EP0892757A1 - Method of correcting the course towards a target of a load bearing implement and target detection means and beam emitting unit for carrying out said method - Google Patents

Method of correcting the course towards a target of a load bearing implement and target detection means and beam emitting unit for carrying out said method

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EP0892757A1
EP0892757A1 EP97920630A EP97920630A EP0892757A1 EP 0892757 A1 EP0892757 A1 EP 0892757A1 EP 97920630 A EP97920630 A EP 97920630A EP 97920630 A EP97920630 A EP 97920630A EP 0892757 A1 EP0892757 A1 EP 0892757A1
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EP
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directional
target
directional beams
beams
emitting unit
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EP97920630A
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Hans Tax
Dieter Bauer
Klaus HÖSLER
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Tax Ingenieurgesellschaft Mbh Il
Tax Ingenieurgesellschaft mbH
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Tax Ingenieurgesellschaft Mbh Il
Tax Ingenieurgesellschaft mbH
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • G01S7/4811Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813Housing arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for correcting the target path of a load carrier approaching a target position, which, for example, is suspended in a height-adjustable manner via a hoist cable system on a horizontally movable hoist cable carrier, a correction of the target approach path being carried out during the approach to the target in accordance with a target error detection, and the target error detection is carried out by a) emitting pulsed directional beams from a directional beam emitting unit arranged at the location of the load carrier in the direction of a detection area so that temporally staggered, pulsed directional beams strike different sub-areas of the detection area, b) in a retroreflection receiver unit Known geometrical assignment to the directional beam emitting unit, the scattered reflection corresponding to the individual pulsed directional beams is received, c) the transit time from the emission of a pulsed directional beam to Reception of the corresponding scatter reflection for a plurality of directional beams emitted to different partial areas is determined, d)
  • the directional beam emitting unit according to FIG. 13 of DE 44 16 707 AI is formed by a plurality of laser beam transmitters arranged over a flat field.
  • the laser steel transmitters are rigidly arranged on a common carrier.
  • the size of the field over which the laser beam transmitters are distributed is coordinated with being able to examine singularities for their assignment to a specific target field in a short time.
  • the direction of the directional beams emanating from the individual laser beam transmitters is fixed in an unchangeable manner by assigning the laser beam transmitters to the common carrier.
  • the invention is based on the object of being able to change the size of the detection area and the distribution of the partial areas determined by the plurality of directional beams within the detection area in a method of the type described in the introduction.
  • the laser beams emanating from the directional beam emitting unit are all arranged parallel to one another.
  • the respective detection area on the deck of a ship is the size of the field 13, DE 44 16 707 AI, over which the laser beam transmitters are distributed, at least if one assumes that the directional beams strike the deck of the ship essentially orthogonally.
  • the area that can be examined during a predefined relative position between the direct beam transmission unit and the ship is correspondingly small. Therefore, when the load moves along the surface of a ship, it is difficult to find structures that identify the target.
  • the size of the field over which the laser beam transmitters are distributed cannot be increased arbitrarily, on the one hand because of the regularly limited space available in the area of the load carrier, and on the other hand because of the costs involved in multiplying the laser beam transmitters.
  • the partial areas hit by the individual directional beams of the diverging directional beam bundle are at a greater distance from one another than the use of a parallel directional beam bundle.
  • it is generally possible to determine coarse structures with the diverging directional beam within the detection range for example the appearance of a corner of a container shaft entrance or the appearance of a container corner fitting.
  • coarse structures for example the appearance of a corner of a container shaft entrance or the appearance of a container corner fitting.
  • the fine structure of the respective target location-defining surface formation This fine structure cannot be recognized with a strongly divergent bundle of directional beams.
  • the fine structure to be recognized is formed by level jumps. The position of these level jumps can be determined more precisely and converted into data for a spatial mapping, the narrower a level jump is entered between two directional beams.
  • the directional beams in a divergent bundle for locating a characteristic structure for a target location and, after recognizing this characteristic structure, narrowing the diverging bundle within the detection field acted upon by the diverging bundle, if necessary up to the parallelism of the directional beams and continue until the convergence of the directional beams.
  • the transit time is measured for directional beams emitted to different partial areas
  • this statement should in particular also include the determination of the transit time difference of neighboring directional beams, which is used to determine level differences at the area to be detected is necessary.
  • Such run-time difference measurements can basically determine level jumps and also with regard to the level difference. If there is further talk that the reflection receiver unit is in a known geometrical association with the directional beam emission unit, then in particular the case should also be covered that the reflection receiver unit has a rigid geometric relationship with the directional beam emission unit.
  • the data corresponding to the respective spatial mapping directly for target path correction by comparing the actual location of the load carrier with the target location, ie the target area, and deriving signals for the horizontal correction of the load carrier from the difference in location.
  • the directional beam transmission unit is arranged on the load carrier, the relative position between a recognized target location and the respective actual location of the load carrier can be easily determined both for the visual representation and for the immediate target path correction. It goes without saying that a multiplicity of further parameters must be taken into account in the target path correction, for example the respective relative speed between the load carrier and the destination, the respective height of the load carrier above the target location and forces acting on the load carrier, for example wind forces.
  • the directional rays to be emitted to different sub-areas can be individually assigned by them determination components are directed; this means that the directional effects of at least some of these directional components have to be changed.
  • determination components are directed; this means that the directional effects of at least some of these directional components have to be changed.
  • components of the completely determined rod-shaped laser beam emitter which emit the respective directional beam in the longitudinal direction; the directional effect can then be changed simply by changing the relative angles between adjacent laser beam transmitters.
  • a direction determination component with a variable directional effect common to these directional rays for aligning directional beams to different partial areas of the detection area, and to change the variation sequence of the directional effect to change the angles between these directional beams.
  • a spreader can be seen there as the carrier of a container which is to be lowered into a shaft in the hull of a ship.
  • On the spreader there is a direct-beam emitting unit in combination with a retroreflective receiver unit.
  • the various directional beams shown in a diverging bundle are generated using a single radiation source in that a directional beam emanating from this single radiation source is directed onto a periodically moving reflection mirror, so that directional beams are sent successively in different directions onto the detection surface.
  • the reflection mirror is subjected to a periodic pivoting movement about at least one axis, the amplitude and the frequency of this periodic movement being constant. Constance the amplitude at a frequency that is also constant means an unchangeable geometric assignment of the individual directional beams passed through the mirror one after the other. This also means that the detection field cannot be changed in any case if the relative position of the load carrier and ship's hull remains unchanged.
  • the detection area can be reduced by reducing the distances between the partial areas. If one now imagines that, with the relative position of the load carrier and the destination remaining the same, the larger detection area just falls onto the surface to be examined such that the target structure of interest which is of interest lies on the edge of the detection area, the subsequent reduction in the size of the detection area would lead to this that the target structure region of interest that is of interest is no longer in register with the reduced detection region, so that the fine-structural examination of the target structure region would not be possible at all.
  • the detection area can be reduced depending on the approach of the load carrier to the detection area while reducing the distances between the sub-areas within the detection area. This takes into account the fact that as the load carrier approaches the surface containing the destination, fine structures have to be examined to an increasing extent in order to ultimately exactly meet the destination. This is helped by the fact that, due to the target correction measures already carried out, the target structure area to be examined falls with a high probability anyway into the reduced detection area.
  • the tracking principle mentioned above can also be used here.
  • the change in the detection area according to the invention is not comparable with a change in the detection area which necessarily occurs in the case of diverging directional beam bundles as a function of the distance between the directional beam emitting unit and the surface to be examined.
  • direction determination components can be formed, for example, by directional beam transmitters which can be adjusted relative to one another, for example a group of laser transmitters.
  • a common direction determination component such as a reflection element or other directional beam deflection element
  • its periodic movement is changed in terms of amplitude in order to change the divergence of a directional beam bundle emanating from this directional beam deflection element
  • a distinction must be made between the case that the periodic movement takes place continuously and that the continuous movement takes place step by step.
  • care must be taken to ensure that when the amplitude of the periodic movement changes, the step length of the periodic movement is also changed accordingly.
  • the procedure can be such that, during a state of essentially unchanged geometrical assignment of the directional beams relative to one another, a group of directional beams is superimposed on a common transverse displacement, essentially transversely to the direction of travel, preferably a periodic cross-shift, and that in defined time phases of this cross-shift based on the run times measured in the respective time phase and known Geometrical assignment of the directional beams shifted by the transverse shift in the respective time phase is examined at least in part of the detection area, the data for generating the spatial image being obtained on the basis of the measurements carried out in a sequence of time phases. It should be noted that a plurality of running time measurements can also be carried out in each of these time phases, so that an increased measurement accuracy is achieved by averaging.
  • the assignment of directional beams to one another or to a common coordinate system as a function of at least one position-determining parameter is determined by a preceding calibration process, in which the assignment of the direction is in each case assigned to a plurality of parameter values of this at least one parameter ⁇ beam is determined, and that when determining the data for obtaining the spatial image, the data on the assignment of the directional beams are determined depending on the respective value of the at least one parameter. It is possible for the data on the geometric assignment of individual directional beams to be obtained as a function of the respective value of the at least one parameter by measuring the respective directional beam.
  • the invention further relates to a target detection device for detecting the target location of a moving load carrier, comprising a directional beam transmission unit which is connected to the moving load carrier for common movement and which is designed to transmit pulsed directional beams at different times in the direction of different partial areas of a Emit detection range, further comprising a reflection receiver unit with known geometric assignment to the directional beam emitter unit, this retroreflection receiver unit being designed to receive the scattered retroreflection corresponding to the individual pulsed directional beams, further comprising transit time measuring means for determining the transit time of pulsed directional beams from the time of transmission to the point of reception, further comprising calculation means which are designed to obtain data on the basis of the measured transit times and known geometric assignment of the associated directional beams to one another in accordance with a spatial mapping of at least part of the detection area.
  • the directional beam emitting unit is assigned directional means which allow the relative geometric assignment of the directional beams to be emitted according to different partial areas of the detection area.
  • the straightening means can be designed to change the angles between straightening beams emitted to different partial areas.
  • the directional means for directional rays to be emitted to different partial areas comprise directional components which are individually assigned to them and which are variable for determining the relative direction of the directional rays.
  • the directional means for directional beams to be emitted to different partial areas comprise a common direction-determining component with variable directional effect, the directional effect of this direction-determining component being changeable in the sense of changing the angle between the directional beams.
  • the directional beam emitting unit can also be changeable in its geometric assignment to a load carrier-fixed coordinate system; then you can still see the relative movement of the directional beams to be directed to different areas superimpose a common movement of these directional beams relative to the coordinate system fixed to the load carrier, for example in order to be able to carry out the "tracking" mentioned above.
  • the directional beam emitting unit it is possible for the directional beam emitting unit to have a central axis defined by the directional beams to be emitted to different partial areas of the detection area, the angular position of which can be varied with respect to the coordinate system fixed to the load carrier.
  • the calculation means are then designed in such a way that, based on the measured transit times, known geometrical assignment of the directional beams to one another and known angular setting of the central axis relative to the coordinate system fixed to the load carrier, the data can be obtained in accordance with a spatial mapping of at least part of the detection area.
  • the direction-determining components are pivotably mounted on a common support, preferably gimbal-like, and are connected to pivot-angle setting means which allow the individual direction-determining components to be pivoted in mutual dependence.
  • the swivel angle setting means comprise an elastic connection system which couples the direction determining components outside the swivel bearing locations and which, by applying external forces, in at least one embodiment is elastically deformable in one direction.
  • the elastic connection system can be formed, for example, by an elastic body; this can be designed as an elastomer plate which can be deformed at least in one direction, preferably in two directions orthogonal to one another.
  • the direction determination components can again here be formed by individual directional emitters each comprising a radiation source, for example laser emitters. If the direction-determining components are rod-shaped, it can be provided that the pivotable mounting takes place at one of two points of the rod-shaped structure spaced apart in the longitudinal direction of the rod and that the pivot-angle setting means act on the second of these axially spaced points.
  • the common direction determination component with a variable directional effect is formed 5 by a directional beam deflection element which is connected downstream of a common radiation source in the beam path and is connected to a periodic swivel drive.
  • the periodic movement sequence communicated to the common directional beam deflection element being changeable.
  • the swivel amplitude of the directional beam deflection element can be changed at a constant frequency. If the step-by-step movement sequence of the periodic swivel movement takes place step by step, it must be ensured that the step size can be changed in accordance with the size of the swivel amplitude. 5
  • the directional beam emitting unit can be attached to a load carrier which is suspended from a horizontally movable lifting cable carrier by means of a lifting cable system with a height adjustment of 0 bar. It is advantageous that the directional beam emitting unit is attached to a movable holding element which can be adjusted relative to the load carrier between an active position and a retracted position, the active position being designed such that even when the load carrier is connected With a load, the directional beam can be applied to the detection area and the retracted position is designed such that the load Carrier with a coupled load, if necessary, in confined spaces, such as being able to enter a container stack or a container shaft in a ship.
  • the target detection device according to the invention does not have to be attached to a load carrier suspended by a cable system.
  • the target detection device could also be used, for example, to detect a target location for a trolley.
  • the target detection device can furthermore be designed in such a way that the directional beam emitting unit is assigned a transverse displacement device which is suitable, in at least one state of the geometric association of a group of directional beams with one another, for the directional beams of this group to have a common, preferably periodic, transverse displacement and that the calculation means are designed to calculate the data corresponding to a spatial mapping of at least a part of the detection area on the basis of the transit time measurements for different transverse displacement states of a sequence of transverse displacement states which are brought about by the common transverse displacement.
  • This design of the target detection device enables an improvement in the resolving power: given a mutual spacing of the partial regions, which is predetermined by the mutual assignment of the directional beams, the position of a particular edge at which a jump in transit time occurs can be determined more precisely than the spacing of the partial regions transverse to this edge corresponds.
  • the invention further relates to a directional beam emitting unit which can be used in particular for carrying out the method according to the invention and as part of the target detection device according to the invention, but also has other possible uses.
  • This directional beam emitting unit is designed in such a way that the individual direction determination components are on a common carrier movable relative to each other and are adjustable relative to each other by a common drive system.
  • the individual direction-determining components can be pivoted on the common support, preferably cardan-pivotally, and can be acted upon outside of their pivot bearings by the common drive system.
  • the common drive system can be formed by an elastic connection system connecting the direction-determining components, which can be deformed by external force, so that as a result of this deformation, the individual direction-determining components are given coordinated pivoting movements. This results in minimal mechanical effort in order to obtain coordinated pivoting movements of the direction determination components.
  • the elastic connection system can comprise, for example, an elastomer tape or an elastomer film or an elastomer plate, which can be deformed in at least one, possibly in two mutually orthogonal directions.
  • the direction-determining components prefferably have a rod-shaped configuration and to pass through the band or the film or the plate and thereby be connected to the latter in an articulated manner.
  • the pivot bearing points of adjacent direction determination components have approximately the same distance from one another within the row or the field and that the connection points of adjacent direction determination components with the elastic connection system also have approximately the same distance from one another, the distance between these connection points when force is exerted on the elastic connecting system, it is essentially enlarged or reduced in a constant manner.
  • the common application Drive system control surfaces for the individual direction-determining components which are in engagement with the direction-determining components outside the pivot bearing.
  • the control surfaces can be attached to a control surface carrier common to at least one group of direction determination components.
  • the control surface support it is possible for the control surface support to be movable essentially orthogonally to a swivel support surface containing the swivel bearings and to have a control bore for the individual direction determination components.
  • At least one group of direction determination components can be displaced essentially jointly by means of an additional displacement device.
  • the additional shifting device can either act on the common carrier of the direction determination components or on their common drive system.
  • the directional beam emitting unit according to the invention is used in the context of the method for target path correction described above or in the context of the target detection device described subsequently, the following must be observed: Even if the coupling of the individual direction-determining components by a common drive system does not lead to one leads to highly precise motion coordination, the detection errors remain negligible. This is because the following must be taken into account: it is easy to determine in a calibration process which pivot positions of the individual direction-determining components correspond to a specific state of the common drive system. Within the scope of this calibration process, a data collection can now be created which records the pivotal position of the individual direction-determining components for all occurring states of the common drive system.
  • FIG. 1 shows a crane system with a target detection device according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows a directional beam emitting unit as a detail of FIG. 1;
  • 3a and 3b a directional beam external unit according to the invention in different operating states
  • FIG. 4 shows a corner structure of a container, which characterizes the destination, with a corner fitting for coupling a spreader
  • FIG. 5 shows a block diagram for the functional sequence of a detection process
  • Fig. 9 is a schematic representation for explaining the scanning.
  • FIG. 1 shows a port facility with a quay edge; this is designated 10 and runs perpendicular to the plane of the drawing.
  • a port facility with a quay edge; this is designated 10 and runs perpendicular to the plane of the drawing.
  • To the side of the quay edge 10 one can see a harbor basin 12 in which a ship 14 lies. Ship 14 is stowed on the quay edge and is to be loaded with containers.
  • On the left side of the quay edge one can see a driving surface 15 of the port area. Rails 16, on which a crane gantry or crane tower 18 travels, are laid on this running surface 15.
  • the crane gantry or crane tower 18 carries a bridge girder 20. This bridge girder 20 extends orthogonally to the quai edge over the ship 14.
  • a trolley 22 can be moved on the bridge girder 20 in the longitudinal direction of the bridge girder 20 by means of wheels 24.
  • the trolley 22 is driven along the entire bridge girder 20 by means of a traction cable 26 which extends between two deflection rollers 28 and is provided with a drive.
  • the pull cable 26 is connected to the lifting
  • a load carrier in the form of a so-called spreader hangs on the hoist cable carrier via a hoist cable system 32
  • a container 36 hangs on the spreader 34 and is to be supplied to a stand within the ship 14.
  • the ship 14 shows the entrance 40 of a container receiving shaft in which a plurality of containers 36 can be stacked one above the other.
  • the hoist cable 50 shown on the left in FIG. 1 is now described in detail by two hoist cables 50 of the hoist system 32 according to FIG. 1.
  • This hoisting cable 50 runs from a cable drum 52 which is mounted on the trolley 22 in a stationary and rotatable manner via a cable deflection pulley 54 on the spreader 34 to a cable anchoring point 56 which is in turn attached to the trolley 22.
  • a total of four such hoist cables 50 can be attached to the spreader 34, each of which cooperates with a deflection roller 54.
  • the deflection rollers 54 can be arranged in the four corners of a rectangular spreader 34.
  • the anchoring point 56 of the hoist cable lies on a carriage 58 which is guided in a horizontal direction parallel to the plane of the drawing on the trolley 22, ie on the frame of the trolley.
  • a hydraulic is used to move the rope anchoring point 56 with the slide 58
  • Power device 60 is provided so that the course of the cable element 50 'of the hoist cable 50 can be changed. It is readily apparent to the person skilled in technical mechanics that shifting the cable element 50 'from the position shown to the left causes a change in equilibrium and that this change in equilibrium exerts a force K on the load carrier 34 in the direction indicated by the arrow K shown horizontal direction parallel to the plane of the drawing.
  • this force K can be influenced by the course of movement of the carriage 58. It can also be seen that the magnitude of the force K depends on the inclination of the cable element 50 'at the beginning and at the end of its displacement, in addition to the dependence on the course of movement of the cable anchorage point 56, which is given to it by the hydraulic power device 60.
  • the force K described in its history of origin can be used as a correction force in order to bring the load carrier 34 and the container 36 carried by it into alignment with the target position 40, which is due to the entrance of the container receiving shaft 42 is true.
  • the load carrier 34 at the time shown by FIG. 1 has a lowering speed v £ and possibly also a horizontal speed v h , possibly also an acceleration in the direction of the horizontal speed Arrow v h .
  • the Load carrier 34 and container 36 may be subject to a wind force W.
  • the lower end of the container 36 still has a distance .DELTA.h in the vertical direction with respect to the target position 40 and that the load carrier 34 with the container 36 is offset by the distance .DELTA.x along the coordinate axis x with respect to the target position 40 .
  • the state variables ⁇ h, ⁇ x, v s , v h , W and the mass M described above and also the inclination of the cable element 50 ′ are responsible for the position of the load carrier 34 and the container 36 relative to the target position 40 in the event of an uncorrected further lowering profile when the target position approach path is not corrected.
  • a releasable target detection device 64 is attached to the load carrier 34.
  • the target detection device 64 can be pivoted about a pivot point 70.
  • a characteristic structure of the container shaft entrance 40 ie the destination, is the corner angle 72 of the container shaft entrance 40. It is readily conceivable that the position of the spreader 34 when the container 36 enters the container shaft 42 is such that two diagonally against one another ⁇ Overlying corners of the container 36 are in vertical alignment with two diagonally opposite corners of the container shaft 42. One must therefore ensure that this escape position is reached at the latest when the container 36 enters the container shaft 42.
  • the height ⁇ h must be measured, as already indicated, but also the horizontal deviation ⁇ x and possibly also a horizontal deviation in the direction of the axis y.
  • the target detection device 64 first of all the corner angle 72 as a characteristic structure of the target location, ie of the container shaft entrance 40 must determine.
  • the target detection device 64 is designed, as can be seen from FIGS. 2, 3a and 3b.
  • the target detection device 64 comprises a frame 74, which can also be referred to as a directional beam transmission unit.
  • a large number of laser emitters 76 are arranged distributed over an approximately rectangular field 78, so that all laser emitters 76 emit directional rays 80 in the form of a vertically downward directional beam bundle 82.
  • the frame 74 is pivotally mounted in the pivot point 70, specifically both about a pivot axis orthogonal to the drawing plane and about a horizontal pivot axis parallel to the drawing plane.
  • the frame 74 By pivoting the frame 74 about the two pivot axes, it can be achieved that the parallel beam 82 falls approximately on a corner angle region 72. Understandably, the dimensions of the frame 74 and the number of laser emitters 76 are limited on the one hand with regard to the spatial accommodation of the frame 74 in the area of the spreader 34 and on the other hand with regard to the costs increasing with the number of laser emitters 76. Nevertheless, in particular at a high height of the spreader 34 above the level D through the direct beam bundle 82, a corner region 72 with its characteristic To be able to detect features, the frame 74 would have to assume a practically hardly acceptable size with a corresponding number of laser emitters 76. For this reason, the laser emitters 76 - as shown in FIG.
  • the laser emitters 76 are connected to a common ignition device 84, which makes it possible to ignite the laser emitters 76 one after the other in time, so that each of the laser emitters 76 emits a pulsed directional beam 80 at short intervals. If the frame 74 is oriented toward a corner angle region 72, the pulsed directional beams 80 emitted one after the other are partially reflected in the corner angle region at the level D of the ship's surface, partly on the bottom of the container receiving shaft 42 (not shown) or on the surface of a container located there . The individual directional rays reflected under scatter strike the reflection receiver unit 86 as scatter reflection 88.
  • the transit time of the directional beam 88 or the scattered reflection 88 from the laser emitter 76 to the reflection receiver unit 86 is measured electronically for each of the successively ignited directional beams. This transit time measurement makes it possible to decide, depending on the transit time, for individual directional beams 80 emitted one after the other, whether these have been reflected on the surface D or in the depth of the container shaft 42.
  • the points of impact can be obtained from knowledge of these quantities by means of 5 simple trigonometric arithmetic operations or determine areas of incidence of the directional beams 80 in the plane D, based on a spreader-resistant coordinate system.
  • the course of the corner angle region 72 with respect to the spreader-fixed coordinate system and thus the position of the spreader 34 0 or of the container 36 relative to this corner angle region 72 can be determined by a large number of such operations Having mutually diagonally opposite corners of the spreader 34 or the container 36 with respect to the associated corner angle regions 72, data 5 can be used to either map the position of the spreader 34 or container 36 relative to the corner angle regions 72 on an image Generate screen so that an operator from knowledge of the relative position of spreader 34 and container 36 on the one hand and corner angle regions 72 on the other hand can give position correction pulses to the power devices 60.
  • the data obtained with respect to the relative position of the spreader 34 and container 36 with respect to the corner angle regions 72 can also be used to directly generate control signals for the actuation of the power devices 60 in such a way that they correct the Bring the target of the spreader 34 and container 36 into place, which are used to immerse the spreader 34 or container 36 in the container receiving shaft 42 in further lowering leads.
  • the distance between adjacent points of incidence of the directional beams 80 is responsible for the imaging accuracy of the corner angle regions 72.
  • the divergence of the beam bundle 82 of the directional beams 80 which had been declared valuable for maintaining a large detection area, therefore proves to be useful for determining a precise image
  • Corner angle regions 72 are disadvantageous since they lead to large distances between the impingement points of adjacent directional beams 80.
  • the orientation of the laser emitters 76 which result in a downward diverging directional beam according to FIG. 3a, can be changed in the direction of the state of FIG. 3b, where the laser emitters 76 and the downward directional beams exit 80 converge.
  • the distance between the points of incidence of the directional beams 80 on the plane D becomes smaller with a simultaneous reduction in the detection area, so that a precise image of the corner angle 72 is obtained.
  • the corner angle area 72 lies at the edge of the detection area defined by the points of incidence of the directional beams 80 on the plane D
  • a pivoting movement of the frame can be carried out before the transition from the angle setting of the laser emitters 76 according to FIG. 3a to the angle setting according to FIG. 3b
  • make men 74 at pivot point 70 so that the central axis ZA of the direct beam emitting unit formed by the laser emitters 76 falls in the corner angle region 72. It is then achieved that, even after the transition to the state according to FIG. 3b has taken place, the corner angle region 72 lies completely in the detection region defined by the points of incidence of the directional beams 80.
  • the laser emitters 76 are rod-shaped in accordance with FIGS. 3a and 3b.
