweiten Auslegern 4a und 4b. Es ist auch denkbar, das Verfahren bzw. das Steuersystem mit einer Containerbrücke 1 zu realisieren, wobei die Containerbrücke 1 dann als „Ein-Katz-Containerbrücke” ausgebildet ist. Denkbar ist auch, dass die Containerbrücke nur einen wasserseitigen Ausleger aufweist und keinen landseitigen Ausleger, wenn nämlich die Containerbrücke als „kleine Brücke” ausgebildet ist, so dass die Container zwischen den beiden Fahrwerksbeinen/Stützpfeilern abgesetzt und/oder aufgenommen werden können. Eine jeweilige Containerbrücke 1 kann also auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Im folgenden wird das Verfahren bzw. das Steuersystem jedoch anhand der in 1 dargestellten Zwei-Katz-Containerbrücke 1 erläutert.At the in 1 illustrated container bridge 1 it is a "two-cat container bridge 1" with vzw. two mutually or superposed second arms 4a and 4b , It is also conceivable, the method or the control system with a container bridge 1 to realize, with the container bridge 1 then designed as a "one-cat container bridge". It is also conceivable that the container bridge has only a water-side boom and no landside boom, namely, if the container bridge is designed as a "small bridge" so that the container between the two legs / support pillars deposited and / or can be recorded. A respective container bridge 1 can therefore be designed in different ways. In the following, however, the method or the control system will be described on the basis of in 1 illustrated two-cat container bridge 1 explained.
Der erste und zweite Ausleger 3 und 4a sind im wesentlichen horizontal verlaufend angeordnet, wobei der erste und zweite Ausleger 3 und 4a an mehreren, insbesondere im wesentlichen vertikal verlaufenden Stützpfeilern 5 angeordnet sind. Der erste Ausleger 3 bzw. der zweite Ausleger 4a können auch einteilig und/oder als ein Bauteil ausgebildet sein. Weiterhin sind, wie aus 1 ersichtlich, entsprechende zusätzlich Stützstreben 6 sowie ein Fahrwerk 7 der Containerbrücke 1 vorgesehen, wobei mit letzterem bzw. mit dessen Hilfe die Containerbrücke 1 entlang der Kaimauer eines Hafenbeckens verfahrbar (Y-Richtung) ist.The first and second boom 3 and 4a are arranged substantially horizontally, wherein the first and second boom 3 and 4a at several, in particular substantially vertically extending pillars 5 are arranged. The first boom 3 or the second boom 4a can also be formed in one piece and / or as a component. Furthermore, as are out 1 visible, corresponding additional support struts 6 as well as a chassis 7 the container bridge 1 provided, with the latter or with the help of the container bridge 1 along the quay wall of a harbor basin movable (Y-direction) is.
Insbesondere weist die hier dargestellte Containerbrücke 1 im wesentlichen vier Stützpfeiler 5 auf, wobei der erste Ausleger 3 zur Wasserseite rausragt und der zweite Ausleger 4a auf die Landseite ragt. Die Ausleger 3 und 4a sind insbesondere im wesentlichen mittig zwischen vier Stützpfeilern 5 angeordnet. Zusätzlich kann hier ein weiterer Ausleger 4b vorgesehen sein, wobei vzw. zwei Ausleger 4b vzw. direkt an zwei Stützpfeiler 5 angeordnet sind, von denen in der 1 aber nur ein Ausleger 4b erkennbar ist.In particular, the container bridge shown here 1 essentially four pillars 5 on, with the first boom 3 sticking out to the water side and the second boom 4a sticking out on the land side. The outriggers 3 and 4a are in particular substantially centrally between four pillars 5 arranged. In addition, here is another boom 4b be provided, wherein vzw. two outriggers 4b vzw. directly to two abutments 5 are arranged, of which in the 1 but only one jib 4b is recognizable.
Weiterhin weist die Containerbrücke 1 mindestens eine Katze 8, die hier in 1 dargestellte Containerbrücke sogar zwei Katzen, nämlich eine erste Katze 8 und eine zweite Katze 9 auf. Hierbei dient die erste Katze 8 als „Hauptkatze” und die zweite Katze 9 als „Laschkatze”. Die erste Katze 8 ist entlang dem ersten Ausleger 3 und insbesondere zumindest teilweise auch entlang dem zweiten Ausleger 4a in dessen jeweilige Längsrichtung bewegbar angeordnet (X-Richtung). Die zweite Katze 9, eine Laschkatze 9 ist auf einer durch die beiden Ausleger 4b gebildeten Brücke angeordnet. Einfach ausgedrückt: die Ausleger 4b und die Laschkatze 9 sind im wesentlichen so ausgebildet wie ein üblicher Hallenkran-Aufbau. Schließlich weist die Containerbrücke 1 bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform noch eine Laschplattplattform 13 auf, wobei das „Schalthaus” bzw. die zentrale Steuerung mit entsprechenden Antriebsreglern und den entsprechenden Komponenten, insbesondere auch mit dem vorgesehenen Steuersystem bzw. die entsprechende Steuereinheit 14 bei der in 1 dargestellten Containerbrücke 1 oben links zu erkennen ist.Furthermore, the container bridge 1 at least one cat 8th that are in here 1 shown container bridge even two cats, namely a first cat 8th and a second cat 9 on. This is the first cat 8th as the "main cat" and the second cat 9 as a "Laschkatze". The first cat 8th is along the first boom 3 and in particular at least partially along the second boom 4a arranged movably in its respective longitudinal direction (X direction). The second cat 9 , a lashing cat 9 is on one by the two outriggers 4b arranged bridge arranged. Simply put, the booms 4b and the lashing cat 9 are essentially designed as a conventional hall crane construction. Finally, the container bridge points 1 in the preferred embodiment shown here still a Laschplattplattform 13 on, wherein the "switching house" or the central control with corresponding drive controllers and the corresponding components, in particular with the proposed control system or the corresponding control unit 14 at the in 1 illustrated container bridge 1 can be seen on the top left.
Die Katze 8 ist mit einem Greifer 10 funktionstechnisch, insbesondere über mindestens ein Seilelement 11 bzw. insbesondere über mehrere Seilelemente verbunden. Weiterhin ist ein hier nicht im einzelnen dargestelltes Hubwerk 12 vorgesehen, das vzw. im Bereich der Katze 8 angeordnet und für den Greifer 10 vorgesehen ist bzw. mit dessen Hilfe das Seilelement 11 betätigt wird. Mit Hilfe des Hubwerkes 12 kann der Greifer 10 hoch und runter gefahren werden, also über das Seilelement 11 hochgezogen bzw. abgelassen werden (Z-Richtung). Mit Hilfe des Greifers 10 kann ein Container 2 aufgenommen und/oder abgesetzt werden. Insbesondere über einen im Bereich des Hubwerks 12 oder am Greifer 10 vorgesehenen, nicht dargestellten Lastsensor kann das tatsächliche Aufnehmen oder das tatsächliche Absetzen eines Containers 2 über eine entsprechende „Lastmessung” ermittelt werden. Diese Messdaten werden, wie insbesondere alle anderen Messdaten auch der Steuereinheit 14 übermittelt. 1 zeigt einen von dem Greifer 10 aufgenommenen Container 2, gut ersichtlich ist, dass unter dem Greifer 10 hier der Container 2 hängt.The cat 8th is with a gripper 10 functionally, in particular via at least one cable element 11 or in particular connected via a plurality of rope elements. Furthermore, a not shown here in detail hoist 12 provided, the vzw. in the field of the cat 8th arranged and for the gripper 10 is provided or with the help of the rope element 11 is pressed. With the help of the hoist 12 can the gripper 10 be driven up and down, so on the rope element 11 be raised or lowered (Z-direction). With help of the gripper 10 can be a container 2 be recorded and / or sold. In particular, one in the hoist 12 or on the gripper 10 provided, not shown, load sensor, the actual recording or the actual settling of a container 2 be determined via a corresponding "load measurement". These measured data, like all other measured data, are also sent to the control unit 14 transmitted. 1 shows one of the gripper 10 recorded container 2 , it is obvious that under the gripper 10 here the container 2 hangs.
Der Greifer 10 ist insbesondere als sogenannter „spreader” ausgebildet und weist einen entsprechenden Verriegelungsmechanismus auf, mit dessen Hilfe ein Container 2 mit dem Greifer 10 lösbar verbindbar, nämlich mit dem Greifer 10 verriegelbar und vom Greifer 10 entriegelbar ist, d. h. der Container 2 vom Greifer 10 ergreifbar und transportierbar und auch wieder lösbar ist.The gripper 10 is in particular designed as a so-called "spreader" and has a corresponding locking mechanism, with the aid of a container 2 with the gripper 10 releasably connectable, namely with the gripper 10 lockable and from the gripper 10 can be unlocked, ie the container 2 from the gripper 10 tangible and transportable and also solvable again.
Die 2a und 2b zeigen in schematischer Darstellung einerseits von oben, andererseits von der Seite einen Greifer 10, nämlich einen sogenannten „spreader”. Mit Hilfe eines derartigen Greifers 10 können insbesondere ISO-genormte Container 2 in einem Hafen umgeschlagen bzw. transportiert werden. Der Greifer 10 weist hier eine Art Teleskoprahmen 10a mit Endbereichen 10b auf. Mit Hilfe des Teleskoprahmens 10a kann der Greifer 10 auf die Länge verschiedener Container 2 eingestellt werden. In den Ecken 10c der Endbereiche 10b des Greifers 10 weist der Greifer 10 jeweils einen Verriegelungsmechanismus auf, insbesondere weist der Greifer 10 sogenannte „Twistlocks” auf, mit dessen bzw. deren Hilfe ein Container 2 mit dem Greifer 10 verbindbar bzw. wieder entsprechend von dem Greifer 10 lösbar ist.The 2a and 2 B show in schematic representation on the one hand from above, on the other hand from the side of a gripper 10 namely a so-called "spreader". With the help of such a gripper 10 In particular, ISO-standardized containers 2 be transhipped or transported in a port. The gripper 10 here is a kind of telescope frame 10a with end areas 10b on. With the help of the telescope frame 10a can the gripper 10 on the length of different containers 2 be set. In the corners 10c the end areas 10b of the gripper 10 points the gripper 10 in each case a locking mechanism, in particular, the gripper 10 so-called "twistlocks", with the help of which a container 2 with the gripper 10 connectable or again corresponding to the gripper 10 is solvable.
