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Diese Erfindung betrifft Verfahren zum Platzieren von stapelbaren Lagerungsvorrichtungen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zum Platzieren von stapelbaren Lagerungsvorrichtungen dem Gattungsbegriff des Anspruchs 13.
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Es ist bekannt, dass an Containerterminals, also Anlagen an der von einem Transportmittel zu mindestens einem weiteren Transportmittel gebracht werden, die Container mittels Kränen, insbesondere Portalkränen wie beispielsweise Containerbrücken umgeschlagen werden.
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Beispielsweise werden unter Anderem Schiffe und Züge be- und entladen. Dabei werden auch Container zur Zwischenlagerung zu sogenannten Stacks gestapelt. Diese Arbeiten erfolgen zum Teil manuell, es gibt zum Teil auch Systeme oder Teilarbeiten, die vollständig autonom durchgeführt werden.
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Unabhängig davon wie die Arbeiten ausgeführt werden, ist ein Transport und eine präzise (Zwischen-)Ablage der Container erforderlich. Hierzu wird zum Teil der Steuerung des, auch als Spreader bezeichneten, Hebezeugs, mit dem die Container zu ihrer endgültigen Position gebracht werden, die bekannte Strecke zugrundegelegt. Wiederrum unabhängig davon ob eine autonome oder manuelle Ausführung vorliegt, soll eine Kollision der Container vermieden werden.
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Daher werden immer mehr Portalkräne im Containerhafen mit einem Kollisionsvermeidungssystem ausgestattet bzw. nachgerüstet, welches mit Erfassungseinheiten, beispielsweise Sensoren oder Messeinrichtungen, die Umgebung erfasst und die Position bzw. die Geschwindigkeit des Portalkrans bestimmt. Dadurch können potenzielle Kollisionen, insbesondere zwischen Containern, vorhergesagt werden. Im Fall der Feststellung der Möglichkeit des Stattfindens einer vorhergesagten Kollision löst das Kollisionsvermeidungssystem rechtzeitig eine Notbremsung aus und vermeidet damit die Kollision.
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Solchen Kollisionsvermeidungssystemen liegt in der Regel eine Umgebungskarte für die Betriebsumgebung der Portalkräne zugrunde, die vorab auf Grundlage der Erfassung durch die vorliegenden Erfassungseinrichtungen generiert worden ist. Anhand dieser Umgebungskarte werden die Portalkräne anschließend navigiert, also auch der Verlauf der Bewegung des Containers bestimmt. Nachteilig ist es dabei, dass es zu unnötigen Stopps aufgrund von fälschlicher Weise angezeigten Hindernissen, im Rahmen dieser Beschreibung als Störpunkte bezeichnet, die bei der Generierung der Umgebungskarte entstanden sind.
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Typische Ursachen für die Störpunkte sind:
- □ Messfehler in der Messeinheit (keine Messeinheiten sind perfekt)
- □ unvorhersehbare zufällige Ereignisse, wie z.B. in den Scanbereich der Messeinheiten hineinfliegende Vögel
- □ schlechte Wetterbedingungen, wie z.B. Hagel, starkes Regen usw.
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Ein Beispiel der Betriebsumgebung eines Portalkrans ist in 1 dargestellt.
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Obwohl diese Störpunkte keine echten Kollisionen darstellen, lösen sie beim Kollisionsvermeidungssystem trotzdem Notbremsung aus (Fehlalarm). Solcher Fehlalarm ist sowohl ärgerlich für Hafenbetreiber als auch für den Systemanbieter des Kollisionsvermeidungssystems. Jeder Fehlalarm führt zur Zeitverlust für den Hafenbetreiber und damit Geldverlust, weil die Krananlagen unnötig notgebremst werden. Wenn sich Fehlalarme häufen, wird in der Regel vom Hafenbetreiber der Systemanbieter zur Fehlerbehebung herangezogen. Dies und das Festlegen der Fehlerquellen nimmt viel Zeit in Anspruch und bedeutet für den Hafenbetreiber wieder Zeitverlust.
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Bisher lösen Störpunkte Notbremsung bei so einem Kollisionsvermeidungssystem aus. Es sind keine Verfahren bekannt, die das Problem lösen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik lösen.
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Die Erfindung wird durch das Verfahren zum Platzieren von stapelbaren Lagerungsvorrichtungen ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1, durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Ferner wird sie durch die Anordnung zum Platzieren von stapelbaren Lagerungsvorrichtungen ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 13 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Platzieren von stapelbaren Lagerungsvorrichtungen, beispielsweise Containern, Paletten, Kartons und Ähnlichen, auf einer Lagerfläche, insbesondere Stapelanordnungen wie beispielsweise einem so genannten Container Stack, mittels eines Hebezeugs erfolgt zumindest die Bewegung der jeweiligen Lagerungsvorrichtung in Richtung eines Ablageorts auf Grundlage des Ergebnisses eines Versuchs einer Zuordnung von in der Umgebung der Lagerfläche erfasster Objekte zu Kennzeichnern aus einer gespeicherten Auswahl von Kennzeichnern.