  • the rod-shaped laser emitters 76 are mounted at their lower ends with universal joint heads 90 in spherical bearing openings 92 in a base plate 94.
  • the bearing openings 92 which are adjacent to one another in the direction parallel to the plane of the drawing and in the direction orthogonal to the plane of the drawing have
  • the rod-shaped laser emitters penetrate an elastomer plate 96 into passage openings 98, which in the direction parallel to the plane of the drawing and in the direction orthogonal to the drawing plane in turn have the same distances a 1 .
  • the elastomer plate 96 is in the
  • edge attack strips 100 2s parallel to the plane of the drawing resilient by two mutually opposite edge attack strips 100, so that they can be transferred from the state according to FIG. 3b to the state according to FIG. 3a by approximation of these edge attack strips 100.
  • Corresponding edge attack strips
  • the edge attack strips 100 can be subjected to tensile forces, so that one can come from an initial state according to FIG. 3a by the action of tensile force into the state according to FIG. 3b.
  • the elastomer plate 96 can also be designed as a relatively thin film that there is no risk of folding or kinking.
  • the elastomer plate 96 can be subjected to a large number of different load conditions, each of which corresponds to a specific orientation of the laser emitter 76. If the orientation of the laser emitters 76 is now determined for each of these load conditions, corresponding orientation data for the individual laser emitters 76 are available for each condition of the elastomer plate 96.
  • This orientation data can be stored in a data memory in association with the respective load values, so that by entering the respective load values, the orientation data can be easily retrieved from the memory when they are required to determine the location coordinates of the points of incidence of the directional beams 80 on the plane D to determine.
  • FIG. 4 where the corner of a container 36 is shown.
  • a corner fitting 102 can be seen at this corner.
  • This corner fitting 102 has an undercut opening for coupling coupling elements of the spreader 34.
  • the undercut opening is labeled 104.
  • Their contour can be recognized by determining the location of adjacent points of incidence of directional beams, which have different transit times depending on the level difference inside and outside the hole area.
  • the directional beam emitting unit formed by the entirety of the laser emitters 76 is pivoted in the pivot point 70 with one or two axes, then it is also necessary to determine the position coordinates of the points of incidence of the directional beams on the plane D, the pivoting angle values at pivot point 70 about by goniometer units determine and to take into account the measured values determined in the goniometer units when calculating the location coordinates of the impingement points of the directional beams 76 on the plane D.
  • the divergent orientation of the laser emitters 76 according to FIG. 3a can be switched to parallel bundling or the convergent orientation according to FIG. 3b to improve the "resolving power".
  • the laser emitters 76 are ignited one after the other by the ignition unit 84; ignition takes place each time a start signal 108 is sent from a computer 106 to the ignition unit 84.
  • the pulsed directional beams 80 emanating from the laser emitters 76 successively reach the reflection receiver unit 86.
  • the propagation times of the individual directional beams 80 are measured in succession in the transit time measuring device 110, which detects the starting time of a pulsed laser beam 80 from the ignition unit 84 and from the reflection receiver unit 86 Received time of the backscattered laser radiation 88 is notified.
  • the results of the transit time measurements are communicated to the computer 106 via a line 112 in a sequence corresponding to the ignition of the laser emitters 76.
  • the computer 106 is provided with a data memory 114, in which the location coordinates within the frame 74 and the orientation data for each load state of the elastomer plate 96 are stored for each laser emitter 76.
  • the computer 106 is connected to goniometer units 116 and 118, which deliver to the computer 106 the respective angular settings of the frame 74 about the pivot point 70 with respect to the spreader-proof coordinate system.
  • the computer 106 determines the load conditions of the elastomer plate 96 and, for this purpose, transmits load setting signals to the strips via a line 120 100 acting force device 122.
  • a signal identifying the respective load state is received via a line 124 to the memory 114, so that the memory 114 borrows the orientation data from the memory 114 via line 126 to the computer 106 arrive that correspond to the set load state on the elastomer plate 96.
  • the location data of the laser emitters 76 reach the computer 106 from the memory 114 via a line 128, that is to say the data which define the position of the ball joint heads 90 in the base plate 94.
  • Screen control signals can be obtained from the data supplied to the computer 106, which generate a spatial image of the respective detection area on a screen 130.
  • the computer 106 can also send signals to the force device 60 (FIG. 1) via a line 132 which, taking into account the parameters v s , v h , W, M, ⁇ x and ⁇ h, the necessary correction force of the force determine councils 60.
  • the pulsed directional beams 80 are emitted one after the other with a time delay.
  • the total time between the ignition of a first of the laser beams 76 and the ignition of the last laser lamp is referred to as the detection time.
  • This detection time is so short that taking into account the expected movements of the spreader 34 and the ship 14, the relative position between the spreader and the ship remains essentially unchanged during the detection time.
  • directional beam in the sense of the invention can also mean a plurality of successive directional beams having the same geometric assignment to the spreader-fixed coordinate system.
  • 6a, 6b, 6c and 7a, 7b, 7c show a further embodiment of a target detection device according to the invention.
  • 6a and 7a show the target detection device 64a in different operating states.
  • the target detection unit 64a comprises a single laser emitter 76a, which directs a basic beam 77a against a swivel mirror 134a.
  • the swivel mirror 134a can be swiveled about a swivel axis 136a in the direction of the swivel arrow 138a.
  • the central position of the pivoting mirror 134a is shown in FIG. 6a, and the current angular coordinate of the pivoting path is designated by ⁇ .
  • successively pulsed basic beams 77a are ignited, which, owing to the adjustment of the pivoting mirror 134a during the firing sequence, result in a downward diverging bundle of directional beams 80a, which successively strike the top surface D and thereby describe the detection area DB6.
  • a spatial bundle of directional beams 80a by additionally rotating the mirror with a swivel shaft 140a in the direction of the swivel arrow 142a.
  • the flat case is considered.
  • the divergence of the beam of the directional beams 80a is indicated by the central angle 76. This is the angle between the two directional beams 80a, which arise in each case at maximum deflection oc of the pivoting mirror 134a.
  • the further directional rays lying between the two outermost directional rays 80a are not shown; only the Central beam 80a is shown.
  • each of the directional beams is determined by the instantaneous angle value ⁇ .
  • the course of the angle value ot as a function of time is shown in FIG. 6b.
  • the outermost rays 80a of the directional beam according to FIG. 6a arise when the angular deflection a of the pivoting mirror 134a reaches the value o; max6 + or ⁇ max6-.
  • FIG. 6a corresponds to a large detection area DB6
  • FIG. 7a corresponds to a small detection area DB7.
  • the operating state of FIG. 6a therefore roughly corresponds to the search for a target structure, while the state according to FIG. 7a serves for a closer examination of the fine structure of a target structure.
  • FIGS. 6a and 7a The difference between the operating states of FIGS. 6a and 7a is based on the fact that the movement sequence of the pivoting movement of the pivoting mirror 134a according to FIG. 6b, which corresponds approximately to a sine line, has a larger amplitude ⁇ max6 and according to FIG. 7b a smaller amplitude ⁇ max7. It is therefore by simple change in amplitude of the periodic swing course he ⁇ possible different opening widths of the bundle of rays Richt ⁇ 80a and thus to obtain different detection areas.
  • analog components of a directional beam transmission unit 64b have the same reference numerals provided as in the embodiment according to FIGS. 3a and 3b, but supplemented by the addition b.
  • a frame 74b can be seen in which rod-shaped laser emitters 76b are mounted in spherical bearing openings 92b of a base plate 94b by means of universal joint heads 90b.
  • the rod-shaped laser emitters 76b are designed with partially spherical control heads 150b at their upper ends. These control heads 150b engage in control bores 152b of a control piston 154b which serves as a control surface support and which can be displaced in the frame 74b in the direction of the double arrow 156b.
  • the control bores 152b are arranged on concentric circles about the central axis ZA and inclined such that when the control piston 154b is displaced in the direction of the double arrow 156b, the angle between the laser beams 76b changes, similar to the change in angle. which occurs in the embodiment according to FIGS. 3a and 3b due to the elastic deformation of the elastomer plate 96.
  • a double rotation arrow 158b indicates that the target detection device 64b can also be pivoted as a whole. This pivotability corresponds, based on FIG. 1, to pivoting about pivot point 70. In this way, on the one hand, pivoting movement of frame 74b can be carried out, so that central axis ZA of directional beam emitting unit 64b formed by laser emitters 76b falls in the corner angle region 72.
  • the target detection device 64b can be subjected to a scanning movement of a small angle amplitude in the direction of the double rotary arrow 158b, so that without changing the Relative angular position of the laser emitters 76b, a bundle of laser emitters 76b and thus the directional beams 80b emanating from them execute a synchronized scanning movement with respect to an edge 72b to be observed according to FIG. 9 of a corner angle 72 (see FIG. 1).
  • the angles between the directional beams 80b on the one hand and the directional beams 80b 'on the other hand will be made smaller than the angles between successive directional beams 80b. It is also possible to carry out run-time measurements in more than two time and location phases in the course of a scan movement and in turn assign each of these run-time measurements the location coordinates which apply to neighboring directional beams in different phases of the scan movement. If one then knows the geometric location of the directional beams for each of the directional beams 80b or 80b ', one learns for a group of successive directional beam pairs - in each case whether the edge 72b has already been forked, is still forked or is no longer forked.
  • the position of the edge 72b can again be determined with increased accuracy by means of transit time measurements in conjunction with the associated geometric position data of the directional beams, without the number of laser emitters 76b having to be increased.
  • This scanning technique can also be used in the previously described embodiments; For example, in FIG. 3a and 3b the target detection device 64 can superimpose scan movements in the direction of the double arrows 65 and 67 by having the auxiliary drive device 69 and a corresponding auxiliary drive device (not shown) act in the direction of the double arrow 67 approximately in the direction of the double arrow 65 .
  • a one-dimensional or two-dimensional scanning movement for each of the angle settings of the directional beams 80a can be brought about by moving the target detection device 64a around the pivot point 70a in the direction of the Double arrows 65a and 67a are moved by means of an additional drive device 69a.
  • This scan movement is generally only used when the angle ⁇ 7 according to FIG. 7a is already small and cannot be reduced further in order to then obtain a higher resolution capacity through this scan movement.
  • the detection area DB7 then moves around the central position shown in FIG. 7a.
  • the calibration process indicated earlier in the embodiment according to FIG. 3a can be carried out approximately as follows: For each angle setting between the rod-shaped laser emitters 76 and thus between the directional beams 80 emanating from them, which are predetermined by a certain distance between the edge attack strips 100 , a scanning movement is carried out, for example, in the direction of the double arrow 65 with the aid of the additional drive device 69.
  • the points of incidence 81 of all the directional beams 80 are measured on a screen 83.
  • a parameter p which corresponds to the respective position of the additional drive device 69 in FIG respective distance P of the edge attack strips 100 data on the orientation of the laser emitters 76 relative to one another or in relation to a coordinate system which is defined by the central axis ZA.
  • orientation data of the respective laser emitters 76 and thus the respective directional beam len 80 can be called up and, with the help of the runtime data, determine the points of impact that are required for the spatial mapping of, for example, a corner area 72. It can be seen without further ado that an increased resolution is achieved by the scanning, even if the points of incidence of neighboring directional beams, which correspond to a certain value of the parameter P, are still relatively large.
  • the displacement of the detection device was described in the above description hitherto discussed as a measure which leads to an improvement in the resolving power, in that two adjacent directional beams 80b according to FIG. 9, together with the position unchanged relative to one another, are slightly displaced relative to the edge 72b by an amount which is smaller than the distance between the two directional beams 80b.
  • a movement with the aid of the same additional drive device 69 of FIGS. 3a and 3b or the additional drive device 69a of FIGS. 6a-7c can also be used to insert a certain target structure, for example again the corner structure 72 of FIG to bring the respective center of the detection area in the sense of "tracking".
  • This tracking can also be brought about in that, for example in FIGS. 3a and 3b, the laser emitters 76 and thus their directional beams 80 together essentially direction of the relative position of adjacent laser beams 76 and their directional beams 80 are displaced relative to one another relative to the frame 74 of FIGS. 3a and 3b, a displacement of the central axis ZA being achieved in the sense of tracking the “viewing direction”.
  • a fine structure, such as the corner structure 72 of FIG. 1, before the detection area is reduced, can thus be shifted into the center of the detection area in that, in the embodiment according to FIGS. 3a and 3b, the two edge attack strips 100 are direction of their distance P in the direction of the double arrows 101.

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Abstract

Target detection means (64) is used to correct the course of a container (36) towards a target. Said means comprises a beam emitting unit with a plurality of laser beam emitters (76). The orientation of the laser beams (76) is changed in relation to each other to increase and reduce the area of detection.

Description

Verfahren zur Zielwegkorrektur eines Lastträgers sowie Zieldetektionseinrichtung und Richtstrahl-Aussende¬ einheit zur Durchführung dieses Verfahrens Method for correcting the target path of a load carrier as well as target detection device and directional beam emitting unit for carrying out this method
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zielwegkorrektur eines sich einer Zielposition nähernden Lastträgers, welcher beispielsweise an einem horizontal beweglichen Hubseilträger über ein Hubseilsystem höhenverstellbar aufgehängt ist, wobei während der Zielannäherung nach Maßgabe einer Zielfeh- lerdetektion eine Korrektur des Zielannäherungswegs vorgenom¬ men wird und wobei die Zielfehlerdetektion vorgenommen wird, indem a) von einer am Ort des Lastträgers angeordneten Richt¬ strahl-Aussendeeinheit gepulste Richtstrahlen in Richtung auf einen Detektionsbereich ausgesandt werden, so daß zeitlich versetzte, gepulste Richtstrahlen auf unter- schiedliche Teilbereiche des Detektionsbereichs treffen, b) in einer Rückstrahlungsempfängereinheit mit bekannter geometrischer Zuordnung zu der Richtstrahl-Aussendeein¬ heit die einzelnen gepulsten Richtstrahlen entsprechende Streurückstrahlung empfangen wird, c) die Laufzeit von der Aussendung eines gepulsten Richtstrahls bis zum Empfang der entsprechenden Streurückstrahlung für eine Mehrzahl von auf unterschied¬ liche Teilbereiche ausgesandten Richtstrahlen bestimmt wird, d) aufgrund der so gemessenen Laufzeiten und bekannter geo¬ metrischer Zuordnung der zugehörigen Richtstrahlen zuein¬ ander Daten entsprechend einer räumlichen Abbildung zu¬ mindest eines Teils des Detektionsbereichs gewonnen wer¬ den.The invention relates to a method for correcting the target path of a load carrier approaching a target position, which, for example, is suspended in a height-adjustable manner via a hoist cable system on a horizontally movable hoist cable carrier, a correction of the target approach path being carried out during the approach to the target in accordance with a target error detection, and the target error detection is carried out by a) emitting pulsed directional beams from a directional beam emitting unit arranged at the location of the load carrier in the direction of a detection area so that temporally staggered, pulsed directional beams strike different sub-areas of the detection area, b) in a retroreflection receiver unit Known geometrical assignment to the directional beam emitting unit, the scattered reflection corresponding to the individual pulsed directional beams is received, c) the transit time from the emission of a pulsed directional beam to Reception of the corresponding scatter reflection for a plurality of directional beams emitted to different partial areas is determined, d) based on the transit times measured in this way and known geometric assignment of the associated directional beams to one another data obtained in accordance with a spatial mapping of at least part of the detection area become.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 44 16 707 AI bekannt, welche am 16.11.1995 veröffentlicht worden ist und demnach im Hinblick auf eine deutsche Gebrauchsmusteranmeldung und eine US-Patentanmeldung nicht alε Stand der Technik zu werten ist.Such a method is known from DE 44 16 707 AI, which was published on November 16, 1995 and accordingly in With regard to a German utility model application and a US patent application is not to be considered as state of the art.
Bei dem bekannten Verfahren ist die Riehtstrahl-Aussendeein- heit gemäß Fig. 13 der DE 44 16 707 AI von einer Mehrzahl über ein ebenes Feld verteilt angeordneter Laserstrahlsendern ge¬ bildet. Die Laserstahlsender sind starr an einem gemeinsamen Träger angeordnet. Die Größe des Feldes, über welches die Laserstrahlsender verteilt sind, ist darauf abgestimmt, in kurzer Zeit Singularitäten auf ihre Zuordnung auf ein bestimm¬ tes Zielfeld hin untersuchen zu können.In the known method, the directional beam emitting unit according to FIG. 13 of DE 44 16 707 AI is formed by a plurality of laser beam transmitters arranged over a flat field. The laser steel transmitters are rigidly arranged on a common carrier. The size of the field over which the laser beam transmitters are distributed is coordinated with being able to examine singularities for their assignment to a specific target field in a short time.
Bei dem bekannten Verfahren ist die Richtung der von den ein¬ zelnen Laserstrahlsendern ausgehenden Richtstrahlen durch die Zuordnung der Laserstrahlsender an dem gemeinsamen Träger unveränderbar festgelegt .In the known method, the direction of the directional beams emanating from the individual laser beam transmitters is fixed in an unchangeable manner by assigning the laser beam transmitters to the common carrier.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art die Größe des Detektionsbereichs und die Verteilung der durch die Mehrzahl von Richtstrahlen bestimmten Teilbereiche innerhalb des Detektionsbereichs ver¬ ändern zu können.The invention is based on the object of being able to change the size of the detection area and the distribution of the partial areas determined by the plurality of directional beams within the detection area in a method of the type described in the introduction.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß durch Veränderung der geometrischen Zuordnung der Rieht- strahlen zueinander die Abstände der Teilbereiche innerhalb des Detektionsbereichs verändert werden.To achieve this object, it is proposed according to the invention that by changing the geometrical assignment of the directional rays to one another, the distances between the partial areas within the detection area are changed.
Zur Erläuterung dieser Aufgabe diene ein beispielhafter Ver- gleich zwischen dem eingangs erwähnten Stand der Technik gemäß Fig. 13 der DE 44 16 707 AI einerseits und dem erfindungsgemä¬ ßen Verfahren andererseits.An exemplary comparison between the prior art mentioned at the outset according to FIG. 13 of DE 44 16 707 A1 on the one hand and the method according to the invention on the other hand serve to explain this task.
Nach dieser Fig. 13 sind die von der Richtstrahl-Aussendeein- heit ausgehenden Laserstrahlen durchwegs parallel zueinander angeordnet. Dies bedeutet, daß der jeweilige Detektionsbereich beispielsweise am Deck eines Schiffes der Größe des Feldes entspricht, über welches gemäß Fig 13 der DE 44 16 707 AI die Laserstrahlsender verteilt sind, jedenfalls wenn man annimmt, daß die Richtstrahlen im wesentlichen orthogonal auf das Deck des Schiffes auftreffen. Dementsprechend klein ist der Be- reich, der während einer vorgegebenen Relativstellung zwischen der Riehtstrahl-Aussendeeinheit und dem Schiff untersucht werden kann. Deshalb bereitet es Schwierigkeiten, bei Bewegung der Last entlang der Oberfläche eines Schiffes kennzeichnende Strukturen zu finden, welche das Ziel kennzeichnen. Die Größe des Feldes, über welches die Laserstrahlaussender verteilt sind, läßt sich nicht beliebig vergrößern, zum einen wegen des regelmäßig beschränkten Raumangebots im Bereich des Lastträ¬ gers, zum anderen wegen der bei Vervielfachung der Laser¬ strahlsender auftretenden Kosten.According to this FIG. 13, the laser beams emanating from the directional beam emitting unit are all arranged parallel to one another. This means that the respective detection area on the deck of a ship is the size of the field 13, DE 44 16 707 AI, over which the laser beam transmitters are distributed, at least if one assumes that the directional beams strike the deck of the ship essentially orthogonally. The area that can be examined during a predefined relative position between the direct beam transmission unit and the ship is correspondingly small. Therefore, when the load moves along the surface of a ship, it is difficult to find structures that identify the target. The size of the field over which the laser beam transmitters are distributed cannot be increased arbitrarily, on the one hand because of the regularly limited space available in the area of the load carrier, and on the other hand because of the costs involved in multiplying the laser beam transmitters.
Wenn nun andererseits gemäß der Erfindung die Möglichkeit besteht, die geometrische Zuordnung der Richtstrahlen zuein¬ ander zu verändern, so bedeutet dies, angewandt auf die Fig. 13 der DE 44 16 707 AI, daß aus dem Bündel paralleler Rieht- strahlen ein divergierendes Bündel von Richtstrahlen gemacht werden kann. Je nach dem Grad der Divergenz der Richtstrahlen kann bei unverändertem Abstand zwischen der Richtstrahl-Aus¬ sendeeinheit und der zu betrachtenden Fläche, etwa dem Schiffsdeck, der am Schiffsdeck insgesamt erfaßte Bereich vergrößert werden. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise während des Aufsuchens einer bestimmten kennzeichnenden Struk¬ tur für das Ziel der insgesamt erfaßte Suchbereich vergrößern. Natürlich liegen dann die von den einzelnen Richtstrahlen des divergierenden Richtstrahlbündels getroffenen Teilbereiche in einem gegenüber der Verwendung eines parallel gerichteten Richtstrahlbündels größeren Abstand voneinander. Gleichwohl ist es in der Regel möglich, mit dem divergierenden Richt¬ strahlbündel innerhalb des getroffenen Detektionsbereichs Grobstrukturen festzustellen, beispielsweise das Auftreten einer Ecke eines Containerschachteingangs oder das Auftreten eines Containereckbeschlags. Für die exakte Einjustierung des Lastträgers auf den Zielort, die es erlaubt, den Lastträger letztlich mit hoher Senkge¬ schwindigkeit am Zielort absetzen zu können, ist häufig eine Kenntnis der Feinstruktur der jeweiligen zielortbestimmenden Oberflächenausbildung erforderlich. Diese Feinstruktur kann mit einem stark divergierenden Bündel von Richtstrahlen nicht erkannt werden. Man stelle sich vor, daß die jeweils zu erken¬ nende Feinstruktur durch Niveausprünge gebildet ist. Die Posi¬ tion dieser Niveausprünge kann umso exakter festgestellt und in Daten für eine räumliche Abbildung umgesetzt werden, je enger ein Niveausprung zwischen zwei Richtstrahlen eingegabelt wird.If, on the other hand, there is now the possibility according to the invention of changing the geometrical assignment of the directional beams to one another, this means, applied to FIG. 13 of DE 44 16 707 AI, that a bundle of parallel beams from the bundle of parallel direct beams Directional beams can be made. Depending on the degree of divergence of the directional beams, the overall area recorded on the ship deck can be enlarged with the distance between the directional beam emitting unit and the surface to be viewed, for example the ship deck, unchanged. In this way it is possible, for example, to enlarge the search area as a whole while searching for a specific identifying structure for the target. Of course, the partial areas hit by the individual directional beams of the diverging directional beam bundle are at a greater distance from one another than the use of a parallel directional beam bundle. Nevertheless, it is generally possible to determine coarse structures with the diverging directional beam within the detection range, for example the appearance of a corner of a container shaft entrance or the appearance of a container corner fitting. For the exact adjustment of the load carrier to the target location, which ultimately allows the load carrier to be set down at the target location with high lowering speed, it is often necessary to know the fine structure of the respective target location-defining surface formation. This fine structure cannot be recognized with a strongly divergent bundle of directional beams. Imagine that the fine structure to be recognized is formed by level jumps. The position of these level jumps can be determined more precisely and converted into data for a spatial mapping, the narrower a level jump is entered between two directional beams.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht beispielsweise die Möglichkeit, zum Aufsuchen einer kennzeichnenden Struktur für einen Zielort die Richtstrahlen in einem divergierenden Bündel anzuordnen und nach Erkennen dieser kennzeichnenden Struktur innerhalb des von dem divergierenden Bündel beaufschlagten Detektionsfeldes das divergierende Bündel einzuengen, ggf. bis zur Parallelität der Richtstrahlen und weiterhin bis zur Kon¬ vergenz der Richtstrahlen.In the method according to the invention, there is, for example, the possibility of arranging the directional beams in a divergent bundle for locating a characteristic structure for a target location and, after recognizing this characteristic structure, narrowing the diverging bundle within the detection field acted upon by the diverging bundle, if necessary up to the parallelism of the directional beams and continue until the convergence of the directional beams.
Es sei noch einmal angemerkt, daß diese Möglichkeit der Ver¬ größerung und Verkleinerung des Detektionsfeldes unabhängig von dem Abstand der Richtstrahl-Aussendeeinheit von der zu untersuchenden Oberfläche ist.It should be noted once again that this possibility of enlarging and reducing the detection field is independent of the distance of the directional beam transmission unit from the surface to be examined.
Wenn bei der Definition des erfindungsgemäßen Verfahrens davon die Rede war, daß die Laufzeit für auf unterschiedliche Teil- bereiche ausgesandte Richtstrahlen gemessen wird, so soll diese Aussage insbesondere auch die Ermittlung der Laufzeit- differenz von benachbarten Richtstrahlen miteinschließen, die zur Ermittlung von Niveaudifferenzen an der zu detektierenden Fläche notwendig ist . Durch solche LaufZeitdifferenzmessungen können Niveausprünge grundsätzlich und auch hinsichtlich der Niveaudifferenz ermittelt werden. Wenn weiter davon die Rede ist, daß die Rückstrahlungsempfän¬ gereinheit in bekannter geometrischer Zuordnung zu der Richt¬ strahl-Aussendeeinheit steht, so soll damit insbesondere auch der Fall erfaßt sein, daß die Rückstrahlungsempfängereinheit in starrer geometrischer Beziehung zur Richtstrahl-Aussende¬ einheit steht.If it was mentioned in the definition of the method according to the invention that the transit time is measured for directional beams emitted to different partial areas, this statement should in particular also include the determination of the transit time difference of neighboring directional beams, which is used to determine level differences at the area to be detected is necessary. Such run-time difference measurements can basically determine level jumps and also with regard to the level difference. If there is further talk that the reflection receiver unit is in a known geometrical association with the directional beam emission unit, then in particular the case should also be covered that the reflection receiver unit has a rigid geometric relationship with the directional beam emission unit.