3a zeigt in schematischer Darstellung einen Container 2 mit der Anordnung von entsprechenden Eckbeschlägen 15. Der Container 2 weist in seinen Eckbereichen jeweils einen Eckbeschlag 15 auf, wobei jeder der Eckbeschläge 15 entsprechende Ausnehmungen 15a, 15b und 15c aufweist. Die Eckbeschläge 15 bzw. Ausnehmungen 15a, 15b und 15c können mit dem Verriegelungsmechanismus des Greifers 10, insbesondere die Ausnehmungen 15a mit den entsprechenden „Twistlocks” zusammenwirken, so dass der Container 2 mit dem Greifer 10 funktional verbindbar ist, insbesondere vom Greifer 10 ergriffen und transportiert werden kann, sowie aber auch der Greifer 10 wieder vom Container 2 lösbar ist, um bspw. einen Container 2 an seinem Bestimmungsort, nämlich an seiner Absetzposition abzusetzen. So zeigt 3b oben rechts den oberen rechten Eckbeschlag 15 für einen Container 2 und 3c den unteren rechten Eckbeschlag 15 für einen Container 2 in schematischer vergrößerter Darstellung. 3a shows a schematic representation of a container 2 with the arrangement of corresponding corner fittings 15 , The container 2 has in its corner areas each a corner fitting 15 on, with each of the corner fittings 15 corresponding recesses 15a . 15b and 15c having. The corner fittings 15 or recesses 15a . 15b and 15c can with the locking mechanism of the gripper 10 , in particular the recesses 15a interact with the corresponding "twistlocks" so that the container 2 with the gripper 10 is functionally connectable, especially from the gripper 10 can be grasped and transported, as well as the gripper 10 again from the container 2 is solvable, for example, a container 2 to settle at its destination, namely at its Absetzposition. So shows 3b upper right corner fitting 15 for a container 2 and 3c the lower right corner fitting 15 for a container 2 in a schematic enlarged view.
In 3a sind daher die Eckbeschläge 15, die sogenannten „corner fittings” gut zu erkennen, wobei in 3a deren Positionierung/Anordnung an dem Container 2, insbesondere die Abstände der einzelnen Eckbeschläge 15 zueinander und/oder die Positionierung der Ausnehmungen 15a, 15b und 15c zueinander mit hier dargestellten allgemeinen Abstandslinien (C1, C2, W, P, D1, D1 etc.) dargestellt ist. Wichtig ist, dass die entsprechenden Abstände der Eckbeschläge 15 zueinander bei bestimmten Containergrößen, also bei bestimmten Containern 2 entsprechend genormt sind. Dies bedeutet, dass, wenn die Koordinaten/Positionierungen von mindestens zwei Eckbeschlägen 15 des Containers 2 bekannt sind, dann auch die Koordinaten/Positionierungen der übrigen Eckbeschläge 15 des Containers 2 entsprechend ermittelbar bzw. berechenbar sind, insbesondere also die Aufnahmeposition eines Containers 2 bzw. die Absetzposition für einen Container 2 auf einem anderen Container 2a, dessen Eckbeschläge 15 ermittelt worden sind, bekannt ist bzw. berechenbar ist.In 3a are therefore the corner fittings 15 to recognize the so-called "corner fittings" well, with in 3a their positioning / arrangement on the container 2 , in particular the distances of the individual corner fittings 15 to each other and / or the positioning of the recesses 15a . 15b and 15c to each other with general distance lines shown here (C 1 , C 2 , W, P, D 1 , D 1, etc.) is shown. It is important that the appropriate distances of the corner fittings 15 to each other in certain container sizes, so in certain containers 2 are standardized. This means that if the coordinates / positions of at least two corner fittings 15 of the container 2 are known, then the coordinates / positioning of the other corner fittings 15 of the container 2 can be determined or calculated accordingly, in particular so the receiving position of a container 2 or the withdrawal position for a container 2 on another container 2a , whose corner fittings 15 have been determined, is known or is calculable.
Durch die Ermittlung der Eckbeschläge 15 eines Containers 2, der von dem Greifer 10 aufgenommen werden soll bzw. von zumindest zwei Eckbeschlägen 15 des Containers 2, der von dem Greifer 10 aufgenommen werden soll ist dann hierdurch bedingt die Aufnahmeposition dieses Containers 2 bekannt bzw. berechenbar, insbesondere wenn die oberen Eckbeschläge 15, zumindest zwei obere Eckbeschläge 15 entsprechend ermittelt worden sind. So wird beim Absetzen eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 eine Absetzposition für diesen Container 2 bestimmt, indem bspw. wenn dieser Container 2 auf einem anderen Container 2a abgesetzt werden soll, die oberen Eckbeschläge 15 (oder zumindest zwei obere Eckbeschläge 15) dieses Containers 2a, auf den abgesetzt werden soll ermittelt werden, da hierdurch dann die jeweilige Absetzposition bestimmt bzw. berechenbar ist, insbesondere der Container 2 mit seinen unteren Eckbeschlägen 15 korrespondierend zu den oberen Eckbeschlägen 15 des Containers 2a abgesetzt werden kann. Ähnliches gilt für die Einfädelposition zum Einfädeln eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2, nämlich über die Ermittlung des oberen Bereichs der „cell guides” eines Schiffes oder der oberen Eckbeschläge 15 von zwei anderen Containern 2b, zwischen denen bspw. eine Lücke 22 vorgesehen ist, ist dann die entsprechende Einfädelposition für den unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 entsprechend ermittelbar bzw. berechenbar.By identifying the corner fittings 15 a container 2 that of the grapple 10 should be included or from at least two corner fittings 15 of the container 2 that of the grapple 10 is to be recorded is then conditionally the receiving position of this container 2 known or predictable, especially if the upper corner fittings 15 , at least two upper corner fittings 15 have been determined accordingly. So when putting one under the gripper 10 hanging container 2 a settling position for this container 2 determined by, for example, if this container 2 on another container 2a should be discontinued, the upper corner fittings 15 (or at least two upper corner fittings 15 ) of this container 2a to be deducted to be determined, since this then determines the respective Absetzposition or is calculable, in particular the container 2 with its lower corner fittings 15 Corresponding to the upper corner fittings 15 of the container 2a can be discontinued. The same applies to the threading position for threading one under the gripper 10 hanging container 2 namely, by determining the upper range of the "cell guides" of a ship or the upper corner fittings 15 from two other containers 2 B , between which, for example, a gap 22 is provided, then the appropriate threading position for the under the gripper 10 hanging container 2 can be determined or calculated accordingly.
Im folgenden darf nun das Verfahren bzw. das Steuersystem bzw. die entsprechend arbeitende Steuereinheit 14 in der folgenden Beschreibung und in der Gesamtschau zu den 1 bis 8 näher erläutert werden: Zunächst darf auf die einzelnen Komponenten des Steuersystems und deren Anordnung bzw. Ausführung näher eingegangen werden: Das Steuersystem weist nun ein Erfassungssystem auf, wobei das Erfassungssystem wiederum mehrere Komponenten aufweist, nämlich zunächst ein erstes optisches System 16, das insbesondere als Laserscanner 16a ausgebildet ist. Das optische System 16 bzw. der Laserscanner 16a ist vzw. an der Katze 8 angeordnet. Denkbar ist aber auch, dass das erste optische System 16, insbesondere der Laserscanner 16a nicht an der Katze 8, sondern bspw. an einem separaten Schlitten angeordnet ist, wobei dann der Schlitten unter dem ersten Ausleger 3 bewegbar angeordnet sein kann. Mit Hilfe des ersten optischen Systems 16 bzw. des Laserscanners 16a ist nun die Verteilung und/oder Anordnung der auf einem hier nicht dargestellten Schiff vorgesehenen und/oder gelagerten Container 2, insbesondere das dortige auf dem Schiff existierende „Containergebirge” ermittelbar. Diese Daten übermittelt das optische System 16 bzw. der Laserscanner 16 über hier nicht dargestellte Datenleitungen (insbesondere per Ethernet) an die Steuereinheit 14. Vzw. ist auch zusätzlich mit Hilfe des ersten optischen Systems 16 die entsprechende Umgebung der Containerbrücke 1, insbesondere der unter den zweiten Auslegern 4b sich befindende, landseitige Arbeitsbereich 17 so erfassbar, so dass mit Hilfe eines in der Steuereinheit 14 vorgesehenen Mikroprozessors eine kollisionsfreie Bewegungsbahn für den Transport bzw. die Bewegung eines Containers 2 von der Landseite zur Wasserseite (oder umgekehrt) berechenbar ist. Mit Hilfe des ersten optischen Systems 16, insbesondere mit Hilfe des Laserscanners 16a sind daher auch Personen und/oder Hindernisse, insbesondere auf den Fahrschienen für das Fahrwerk 7 und/oder im Arbeitsbereich 17 ermittelbar. Denkbar ist auch, dass zur Ermittlung von Personen und/oder Hindernissen im Arbeitsbereich 17 ein weiterer, hier nicht dargestellter Laserscanner vorgesehen ist.In the following may now be the method or the control system or the corresponding operating control unit 14 in the following description and overall to the 1 to 8th be explained in more detail: First, it may be on the individual components of the tax system and their The control system now has a detection system, wherein the detection system in turn comprises a plurality of components, namely first a first optical system 16 , especially as a laser scanner 16a is trained. The optical system 16 or the laser scanner 16a is vzw. on the cat 8th arranged. It is also conceivable that the first optical system 16 , especially the laser scanner 16a not on the cat 8th but, for example, is arranged on a separate carriage, in which case the carriage under the first boom 3 can be arranged movable. With the help of the first optical system 16 or the laser scanner 16a is now the distribution and / or arrangement of provided and / or stored on a ship not shown here container 2 , in particular the local existing on the ship "container mountains" determined. This data is transmitted by the optical system 16 or the laser scanner 16 via data lines, not shown here (in particular via Ethernet) to the control unit 14 , Vzw. is also additional with the help of the first optical system 16 the corresponding environment of the container bridge 1 , especially among the second arms 4b located, landside workspace 17 so detectable, so with the help of one in the control unit 14 provided microprocessor a collision-free movement path for the transport or movement of a container 2 from the land side to the water side (or vice versa) is calculable. With the help of the first optical system 16 , especially with the help of the laser scanner 16a are therefore persons and / or obstacles, especially on the rails for the chassis 7 and / or in the workspace 17 determined. It is also conceivable that to identify persons and / or obstacles in the work area 17 another, not shown here laser scanner is provided.
