DE112015005867B4

DE112015005867B4 - Vorrichtung, Verfahren, Computerprogramm und Sammlung zur Erzeugung von Bilddaten eines Ladungsstapels

Info

Publication number: DE112015005867B4
Application number: DE112015005867.2T
Authority: DE
Inventors: Lauri Liukko-Sipi
Original assignee: Konecranes Global Oy
Current assignee: Konecranes Global Oy
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2023-12-07
Anticipated expiration: 2035-12-23
Also published as: FI128054B; US10336586B2; CN107108184B; CN107108184A; FI20146173A; WO2016107979A1; US20170355574A1; AT520120B1; AT520120A1; DE112015005867T5

Abstract

Vorrichtung zum Erzeugen von Bilddaten (300) eines Ladungsstapels (103), wobei die Vorrichtung optische Mittel zur Erzeugung von Bilddaten (300) eines Ladungsstapels (103) in einem Betriebsbereich (105) einer Ladungshandhabungsvorrichtung (100) umfasst, wobei die Bilddaten (300) eine in eine optische Oberfläche eingravierte oder darauf aufgemalte oder in einem digitalen Format auf einem Speichermedium gespeicherte und zur Präsentation als Bild auf einem Display geeignete Visiereinrichtung (301) mit mehreren Linien (a, a', b, b', ...) umfasst, die in einer Beziehung zueinander angeordnet sind, sodass die Linien mit wenigstens zwei Seiten (304a, 304b) der untersten Ladung (302) in dem Ladestapel (103) und wenigstens zwei Seiten (304a, 304b) einer Ladung (101), die in dem Ladestapel (103) auf der untersten Ladung (302) angeordnet ist, übereinstimmen, und wobei die Visiereinrichtung (301) parallele Linien (a, a', b, b', ...) umfasst, wobei die Linien eines ersten Linienpaares (a, a') in einer Distanz (h1) zueinander angeordnet sind, die für die unterste Ladung (302) des Ladestapels (103) der Distanz (h1) zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht, und wobei die Linien wenigstens eines anderen Linienpaares (b, b', c, c'...) in einer Distanz (h2, h3...) zueinander angeordnet sind, die für eine in dem Ladestapel (103) auf der untersten Ladung (302) angeordneten Ladung der Distanz zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Ladungshandhabung mit einer Ladungshandhabungsvorrichtung.
Die Handhabung einer Ladung mit einem Portalkran erfordert, dass die Laufkatze präzise über der Ladung positioniert wird. Üblicherweise werden Kameras bei der Positionierung genutzt. Die Positionierung ist besonders anspruchsvoll, wenn lange Container genutzt werden. In solchen Fällen kann es sein, dass die Positionierung mehrmals wiederholt werden muss, sogar in einer Situation, in der ein Containergreifer nahe zu dem Container hin abgesenkt wurde, um diesen aufzunehmen.
Die JP 2005- 289 591 A offenbart einen Portalkran für Container mit einer Display-Vorrichtung. Der Portalkran verfügt über eine Bildaufnahme-Vorrichtung. Die US 6,648,156 B1 beschreibt ein Verfahren zum Handhaben von Containern mit einem bewegbaren Kran, bei dem die Relativpositionen eines zu verlagernden Containers und eines am Boden befindlichen Containers ermittelt werden. Schließlich beschreibt die DE 601 08159 T2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von der Position eines Containers für Ladekräne im Kontext eines Verfahrens zum Absetzten oder Stapeln von Containern.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Maßnahmen zum präziseren Handhaben von Objekten mit einer Ladungshandhabungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 9 und des Anspruchs 14 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und des Anspruchs 15 und durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Einige Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Einige Ausführungsformen ermöglichen es, die Ladungshandhabungsvorrichtung zu der zu handhabenden Ladung zu lenken, sodass der Durchsatz und die Genauigkeit der Ladungshandhabung verbessert werden kann.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nun in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in welchen:

1 eine Ladungshandhabungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2a und 2b eine gemäß einer Ausführungsform an der Ladungshandhabungsvorrichtung montierte Kamera zeigen;
3 eine Visiereinrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigen;
4 eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt; und
5 ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Ladungshandhabungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Ladungshandhabungsvorrichtung weist einen Betriebsbereich 105 auf, in welchem sie eine Ladung 101 oder Ladungen 103 handhabt. Die Ladungen können aufeinandergestapelt werden, um Ladungsstapel 103 zu bilden. Beispiele für Ladungen enthalten Container und Tanks. Die Container können Seecontainer in Standardgrößen sein, die in Häfen gehandhabt werden. Container sind kistenähnliche Transporteinheiten mit Standardabmessungen, entweder 20, 40 oder 45 Fuß in Länge. Ein Container ist ungefähr 2,5 Meter breit und die typischsten Containerhöhen sind ungefähr 2,6 Meter und 2,9 Meter. Eine Ladungshandhabungsvorrichtung kann eine Ladung mit einem Greifer 104 greifen, wie z.B. einem Haken, Leinen, einem Magnet, Seilen und/oder Containergreifern, und die Ladung innerhalb ihres Betriebsbereichs bewegen. Der Greifer kann die Ladung zum Zwecke ihrer Handhabung greifen. Die Handhabung einer Ladung kann aus Stapeln, Greifen und/oder Transportieren bestehen. Ladungen können auf einer geeigneten Plattform gehandhabt werden, wie z.B. auf dem Boden, auf der Oberseite eines Fahrzeugs oder auf der Oberseite einer anderen Ladung.