Wenn weiter bei der Definition des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens davon gesprochen wird, daß zur Ermittlung der Daten für eine räumliche Abbildung die geometrische Zuordnung der ein¬ zelnen Richtstrahlen zueinander bekannt sein muß, so ist zu beachten, daß das Bekanntsein der relativen geometrischen Zuordnung der einzelnen Richtstrahlen bereits einen Datensatz entsprechend einer räumlichen Abbildung zu gewinnen erlaubt. Für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens ist es darüber hinaus hilfreich, wenn die geometrische Zuordnung der einzelnen Richtstrahlen zu einem der Richt¬ strahl-Aussendeeinheit zugeordneten Koordinatensystem bekannt ist.If, when defining the method according to the invention, one speaks of the fact that the geometric assignment of the individual directional beams to one another must be known in order to determine the data for a spatial image, then it should be noted that the familiarity of the relative geometric assignment of the individual Alignment beams already allow a data record corresponding to a spatial mapping to be obtained. For the practical implementation of the method according to the invention, it is also helpful if the geometric assignment of the individual directional beams to a coordinate system assigned to the directional beam emitting unit is known.
Mit Hilfe der LaufZeitmessungen und der bekannten geometri¬ schen Zuordnung der Richtstrahlen zueinander oder auch der Richtstrahlen zu einem fest an der Richtstrahl-Aussendeinheit festgelegten Koordinatensystem, können nicht nur Höhendiffe- renzen einzelner Oberflächenbereiche der jeweils zu untersu¬ chenden Fläche festgestellt werden, sondern auch die Horizon¬ tal-Koordinaten der Singularitäten, wie z.B. Niveausprünge, so daß durch die Horizontalkoordinaten die Zielwegkorrekturen vorgenommen werden können. Möglichkeiten zur Zielwegkorrektur sind in der DE 44 16 707 AI im einzelnen beschrieben. Auf diese DE 44 16 707 AI wird zur Ergänzung der Offenbarung, ins¬ besondere bezüglich der Möglichkeiten der Zielwegkorrektur, verwiesen.With the help of the running time measurements and the known geometrical assignment of the directional beams to one another or also the directional beams to a coordinate system fixed on the directional beam emitting unit, not only height differences of individual surface areas of the surface to be examined can be determined, but also the Horizontal coordinates of the singularities, such as Level jumps so that the target path corrections can be made using the horizontal coordinates. Options for target path correction are described in detail in DE 44 16 707 AI. Reference is made to this DE 44 16 707 AI for supplementing the disclosure, in particular with regard to the possibilities of correcting the destination path.
Wenn bei der Definition des erfindungsgemäßen Verfahrens wei¬ ter davon die Rede ist, daß Daten entsprechend einer räumli¬ chen Abbildung zumindest eines Teils des Detektionsbereichs, gewonnen werden, so ist es grundsätzlich möglich, diese Daten zu verwenden, um ein mit dem Auge sichtbares Bild, beispiels¬ weise auf einem Bildschirm, zu entwerfen. Die Bedienungsperson ist dann in der Lage, aufgrund der Beobachtung dieses sieht- baren Bildes, insbesondere bei gleichzeitiger Darstellung des Lastträgers auf dem sichtbaren Bild, Zielkorrekturmaßnahmen an dem Lastträger oder an dem Hubseilträger vorzunehmen und die Wirkung der von ihr eingeleiteten Korrekturmaßnahmen an dem sichtbaren Bild zu verfolgen. Dies ist aber nur eine Möglich- keit. Es ist auch möglich, die der jeweiligen räumlichen Ab¬ bildung entsprechenden Daten unmittelbar zur Zielwegkorrektur zu benutzen, indem der Istort des Lastträgers mit dem Sollort, d.h. dem Zielbereich verglichen wird und aus der Ortsdifferenz Signale für die Horizontalkorrektur des Lastträgers abgeleitet werden. Wegen näherer Einzelheiten hierzu wird auf die bereits erwähnte DE 44 16 707 AI und auf die EP 0 342 655 A2 verwies¬ en. Dadurch, daß die Richtstrahl-Aussendeeinheit an dem Last¬ träger angeordnet ist, läßt sich die Relativposition zwischen einem erkannten Zielort und dem jeweiligen Istort des Last- trägers sowohl für die bildliche Darstellung als auch für die unmittelbare Zielwegkorrektur leicht bestimmen. Es versteht sich, daß bei der Zielwegkorrektur eine Vielzahl von weiteren Parametern berücksichtigt werden muß, z.B. die jeweilige Rela¬ tivgeschwindigkeit zwischen Lastträger und Zielort, die jewei- lige Höhe des Lastträgers über dem Zielort und auf den Last¬ träger einwirkende Kräfte, z.B. Windkräfte.If, when defining the method according to the invention, there is further talk that data corresponding to a spatial mapping of at least part of the detection area, are obtained, it is fundamentally possible to use this data to design an image that is visible to the eye, for example on a screen. The operator is then able, on the basis of the observation of this visible image, in particular when the load carrier is shown on the visible image at the same time, to carry out target correction measures on the load carrier or on the lifting cable carrier and the effect of the correction measures initiated by him on the visible image follow. However, this is only one possibility. It is also possible to use the data corresponding to the respective spatial mapping directly for target path correction by comparing the actual location of the load carrier with the target location, ie the target area, and deriving signals for the horizontal correction of the load carrier from the difference in location. For further details, reference is made to the already mentioned DE 44 16 707 AI and to EP 0 342 655 A2. Because the directional beam transmission unit is arranged on the load carrier, the relative position between a recognized target location and the respective actual location of the load carrier can be easily determined both for the visual representation and for the immediate target path correction. It goes without saying that a multiplicity of further parameters must be taken into account in the target path correction, for example the respective relative speed between the load carrier and the destination, the respective height of the load carrier above the target location and forces acting on the load carrier, for example wind forces.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es grund¬ sätzlich auch möglich, die Abstände parallel gerichteter Richtstrahlen innerhalb eines Richtstrahlenbündels zu verän¬ dern. Bevorzugt werden aber wegen des dadurch erzielbaren Vergrößerungsverhältnisses die Winkel zwischen auf unter¬ schiedliche Teilbereiche hin auszusendenden Richtstrahlen verändert .When using the method according to the invention, it is fundamentally also possible to change the spacing of parallel directional beams within a beam of directional beams. However, because of the enlargement ratio that can be achieved thereby, the angles between the directional beams to be emitted to different subregions are preferably changed.
Die auf unterschiedliche Teilbereiche auszusendenden Rieht- strahlen können durch ihnen individuell zugeordnete Richtungs- bestimmungskomponenten gerichtet werden; dies bedeutet, daß die Richtwirkungen mindestens eines Teils dieser Richtungsbe- stimmungskomponenten verändert werden müssen. Zum besseren Verständnis möge man sich als Richtungsbestimmungskomponenen- ten beispielsweise komplett montierte stabformige Laserstrahl- sender vorstellen, welche den jeweiligen Richtstrahl in Stab¬ längsrichtung aussenden; dann erreicht man die Veränderung der Richtwirkung einfach dadurch, daß man die Relativwinkel zwi¬ schen benachbarten Laserstrahlsendern verändert .The directional rays to be emitted to different sub-areas can be individually assigned by them determination components are directed; this means that the directional effects of at least some of these directional components have to be changed. For a better understanding, one should imagine, for example, components of the completely determined rod-shaped laser beam emitter which emit the respective directional beam in the longitudinal direction; the directional effect can then be changed simply by changing the relative angles between adjacent laser beam transmitters.
Es ist aber grundsätzlich auch möglich, daß zur Ausrichtung von Richtstrahlen auf unterschiedliche Teilbereiche des Detek¬ tionsbereichs eine für diese Richtstrahlen gemeinsame Rich- tungsbestimmungskomponente mit variabler Richtwirkung verwen- det wird und daß zur Veränderung der Winkel zwischen diesen Richtstrahlen der Variationsablauf der Richtwirkung verändert wird.In principle, however, it is also possible to use a direction determination component with a variable directional effect common to these directional rays for aligning directional beams to different partial areas of the detection area, and to change the variation sequence of the directional effect to change the angles between these directional beams.
Zum besseren Verständnis dieser zuletzt genannten Durchfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die EP 0 342 655 A2, und zwar dort insbesondere auf die Fig. 3 verwie¬ sen. Man erkennt dort einen Spreader als Träger eines Contai¬ ners, der gerade in einen Schacht im Rumpf eines Schiffes abgesenkt werden soll. An dem Spreader ist eine Riehtstrahl- Aussendeeinheit in Kombination mit einer Rückstrahlungsempfän¬ gereinheit angeordnet. Die verschiedenen in einem divergieren¬ den Bündel dargestellten Richtstrahlen werden unter Verwendung einer einzigen Strahlungsquelle dadurch erzeugt, daß ein von dieser einzigen Strahlungsquelle ausgehender Richtstrahl auf einen periodisch bewegten Reflektionsspiegel gerichtet wird, so daß nacheinander Richtstrahlen in verschiedenen Richtungen auf die Detektionsflache gesandt werden.For a better understanding of this last-mentioned embodiment of the method according to the invention, reference is made to EP 0 342 655 A2, specifically there to FIG. 3. A spreader can be seen there as the carrier of a container which is to be lowered into a shaft in the hull of a ship. On the spreader there is a direct-beam emitting unit in combination with a retroreflective receiver unit. The various directional beams shown in a diverging bundle are generated using a single radiation source in that a directional beam emanating from this single radiation source is directed onto a periodically moving reflection mirror, so that directional beams are sent successively in different directions onto the detection surface.
Solange keine besonderen Maßnahmen getroffen sind, ist der Reflektionsspiegel einer periodischen Schwenkbewegung um min¬ destens eine Achse ausgesetzt, wobei die Amplitude und die Frequenz dieser periodischen Bewegung konstant sind. Konstanz der Amplitude bei ebenfalls konstanter Frequenz bedeutet eine unveränderliche geometrische Zuordnung der einzelnen nachein¬ ander durch den Spiegel weitergeleiteten Richtstrahlen. Dies bedeutet weiter, daß das Detektionsfeld jedenfalls bei unver- änderter Relativposition von Lastträger und Schiffsrumpf nicht verändert werden kann.As long as no special measures have been taken, the reflection mirror is subjected to a periodic pivoting movement about at least one axis, the amplitude and the frequency of this periodic movement being constant. Constance the amplitude at a frequency that is also constant means an unchangeable geometric assignment of the individual directional beams passed through the mirror one after the other. This also means that the detection field cannot be changed in any case if the relative position of the load carrier and ship's hull remains unchanged.
Der Gedanke der Veränderung des Variationsablaufs der Rieht- Wirkung im Sinne der zuletzt diskutierten Weiterbildung der Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, daß bei kon¬ stanter Schwenkfrequenz des Spiegels dessen Schwenkamplitude verändert wird. Dann werden die aufeinander folgenden, zu unterschiedlichen Detektionsbereichen hin gerichteten Rieht- strahlen um so mehr divergent, je größer die Schwenkamplitude des Spiegels ist und umgekehrt.The idea of changing the course of variation of the directional effect in the sense of the last discussed development of the invention can be realized in such a way that the pivoting amplitude of the mirror is changed when the mirror is pivoted at a constant frequency. Then the successive directional rays directed towards different detection areas become all the more divergent the larger the pivoting amplitude of the mirror and vice versa.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß nach erstmaliger Detektion eines kennzeichnenden Zielstrukturbereichs innerhalb eines größeren Detektionsbereichs der Detektionsbereich unter Verkleinerung der Abstände der Teilbereiche verkleinert werden kann. Stellt man sich nun vor, daß bei gleichbleibender Rela¬ tivposition von Lastträger und Zielort der größere Detektions¬ bereich gerade so auf die zu untersuchende Oberfläche fällt, daß die interessierende zielkennzeichnende Zielstruktur am Rande des Detektionsbereichs liegt, so würde die anschließende Verkleinerung des Detektionsbereichs dazu führen, daß der interessierende zielkennzeichnende Zielstrukturbereich nicht mehr mit dem verkleinerten Detektionsbereich in Deckung ist, die feinstrukturelle Untersuchung des Zielstrukturbereichs also gar nicht möglich wäre. Aus diesem Grunde wird es häufig nötig sein, vor Verkleinerung des Detektionsbereichs das Zen¬ trum des Detektionsbereichs in Richtung auf den zielkennzeich¬ nenden Zielstrukturbereich zu verlagern; dies kann etwa da¬ durch geschehen, daß man eine gedachte Zentralachse des Rieht- Strahlenbündels, die vorzugsweise gegenüber der Rückstrah¬ lungsempfängereinheit festliegt, in Richtung auf den zielkenn¬ zeichnenden Zielstrukturbereich einstellt. Diese "Nachführung" ist leicht möglich, wenn man einerseits die Lage der Zentra¬ lachse gegenüber einem lastträgerfesten Koordinatensystem kennt und andererseits die Relativposition des interessieren¬ den zielkennzeichnenden Zielstrukturbereichs gegenüber dem lastträgerfesten Koordinatensystem kennt. Man kann dann die Nachführung der Zentralachse aufgrund der ohnehin verfügbaren Datenmenge durchführen, die man unter Verwendung gemessener Laufzeiten und in Kenntnis geometrischer Zuordnung der Zen- tralachse des Richtstrahlbündels zu dem lastträgerfesten Koor- dinatensystem gewinnt.It has already been pointed out that after the first detection of a characteristic target structure area within a larger detection area, the detection area can be reduced by reducing the distances between the partial areas. If one now imagines that, with the relative position of the load carrier and the destination remaining the same, the larger detection area just falls onto the surface to be examined such that the target structure of interest which is of interest lies on the edge of the detection area, the subsequent reduction in the size of the detection area would lead to this that the target structure region of interest that is of interest is no longer in register with the reduced detection region, so that the fine-structural examination of the target structure region would not be possible at all. For this reason, it will often be necessary to shift the center of the detection area towards the target-characterizing target structure area before reducing the detection area; This can be done, for example, by setting an imaginary central axis of the directional radiation beam, which is preferably fixed in relation to the retroreflection receiver unit, in the direction of the target structure area. This "tracking" is easily possible if, on the one hand, one knows the position of the central axis in relation to a coordinate system fixed to the load carrier and, on the other hand, one knows the relative position of the target structure region of interest which is of interest in relation to the coordinate system fixed to the load carrier. The central axis can then be tracked on the basis of the amount of data available in any case, which is obtained using measured transit times and with knowledge of the geometric assignment of the central axis of the directional beam to the coordinate system fixed to the load carrier.
Man kann unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens den Detektionsbereich in Abhängigkeit von der Annäherung des Last¬ trägers an den Detektionsbereich verkleinern unter Verkleine- rung der Abstände der Teilbereiche innerhalb des Detektions¬ bereichs. Man trägt damit dem Umstand Rechnung, daß mit zuneh¬ mender Annäherung des Lastträgers an die den Zielort enthal¬ tende Oberfläche in zunehmendem Maße Feinstrukturen untersucht werden müssen, um letztlich den Zielort genau zu treffen. Dabei kommt zu Hilfe, daß durch die bereits durchgeführten Zielkorrekturmaßnahmen der zu untersuchende Zielstrukturbe¬ reich mit hoher Wahrscheinlichkeit ohnehin in den verkleiner¬ ten Detektionsbereich fällt. Es ist aber auch hier das oben erwähnte Nachführprinzip anwendbar.Using the method according to the invention, the detection area can be reduced depending on the approach of the load carrier to the detection area while reducing the distances between the sub-areas within the detection area. This takes into account the fact that as the load carrier approaches the surface containing the destination, fine structures have to be examined to an increasing extent in order to ultimately exactly meet the destination. This is helped by the fact that, due to the target correction measures already carried out, the target structure area to be examined falls with a high probability anyway into the reduced detection area. However, the tracking principle mentioned above can also be used here.
An dieser Stelle wird auch deutlich, daß die erfindungsgemäße Veränderung des Detektionsbereichs nicht vergleichbar ist mit einer bei divergierenden Richtstrahlbündeln zwangsläufig ein¬ tretenden Veränderung des Detektionsbereichs in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen Riehtstrahl-Auεsendeeinheit und der zu untersuchenden Oberfläche.At this point it is also clear that the change in the detection area according to the invention is not comparable with a change in the detection area which necessarily occurs in the case of diverging directional beam bundles as a function of the distance between the directional beam emitting unit and the surface to be examined.
Wenn weiter oben von Richtungsbestimmungskomponenten die Rede war, so können diese beispielsweise von relativ zueinander winkelverstellbaren Richtstrahlsendern gebildet sein, also z.B. einer Gruppe von Lasersendern. Wenn eine gemeinsame Richtungsbestimmungskomponente, etwa ein Reflexionselement oder sonstiges Richtstrahlumlenkelement, verwendet wird und dessen periodische Bewegung hinsichtlich der Amplitude verändert wird, um die Divergenz eines von die- sem Richtstrahlumlenkelement ausgehenden Richtstrahlbündels zu verändern, so ist zu unterscheiden zwischen dem Fall, daß die periodische Bewegung kontinuierlich erfolgt und daß die kon¬ tinuierliche Bewegung schrittweise erfolgt. Im Falle der schrittweisen Durchführung der periodischen Bewegung ist da- rauf zu achten, daß bei Veränderung der Amplitude der periodi¬ schen Bewegung in entsprechendem Maße auch die Schrittlänge der periodischen Bewegung verändert wird.If reference was made above to direction determination components, these can be formed, for example, by directional beam transmitters which can be adjusted relative to one another, for example a group of laser transmitters. If a common direction determination component, such as a reflection element or other directional beam deflection element, is used and its periodic movement is changed in terms of amplitude in order to change the divergence of a directional beam bundle emanating from this directional beam deflection element, a distinction must be made between the case that the periodic movement takes place continuously and that the continuous movement takes place step by step. In the case of the step-by-step execution of the periodic movement, care must be taken to ensure that when the amplitude of the periodic movement changes, the step length of the periodic movement is also changed accordingly.
Es war bisher immer nur von Richtstrahlen die Rede, die ein- zelnen Teilbereichen des jeweiligen Dektionsbereichs entspre¬ chen. Es ist zu beachten, daß zur Erzielung möglichst genauer Abbildungen der Verhältnisse an der jeweils zu untersuchenden Oberfläche auch Serien von gepulsten Richtstrahlen ausgesandt werden können, wobei die zeitliche Folge dieser Richtstrahlen innerhalb einer solchen Serie so kurz eingestellt wird, daß von den Richtstrahlen dieser Serie jeweils annähernd der gleiche Teilbereich des Detektionsbereichs getroffen wird, also auch gleiche Meßergebnisse hinsichtlich der Laufzeit zu erwarten sind. Auf diese Weise wird eine Serie von Laufzeit- messungen durchgeführt, wobei als "Laufzeit" für einen be¬ stimmten Teilbereich des Detektionsbereichs dann der Mittel¬ wert dieser LaufZeitmessungen genommen wird.Up to now there has only been talk of directional beams which correspond to the individual partial areas of the respective area of the decision. It should be noted that in order to achieve as accurate a picture as possible of the conditions on the surface to be examined, series of pulsed directional beams can also be emitted, the temporal sequence of these directional beams within such a series being set so short that each of the directional beams of this series approximately the same sub-area of the detection area is struck, so that the same measurement results with regard to the transit time are also to be expected. In this way, a series of transit time measurements is carried out, the average of these transit time measurements then being taken as the "transit time" for a specific sub-area of the detection area.
Zur Verbesserung des Auflösevermögens bei dem erfindungsgemä- ßen Verfahren kann in der Weise vorgegangen werden, daß wäh¬ rend eines Zustands im wesentlichen unveränderter geometri¬ scher Zuordnung der Richtstrahlen relativ zueinander einer Gruppe von Richtstrahlen eine gemeinsame Querverlagerung im wesentlichen transversal zur Laufrichtung überlagert wird, vorzugsweise eine periodische Querverlagerung, und daß in definierten Zeitphasen dieser Querverlagerung aufgrund der in der jeweiligen Zeitphase gemessenen Laufzeiten und bekannter geometrischer Zuordnung der durch die Querverlagerung in der jeweiligen Zeitphase verlagerten Richtstrahlen jeweils zumin¬ dest ein Teil des Detektionsbereichs untersucht wird, wobei die Daten zur Erzeugung der räumlichen Abbildung aufgrund der in einer Folge von Zeitphasen vorgenommenen Messungen gewonnen werden. Dabei ist zu beachten, daß auch in jeder dieser Zeit¬ phasen eine Mehrzahl von LaufZeitmessungen durchgeführt werden kann, so daß durch Mittelwertbildung eine erhöhte Meßgenau¬ igkeit erreicht wird.To improve the resolving power in the method according to the invention, the procedure can be such that, during a state of essentially unchanged geometrical assignment of the directional beams relative to one another, a group of directional beams is superimposed on a common transverse displacement, essentially transversely to the direction of travel, preferably a periodic cross-shift, and that in defined time phases of this cross-shift based on the run times measured in the respective time phase and known Geometrical assignment of the directional beams shifted by the transverse shift in the respective time phase is examined at least in part of the detection area, the data for generating the spatial image being obtained on the basis of the measurements carried out in a sequence of time phases. It should be noted that a plurality of running time measurements can also be carried out in each of these time phases, so that an increased measurement accuracy is achieved by averaging.
Weiter ist darauf hinzuweisen, daß die Zuordnung von Richt¬ strahlen zueinander oder zu einem gemeinsamen Koordinatensy¬ stem in Abhängigkeit von mindestens einem lagebestimmenden Parameter durch einen vorangehenden Eichvorgang ermittelt wird, bei dem für eine Mehrzahl von Parameterwerten dieses mindestens einen Parameters jeweils die Zuordnung des Richt¬ strahls bestimmt wird, und daß bei der Ermittlung der Daten zur Gewinnung der räumlichen Abbildung die Daten über die Zuordnung der Richtstrahlen in Abhängigkeit des jeweiligen Werts des mindestens einen Parameters ermittelt werden. Dabei ist es möglich, daß die Daten über die geometrische Zuordnung einzelner Richtstrahlen in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wert des mindestens einen Parameters durch Vermessung des jeweiligen Richtstrahls gewonnen werden. Diese Möglichkeiten des Eiehens haben den großen Vorteil, daß Abweichungen von einem vorgegebenen Bewegungsprogramm der Richtstrahlen elimi¬ niert sind.It should also be pointed out that the assignment of directional beams to one another or to a common coordinate system as a function of at least one position-determining parameter is determined by a preceding calibration process, in which the assignment of the direction is in each case assigned to a plurality of parameter values of this at least one parameter ¬ beam is determined, and that when determining the data for obtaining the spatial image, the data on the assignment of the directional beams are determined depending on the respective value of the at least one parameter. It is possible for the data on the geometric assignment of individual directional beams to be obtained as a function of the respective value of the at least one parameter by measuring the respective directional beam. These possibilities of drawing have the great advantage that deviations from a predetermined movement program of the directional beams are eliminated.
Die Erfindung betrifft weiter eine Zieldetektionseinrichtung zum Detektieren des Zielorts eines bewegten Lastträgers, umfa¬ ssend eine mit dem bewegten Lastträger zur gemeinsamen Bewe¬ gung verbundene Richtstrahl-Aussendeeinheit, welche dazu aus¬ gebildet ist, zeitlich versetzte, gepulste Richtstrahlen in Richtung auf unterschiedliche Teilbereiche eines Detektions- bereichs auszusenden, ferner umfassend eine Rückstrahlungsempfängereinheit mit be¬ kannter geometrischer Zuordnung zu der Richtstrahl-Aussende- einheit, wobei diese Rückstrahlungsempfängereinheit dazu aus¬ gebildet ist, die einzelnen gepulsten Richtstrahlen entspre¬ chende Streurückstrahlung zu empfangen, ferner umfassend Laufzeit-Meßmittel, um die Laufzeit gepulster Richtstrahlen vom Zeitpunkt der Aussendung bis zum Zeitpunkt des Empfangs zu bestimmen, ferner umfassend Berechnungsmittel, welche dazu ausgebildet sind, um aufgrund der gemessenen Laufzeiten und bekannter geometrischer Zuordnung der zugehörigen Richtstrahlen zuein- ander Daten entsprechend einer räumlichen Abbildung zumindest eines Teils des Detektionsbereichs zu gewinnen. Dabei sind erfindungsgemäß der Richtstrahl-Aussendeeinheit Richtmittel zugeordnet, welche die relative geometrische Zuordnung der nach verschiedenen Teilbereichen des Detektionsbereichs auszu- sendenden Richtstrahlen zu verändern gestatten.The invention further relates to a target detection device for detecting the target location of a moving load carrier, comprising a directional beam transmission unit which is connected to the moving load carrier for common movement and which is designed to transmit pulsed directional beams at different times in the direction of different partial areas of a Emit detection range, further comprising a reflection receiver unit with known geometric assignment to the directional beam emitter unit, this retroreflection receiver unit being designed to receive the scattered retroreflection corresponding to the individual pulsed directional beams, further comprising transit time measuring means for determining the transit time of pulsed directional beams from the time of transmission to the point of reception, further comprising calculation means which are designed to obtain data on the basis of the measured transit times and known geometric assignment of the associated directional beams to one another in accordance with a spatial mapping of at least part of the detection area. According to the invention, the directional beam emitting unit is assigned directional means which allow the relative geometric assignment of the directional beams to be emitted according to different partial areas of the detection area.