Weiterhin weist das Erfassungssystem ein System zur Positionsbestimmung des Greifers 10 bzw. zur Messung der Pendelbewegungen des Greifers 10, insbesondere ein Trägheitsnavigationssystem (INS) 18 auf. Das Trägheitsnavigationssystem 18 ist auf oder an dem Greifer 10 angeordnet, wobei die jeweiligen aktuellen Pendelbewegungen des Greifers 10 mit Hilfe dieses Trägheitsnavigationssystems 18 ermittelbar sind. Vzw. übermittelt das Trägheitsnavigationssystem 18 per Datenleitung (vzw. per Ethernet) die entsprechenden Daten über die jeweiligen aktuellen Pendelbewegungen des Greifers 10 ebenfalls an die Steuereinheit 14. Mit Hilfe der Daten des Trägheitsnavigationssystems 18 sind über entsprechende Steuerungsbefehle der Steuereinheit 14 an die Katze 8, an das Hubwerk 12 und/oder an das Fahrwerk 7 die Pendelbewegungen des Greifers 10 eliminierbar oder zumindest reduzierbar. Die Steuereinheit 14 berechnet die dafür notwendigen Steuerungsbefehle bzw. Fahrkommandos für das Fahrwerk 7, die Katze 8 und/oder für das Hubwerk 12 aufgrund eines internen abgespeicherten Pendelmodells. Äußere Einflüsse, wie z. B. Wind, eine ungleichmäßige Lastverteilung im Container 2 oder dgl. werden durch die Stützung des Pendelmodells kompensiert. Die Position (bzw. Koordinaten) des Greifers 10 zu einem entsprechenden Bezugspunkt der Containerbrücke 1 ist mit Hilfe des Steuergerätes 14 ermittelbar, insbesondere über entsprechende Positionssensoren, die an der Katze 8, am Hubwerk 12 und/oder am Fahrwerk 7 vorgesehen sind oder vzw. direkt über das Trägheitsnavigationssystem 18 in Kombination mit einem vzw. zusätzlich vorgesehenen GPS-System. Hierbei ist ein bzw. das GPS-System insbesondere in einem oberen Bereich der Containerbrücke 1 angeordnet und wird insbesondere zur Ermittlung der Position des Fahrwerks 7 verwendet.Furthermore, the detection system has a system for determining the position of the gripper 10 or for measuring the pendulum movements of the gripper 10 , in particular an inertial navigation system (INS) 18 on. The inertial navigation system 18 is on or at the gripper 10 arranged, with the respective current pendulum movements of the gripper 10 with the help of this inertial navigation system 18 can be determined. Vzw. transmits the inertial navigation system 18 via data line (or via Ethernet) the corresponding data about the respective current oscillating movements of the gripper 10 also to the control unit 14 , Using the data of the inertial navigation system 18 are via appropriate control commands of the control unit 14 to the cat 8th , to the hoist 12 and / or to the chassis 7 the pendulum movements of the gripper 10 Eliminable or at least reducible. The control unit 14 calculates the necessary control commands or driving commands for the chassis 7 , the cat 8th and / or for the hoist 12 due to an internal stored pendulum model. External influences, such. As wind, an uneven load distribution in the container 2 or the like are compensated by the support of the pendulum model. The position (or coordinates) of the gripper 10 to a corresponding reference point of the container bridge 1 is with the help of the control unit 14 ascertainable, in particular via corresponding position sensors attached to the cat 8th , on the hoist 12 and / or on the chassis 7 are provided or vzw. directly via the inertial navigation system 18 in combination with a vzw. additionally provided GPS system. In this case, one or the GPS system is in particular in an upper region of the container bridge 1 arranged and used in particular to determine the position of the chassis 7 used.
Das Erfassungssystem weist aber noch ein zweites optisches System 19 auf und dieses zweite optische System 19 ist im Bereich des Greifers 10 vorgesehen und/oder angeordnet, was nun im folgenden näher erläutert werden darf:
Die 2a und 2b zeigen – zumindest teilweise – das zweite optische System 19, nämlich mehrere ein- und ausklappbare bzw. ein- und ausfahrbare Kameras 19a. Die Kameras 19a, die hier insbesondere als sogenannte ToF-Kameras ausgeführt sind, sind im wesentlichen an den Enden der Endbereiche 10b, nämlich im Bereich der Ecken 10c des Greifers 10 angeordnet.However, the detection system still has a second optical system 19 on and this second optical system 19 is in the range of the gripper 10 provided and / or arranged, which may now be explained in more detail below:
The 2a and 2 B show - at least partially - the second optical system 19 , namely several folding and retractable or extendable and retractable cameras 19a , The cameras 19a , which are designed here in particular as so-called ToF cameras, are essentially at the ends of the end regions 10b namely in the area of the corners 10c of the gripper 10 arranged.
2b zeigt hier in der Seitenansicht zwei Kameras 19a, die im wesentlichen in der horizontalen Ebene des Greifers 10 angeordnet sind. Die 2a zeigt, dass im Bereich jeder Ecke 10c des Greifers 10 jeweils eine Kamera 19a angeordnet ist, wobei durch die hier dargestellten Pfeile angedeutet sein soll, dass die Kameras 19a ein- und ausklappbar bzw. ein- und ausfahrbar ausgebildet sind. Die Kameras 19a bzw. das zweite optische System 19 ist nämlich nun so ausgebildet, dass die Kameras 19a nach außen über die äußere Kontur eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 ausklappbar bzw. ausfahrbar sind, wie dies bspw. in den 5a, 5c, 6 und 7 schematisch dargestellt ist. Die Kameras 19a sind aber auch einklappbar bzw. einfahrbar, wie dies bspw. in der 4 bzw. halbseitig eingeklappt/eingefahren in der 5d dargestellt ist. Hierzu kann das zweite optische System 19 Teleskopstangen, die hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigbar sind aufweisen oder entsprechend betätigbare Hebelelemente oder dgl., dies ist insbesondere auch abhängig von der jeweiligen konkreten Ausführung des Greifers 10 und dessen mechanischer Konstruktion. Entscheidend ist aber, dass die Kameras 19a jeweils in eine Position außerhalb der äußeren Konturen eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 ausfahrbar bzw. ausklappbar sind (vgl. 5a), wobei die Kameras 19a vzw. dann noch in der Ebene des Greifers 10 liegen und im eingeklappten bzw. eingefahrenen Zustand innerhalb der äußeren Konturen eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 liegen, wie dieses bspw. halbseitig aus 5d oder auch aus der 4, wo der Container 2 noch nicht unter dem Greifer 10 hängt, entsprechend erkennbar ist. 2 B shows here in the side view two cameras 19a which is essentially in the horizontal plane of the gripper 10 are arranged. The 2a shows that in the area every corner 10c of the gripper 10 one camera each 19a is arranged, which should be indicated by the arrows shown here that the cameras 19a can be folded in or out and / or extended and retracted. The cameras 19a or the second optical system 19 is now so designed that the cameras 19a outward beyond the outer contour of one under the gripper 10 hanging container 2 are foldable or extendable, as for example, in the 5a . 5c . 6 and 7 is shown schematically. The cameras 19a But are also retractable or retractable, as this example. In the 4 or half-folded or retracted in the 5d is shown. For this purpose, the second optical system 19 Telescopic rods, which are hydraulically, pneumatically or electrically actuated or correspondingly operable lever elements or the like., This is particularly dependent on the particular concrete embodiment of the gripper 10 and its mechanical construction. But what matters is that the cameras 19a each in a position outside the outer contours of one under the gripper 10 hanging container 2 are extendable or foldable (see. 5a ), the cameras 19a vzw. then still in the plane of the gripper 10 lie and in the retracted or retracted state within the outer contours of one under the gripper 10 hanging container 2 lie, as this, for example, half-sided 5d or even from the 4 where the container 2 not yet under the gripper 10 depends, is recognizable accordingly.
Bei den als ToF-Kameras ausgebildeten Kameras 19a handelt es sich insbesondere um ein 3D-Kamerasystem. Die Kamera liefert somit für jeden Bildpunkt die Entfernung des darauf abgebildeten Objektes. Das Prinzip entspricht im wesentlichen dem Laserscanning aber mit dem Vorteil, dass ein Bild auf einmal aufgenommen wird und nicht abgetastet werden muss. Dies bedeutet, mit Hilfe einer als ToF-Kamera ausgebildeten Kamera 19a bzw. mit entsprechenden Kameras 19a können in Echtzeit entsprechende Bildaufnahmen gemacht und Entfernungen gemessen werden, also Bilder von entsprechenden Objekten, die sich im entsprechenden jeweiligen Blickwinkel 20 der jeweiligen Kamera 19a befinden. Die entsprechenden Daten werden vzw. per Datenleitung (insbesondere Ethernet) ebenfalls an die Steuereinheit 14 des Steuersystems übertragen. Denkbar ist, dass anstelle der Kameras 19a eine klassische Bildverarbeitung, realisiert ist oder Scanner oder eine Kombination von beidem eingesetzt wird.For the cameras designed as ToF cameras 19a it is in particular a 3D camera system. The camera thus provides for each pixel the distance of the object imaged thereon. The principle essentially corresponds to the laser scanning but with the advantage that an image is taken at once and does not have to be scanned. This means using a camera designed as a ToF camera 19a or with appropriate cameras 19a In real time, corresponding images can be taken and distances can be measured, ie images of corresponding objects that are in the respective respective viewing angle 20 the respective camera 19a are located. The corresponding data are vzw. via data line (especially Ethernet) also to the control unit 14 of the control system. It is conceivable that instead of the cameras 19a a classical image processing, is realized or scanner or a combination of both is used.
Die als ToF-Kameras ausgebildeten Kameras 19a haben sich aber als besonders vorteilhaft erwiesen.The cameras designed as ToF cameras 19a but have proved to be particularly advantageous.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Steuersystems kann nun ein vollautomatischer Betrieb des Be- und/oder Entladens eines Schiffes mit einer Containerbrücke 1 im wesentlichen wie folgt realisiert werden:
Insbesondere in einem ersten Schritt wird mit Hilfe des Erfassungssystems zunächst die Verteilung und/oder Anordnung der auf einem Schiff vorgesehenen und/oder gelagerten Container 2, insbesondere das dortige „Containergebirge” mit Hilfe des ersten optischen Systems 16, insbesondere mit Hilfe des Laserscanners 16a ermittelt, wobei vzw. auch zusätzlich mit Hilfe des optischen Systems 16 die entsprechende Umgebung, nämlich vzw. der Arbeitsbereich 17 ebenfalls so miterfasst wird, so dass grundsätzlich eine kollisionsfreie Bewegungsbahn für den Container 2 von der Landseite zur Wasserseite (oder umgekehrt) mit Hilfe der Steuereinheit 14 berechnet wird.With the help of the method and the control system according to the invention can now be a fully automatic operation of loading and / or unloading a ship with a container bridge 1 essentially be realized as follows:
In particular, in a first step, the distribution system and / or arrangement of the containers provided and / or stored on a ship is first of all determined with the aid of the detection system 2 , in particular the local "container mountain" with the help of the first optical system 16 , especially with the help of the laser scanner 16a determined, whereby vzw. also in addition with the help of the optical system 16 the corresponding environment, namely vzw. the workspace 17 is also so mitergestasst, so that in principle a collision-free movement path for the container 2 from the land side to the water side (or vice versa) by means of the control unit 14 is calculated.