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Durch diese Vorgehensweise wird für die Steuerung des Hebezeugs vorhandenes Vorwissen über bekannte, insbesondere am Einsatzort zu erwartende Objekte, mit einer aktuellen Erfassung verknüpft. Ein Fehlschlagen des Zuordnungsversuchs gibt hierdurch ein geeignetes Signal für die Bewertung des Objekts als mögliches Störsignal.
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Vorzugsweise kann daher das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet werden, dass bei Gelingen einer Zuordnung von Kennzeichnern zu einem erfassten Objekt die Lagerungsvorrichtung zum Ablageort das jeweilige gekennzeichneten Objekts unterbrechungsfrei passiert und bei Fehlschlagen der Zuordnung eine eine Kollision vermeidende Prozedur initiiert wird, so dass auf angemessene Weise auf die Möglichkeit einer Störgröße reagiert wird, beispielsweise die Verifizierung durch geeignete Mittel, ob tatsächlich ein störendes Objekt den avisierten Weg des Hebezeugs blockiert.
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Wird die Erfindung derart weitergebildet, dass das Hebezeug mit einer Erfassungseinrichtung funktional verbunden ist und derart betrieben, dass bei Initiierung der Kollisionsvermeidungsprozedur in einem eine Kollision vermeidenden Abstand eine qualitative Erfassung des Ortes des einer Zuordnung nicht zugänglichen Objektes erfolgt, wobei bei einer Feststellung dahingehend, dass durch das Objekt bei Fortsetzung der Bewegung kein Schaden an der Lagerungsvorrichtung entstehen kann, die Lagerungsvorrichtung den Ort des Objektes passiert und wobei bei Feststellung, dass die Gefahr der Erzeugung eines Schadens besteht, eine Prozedur zur Behebung der Gefahr initiiert wird, liegt eine mögliche und besonders geeignete Ausgestaltung einer Verifizierung und hierauf basierenden Abwicklung der Störung durch die Steuerung des Hebezeugs vor.
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Bevorzugt wird dabei das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet, dass zumindest temporär als Gefahrbehebungsprozedur zumindest ein totaler Stopp der Bewegung ausgelöst wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass als eine Mindestlösung sichergestellt wird, dass eine Kollision ausgeschlossen ist.
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Eine besonders geeignete Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vor, wenn die Auswahl initial vorgegeben wird. Hierdurch ist die Steuerung bereits vom ersten Moment an in der Lage die erfindungsgemäße Steuerung basierend auf der Zuordnung durchführen zu können. Alternativ bzw. ergänzend kann die Auswahl durch, insbesondere maschinelles Lernen ergänzt bzw. angepasst werden, so dass quasi eine laufende bzw. bei Gelegenheit aktualisierte Vorgabe der Auswahl erfolgt.
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Vorzugsweise erfolgt die Vorgabe Auswahl gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung durch eine zentrale Einrichtung, insbesondere einer mit dem Hebezeug kommunizierenden Leitstelle erfolgt.
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Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet, dass die Vorgabe der Auswahl auf Grundlage der Bewegung und oder Erfassung aus einer Historie von im Umfeld enthaltenen Objekten basierenden Auswahl von Kennzeichnern erfolgt. Hierdurch wird eine für das jeweilige Umfeld akkurate Auswahl erzeugt.
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Insbesondere für eine rechnergestützte Vorgabe der Auswahl und Zuordnung geeignet ist eine Weiterbildung des Verfahrens bei dem die Auswahl der Kennzeichner und/oder Versuch der Zuordnung auf Grundlage eines semantischen Datenmodells erfolgt.
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Ein definierter und ebenfalls, insbesondere für die Rechnergestützte Durchführung vorteilhafte, Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gegeben, wenn bei Fehlschlagen der Zuordnung zu Kennzeichner, dem Objekt ein Defaultwert als alternativer Kennzeichner, insbesondere ein Fragezeichen, zugeordnet wird.
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Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet, dass die Erfassungseinrichtung auf dem Hebezeug betrieben wird. Hierdurch kann die Erfassung direkt am Ort der mutmaßlichen Störung durchgeführt werden.
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Alternativ oder ergänzend wird das Verfahren derart weitergebildet, dass die Erfassungseinrichtung auf einer das Hebezeug bewegenden Einrichtung, insbesondere einer so genannten Laufkatze, beispielsweise eines Krans, betrieben wird. Hierdurch wird die Erfassung unabhängig vom Hebezeug installiert sein, so dass die Kosten reduziert werden, dann die Anzahl einzusetzender Erfassungseinrichtungen minimiert wird.
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Bevorzugt wird das Verfahren dabei derart weitergebildet, dass als Erfassungseinrichtung ein Sensor, insbesondere ein Radarsensor, betrieben wird.