Die Richtmittel können dabei dazu ausgebildet sein, die Winkel zwischen auf unterschiedliche Teilbereiche ausgesandten Richt¬ strahlen zu verändern.The straightening means can be designed to change the angles between straightening beams emitted to different partial areas.
In einer ersten Alternative ist vorgesehen, daß die Richtmit¬ tel für auf unterschiedliche Teilbereiche auszusendende Richt¬ strahlen diesen individuell zugeordnete und zur relativen Richtungsfestlegung der Richtstrahlen veränderliche Richtungs- bestimmungskomponenten umfassen.In a first alternative it is provided that the directional means for directional rays to be emitted to different partial areas comprise directional components which are individually assigned to them and which are variable for determining the relative direction of the directional rays.
Nach einer weiteren Alternative ist vorgesehen, daß die Richt¬ mittel für auf unterschiedliche Teilbereiche hin auszusendende Richtstrahlen eine gemeinsame Richtungsbestimmungskomponente mit variabler Richtwirkung umfassen, wobei die Richtwirkung dieser Richtungsbestimmungskomponente im Sinne der Veränderung des Winkels zwischen den Richtstrahlen veränderbar ist.According to a further alternative, it is provided that the directional means for directional beams to be emitted to different partial areas comprise a common direction-determining component with variable directional effect, the directional effect of this direction-determining component being changeable in the sense of changing the angle between the directional beams.
Die Richtstrahl-Aussendeeinheit kann überdies in ihrer geome- trischen Zuordnung zu einem lastträgerfesten Koordinatensystem veränderbar sein; dann kann man der Relativbewegung der auf verschiedene Teilbereiche zu richtenden Richtstrahlen noch eine gemeinsame Bewegung dieser Richtstrahlen relativ zu dem lastträgerfesten Koordinatensystem überlagern, etwa um die oben erwähnte "Nachführung" durchführen zu können. Insbeson¬ dere ist es möglich, daß die Richtstrahl-Aussendeeinheit eine durch die auf verschiedene Teilbereiche des Detektionsbereichs auszusendenden Richtstrahlen definierte Zentralachse besitzt, deren Winkellage in bezug auf das lastträgerfeste Koordinaten¬ system variabel ist.The directional beam emitting unit can also be changeable in its geometric assignment to a load carrier-fixed coordinate system; then you can still see the relative movement of the directional beams to be directed to different areas superimpose a common movement of these directional beams relative to the coordinate system fixed to the load carrier, for example in order to be able to carry out the "tracking" mentioned above. In particular, it is possible for the directional beam emitting unit to have a central axis defined by the directional beams to be emitted to different partial areas of the detection area, the angular position of which can be varied with respect to the coordinate system fixed to the load carrier.
Die Berechnungsmittel werden dann so ausgebildet, daß aufgrund der gemessenen Laufzeiten, bekannter geometrischer Zuordnung der Richtstrahlen untereinander und bekannter Winkeleinstel¬ lung der Zentralachse gegenüber dem lastträgerfesten Koordina¬ tensystem die Daten entsprechend einer räumlichen Abbildung zumindest eines Teils des Detektionsbereichs gewonnen werden können.The calculation means are then designed in such a way that, based on the measured transit times, known geometrical assignment of the directional beams to one another and known angular setting of the central axis relative to the coordinate system fixed to the load carrier, the data can be obtained in accordance with a spatial mapping of at least part of the detection area.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die RichtungsbeStimmungskomponenten an einem gemeinsamen Träger schwenkbar, vorzugsweise kardaniseh schwenkbar, gelagert sind und mit Schwenkwinkel-Einstellmitteln in Verbindung stehen, welche die individuellen Richtungsbestimmungskomponenten in gegenseitiger Abhängigkeit zu verschwenken gestatten. Um einen möglichst einfachen mechanischen Aufbau der Schwenkwinkel- Einstellmittel zu erzielen, kann man eine Ausführungsform dergestalt wählen, daß die Schwenkwinkel-Einstellmittel ein die Richtungsbestimmungskomponenten außerhalb der Schwenkla¬ gerstellen miteinander koppelndes elastisches Verbindungssy¬ stem umfassen, welches durch Anlegen äußerer Kräfte in minde- stens einer Richtung elastisch deformierbar ist. Das ela¬ stische Verbindungssystem kann beispielsweise von einem Ela¬ stomerkörper gebildet sein; dieser kann als eine Elastomer¬ platte ausgebildet sein, welche mindestens in einer Richtung, vorzugsweise in zwei zueinander orthogonalen Richtungen, de- formierbar ist .According to a preferred embodiment, it is provided that the direction-determining components are pivotably mounted on a common support, preferably gimbal-like, and are connected to pivot-angle setting means which allow the individual direction-determining components to be pivoted in mutual dependence. In order to achieve the simplest possible mechanical construction of the swivel angle setting means, one embodiment can be chosen such that the swivel angle setting means comprise an elastic connection system which couples the direction determining components outside the swivel bearing locations and which, by applying external forces, in at least one embodiment is elastically deformable in one direction. The elastic connection system can be formed, for example, by an elastic body; this can be designed as an elastomer plate which can be deformed at least in one direction, preferably in two directions orthogonal to one another.
Die Richtungsbestimmungskomponenten können auch hier wieder von einzelnen, jeweils eine Strahlungsquelle umfassenden Richtstrahlern gebildet sein, z.B. von Laserstrahlern. Wenn die Richtungsbestimmungskomponenten stabförmig ausgebildet sind, so kann vorgesehen werden, daß an einer von zwei in s Stablängsrichtung beabstandeten Stellen des stabförmigen Ge¬ bildes die schwenkbare Lagerung erfolgt und daß an der jeweils zweiten dieser axial beabstandeten Stellen die Schwenkwinkel- Einstellmittel angreifen.The direction determination components can again here be formed by individual directional emitters each comprising a radiation source, for example laser emitters. If the direction-determining components are rod-shaped, it can be provided that the pivotable mounting takes place at one of two points of the rod-shaped structure spaced apart in the longitudinal direction of the rod and that the pivot-angle setting means act on the second of these axially spaced points.
o Wird mit einer gemeinsamen Richtungsbestimmungskomponente mit variabler Richtwirkung gearbeitet, so ist es möglich, daß die gemeinsame Richtungsbestimmungskomponente mit variabler Rieht- Wirkung von einem einer gemeinsamen Strahlungsquelle im Strah¬ lengang nachgeschalteten Richtstrahl-Umlenkelement gebildet 5 ist, welches mit einem periodischen Schwenkantrieb verbunden ist, wobei der dem gemeinsamen Richtstrahl-Umlenkelement mit¬ geteilte periodische Bewegungsablauf veränderbar ist. Dabei kann aus den bereits weiter oben im Rahmen der Ausführungen zum Verfahren angegebenen Gründen die Schwenkamplitude des 0 Richtstrahlumlenkelements bei konstanter Frequenz veränderbar sein. Erfolgt der schrittweise Bewegungsablauf der periodi¬ schen Schwenkbewegung schrittweise, so ist darauf zu achten, daß die Schrittgröße entsprechend der Größe der Schwenkampli¬ tude veränderbar ist . 5If a common direction determination component with a variable directional effect is used, it is possible that the common direction determination component with a variable directional effect is formed 5 by a directional beam deflection element which is connected downstream of a common radiation source in the beam path and is connected to a periodic swivel drive. the periodic movement sequence communicated to the common directional beam deflection element being changeable. For the reasons already given above in the context of the explanations of the method, the swivel amplitude of the directional beam deflection element can be changed at a constant frequency. If the step-by-step movement sequence of the periodic swivel movement takes place step by step, it must be ensured that the step size can be changed in accordance with the size of the swivel amplitude. 5
Die Richtstrahl-Aussendeeinheit kann - wie schon im Zusammen¬ hang mit der Bechreibung des Verfahrens erwähnt - an einem Lastträger angebracht sein, welcher an einem horizontal be¬ weglichen Hubseilträger über ein Hubseilsystem höhenverstell- 0 bar aufgehängt ist. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Richt¬ strahl-Aussendeeinheit an einem beweglichen Halteelement ange¬ bracht ist, welches relativ zu dem Lastträger zwischen einer Aktivstellung und einer zurückgezogenen Stellung verstellbar ist, wobei die Aktivstellung derart ausgebildet ist, daß auch 5 bei Verbindung des Lastträgers mit einer Last die Richtstrahl¬ beaufschlagung des Detektionsbereichs möglich ist und die zurückgezogene Stellung derart ausgebildet ist, daß der Last- träger ggf. mit angekoppelter Last in beengte Räume, wie an Containerstapel oder in Containerschächte in Schiffen einfah¬ ren kann.As already mentioned in connection with the description of the method, the directional beam emitting unit can be attached to a load carrier which is suspended from a horizontally movable lifting cable carrier by means of a lifting cable system with a height adjustment of 0 bar. It is advantageous that the directional beam emitting unit is attached to a movable holding element which can be adjusted relative to the load carrier between an active position and a retracted position, the active position being designed such that even when the load carrier is connected With a load, the directional beam can be applied to the detection area and the retracted position is designed such that the load Carrier with a coupled load, if necessary, in confined spaces, such as being able to enter a container stack or a container shaft in a ship.
Die erfindungsgemäße Zieldetektionseinrichtung muß nicht an einem durch ein Seilsystem aufgehängten Lastträger angebracht sein. Man könnte die Zieldetektionseinrichtung beispielsweise auch dazu verwenden, um einen Zielort für eine Laufkatze zu detektieren.The target detection device according to the invention does not have to be attached to a load carrier suspended by a cable system. The target detection device could also be used, for example, to detect a target location for a trolley.
Die Zieldetektionseinrichtung kann weiterhin in der Weise ausgebildet sein, daß der Richtstrahl-Aussendeeinheit eine Querverlagerungseinrichtung zugeordnet ist, welche geeignet ist, in mindestens einem Zustand der geometrischen Zuordnung einer Gruppe von Richtstrahlen zueinander den Richtstrahlen dieser Gruppe eine gemeinsame, vorzugsweise periodische, Quer¬ verlagerung zu erteilen, und daß die Berechnungsmittel dazu ausgebildet sind, die einer räumlichen Abbildung mindestens eines Teils des Detektionsbereichs entsprechenden Daten auf- grund der LaufZeitmessungen für verschiedene Querverlagerungs- zustände einer Folge von Querverlagerungszuständen zu errech¬ nen, die durch die gemeinsame Querverlagerung herbeigeführt werden. Diese Ausbildung der Zieldetektionseinrichtung erlaubt eine Verbesserung des Auflösevermögens : Man kann bei einem durch die gegenseitige Zuordnung der Richtstrahlen vorgegebe¬ nen Abstand der Teilbereiche die Lage einer bestimmten Kante, an der ein Laufzeitsprung eintritt, genauer bestimmen als es dem Abstand der Teilbereiche quer zu dieser Kante entspricht .The target detection device can furthermore be designed in such a way that the directional beam emitting unit is assigned a transverse displacement device which is suitable, in at least one state of the geometric association of a group of directional beams with one another, for the directional beams of this group to have a common, preferably periodic, transverse displacement and that the calculation means are designed to calculate the data corresponding to a spatial mapping of at least a part of the detection area on the basis of the transit time measurements for different transverse displacement states of a sequence of transverse displacement states which are brought about by the common transverse displacement. This design of the target detection device enables an improvement in the resolving power: given a mutual spacing of the partial regions, which is predetermined by the mutual assignment of the directional beams, the position of a particular edge at which a jump in transit time occurs can be determined more precisely than the spacing of the partial regions transverse to this edge corresponds.
Die Erfindung betrifft weiter eine Richtstrahl-Aussendeinheit, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens und als Teil der erfindungsgemäßen Zieldetektionsein¬ richtung verwendbar ist, darüber hinaus aber auch weitere Anwendungsmöglichkeiten besitzt.The invention further relates to a directional beam emitting unit which can be used in particular for carrying out the method according to the invention and as part of the target detection device according to the invention, but also has other possible uses.
Diese Richtstrahl-Aussendeeinheit ist in der Weise ausgebil¬ det, daß die einzlenen Richtungsbestimmungskornponenten an einem gemeinsamen Träger relativ zueinander beweglich angeord¬ net und durch ein ihnen gemeinsames Antriebssystem relativ zueinander verstellbar sind.This directional beam emitting unit is designed in such a way that the individual direction determination components are on a common carrier movable relative to each other and are adjustable relative to each other by a common drive system.
Dabei können die einzelnen Richtungsbestimmungskomponenten an dem gemeinsamen Träger schwenkbar, vorzugsweise kardaniseh schwenkbar, gelagert sein und außerhalb ihrer Schwenklager von dem gemeinsamen Antriebssystem beaufschlagt sein. Das gemein¬ same Antriebssystem kann dabei von einem die Richtungsbestim- mungskomponenten miteinander verbindenden elastischen Verbin¬ dungssystem gebildet sein, welches durch äußere Krafteinwir¬ kung deformierbar ist, so daß als Folge dieser Deformation den einzelnen Richtungsbestimmungskomponenten aufeinander abge¬ stimmte Schwenkbewegungen erteilt werden. Dies ergibt minima- len mechanischen Aufwand, um aufeinander abgestimmte Schwenk¬ bewegungen der Richtungsbestimmungskomponenten zu erhalten.In this case, the individual direction-determining components can be pivoted on the common support, preferably cardan-pivotally, and can be acted upon outside of their pivot bearings by the common drive system. The common drive system can be formed by an elastic connection system connecting the direction-determining components, which can be deformed by external force, so that as a result of this deformation, the individual direction-determining components are given coordinated pivoting movements. This results in minimal mechanical effort in order to obtain coordinated pivoting movements of the direction determination components.
Das elastische Verbindungssystem kann beispielsweise ein Ela¬ stomer-Band oder eine Elastomer-Folie oder eine Elastomer- Platte umfassen, welche in mindestens einer, ggf. in zwei zueinander orthogonalen Richtungen deformierbar ist.The elastic connection system can comprise, for example, an elastomer tape or an elastomer film or an elastomer plate, which can be deformed in at least one, possibly in two mutually orthogonal directions.
Es ist beispielsweise möglich, daß bei stabförmiger Ausgestal¬ tung der Richtungsbestimmungskomponenten diese das Band bzw. die Folie bzw. die Platte durchsetzen und dadurch mit dieser gelenkig verbunden sind. Damit läßt sich erreichen, daß die Schwenklagerstellen benachbarter Richtungsbestimmungskomponen- ten untereinander annähernd gleichen Abstand innerhalb der Reihe bzw. des Feldes haben und daß die Verbindungsstellen benachbarter Richtungsbestimmungskomponenten mit dem elasti¬ schen Verbindungssystem untereinander ebenfalls annähernd gleichen Abstand haben, wobei der Abstand dieser Verbindungs¬ stellen bei Krafteinwirkung auf das elastische Verbindungs¬ system im wesentlichen untereinander gleichbleibend vergrößert oder verkleinert wird.It is possible, for example, for the direction-determining components to have a rod-shaped configuration and to pass through the band or the film or the plate and thereby be connected to the latter in an articulated manner. In this way it can be achieved that the pivot bearing points of adjacent direction determination components have approximately the same distance from one another within the row or the field and that the connection points of adjacent direction determination components with the elastic connection system also have approximately the same distance from one another, the distance between these connection points when force is exerted on the elastic connecting system, it is essentially enlarged or reduced in a constant manner.
Nach einer anderen Ausführungsform weist das gemeinsame An- triebssystem Steuerflächen für die einzelnen Richtungsbestim- mungskomponenten auf, welche außerhalb der Schwenklager mit den Richtungsbestimmungskomponenten in Eingriff stehen. Dabei können die Steuerflächen an einem mindestens einer Gruppe von Richtungsbestimmungskomponenten gemeinsamen Steuerflächenträ¬ ger angebracht sein. Insbesondere ist es möglich, daß der Steuerflächenträger im wesentlichen orthogonal zu einer die Schwenklager enthaltenden Schwenklagerfläche beweglich ist und für die einzelnen Richtungsbestimmungskomponenten je eine Steuerbohrung aufweist.According to another embodiment, the common application Drive system control surfaces for the individual direction-determining components, which are in engagement with the direction-determining components outside the pivot bearing. The control surfaces can be attached to a control surface carrier common to at least one group of direction determination components. In particular, it is possible for the control surface support to be movable essentially orthogonally to a swivel support surface containing the swivel bearings and to have a control bore for the individual direction determination components.
Unabhängig davon, wie das gemeinsame Antriebssystem ausgebil¬ det ist, ist es möglich, daß mindestens eine Gruppe von Rich- tungsbestimmungskomponenten durch eine Zusatzverlagerungsein- richtung im wesentlichen gemeinsam verlagerbar ist. Die Zu- satzverlagerungseinrichtung kann dabei entweder auf den ge¬ meinsamen Träger der Richtungsbestimmungskomponenten einwirken oder auch auf deren gemeinsames Antriebssystem.Regardless of how the common drive system is designed, it is possible that at least one group of direction determination components can be displaced essentially jointly by means of an additional displacement device. The additional shifting device can either act on the common carrier of the direction determination components or on their common drive system.
Benutzt man die erfindungsgemäße Richtstrahl-Aussendeinheit im Rahmen des weiter oben beschriebenen Verfahrens zur Zielweg¬ korrektur oder im Rahmen der daran anschließend beschriebenen Zieldetektionseinrichtung, so ist folgendes zu beachten: Auch dann wenn die Koppelung der einzelnen Richtungsbestimmungskom- ponenten durch ein gemeinsames Antriebssystem nicht zu einer hochpräzisen Bewegungsabstimmung führt, so bleiben die Detek- tionsfehler vernachlässigbar. Man muß nämlich folgendes be¬ rücksichtigen: Man kann in einem Eichverfahren unschwer er¬ mitteln, welche Schwenkstellungen der einzelnen Richtungsbe- Stimmungskomponenten einem bestimmten Zustand des gemeinsamen Antriebssystems entsprechen. Im Rahmen dieses Eichprozesses kann man nun eine Datensammlung anlegen, welche für alle vor¬ kommenden Zustände des gemeinsamen Antriebssystems die jewei¬ lige Schwenkstellung der einzelnen Richtungsbestimmungskom- ponenten datenmäßig festhält. Man kann also dann aufgrund von LaufZeitmessungen und Daten über die geometrische Zuordnung der einander zugehörigen Richtstrahlen oder der geometrischen Einordnung dieser Richtstrahlen in ein bestimmtes Koordinaten¬ system die der geometrischen Zuordnung entsprechenden Daten jeweils aus der Datensammlung abfragen, indem man von dieser die einem bestimmten Zuεtand des gemeinsamen Antriebssystems entsprechenden Daten abruft.If the directional beam emitting unit according to the invention is used in the context of the method for target path correction described above or in the context of the target detection device described subsequently, the following must be observed: Even if the coupling of the individual direction-determining components by a common drive system does not lead to one leads to highly precise motion coordination, the detection errors remain negligible. This is because the following must be taken into account: it is easy to determine in a calibration process which pivot positions of the individual direction-determining components correspond to a specific state of the common drive system. Within the scope of this calibration process, a data collection can now be created which records the pivotal position of the individual direction-determining components for all occurring states of the common drive system. One can then, on the basis of run-time measurements and data, via the geometric assignment of the associated directional beams or the geometric one Classification of these directional beams into a specific coordinate system in each case interrogates the data corresponding to the geometric assignment from the data collection by calling up the data corresponding to a specific state of the common drive system.
Man könnte daran denken, die Richtstrahl-Aussendeeinheit bei¬ spielsweise dafür einzusetzen, Richtstrahlen bei variierendem Abstand bei der Richtstrahl-Aussendeeinheit und einem zu be- leuchtenden oder zu beheizenden Objekt mehr oder minder zu fokusieren.One could think of using the directional beam emitting unit, for example, to focus more or less directional beams at varying distances in the directional beam emitting unit and an object to be illuminated or heated.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen; es stellen dar:The accompanying figures explain the invention using exemplary embodiments; it represents:
Fig. 1 eine Krananlage mit erfindungsgemäßer Zieldetek¬ tionseinrichtung;1 shows a crane system with a target detection device according to the invention;
Fig. 2 als Detail zur Fig. 1 eine Richtstrahl-Aussendeein¬ heit, schematisch dargestellt;FIG. 2 schematically shows a directional beam emitting unit as a detail of FIG. 1;
Fig. 3a und 3b eine erfindungsgemäße Richtstrahl-Aussen¬ deeinheit in verschiedenen Betriebszustän- den;3a and 3b a directional beam external unit according to the invention in different operating states;
Fig. 4 eine zielortkennzeichnende Eckstruktur eines Contai¬ ners mit einem Eckbeschlag zum Einkuppeln eines Spreaders;FIG. 4 shows a corner structure of a container, which characterizes the destination, with a corner fitting for coupling a spreader; FIG.
Fig. 5 ein Blockdiagramm zum Funktionsablauf eines Detek- tionsvorgangs;5 shows a block diagram for the functional sequence of a detection process;
Fig. 6a, 6b, 6c und 7a, 7b, 7c eine abgewandelte Ausführungs- form der Erfindung;6a, 6b, 6c and 7a, 7b, 7c a modified embodiment of the invention;
Fig. 8 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfin¬ dung und Fig. 9 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Scannens .8 shows a further modified embodiment of the invention and Fig. 9 is a schematic representation for explaining the scanning.
In Fig. 1 ist eine Hafenanlage gezeichnet mit einer Quai-Kan- 5 te; diese ist mit 10 bezeichnet und verläuft senkrecht zur Zeichenebene. Seitlich der Quai-Kante 10 erkennt man ein Ha¬ fenbecken 12, in dem ein Schiff 14 liegt. Das Schiff 14 sei an der Quai-Kante vertaut und soll mit Containern beladen werden. Auf der linken Seite der Quai-Kante erkennt man eine Fahr- ιo fläche 15 des Hafengeländes. Auf dieser Fahrfläche 15 sind Schienen 16 verlegt, auf denen ein Kranbock oder Kranturm 18 fährt. Der Kranbock oder Kranturm 18 trägt einen Brückenträger 20. Dieser Brückenträger 20 erstreckt sich orthogonal zur Quai-Kante über das Schiff 14. An dem Brückenträger 20 ist is eine Laufkatze 22 in Längsrichtung des Brückenträgers 20 durch Laufräder 24 verfahrbar. Der Transportantrieb der Laufkatze 22 längs des gesamten Brückenträgers 20 erfolgt durch ein Zugseil 26, das sich zwischen zwei Umlenkrollen 28 erstreckt und mit einem Antrieb versehen ist. Das Zugseil 26 ist mit dem Hub-1 shows a port facility with a quay edge; this is designated 10 and runs perpendicular to the plane of the drawing. To the side of the quay edge 10 one can see a harbor basin 12 in which a ship 14 lies. Ship 14 is stowed on the quay edge and is to be loaded with containers. On the left side of the quay edge one can see a driving surface 15 of the port area. Rails 16, on which a crane gantry or crane tower 18 travels, are laid on this running surface 15. The crane gantry or crane tower 18 carries a bridge girder 20. This bridge girder 20 extends orthogonally to the quai edge over the ship 14. A trolley 22 can be moved on the bridge girder 20 in the longitudinal direction of the bridge girder 20 by means of wheels 24. The trolley 22 is driven along the entire bridge girder 20 by means of a traction cable 26 which extends between two deflection rollers 28 and is provided with a drive. The pull cable 26 is connected to the lifting
20 seilträger 22 bei 30 antriebsmäßig verbunden, so daß durch Längsbewegung des unteren Trums des Zugseils 26 der Hubseil- träger 22 über die ganze Länge des Brückenträgers 20 verfahren werden kann. An dem Hubseilträger hängt über ein Hubseilsystem 32 ein Lastträger in Form eines sogenannten Spreaders, der mit20 cable carrier 22 connected at 30 by drive, so that the lifting cable carrier 22 can be moved over the entire length of the bridge carrier 20 by longitudinal movement of the lower run of the traction cable 26. A load carrier in the form of a so-called spreader hangs on the hoist cable carrier via a hoist cable system 32
25 34 bezeichnet ist. An dem Spreader 34 hängt ein Container 36, der einem Standplatz innerhalb des Schiffes 14 zugeführt wer¬ den soll. Man erkennt an dem Schiff 14 den Eingang 40 eines Containeraufnahmeschachts, in welchem eine Mehrzahl von Con¬ tainern 36 übereinander gestapelt werden können. Der Contai-25 34 is designated. A container 36 hangs on the spreader 34 and is to be supplied to a stand within the ship 14. The ship 14 shows the entrance 40 of a container receiving shaft in which a plurality of containers 36 can be stacked one above the other. The container
30 neraufnahmeschacht 42 bildet mit seinem oberen Eingang 40 eine Zielposition für den Container 36. Der Container 36 wurde von einem Containerstapel 44 im Bereich der Krananlage durch den Spreader 34 aufgenommen und von links nach rechts durch Bewe¬ gung der Laufkatze 22 in die in Fig. 1 gezeigte Position ver-30, its upper entrance 40 forms a target position for the container 36. The container 36 was picked up by a container stack 44 in the area of the crane system by the spreader 34 and from left to right by moving the trolley 22 into the position shown in FIG. 1 position shown
35 fahren. Während dieser Verfahrbewegung wurde bereits durch entsprechende Steuerung der Bewegung des Zugseils 26 darauf hingewirkt, daß der Lastträger 34 ungefähr in Flucht mit dem Containerschachteingang 40 gelangt. Weiterhin wurde bereits durch entsprechende Beschleunigungen und Verzögerungen des Zugseils 26 darauf hingewirkt, daß möglichst keine Schwin- gungsbewegungen des Lastträgers 34 parallel zu der Zeichen- ebene stattfinden oder, falls solche Schwingungsbewegungen bereits aufgetreten waren, diese Schwingungsbewegungen im weεentlichen unterdrückt werden. Man hat also davon auszuge¬ hen, daß der Lastträger 34 mit dem Container 36 in der in Fig. 1 dargestellten Situation bereits annähernd in Flucht mit der Zielposition, d. h. mit dem Eingang 40 des Containeraufnähme- Schachts 42, ist und im wesentlichen schwingungsfrei ist. Dennoch ist der Lastträger 34 mit dem Container 36, wie in Fig. 1 übertrieben dargestellt, noch nicht in exakter Flucht zu dem Containerschachteingang 40, so daß weitere Korrekturbe- wegungen des Lastträgers 34 in horizontaler Richtung parallel zur Zeichenebene und unter Umständen auch senkrecht zur Zei¬ chenebene notwendig sind, damit der Lastträger 34 mit dem Container 36 ohne Stillstand am Eingang 40 des Container¬ schachts 42 in den Letzteren im Verlauf seiner Senkbewegung abgesenkt werden kann.35 drive. During this traversing movement, appropriate control of the movement of the pulling cable 26 was used to ensure that the load carrier 34 was approximately aligned with the Container shaft entrance 40 arrives. Furthermore, appropriate accelerations and decelerations of the pulling cable 26 have already been used to ensure that there are as far as possible no oscillatory movements of the load carrier 34 parallel to the plane of the drawing or, if such oscillatory movements had already occurred, that these oscillatory movements are essentially suppressed. It can therefore be assumed that the load carrier 34 with the container 36 in the situation shown in FIG. 1 is already approximately in alignment with the target position, ie with the entrance 40 of the container receiving shaft 42, and is essentially free of vibrations. Nevertheless, the load carrier 34 with the container 36, as exaggerated in FIG. 1, is not yet in exact alignment with the container shaft entrance 40, so that further correction movements of the load carrier 34 in the horizontal direction parallel to the plane of the drawing and possibly also perpendicular to the time ¬ plane are necessary so that the load carrier 34 with the container 36 can be lowered without stopping at the entrance 40 of the container shaft 42 in the latter in the course of its lowering movement.