Dann wird – zur Aufnahme eines Containers 2 – mit Hilfe des Erfassungssystems ein aufzunehmender Container 2, also dessen Aufnahmeposition zunächst vzw. sehr schnell und „grob” in einer ersten Bewegungsphase mit dem Greifer 10 „angeflogen”, der Greifer 10 also mit der Steuerung des Fahrwerks 7, der Katze 8 und dem Hubwerk 12 in eine bestimmte Position bewegt, vzw. im wesentlichen über dem aufzunehmenden Container 2 positioniert bis der „Endanflug”, also die zweite und letzte Bewegungsphase des Greifers 10 beginnt. Bei dem Aufnehmen eines Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition durch den Greifer 10 beginnt der Endanflug des Greifers 10 vzw. dann, wenn der Greifer 10 3 m über dem aufzunehmenden Container 2 „schwebt” bzw. positioniert ist. Der Container 2 kann auf der Landseite aufgenommen werden, insbesondere handelt es sich aber nun aber um einen Container 2, der auf einem Schiff deponiert ist und aufgenommen werden soll (vgl. 4). Mit Hilfe des Erfassungssystems wird nun im bzw. während des „Endanflugs” des Greifers 2 die relative Position des Greifers 10 zu dem aufzunehmenden Container 2 kontinuierlich ermittelt und zwar so lange, bis der Greifer mit dem aufzunehmenden Container 2 in Kontakt kommt, wobei das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe des Steuersystems so gesteuert werden, so dass das Aufnehmen des Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition automatisch erfolgt. Ab einem bestimmten Zeitpunkt während des „Endanfluges” und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers 10 über dem aufzunehmenden Container 2, bspw. wenn der Greifer 10 nur noch 3 m oder weniger als 3 m über dem aufzunehmenden Container 2 schwebt wird dann die Aufnahmeposition des Containers 2 kontinuierlich solange ermittelt bzw. überwacht bis der Greifer 10 mit dem aufzunehmenden Container 2 in Kontakt kommt, wobei das Fahrwerk 7 (Y-Richtung), das Hubwerk 12 (Z-Richtung), die Katze 8 (X-Richtung) und/oder der Greifer 10, insbesondere die Betätigung der „Twistlocks”, mit Hilfe des Steuersystems bzw. der Steuereinheit 14 so gesteuert werden, so dass das Aufnehmen des Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition automatisch erfolgt.Then - to receive a container 2 - With the help of the detection system a male container 2 , So its recording position vzw first. very fast and "coarse" in a first movement phase with the gripper 10 "Flown", the grapple 10 So with the control of the chassis 7 , the cat 8th and the hoist 12 moved to a certain position, vzw. essentially over the male container 2 positioned until the "final approach", ie the second and final movement phase of the gripper 10 starts. When picking up a container 2 from its receiving position by the gripper 10 begins the final approach of the gripper 10 vzw. then when the gripper 10 3 m above the container to be picked up 2 "Floats" or is positioned. The container 2 can be taken on the land side, but in particular it is now a container 2 , which is deposited on a ship and is to be recorded (cf. 4 ). With the help of the detection system is now in or during the "final approach" of the gripper 2 the relative position of the gripper 10 to the male container 2 determined continuously and that until the gripper with the male container 2 comes into contact with the landing gear 7 , the hoist 12 , the cat 8th and / or the gripper 10 controlled by the control system so that the picking up of the container 2 automatically takes place from its receiving position. From a certain time during the "final approach" and / or from a certain position of the gripper 10 above the male container 2 , for example, when the gripper 10 only 3 m or less than 3 m above the container to be picked up 2 then hovers the receiving position of the container 2 continuously determined or monitored until the gripper 10 with the container to be picked up 2 comes into contact with the landing gear 7 (Y direction), the hoist 12 (Z direction), the cat 8th (X direction) and / or the gripper 10 , in particular the actuation of the "twistlocks", with the aid of the control system or the control unit 14 be controlled so that picking up the container 2 automatically takes place from its receiving position.
4 zeigt hier den „Endanflug” des Greifers 10 an die Aufnahmeposition des Containers 2. Gut zu erkennen in 4 sind hier die vzw. eingeklappten Kameras 19a. Diese sind hier im eingeklappten Zustand, weil der Greifer 10 hier nach unten offen ausgebildet ist, so dass die jeweiligen Blickwinkel 20 der Kameras 19a den entsprechenden Bereich unter dem Greifer 10, hier angedeutet durch die gestrichelten Linien, gut erfassen können. Bei andersartig ausgebildeten Greifern 10 können im Endanflug des Greifers 10 zur Aufnahme eines Containers 2 die Kameras 19a auch ausgefahren oder ausgeklappt sein, dies ist abhängig von der konkreten Ausführungsform des jeweiligen Greifers 10. 4 shows here the "final approach" of the gripper 10 to the receiving position of the container 2 , Good to recognize in 4 here are the vzw. folded cameras 19a , These are here in the folded state because of the gripper 10 here open down is formed, so that the respective angle of view 20 the cameras 19a the corresponding area under the gripper 10 , indicated here by the dashed lines, can capture well. With differently designed grippers 10 can in the final approach of the gripper 10 for receiving a container 2 the cameras 19a also extended or unfolded, this is dependent on the specific embodiment of the respective gripper 10 ,
Im Endanflug des Greifers 10 werden aber mit Hilfe des zweiten optischen Systems 19 nun der aufzunehmende Container 2 zumindest teilweise erfasst. Insbesondere werden die oberen Eckbeschläge 15 (corner fittings) des Containers 2 mit Hilfe der Kameras 19a erfasst. Denkbar ist auch, dass mit den Kameras 19a dann die jeweilige Ausnehmung 15a oder der obere Rand oder auch bei ausgefahrenen Kameras 19a die Seitenwand eines Containers 2 erfasst werden bzw. ermittelbar sind. In jeden Fall kann aufgrund der über das zweite optische System 19 bzw. über die Kameras 19a ermittelten Daten und mit Hilfe des Steuersystems bzw. der Steuereinheit 14 die Aufnahmeposition des Containers 2, so wie in 4 gezeigt ermittelt werden, insbesondere über die Ermittlung der oberen Eckbeschläge 15 und die hieraus resultierende entsprechende Berechnung. Und letzteres kontinuierlich und so lange bis der Greifer 10 mit dem Container 2 in Kontakt kommt, nämlich am oberen Bereich des Containers 2 zum Ergreifen dieses Containers 2 aufsetzt, so dass dann der Verriegelungsmechanismus, also die „Twistlocks” entsprechend betätigt werden können. Aufgrund der kontinuierlichen Erfassung der Eckbeschläge 15 durch die Kameras 19a bis zum Kontakt des Greifers 10 mit dem Container 2 kann auch eine sich verändernde Aufnahmeposition, bspw. bei einer Schiffsbewegung/Schiffsschwankung, umgehend ermittelt und erfasst werden, so dass mit Hilfe des Steuersystems der Greifer 10 sofort über das Fahrwerk 7, die Katze 8 und/oder das Hubwerk 12 so angesteuert werden kann, so dass das Aufnehmen des Containers 2 aus seiner aktuellen Aufnahmeposition automatisch, insbesondere ohne Zeitverzögerung realisiert werden kann. Die entsprechende Kontaktermittlung kann ebenfalls mit Hilfe der Kameras 19a und/oder mit Hilfe eines Lastsensors bzw. einer Sensorik am Greifer 10 ermittelt werden. Denkbar ist auch eine insbesondere zusätzliche Ermittlung des Kontaktes mit Hilfe des Laserscanners 16a.In the final approach of the grapple 10 but with the help of the second optical system 19 now the container to be picked up 2 at least partially recorded. In particular, the upper corner fittings 15 (corner fittings) of the container 2 with the help of the cameras 19a detected. It is also conceivable that with the cameras 19a then the respective recess 15a or the top or even with the cameras extended 19a the sidewall of a container 2 be detected or can be determined. In any case, due to the via the second optical system 19 or via the cameras 19a determined data and with the help of the control system or the control unit 14 the receiving position of the container 2 , as in 4 be determined, in particular on the determination of the upper corner fittings 15 and the resulting corresponding calculation. And the latter continuously and as long as the gripper 10 with the container 2 comes into contact, namely at the top of the container 2 to grab this container 2 touches, so that then the locking mechanism, so the "twist locks" can be operated accordingly. Due to the continuous detection of the corner fittings 15 through the cameras 19a until the contact of the gripper 10 with the container 2 can also be a changing recording position, for example. In a ship movement / ship fluctuation, immediately detected and detected, so that with the help of the control system of the gripper 10 immediately over the chassis 7 , the cat 8th and / or the hoist 12 can be controlled so that the picking up of the container 2 can be realized automatically from its current recording position, in particular without time delay. The appropriate contact determination can also be done using the cameras 19a and / or with the aid of a load sensor or a sensor on the gripper 10 be determined. Also conceivable is a particular additional determination of the contact using the laser scanner 16a ,
Mit dem Begriff „kontinuierlich ermittelt” ist also im wesentlichen der überwachte Endanflug des Greifers 10 an die tatsächliche, auch möglicherweise sich verändernde Aufnahmeposition des Containers 2 gemeint, also an die Position, in die der Container 2 sich zu dem entsprechenden jeweiligen Augenblick auch aktuell befindet. Ein „Blindflug” im Endanflug, so wie bisher im Stand der Technik, ist vermieden, so dass die oben beschriebenen Vorteile realisiert werden können. Die zuvor beschriebenen Begrifflichkeiten bzw. Definitionen gelten im wesentlich auch für die folgenden Ausführungen.The term "continuously determined" is therefore essentially the monitored final approach of the gripper 10 to the actual, possibly even changing receiving position of the container 2 meant, ie to the position in which the container 2 is currently located at the respective moment. A "blind flight" in the final approach, as in the prior art, is avoided, so that the advantages described above can be realized. The terms and definitions described above also apply essentially to the following statements.
So zeigt die 5a in schematischer Darstellung das Absetzen eines Containers 2 auf einem anderen hier freistehenden Container 2a. Mit Hilfe des Erfassungssystems wird hier die relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Absetzposition im bzw. während des Endanfluges des Greifers 10 kontinuierlich ermittelt bis der Greifer 10 den Container 2 auf dem Container 2a absetzt, wobei das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe eines Steuersystems so gesteuert werden, so dass das Absetzen des Containers 2 an seiner Absetzposition automatisch erfolgt. Die Absetzposition für den Container 2 ist hier der obere Bereich, das „Dach” des Containers 2a, wobei die Absetzposition durch die oberen Eckbeschläge 15 des Containers 2a bestimmt ist bzw. hierüber berechnet wird. Mit Hilfe des Erfassungssystems wird vzw. die Absetzposition für einen von dem Greifer 10 aufgenommenen Container 2 also für einen unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 ab einem bestimmten Zeitpunkt (während des „Endanfluges”) und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers 10, nämlich insbesondere wenn der unter dem Greifer 10 hängende Container 2 nur noch 3 m oder weniger sich über dem freistehenden anderen Container 2a (insbesondere ab einem Abstand von 3 m zwischen dem unteren Bereich bzw. „Boden” des abzusetzenden Container 2 und dem oberen Bereich bzw. „Dach” des Containers, auf dem abgesetzt werden soll) befindet (und der Greifer 10 weiter nach unten fährt) kontinuierlich so lange ermittelt, bis der abzusetzende Container 2 mit dem oberen Bereich des anderen hier in 5a freistehenden Containers 2a in Kontakt kommt. Hierzu wird das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe des Steuersystems so gesteuert, so dass das Absetzen des Containers 2 an seiner Absetzposition automatisch erfolgt.That's how it shows 5a in a schematic representation of the discontinuation of a container 2 on another freestanding container here 2a , With the help of the detection system here is the relative position of the gripper 10 with hanging container 2 to a settling position in or during the final approach of the gripper 10 continuously determined until the gripper 10 the container 2 on the container 2a settles, with the landing gear 7 , the hoist 12 , the cat 8th and / or the gripper 10 be controlled by means of a control system so that the settling of the container 2 automatically takes place at its settling position. The settling position for the container 2 Here is the upper area, the "roof" of the container 2a , wherein the settling position through the upper corner fittings 15 of the container 2a is determined or is calculated about it. With the help of the detection system vzw. the settling position for one of the gripper 10 recorded container 2 So for one under the grapple 10 hanging container 2 from a certain time (during the "final approach") and / or from a certain position of the gripper 10 , especially if under the gripper 10 hanging containers 2 only 3 m or less above the freestanding other container 2a (In particular, from a distance of 3 m between the lower region or "bottom" of the container to be dropped 2 and the top or "roof" of the container to be set down) (and the gripper 10 continues down) continuously determined until the container to be dropped 2 with the top of the other one in here 5a freestanding container 2a comes into contact. This is the chassis 7 , the hoist 12 , the cat 8th and / or the gripper 10 controlled with the help of the control system, allowing the settling of the container 2 automatically takes place at its settling position.