Der Betriebsbereich einer Ladungshandhabungsvorrichtung kann einen Bereich umfassen, wie z.B. einen Hafenbereich, wo die Ladungshandhabungsvorrichtung die Ladung durch Greifen der Ladung und Bewegen in dem Bereich von einem Ort zu einem anderen bewegen kann. Der Betriebsbereich kann auch ein Bereich sein, wo die Ladungshandhabungsvorrichtung die Ladung bewegt, ohne sich selbst zu bewegen. Der Betriebsbereich einer Ladungshandhabungsvorrichtung kann auch eine Kombination der oben genannten Bereiche sein.
Beispiele für Ladungshandhabungsvorrichtungen schließen einen Kran, wie z.B. einen Portalkran, Brückenkran, gummibereiften Portalkran, schienengebundenen Portalkran sowie einen Portalhubwagen ein.
In einer Ausführungsform umfasst die Ladungshandhabungsvorrichtung 100 eine horizontal über der Ladung bewegbare Vorrichtung 102, die ein im Wesentlichen vertikal bewegbares Element zwischen der Ladung und einer horizontal bewegbaren Vorrichtung zum Positionieren auf der Oberseite der Ladung aufweist. Diese Art der Ladungshandhabungsvorrichtung kann ein Brückenkran oder ein Portalkran sein, wobei die horizontal bewegbare Vorrichtung eine Laufkatze ist, die auf einer die vertikalen Stützen des Kranes verbindenden Brücke bewegbar ist. Die Laufkatze hat einen Hubmechanismus, mit dem Greifer verbunden sind, um sich zu bewegen während das Element vertikal auf der Ladung positioniert wird. Der Greifer kann ein beliebiges der oben beschriebenen sein. Die Laufkatze kann sich auf einer Höhe, z.B. 23 m, befinden, die die Handhabung von Ladungsstapeln unter der Ladungshandhabungsvorrichtung erlaubt. Die 2a und 2b zeigen eine Kamera 204, die an einer Ladungshandhabungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform montiert ist. In 2a ist die Ladungshandhabungsvorrichtung von oben gezeigt und in 2b von der Seite. Die Ladungshandhabungsvorrichtung kann eine in Verbindung mit 1 beschriebene Ladungshandhabungsvorrichtung sein. Die Ladungshandhabungsvorrichtung kann eine Vorrichtung, wie eine Laufkatze, umfassen, die horizontal ‚W‘ über der Ladung oder dem Ladungsstapel 201 bewegbar ist, und an der eine Kamera zum Erfassen des Ladungsstapels und/oder des Ladungshandhabungsbereichs von oben montiert ist. Die Ladungshandhabungsvorrichtung umfasst einen Hubmechanismus 206 mit dem ein Greifer 207 verbunden ist, um die Ladungshandhabungsvorrichtung mit der Ladung zu verbinden. Die Kamera ist montiert um vorzugsweise vertikal über der Ladung und horizontal auf der Hublinie der Ladung zu sein. Auf diese Weise kann die Seite des Ladungsstapels in der Kameraansicht gesehen werden. Vorzugsweise erzeugt die Kamera Bilddaten, die die Seite des Ladungsstapels entlang der gesamten Höhe des Ladungsstapels enthalten.
Der Greifer kann aus Seilen bestehen, die durch einen Motor auf- und abgewickelt werden. Jedes Seil kann z.B. durch Führungsräder zu der gewünschten Hublinie geführt werden.
in einer Ausführungsform ist die Kamera 204 auf einer Mittellinie ‚L‘ einer horizontal ‚W‘ bewegbaren Vorrichtung montiert und hin zu einer Ladung gerichtet. Auf diese Weise pendelt sich die durch die Ladungshandhabungsvorrichtung zu handhabende Ladung oder der durch die Ladungshandhabungsvorrichtung zu handhabende Ladungsstapel in der Mitte der Kameraansicht ein, wenn die Ladungshandhabungsvorrichtung sich über der Ladung oder dem Ladungsstapel auf dessen Hublinie befindet.
Die Hublinie der Ladung oder des Ladungsstapels kann definiert sein als die Richtung des Greifers 207, die die Ladungshandhabungsvorrichtung zwischen der Hubvorrichtung und der Ladung mit der Ladung verbindet. Die Hublinie erstreckt sich z.B. zwischen der Ladungshandhabungsvorrichtung und der Ladung in der vertikalen Richtung. Es kann mehrere Hublinien geben, wobei in diesem Fall die Position der zu handhabenden Ladung zwischen allen Hublinien zentriert ist. Auf diese Weise ist die Distanz der Ladung zu jedem der Greifer nahezu dieselbe. Die Ladungshandhabungsvorrichtung kann somit die Ladung auf der Hublinie wenigstens in der vertikalen Richtung bewegen. Auf der Hublinie kann sich die Ladung z.B. aufwärts von dem Boden zu einer gewünschten Höhe und/oder abwärts von der Hängehöhe auf den Boden bewegen. Anstatt des Bodens kann die Ladung auch auf anderen geeigneten Plattformen abgesetzt werden. Beispiele für andere Plattformen schließen Fahrzeuge und andere Ladungen ein.
Die Kamera 204 kann an der horizontal bewegbaren Vorrichtung, wie z.B. der Laufkatze, der Ladungshandhabungsvorrichtung befestigt sein, und zwar durch eine Stützstruktur 205, die sich horizontal ‚W‘ von dem Rahmen 202 der horizontal bewegbaren Vorrichtung zur Seite erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die Stützstruktur horizontal ‚W‘ über die Ladungshublinie hinaus zur Seite. Auf diese Weise kann die Kameraansicht einer abwärts gerichteten Kamera die Seite des Ladungsstapels zeigen, wodurch die Kamera Bilddaten erzeugen kann, die die Objekte enthalten, die sich von der Mittellinie der horizontal bewegbaren Vorrichtung hin zu dem Ladungsstapel auf der Hublinie der am nächsten zur Kamera gelegenen Kante des Ladungsstapels befinden. Die Objekte in den Bilddaten können die Greifer der Ladungshandhabungsvorrichtung, einen Ladungsstapel und/oder wenigstens einen Teil des Betriebsbereichs der Ladungshandhabungsvorrichtung umfassen.