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Die Aufgabe wird ferner von einer Anordnung zum Platzieren von stapelbaren Lagerungsvorrichtungen gelöst, beispielsweise Container, Palette, Karton und Ähnliche, auf einer Lagerfläche, insbesondere Stapelanordnungen wie beispielsweise einem so genannten Container Stack, mittels eines Hebezeugs, aufweisend Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Weiterbildungen.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht und damit die Verwirklichung der Vorteile der Erfindung und dessen Weiterbildungen ermöglicht.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun ausgehend von den in den Figuren dargestellten Ausgangssituationen und Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die
- 1 Ein Beispiel für die Betriebsumgebung eines Portalkrans, gemäß Stand der Technik
- 2 Ein Beispiel der Umgebungskarte gemäß Stand der Technik
- 3 Ein semantisches Modell für die Betriebsumgebung
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In der 1 ist ein Beispiel für eine der typischen der Erfindung zugrundeliegenden Betriebsumgebung gezeigt. Zu erkennen ist in der von ein Portalkran PK an dem ein so genannter Spreader SP zum Platzieren von Containern auf einer Ablagefläche CB, auch als Containerbay bezeichnet.
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Zu erkennen ist ferner, dass an dem Spreader SP Messeeinheiten ME1, ME2 angebracht sind, die das unmittelbare Umfeld des Spreaders auf Störobjekte untersuchen, um gegebenenfalls einen Nothalt auszulösen, wobei in dem Beispiel symbolisch ein Vogel als Störobjekt SO dargestellt ist.
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In der 2 ist schematisch eine Umgebungskarte UK zu erkennen, wie es das Kollisionsvermeidungssystem des Portalkrans PK gemäß Stand der Technik generieren kann. Gleiche Elemente sind dabei in allen Figuren gleich bezeichnet. Mit der Umgebungskarte UK ist in der Regel eine Karte für die Betriebsumgebung bezeichnet, in der die Betriebsumgebung virtuell in kleine Zellen einer festen Dimension, beispielsweise 5 Zentimeter, zerlegt wird. Jede Zelle enthält zudem Information darüber ob und mit welchem Höhenwert diese Zelle belegt ist.
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In dem dargestellten Beispiel einer Umgebungskarte UK sind die belegten Zellen in der Umgebung mit der Farbe „Rot“ gekennzeichnet. Würde der Spreader SP in Berührung mit belegten Zellen kommen, kann eine Kollision verursacht werden.
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Ausgehend von dieser Situation ist in 3 schematisch dargestellt wie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfindungsgemäß basierend auf der vorstehend beschriebenen Umgebungskarte UK und dem Vorwissen, was in dieser Betriebsumgebung zu erwarten ist, beispielswiese wo wie viele Container liegen, ein semantisches Modell SM für die Betriebsumgebung erstellt werden kann.
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Hierzu werden die Bestandteile der Umgebungskarte, die zum vorhandenen Vorwissen passen, im semantischen Modell entsprechend annotiert, z.B. als „Container Stack“ CS1...6 oder „Spreader“ SP.
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Die Störpunkte SO in der Umgebungskarte, die dem Vorwissen nicht zugeordnet werden können, werden im semantischen Modell als Fragezeichen gekennzeichnet. Das Vorwissen über die Betriebsumgebung kann z.B. von einem übergeordneten Leitsystem kommen, das die Aktivitäten des Portalkrans PK über die gesamte Betriebszeit protokolliert.
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Mit Hilfe der Umgebungskarte und des semantischen Modells ist nun klar, wo sich wie viele Störpunkte in der Betriebsumgebung befinden. Beim Annähern an die Störpunkte SO werden die Messeinheiten ME1...2 am Portalkran PK aktiv eingesetzt um diese Störpunkte SO zu erkennen und zu bestätigen. Falls die Störpunkte SO durch ein zufälliges Ereignis verursacht worden waren und durch die aktive Erkennung mittels der Messeinheiten ME1...2 weg erklärt werden, wird eine Notbremsung vor den Störpunkten SO vermieden. Falls die aktive Erkennung die Störpunkte SO als echte Hindernisse bestätigt, wird eine Notbremsung ausgelöst. Die Störpunkte SO werden dann als Hindernisse in das semantische Modell eingetragen.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind alle Kombinationen der genannten und beanspruchten Merkmale als mögliche Ausführungsform der Erfindung umfasst, sofern sie unter den Schutzbereich der Ansprüche fallen und zumindest einen der folgenden Merkmale bzw. Vorteile allein oder in Kombination aufweisen:
- • positionsbestimmende und semantische Verfahren werden kombiniert, um Störpunkte für die Kollisionsvermeidung zu erkennen
- • lokalisierte Störpunkte werden beim Annähern der Lagerungsvorrichtung, insbesondere eines Protalkrans, mit Messeinheiten aktiv erfasst,
- • das Wegfallen einer persönlichen Inaugenscheinnahme, Untersuchung und Bewertung durch Personal zum Ausschluss, dass Kollisionsgefahr durch den Störpunkt SO besteht, entfällt,
- • es wird der von Fehlalarmen verursachte Wartungsaufwand stark verringert,
- • die akkurate Kollisionserkennung, die die Erfindung ermöglicht, und nicht zuletzt die Reduzierung von Notbremsungen schaffen wirtschaftlichen Mehrwert.