Wie in 5a gezeigt sind bei diesem „Endanflug” die Kameras 19a im ausgeklappten bzw. im ausgefahrenen Zustand, so dass nämlich die Absetzposition für einen unter dem Greifer 10 hängenden Container 2, insbesondere die oberen Eckbeschläge 15 des Containers 2a, auf dem der Container 2 abgesetzt werden soll, auch ermittelbar ist bzw. sind, insbesondere die jeweiligen Blickwinkel 20 der jeweiligen Kamera 19a den entsprechenden Bereich, zumindest aber einen Bereich mit Eckbeschlägen 15 erfassen können.As in 5a are shown in this "final approach" the cameras 19a in the unfolded or in the extended state, namely, that the Absetzposition for one under the gripper 10 hanging container 2 , in particular the upper corner fittings 15 of the container 2a on which the container 2 is to be discontinued, can also be determined or are, in particular the respective angles 20 the respective camera 19a the corresponding area, but at least an area with corner fittings 15 can capture.
Insbesondere erfassen die Kameras 19a auch entsprechende Überlappungen, nämlich wenn der abzusetzende Container 2 noch nicht auf dem anderen hier freistehenden Container 2a abgesetzt worden ist. Dies ist beispielhaft in 5b gezeigt.In particular, the cameras capture 19a also corresponding overlaps, namely when the container to be dropped 2 not yet on the other here freestanding container 2a has been discontinued. This is exemplary in 5b shown.
5b zeigt, korrespondierend zur 5a den unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 und den unter dem Container 2 „hervorschauenden” Container 2a, auf den der Container 2 abgesetzt werden soll aus dem Blickwinkel der Kameras 19, also die sog. „Bilderfassungs- bzw. Erkennungssituation” aus Sicht der am Greifer 10 angeordneten Kameras 19, wobei die Kameras 19 hier im ausgefahrenen Zustand sind, also über die äußeren Konturen des Containers 2 herausragen und die Kameras 19a hier nur „gestrichelt” angedeutet sind. Das in 5b shows, corresponding to 5a under the gripper 10 hanging container 2 and under the container 2 "Eye-catching" container 2a to which the container 2 should be discontinued from the perspective of the cameras 19 , ie the so-called "image capture or recognition situation" from the point of view of the gripper 10 arranged cameras 19 , where the cameras 19 Here are in the extended state, so on the outer contours of the container 2 stick out and the cameras 19a here only "dashed" are indicated. This in
5b gezeigte Schaubild ist das durch die Steuereinheit 14 errechnete Gesamt-Schaubild, das durch die einzelnen jeweiligen Blickwinkel 20 der jeweiligen Kameras 19a von der Steuereinheit 14 ermittelt bzw. berechnet worden ist. Gut zu erkennen ist ein oberer und linker Randbereich des Containers 2a. Anders ausgedrückt, der Greifer 10 mit dem darunter hängenden Container 2 ist bei diesem in 5b dargestellten Ausführungsbeispiel im Endanflug hier ein wenig zu weit nach rechts bzw. ein wenig zu weit zum unteren Rand hin in der 5b positioniert. Anders ausgedrückt, die relative Position/Lage des Greifers 10 bzw. des an dem Greifer 10 hängenden Containers 2 zur Absetzposition wird ermittelt, wobei deutlich zu erkennen ist, dass diese sich nicht mit der Absetzposition deckt. Für den Fall, dass die relative Position/Lage des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2, nämlich der Container 2 den unteren Container 2a, also die Absetzposition vollständig überdeckt, kann es sein, dass ab einem bestimmten Zeitpunkt die äußeren Konturen bzw. Eckbeschläge 15 des unteren Containers 2a von den Kameras 19a nicht ermittelt werden können und der Container 2 aber noch nicht auf dem oberen Bereich des Containers 2a abgesetzt worden ist. Für diesen Fall ermitteln die Kameras 19a kontinuierlich weiter entsprechende Bilder, so dass die relative Lage/Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 zu jedem Zeitpunkt bestimmbar ist, nämlich davon ausgegangen werden kann, dass der an dem Greifer 10 hängende Container 2 sich genau über dem unteren Container 2a befindet, jedenfalls so lange wie der sich darunter befindende Container 2a von keiner der vier Kameras 19a erfasst werden kann. Das tatsächliche Aufsetzen des Containers 2 auf dem unteren Container 2a wird dann insbesondere über einen Lastsensor ermittelt. Die Absetzposition bzw. relative Lage/Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 wird aber mit Hilfe der Kameras 19a kontinuierlich ermittelt bzw. hierdurch dann der gesamte Endanflug entsprechend überwacht, so dass auch dann, wenn im Endanflug zwischenzeitlich entsprechende Überlappungen von den Kameras 19a ermittelt werden, die aktuelle relative Lage/Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 aktuell während des Endanflugs adaptiert bzw. angepasst werden kann. Die zuvor beschriebene Verfahrensweise bzw. Definitionen und Begrifflichkeit gelten auch im Wesentlichen für das Absetzen eines Containers 2 auf einem unteren Container 2a neben einer anderen Containerreihe, nämlich neben anderen Containern 2b, wobei hier im Endanflug des Greifers 10 aber die Kameras 19a zeitweise nur einseitig ausgeklappt bzw. ausgefahren sind, dies darf im folgenden anhand der 5c und 5d später nochmals erläutert werden, allgemein darf noch folgendes ausgeführt werden:
Insbesondere sind die Kameras 19a beim Absetz- oder Einfädelvorgang außerhalb der äußeren Konturen des an dem Greifer 10 hängenden Containers 2 angeordnet bzw. ausgeklappt/ausgefahren. Grundsätzlich werden mit Hilfe der Kameras 19a beim Absetzvorgang die Eckbeschläge 15 eines unteren, freistehenden Containers 2a erfasst und der Greifer 10 wird entsprechend gesteuert, so dass die so ermittelte Absetzposition von dem Greifer 10 bzw. dem darunter hängenden Container 2 auch entsprechend erreicht wird, insbesondere wird der an dem Greifer 10 hängende Container 2 auf dem unteren Container 2a dann entsprechend abgesetzt. Im „Endanflug” des Greifers 10 wird daher die relative Position des Greifers 10 bzw. des am Greifer 10 hängenden Containers 2 zur Absetzposition, hier also zum unteren, freistehenden Container 2a (vgl. 5a) aufgrund der von den Kameras 19a erfassten Daten bzw. Bildern kontinuierlich verändert und angepasst. Hierbei können entweder die Eckbeschläge 15 des unteren freistehenden Containers 2a ermittelt werden, woraus die aktuelle Absetzposition errechnet werden kann oder auch die entsprechenden Überlappungen werden ermittelt (vgl. 5b), wobei bei der Erfassung von gleichen symmetrischen Überlappungen (allseitig) bzw. bei keiner Erfassung einer Überlappung (allseitig) davon ausgegangen werden kann, dass der obere Container 2 genau über dem unteren freistehenden Container 2a hängt. Anders ausgedrückt, wenn der obere Bereich des unteren Containers 2a von den Kameras 19a allseitig nicht mehr ermittelt werden kann, dann ist der unter dem Greifer 10 hängende Container 2 genau über dem unteren Container 2a positioniert. Denkbar ist auch, was auch zusätzlich realisiert werden kann, dass die Seitenwände des unteren Containers 2a als Orientierung dienen und von den Kameras 19a ermittelt werden. Mit dem Ausdruck der „Ermittlung der relativen Position des Greifers mit daran hängendem Container” ist daher insbesondere auch die Ermittlung der relativen Position des unter dem Greifer hängenden Containers zu einer Absetzposition oder zu einer Einfädelposition gemeint bzw. insbesondere mit umfasst, was für die gesamte Beschreibung und alle Figuren gilt. 5b The diagram shown is that by the control unit 14 calculated overall graph, by the individual respective angles 20 of the respective cameras 19a from the control unit 14 has been calculated or calculated. Good to see is an upper and left edge of the container 2a , In other words, the gripper 10 with the container hanging underneath 2 is at this in 5b illustrated embodiment in the final approach here a little too far to the right or a little too far to the lower edge out in the 5b positioned. In other words, the relative position / location of the gripper 10 or on the gripper 10 hanging container 2 to the setting position is determined, and it can be clearly seen that this does not coincide with the setting position. In the event that the relative position / location of the gripper 10 with container hanging on it 2 namely, the container 2 the lower container 2a , So completely covered the Absetzposition, it may be that at a certain time, the outer contours or corner fittings 15 of the lower container 2a from the cameras 19a can not be determined and the container 2 but not yet on the top of the container 2a has been discontinued. In this case, determine the cameras 19a Continuously advance corresponding images, so that the relative position / position of the gripper 10 with container hanging on it 2 is determinable at any time, namely, it can be assumed that the gripper 10 hanging containers 2 just above the lower container 2a at least as long as the container underneath 2a from none of the four cameras 19a can be detected. The actual placement of the container 2 on the lower container 2a is then determined in particular via a load sensor. The settling position or relative position / position of the gripper 10 with container hanging on it 2 but with the help of the cameras 19a continuously determined or thereby the entire final approach is monitored accordingly, so that even if in the final approach in the meantime appropriate overlaps from the cameras 19a be determined, the current relative position / position of the gripper 10 with container hanging on it 2 currently adapted or adapted during the final approach. The above-described procedure or definitions and terminology also apply essentially to the discontinuation of a container 2 on a lower container 2a next to another container row, namely next to other containers 2 B , where here in the final approach of the gripper 10 but the cameras 19a temporarily unfolded or extended only on one side, this may in the following on the basis of 5c and 5d will be explained again later, in general may still be performed:
In particular, the cameras 19a during settling or threading outside the outer contours of the gripper 10 hanging container 2 arranged or unfolded / extended. Basically, with the help of the cameras 19a during settling the corner fittings 15 a lower, free-standing container 2a captured and the gripper 10 is controlled accordingly, so that the thus determined settling position of the gripper 10 or the container hanging underneath 2 is achieved accordingly, in particular, the on the gripper 10 hanging containers 2 on the lower container 2a then deducted accordingly. In the "final approach" of the gripper 10 Therefore, the relative position of the gripper 10 or on the gripper 10 hanging container 2 to the depositing position, here thus to the lower, freestanding container 2a (see. 5a ) because of the cameras 19a recorded data or images continuously changed and adapted. Here, either the corner fittings 15 of the lower freestanding container 2a be determined, from which the current settling position can be calculated or the corresponding overlaps are determined (see. 5b ), wherein in the detection of equal symmetrical overlaps (all sides) or in case of no detection of an overlap (all sides) can be assumed that the upper container 2 just above the lower freestanding container 2a hangs. In other words, if the upper area of the lower container 2a from the cameras 19a can not be determined on all sides, then that is under the gripper 10 hanging containers 2 just above the lower container 2a positioned. It is also conceivable, what can also be realized in addition, that the side walls of the lower container 2a serve as orientation and from the cameras 19a be determined. The term "determination of the relative position of the gripper with the container hanging therefrom" therefore also includes, in particular, the determination of the relative position of the container suspended below the gripper in relation to a set-down position or to a threading position, in particular including what is meant for the entire description and all figures applies.