Von zwei Hubseilzügen 50 des Hubseilsystems 32 gemäß Fig. 1 wird nun der in Fig. 1 links dargestellte Hubseilzug 50 de¬ tailliert bechrieben. Dieser Hubseilzug 50 läuft von einer an der Laufkatze 22 ortsfest und drehbar gelagerten Seiltrommel 52 über eine Seilumlenkrolle 54 an dem Spreader 34 zu einem Seilverankerungspunkt 56, der wiederum an der Laufkatze 22 angebracht ist. Man erkennt ohne weiteres, daß an dem Spreader 34 insgesamt vier solcher Hubseilzüge 50 angebracht sein kön- nen, die jeweils mit einer Umlenkrolle 54 zusammenwirken. Die Umlenkrollen 54 können in den vier Ecken eines rechteckig ausgebildeten Spreaders 34 angeordnet sein. Man erkennt, daß der Verankerungspunkt 56 des Hubseilzugs an einem Schlitten 58 liegt, welcher in horizontaler Richtung parallel zur Zeichen- ebene an der Laufkatze 22, d. h. am Rahmen der Laufkatze, verschiebbar geführt ist. Zur Verschiebung deε Seilveranke¬ rungspunkts 56 mit dem Schlitten 58 ist ein hydraulisches Kraftgerät 60 vorgesehen, so daß der Verlauf des Seilelements 50' des Hubseilzugs 50 verändert werden kann. Es ist für den Sachkundigen technischer Mechanik ohne weiteres ersichtlich, daß durch Verlagerung des Seilelements 50' aus der gezeichne- ten Stellung nach links eine Gleichgewichtsveränderung ein¬ tritt und daß durch diese Gleichgewichtsveränderung eine Kraft K auf den Lastträger 34 ausgeübt wird in der durch den Pfeil K dargestellten horizontalen Richtung parallel zur Zeichenebene. Es ist weiter zu erkennen, daß die Größe und Richtung dieser Kraft K durch den Bewegungsverlauf des Schlittens 58 beein¬ flußt werden kann. Weiter ist zu erkennen, daß die Größe der Kraft K von der Neigung des Seilelements 50' zu Beginn und am Ende seiner Verlagerung abhängig ist zusätzlich zu der Abhän¬ gigkeit von dem Bewegungsverlauf des Seilverankerungspunkts 56, der diesem durch das hydraulische Kraftgerät 60 erteilt wird.The hoist cable 50 shown on the left in FIG. 1 is now described in detail by two hoist cables 50 of the hoist system 32 according to FIG. 1. This hoisting cable 50 runs from a cable drum 52 which is mounted on the trolley 22 in a stationary and rotatable manner via a cable deflection pulley 54 on the spreader 34 to a cable anchoring point 56 which is in turn attached to the trolley 22. It can easily be seen that a total of four such hoist cables 50 can be attached to the spreader 34, each of which cooperates with a deflection roller 54. The deflection rollers 54 can be arranged in the four corners of a rectangular spreader 34. It can be seen that the anchoring point 56 of the hoist cable lies on a carriage 58 which is guided in a horizontal direction parallel to the plane of the drawing on the trolley 22, ie on the frame of the trolley. A hydraulic is used to move the rope anchoring point 56 with the slide 58 Power device 60 is provided so that the course of the cable element 50 'of the hoist cable 50 can be changed. It is readily apparent to the person skilled in technical mechanics that shifting the cable element 50 'from the position shown to the left causes a change in equilibrium and that this change in equilibrium exerts a force K on the load carrier 34 in the direction indicated by the arrow K shown horizontal direction parallel to the plane of the drawing. It can also be seen that the magnitude and direction of this force K can be influenced by the course of movement of the carriage 58. It can also be seen that the magnitude of the force K depends on the inclination of the cable element 50 'at the beginning and at the end of its displacement, in addition to the dependence on the course of movement of the cable anchorage point 56, which is given to it by the hydraulic power device 60.
Als Fazit kann man festhalten, daß durch die Verlagerung des Seilverankerungspunkts 56 gegenüber dem Hubseilträger, d. h. gegenüber der Laufkatze 22, die Größe der Kraft K bestimmt werden kann. Es ist weiter zu ersehen, daß zur Verlagerung des Seilverankerungspunkts 56 nur eine relativ geringe Masse in Bewegung gesetzt werden muß und daß jedenfalls die Hauptmasse der Laufkatze 22 nicht bewegt werden muß, um den Seilveranke- rungspunkt 56 zur Erzeugung der Kraft K zu verlagern.In conclusion, it can be said that by shifting the rope anchoring point 56 relative to the hoist rope carrier, i. H. compared to the trolley 22, the size of the force K can be determined. It can also be seen that only a relatively small mass has to be moved to move the cable anchoring point 56 and that in any case the main mass of the trolley 22 does not have to be moved in order to displace the cable anchoring point 56 to generate the force K.
Man erkennt in Fig. 1, daß die in ihrer Entstehungsgeschichte beschriebene Kraft K als Korrekturkraft benutzt werden kann, um den Lastträger 34 und den von ihm getragenen Container 36 in Fluchtstellung gegenüber der Zielposition 40 zu bringen, die durch den Eingang des Containeraufnahmeschachts 42 be¬ stimmt ist. Man muß nun bedenken, daß der Lastträger 34 im Zeitpunkt, welcher durch die Fig. 1 dargestellt ist, eine Senkgeschwindigkeit v£ und möglicherweise auch eine Horizontal- geschwindigkeit vh besitzt, möglicherweise auch eine Beschleu¬ nigung in Richtung des die Horizontalgeschwindigkeit darstel¬ lenden Pfeils vh. Weiter muß man berücksichtigen, daß der Lastträger 34 und der Container 36 möglicherweise einer Wind¬ kraft W unterliegen.It can be seen in FIG. 1 that the force K described in its history of origin can be used as a correction force in order to bring the load carrier 34 and the container 36 carried by it into alignment with the target position 40, which is due to the entrance of the container receiving shaft 42 is true. It must now be borne in mind that the load carrier 34 at the time shown by FIG. 1 has a lowering speed v £ and possibly also a horizontal speed v h , possibly also an acceleration in the direction of the horizontal speed Arrow v h . One must also take into account that the Load carrier 34 and container 36 may be subject to a wind force W.
Man erkennt weiter, daß der Container 36 mit seinem unteren Ende noch einen Abstand Δh in vertikaler Richtung gegenüber der Zielposition 40 besitzt und daß ferner der Lastträger 34 mit dem Container 36 um die Strecke Δx entlang der Koordina¬ tenachse x gegenüber der Zielposition 40 versetzt ist. Die vorstehend beschriebenen Zustandsgrößen Δh, Δx, vs, vh, W und die Masse M sowie ferner die Neigung des Seilelements 50' sind dafür verantwortlich, welche Position der Lastträger 34 und der Container 36 bei unkorrigiertem weiterem Absenkverlauf relativ zu der Zielposition 40 einnehmen, wenn eine Korrektur des Zielpositionsannäherungswegs nicht vorgenommen wird. Diese Zustandsgrößen sind deshalb auch verantwortlich für die not¬ wendige Größe und Richtung einer Korrekturkraft K, die man, wie vorstehend beschrieben, erzeugen muß, wenn man erreichen will, daß der Container dann, wenn er mit seinem Boden auf dem Niveau D des Schiffes 14 ankommt, tatsächlich in die Zielposi- tion 40 trifft und in den Containeraufnahmeschacht 42 ohne Stopp einfahren kann.It can also be seen that the lower end of the container 36 still has a distance .DELTA.h in the vertical direction with respect to the target position 40 and that the load carrier 34 with the container 36 is offset by the distance .DELTA.x along the coordinate axis x with respect to the target position 40 . The state variables Δh, Δx, v s , v h , W and the mass M described above and also the inclination of the cable element 50 ′ are responsible for the position of the load carrier 34 and the container 36 relative to the target position 40 in the event of an uncorrected further lowering profile when the target position approach path is not corrected. These state variables are therefore also responsible for the necessary size and direction of a correction force K, which, as described above, must be generated if the container is to be reached if it is at level D of the ship 14 with its floor arrives, actually reaches the target position 40 and can enter the container receiving shaft 42 without stopping.
Um die Werte Δh und Δx bestimmen zu können, ist an dem Last¬ träger 34 eine ausrückbare Zieldetektionseinrichtung 64 ange- bracht. Die Zieldetektionseinrichtung 64 ist um einen Schwenk¬ punkt 70 schwenkbar.In order to be able to determine the values .DELTA.h and .DELTA.x, a releasable target detection device 64 is attached to the load carrier 34. The target detection device 64 can be pivoted about a pivot point 70.
Eine charakteristische Struktur des Containerschachteingangs 40, d.h. des Zielorts, ist der Eckwinkel 72 des Container- Schachteingangs 40. Es ist ohne weiteres vorstellbar, daß die Lage des Spreaders 34 bei Eintritt des Containers 36 in den Containerschacht 42 so ist, daß zwei diagonal einander gegen¬ überliegende Ecken des Containers 36 in vertikaler Flucht zu zwei einander diagonal gegenüberliegenden Ecken des Container- Schachts 42 sind. Man muß also dafür sorgen, daß spätestens zum Zeitpunkt des Eintritts des Containers 36 in den Contai¬ nerschacht 42 diese Fluchtstellung erreicht ist. Um diese Fluchtstellung zu erreichen, muß - wie bereits angedeutet - u.a. die Höhe Δh gemessen werden, daneben aber auch die Hori¬ zontalabweichung Δx und ggf. auch eine Horizontalabweichung in Richtung der Achse y.A characteristic structure of the container shaft entrance 40, ie the destination, is the corner angle 72 of the container shaft entrance 40. It is readily conceivable that the position of the spreader 34 when the container 36 enters the container shaft 42 is such that two diagonally against one another ¬ Overlying corners of the container 36 are in vertical alignment with two diagonally opposite corners of the container shaft 42. One must therefore ensure that this escape position is reached at the latest when the container 36 enters the container shaft 42. Around To achieve the escape position, the height Δh must be measured, as already indicated, but also the horizontal deviation Δx and possibly also a horizontal deviation in the direction of the axis y.
Auch wenn die Grobeinstellung des Spreaders und des Containers 34 bzw. 36 beispielsweise durch Vorgabe eines Adressensignals bezüglich des zu wählenden Containerschachts 42 bereits herge¬ stellt ist wenn der Spreader 34 mit dem Container 36 in den Bereich des Containerschachts 42 gelangt, so kann durchaus die Notwendigkeit sich ergeben, daß die Zieldetektionseinrichtung 64 zunächst einmal den Eckwinkel 72 als eine charakteristische Struktur des Zielorts, d.h. des Containerschachteingangs 40 ermitteln muß. Hierzu ist die Zieldetektionseinrichtung 64, wie aus Fig. 2, 3a und 3b zu ersehen, ausgebildet.Even if the rough setting of the spreader and the container 34 or 36 has already been established, for example by specifying an address signal with respect to the container shaft 42 to be selected, when the spreader 34 with the container 36 reaches the area of the container shaft 42, the necessity may well be the case result that the target detection device 64 first of all the corner angle 72 as a characteristic structure of the target location, ie of the container shaft entrance 40 must determine. For this purpose, the target detection device 64 is designed, as can be seen from FIGS. 2, 3a and 3b.
In Fig. 2 erkennt man, daß die Zieldetektionseinrichtung 64 einen Rahmen 74 umfaßt, den man auch als Richtstrahl-Aussende- einheit bezeichnen kann. In diesem Rahmen ist eine Vielzahl von Laserstrahlern 76 über ein etwa rechteckiges Feld 78 ver¬ teilt angeordnet, so daß sämtliche Laserstrahler 76 Rieht- strahlen 80 in Form eines vertikal abwärts verlaufenden Richt¬ strahlenbündels 82 aussenden. Der Rahmen 74 ist in dem Schwenkpunkt 70 schwenkbar gelagert, und zwar sowohl um eine zur Zeichnungsebene orthogonale Schwenkachse als auch um eine zur Zeichenebene parallele horizontale Schwenkachse.2 shows that the target detection device 64 comprises a frame 74, which can also be referred to as a directional beam transmission unit. In this context, a large number of laser emitters 76 are arranged distributed over an approximately rectangular field 78, so that all laser emitters 76 emit directional rays 80 in the form of a vertically downward directional beam bundle 82. The frame 74 is pivotally mounted in the pivot point 70, specifically both about a pivot axis orthogonal to the drawing plane and about a horizontal pivot axis parallel to the drawing plane.
Durch Schwenken des Rahmens 74 um die beiden Schwenkachsen kann man erreichen, daß das parallele Strahlenbündel 82 annä- hernd auf einen Eckwinkelbereich 72 fällt. Verständlicherweise sind die Abmessungen des Rahmens 74 und die Zahl der Laser¬ strahler 76 beschränkt einmal im Hinblick auf die räumliche Unterbringung des Rahmens 74 im Bereich des Spreaders 34 und zum anderen im Hinblick auf die mit der Anzahl der Laserstrah- 1er 76 ansteigenden Kosten. Um dennoch insbesondere bei großer Höhe des Spreaders 34 über dem Niveau D durch das Riehtstrahl- bündel 82 einen Eckbereich 72 mit seinen charakteristischen Merkmalen erfassen zu können, müßte der Rahmen 74 eine prak¬ tisch kaum akzeptable Größe mit einer entsprechenden Anzahl von Laserstrahlern 76 annehmen. Aus diesem Grunde sind die Laserstrahler 76 - wie in Fig. 3a dargestellt - divergierend angeordnet. Zufolge dieser divergierenden Anordnung der Laser¬ strahler 76 kann bei geringer Größe des Rahmens 74 und ver¬ hältnismäßig geringer Anzahl von Laserstrahlern 76 gerade bei großer Höhe des Spreaders 34 über dem Schiffsniveau D ein großer Detektionsbereich erfaßt werden, der zum einen eine hohe Wahrscheinlichkeit bietet, den Eckwinkel 72 rasch zu identifizieren und in den Detektionsbereich vollständig auf¬ zunehmen. Auf diese Weise ist es dann möglich, durch die La¬ serstrahler 76 ein ungefähres Bild des Eckwinkelbereichs 72 zu erhalten.By pivoting the frame 74 about the two pivot axes, it can be achieved that the parallel beam 82 falls approximately on a corner angle region 72. Understandably, the dimensions of the frame 74 and the number of laser emitters 76 are limited on the one hand with regard to the spatial accommodation of the frame 74 in the area of the spreader 34 and on the other hand with regard to the costs increasing with the number of laser emitters 76. Nevertheless, in particular at a high height of the spreader 34 above the level D through the direct beam bundle 82, a corner region 72 with its characteristic To be able to detect features, the frame 74 would have to assume a practically hardly acceptable size with a corresponding number of laser emitters 76. For this reason, the laser emitters 76 - as shown in FIG. 3a - are arranged in a divergent manner. As a result of this diverging arrangement of the laser emitters 76, with a small size of the frame 74 and a comparatively small number of laser emitters 76, a large detection range can be detected, especially at a high height of the spreader 34 above the ship level D, which on the one hand offers a high probability, Quickly identify the corner angle 72 and completely include it in the detection area. In this way it is then possible to obtain an approximate image of the corner angle region 72 through the laser emitters 76.
Hier ist es nun zunächst einmal erforderlich, die Wirkung der Zieldetektionseinrichtung 64 kurz zu beschreiben. Die Laser¬ strahler 76 sind mit einer gemeinsamen Zündeinrichtung 84 verbunden, die es erlaubt, die Laserstrahler 76 zeitlich nach- einander zu zünden, so daß jeder der Laserstrahler 76 in kur¬ zen Zeitabständen einen gepulsten Richtstrahl 80 aussendet. Die nacheinander ausgesandten gepulsten Richtstrahlen 80 wer¬ den, sofern der Rahmen 74 auf einen Eckwinkelbereich 72 hin ausgerichtet ist, in dem Eckwinkelbereich teilweise auf dem Niveau D der Schiffsoberfläche reflektiert, teilweise am nicht eingezeichneten Boden des Containeraufnahmeschachts 42 oder an der Oberfläche eines dort befindlichen Containers. Die ein¬ zelnen unter Streuung reflektierten Richtstrahlen treffen als Streurückstrahlung 88 auf die Rückstrahlungsempfängereinheit 86 auf. Die Laufzeit des Richtstrahls 88 bzw. der Streurückstrahlung 88 von dem Laserstrahler 76 zu der Rück¬ strahlungsempfängereinheit 86 wird elektronisch für jeden einzelnen der nacheinander gezündeten Richtstrahlen gemessen. Diese LaufZeitmessung erlaubt es, für einzelne nacheinander ausgesandte Richtstrahlen 80 je nach Laufzeit zu entscheiden, ob diese auf der Fläche D oder in der Tiefe des Container¬ schachts 42 reflektiert worden sind. Wenn man nun den Ort und die Orientierung der Laserstrahler 76 und damit der Rieht- strahlen 80 kennt, und wenn man ferner die Höhe der Zieldetek- tionseinheit 64 beispielsweise aus den jeweils kürzeren Lauf¬ zeiten kennt, so kann man aus der Kenntnis dieser Größen durch 5 einfache trigonometrische Rechenoperationen die Auftreffpunkte oder Auftreffbereiche der Richtstrahlen 80 in der Ebene D bestimmen, und zwar bezogen auf ein spreaderfestes Koordina¬ tensystem. Hat man nun festgestellt, daß zwei benachbarte Richtstrahlen 80 unterschiedliche Laufzeit haben und erkennt o man die Koordinaten der Auftreffpunkte dieser benachbarten Richtstrahlen 80 auf die Ebene D, so erfährt man aus der Tat¬ sache der unterschiedlichen Laufzeit, daß zwischen diesen Auftreffpunkten der Richtstrahlen 80 ein Niveausprung vorlie¬ gen muß und hat damit den Ort einer Kante des Eckwinkels 72 5 eingegabelt .Here it is first of all necessary to briefly describe the effect of the target detection device 64. The laser emitters 76 are connected to a common ignition device 84, which makes it possible to ignite the laser emitters 76 one after the other in time, so that each of the laser emitters 76 emits a pulsed directional beam 80 at short intervals. If the frame 74 is oriented toward a corner angle region 72, the pulsed directional beams 80 emitted one after the other are partially reflected in the corner angle region at the level D of the ship's surface, partly on the bottom of the container receiving shaft 42 (not shown) or on the surface of a container located there . The individual directional rays reflected under scatter strike the reflection receiver unit 86 as scatter reflection 88. The transit time of the directional beam 88 or the scattered reflection 88 from the laser emitter 76 to the reflection receiver unit 86 is measured electronically for each of the successively ignited directional beams. This transit time measurement makes it possible to decide, depending on the transit time, for individual directional beams 80 emitted one after the other, whether these have been reflected on the surface D or in the depth of the container shaft 42. Now if you look at the place and the orientation of the laser emitters 76 and thus the directional rays 80 is known, and if one also knows the height of the target detection unit 64, for example from the shorter running times, the points of impact can be obtained from knowledge of these quantities by means of 5 simple trigonometric arithmetic operations or determine areas of incidence of the directional beams 80 in the plane D, based on a spreader-resistant coordinate system. If it has now been established that two adjacent directional beams 80 have different running times and if one recognizes the coordinates of the points of impact of these neighboring directional beams 80 on plane D, then one learns from the fact of the different running times that between these points of impact of the directional beams 80 Level jump must be present and has thus forked the location of an edge of the corner angle 72 5.
Durch eine Vielzahl solcher Operationen läßt sich der Verlauf des Eckwinkelbereichs 72 in bezug auf das spreaderfeste Koor¬ dinatensystem feststellen und damit die Lage des Spreaders 34 0 bzw. des Containers 36 relativ zu diesem Eckwinkelbereich 72. Wenn man nun auf diese Weise die Position von zwei einander diagonal gegenüber liegende Ecken des Spreaders 34 oder des Containers 36 bezüglich zugehöriger Eckwinkelbereiche 72 da¬ tenmäßig festgelegt hat, so kann man aufgrund dieser Daten 5 entweder eine Abbildung der Lage des Spreaders 34 oder Contai¬ ners 36 gegenüber den Eckwinkelbereichen 72 auf einem Bild¬ schirm erzeugen, so daß eine Bedienungsperson aus Kenntnis der Relativposition von Spreader 34 und Container 36 einerseits und Eckwinkelbereichen 72 andererseits Lagekorrekturimpulse an 0 die Kraftgeräte 60 geben kann. Alternativ kann man die gewon¬ nenen Daten bezüglich der Relativposition des Spreaders 34 und Containers 36 gegenüber den Eckwinkelbereichen 72 auch dazu benutzen, um unmittelbar Steuersignale für die Betätigung der Kraftgeräte 60 zu erzeugen derart, daß diese auf dem Restab- s senkweg Δh eine Korrektur des Zielwegs des Spreaders 34 und Containers 36 herbeiführen, die zum Eintauchen des Spreaders 34 bzw. Containers 36 in den Containeraufnahmeschacht 42 im weiteren Absenkvorgang führt.The course of the corner angle region 72 with respect to the spreader-fixed coordinate system and thus the position of the spreader 34 0 or of the container 36 relative to this corner angle region 72 can be determined by a large number of such operations Having mutually diagonally opposite corners of the spreader 34 or the container 36 with respect to the associated corner angle regions 72, data 5 can be used to either map the position of the spreader 34 or container 36 relative to the corner angle regions 72 on an image Generate screen so that an operator from knowledge of the relative position of spreader 34 and container 36 on the one hand and corner angle regions 72 on the other hand can give position correction pulses to the power devices 60. Alternatively, the data obtained with respect to the relative position of the spreader 34 and container 36 with respect to the corner angle regions 72 can also be used to directly generate control signals for the actuation of the power devices 60 in such a way that they correct the Bring the target of the spreader 34 and container 36 into place, which are used to immerse the spreader 34 or container 36 in the container receiving shaft 42 in further lowering leads.
Der Abstand benachbarter Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 ist verantwortlich für die Abbildungsgenauigkeit der Eckwin- kelbereiche 72. Die Divergenz des Strahlenbündels 82 der Richtstrahlen 80, die als wertvoll für die Erhaltung eines großen Detektionsbereichs erklärt worden war, erweist sich deshalb für die Ermittlung eines präzisen Bildes der Eckwin¬ kelbereiche 72 als nachteilig, da sie zu großen Abständen der Auftreffpunkte benachbarter Richtstrahlen 80 führt. Aus diesem Grunde ist vorgesehen, daß die Orientierung der Laserstrahler 76, welche gemäß Fig. 3a ein nach unten divergierendes Rieht- Strahlbündel ergeben, geändert werden kann in Richtung auf den Zustand von Fig. 3b, wo die Laserstrahler 76 und die nach unten austretenden Richtstrahlen 80 konvergieren. Auf diese Weise wird der Abstand der Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 auf der Ebene D bei gleichzeitiger Verkleinerung des Detek¬ tionsbereichs kleiner, so daß ein präzises Bild der Eckwinkel 72 erhalten wird. Man kann auch sagen "das Auflösungsvermögen wird verbessert".The distance between adjacent points of incidence of the directional beams 80 is responsible for the imaging accuracy of the corner angle regions 72. The divergence of the beam bundle 82 of the directional beams 80, which had been declared valuable for maintaining a large detection area, therefore proves to be useful for determining a precise image Corner angle regions 72 are disadvantageous since they lead to large distances between the impingement points of adjacent directional beams 80. For this reason, it is envisaged that the orientation of the laser emitters 76, which result in a downward diverging directional beam according to FIG. 3a, can be changed in the direction of the state of FIG. 3b, where the laser emitters 76 and the downward directional beams exit 80 converge. In this way, the distance between the points of incidence of the directional beams 80 on the plane D becomes smaller with a simultaneous reduction in the detection area, so that a precise image of the corner angle 72 is obtained. One can also say "the resolving power is improved".