3 zeigt eine Visiereinrichtung 301 gemäß einer Ausführungsform. Die Visiereinrichtung ist als Teil der Bilddaten 300 gezeigt, die eine Ansicht des Ladungshandhabungsbereichs der Ladungshandhabungsvorrichtung enthalten. Die Ansicht kann die Greifer, die Ladungsstapel und/oder wenigstens einen Teil des Betriebsbereichs der Ladungshandhabungsvorrichtung enthalten. In dem Ladungshandhabungsbereich befindet sich eine Ladung 302, die, im Sinne der Klarheit, geringfügig von den Linien der Visiereinrichtung beabstandet gezeigt ist. Die Ladungshandhabungsvorrichtung kann gesteuert werden, um die Linien der Visiereinrichtung und die Seiten der Ladung zur Deckung zu bringen, sodass in diesem Fall die Ladung gehandhabt werden kann. Die Ladungshandhabungsvorrichtung kann eine beliebige der oben genannten sein, die Greifer zur Handhabung der Ladung aufweisen. Die Bilddaten können von optischen Mitteln erzeugt werden, wie z.B. einer optischen Oberfläche oder einer Kamera, die sichtbares Licht empfangen und modifizieren, beispielsweise brechen, streuen, filtern, können. Die optischen Mittel können auf die in den 2a und 2b gezeigte Weise an der Ladungshandhabungsvorrichtung montiert sein, wobei die optischen Mittel in diesem Fall eine Ansicht aufweisen, aus der Bilddaten erzeugt werden können.
Die Visiereinrichtung hat ein Muster umfassend mehrere Linien {a, a'; b, b'; c, c'; d, d'; e, e'}, {m₁, m₂, m₃, m₄ und m₅}, die derart in Beziehung zueinander angeordnet sind, dass die Linien mit wenigstens zwei Seiten der untersten Ladung 302 im Ladungsstapel und wenigstens zwei Seiten der Ladung, die in dem Ladestapel auf der untersten Ladung 302 angeordnet ist, übereinstimmen. Auf diese Weise hat die Visiervorrichtung wenigstens zwei Linien für jede Ladung. Das Muster der Visiereinrichtung kann auch mehr als zwei Linien aufweisen. Die Seiten 304a, 304b, 304c der Ladung, die mit den Linien übereinstimmen, können gegenüberliegende Seiten 304a, 304b oder angrenzende Seiten sein. Die Linien, die mit den Ladungen in verschiedenen Schichten in dem Ladestapel übereinstimmen, können entsprechend der Perspektive auf die Ladung relativ zueinander angeordnet sein. Die Linien, die verschiedenen Schichten in dem Ladungsstapel entsprechen, können auf einer gewünschten Seite der Ladung oder auf beiden Seiten der Ladung angeordnet sein. In einem Beispiel können die mit den Seiten der Ladung übereinstimmenden Linien mit der rechten Seite 304b der Ladung und der Seite 304c, die an die rechte Seite angrenzt, übereinstimmen. In einem Beispiel können die mit den Seiten der Ladung übereinstimmenden Linien mit der linken Seite 304a der Ladung und der an die linke Seite angrenzenden Seite 304c übereinstimmen. Die Linien können verschiedenen Schichten entweder links- oder rechtsseitig, wie oben beschrieben, entsprechen.
In einer Ausführungsform weist die Visiereinrichtung ein Muster auf, das nebeneinanderliegende Linienpaare {a, a'; b, b'; c, c'; e, e'} umfasst. Es gibt ein, zwei oder mehrere Linienpaare. Die Linien des ersten Linienpaars {a, a'} sind in einer Distanz h₁ voneinander angeordnet, die der Distanz der gegenüberliegenden Seiten 304a, 304b der Ladung voneinander für die unterste Ladung des Ladungsstapels entspricht, und die Linien {b, b'; c, c'; d, d'; e, e'} wenigstens eines anderen Linienpaares sind in einer Distanz zueinander angeordnet, die der Distanz h₂, h₃, h₄, h₅ der gegenüberliegenden Seiten der Ladung für eine in dem Ladestapel auf der untersten Ladung angeordneten Ladung entspricht. Auf diese Weise hat jede Höhe des Ladestapels sein eigenes Linienpaar und die Ladungshandhabungsvorrichtung kann mit der Visiervorrichtung derart gesteuert werden, dass sie sich auf der Oberseite der Ladestapel unterschiedlicher Höhe befindet. In den Bilddaten kann die Distanz der Linien voneinander in einem Bereich von wenigen Zehntelmillimetern sein. Die gegenüberliegenden Seiten der Ladung können diejenigen Enden der Ladung sein, die kürzer sind als die die Enden verbindende Seite 304c.
In einer Ausführungsform umfasst das Muster der Visiereinrichtung 301 des Weiteren eine Mittellinie ‚k‘, zu der die anderen Linien der Visiereinrichtung symmetrisch sind. Auf diese Weise kann die Visiereinrichtung symmetrisch gemacht werden, wodurch die Steuerung der Ladungshandhabungsvorrichtung mit der Visiereinrichtung einfacher wird.