Wie im wesentlichen zuvor beschrieben kann ein unter dem Greifer 10 hängender Container 2 auch auf einer Laschplattform 13 oder auf einem LKW abgesetzt werden, also die dortige Absetzposition entsprechend ermittelt werden und der Container entsprechend dorthin zielgerichtet transportiert werden.As essentially described above, one may be under the gripper 10 hanging container 2 also on a lashing platform 13 or be deposited on a truck, so the local deduction are determined accordingly and the container accordingly transported there targeted.
Die 5c und 5d zeigen in schematischer Darstellung das Absetzen eines Containers 2 auf einem unteren Container 2a entlang einer Containerreihe, nämlich entlang von mehreren Containern 2b. Im Endanflug des Greifers 10 mit darunter hängendem Container 2 sind die Kameras 19a entsprechend ausgeklappt, stehen also über die äußeren Konturen des an dem Greifer 10 hängenden Containers 2 hinaus bzw. ragen über diesen hinaus, wie deutlich aus 5c ersichtlich. Der Endanflug beginnt hier vzw. dann etwas früher als bei dem Absetzen auf einem freistehenden Container 2a, nämlich dann, wenn der unter dem Greifer 10 hängende Container 2, nämlich insbesondere dessen unterer Bereich („Boden”) 3 m oder weniger über dem oberen Bereich („Dach”) des obersten Containers 2b positioniert ist. Die Kameras 19a sind dann zunächst beidseitig, also im Wesentlichen sind dann alle vier Kameras 19a ausgefahren bzw. ausgeklappt, damit die jeweiligen Blickwinkel 20 insbesondere die oberen Eckbeschläge 15 des obersten Containers 2b erfassen können. Während des Absetzvorganges, also während des Herablassens des Greifers 10 weiter nach unten, so wie in 5d dargestellt wird, werden nun hier bei diesem Ausführungsbeispiel die Kameras 19a auf der linken Seite des Greifers 10 einseitig eingeklappt bzw. eingefahren, damit diese beim weiteren Herunterfahren/Ablassen des Containers 2 nicht abgerissen werden, wenn der Greifer 10 entlang der Container 2b weiter nach unten in Richtung auf die Absetzposition verfahren wird. Während des Absetzvorganges wird aber, auch dies gehört bei diesem Anwendungsbeispiel noch zum Endanflug des Containers 2, nun die oberen (in 5d gezeigten oberen rechten) Eckbeschläge 15 des Containers 2a, auf dem abgesetzt werden soll, über die Kameras 19a, die an der rechten Seite des Greifers 10 einseitig ausgeklappt sind, entsprechend ermittelt, so dass die Absetzposition weiterhin kontinuierlich ermittelt werden kann, bzw. die relative Position des Greifers 10 mit daran hängendem Container 2 zur Absetzposition kontinuierlich ermittelt und überwacht werden kann, bis der Container 2 tatsächlich auf dem Container 2a ordnungsgemäß abgesetzt worden ist. So zeigen aber die 5c und 5d in deutlicher Darstellung, was mit der Einfahrbarkeit/Einklappbarkeit bzw. Ausfahrbarkeit/Ausklappbarkeit der Kameras 19a gemeint ist, nämlich dass diese innerhalb der Konturen des unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 einfahrbar bzw. über diese äußeren Konturen des Containers 2 hinaus fahrbar sind.The 5c and 5d show a schematic representation of the discontinuation of a container 2 on a lower container 2a along a row of containers, namely along several containers 2 B , In the final approach of the grapple 10 with container hanging underneath 2 are the cameras 19a unfolded accordingly, so are on the outer contours of the gripper 10 hanging container 2 beyond or beyond this, as clear 5c seen. The final approach starts here vzw. then a bit earlier than when you set down on a freestanding container 2a , namely, when the under the gripper 10 hanging containers 2 , in particular its lower one Area ("floor") 3 m or less above the upper area ("roof") of the uppermost container 2 B is positioned. The cameras 19a are then both sides first, so essentially all four cameras 19a extended or unfolded, so that the respective angle 20 in particular the upper corner fittings 15 of the top container 2 B can capture. During the settling process, ie during the lowering of the gripper 10 further down, as in 5d is shown here now in this embodiment, the cameras 19a on the left side of the gripper 10 folded on one side or retracted, so that this further shutdown / draining the container 2 Do not be torn off when the grapple 10 along the container 2 B continues to move down in the direction of the settling position. During the settling process, however, this also belongs to the final approach of the container in this application example 2 , now the upper (in 5d shown upper right) corner fittings 15 of the container 2a on which to settle on the cameras 19a on the right side of the gripper 10 unilaterally unfolded, determined accordingly, so that the settling position can continue to be determined continuously, or the relative position of the gripper 10 with container hanging on it 2 to the settling position can be continuously determined and monitored until the container 2 actually on the container 2a has been sold properly. But show that 5c and 5d in a clear representation, what with the retractability / retractability or extendability / Ausklappbarkeit the cameras 19a meaning that these are within the contours of under the gripper 10 hanging container 2 retractable or over these outer contours of the container 2 are also mobile.
Die 6 und 7 zeigen weitere spezifische Vorgänge, nämlich das Einfädeln eines unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 an den Führungsschienen, den sogenannten „cell guides” 21 eines Schiffes bzw. in eine Lücke 22 zwischen zwei anderen, hier benachbarten Containern 2b oder zwischen zwei andere Containerreihen (vgl. 7).The 6 and 7 show other specific processes, namely the threading one under the gripper 10 hanging container 2 on the guide rails, the so-called "cell guides" 21 of a ship or in a gap 22 between two other containers, which are adjacent here 2 B or between two other container rows (cf. 7 ).
Mit Hilfe des Erfassungssystems wird hierbei die relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Einfädelposition im Endanflug des Greifers 10 kontinuierlich zumindest so lange ermittelt, bis der abzusetzende Container 2 mit seinem unteren Bereich mit dem oberen Bereich der „cell guides” 21 eines Schiffes in Kontakt kommt (vgl. 6) oder bis der abzusetzende Container 2 mit seinem unteren Bereich in eine Lücke 22 zwischen zwei anderen Containern 2b eingetaucht ist (vgl. 7), wobei das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder der Greifer 10 mit Hilfe des Steuersystems so gesteuert werden, dass der Einfädelvorgang des Containers 2 automatisch erfolgt.With the help of the detection system here is the relative position of the gripper 10 with hanging container 2 to a threading position in the final approach of the gripper 10 continuously determined at least until the container to be dropped 2 with its lower part at the top of the cell guides 21 of a ship comes into contact (cf. 6 ) or until the container to be dropped 2 with its lower part in a gap 22 between two other containers 2 B immersed (cf. 7 ), with the landing gear 7 , the hoist 12 , the cat 8th and / or the gripper 10 controlled by the control system so that the threading process of the container 2 automatically done.
Mit Hilfe des Erfassungssystems wird die Einfädelposition für einen von dem Greifer 10 aufgenommenen Container 2 nämlich zur Einfädelung des Containers 2 in die „cell guides” 21 eines Schiffes oder zur Einfädelung zwischen zwei benachbarte andere Container 2b, ab einem bestimmten Zeitpunkt im oder während des Endanfluges und/oder ab einer bestimmten Positionierung des Greifers 10 über der Einfädelposition dann kontinuierlich ermittelt bzw. überwacht bis der abzusetzende Container 2 mit seinem unteren Bereich mit dem oberen Bereich der „cell guides” 21 eines Schiffes in Kontakt kommt oder mit seinem unteren Bereich in die Lücke 22 zwischen zwei anderen Containern 2b eingetaucht ist, nämlich ab diesem Zeitpunkt dann entsprechend „zwangsgeführt” ist bis der Container 2 dann tatsächlich auch abgesetzt wird.With the aid of the detection system, the threading position for one of the gripper 10 recorded container 2 namely for threading the container 2 into the "cell guides" 21 a ship or for threading between two adjacent other containers 2 B , at a certain point in or during the final approach and / or from a certain position of the gripper 10 over the threading position then continuously determined or monitored until the container to be dropped 2 with its lower part at the top of the cell guides 21 of a ship comes into contact or with its lower area in the gap 22 between two other containers 2 B is immersed, namely from this point then correspondingly "forced" is up to the container 2 then it is actually discontinued.