Die Ermittlung der Abbildung erfolgt in dem Zustand gemäß Fig. 3b genauso wie vorher für den Zustand der Fig. 3a beschrieben.The determination of the image takes place in the state according to FIG. 3b in exactly the same way as previously described for the state of FIG. 3a.
Es ist beispielsweise möglich, in einer bestimmten Höhe des Spreaders 34 und des Containers 36 zunächst die Laserstrahler in der gegenseitigen Orientierung gemäß Fig. 3a zu verwenden, um ein grobes Bild der Umgebung des Containerschachteingangs zu ermitteln und dabei die für den Zielort charakteristischen Eckwinkelbereiche 72 zu identifizieren. Sind diese einmal identifiziert, so kann man durch Übergang zu dem Zustand gemäß Fig. 3b das Auflösungsvermögen erhöhen mit der Folge, daß ein scharfes Bild der Eckwinkelbereiche 72 erhalten wird, das scharf genug ist, um die notwendigen Lagekorrekturen des Spreaders 34 bzw. Containers 36 durchzuführen. Stellt man fest, daß bei der anfänglichen Zielbeobachtung mit der Anord¬ nung der Laserstrahler 76 gemäß Fig. 3a der interessierende Eckwinkelbereich 72 am Rande des durch die Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 auf die Ebene D definierten Detektionsbe¬ reichs liegt, so kann man vor Durchführung des Übergangs von der Winkeleinstellung der Laserstrahler 76 gemäß Fig. 3a zur s Winkeleinstellung gemäß Fig. 3b eine Schwenkbewegung des Rah¬ mens 74 im Schwenkpunkt 70 vornehmen, so daß die Zentralachse ZA der von den Laserstrahlern 76 gebildeten Riehtstrahl-Aus¬ sendeeinheit in den Eckwinkelbereich 72 fällt. Dann ist er¬ reicht, daß auch nach erfolgtem Übergang zum Zustand gemäß 10 Fig. 3b der Eckwinkelbereich 72 voll in dem durch die Auf¬ treffpunkte der Richtstrahlen 80 definierten Detektionsbereich liegt.It is possible, for example, to first use the laser emitters in the mutual orientation according to FIG. 3a at a certain height of the spreader 34 and the container 36, in order to determine a rough picture of the surroundings of the container shaft entrance and thereby the corner angle regions 72 characteristic of the destination identify. Once these have been identified, the resolution can be increased by moving to the state according to FIG. 3b, with the result that a sharp image of the corner angle regions 72 is obtained which is sharp enough to make the necessary positional corrections of the spreader 34 or container 36 perform. It is found that during the initial target observation with the arrangement of the laser emitters 76 according to FIG. 3a, the one of interest If the corner angle area 72 lies at the edge of the detection area defined by the points of incidence of the directional beams 80 on the plane D, a pivoting movement of the frame can be carried out before the transition from the angle setting of the laser emitters 76 according to FIG. 3a to the angle setting according to FIG. 3b Make men 74 at pivot point 70 so that the central axis ZA of the direct beam emitting unit formed by the laser emitters 76 falls in the corner angle region 72. It is then achieved that, even after the transition to the state according to FIG. 3b has taken place, the corner angle region 72 lies completely in the detection region defined by the points of incidence of the directional beams 80.
Die Laserstrahler 76 sind gemäß den Fig. 3a und 3b stabförmig is ausgebildet. Die stabförmigen Laserstrahler 76 sind an ihren unteren Enden mit Kardangelenkköpfen 90 in sphärischen Lager¬ öffnungen 92 einer Grundplatte 94 gelagert. Die in Richtung parallel zur Zeichenebene und in Richtung orthogonal zur Zei¬ chenebene einander benachbarten Lageröffnungen 92 haben unter-The laser emitters 76 are rod-shaped in accordance with FIGS. 3a and 3b. The rod-shaped laser emitters 76 are mounted at their lower ends with universal joint heads 90 in spherical bearing openings 92 in a base plate 94. The bearing openings 92 which are adjacent to one another in the direction parallel to the plane of the drawing and in the direction orthogonal to the plane of the drawing have
20 einander gleiche Abstände a . Nahe ihren oberen Enden durch¬ dringen die stabförmigen Laserstrahler eine Elastomerplatte 96 in Durchtrittsöffnungen 98, die in Richtung parallel zur Zei¬ chenebene und in Richtung orthogonal zur Zeichenebene wiederum gleiche Abstände a1 haben. Die Elastomerplatte 96 ist in Rich-20 equal distances a. Near their upper ends, the rod-shaped laser emitters penetrate an elastomer plate 96 into passage openings 98, which in the direction parallel to the plane of the drawing and in the direction orthogonal to the drawing plane in turn have the same distances a 1 . The elastomer plate 96 is in the
2s tung parallel zur Zeichenebene durch zwei einander gegenüber¬ liegende Randangriffsleisten 100 belastbar, so daß sie durch Annäherung dieser Randangriffsleisten 100 unter Krafteinwir¬ kung von dem Zustand gemäß Fig. 3b in den Zustand gemäß Fig. 3a überführt werden kann. Entsprechende Randangriffsleisten2s parallel to the plane of the drawing resilient by two mutually opposite edge attack strips 100, so that they can be transferred from the state according to FIG. 3b to the state according to FIG. 3a by approximation of these edge attack strips 100. Corresponding edge attack strips
30 100 sind auch an den zur Zeichenebene parallelen Kantflächen der Elastomerplatte 96 vorgesehen.30 100 are also provided on the edge surfaces of the elastomer plate 96 parallel to the plane of the drawing.
Es ist natürlich auch möglich, die Randangriffsleisten 100 Zugkräften zu unterwerfen, so daß man von einem Ausgangszu- 35 stand gemäß Fig. 3a durch Zugkrafteinwirkung in den Zustand gemäß Fig. 3b kommen kann. In diesem Fall kann die Elastomer¬ platte 96 auch als relativ dünne Folie ausgebildet sein, so daß keine Faltungs- oder Knickgefahr besteht.It is of course also possible to subject the edge attack strips 100 to tensile forces, so that one can come from an initial state according to FIG. 3a by the action of tensile force into the state according to FIG. 3b. In this case, the elastomer plate 96 can also be designed as a relatively thin film that there is no risk of folding or kinking.
Zur Eichung der Zieldetektionseinrichtung kann man die Elasto¬ merplatte 96 einer Vielzahl von unterschiedlichen Belastungs- zuständen unterwerfen, deren jeder einer bestimmten Orientie¬ rung der Laserstrahler 76 entspricht. Wenn man nun für jeden dieser Belastungszustände die Orientierung der Laserstrahler 76 ermittelt, so stehen für jeden Zustand der Elastomerplatte 96 entsprechende Orientierungsdaten für die einzelnen Laser- strahier 76 zur Verfügung. Diese Orientierungsdaten können in einem Datenspeicher in Zuordnung zu den jeweiligen Belastungs¬ werten gespeichert werden, so daß durch Eingabe der jeweiligen Belastungswerte die Orientierungsdaten aus dem Speicher leicht abgerufen werden können, wenn sie benötigt werden, um die Ortskoordinaten der Auftreffpunkte der Richtstrahlen 80 auf der Ebene D zu bestimmen.To calibrate the target detection device, the elastomer plate 96 can be subjected to a large number of different load conditions, each of which corresponds to a specific orientation of the laser emitter 76. If the orientation of the laser emitters 76 is now determined for each of these load conditions, corresponding orientation data for the individual laser emitters 76 are available for each condition of the elastomer plate 96. This orientation data can be stored in a data memory in association with the respective load values, so that by entering the respective load values, the orientation data can be easily retrieved from the memory when they are required to determine the location coordinates of the points of incidence of the directional beams 80 on the plane D to determine.
Es ist ohne weiteres zu-ersehen, daß man mit Hilfe der bisher beschriebenen Mittel auch andere zielortkennzeichnende Struk- turen identifzieren und in ihrer Lage bezüglich eines sprea¬ derfesten Koordinatensystems bestimmen kann. Es wird bei¬ spielsweise verwiesen auf Fig. 4, wo die Ecke eines Containers 36 dargestellt ist. An dieser Ecke ist ein Eckbeschlag 102 zu erkennen. Dieser Eckbeschlag 102 weist eine hinterschnittene Öffnung zur Ankupplung von Kupplungselementen des Spreaders 34 auf. Die hinterschnittene Öffnung ist mit 104 bezeichnet. Ihre Kontur ist durch Ortsbestimmung einander benachbarter Auf- treffpunkte von Richtstrahlen erkennbar, die unterschiedliche Laufzeiten entsprechend der Niveaudifferenz innerhalb und außerhalb des Lochbereichs haben.It can be readily seen that the structures described so far can also be used to identify other destination-characterizing structures and determine their position with respect to a spread-resistant coordinate system. For example, reference is made to FIG. 4, where the corner of a container 36 is shown. A corner fitting 102 can be seen at this corner. This corner fitting 102 has an undercut opening for coupling coupling elements of the spreader 34. The undercut opening is labeled 104. Their contour can be recognized by determining the location of adjacent points of incidence of directional beams, which have different transit times depending on the level difference inside and outside the hole area.
Wenn, wie dargestellt, die von der Gesamtheit der Laserstrah¬ ler 76 gebildete Richtstrahl-Aussendeeinheit im Gelenkpunkt 70 einachsig oder zweiachsig schwenkbar gelagert ist, so ist es zur Bestimmung der Ortskoordinaten der Auftreffpunkte der Richtstrahlen auf der Ebene D auch notwendig, die Schwenkwin¬ kelwerte im Schwenkpunkt 70 etwa durch Goniometer-Einheiten zu ermitteln und die in den Goniometer-Einheiten ermittelten Meßwerte bei der Berechnung der Ortskoordinaten der Auftreff- punkte der Richtstrahlen 76 auf der Ebene D zu berücksichti¬ gen.If, as shown, the directional beam emitting unit formed by the entirety of the laser emitters 76 is pivoted in the pivot point 70 with one or two axes, then it is also necessary to determine the position coordinates of the points of incidence of the directional beams on the plane D, the pivoting angle values at pivot point 70 about by goniometer units determine and to take into account the measured values determined in the goniometer units when calculating the location coordinates of the impingement points of the directional beams 76 on the plane D.
Nach der Erfindung ist es möglich, mit zunehmender Annäherung des Spreaders 34 bzw. der Last 36 an die Ebene D kontinuier¬ lich oder stufenweise von der divergenten Orientierung der Laserstrahler 76 gemäß Fig. 3a zu einer Parallelbündelung oder der konvergenten Orientierung gemäß Fig. 3b überzugehen, um dadurch das "Auflösevermögen" zu verbessern.According to the invention, as the spreader 34 or the load 36 approaches the plane D, the divergent orientation of the laser emitters 76 according to FIG. 3a can be switched to parallel bundling or the convergent orientation according to FIG. 3b to improve the "resolving power".
In Fig. 5 erkennt man wieder die Laserstrahler 76 in Zuordnung zu der Deckfläche D. Die Laserstrahler 76 werden von der Zünd- einheit 84 nacheinander gezündet; eine Zündung findet jeweils dann statt, wenn von einem Computer 106 ein Startsignal 108 an die Zündeinheit 84 gegeben wird. Die von den Laserstrahlern 76 ausgehenden gepulsten Richtstrahlen 80 gelangen nacheinander zu der Rückstrahlungsempfängereinheit 86. Die Laufzeiten der einzelnen Richtstrahlen 80 werden nacheinander in der Lauf¬ zeitmeßeinrichtung 110 gemessen, welche von der Zündeinheit 84 jeweils den Startzeitpunkt eines gepulsten Laserstrahls 80 und von der Rückstrahlungsempfängereinheit 86 den Empfangszeit- punkt der rückgestreuten Laserstrahlung 88 mitgeteilt bekommt. Die Ergebnisse der LaufZeitmessungen werden in einer der Zün¬ dung der Laserstrahler 76 entsprechenden Reihenfolge über eine Leitung 112 an den Rechner 106 mitgeteilt. Der Rechner 106 ist mit einem Datenspeicher 114 versehen, in welchem zu jedem Laserstrahler 76 die Ortskoordinaten innerhalb des Rahmens 74 und die Orientierungsdaten für jeden Belastungszustand der Elastomerplatte 96 eingespeichert sind. Ferner ist der Rechner 106 mit Goniometereinheiten 116 und 118 verbunden, die an den Rechner 106 die jeweiligen Winkeleinεtellungen des Rahmens 74 um den Schwenkpunkt 70 in bezug auf das spreaderfeste Koor- dinatensystem liefern. Der Rechner 106 legt die Belastungs- zustände der Elastomerplatte 96 fest und gibt hierzu über eine Leitung 120 Belastungseinstellsignale an ein auf die Leisten 100 einwirkendes Kraftgerät 122. Von dem Kraftgerät 122 ge¬ langt ein den jeweiligen Belastungszustand identifizierendes Signal über eine Leitung 124 an den Speicher 114, so daß von dem Speicher 114 jeweils diejenigen Orientierungsdaten bezüg- lieh der Laserstrahler 76 über die Leitung 126 an den Rechner 106 gelangen, die dem eingestellten Belastungszustand an der Elastomerplatte 96 entsprechen. Außerdem gelangen von dem Speicher 114 über eine Leitung 128 die Ortsdaten der Laser¬ strahler 76 an den Rechner 106, d. h. diejenigen Daten, welche die Lage der Kugelgelenkköpfe 90 in der Grundplatte 94 defi¬ nieren. Aus den dem Rechner 106 zugeführten Daten lassen sich Bildschirm-Ansteuerungssignale gewinnen, welche ein räumliches Bild des jeweiligen Detektionsbereichs auf einem Bildschirm 130 erzeugen.5 again shows the laser emitters 76 in association with the top surface D. The laser emitters 76 are ignited one after the other by the ignition unit 84; ignition takes place each time a start signal 108 is sent from a computer 106 to the ignition unit 84. The pulsed directional beams 80 emanating from the laser emitters 76 successively reach the reflection receiver unit 86. The propagation times of the individual directional beams 80 are measured in succession in the transit time measuring device 110, which detects the starting time of a pulsed laser beam 80 from the ignition unit 84 and from the reflection receiver unit 86 Received time of the backscattered laser radiation 88 is notified. The results of the transit time measurements are communicated to the computer 106 via a line 112 in a sequence corresponding to the ignition of the laser emitters 76. The computer 106 is provided with a data memory 114, in which the location coordinates within the frame 74 and the orientation data for each load state of the elastomer plate 96 are stored for each laser emitter 76. Furthermore, the computer 106 is connected to goniometer units 116 and 118, which deliver to the computer 106 the respective angular settings of the frame 74 about the pivot point 70 with respect to the spreader-proof coordinate system. The computer 106 determines the load conditions of the elastomer plate 96 and, for this purpose, transmits load setting signals to the strips via a line 120 100 acting force device 122. From the force device 122, a signal identifying the respective load state is received via a line 124 to the memory 114, so that the memory 114 borrows the orientation data from the memory 114 via line 126 to the computer 106 arrive that correspond to the set load state on the elastomer plate 96. In addition, the location data of the laser emitters 76 reach the computer 106 from the memory 114 via a line 128, that is to say the data which define the position of the ball joint heads 90 in the base plate 94. Screen control signals can be obtained from the data supplied to the computer 106, which generate a spatial image of the respective detection area on a screen 130.
Alternativ oder zusätzlich können von dem Rechner 106 über eine Leitung 132 auch Signale an das Kraftgerät 60 (Fig. 1) gegeben werden, welche unter Berücksichtigung der Parameter vs, vh, W, M, Δx und Δh die notwendige Korrekturkraft des Kraftge- räts 60 bestimmen.As an alternative or in addition, the computer 106 can also send signals to the force device 60 (FIG. 1) via a line 132 which, taking into account the parameters v s , v h , W, M, Δx and Δh, the necessary correction force of the force determine councils 60.
Es wurde darauf hingewiesen, daß die gepulsten Richtstrahlen 80 in zeitlicher Versetzung nacheinander ausgesandt werden. Die Gesamtzeit zwischen der Zündung eines ersten der Laser- strahier 76 und der Zündung des letzten Laserstrahlers sei als die Detektionszeit bezeichnet . Diese Detektionszeit ist so kurz bemessen, daß unter Berücksichtigung der zu erwartenden Bewegungsvorgänge des Spreaders 34 und des Schiffes 14 die Relativposition zwischen Spreader und Schiff während der De- tektionszeit im wesentlichen unverändert bleibt.It was pointed out that the pulsed directional beams 80 are emitted one after the other with a time delay. The total time between the ignition of a first of the laser beams 76 and the ignition of the last laser lamp is referred to as the detection time. This detection time is so short that taking into account the expected movements of the spreader 34 and the ship 14, the relative position between the spreader and the ship remains essentially unchanged during the detection time.
Es ist auch noch einmal darauf hinzuweisen, daß dann, wenn von einem Richtstrahl gesprochen wird, der Begriff "Richtstrahl" im Sinne der Erfindung auch eine Mehrzahl von aufeinander folgenden Richtstrahlen gleicher geometrischer Zuordnung zu dem spreaderfesten Koordinatensystem bedeuten kann. Durch die Verwendung einer solchen Folge von Richtstrahlen, die auf den gleichen Auftreffpunkt an der Deckfläche D treffen, wird er¬ reicht, daß man eine Vielzahl von LaufZeitmessungen zur Ver¬ fügung hat, um durch Mittelwertbildung einen möglichst genauen Wert der Laufzeit zu erhalten.It should also be pointed out once again that when one speaks of a directional beam, the term “directional beam” in the sense of the invention can also mean a plurality of successive directional beams having the same geometric assignment to the spreader-fixed coordinate system. By using such a sequence of directional beams that are directed at the hitting the same point of impact on the top surface D, it is achieved that a large number of runtime measurements are available in order to obtain the most accurate possible runtime value by averaging.
In den Fig. 6a, 6b, 6c und 7a, 7b, 7c ist eine weitere Aus¬ führungsform einer erfindungsgemäßen Zieldetektionseinrichtung dargestellt. In Fig. 6a und 7a erkennt man die Zieldetektions¬ einrichtung 64a in verschiedenen Betriebszuständen.6a, 6b, 6c and 7a, 7b, 7c show a further embodiment of a target detection device according to the invention. 6a and 7a show the target detection device 64a in different operating states.
Die Zieldetektionseinheit 64a umfaßt einen einzigen Laser¬ strahler 76a, der einen Grundstrahl 77a gegen einen Schwenk¬ spiegel 134a richtet. Der Schwenkspiegel 134a ist um eine Schwenkachse 136a in Richtung des Schwenkpfeils 138a schwenk- bar. In Fig. 6a ist die Mittelstellung des Schwenkspiegels 134a eingezeichnet, und die laufende Winkelkoordinate des Schwenk¬ wegs ist mit α bezeichnet. In der Laserstrahlquelle 76a werden nacheinander gepulste Grundstrahlen 77a gezündet, welche in¬ folge der während der Zündfolge sich ändernden Einstellung des Schwenkspiegels 134a ein nach unten divergierendes Bündel von Riehtstrahlen 80a ergeben, die nacheinander auf die Deckfläche D auftreffen und dabei den Detektionsbereich DB6 beschreiben.The target detection unit 64a comprises a single laser emitter 76a, which directs a basic beam 77a against a swivel mirror 134a. The swivel mirror 134a can be swiveled about a swivel axis 136a in the direction of the swivel arrow 138a. The central position of the pivoting mirror 134a is shown in FIG. 6a, and the current angular coordinate of the pivoting path is designated by α. In the laser beam source 76a, successively pulsed basic beams 77a are ignited, which, owing to the adjustment of the pivoting mirror 134a during the firing sequence, result in a downward diverging bundle of directional beams 80a, which successively strike the top surface D and thereby describe the detection area DB6.
Man kann natürlich auch ein räumliches Bündel von Richtstrah- len 80a erzeugen, indem man den Spiegel zusätzlich mit einer Schwenkwelle 140a in Richtung des Schwenkpfeils 142a oszillie¬ rend rotieren läßt. Im folgenden wird nur der ebene Fall be¬ trachtet.Of course, one can also generate a spatial bundle of directional beams 80a by additionally rotating the mirror with a swivel shaft 140a in the direction of the swivel arrow 142a. In the following only the flat case is considered.
Die Divergenz des Strahlenbündels der Richtstrahlen 80a ist durch den Zentriwinkel 76 bezeichnet. Dies ist der Winkel zwischen den beiden Richtstrahlen 80a, die jeweils bei Maxi¬ malausschlag oc des Schwenkspiegels 134a in der einen bzw. anderen Richtung entstehen.The divergence of the beam of the directional beams 80a is indicated by the central angle 76. This is the angle between the two directional beams 80a, which arise in each case at maximum deflection oc of the pivoting mirror 134a.
Die zwischen den beiden äußersten Richtstrahlen 80a liegenden weiteren Richtstrahlen sind nicht eingezeichnet; lediglich der Zentralstrahl 80a ist eingezeichnet.The further directional rays lying between the two outermost directional rays 80a are not shown; only the Central beam 80a is shown.
Jeder der Richtstrahlen ist in seiner Orientierung bestimmt durch den augenblicklichen Winkelwert α. Der Verlauf des Win- kelwerts ot in Abhängigkeit von der Zeit ist in Fig. 6b darge¬ stellt. Die äußersten Strahlen 80a des Richtstrahlenbündels gemäß Fig. 6a entstehen dann, wenn der Winkelausschlag a des Schwenkspiegels 134a den Wert o;max6+ bzw. αmax6- erreicht.The orientation of each of the directional beams is determined by the instantaneous angle value α. The course of the angle value ot as a function of time is shown in FIG. 6b. The outermost rays 80a of the directional beam according to FIG. 6a arise when the angular deflection a of the pivoting mirror 134a reaches the value o; max6 + or αmax6-.
Während in Fig. 6a ein relativ weitwinkeliges Bündel von Richtstrahlen 80a mit dem Zentriwinkel γ6 entsteht, wird nach Fig. 7a ein sehr viel engeres Bündel von Richtstrahlen 80a mit dem Zentriwinkel γ7 erreicht. Der Fig. 6a entspricht ein gro¬ ßer Detektionsbereich DB6, und der Fig. 7a entspricht ein kleiner Detektionsbereich DB7. Der Betriebszustand von Fig. 6a entspricht deshalb etwa dem Aufsuchen einer Zielstruktur, während der Zustand gemäß Fig. 7a der näheren Untersuchung der Feinstruktur einer Zielstruktur dient.While a relatively wide-angle bundle of directional beams 80a with the central angle γ6 is produced in FIG. 6a, a much narrower bundle of directional beams 80a with the central angle γ7 is achieved according to FIG. 7a. FIG. 6a corresponds to a large detection area DB6, and FIG. 7a corresponds to a small detection area DB7. The operating state of FIG. 6a therefore roughly corresponds to the search for a target structure, while the state according to FIG. 7a serves for a closer examination of the fine structure of a target structure.
Der Unterschied der Betriebszustände von Fig. 6a und Fig. 7a beruht darauf, daß der etwa einer Sinuslinie entsprechende Bewegungsablauf der Schwenkbewegung des Schwenkspiegels 134a gemäß Fig. 6b eine größere Amplitude αmax6 und gemäß Fig. 7b eine kleinere Amplitude αmax7 besitzt. Es ist also durch ein- fache Amplitudenänderung des periodischen Schwenkverlaufs er¬ möglich, unterschiedliche Öffnungsweiten der Bündel von Richt¬ strahlen 80a und damit unterschiedliche Detektionsbereiche zu erhalten.The difference between the operating states of FIGS. 6a and 7a is based on the fact that the movement sequence of the pivoting movement of the pivoting mirror 134a according to FIG. 6b, which corresponds approximately to a sine line, has a larger amplitude αmax6 and according to FIG. 7b a smaller amplitude αmax7. It is therefore by simple change in amplitude of the periodic swing course he ¬ possible different opening widths of the bundle of rays Richt¬ 80a and thus to obtain different detection areas.
In den Fig. 6c und 7c ist angedeutet, daß im Falle einer schrittweisen Schwenkbewegung des Schwenkspiegels 134a bei Übergang von der großen Amplitude αmax6 zur kleinen Amplitude αmax7 auch die Schrittgröße der jeweiligen Schwenkwinkelände¬ rung a verkleinert werden muß.6c and 7c indicate that in the event of a step-wise pivoting movement of the pivoting mirror 134a when changing from the large amplitude αmax6 to the small amplitude αmax7, the step size of the respective pivoting angle change a must also be reduced.
In der Ausführungsform nach Fig. 8 sind analoge Bauteile einer Richtstrahl-Aussendeeinheit 64b mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Ausführungsform nach Fig. 3a und 3b, je¬ doch ergänzt durch den Zusatz b.In the embodiment according to FIG. 8, analog components of a directional beam transmission unit 64b have the same reference numerals provided as in the embodiment according to FIGS. 3a and 3b, but supplemented by the addition b.