In 3 entspricht die Höhe h₂ der Distanz zwischen den gegenüberliegenden Seiten der auf der untersten Ladung angeordneten Ladung, d.h. der Ladung in der zweiten Schicht. In 3 entspricht die Höhe h₃ der Distanz zwischen den gegenüberliegenden Seiten der auf der zweituntersten Ladung angeordneten Ladung, d.h. der Ladung in der dritten Schicht. In 3 entspricht Höhe h₄ der Distanz zwischen den gegenüberliegenden Seiten der auf der drittuntersten Ladung angeordneten Ladung, d.h. der Ladung in der vierten Schicht. In 3 entspricht Höhe h₅ der Distanz zwischen den gegenüberliegenden Seiten der auf der viertuntersten Ladung angeordneten Ladung, d.h. der Ladung in der fünften Schicht. Die Zahl der aufeinandergestapelten Ladungen kann auch höher als fünf sein. Auf der anderen Seite ist die Zahl der aufeinandergestapelten Ladungen wenigstens zwei. Die Anzahl von Linienpaaren entspricht der Höhe des Stapels.
In einer Ausführungsform umfasst die Visiereinrichtung 301 Linien {m₁, m₂, m₃, m₄, m₅} die die Linienpaare {a, a'; b, b'; c, c'; d, d', e, e'} verbinden und jede Linie entspricht der die gegenüberliegenden Seiten 304a, 304b der Ladung verbindenden Seite 304c. Die gegenüberliegenden Seiten können die Enden der Ladung und kürzer als die Ladung sein, die die Enden verbindet. Das erste Linienpaar {a, a'} ist durch die Linie m₁ verbunden. Die Linie m₁, die das erste Linienpaar verbindet, entspricht der Seite der untersten Ladung in dem Ladungsstapel derart, dass die das Linienpaar verbindende Linie m₁ vorzugsweise parallel zu der die gegenüberliegenden Seiten der Ladung verbindenden Seite ist, wenn die Linien a und a' parallel zu den gegenüberliegenden Seiten der Ladung sind. Jede Linie des Linienpaares, das den gegenüberliegenden Seiten der Ladung in der nächsten Schicht des Ladungsstapels entspricht, ist durch eine Linie {m₂, m₃, m₄ und m₅} verbunden mit der Linie des Linienpaares in der höheren Schicht, die derselben Ladungsseite der gegenüberliegenden Ladungsseiten entspricht. Auf diese Weise hat die Visiereinrichtung für jede Ladungsstapelschicht eine Linie {m₁, m₂, m₃, m₄ und m₅}, mit der die Ladungshandhabungsvorrichtung mit Bezug auf die die gegenüberliegenden Seiten der Ladung verbindende Seite 304c gesteuert werden kann.
In einer Ausführungsform können die Linien und/oder Linienpaare {a, a'; b, b'; c, c'; d, d'; e, e'} Umrisse gemäß einer Perspektive der Ladung sein. Die Ladung kann ein Container, wie z.B. ein Seecontainer, sein, wobei die Linien eines Linienpaares und die verbindenden Linien {m₁, m₂, m₃, m₄ und m₅} rechtwinklig zueinander sein können, entsprechend der rechteckigen Form der Container.
Das Muster der Visiereinrichtung, z.B. die Distanz zwischen den Linien oder Linienpaarlinien und die Lage der die Linienpaare verbindenden Linien, kann auf Basis der Höhe der Kamera bestimmt werden. Die Höhe der Kamera bestimmt die Perspektive, von der aus die Ladung geprüft wird. Die Höhe der Ladung, wie sie von der Lage der Kamera aus gesehen wird, hängt von der Position der Ladung in dem Ladestapel ab. Die Höhe der untersten Ladung in dem Ladestapel ist genauso wie die Distanz zwischen den Linien des Linienpaares, kürzer als die Höhe der auf der untersten Ladung gestapelten Ladung. Die Distanz zwischen den Linien des Linienpaares für eine unter einer anderen Ladung in dem Stapel angeordnete Ladung ist daher kürzer als die Distanz zwischen den Linien eines Linienpaares an der obersten Ladung. Die Lagen der die Linienpaare verbindenden Linien sind mit Bezug auf die das erste Linienpaar verbindende Linie erhöht.
Die Visiereinrichtung 301 kann Teil der Bilddaten 300 sein, wie in 3 gezeigt. Die Bilddaten können Bilddaten in einer Vorrichtung, wie z.B. einer optischen Oberfläche oder eines Speichermediums sein. Die Visiereinrichtung kann in eine optische Oberfläche eingraviert oder darauf aufgemalt sein, wobei in diesem Fall durch die optische Oberfläche einfallendes Licht beispielsweise die Visiereinrichtung auf einem Bildschirm bilden kann. Eine optische Oberfläche kann vor einem Kameraverschluss installiert sein, wobei in diesem Fall die Visiereinrichtung in den durch die Kamera erzeugten Bilddaten gebildet wird. Die optische Oberfläche kann auch auf einer Displayoberfläche installiert sein, wobei in diesem Fall eine Visiereinrichtung auf den angezeigten Daten sichtbar gemacht werden kann. Die optische Oberfläche kann eine für sichtbares Licht transluzente Oberfläche sein und z.B. aus Glas oder Kunststoff gefertigt sein. Die optische Oberfläche kann bogenartig sein und eingerichtet sein, um die gleiche Größe wie die Displayoberfläche zu haben oder in einen Kameraverschluss passend sein. Die Visiereinrichtung kann auch in einem digitalen Format auf einem Speichermedium gespeichert sein. Eine Visiereinrichtung in digitalem Format kann für die Präsentation als Bild auf einem Display geeignet sein. Das digitale Format kann eine Datei, wie z.B. eine Bilddatei sein, die durch einen Prozessor oder Computer lesbar ist. Geeignete Dateiformate schließen Bitmap-Dateien und Vektorgrafik-Dateien ein, wie z.B. BMP (Microsoft Windows / OS/2 Bitmap, vorrichtungsunabhängige Bitmap), JPEG (Joint Photographic Experts Group) und SVG (Scalable Vector Graphics) Dateiformate.