Bei dem in den 5 bis 7 beschrieben Verfahren ist ebenfalls mit dem Begriff „kontinuierlich ermittelt” gemeint, dass der Absetzvorgang bzw. der Einfädelvorgang so lange überwacht wird, bis der Container 2 tatsächlich abgesetzt oder eingefädelt ist, d. h. die ausgeklappten bzw. ausgefahrenen Kameras 19a bzw. der Blickwinkel 20 der jeweiligen Kamera 19a übermittelt kontinuierlich die entsprechenden Daten an die Steuereinheit 14 des Steuersystems, woraufhin die Bewegungen des Greifers 10, nämlich dessen relative Position aktuell gesteuert und angepasst werden können, nämlich über die zuvor genannten Komponenten des Fahrwerks 7 (Y-Richtung), der Katze 8 (X-Richtung) und des Hubwerks 12 (Z-Richtung). Denkbar ist auch, dass die Abtastung durch die Kameras 19a impulsartig erfolgt, diese Möglichkeit ist aber mit dem Begriff „kontinuierlich ermittelt” mit umfasst, weil hiermit zum Ausdruck gebracht werden soll, dass das tatsächliche Aufnehmen bzw. Absetzen des Containers und das Bewegen des Greifers 10 in die Aufnahmeposition bzw. des unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 in die Absetz- oder Einfädelposition „bis zum jeweiligen Schluss bzw. bis zum Erreichen der jeweiligen Position” überwacht wird, also hier kein „Blindflug” des Greifers 10 erfolgen soll. Das Erreichen der jeweiligen Aufnahmeposition mit dem Greifer 10, der Absetzposition für einen unter dem Greifer 10 hängenden Container 2 oder der jeweiligen Einfädelposition kann mit den Kameras 19a ermittelt und insbesondere überwacht werden, zusätzlich kann bzw. ist auch ein Lastsensor vorgesehen. So kann ein tatsächliches Absetzen und/oder Aufnehmen des Containers 2, also die jeweilige Kontaktermittlung durch eine Lastmessung zusätzlich überwacht werden. Insbesondere kann mit Hilfe eines Lastsensors auch ein späteres tatsächliches Absetzen des Containers 2 nachdem dieser eingefädelt worden ist, ermittelt werden, nämlich dann, wenn die nach dem Einfädelvorgang sich anschließende zwangsgeführte Bewegung des Containers 2 zu Ende ist und der Container 2 tatsächlich dann abgesetzt worden ist. Vzw. wird die jeweilige Kontaktermittlung aber mit Hilfe der Kameras 19a ermittelt.In the in the 5 to 7 The term "continuously determined" also means that the settling process or the threading process is monitored until the container 2 is actually deposited or threaded, ie the unfolded or extended cameras 19a or the angle of view 20 the respective camera 19a continuously transmits the corresponding data to the control unit 14 of the control system, whereupon the movements of the gripper 10 namely, its relative position can be currently controlled and adjusted, namely via the aforementioned components of the chassis 7 (Y-direction), the cat 8th (X direction) and the hoist 12 (Z-direction). It is also conceivable that the scanning by the cameras 19a is pulse-like, but this possibility is included with the term "continuously determined", because it is intended to express that the actual picking up or setting down of the container and the movement of the gripper 10 in the receiving position or under the gripper 10 hanging container 2 is monitored in the settling or threading position "until the respective conclusion or until reaching the respective position", so here is no "blind flight" of the gripper 10 should be done. Reaching the respective pickup position with the gripper 10 , the settling position for one under the gripper 10 hanging container 2 or the respective threading position can with the cameras 19a determined and in particular monitored, in addition, or is also a load sensor is provided. Thus, an actual settling and / or picking up of the container 2 , So the respective contact determination are additionally monitored by a load measurement. In particular, with the aid of a load sensor, a later actual settling of the container 2 after it has been threaded, be determined, namely, when the after-threading subsequent forced movement of the container 2 is over and the container 2 actually been discontinued then. Vzw. will the respective contact determination but with the help of the cameras 19a determined.
Die zuvor beschriebene Art der Erfassung/Messung hat nämlich den Vorteil, dass die aufgrund einer Schiffsbewegung, sich relativ zur Containerbrücke 1 verändernde Aufnahmeposition eines Containers 2 und/oder sich relativ zur Containerbrücke 1 verändernde Absetzposition für einen Container 2 und/oder die sich relativ zur Containerbrücke verändernde Einfädelposition eines Containers 2 vor dem Aufnehmen, dem Absetzen und/oder dem Einfädeln des Containers 2 kontinuierlich ermittelt wird, insbesondere ab dann, wenn der Greifer bzw. der unter dem Greifer 10 hängende Container 2 in einer bestimmten Höhe, bspw. 3 m oder weniger über der Aufnahmeposition, der Absetzposition oder der Einfädelposition schwebt, sich nämlich im Endanflug befindet, wobei das Steuersystem aufgrund der an der Steuersystem von dem Erfassungssystem ermittelten Daten das Aufnehmen und/oder das Absetzen und/oder Einfädeln eines Containers 2 durch den Greifer 10 einschließlich des Entriegelns und/oder Verriegelns des Greifers 10 mit dem Container 2 vollautomatisiert steuert. Hierbei wird die aktuelle, relative Position des Greifers 10 zu einem aufzunehmenden Container 2, also zu dessen Aufnahmeposition und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Absetzposition, und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Einfädelposition (zu mehreren Referenzcontainern/anderen Containern 2b und/oder mit Bezug auf die „cell guides” 21 eines Schiffes) in Echtzeit ermittelt und die Bewegungen des Greifers 10 an die jeweilige sich verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition und/oder Einfädelposition mit Hilfe des Steuersystems entsprechend automatisch angepasst.The type of detection / measurement described above has the advantage that due to a ship's movement, relative to the container bridge 1 changing pickup position of a container 2 and / or relative to the container bridge 1 changing deduction position for a container 2 and / or the relative to the container bridge changing threading position of a container 2 before picking up, depositing and / or threading the container 2 is determined continuously, in particular from when the gripper or under the gripper 10 hanging containers 2 3 m or less above the pick-up position, the set-down position or the threading position, namely in the final approach, the control system recording and / or settling due to the data determined by the detection system on the control system and / or or threading a container 2 through the gripper 10 including unlocking and / or locking the gripper 10 with the container 2 fully automated controls. Here, the current, relative position of the gripper 10 to a male container 2 , So to its recording position and / or the current, relative position of the gripper 10 with hanging container 2 to a settling position, and / or the current, relative position of the gripper 10 with hanging container 2 to a threading position (to several reference containers / other containers 2 B and / or with reference to the "cell guides" 21 a ship) in real time and the movements of the gripper 10 adapted automatically to the respective changing receiving position, setting position and / or threading position with the aid of the control system.
So wird bei einem Be- bzw. Entladevorgang zunächst in einem ersten Schritt das „Containergebirge” durch das erste optische System 16, nämlich durch den Laserscanner 16a ermittelt, wobei dann vzw. in einem zweiten Schritt die Pendelbewegungen des Greifers 10 ermittelt werden, insbesondere mit Hilfe des im Bereich des Greifers 10 vorgesehenen Trägheitsnavigationssystems (INS) 18, wobei insbesondere in der ersten Bewegungsphase, also vor dem „Endanflug” des Greifers 10, dann das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12 und oder die Katze 8 zu Eliminierung der erfassten Pendelbewegungen des Greifers 10 in die jeweiligen Richtungen (X-, Y- und Z-Richtungen) gesteuert werden, insbesondere so dass ein ruhiger „Endanflug” durch den Greifer 10 in seiner zweiten Bewegungsphase realisierbar ist. Aber auch während des Endanfluges des Greifers 10 werden die Pendelbewegungen kontinuierlich ermittelt und kompensiert.Thus, in a loading or unloading process, first in a first step, the "container mountain" through the first optical system 16 namely by the laser scanner 16a determined, in which case vzw. in a second step, the pendulum movements of the gripper 10 be determined, in particular by means of the gripper 10 inertial navigation system (INS) 18 , wherein in particular in the first movement phase, ie before the "final approach" of the gripper 10 , then the landing gear 7 , the hoist 12 and or the cat 8th to eliminate the recorded pendulum movements of the gripper 10 in the respective directions (X, Y and Z directions) are controlled, in particular so that a quiet "final approach" by the gripper 10 is feasible in its second phase of movement. But also during the final approach of the grapple 10 the pendulum movements are continuously determined and compensated.
In einem dritten Schritt wird dann der „Endanflug” des Greifers 10 realisiert, nämlich beim Vorgang des Aufnehmens eines Containers 2 aus seiner Aufnahmeposition oder beim Vorgang des Absetzens des Containers 2 an seine Absetzposition oder des Einfädelns eines Containers 2 in seine Einfädelposition. Hierzu wird, wie in 4 dargestellt der aufzunehmende Container 2 von einer im Bereich des Greifers 10 vorgesehenen Sensorik, hier von dem zweiten optischen System 19, also den Kameras 19a zumindest teilweise erfasst, insbesondere werden die oberen Ecken bzw. Eckbeschläge 15 (corner fittings) des Containers 2 oder mindestens eine in den Ecken vorgesehene Ausnehmung, insbesondere die jeweilige Ausnehmung 15a erfasst bzw. ermittelt, so dass dann der Greifer 10 in die so ermittelte Aufnahmeposition 2 mit Hilfe des Steuersystems bewegt werden kann.In a third step then the "final approach" of the gripper 10 realized, namely the process of receiving a container 2 from its receiving position or during the process of depositing the container 2 to its settling position or threading a container 2 in its threading position. For this purpose, as in 4 represented the container to be included 2 one in the area of the gripper 10 provided sensor, here from the second optical system 19 So the cameras 19a at least partially detected, in particular, the upper corners or corner fittings 15 (corner fittings) of the container 2 or at least one recess provided in the corners, in particular the respective recess 15a recorded or determined, so that then the gripper 10 in the thus determined recording position 2 can be moved with the help of the control system.
So werden, wie dies in den 5, 6 und 7 dargestellt ist bei Absetzen des Containers 2 oder beim Einfädeln des Containers 2, bspw. in eine Lücke 22, mit Hilfe der im Bereich des Greifers 10 vorgesehenen Sensorik, nämlich mit dem zweiten optischen System 19, also mit den Kameras 19a ein anderer Container 2a (vgl. 5) oder andere Container 2b (vgl. 5c bzw. 7), die auch als „Referenzcontainer” bezeichenbar sind, zumindest teilweise erfasst. Dies kann, wie bereits oben erwähnt durch die Erfassung der jeweiligen oberen Ecken bzw. Eckbeschläge 15 an den jeweiligen Containern 2a bzw. 2b realisiert werden, die von den Kameras 19a ermittelt werden bzw. werden von den Kameras 19a auch die „cell guides” 21 (Führungsschienen) bzw. die oberen Bereiche der „cell guides” 21 eines Schiffes entsprechend ermittelt. Hierbei sind dann die Kameras 19a im ausgefahrenen bzw. ausgeklappten Zustand und ragen über die äußere Kontur eines unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 nach außen heraus, so dass die jeweiligen Blickwinkel 20 auch die oben beschriebenen Bereiche erfassen können. In entsprechenden Fällen können die Kameras 19a aber auch einseitig eingeklappt/eingefahren werden, falls notwendig. Denkbar ist auch, dass die Seitenwände von freistehenden Containern oder von den eine Lücke begrenzenden Containern oder auch nur eine durch einen Container begrenzten „Halblücke” (vgl. 5c), also eine Seitenwand eines anderen Containers über die Kameras 19a erfasst werden, so dass hierdurch dann die entsprechende Lücke/Einfädelposition bzw. Absetzposition für einen unter dem Greifer hängenden Container 2 ermittelt wird. Hierbei können die Kameras 19a dann auch nur einseitig eingeklappt bzw. ausgeklappt sein, je nach Anwendungsfall.So, as in the 5 . 6 and 7 is shown when depositing the container 2 or when threading the container 2 , for example in a gap 22 , with the help of in the area of the gripper 10 provided sensor, namely with the second optical system 19 So with the cameras 19a another container 2a (see. 5 ) or other containers 2 B (see. 5c respectively. 7 ), which are also identifiable as "reference container", at least partially detected. This can, as already mentioned above by the detection of the respective upper corners or corner fittings 15 at the respective containers 2a respectively. 2 B to be realized by the cameras 19a be determined by the cameras 19a also the "cell guides" 21 (Guide rails) or the upper sections of the "cell guides" 21 of a ship determined accordingly. Here are the cameras 19a in the extended or unfolded state and protrude beyond the outer contour of one under the gripper 10 hanging container 2 outward, so the respective viewing angles 20 can also capture the areas described above. In appropriate cases, the cameras can 19a but also folded in / out on one side, if necessary. It is also conceivable that the side walls of freestanding containers or of the containers bounding a gap or even a limited by a container "half-gap" (see. 5c ), so a side wall of another container on the cameras 19a be detected, so that in this way then the corresponding gap / threading position or Absetzposition for hanging under the gripper container 2 is determined. Here, the cameras can 19a then be folded only one side or unfolded, depending on the application.