Man erkennt einen Rahmen 74b, in dem stabförmige Laserstrahler 76b mittels Kardangelenkköpfen 90b in sphärischen Lageröff¬ nungen 92b einer Grundplatte 94b gelagert sind. Die stabförmi¬ gen Laserstrahler 76b sind an ihren oberen Enden mit teilsphä¬ rischen Steuerköpfen 150b ausgeführt. Diese Steuerköpfe 150b greifen in Steuerbohrungen 152b eines als Steuerflächenträger dienenden Steuerkolbens 154b ein, welcher in dem Rahmen 74b in Richtung des Doppelpfeils 156b verschiebbar ist. Die Steuer¬ bohrungen 152b sind auf konzentrischen Kreisen um die Zentra¬ lachse ZA angeordnet und derart schräggestellt, daß bei einer Verschiebung des Steuerkolbens 154b in Richtung des Doppel- pfeils 156b eine Veränderung der Winkel zwischen den Laser- strahlern 76b eintritt, ähnlich der Winkelveränderung, die bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3a und 3b durch die elastische Deformation der Elastomerplatte 96 eintritt.A frame 74b can be seen in which rod-shaped laser emitters 76b are mounted in spherical bearing openings 92b of a base plate 94b by means of universal joint heads 90b. The rod-shaped laser emitters 76b are designed with partially spherical control heads 150b at their upper ends. These control heads 150b engage in control bores 152b of a control piston 154b which serves as a control surface support and which can be displaced in the frame 74b in the direction of the double arrow 156b. The control bores 152b are arranged on concentric circles about the central axis ZA and inclined such that when the control piston 154b is displaced in the direction of the double arrow 156b, the angle between the laser beams 76b changes, similar to the change in angle. which occurs in the embodiment according to FIGS. 3a and 3b due to the elastic deformation of the elastomer plate 96.
Durch einen Doppeldrehpfeil 158b ist angedeutet, daß die Ziel¬ detektionseinrichtung 64b auch als ganze verschwenkt werden kann. Diese Verschwenkbarkeit entspricht, bezogen auf Fig. 1, einer Verschwenkung um den Schwenkpunkt 70. Auf diese Weise kann zum einen eine Schwenkbewegung des Rahmens 74b vorgenom- men werden, so daß die Zentralachse ZA der von den Laserstrah¬ lern 76b gebildeten Richtstrahl-Aussendeeinheit 64b in den Eckwinkelbereich 72 fällt. Darüber hinaus besteht folgende Möglichkeit: Man kann in einer bestimmten Winkelanordnung der Laserstrahler 76b zueinander entsprechend einer bestimmten Achslage des Steuerkolbens 154b gegenüber dem Rahmen 74b die Zieldetektionseinrichtung 64b einer Scanbewegung kleiner Win¬ kelamplitude in Richtung des Doppeldrehpfeils 158b unterwer¬ fen, so daß ohne Veränderung der relativen Winkellage der Laserstrahler 76b ein Bündel von Laserstrahlern 76b und damit die von diesen ausgehenden Richtstrahlen 80b eine synchroni¬ sierte Scanbewegung gegenüber einer zu beobachtenden Kante 72b nach Fig. 9 eines Eckwinkelε 72 (εiehe Fig. 1) ausführen. In Fig. 9 erkennt man in voller Linie gezeichnet zwei einander unmittelbar benachbarte Richtstrahlen 80b in einer ersten Zeit- und damit Winkelphase der Scanbewegung, und mit gestrichelter Linie dargestellt die Richtstrahlen 80b' in einer zweiten anschließenden Zeit- und damit Winkelphase der Scanbewegung in Richtung des Doppeldrehpfeils 158b.A double rotation arrow 158b indicates that the target detection device 64b can also be pivoted as a whole. This pivotability corresponds, based on FIG. 1, to pivoting about pivot point 70. In this way, on the one hand, pivoting movement of frame 74b can be carried out, so that central axis ZA of directional beam emitting unit 64b formed by laser emitters 76b falls in the corner angle region 72. In addition, there is the following possibility: in a specific angular arrangement of the laser emitters 76b relative to one another in accordance with a specific axial position of the control piston 154b relative to the frame 74b, the target detection device 64b can be subjected to a scanning movement of a small angle amplitude in the direction of the double rotary arrow 158b, so that without changing the Relative angular position of the laser emitters 76b, a bundle of laser emitters 76b and thus the directional beams 80b emanating from them execute a synchronized scanning movement with respect to an edge 72b to be observed according to FIG. 9 of a corner angle 72 (see FIG. 1). In Fig. 9 one can see drawn in full line two immediately adjacent directional beams 80b in a first time and thus angular phase of the scan movement, and shown with dashed lines, the directional beams 80b 'in a second subsequent time and thus angular phase of the scan movement in the direction of Double rotation arrow 158b.
Man wird die Winkel zwischen den Richtstrahlen 80b einerseits und den Richtstrahlen 80b' andererseits kleiner machen als die Winkel zwischen aufeinander folgenden Riehtstrahlen 80b. Man kann auch im Verlauf einer Scanbewegung in mehr als zwei Zeit- und Ortsphasen LaufZeitmessungen vornehmen und jeder dieser LaufZeitmessungen wiederum die Ortskoordinaten zuordnen, die in verschiedenen Phasen der Scanbewegung für benachbarte Richtstrahlen gelten. Wenn man dann für jeden der Richtstrah¬ len 80b bzw. 80b' den geometrischen Ort der Richtstrahlen kennt, so erfährt man für eine Gruppe von aufeinander folgen¬ den RiehtStrahlpaarungen- jeweils, ob die Kante 72b schon ein¬ gegabelt ist, noch eingegabelt ist oder nicht mehr eingegabelt ist. Auf diese Weise läßt sich wiederum durch LaufZeitmessun¬ gen in Verbindung mit den zugehörigen geometrischen Lagedaten der Richtstrahlen die Lage der Kante 72b mit erhöhter Genau¬ igkeit ermitteln, ohne daß die Zahl der Laserstrahler 76b erhöht werden muß. Diese Scantechnik ist auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen anwendbar; beispielsweise kann man in Fig. 3a und 3b der Zieldetektionseinrichtung 64 Scanbe¬ wegungen in Richtung der Doppelpfeile 65 und 67 überlagern, indem man etwa in Richtung des Doppelpfeils 65 die Zusatzan¬ triebseinrichtung 69 und eine entsprechende nicht dargestellte Zusatzantriebseinrichtung in Richtung des Doppelpfeils 67 wirken läßt .The angles between the directional beams 80b on the one hand and the directional beams 80b 'on the other hand will be made smaller than the angles between successive directional beams 80b. It is also possible to carry out run-time measurements in more than two time and location phases in the course of a scan movement and in turn assign each of these run-time measurements the location coordinates which apply to neighboring directional beams in different phases of the scan movement. If one then knows the geometric location of the directional beams for each of the directional beams 80b or 80b ', one learns for a group of successive directional beam pairs - in each case whether the edge 72b has already been forked, is still forked or is no longer forked. In this way, the position of the edge 72b can again be determined with increased accuracy by means of transit time measurements in conjunction with the associated geometric position data of the directional beams, without the number of laser emitters 76b having to be increased. This scanning technique can also be used in the previously described embodiments; For example, in FIG. 3a and 3b the target detection device 64 can superimpose scan movements in the direction of the double arrows 65 and 67 by having the auxiliary drive device 69 and a corresponding auxiliary drive device (not shown) act in the direction of the double arrow 67 approximately in the direction of the double arrow 65 .
Diese Zusatzantriebseinrichtungen können dann eine scannende Schwenkbewegung um den Schwenkpunkt 70 gemäß Fig. 1 erzeugen; alternativ ist es auch denkbar, zur Erzeugung der scannenden Schwenkbewegung die Randangriffsleisten 100 unter Beibehaltung ihres Abstands P voneinander gemeinsam einer Hin- und Herbewe- gung in Richtung der Doppelpfeile 101 zu unterwerfen, wobei während dieser Scanbewegung der Verformungszustand der Platte 96 im wesentlichen unverändert bleibt, so daß die Winkel zwi¬ schen den Laserstrahlern 76 unverändert bleiben.These additional drive devices can then generate a scanning pivoting movement about pivot point 70 according to FIG. 1; alternatively, it is also conceivable to jointly reciprocate the edge attack strips 100 while maintaining their distance P to generate the scanning pivoting movement. In the direction of the double arrows 101, the deformation state of the plate 96 remains essentially unchanged during this scanning movement, so that the angles between the laser emitters 76 remain unchanged.
Im Fall der Ausführungsform nach den Fig. 6a - 7c kann man eine eindimensionale oder zweidimensionale Scanbewegung für jede der Winkeleinstellungen der Richtstrahlen 80a, beispiels¬ weise gemäß Fig. 7a, herbeiführen, indem man die Zieldetek- tionseinrichtung 64a um den Schwenkpunkt 70a in Richtung der Doppelpfeile 65a und 67a mittels einer Zusatzantriebseinrich¬ tung 69a bewegt. Hier ist es alternativ auch möglich, die Scanbewegung dadurch zu erzeugen, daß man mindestens einer der Drehbewegungen des Schwenkspiegels 134a in der jeweiligen für den Winkel γ6 bzw. γ7 verantwortlichen Stellung eine modulie¬ rende Scanbewegung mitteilt . Man wird in der Regel von dieser Scanbewegung nur dann Gebrauch machen, wenn der Winkel γ7 gemäß Fig. 7a ohnehin schon klein ist und nicht weiter ver¬ kleinert werden kann, um durch diese Scanbewegung dann ein höheres Auflosevermogen zu erhalten. Bei dieser Scanbewegung wandert dann der Detektionsbereich DB7 um die in Fig. 7a ge¬ zeichnete Mittelstellung.In the case of the embodiment according to FIGS. 6a-7c, a one-dimensional or two-dimensional scanning movement for each of the angle settings of the directional beams 80a, for example according to FIG. 7a, can be brought about by moving the target detection device 64a around the pivot point 70a in the direction of the Double arrows 65a and 67a are moved by means of an additional drive device 69a. Here it is alternatively also possible to generate the scanning movement by notifying at least one of the rotary movements of the pivoting mirror 134a in the respective position responsible for the angle γ6 or γ7 a modulating scanning movement. This scan movement is generally only used when the angle γ7 according to FIG. 7a is already small and cannot be reduced further in order to then obtain a higher resolution capacity through this scan movement. During this scanning movement, the detection area DB7 then moves around the central position shown in FIG. 7a.
Der bereits früher angedeutete Eichvorgang kann bei der Aus- führungsform nach Fig. 3a etwa wie folgt vorgenommen werden: Für jede Winkeleinstellung zwischen den stabförmigen Laser¬ strahlern 76 und damit zwischen den von diesen ausgehenden Richtstrahlen 80, welche durch einen bestimmten Abstand der Randangriffsleisten 100 vorgegeben ist, wird eine Scanbewegung beispielsweise in Richtung des Doppelpfeils 65 mit Hilfe der Zusatzantriebseinrichtung 69 durchgeführt.The calibration process indicated earlier in the embodiment according to FIG. 3a can be carried out approximately as follows: For each angle setting between the rod-shaped laser emitters 76 and thus between the directional beams 80 emanating from them, which are predetermined by a certain distance between the edge attack strips 100 , a scanning movement is carried out, for example, in the direction of the double arrow 65 with the aid of the additional drive device 69.
In einer Mehrzahl von Zeitphasen innerhalb dieser Scanbewegung werden die Auftreffpunkte 81 sämtlicher Richtstrahlen 80 auf einem Schirm 83 vermessen. Damit erhält man in Abhängigkeit von einem Parameter p, welcher in Fig. 3a der jeweiligen Stel¬ lung der Zusatzantriebseinrichtung 69 entspricht, für den jeweiligen Abstand P der Randangriffsleisten 100 Daten über die Orientierung der Laserstrahler 76 relativ zueinander oder bezogen auf ein Koordinatensystem, welches durch die Zentral- achse ZA definiert ist. Diese Daten kann man nun in Abhängig- keit von dem Parameter p für verschiedene Parameter P in dem Datenspeicher 114 speichern, so daß für jedes Parameterwerte¬ paar p,P in dem Datenspeicher 114 Orientierungsdaten der je¬ weiligen Laserεtrahler 76 und damit der jeweiligen Richtstrah- len 80 abgerufen werden können und mit Hilfe der Laufzeitdaten die Auftreffpunkte bestimmen, die man für die räumliche Ab¬ bildung etwa eines Eckbereichs 72 benötigt. Es ist ohne weite¬ res zu ersehen, daß durch das Scannen ein erhöhtes Auflösungs¬ vermögen erreicht wird, auch wenn die Auftreffpunkte benach¬ barter Richtstrahlen, die einem bestimmten Wert des Parameters P entsprechen, noch relativ groß sind.In a plurality of time phases within this scanning movement, the points of incidence 81 of all the directional beams 80 are measured on a screen 83. In this way, depending on a parameter p, which corresponds to the respective position of the additional drive device 69 in FIG respective distance P of the edge attack strips 100 data on the orientation of the laser emitters 76 relative to one another or in relation to a coordinate system which is defined by the central axis ZA. These data can now be stored in the data memory 114 as a function of the parameter p for various parameters P, so that for each parameter value pair p, P in the data memory 114, orientation data of the respective laser emitters 76 and thus the respective directional beam len 80 can be called up and, with the help of the runtime data, determine the points of impact that are required for the spatial mapping of, for example, a corner area 72. It can be seen without further ado that an increased resolution is achieved by the scanning, even if the points of incidence of neighboring directional beams, which correspond to a certain value of the parameter P, are still relatively large.
Die Verlagerung der Detektionseinrichtung, beispielsweise mittels der Zusatzantriebseinrichtung 69 der Fig. 3a und 3b oder mittels der Zusatzantriebseinrichtung 69a der Fig. 6a - 7c oder durch Schwenkbewegung der Detektionseinrichtung 64b in Richtung des Doppelpfeils 158b der Fig. 8, wurde in der vor¬ stehenden Beschreibung bisher als eine Maßnahme erörtert, die zu einer Verbesserung des Auflösevermδgens führt, indem zwei benachbarte Richtstrahlen 80b gemäß Fig. 9 bei unveränderter Lage relativ zueinander gegenüber der Kante 72b gemeinsam geringfügig um ein Maß verlagert werden, das kleiner ist als der Abstand zwischen den beiden Richtstrahlen 80b. Eine Bewe¬ gung mit Hilfe der gleichen Zusatzantriebseinrichtung 69 der Fig. 3a und 3b oder der Zusatzantriebseinrichtung 69a der Fig. 6a - 7c kann aber auch dazu benutzt werden, um eine bestimmte Zielstruktur, beispielsweise wiederum die Eckstruktur 72 der Fig. 1, in das jeweilige Zentrum des Detektionsbereichs im Sinne des "Nachführens" zu bringen.The displacement of the detection device, for example by means of the additional drive device 69 of FIGS. 3a and 3b or by means of the additional drive device 69a of FIGS. 6a-7c or by pivoting movement of the detection device 64b in the direction of the double arrow 158b of FIG. 8, was described in the above description hitherto discussed as a measure which leads to an improvement in the resolving power, in that two adjacent directional beams 80b according to FIG. 9, together with the position unchanged relative to one another, are slightly displaced relative to the edge 72b by an amount which is smaller than the distance between the two directional beams 80b. A movement with the aid of the same additional drive device 69 of FIGS. 3a and 3b or the additional drive device 69a of FIGS. 6a-7c can also be used to insert a certain target structure, for example again the corner structure 72 of FIG to bring the respective center of the detection area in the sense of "tracking".
Dieses Nachführen kann auch dadurch bewirkt werden, daß bei¬ spielsweise in Fig. 3a und 3b die Laserstrahler 76 und damit deren Richtstrahlen 80 gemeinsam im wesentlichen unter Erhal- tung der Relativlage von benachbarten Laserεtrahlern 76 und deren Riehtstrahlen 80 relativ zueinander gegenüber dem Rahmen 74 der Fig. 3a und 3b verlagert werden, wobei eine Verlagerung der Zentralachse ZA im Sinne eines Nachführens der "Blickrich- tung" erreicht wird. Man kann also eine Feinstruktur, etwa die Eckεtruktur 72 der Fig. 1 vor der Verkleinerung des Detek¬ tionsbereichs, dadurch in das Zentrum des Detektionsbereichs verlagern, daß man in der Ausführungsform nach den Fig. 3a und 3b die beiden Randangriffsleisten 100 gemeinsam unter Erhal- tung ihres Abstands P in Richtung der Doppelpfeile 101 ver¬ lagert. This tracking can also be brought about in that, for example in FIGS. 3a and 3b, the laser emitters 76 and thus their directional beams 80 together essentially direction of the relative position of adjacent laser beams 76 and their directional beams 80 are displaced relative to one another relative to the frame 74 of FIGS. 3a and 3b, a displacement of the central axis ZA being achieved in the sense of tracking the “viewing direction”. A fine structure, such as the corner structure 72 of FIG. 1, before the detection area is reduced, can thus be shifted into the center of the detection area in that, in the embodiment according to FIGS. 3a and 3b, the two edge attack strips 100 are direction of their distance P in the direction of the double arrows 101.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Zielwegkorrektur eines sich einer Zielposi- tion nähernden Lastträgers (34) , welcher beispielsweise an einem horizontal beweglichen Hubseilträger (22) über ein Hubseilsystem (32) höhenverstellbar aufgehängt ist, wobei während der Zielannäherung nach Maßgabe einer Ziel- fehlerdetektion eine Korrektur des Zielannäherungswegs vorgenommen wird und wobei die Zielfehlerdetektion vorgenommen wird, indem a) von einer am Ort des Lastträgers (34) angeordneten Richtstrahl-Aussendeeinheit (64 ; 64a; 64b) gepulste Richtstrahlen (80; 80a; 80b) in Richtung auf einen Detektionsbereich (DB6,DB7) ausgesandt werden, so daß zeitlich versetzte, gepulste Richtstrahlen (80;80a; 80b) auf unterschiedliche Teilbereiche des Detektionsbereichs (DB6,DB7) treffen, b) in einer Rückstrahlungsempfängereinheit (86) mit bekannter geometrischer Zuordnung zu der Richt¬ strahl-Auεsendeeinheit (64 ; 64a; 64b) ) die einzelnen gepulsten Richtstrahlen (80; 80a) entsprechende Streurückstrahlung (88) empfangen wird, c) die Laufzeit von der Ausεendung eineε gepulsten Richtstrahls (80;80a;80b) bis zum Empfang der ent¬ sprechenden Streurückstrahlung (88) für eine Mehr¬ zahl von auf unterschiedliche Teilbereiche ausge¬ sandten Richtstrahlen (80;80a; 80b) bestimmt wird, d) aufgrund der so gemessenen Laufzeiten und bekannter 0 geometrischer Zuordnung der zugehörigen Richtstrah¬ len (80; 80a; 80b) zueinander Daten entsprechend einer räumlichen Abbildung zumindest eines Teils des De¬ tektionsbereichs (DB6,DB7) gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, s daß durch Veränderung der geometrischen Zuordnung der1. Method for correcting the target path of a load carrier (34) approaching a target position, which, for example, is suspended in a height-adjustable manner on a horizontally movable lifting cable carrier (22) via a lifting cable system (32), a correction of the Target approach path is carried out and the target error detection is carried out by a) directional beams (80; 80a; 80b) pulsed by a directional beam transmission unit (64; 64a; 64b) arranged at the location of the load carrier (34) in the direction of a detection area (DB6, DB7) are transmitted so that temporally staggered, pulsed directional beams (80; 80a; 80b) meet different sub-areas of the detection area (DB6, DB7), b) in a retroreflection receiver unit (86) with a known geometric assignment to the directional beam emitting unit (64; 64a; 64b)) the individual pulsed directional beams (80; 80a) corresponding scatter reflection g (88) is received, c) the transit time from the transmission of a pulsed directional beam (80; 80a; 80b) to the reception of the corresponding scattered reflection (88) for a plurality of directional beams (80 ; 80a; 80b) is determined, d) on the basis of the transit times measured in this way and known geometric assignment of the associated directional beams (80; 80a; 80b) to one another, data are obtained in accordance with a spatial mapping of at least part of the detection area (DB6, DB7), characterized in that by changing the geometric assignment of the
Richtstrahlen (80 ; 80a; 80b) zueinander die Abstände derDirectional beams (80; 80a; 80b) to each other the distances of the
Teilbereiche innerhalb des Detektionsbereichs (DB6,DB7) - 39 - verändert werden.Sub-areas within the detection area (DB6, DB7) - 39 - can be changed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel zwischen auf unterschiedliche Teilbereiche auszusendenden Richtstrahlen (80 ;80a;80b) verändert wer¬ den.2. The method according to claim 1, characterized in that the angle between the directional beams (80; 80a; 80b) to be emitted to different partial areas is changed.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf unterschiedliche Teilbereiche auszusendenden Richtstrahlen (80; 80b) durch ihnen individuell zugeord¬ nete Richtungsbestimmungskomponenten (76;76b) gerichtet werden und daß die Richtwirkungen mindestens eines Teils dieser Richtungsbestimmungskomponenten (76;76b) verändert werden.3. The method according to claim 2, characterized in that the directional beams (80; 80b) to be emitted to different partial areas are directed by them individually assigned direction determination components (76; 76b) and that the directional effects of at least some of these direction determination components (76; 76b) to be changed.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausrichtung von Richtstrahlen (80a) auf unter¬ schiedliche Teilbereiche des Detektionsbereichs (DB6,DB7) eine für diese Richtstrahlen (80a) gemeinsame Richtungs¬ bestimmungskomponente (134a) mit variabler Richtwirkung verwendet wird und daß zur Veränderung des Winkels zwi- sehen diesen Richtstrahlen (80a) der Variationsablauf der Richtwirkung verändert wird.4. The method according to claim 2, characterized in that for the alignment of directional beams (80a) to different sub-areas of the detection area (DB6, DB7) for these directional beams (80a) common directional component (134a) with variable directional effect is used and that to change the angle between these directional beams (80a), the variation sequence of the directional effect is changed.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Detektion eines zielkennzeichnenden Zielstruk¬ turbereichs (72,102) innerhalb eines größeren Detektions¬ bereichs (DB6,DB7) der Detektionsbereich (DB6,DB7) unter Verkleinerung der Abstände der Teilbereiche verkleinert wird, nötigenfalls nach Verlagerung eines Zentrums des Detektionsbereichs in Richtung auf den zielkennzeichnen¬ den Zielstrukturbereich (72,102) . 5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that after detection of a target-identifying target structure area (72, 102) within a larger detection area (DB6, DB7) the detection area (DB6, DB7) is reduced while reducing the distances between the partial areas is, if necessary after shifting a center of the detection area in the direction of the target marking area (72, 102).
3. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektionsbereich (DB6,DB7) in Abhängigkeit von der Annäherung des Lastträgers (34) an den Detektions¬ bereich (DB6,DB7) unter Verkleinerung der Abstände der Teilbereiche innerhalb des Detektionsbereichs (DB6,DB7) verkleinert wird. 3. The method according to claim 5, characterized in that the detection area (DB6, DB7) as a function of the approach of the load carrier (34) to the detection area (DB6, DB7) while reducing the distances between the sub-areas within the detection area (DB6, DB7) is reduced.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Richtstrahl-Aussendeeinheit (64,-64b) mit einer Mehrzahl von relativ zueinander beweglichen Richtstrahl- sendern (76;76b) verwendet wird und daß die achswinkelmä- ßige Ausrichtung der Richtstrahlsender (76;76b) relativ zueinander verändert wird.7. The method according to any one of claims 3, 5 and 6, characterized in that a directional beam emitting unit (64, -64b) is used with a plurality of directional beam transmitters (76; 76b) movable relative to each other and that the axis-angle Alignment of the directional beam transmitter (76; 76b) is changed relative to each other.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsame Richtungsbestimmungskomponente (134a) ein Reflexionselement (134a) verwendet wird, welches zur Richtungsbestimmung von auf unterschiedliche Teilbereiche auszusendenden Richtstrahlen (80a) einer periodischen Bewegung unterworfen wird und daß zur Veränderung der Abstände der Teilbereiche bei gleichbleibender Frequenz dieser periodischen Bewegung die Amplitude (cκmax6, αmax7) dieser periodischen Bewegung verändert wird.8. The method according to any one of claims 4, 5 and 6, characterized in that a reflection element (134a) is used as the common direction determining component (134a), which is subjected to a periodic movement for determining the direction of directional beams (80a) to be emitted to different partial areas, and in that the amplitude (cκmax6, αmax7) of this periodic movement is changed in order to change the spacing of the partial areas while maintaining the frequency of this periodic movement.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei schrittweisem Ablauf der periodischen Bewegung die Schrittlänge entsprechend der Amplitudenveränderung verändert wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the step length is changed according to the change in amplitude when the periodic movement is carried out step by step.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß als gepulste Richtstrahlen Laserstrahlen (80; 80a; 80b) verwendet werden. 10. The method according to any one of claims 1-9, characterized in that laser beams (80; 80a; 80b) are used as pulsed directional beams.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Ausbildung des Lastträgers (34) als eines an Container (36) angepaßten Spreaders (34) als 5 zielkennzeichnender Zielstrukturbereich mindestens ein Eckbeschlag (102) eines Containers (36) oder ein Eckbe¬ reich (72) eines Container-Aufnahmeschachts (42) detek¬ tiert wird.11. The method according to any one of claims 1-10, characterized in that in the case of the formation of the load carrier (34) as a spreader adapted to containers (36) (34) as 5 target-characterizing target structure area at least one corner fitting (102) of a container (36 ) or a corner area (72) of a container receiving shaft (42) is detected.