Die optische Oberfläche kann an einer Ladungshandhabungsvorrichtung auf eine entsprechende Weise wie in Verbindung mit 2a und 2b beschrieben an einer Kamera oder vor einer auf den Ladungshandhabungsbereich gerichteten Kamera installiert sein. Auf diese Weise kann die optische Oberfläche Bilddaten mit einer Visiereinrichtung erzeugen, sodass die Lage der Ladungshandhabungsvorrichtung in Bezug auf den Ladungsstapel durch die Visiereinrichtung erfasst werden kann.
4 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform. Die Vorrichtung umfasst eine Kamera (CAM) 402 zur Erzeugung von Bilddaten des Ladungshandhabungsbereichs einer Ladungshandhabungsvorrichtung, einen Prozessor (PU) 404, einen Speicher (M) 406 und eine Benutzerschnittstelleneinheit (IF) 408 die miteinander derart verbunden sind, dass Bilddaten von der Kamera unter Steuerung des Prozessors an die Benutzerschnittstelleneinheit übermittelt werden können. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bilddaten von der Kamera zu der Benutzerschnittstelleneinheit unter Steuerung durch den Prozessor direkt oder durch den Prozessor und/oder Speicherplatz an die Benutzerschnittstelleneinheit übermittelt werden kann. Die Einheiten aus 4 können elektrisch verbunden sein, z.B. durch elektrische Leiter oder über einen elektrischen Bus. Die elektrische Verbindung oder der elektrische Bus können als Profibus Feldbus, Ethernet Verbindung und/oder Computerbus implementiert sein. Der Speicher kann Programmcodes speichern, wie z.B. als Computerprogrammcode, der durch den Prozessor ausführbar ist, wodurch die Visiereinrichtung gemäß der Ausführungsform in der Benutzerschnittstelle angezeigt werden kann.
Die Benutzerschnittstelleneinheit kann ein Display umfassen, wie z.B. ein Flüssigkristalldisplay (LCD). Das Display kann dazu benutzt werden, dem Nutzer Informationen, z.B. die Visiereinrichtung, anzuzeigen. Das Display kann ein Touchscreen sein, wobei in diesem Fall Befehle von dem Benutzer durch den Bildschirm empfangen werden können. Das Display kann z.B. durch einen Tabletcomputer implementiert sein, wobei in diesem Fall die Verbindung zur Übermittlung von Daten und/oder Bilddaten über eine drahtlose Datenkommunikationsverbindung implementiert sein kann, wie z.B. eine wireless local area network (WLAN) Verbindung basierend auf dem IEEE 802.11 Standard oder eine Bluetooth Verbindung.
Die Visiereinrichtung kann auf dem Bildschirm als Bilddaten angezeigt werden, von denen ein Beispiel in Verbindung mit 3 gezeigt ist. Die Bilddaten können ein Video oder ein Standbild, vorzugsweise ein Video, sein, wobei in diesem Fall in den durch die Benutzerschnittstelle angezeigten Bilddaten die Position der Visiereinrichtung im Bezug auf die Ladung kontinuierlich überwacht werden kann, sodass die Ladungshandhabungsvorrichtung basierend auf der Visiereinrichtung zu der Ladung gelenkt werden kann.
Der Prozessor und der Speicher können eine Recheneinheit in einer Datenverarbeitungsvorrichtung sein, die ein Computer oder ein PLC (Programmable Logic Controller) sein kann, der in Hebevorrichtungen genutzt wird. Die Vorrichtung aus 4 kann z.B. eine der oben erwähnten Ladungshandhabungsvorrichtungen sein, an der eine Kamera oder eine optische Oberfläche gemäß den Beispielen aus den 2a und 2b installiert ist.
Mit Bezug auf 5 wird ein Beispiel eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform präsentiert. Eine Kamera ist in einer Ladungshandhabungsvorrichtung installiert und in Betrieb 502. Das Verfahren kann ausgeführt werden, wenn Ladungen mit der Ladungshandhabungsvorrichtung, wie die in 1 beschriebene, gehandhabt werden. Die Kamera erzeugt Bilddaten von dem Ladungshandhabungsbereich. Die Bilddaten können Objekte, wie z.B. die Greifer, Ladung und/oder Ladungsstapel, enthalten. 2a und 2b zeigen beispielhaft, wie die Kamera in der Ladungshandhabungsvorrichtung installiert ist. Bilddaten werden von der Kamera empfangen 504 und eine Visiereinrichtung kann zu ihnen unter Steuerung des Prozessors hinzugefügt werden 506. Die Visiereinrichtung kann in dem Speicher gespeichert sein, von wo sie zur Verarbeitung der Bilddaten abgeholt werden kann. Danach können die Bilddaten auf dem Bildschirm für den Benutzer angezeigt werden 508, indem die Bilddaten an den Bildschirm übermittelt werden. Der Benutzer kann der Bediener der Ladungshandhabungsvorrichtung sein. Bilddaten werden dem Benutzer angezeigt 510, während die Ladung gehandhabt wird, und die Bilddaten können aktualisiert werden, sodass der Benutzer Veränderungen zwischen der Visiereinrichtung und anderen Objekten in den Bilddaten sehen und die Ladungshandhabungseinrichtung entsprechend steuern kann. Die Visiereinrichtung in den Bilddaten ermöglicht eine Verbesserung der Genauigkeit der Ladungshandhabung.