Wichtig ist zusätzlich, dass die aktuelle relative Position des Greifers 10 zu einem aufzunehmenden Containers 2 (also zu dessen Aufnahmeposition) und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Absetzposition und/oder die aktuelle, relative Position des Greifers 10 mit daran hängenden Container 2 zu einer Einfädelposition (zu mehreren Referenzcontainern und mit Bezug auf die „cell guides” 21 eines Schiffes) in Echtzeit ermittelt wird und die Bewegungen des Greifers 10 an die sich verändernde Aufnahmeposition, Absetzposition und/oder Einfädelposition, die sich insbesondere bei einer Schiffsschwankung verändern kann, entsprechend angepasst werden, insbesondere indem das Fahrwerk 7, die Katze 8 und das Hubwerk 12 entsprechend angesteuert werden. Hierdurch kann die Be- und Entladezeit eines Schiffes mit Containern 2 erheblich minimiert werden, wobei auch ein sicheres Verladen, insbesondere das sichere Absetzen und das Aufnehmen der Container 2 gewährleistet ist.In addition, it is important that the current relative position of the gripper 10 to a male container 2 (ie to its recording position) and / or the current, relative position of the gripper 10 with hanging container 2 to a settling position and / or the current, relative position of the gripper 10 with hanging container 2 to a threading position (to several reference containers and with reference to the cell guides) 21 a ship) in real time and the movements of the gripper 10 be adapted to the changing receiving position, setting position and / or threading position, which may change in particular in a ship's fluctuation, in particular by the chassis 7 , the cat 8th and the hoist 12 be controlled accordingly. This allows the loading and unloading of a ship with containers 2 be minimized considerably, with a safe loading, especially the safe settling and receiving the container 2 is guaranteed.
Denkbar ist zwar auch, dass der Greifer 10 kurz über einer sich verändernden Aufnahmeposition bzw. einer sich verändernden Absetzposition stoppt und dann erst ein unter dem Greifer 10 hängender Container 2 auf die Absetzposition herabgelassen wird, wenn die Absetzposition sich aktuell so verändert hat, dass ein Absetzen des Containers 2 auf einem anderen Container 2a unproblematisch ist. Gleiches gilt für eine sich verändernde Einfädelposition. Der bevorzugte Fall bzw. die bevorzugte Ausführungsform ist aber die aktuelle Anpassung der Bewegung des Greifers 10 über das Steuersystem in Echtzeit, durch die kontinuierliche Ermittlung/Erfassung der relativen Position des Greifers 10 zur Aufnahmeposition, zur Absetzposition oder zur Einfädelposition.It is also conceivable that the gripper 10 just above a changing recording position or a changing settling position stops and then only one under the gripper 10 hanging container 2 lowered to the settling position, if the settling position has actually changed so that a settling of the container 2 on another container 2a is not a problem. The same applies to a changing threading position. However, the preferred case or preferred embodiment is the current adaptation of the movement of the gripper 10 via the control system in real time, by continuously detecting / detecting the relative position of the gripper 10 to the pickup position, to the settling position or to the threading position.
Zusätzlich kann das Erfassungssystem und das Steuersystem vzw. auch so ausgebildet sein, dass ein vollautomatischer Betrieb des Transports eines Containers 2 von der Landseite zur Wasserseite (und umgekehrt) realisiert wird, insbesondere die Aufnahmeposition oder Absetzposition eines Containers auf einem Transportfahrzeug und/oder auf einer zusätzlich vorgesehenen Laschplattform 13 automatisch ermittelbar ist.In addition, the detection system and the control system vzw. also be designed so that a fully automatic operation of the transport of a container 2 from the land side to the water side (and vice versa) is realized, in particular the receiving position or setting position of a container on a transport vehicle and / or on an additionally provided lashing platform 13 can be determined automatically.
Insbesondere weist das Steuersystem einen Mikroprozessor auf, wobei mit Hilfe der über das Erfassungssystem gewonnenen Messdaten, die dem Steuersystem bzw. der Steuereinheit 14 des Steuersystems, insbesondere dem Mikroprozessor zugeleitet werden, die Bewegungsbahn des Greifers 10 und/oder für den am Greifer 10 hängenden Container 2 berechnet wird, wobei das Steuersystem die Bewegungen der einzelnen ansteuerbaren Komponenten wie das Fahrwerk 7, das Hubwerk 12, die Katze 8 und/oder den Greifer 10 (einschließlich des Verriegelungsmechanismus) entsprechend automatisch steuert.In particular, the control system has a microprocessor, wherein with the aid of the measurement data obtained via the detection system, the control system or the control unit 14 the control system, in particular the microprocessor are fed, the trajectory of the gripper 10 and / or for the gripper 10 hanging container 2 is calculated, the control system, the movements of the individual controllable components such as the chassis 7 , the hoist 12 , the cat 8th and / or the gripper 10 (including the locking mechanism) controls accordingly.
Insbesondere bei dem Absetzen eines Containers 2 in den „cell guides” 21 eines Schiffes oder in der Lücke 22 zwischen zwei anderen Containern 2b sind die Kameras 19a rechtzeitig einzuklappen bzw. so einzufahren, so dass diese im Bereich innerhalb der äußeren Konturen des unter dem Greifer 10 hängenden Containers 2 angeordnet sind, damit die Kameras 19a insbesondere beim Einfädeln in eine Lücke 22 nicht abgerissen werden.In particular, when depositing a container 2 in the "cell guides" 21 of a ship or in the gap 22 between two other containers 2 B are the cameras 19a Fold in time or retract so that they are in the area within the outer contours of the under the gripper 10 hanging container 2 are arranged so the cameras 19a especially when threading in a gap 22 not be demolished.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuersystem ist das Aufnehmen, Absetzen oder Einfädeln eines Containers 2 durch den Greifer 10 vollautomatisiert auf der Wasserseite einer Containerbrücke 1 realisierbar, ohne dass ein „Blindflug” des Containers 2 stattfindet. Hierdurch können Beladezeiten eines Schiffes minimiert und die damit verbundenen Kosten ebenfalls reduziert werden, wobei sämtliche Sicherheitsanforderungen für den Transport von Containern 2 beachtet werden.By the method according to the invention or the control system according to the invention is the recording, settling or threading of a container 2 through the gripper 10 fully automated on the water side of a container bridge 1 feasible without causing a "blind flight" of the container 2 takes place. As a result, loading times of a ship can be minimized and the associated costs are also reduced, with all safety requirements for the transport of containers 2 get noticed.
Schließlich zeigt 8 in schematischer Darstellung die Steuereinheit 14 des Steuerungssystems mit den von der Steuereinheit 14 anzusteuernden Komponenten, nämlich dem Fahrwerk 7, dem Hubwerk 12, der Katze 8 und dem Greifer 10. Hierbei werden die entsprechenden Messdaten der Steuereinheit 14 zugeführt, nämlich die Messdaten für die Pendelbewegungen des Greifers 10, sowie ein in der Steuereinheit 14 oder in dem Mikroprozessor bereits abgelegter Schiffsplan vorgesehen sein kann, sowie die Messdaten des „Containergebirges” auf dem Schiff über den Laserscanner 16a. Weiterhin werden die Messdaten zur Ermittlung bzw. Berechnung der aktuellen, relativen Positionen des Greifers 10 zur jeweiligen Aufnahme- und/oder Absetz- bzw. Einfädelposition mit Hilfe des zweiten optischen Systems 19, insbesondere der ToF-Kameras 19a an den Mikroprozessor bzw. an die Steuereinheit 14 übermittelt, damit die Steuereinheit 14 dann die entsprechenden Steuerbefehle zur Ansteuerung des Fahrwerks 7, der Katze 8, des Hubwerks 12 und/oder des Greifers 10 entsprechend berechnen und übermitteln kann.Finally shows 8th in a schematic representation of the control unit 14 of the control system with those of the control unit 14 to be controlled components, namely the chassis 7 , the hoist 12 , the cat 8th and the gripper 10 , In this case, the corresponding measurement data of the control unit 14 supplied, namely the measured data for the pendulum movements of the gripper 10 , as well as one in the control unit 14 or in the microprocessor already stored ship plan can be provided, as well as the measurement data of the "container mountains" on the ship via the laser scanner 16a , Furthermore, the measurement data for determining or calculating the current, relative positions of the gripper 10 to the respective receiving and / or Absetz- or Einfädelposition using the second optical system 19 , especially the ToF cameras 19a to the microprocessor or to the control unit 14 transmitted to the control unit 14 then the corresponding control commands for controlling the landing gear 7 , the cat 8th , the hoist 12 and / or the gripper 10 calculate and transmit accordingly.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
11
-
Containerbrückecontainer bridge
-
22
-
ContainerContainer
-
2a2a
-
ContainerContainer
-
2b2 B
-
ContainerContainer
-
33
-
erster Auslegerfirst boom
-
44
-
zweiter Auslegersecond boom
-
4a4a
-
zweiter Auslegersecond boom
-
4b4b
-
zweiter Auslegersecond boom
-
55
-
Stützpfeilerbuttress
-
66
-
Stützstrebensupport struts
-
77
-
Fahrwerklanding gear
-
88th
-
erste Katzefirst cat
-
99
-
zweite Katzesecond cat
-
10 10
-
Greifergrab
-
10a10a
-
Teleskoprahmentelescopic frame
-
10b10b
-
Endbereichend
-
l0cL0C
-
Ecken/EckbereicheCorners / corner portions
-
1111
-
Seilelementcable element
-
1212
-
Hubwerkhoist
-
1313
-
Laschplattformlashing platform
-
1414
-
Steuerungssystem/SteuereinheitControl system / control unit
-
1515
-
Eckbeschlägecorner fittings
-
15a15a
-
Ausnehmungrecess
-
15b15b
-
Ausnehmungrecess
-
15c15c
-
Ausnehmungrecess
-
1616
-
optisches Systemoptical system
-
16a16a
-
Laserscannerlaser scanner
-
1717
-
ArbeitsbereichWorkspace
-
1818
-
Trägheitsnavigationssystem (INS)Inertial Navigation System (INS)
-
1919
-
zweites optisches Systemsecond optical system
-
19a19a
-
Kamerascameras
-
2020
-
Blickwinkelperspective
-
2121
-
cell guides, Führungsschienecell guides, guide rail
-
2222
-
Lückegap
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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EP 2574587 A1 [0004, 0005] EP 2574587 A1 [0004, 0005]