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12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Zustands im wesentlichen unveränderter geometrischer Zuordnung der Riehtstrahlen (80;80a;80b) relativ zueinander einer Gruppe von Richtstrahlen (80; s 80a; 80b) eine gemeinsame Querverlagerung (65;65a;158b) im wesentlichen transversal zur Laufrichtung überlagert wird, vorzugsweiεe eine periodische Querverlagerung (65; 65a;158b) , und daß in definierten Zeitphaεen dieser Quer¬ verlagerung (65; 65a;158b) aufgrund der in der jeweiligen 0 Zeitphase gemessenen Laufzeiten und bekannter geometri¬ scher Zuordnung der durch die Querverlagerung (65,-65a; 158b) in der jeweiligen Zeitphase verlagerten Richtstrah¬ len (80;80a; 80b) jeweils zumindest ein Teil des Detek- tionεbereichε (DB6,DB7) untersucht wird, wobei die Daten 5 zur Erzeugung der räumlichen Abbildung aufgrund der in einer Folge von Zeitphasen vorgenommenen Messungen gewon¬ nen werden.12. The method according to any one of claims 1-11, characterized in that during a state of essentially unchanged geometric assignment of the directional rays (80; 80a; 80b) relative to one another a group of directional rays (80; s 80a; 80b) a common transverse displacement ( 65; 65a; 158b) is superimposed essentially transversely to the running direction, preferably a periodic transverse shift (65; 65a; 158b), and that in defined time phases of this transverse shift (65; 65a; 158b) due to the measured in the respective 0 time phase Running times and known geometrical assignment of the directional beams (80; 80a; 80b) shifted by the transverse shift (65, -65a; 158b) in the respective time phase are each examined at least part of the detection range (DB6, DB7), the data 5 for generating the spatial image being obtained on the basis of the measurements carried out in a sequence of time phases.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12, 0 dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung von Richtstrahlen (80) zueinander oder zu einem gemeinsamen Koordinatensystem in Abhängigkeit von mindestens einem lagebestimmenden Parameter (p,P) durch einen vorangehenden Eichvorgang ermittelt wird, bei s dem für eine Mehrzahl von Parameterwerten dieses minde¬ εtens einen Parameters (p,P) jeweils die Zuordnung des Richtstrahls (80) bestimmt wird, und daß bei der Ermitt- lung der Daten zur Gewinnung der räumlichen Abbildung die Daten über die Zuordnung der Richtstrahlen (80) in Ab¬ hängigkeit des jeweiligen Werts des mindestens einen Parameters (p,P) ermittelt werden.13. The method according to any one of claims 1-12, 0 characterized in that the assignment of directional beams (80) to each other or to a common coordinate system as a function of at least one position-determining parameter (p, P) is determined by a preceding calibration process, at s that for a plurality of parameter values of this at least one parameter (p, P) the assignment of the directional beam (80) is determined, and that during the determination In order to obtain the spatial image, the data can be determined by assigning the directional beams (80) as a function of the respective value of the at least one parameter (p, P).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten über die geometrische Zuordnung einzelner Richtstrahlen (80) in Abhängigkeit von dem jeweiligen Wert des mindestens einen Parameters (p,P) durch Vermes¬ sung des jeweiligen Richtstrahls (80) gewonnen werden.14. The method according to claim 13, characterized in that the data on the geometric assignment of individual directional beams (80) depending on the respective value of the at least one parameter (p, P) are obtained by measuring the respective directional beam (80).
15. Zieldetektionseinrichtung zum Detektieren des Zielorts eines bewegten Lastträgers (34) , insbesondere zur Durch- führung des Verfahrens nach einem der Ansprüchen 1 - 14, umfassend eine mit dem bewegten Lastträger (34) zur ge¬ meinsamen Bewegung verbundene Richtstrahl-Aussendeeinheit (64 ; 64a;64b) , welche dazu ausgebildet ist, um zeitlich versetzte, gepulste Richtstrahlen (80;80a;80b) in Rich- tung auf unterschiedliche Teilbereiche eines Detektions¬ bereichs (DB6,DB7) auszusenden, ferner umfassend eine Rückstrahlungsempfängereinheit (86) mit bekannter geometrischer Zuordnung zu der Richtstrahl- Aussendeeinheit (64 ;64a;64b) , wobei diese Rückstrahlungs- empfängereinheit (86) dazu ausgebildet ist, die einzelnen gepulsten Richtstrahlen (80; 80a;80b) entsprechende Streu¬ rückstrahlung (88) zu empfangen, ferner umfassend Laufzeit-Meßmittel (110) , um die Lauf¬ zeit gepulster Richtstrahlen (80;80a;80b) vom Zeitpunkt der Aussendung bis zum Zeitpunkt des Empfangs zu bestim¬ men, ferner umfassend Berechnungsmittel (106) , welche dazu ausgebildet sind, um aufgrund der gemessenen Laufzeiten und bekannter geometrischer Zuordnung der zugehörigen Richtstrahlen (80 ; 80a; 80b) zueinander Daten entsprechend einer räumlichen Abbildung zumindest eines Teils des Detektionsbereichs (DB6,DB7) zu gewinnen, gekennzeichnet durch der Richtstrahl-Aussendeeinheit (64 ; 64a; 64b) zugeordnete Richtmittel (76 ;134a;76b) , welche die relative geo¬ metrische Zuordnung der nach verschiedenen Teilbereichen des Detektionsbereichs (DB6,DB7) auszusendenden Rieht- strahlen (80;80a; 80b) zu verändern gestatten.15. Target detection device for detecting the destination of a moving load carrier (34), in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 14, comprising a directional beam transmission unit (64;) connected to the moving load carrier (34) for common movement. 64a; 64b), which is designed to transmit temporally staggered, pulsed directional beams (80; 80a; 80b) in the direction of different sub-areas of a detection area (DB6, DB7), further comprising a retroreflection receiver unit (86) with a known one Geometrical assignment to the directional beam emitting unit (64; 64a; 64b), this retroreflection receiver unit (86) being designed to receive the scattered retroreflection (88) corresponding to the individual pulsed directional beams (80; 80a; 80b), further comprising Runtime measuring means (110) to determine the running time of pulsed directional beams (80; 80a; 80b) from the time of transmission to the time of reception men, further comprising calculating means (106) which are adapted to based on the measured times and known geometrical assignment of the respective directional beams (80; 80a; 80b) to obtain data from one another in accordance with a spatial mapping of at least part of the detection area (DB6, DB7), characterized by the directional beam emitting unit (64; 64a; 64b) assigned directional means (76; 134a; 76b) which determine the relative geometric assignment of the directional rays (80; 80a; 80b) allow to change.
16. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtmittel (76 ;134a;76b) dazu ausgebildet sind, die Winkel zwischen auf unterschiedliche Teilbereiche ausgesandten Richtstrahlen (80;80a;80b) zu verändern.16. Target detection device according to claim 15, characterized in that the directional means (76; 134a; 76b) are designed to change the angle between directional beams (80; 80a; 80b) emitted to different partial areas.
17. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtmittel für auf unterschiedliche Teilbereiche auszusendende Richtstrahlen (80; 80b) diesen individuell zugeordnete und hinsichtlich der relativen Richtungsfest¬ legung der Richtstrahlen (80,-80b) veränderliche Rich- tungsbeεtimmungskomponenten (76;:76b) umfassen.17. Target detection device according to claim 16, characterized in that the directional means for directional beams (80; 80b) to be emitted to different partial areas are assigned to these directional components (76 ;:) which are individually assigned and which are variable with respect to the relative directional definition of the directional beams (80, -80b). 76b) include.
18. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtmittel für auf unterschiedliche Teilbereiche hin auszusendende Richtstrahlen (80a) eine gemeinsame Richtungsbestimmungskomponente (134a) mit variabler Richtwirkung umfassen, wobei die Richtwirkung dieser Richtungsbestimmungskomponente (134a) im Sinne der Ver¬ änderung der relativen Winkel zwischen den Richtstrahlen (80a) veränderbar ist.18. Target detection device according to claim 16, characterized in that the directional means for directional beams to be emitted to different partial areas (80a) comprise a common direction-determining component (134a) with a variable directional effect, the directional effect of this direction-determining component (134a) in the sense of changing the relative Angle between the directional beams (80a) is changeable.
19. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 15 -19. Target detection device according to one of claims 15 -
18, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtstrahl-Aussendeeinheit (64 ;64a;64b) in ihrer geometrischen Zuordnung zu einem lastträgerfeεten Koor¬ dinatensystem veränderbar ist . 18, characterized in that the directional beam emitting unit (64; 64a; 64b) can be changed in its geometric assignment to a load carrier-fixed coordinate system.
20. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtstrahl-Aussendeeinheit (64 ; 64a; 64b) eine durch die auf verschiedene Teilbereiche des Detektions¬ bereichs (DB6,DB7) auszusendenden Richtstrahlen (80 ;80a; 80b) definierte Zentralachse (ZA) besitzt, deren Winkel¬ lage in bezug auf das lastträgerfeste Koordinatensystem variabel ist .20. Target detection device according to claim 19, characterized in that the directional beam emitting unit (64; 64a; 64b) has a central axis (ZA) defined by the directional beams (80; 80a; 80b) to be emitted to different partial areas of the detection area (DB6, DB7) ), whose angular position is variable with respect to the coordinate system fixed to the load carrier.
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21. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsmittel (106) dazu ausgebildet sind, um aufgrund der gemessenen Laufzeiten, bekannter geometri¬ scher Zuordnung der Richtstrahlen (80; 80a;80b) unterein-21. Target detection device according to claim 20, characterized in that the calculation means (106) are designed to, based on the measured transit times, known geometrical assignment of the directional beams (80; 80a; 80b).
15 ander und bekannter Winkeleinstellung der Zentralachse15 different and known angle adjustment of the central axis
(ZA) gegenüber dem lastträgerfesten Koordinatensystem die(ZA) compared to the load carrier fixed coordinate system
Daten entsprechend einer räumlichen Abbildung zumindest eines Teils des Detektionsbereichs (DB6,DB7) zu gewinnen.To obtain data corresponding to a spatial mapping of at least part of the detection area (DB6, DB7).
20 22. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 und 19 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsbestimmungskomponenten (76,-76b) an einem gemeinsamen Träger (74;74b) schwenkbar, vorzugsweise20 22. Target detection device according to one of claims 17 and 19-21, characterized in that the direction determination components (76, -76b) on a common support (74; 74b) pivotable, preferably
25 kardaniseh schwenkbar, gelagert sind und mit Schwenkwin¬ kel-Einstellmitteln (96;154b) in Verbindung stehen, welche die individuellen Richtungsbestimmungskomponenten (76,-76b) in gegenseitiger Abhängigkeit zu verschwenken gestatten.25 gimbals are pivotable, are mounted and are connected to pivoting angle setting means (96; 154b) which allow the individual direction-determining components (76, -76b) to pivot in mutual dependence.
3030
23. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwinkel-Einstellmittel (96) ein die Rich- tungsbestimmungskomponenten (76) außerhalb der Schwenk- 35 lagerstellen (92) miteinander koppelndes elastisches Verbindungssystem (96) umfassen, welches durch Anlegen äußerer Kräfte in mindestens einer Richtung (101) ela- stisch deformierbar ist.23. Target detection device according to claim 22, characterized in that the swivel angle setting means (96) comprise a direction-determining component (76) outside the swivel bearing positions (92), an interconnecting elastic connection system (96), which by applying external forces in at least one direction (101) is plastically deformable.
24. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Verbindungssystem von einem Elastomer- Körper (96) gebildet wird.24. Target detection device according to claim 23, characterized in that the elastic connection system is formed by an elastomer body (96).
25. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomer-Körper als eine Elastomer-Platte (96) auεgebildet ist, welche in mindestens einer Richtung (101), vorzugsweise in zwei zueinander orthogonalen Rich¬ tungen, deformierbar ist.25. Target detection device according to claim 24, characterized in that the elastomer body is formed as an elastomer plate (96) which is deformable in at least one direction (101), preferably in two mutually orthogonal directions.
26. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 17 und26. Target detection device according to one of claims 17 and
19 - 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsbestimmungskomponenten von einzelnen, jeweils eine Strahlungsquelle umfassenden Richtstrahlern (76,-76b) gebildet sind.19 - 25, characterized in that the direction determination components are formed by individual directional emitters (76, -76b) each comprising a radiation source.
27. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtstrahler von Laεerstrahlern (76;76b) gebil- det sind.27. Target detection device according to claim 26, characterized in that the directional emitters are formed by laser emitters (76; 76b).
28. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 - 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsbestimmungskomponenten (76;76b) stabför- mig ausgebildet und an einer von zwei in Stablängsrich¬ tung beabstandeten Stellen schwenkbar, insbesondere kar¬ daniseh schwenkbar, gelagert und an der jeweils zweiten dieser axial beabstandeten Stellen mit den Schwenkwinkel- Einstellmitteln (96;154b) in Verbindung stehen. 28. Target detection device according to one of claims 22-27, characterized in that the direction determining components (76; 76b) are rod-shaped and can be pivoted at one of two positions spaced apart in the longitudinal direction of the rod, in particular pivoted in kar¬ daniseh, and on each second of these axially spaced locations are connected to the swivel angle setting means (96; 154b).
29. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 18 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Richtungsbestimmungεkomponente (134a) 5 mit variabler Richtwirkung von einem einer gemeinsamen Strahlungsquelle (76a) im Strahlengang nachgeschalteten Richtstrahl-Umlenkelement (134a) gebildet ist, welches mit einem periodischen Schwenkantrieb verbunden ist, wobei der dem gemeinsamen Richtstrahl-Umlenkelement ιo (134a) mitgeteilte periodische Bewegungsablauf veränder¬ bar ist.29. Target detection device according to one of claims 18-21, characterized in that the common direction determination component (134a) 5 with variable directional action is formed by a directional beam deflecting element (134a) connected downstream in the beam path to a common radiation source (76a), which has a periodic swivel drive is connected, the periodic movement sequence communicated to the common directional beam deflection element 10 (134a) being changeable.
30. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,30. Target detection device according to claim 29, characterized in that
15 daß die Schwenkamplitude (αmaxß, cemax7) des Richtstrahl¬ umlenkelements (134a) bei konstanter Frequenz veränderbar ist .15 that the swivel amplitude (αmaxß, cemax7) of the directional beam deflecting element (134a) can be changed at a constant frequency.
31. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 30, 20 dadurch gekennzeichnet, daß bei schrittweisem Bewegungsablauf der periodischen Schwenkbewegung die Schrittgröße entsprechend der Größe der Schwenkamplitude (αmax6, αmax7) veränderbar ist.31. Target detection device according to claim 30, characterized in that the step size can be changed in accordance with the size of the swivel amplitude (αmax6, αmax7) in the case of a gradual movement sequence of the periodic swivel movement.
25 32. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 29 - 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle ein Laεerstrahler (76a) ist.25 32. Target detection device according to one of claims 29 - 31, characterized in that the radiation source is a laser emitter (76a).
30 33. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 15 -30 33. Target detection device according to one of claims 15 -
32, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtstrahl-Aussendeeinheit (64;64a;64b) an einem32, characterized in that the directional beam emitting unit (64; 64a; 64b) on one
Lastträger (34) angebracht ist, welcher an einem horizon- 35 tal beweglichen Hubseilträger (22) über ein Hubseilsystem (32) höhenverstellbar aufgehängt ist. Load carrier (34) is attached, which is suspended in a height-adjustable manner on a lifting cable carrier (22) that can be moved horizontally via a lifting cable system (32).
34. Zieldetektionseinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtstrahl-Aussendeeinheit (64 ,- 64a;64b) an einem beweglichen Halteelement angebracht ist, welches relativ s zu dem Lastträger (34) zwischen einer Aktivstellung und einer zurückgezogenen Stellung verstellbar ist, wobei die Aktivstellung derart ausgebildet ist, daß auch bei Ver¬ bindung des Lastträgers (34) mit einer Last (36) die Richtstrahlbeaufschlagung des Detektionsbereichs (DB6, o DB7) möglich ist und die zurückgezogene Stellung derart ausgebildet ist, daß der Lastträger (34) ggf. mit ange¬ koppelter Last (36) in beengte Räume, wie Containerstapel (44) oder Containerschächte (42) in Schiffen (14) ein¬ fahren kann. 534. target detection device according to claim 33, characterized in that the directional beam emitting unit (64, - 64a; 64b) is attached to a movable holding element which is adjustable relative to the load carrier (34) between an active position and a retracted position, wherein the active position is designed such that, even when the load carrier (34) is connected to a load (36), the directional beam can be applied to the detection area (DB6, DB7) and the retracted position is designed such that the load carrier (34) may be with attached load (36) can enter narrow spaces such as container stacks (44) or container shafts (42) in ships (14). 5
35. Zieldetektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 15 - 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtstrahl-Aussendeeinheit (64;64a;64b) eine 0 Querverlagerungseinrichtung (69;100) zugeordnet ist, welche geeignet ist, in mindestens einem Zustand der geometrischen Zuordnung einer Gruppe von Richtstrahlen35. target detection device according to one of claims 15 - 34, characterized in that the directional beam emitting unit (64; 64a; 64b) is assigned a 0 transverse displacement device (69; 100) which is suitable in at least one state of the geometric assignment of a group of directional beams
(80; 80a;80b) zueinander den Richtstrahlen (80;80a; 80b) dieser Gruppe eine gemeinsame, vorzugsweise periodische, 5 Querverlagerung zu erteilen, und daß die Berechnungsmit¬ tel (106) dazu ausgebildet sind, die einer räumlichen Abbildung mindestens eines Teils des Detektionsbereichs (DB6,DB7) entsprechenden Daten aufgrund der LaufZeitmes¬ sungen für verschiedene Querverlagerungszustände einer 0 Folge von Querverlagerungszuständen zu errechnen, die durch die gemeinsame Querverlagerung herbeigeführt wer¬ den.(80; 80a; 80b) to give the directional beams (80; 80a; 80b) of this group a common, preferably periodic, 5 transverse displacement, and that the calculation means (106) are designed to provide a spatial image of at least one part to calculate data corresponding to the detection area (DB6, DB7) on the basis of the running time measurements for different transverse displacement states of a sequence of transverse displacement states which are brought about by the common transverse displacement.
36. Richtstrahl-Auεεendeeinheit, insbesondere zur Durchfüh- 5 rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 14 und insbesondere als Teil einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 15 - 17, 19 - 28, 33 und 34, umfassend eine Mehrzahl von in einer Reihe oder innerhalb eines Feldes verteilt angeordneten Richtungsbestimmungs- komponenten (76,-76b) , dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Richtungsbestimmungεkomponenten (76; 76b) an einem gemeinsamen Träger (74; 74b) relativ zueinander beweglich angeordnet und durch ein ihnen ge¬ meinsames Antriebssystem (96;:154b) relativ zueinander verstellbar sind.36. Directional beam emitting unit, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 14 and in particular as part of a device according to one of claims 15 to 17, 19 to 28, 33 and 34, comprising a plurality of direction determination components (76, -76b) arranged in a row or distributed within a field, characterized in that the individual direction determination components (76; 76b) are arranged on a common carrier (74; 74b) so as to be movable relative to one another and through a drive system common to them (96;: 154b) can be adjusted relative to one another.
37. Riehtstrahl-Auεsendeeinheit nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Richtungsbestimmungskomponenten (76; 76b) an dem gemeinsamen Träger (74;74b) schwenkbar, vor- zugsweise kardaniseh schwenkbar, gelagert sind und außer¬ halb ihrer Schwenklager (92; 92b) von dem gemeinsamen An¬ triebssystem (96; 154b) beaufschlagt sind.37. Directional beam transmission unit according to claim 36, characterized in that the individual direction-determining components (76; 76b) on the common support (74; 74b) can be pivoted, preferably pivoted cardanically, and are mounted outside their pivot bearings (92; 92b ) are acted upon by the common drive system (96; 154b).
38. Riehtstrahl-Aussendeeinheit nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Antriebssystem von einem die Rich- tungsbestimmungskomponenten (76) miteinander verbindenden elastischen Verbindungsεystem (96) gebildet ist, welches durch äußere Krafteinwirkung deformierbar ist, so daß als Folge dieser Deformation den einzelnen Richtungsbestim- mungεkomponenten (76) aufeinander abgestimmte Schwenkbe¬ wegungen erteilt werden.38. Directional beam transmission unit according to claim 37, characterized in that the common drive system is formed by an elastic connecting system (96) connecting the direction-determining components (76), which is deformable by external force, so that as a result of this deformation the individual Direction-determining components (76) coordinated pivoting movements are issued.
39. Richtstrahl-Ausεendeeinheit nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das elastiεche Verbindungssystem ein Elastomer-Band oder eine Elastomer-Folie oder eine Elastomer-Platte (96) umfaßt, welche in mindestens einer, ggf. in zwei zuein¬ ander orthogonalen Richtungen (101) deformierbar ist.39. Directional beam emitting unit according to claim 38, characterized in that the elastic connection system comprises an elastomer band or an elastomer film or an elastomer plate (96), which in at least one, possibly in two mutually orthogonal directions ( 101) is deformable.
40. Richtstrahl-Ausεendeeinheit nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß bei stabförmiger Ausgeεtaltung der Richtungsbestim- mungskomponenten (76) diese das Band bzw. die Folie bzw. die Platte (96) durchsetzen und dadurch mit dieser ge¬ lenkig verbunden sind.40. Directional beam emitting unit according to claim 39, characterized in that in the case of a rod-shaped configuration of the direction-determining components (76), they penetrate the tape or the film or the plate (96) and are thereby articulatedly connected to the latter.
55
41. Richtstrahl-Auεsendeeinheit nach einem der Ansprüche 38 - 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklagerstellen (92; 92b) benachbarter Rich-41. Directional beam emitting unit according to one of claims 38 - 40, characterized in that the pivot bearing points (92; 92b) of adjacent directional
10 tungsbestimmungskomponenten (76;76b) untereinander annä¬ hernd gleichen Abstand (a) innerhalb der Reihe bzw. des Feldes haben und daß die Verbindungsstellen benachbarter Richtungsbestimmungskomponenten (76;76b) mit dem elasti¬ schen Verbindungssystem (96) untereinander ebenfalls is annähernd gleichen Abstand (a' ) haben, wobei der Abstand10 determination components (76; 76b) have approximately the same distance (a) from one another within the row or field and that the junctions of adjacent direction determination components (76; 76b) with the elastic connection system (96) are also approximately the same distance from one another (a ') where the distance
(a' ) dieser Verbindungsstellen bei Krafteinwirkung auf das elastiεche Verbindungεsystem (96) im wesentlichen untereinander gleichbleibend vergrößert oder verkleinert wird.(a ') these connection points are substantially enlarged or reduced in a constant manner with one another when force is exerted on the elastic connection system (96).
2020th
42. Richtstrahl-Auεsendeeinheit nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Antriebssystem (154b) Steuerflächen42. Directional beam transmission unit according to claim 37, characterized in that the common drive system (154b) control surfaces
(152b) für die einzelnen Richtungsbestimmungskomponenten(152b) for the individual direction determination components
25 (76b) aufweist, welche außerhalb der Schwenklager (92b) mit den Richtungsbestimmungskomponenten (76b) in Eingriff εtehen.25 (76b), which are outside of the pivot bearings (92b) in engagement with the direction determining components (76b).
43. Richtεtrahl-Aussendeeinheit nach Anspruch 42, 30 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen (152b) an einem mindestenε einer Gruppe von Richtungsbestimmungεkomponenten (76b) gemein- εamen Steuerflächenträger (154b) angebracht sind.43. Directional beam emitting unit according to claim 42, characterized in that the control surfaces (152b) are attached to at least one group of direction determination components (76b) common control surface supports (154b).
35 44. Richtstrahl-Aussendeeinheit nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerflächenträger (154b) im wesentlichen or- thogonal zu einer die Schwenklager (92b) enthaltenden Schwenklagerfläche beweglich ist und für die einzelnen Richtungsbestimmungskomponenten (76b) je eine Steuerboh¬ rung (152b) aufweist.35. Directional beam emitting unit according to claim 43, characterized in that the control surface carrier (154b) is essentially or- is horizontally movable to a pivot bearing surface containing the pivot bearings (92b) and has a control bore (152b) for the individual direction determining components (76b).
55
45. Richtstrahl-Aussendeeinheit nach einem der Ansprüche 36 - 44, dadurch gekennzeichnet, daß mindestenε eine Gruppe von Richtungsbestimmungskom- ιo ponenten (76;76a;76b) durch eine Zusatzverlagerungεein- richtung (69;69a) im weεentlichen gemeinsam verlagerbar ist .45. Directional beam emitting unit according to one of claims 36-44, characterized in that at least one group of directional determination components (76; 76a; 76b) can essentially be displaced jointly by means of an additional displacement device (69; 69a).
46. Richtstrahl-Aussendeeinheit nach Anspruch 45, is dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzverlagerungseinrichtung (69) auf den ge¬ meinsamen Träger (74) der Richtungsbestimmungskomponenten (76) einwirkt.46. Directional beam emitting unit according to claim 45, characterized in that the additional displacement device (69) acts on the common carrier (74) of the direction determining components (76).
20 47. Richtstrahl-Aussendeeinheit nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzverlagerungseinrichtung auf das gemeinsame Antriebsεystem (96) einwirkt. 20 47. Beam emitting unit according to claim 45, characterized in that the additional displacement device acts on the common drive system (96).
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