In einer Ausführungsform wird das Muster der Visiereinrichtung verändert. Das Muster der Visiereinrichtung kann Visiermusterdaten enthalten, die z.B. das in Verbindung mit 3 gezeigte Visiermuster definieren. Die Visiermusterdaten können geografische Informationen über Linien oder Linienpaare, geografische Längen und/oder Nummerierungsinformationen über Linien zwischen Linienpaaren enthalten. In einem Beispiel wird das Visiermuster verändert, um einer Veränderung der Installationshöhe der Kamera oder der optischen Oberfläche zu entsprechen. Die Veränderungen können automatisch erfolgen oder durch Empfangen von Visiermusterinformationen, wie z.B. ein gänzlich neues Muster oder Veränderungen an dem aktuellen Muster, von dem Benutzer. Auf der Basis der von dem Benutzer empfangenen Visiermusterinformation kann ein neues Muster für die Visiereinrichtung gebildet und für die Lenkung der Ladungshandhabungsvorrichtung benutzt werden. Vorzugsweise ist das neue Visiermuster im Speicher gespeichert, von wo es zu den von der Kamera empfangenen Bilddaten hinzugefügt werden kann, um sie in der Benutzerschnittstelleneinheit anzuzeigen. Auf diese Art kann die Visiereinrichtung geändert werden, ohne die physikalischen Strukturen der Kamera zu verändern, und die Visiereinrichtung kann aktualisiert werden, um den Veränderungen wie z.B. Veränderungen des Installationsorts oder Größe der zu handhabenden Container, zu entsprechen. Mehrere verschiedene Visiermuster können in einem Menü gespeichert sein, dass in der Benutzerschnittstelle angezeigt wird, sodass der Benutzer die bei der Ladungshandhabung zu benutzende Visiereinrichtung aus dem Menü auswählen kann. Auf diese Weise kann der Benutzer durch die Benutzerschnittstelle ein Muster auswählen, das den Dimensionen der zu handhabenden Ladung und/oder der Installationshöhe der Kamera oder optischen Oberfläche entspricht. Verschiedene Visiermuster können somit Ladungen verschiedener Größe die in ihrer Größe standardisiert sein können, entsprechen.
Eine Ausführungsform umfasst eine Auswahl von optischen Oberflächen oder Visiermustern, wobei jede eine Visiereinrichtung gemäß einer Ausführungsform aufweist. Jede optische Oberfläche oder jedes Visiermuster umfasst eine Visiereinrichtung, deren Muster angepasst ist, um einer spezifischen Größe einer zu handhabenden Ladung zu entsprechen. Die optischen Oberflächen können in der Benutzerschnittstelleneinheit z.B. auf dem Bildschirm angeordnet sein. Während der Handhabung einer Ladung einer spezifischen Größe ist die der Größe der Ladung entsprechende optische Oberfläche auf dem Bildschirm angeordnet, sodass das auf dem Bildschirm angezeigte Kamerabild des Ladungshandhabungsbereichs der Ladungshandhabungsvorrichtung eine Visiereinrichtung enthält, wodurch die Genauigkeit der Ladungshandhabung verbessert werden kann. Das Visiermuster der optischen Oberfläche kann angepasst werden, um einer spezifischen Größe eines zu handhabenden Containers zu entsprechen, indem das Muster auf der Basis der Kamerahöhe für eine spezifische Ladungsgröße dimensioniert ist. Es ist einfach, optische Oberflächen für jede unterschiedliche standardisierte Containergröße herzustellen, insbesondere für Ladungen, wie z.B. Container, die Größen aufweisen, die innerhalb der Grenzen von verschiedenen standardisierten Größen variieren. Die Visiermuster können in einem Menü auf dem Bildschirm angezeigt werden. Der Benutzer kann mit der Benutzerschnittstelleneinheit das bei der Ladungshandhabung zu benutzende Visiermuster aus dem Menü auswählen, wobei in diesem Fall die Visiereinrichtung, wie oben beschriebenen, zu den von der Kamera empfangenen Bilddaten hinzugefügt werden kann. Das Menü und die Benutzerauswahlen können mit der Benutzerschnittstelleneinheit implementiert werden, z.B. mit einem Touchscreen.
In einer Ausführungsform ist die Ladungshandhabungsvorrichtung durch eine Vorrichtung mit einer Visiereinrichtung aufgerüstet. Die Ladungshandhabungsvorrichtung kann aktualisiert werden, indem eine Kamera oder eine optische Oberfläche mit einer Visiereinrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform in einer in 2a und 2b gezeigten Ladungshandhabungsvorrichtung installiert wird. Auf der anderen Seite kann das Speichermedium der Ladungshandhabungsvorrichtung aktualisiert werden, indem auf dem Speichermedium eine Visiereinrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform gespeichert wird, oder indem die in dem Speichermedium gespeicherte Visiereinrichtung durch eine neue Visiereinrichtung ersetzt wird, die ein anderes Muster haben kann als das in dem Speichermedium gespeicherte.
In einer Ausführungsform umfasst die Ladungshandhabungsvorrichtung eine Vorrichtung die horizontal über der Ladung bewegbar ist und ein Element aufweist, das im Wesentlichen vertikal zwischen der Ladung und der horizontal bewegbaren Vorrichtung bewegbar und auf der Ladung positionierbar ist. Die optische Oberfläche und/oder Kamera kann in der Ladungshandhabungsvorrichtung derart installiert sein, dass Bilddaten mit einer Visiereinrichtung erzeugt werden und die erzeugten Bilddaten dem Benutzer, wie z.B. dem Bediener der Ladungshandhabungsvorrichtung, angezeigt werden. Auf diese Weise zeigt die Visiereinrichtung die horizontale und vertikale Lage der Ladungshandhabungsvorrichtung im Bezug auf die Ladung an. Die Ladungshandhabungsvorrichtung kann eine Vorrichtung umfassen, die horizontal über der Ladung bewegbar ist, und ein Element aufweist, das im Wesentlichen vertikal zwischen der Ladung und der horizontal bewegbaren Vorrichtung bewegbar und auf der Ladung positionierbar ist, wobei in diesem Fall die Visiereinrichtung die horizontale und vertikale Lage des positionierbaren Elements im Verhältnis zu der Ladung anzeigen kann.
Die Techniken der oben beschriebenen Ausführungsformen können unter Nutzung von vielen verschiedenen Mitteln derart implementiert werden, dass die Ladungshandhabungsvorrichtung oder eine Vorrichtung, die eine beliebige der oben beschriebenen Funktionen implementiert, Mittel aus dem Stand der Technik umfasst oder aber Mittel zur Erzeugung von Bilddaten eines Ladestapels in dem Betriebsbereich der Ladungshandhabungsvorrichtung, wobei in diesem Fall Bilddaten eine Visiereinrichtung umfassen, die mehrere Linien aufweist, die in Beziehung zueinander angeordnet sind, sodass die Linien wenigstens zwei Seiten der untersten Ladung in einem Ladestapel und wenigstens zwei Seiten einer in dem Ladestapel auf der untersten Ladung angeordneten Ladung entsprechen.
Die Funktionen der Vorrichtung gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen kann durch dementsprechende Mitteil implementiert werden. Jede Funktion kann durch Benutzung ihres eigenen Mittels implementiert werden oder mehrere Funktionen können unter Nutzung desselben Mittels implementiert werden. In einem Beispiel können die Techniken der oben beschriebenen Ausführungsform implementiert werden, indem Ausrüstung, die eine oder mehrere Vorrichtungen umfasst, Software, die ein oder mehrere Module, Firmware oder eine Kombination aus all diesen genutzt werden. Die Firmware oder Software kann durch Module (z. B. als Prozeduren oder Funktionen) implementiert werden, die die oben beschriebenen Funktionen implementieren. Programmcodes können jedem geeigneten Datenspeichermittel, Speichereinheit oder Produkt gespeichert werden, das durch einen Prozessor und/oder Computer lesbar und durch einen oder mehrere Prozessoren und/oder Computer ausführbar ist. Das Datenspeichermedium kann intern oder extern zu dem Prozessor und/oder Computer ausgeführt sein, wobei es in diesem Fall kommunikativ mit dem Prozessor und/oder Computer auf verschiedene bekannte Arten verbunden sein kann.
In einer Ausführungsform umfasst die Ladungshandhabungsvorrichtung oder ein Teil davon Verarbeitungsmittel, die für die Ausführung von in einem Ausführungsbeispiel beschriebenen Funktionen konfiguriert sind.
In einer Ausführungsform bilden wenigstens ein Prozessor, Speicher und Computerprogrammcode die Verarbeitungsmittel gemäß der Ausführungsform zum Ausführen einer Ausführungsform.
Eine Ausführungsform umfasst ein Computerprogramm, das in einem computerlesbaren Speichermedium enthalten ist, und das Computerprogramm umfasst Programmcode, der Funktionen gemäß einer Ausführungsform ausführt, wenn er auf einem Prozessor oder Computer ausgeführt wird.
Die Ausführungsformen können als ein Computerprozess implementiert sein, der durch ein Computerprogramm definiert ist. Das Computerprogramm kann in Source Code Format, Objekt Code Format oder einem Zwischenformat vorgesehen sein und das Computerprogramm kann auf einem Speichermedium gespeichert sein, das ein beliebiges Teil oder eine beliebige Vorrichtung sein kann, die zum Speichern des Computerprogramms in der Lage ist. Z. B. kann ein Computerprogramm auf einem Computerprogramm Verteilungsmedium gespeichert sein, das durch einen Computer oder Prozessor gelesen werden kann. Das Computerprogrammverteilungsmedium kann z.B. ein Speichermedium, Computerspeicher, read-only memory (ROM), elektronische Trägerwelle, ein Telekommunikationssignal und ein Softwareverteilungspaket umfassen.
Eine Ausführungsform umfasst ein Computerprogrammprodukt für einen Computer, wobei das Computerprogrammprodukt Programmcodeabschnitte zum Ausführen von Funktionen gemäß einer beliebigen der oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst.
Einem Fachmann ist klar, dass die grundlegenden Ideen der Erfindung auf viele verschiedene Arten und Weisen implementiert werden kann, während die Technologie voranschreitet. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen sind daher nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können im Rahmen der Ansprüche variieren.

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen von Bilddaten (300) eines Ladungsstapels (103), wobei die Vorrichtung optische Mittel zur Erzeugung von Bilddaten (300) eines Ladungsstapels (103) in einem Betriebsbereich (105) einer Ladungshandhabungsvorrichtung (100) umfasst, wobei die Bilddaten (300) eine in eine optische Oberfläche eingravierte oder darauf aufgemalte oder in einem digitalen Format auf einem Speichermedium gespeicherte und zur Präsentation als Bild auf einem Display geeignete Visiereinrichtung (301) mit mehreren Linien (a, a', b, b', ...) umfasst, die in einer Beziehung zueinander angeordnet sind, sodass die Linien mit wenigstens zwei Seiten (304a, 304b) der untersten Ladung (302) in dem Ladestapel (103) und wenigstens zwei Seiten (304a, 304b) einer Ladung (101), die in dem Ladestapel (103) auf der untersten Ladung (302) angeordnet ist, übereinstimmen, und wobei die Visiereinrichtung (301) parallele Linien (a, a', b, b', ...) umfasst, wobei die Linien eines ersten Linienpaares (a, a') in einer Distanz (h1) zueinander angeordnet sind, die für die unterste Ladung (302) des Ladestapels (103) der Distanz (h1) zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht, und wobei die Linien wenigstens eines anderen Linienpaares (b, b', c, c'...) in einer Distanz (h2, h3...) zueinander angeordnet sind, die für eine in dem Ladestapel (103) auf der untersten Ladung (302) angeordneten Ladung der Distanz zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Visiereinrichtung (301) die Linienpaare (a, a', b, b') verbindende Linien (m2, m3, m4, m5) umfasst, und die verbindenden Linien (m2, m3, m4, m5) jeweils mit einer Linie übereinstimmen, die die gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) verbindet.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Visiereinrichtung (301) eine Mittellinie (k) umfasst, zu der alle anderen Linien (a, a', b, b') der Visiereinrichtung (301) symmetrisch sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ladungshandhabungsvorrichtung (100) eine horizontal über der Ladung (101) bewegbare Vorrichtung (102) umfasst und ein Element aufweist, das im Wesentlichen vertikal zwischen der Ladung (101) und der horizontal bewegbaren Vorrichtung (102) bewegbar und auf der Oberseite der Ladung (101) positionierbar ist, und wobei die Visiereinrichtung (301) die horizontale und vertikale Lage des positionierbaren Elements im Verhältnis zu der Ladung (101) angibt.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Kamera (204, 402) und/oder eine transparente Oberfläche umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bilddaten (300) wenigstens eine vertikale Seite des Ladestapels (103) entlang der gesamten Höhe der Ladung (101) umfassen.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Linien (a, a', b, b') Umrisse gemäß der Perspektive der Ladung (101) sind.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ladung (101) ein Container ist.
Ladungshandhabungsvorrichtung (100), die eine Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche umfasst, die an der Ladungshandhabungsvorrichtung (100) montiert ist.
Ladungshandhabungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Ladungshandhabungsvorrichtung (100) eine horizontal über der Ladung (101)bewegbare Vorrichtung (102) umfasst und eine im Wesentlichen vertikal zwischen der Ladung (101) und der horizontal bewegbaren Vorrichtung (102) bewegbares Element zur Positionierung auf der Oberseite der Ladung (101) aufweist, und die Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 10 an der horizontal bewegbaren Vorrichtung (102) montiert ist.
Verfahren umfassend: Empfangen (504) von Bilddaten (300) von einer Kamera (204, 402), die auf einer Ladungshandhabungsvorrichtung (100) installiert ist, die einen Ladestapel (103) in einen Betriebsbereich (105) der Ladungshandhabungsvorrichtung (100) betrifft; Ergänzen (506) der Bilddaten (300) um eine Visiereinrichtung (301), die mehrere Linien (a, a', b, b') aufweist, die relativ zueinander derart angeordnet sind, dass die Linien mit wenigstens zwei Seiten (304a, 304b) der untersten Ladung (302) in dem Ladestapel (103) und wenigstens zwei Seiten einer in dem Ladungsstapel (103) auf der untersten Ladung (302) angeordneten Ladung übereinstimmen; Anzeigen (508) der Bilddaten (300) mit der ergänzten Visiereinrichtung (301) auf einem Bildschirm, wobei die Visiereinrichtung (301) parallele Linien (a, a', b, b', ...) umfasst, wobei die Linien eines ersten Linienpaares in einer Distanz (h1) zueinander angeordnet sind, die für die unterste Ladung (302) des Ladestapels (103) der Distanz zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht, und wobei die Linien wenigstens eines anderen Linienpaares (b, b', c, c'...) in einer Distanz (h2, h3...) zueinander angeordnet sind, die für eine in dem Ladestapel (103) auf der untersten Ladung angeordneten Ladung der Distanz zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei ein Menü mit mehreren Visiermustern angezeigt wird, die Ladungen (101) verschiedener Größen entsprechen, und die bei der Ladungshandhabung (100) zu benutzende Visiereinrichtung (301) als das von dem Benutzer aus dem Menü ausgewählte Visiermuster definiert ist.
Computerprogramm enthalten in einem computerlesbaren Speichermedium und enthaltend Programmcode, welcher das Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12 ausführt, wenn er auf einem Prozessor (404) oder Computer ausgeführt wird.
Sammlung von optischen Oberflächen oder Visiermustern zur Erzeugung von Bilddaten (300) eines Ladestapels (103) im Betriebsbereich (105) einer Ladungshandhabungsvorrichtung (100), wobei jede der optischen Oberflächen oder der Visiermuster eine in eine optische Oberfläche eingravierte oder darauf aufgemalte oder in einem digitalen Format auf einem Speichermedium gespeicherte und zur Präsentation als Bild auf einem Display geeignete Visiereinrichtung umfasst (301), die mehrere Linien (a, a‘, b, b‘...) aufweist, die relativ zueinander derart angeordnet sind, dass die Linien mit wenigstens zwei Seiten (304a, 304b) der untersten Ladung (302) in dem Ladestapel (103) und mindestens zwei Seiten einer in dem Ladestapel (103) auf der untersten Ladung (302) angeordneten Ladung übereinstimmen, wobei die Visiereinrichtung (301) parallele Linien (a, a', b, b', ...) umfasst, wobei die Linien eines ersten Linienpaares (a, a') in in einer Distanz (h1) zueinander angeordnet sind, die für die unterste Ladung (302) des Ladestapels (103) der Distanz zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht, und wobei die Linien wenigstens eines anderen Linienpaares (b, b', c, c'...) in einer Distanz (h2, h3...) zueinander angeordnet sind, die für eine in dem Ladestapel (103) auf der untersten Ladung (302) angeordneten Ladung der Distanz zwischen gegenüberliegenden Seiten (304a, 304b) der Ladung (101) entspricht.
Verfahren zum Aufrüsten einer Ladungshandhabungsvorrichtung (100), wobei eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 an der Ladungshandhabungsvorrichtung (100) montiert wird.